Распорная стропильная система двухскатной крыши: монтаж и контроль

Выбор схемы зависит от ширины здания, наличия внутренних несущих стен и типа перекрытия. Для двухскатной крыши применяются три базовые конструкции.

• Стропила с одной парой распор — для пролетов 6–9 м. Распоры опираются на лежню, лежащую на внутренней несущей стене. Стойки при этом не обязательны, если распор напрямую опирается на лежню.
• Стропила с двумя парами распор — для пролетов 9–12 м. Добвляются верхние распоры (подконниковые), передающие нагрузку от коньковой части на стойки, а нижние — на лежню. Появляется коньковая балка на стойках.
• Стропила с распорами и подвесами — когда внутренняя стена смещена от оси симметрии. Одна нога фермы работает как навесная (с подвесом), вторая — как распорная. Требуется расчёт несимметричной фермы.

Для мансардных крыш схему усложняют: распоры становятся несущими балками мансардного перекрытия, стойки формируют стены мансардного этажа. В этом случае сечение распора подбирают по расчёту на изгиб как балки, а не только на сжатие.

Каждый элемент выполняет строго определённую функцию. Замена или пропуск любого из них меняет расчётную схему.

• Мauerлат — распределительная балка по периметру стен. Принимает вертикальные реакции опор стропил и передаёт их в стену. Закрепляется на анкерах или проволоке в кладке не реже 2 м.
• Стропила — наклонные балки, воспринимающие нагрузку от кровельного пирога и снега. В распорной схеме они работают на сжатие вдоль оси. Сечение подбирают по условию устойчивости с учётом длины расчётного пролёта между точками опоры (коньк, распор, мауэрлат).
• Коньковая балка (конёк) — верхняя горизонтальная связь ферм. Обеспечивает пространственную жёсткость и точку сходимости стропил. Может отсутствовать при стыковке стропил друг с другом на задел.
• Лежня — балка на внутренней несущей стене или колоннах. Принимает вертикальные силы от распор и стойк. Должна быть жёстко закреплена к стене или основанию колонн.
• Распоры — наклонные сжатые стержни, разгружающие стропила. Угол к горизонту оптимален 45–53°. Меньший угол увеличивает продольную силу в стропиле, больший — вертикальную нагрузку на лежню.
• Стойки — вертикальные сжатые стержни под коньковой балкой или верхними распорами. Переносят нагрузку на лежню. Требуют жёсткого закрепления внизу (на задел в лежню или металлические уголки) и вверху (в коньк).
• Связи (перемычки) — горизонтальные элементы, связывающие пары стойк или ног фермы на высоте чердачного перекрытия. Работают на растяжение, исключают раздвигание стойк под вертикальной нагрузкой.
• Пришварки и вентробры — диагональные доски в плоскости ската и горизонтали для пространственной жёсткости системы ферм.

Распорная система обязательна, когда пролёт навесных стропил превышает допустимый для выбранного сечения и класса дерева. Для бруса 50×150 мм класса С24 предел навесной схемы — около 4,5 м при стандартных нагрузках. При переходе на распорную схему расчётный пролёт стропил становится расстоянием от мауэрлата до точки опоры распора.

Необходимые условия:

• Наличие внутренней капитальной стены или ряда колонн с фундаментом под лежню.
• Несущая способность внутренней стены/колонн должна покрывать суммарную реакцию от всех распор этажа.
• Высота чердака от перекрытия до конька не менее 1,6 м для эксплуатации и доступа к узлам (если чердада неэксплуатируемая — по проекту).
• Угол наклона скатов обычно 25–45°. При углах ниже 25° возрастает снеговая нагрузка и удлиняются стропила, при углах выше 45° — ветровая нагрузка и высота конька.

Если внутренняя стена не несущая (разделительная на газоблоке без армопояса), распорную схему нельзя применять напрямую — нужны колонны с отдельными фундаментами или балки перекрытия, способные принять точечные нагрузки от стойк.

Надёжность системы определяется качеством узлов. Главные принципы:

• Заделы — основной способ передачи усилий в деревянных узлах. Глубина задела в стропиле под распор — не более 1/3 высоты сечения стропила. В лежне под стойку и распор — не более 1/2 высоты лежни. Все заделы должны быть в полную ширину стержня.
• Болтовые соединения — обязательны в ответственных узлах (стропило-конёк, распор-стропило, стойка-конёк, стойка-лежня). Диаметр болтов М12–М16, длина — толщина соединённых элементов плюс гайка и подкладки. Подкладки обязательны под гайкой и головкой.
• Металлические соединители (уголки, пластины, кронштейны) — допускаются как дополнение к заделам или для мелких сечений. Гвозди в соединителях — только кольцевые или гвозди-шпули длиной не менее 35 мм (для уголков) и 50 мм (для пластин). Строительные скобы и гладкие гвозди не считаются расчётным крепежем.
• Крепление мауэрлата — анкеры М12–М16 в кладке стены с шагом не более 2 м, в углах и у стыков балок обязательно. Проволочная закладка допускается только для лёгких крыш на деревянных стенах.

Нельзя заменять болтовые соединения только гвоздями или скобами в узлах, воспринимающих продольные силы (распор-стропило, стойка-конёк). Гвозди работают на срез, болты — на срез и вырыв, обеспечивая жёсткость узла.

После монтажа стропильной системы и перед укладкой пароизоляции, контробрешетки и кровельного покрытия проведите приёмку по чек-листу. Любое несоответствие устраняется до следующего этапа.

Распорная система не универсальна. Её применение невозможно или нецелесообразно в следующих случаях.