Конструкция и узлы висячих стропил крыши

Классическая стропильная система предусматривает наличие под коньковым брусом опорных стоек, которые воспринимают существенную часть нагрузок. Но если в постройке отсутствуют внутренние опорные стены или чердачное пространство планируется использовать как мансардный этаж, установить подконьковые стойки не получится. В таких случаях применяют стропильную систему, называемую висячими стропилами. Она состоит из отдельных ферм, которые Опираются только на наружные стены здания.

Конструкция ферм висячих стропил

1. Треугольная шарнирная арка.

Это самый простой вариант фермы висячих стропил. Арка состоит из трех элементов: две наклонные стропильные ноги, соединенные в верхней точке, и затяжка – горизонтальная балка, соединяющая стропильные ноги у основания или в середине пролета. Изготовленная из деревянного бруса или металлических стержней затяжка воспринимает распорное усилие от стропил, поэтому на наружные стены здания передаются только вертикальные нагрузки. Благодаря этому упрощается узел опирания стропильной фермы на стену: вместо мауэрлата на нее укладывают просто доску, служащую для распределения нагрузки от стропильных ног.

При устройстве мансардного этажа затяжку устанавливают на уровне основания стропил. При этом она служит опорой для междуэтажного перекрытия. В прочих случаях затяжку устанавливают выше. Тогда приходящиеся на нее растягивающие усилия увеличиваются, зато уменьшаются изгибающие моменты в пролете стропильных ног.

2. Шарнирная арка с ригелем.

Внешне эта ферма полностью идентична вышеописанной конструкции, она также представляет собой треугольник. Основное отличие заключается в способе опирания на стену. Основания стропил ригельной арки крепятся в пазах, вырезанных в мауэрлате. При этом стены помимо вертикальных воспринимают еще и распорные усилия, а затяжка (в этой конструкции она называется ригелем) устанавливается в середине пролета стропил и работает на сжатие. Узел крепления ригеля к стропильным ногам, соответственно, упрощается.

3. Шарнирная арка с подвеской.

Если ширина здания превышает 6 м, обойтись простой трехэлементной фермой довольно сложно. Во-первых, трудно найти цельный брус для изготовления затяжки такой длины. Во-вторых, слишком длинная затяжка будет провисать под собственным весом. Поэтому арку дополняют подвеской – элементом, соединяющим вершину арки и середину затяжки. Сама затяжка составляется при этом из двух элементов, соединяемых между собой болтами. Металлическую подвеску часто называют тяжем, деревянную – бабкой.

4. Шарнирная арка с подкосами.

Для того, чтобы уменьшить прогибы в стропилах, арку с подвеской усложняют добавлением подкосов – наклонных элементов, подпирающих стропильные ноги в середине пролета. Сами подкосы упирают в подвеску (бабку).

Узлы в конструкции ферм

Стропила соединяют встык или внахлест. В первом случае узел усиливают накладкой – доской или металлической пластиной, которая крепится на гвоздях. Во втором – стропила крепят одно к другому болтовым соединением.

Узел крепления затяжки к стропилам называют карнизным. Он может выполняться ортогональной лобовой врубкой с двойным или одинарным зубом, а также креплением с помощью досок или пластин.

Порядок монтажа

Из-за громоздкости конструкции монтаж висячих стропил делают на земле. Затем фермы подают на крышу в собранном виде краном, либо разбирают и поэлементно доставляют наверх, где снова собирают вручную. При монтаже висячих стропил операции производят в таком порядке:

1. Два бруса, из которых будут изготовлены стропильные ноги, укладывают на ровной площадке так, чтобы их оси пересекались под заданным углом. При этом в вершине будущей фермы один брус лежит на другом.

2. Подрезают нижнюю часть каждого бруса, формируя подошву стропильной ноги.

3. Подрезают брусья в области пересечения, образуя оголовок стропильной ноги, форма которого определяется принятым способом стыковки (с нахлестом или встык).

4. Устанавливают затяжку и бабку, если это предусмотрено конструкцией фермы.

5. Собранную ферму устанавливают по заранее нанесенным на мауэрлат отметкам в торцевой части крыши.

6. Проверяют правильность сборки и монтажа фермы, после чего изготавливают шаблоны для сборки остальных ферм.

7. По шаблону изготавливают вторую ферму и устанавливают ее на противоположном торце.

8. Между установленными фронтонными фермами натягивают контрольный шнур.

9. При помощи шаблона собирают оставшиеся фермы и устанавливают их по отметкам на мауэрлате. Ориентируясь на контрольный шнур, подкладками регулируют высоту ферм, а их вертикальность контролируют проверкой расстояний между основанием и вершинами соседних ферм.