Стропильная система любой крыши состоит из стропил и об­решетки (рис. 6.2). Эта несущая система поддерживает крышу, облегчает монтаж кровельного покрытия, является одним из са­мых важных конструкционных элементов дома. Проектирование несущих конструкций лучше все-таки поручить специалистам, ведь от того, как будет сконструирована крыша, зависит не только ее внешний вид, но и эксплуатационные характеристики и даже долговечность всего здания.

Рис. в.2. Простейшая стропильная система

В качестве материалов для стропильной системы при строитель­стве индивидуальных домов применяются брусья и доски из дре­весины хвойных пород. До монтажа все деревянные материалы обрабатываются специальными пропитками для защиты от горе­ния и биологического поражения, подробное описание которых дано в разделе «Стены из дерева» главы 5.

Самая простая стропильная конструкция — это наслонные стро­пила, детали которых работают как балки. Основной элемент наслонных стропил — стропильные ноги, которые укладываются вдоль ската и поддерживают обрешетку. Верхние концы стро­пильных ног поддерживаются системой откосов и стоек, которые переносят нагрузку на стены здания и обеспечивают жесткость всей конструкции. Большое количество подкосов и стоек не всег­да необходимо, поэтому, чтобы облегчить конструкцию, иногда стропильные ноги опирают на продольные балки, которые, в свою очередь, поддерживаются стойками и подкосами. Нижние концы стропильных ног опираются на наружные стены. При этом на стены укладывается продольный мауэрлат (балка, проложенная по верху стены). Пролет между опорами может достигать 4,5 м. Такая конструкция обычно используется в небольших дачных и садовых домиках.

В зданиях, имеющих значительную ширину, используются стро­пильные фермы. Они бывают сегментные, треугольные и поли­гональные (многоугольные). Стропильная ферма представляет собой решетчатую плоскую систему балок, концы которых соеди­нены между собой. Конструктивные схемы наиболее распростра­ненных ферм для пролетов 12-24 м приведены на рис. 6.3.

Внутренние вертикальные балки в такой конструкции называ­ются стойками, наклонные стержни — раскосами. Балки плоской фермы, которые расположены по верхнему контуру, называются верхним поясом, а те, что расположены по нижнему контуру, со­ответственно, нижним поясом.

Простейший вид стропильной фермы — висячие стропила (рис. 6.4). Они образуются из наклонных стропильных ног, которые передают распор на нижний пояс фермы. Такими стропилами можно пере­крывать пролеты шириной до 12 м.

Чаще всего опоры несущей системы построены треугольником. Стороны треугольника образуют две стропильные ноги — это верх­ний пояс фермы. Нижние концы ног упираются в горизонтальный брус, называемый затяжкой. Нижние части стропил и затяжки закреплены на внешних стенах. Для большей надежности фермы дополняют добавочные подпорки — подкосы, стойки, схватки.

Среднее расстояние между стропильными ногами составляет і м, но оно может меняться в зависимости от климата региона строи­тельства и выбранного кровельного материала.

Стропильные фермы сначала собираются на земле по шаблону, так как все они должны иметь одинаковый профиль (рис. 6.5). В качестве шаблона используется первая ферма. На нижнем конце шаблона и на затяжке отмечают и расчерчивают места нужных врубок.

Бруски для стропильных ног должны быть чуть длиннее шаблона на случай, если расчет был неточным. Прежде всего делают врубку

На нижних концах стропил, соединяют их с мауэрлатом, затем вру­бают верхнюю часть, отрезая излишки древесины. На собранном по шаблону соединении делают отметки, а затем разбирают, чтобы впоследствии собрать его на месте.

Рис. 6.4.

Существует еще один альтернативный способ сбора стропильной фермы, менее трудоемкий, но не менее надежный. Современный рынок строительных материалов предлагает целую серию наклад­ных металлических элементов, при помощи которых стропильная ферма собирается с высоким качеством сопряжения элементов. Примером таких соединителей являются зубчатые пластины с вы- пггампованными зубьями, которые забивают с двух сторон в узлах фермы, соединяя все сходящиеся элементы (рис. 6.6). Обычно таким технологическим приемом пользуются при изготовлении ферм в заводских условиях для домиков каркасно-щитовой кон­струкции.

В условиях строительной площадки при сопряжении деталей ферм чаще пользуются металлическими накладками с отверстия­ми, через которые заворачивают шурупы или забивают гвозди. При этом в каждую деталь фермы должно заворачиваться как минимум два шурупа или забиваться два гвоздя на глубину не менее 2/з толщины деревянного бруска.

Чтобы крышу не подняло ветром, стропила скрепляют с мау­эрлатом. К рубленым стенам концы стропил прикрепляются специальными скобами. К каменным стенам мауэрлат крепится с помощью металлического ерша, который вбивается в четвертый ряд кладки. От него отходят две петли из скрученной проволоки, которыми крепятся балки.

Для различных элементов стропильных ферм используются разные сорта древесины. Так, для стропил подходят только пиломатериалы I сорта с наименьшим количеством сучков. Толщина бревна или бруска зависит от длины стропильной ноги, расстояния между стропилами, массы кровли, ветровых нагрузок и т. д. Если толщина применяемого материала меньше рекомендованной, то под стропильные ноги ставят подкосы. Для мауэрлата используются балки толщиной не менее 150 мм. Обычным сечением материала стропил является 50 х 150 мм. Для обрешетки используются бруски сечением 40 х 40, 50 х 50 или 6о х 6о мм. Обрешетка бывает сплошной или разреженной в зависимости от того, какой кровельный материал будет на нее укладываться.

Особенности стропильной системы для дома с мансар­дой. Мансарда увеличивает жилую площадь дома и уменьшает теплопотери здания. Но при устройстве крыши в доме с мансардой обязательно следует учитывать увеличенную нагрузку на несущие деревянные конструкции крыши. Компенсируют увеличенную нагрузку за счет применения балок большего сечения и умень­шения шага стропил.

Чтобы сохранить жилой объем мансарды, в стропильных фермах обходятся без нижнего пояса, а нижние концы стропил упира­ются в мауэрлат. Вертикальные стойки укрепляются подкосами, которые зарезаются в стойки. Места соединений укрепляются болтами и скобами.

Стропильные ноги соединяются вверху вполдерева на болтах. По­скольку отсутствует затяжка (нижний опорный брус для стропил), возрастает значение ригеля. Он делается более прочным, больше­го сечения, крепится на болтах и чаще всего даже не зарезается, чтобы не снижать прочности несущей системы. Центр ригеля подтягивается к верхнему соединению стропил стойкой, которая также крепится на болтах. Соединение укрепляется стальными пластинами на саморезах или болтах.

ПРИМЕЧАНИЕ

Осуществляя стыковку концов бревен или брусьев (вязка стропильных ног, углов срубов, углов оконных и дверных коробок), прибегают к способу соединения «вязка впол­дерева», что препятствует сдвигу брусьев (рис. 6.7).

Готовые стропильные фермы получаются жесткими, прочны­ми и в то же время достаточно легкими, чтобы их можно было довольно легко подать снизу наверх к месту установки несущей конструкции.

Установку как обычных стропильных ферм, так и облегченных выполняют по одной схеме. Нижние концы стропильных ног уста­навливают на мауэрлаты. Затем, привязав веревку к месту верхнего соединения стропил, ферму поднимают и устанавливают в верти­кальное положение. Правильность установки проверяют по уровню. В этом положении закрепляют стропила с помощью бруска, прибито­го к соседней ферме в верхней части. Это временное крепление впос­ледствии должно быть убрано, когда будет набиваться обрешетка.

Обычно такие ответственные соединения, как места установки стро­пил на стены, «врубают», то есть на концах стропильных ног делают «зуб» (см. рис. 5.13) или «двойной зуб» (рис. 6.8), а в опоре выдалб­ливают гнездо, с тем, чтобы части плотно соединялись между собой. Соединения дополнительно скрепляют металлическими скобами.

Для облегченных конструкций, где используются пиломатериалы минимального профиля, на практике чаще всего обходятся длин­ными гвоздями. Гвозди в этом случае не столько стягивают части соединения, сколько препятствуют их смещению относительно друг друга (рис. 6.9).

Рис. 6.9.

Порядок установки стропильных ферм следующий: сначала уста­навливают крайние фермы, затем все промежуточные. Верхний край установленных стропил должен лежать в одной плоскости по обоим скатам.