22.3. Наслонные стропильные системы

Наслонные стропильные системы устраивают из дерева или железобетона. Основной несущий элемент деревянных стропильных систем (стропильные ноги) изготавливают из брёвен, брусьев, досок или пластин и ими можно перекрывать здания шириной до 14 м (при одной внутренней опоре по ширине здания) и до 16 м (при двух внутренних опорах). Шаг стропильных ног из досок и пластин равен (1,0–1,5) м, а из брёвен и брусьев – (1,5–2,0) м. На рис. 22.4 и рис. 22.5 а показаны схематические разрезы и планы деревянных наслонных стропильных систем в зависимости от ширины здания и расположения внутренних опор, а также основные конструктивные элементы этих систем и общий вид наслонной стропильной системы. На рис. 22.5 б, в, г. показаны варианты узлов сопряжения элементов наслонных стропил между собой и с другими конструкциями.

Рис. 22.4. Варианты конструктивных решений наслонных стропильных систем:

а, б, в – поперечные разрезы стропиль-ных систем одно-скатных крыш; г, д, е – то же двух-скатных крыш; ж – общий вид нас-лонных стропильных систем; 1 – стропиль-ная нога; 2 – мауэрлат; 3 – подкос; 4 – лежень; 5 – стойка; 6 – прогон; 7 – распорка; 8 – схватка (затяжка); 9 – кобылка; 10 – обрешётка; 11 – свес крыши

Деревянные наслонные стропильные системы устраивают следующим образом. В четверти в верхней части наружных стен, выводимых выше чердачного перекрытия, укладывают на толевые прокладки настенные брусья (мауэрлаты) – из брёвен диаметром 180–200 мм или из брусьев 140x160 мм либо 160x180 мм, а на внутренние опоры, тоже выводимые выше чердачного перекрытия, укладывают продольные брусья-лежни из брёвен  160–180 мм или брусьев 140x160 либо 160x180 мм. При шаге стропильных ног 1,5 м и более допускается выполнять мауэрлаты не непрерывными, а в виде коротышей длиной 60–80 см под каждую стропильную ногу.

На лежни устанавливают вертикальные стойки из брёвен  130–200 мм или брусьев сечением от 120x120 до 140x180 мм через 3–6 м, а сверху на стойки опирают прогоны из брёвен  180–220 мм или брусьев сечением 120x180 мм и более. Затем на мауэрлаты внизу и прогон вверху попарно опирают стропильные ноги, которые могут быть из брёвен  120–160 мм, брусьев сечением от 120x160 до 140x180 мм или досок-пластин сечением (40x160)–(50x180) мм.

Внизу стропильные ноги опирают на мауэрлаты (посредством врубки) и дополнительно крепят к ним стальными скобами, а для предупреждения срыва крыши ветром стропильные ноги через одну крепят скрутками из проволоки  4–6 мм к костылям или ершам, закреплённым в стене, или к балочным элементам чердачных перекрытий. Для крепления обрешётки над карнизом к нижним концам стропильных ног прибивают коротыши из досок толщиной 40–50 мм, называемые кобылками. Чтобы уменьшить распорные усилия на мауэрлаты, верхние концы парных стропильных ног надёжно соединяют между собой и с прогонами, что исключает их смещение вдоль ската.

Для разгрузки прогонов и обеспечения жёсткости и устойчивости стропильной системы в плоскости лежня, стоек и прогона устанавливают продольные одинарные (при шаге стоек до 4 м) или парные (при шаге стоек 4–6 м) подкосы, а для разгрузки стропильных ног – поперечные подкосы. Жёсткость большепролетных стропильных систем в поперечном направлении повышается установкой схваток-затяжек из досок сечением 50x150 мм, соединяющих две парные стропильные ноги между собой. Для устройства подкосов используют бревна  100–160 мм или брусья сечением (80х80)–(140х140) мм. Если внутренняя опора в здании смещена относительно средней продольной линии не более чем на 1 м, то вместо конькового прогона можно применять смещённый прогон на вертикальных стойках (см. рис. 22.4 д).

Все элементы деревянных наслонных стропильных систем, соприкасающиеся с каменной кладкой, необходимо антисептировать и прокладывать между ними и кладкой толь или рубероид.

В зданиях с двумя внутренними опорами между лежнями стропильных систем укладывают у оснований стоек горизонтальные распорки, исключающие смещение лежней вследствие распора от подкосов в плоскостях парных стропильных ног.

В четырёхскатных, шатровых и многоскатных крышах в местах пересечения скатов располагают диагональные (накосные) стропильные ноги. Их нижними концами опирают на мауэрлаты, сходящиеся в углах зданий, а верхними концами опирают на крайнюю стойку через коньковый прогон (при одной центрально расположенной внутренней опоре в здании), а при отсутствии центральных стоек и конькового прогона (при двух внутренних опорах или несимметричном расположении внутренний опоры в здании) – на специальные накладки-прибоины, крепящиеся к верхним углам крайних (ближайших) пар стропильных ног [рис. 22.5 б (В), (Г)].

На диагональные стропильные ноги опирают короткие стропильные ноги – нарожники. Опирание нарожников на диагональные стропильные ноги с помощью врубок выполняется вразбежку для исключения существенного ослабления стропильных ног. Нарожники можно опирать и на рейки, которые прибивают к диагональным стропильным ногам сбоку.

Рис. 22.5. Планы и узлы наслонных стропильных систем: а – планы наслонных стропил при одной и двух внутренних опорах; б, в, г, е, ж – узлы сопряжений элементов стропильных систем; д – шпренгель под накосную (диагональную) ногу; 1 – стропильная нога; 2 – накосная стропильная нога; 3 – прогон; 4 – нарожник (короткая стропильная нога); 5 – мауэрлат; 6 – кобылка; 7 – внутренние стены; 8 – шпренгель; 9 – стойка; 10 – подкос; 11 – лежень; 12 – антисептированная подкладка; 13 – скоба; 14, 15 – накладки-прибоины на гвоздях; 16 – скрутка из проволоки; 17 – толь

Так как длина диагональных стропильных ног большая, их разгружают с помощью подкосов или подпорок, устанавливаемых на горизонтальные балки, уложенные на смежные стены или мауэрлаты. Подпорка может быть выполнена в виде шпренгеля, т. е. горизонтальной балки со стойкой и подкосами (рис. 22.5 д). Элементы наслонных деревянных стропильных систем соединяют между собой болтами, скобами и гвоздями.

Более индустриальны и экономичны по расходу древесины дощатые стропильные системы в виде щитов заводского изготовления. Стропильный щит состоит из дощатых стропильных ног, соединённых диагональными раскосами, и обрешётки из брусков. Такой щит может непосредственно опираться внизу на мауэрлаты, а вверху – на коньковый прогон. Над карнизом укладывают специальный щит, состоящий из сплошной обрешётки и кобылок (рис. 22.6).

Рис. 22.6. Щитовые стропильные системы: а – поперечный разрез; б – стропильный щит; 1 – стойка; 2 – прогон; 3 – стропильный щит; 4 – надкарнизный щит; 5 – мауэрлат; 6 – стропильная нога; 7 – обрешётка; 8 – диагональный брус

Возможен вариант применения дощатых стропильных щитов с использованием наклонных подстропильных рам, которые служат и прогонами и подкосами в стропильной системе. Стропильные щиты укладывают на мауэрлаты и подстропильные рамы, а между двумя парными рамами и стропильными щитами закрепляют коньковые фермочки с обрешёткой (рис. 22.7).

Железобетонные наслонные стропильные системы долговечны, несгораемы, не подвержены загниванию и их устраивают с использованием линейных в виде брусьев железобетонных элементов или в сочетании линейных и плоскостных элементов. В первом случае несущими элементами крыши служат железобетонные стропильные ноги, на которые укладывают деревянную, железобетонную или металлическую обрешётку, и по ней устраивают кровлю (рис. 22.8), а во втором случае – железобетонные ребристые, складчатые или волнистые плиты длиной на пролёт, которые служат основанием для устройства водонепроницаемого кровельного покрытия (рис. 22.9). Железобетонные стропильные системы с брусковыми стропильными ногами прямоугольного или таврового сечения не нашли широкого применения из-за их значительной массы и большой трудоёмкости устройства крыши. Но при использовании в качестве несущих элементов ребристых, складчатых или волнистых железобетонных плит устройство крыш существенно упрощается.

Рис. 22.7. Сборные дощатые щитовые стропила: а – фрагмент общего вида; б – схема и маркировка элементов; в – узел сопряжения щитов; г – опорный узел; 1 – стропильный щит; 2 – коньковый щит; 3 – коньковые фермочки; 4 – подстропильная рама; 5 – подкладной элемент; 6 – мауэрлат; 7 – карнизный щит; 8 – крепёжная скрутка из проволоки; 9 – прокладка из толя; 10 – костыль или ёрш

Покрытия с несущими железобетонными плитами и панелями называют бесстропильными. Размеры ребристых, складчатых и волнистых плит 1200х6000 мм, высота ребристых плит 300 мм, а волнистых и складчатых 180–300 мм. В чердачных покрытиях сборные железобетонные стропильные ноги (линейные элементы), и плоскостные ребристые, складчатые или волнистые плиты-панели опирают на наружные стены и на специальные внутренние опоры, устанавливаемые на внутренние несущие стены (рис. 22.8 и 22.9).

Рис. 22.8. Сборные железобетонные стропильные системы: а – сборные железобетонные стропильные системы с линейными стропильными элементами; б – то же с плоскими ребристыми стропильными элементами; в – детали крепления обрешётки к стропильным ногам и опирания стропильных ног на продольную балку-прогон (I – вариант обрешётки из деревянных брусков; II – то же из железобетонных балочек); г – узел опирания железобетонных ребристых стропильных плит на продольную балку (прогон); 1 – стро-пильная нога; 2 – продольная балка (прогон); 3 – опорный столбик; 4 – железобетонные бруски обрешётки; 5 – то же, деревянные; 6 – дощатый настил над карнизом; 7 – кобылки в кладке карниза; 8 – выпуски арматуры; 9 – гвозди; 10 – деревянный брусок; 11 – клямеры; 12 – кровля; 13 – коньковый элемент кровли; 14 – железобетонная ребристая стропильная плита; 15 – конь-ковый элемент

Рис. 22.9. Сборная железобетонная скатная крыша из складчатых плит трапецеидального профиля: 1 – цементный раствор