Стропильные крыши на «самцах»

Безстропильные крыши на «самцах» получили свое дальнейшее развитие в виде стропильных крыш по слегам. Но вследствие усадки, в срубе с бревенчатыми фронтонами возникает неприятный процесс: низ стропил упертых в бревна сруба (мауэрлаты) поднимает кровельное покрытие. Так как ждать полной усадки сруба очень долго, в конструкции крыши предусматривают подвижные узлы. Стропила в коньковом узле соединяют болтом, а вместе опирания стропил на бревна сруба (на мауэрлаты) ставят скобовое соединение (рис. 36). Таким образом, при усадке сруба стропильная нога может скользить по мауэрлату. Стены сруба ниже фронтонов, поэтому их усадка в абсолютной величине меньше, чем усадка фронтонов. Соединение верха стропил болтом позволяет коньковому узлу раздвигаться и менять угол «скат–конек–скат». Существуют и другие конструктивные решения этих узлов, но принцип их работы тот же, дать скатам крыши возможность перемещаться вместе со стенами и разгибаться, не нанося ущерба кровле и срубу.

рис. 36. Стропильные крыши на «самцах»

Строить одновременно «самцовые» фронтоны и систему висячих стропил (верх стропил опирается только друг в друга, низ связан затяжкой) не рекомендуется. Дерево при усушке уменьшает свои размеры поперек волокон и практически не изменяет размеров вдоль волокон. Стены и фронтоны будут садиться, а треугольники висячих стропил останутся прежних размеров. В результате между крышей и границей «самцов» появится щель. При использовании висячих стропильных систем, фронтоны стен нужно делать дощатыми.

При использовании системы наслонных стропил (когда верх стропил опирается на продольную балку) фронтоны крыши можно делать как из бревен («самцовыми»), так и из досок. Для «самцовых» крыш узлы крепления стропил делают, как показано на рисунке 36. Для дощатых фронтонов (они называются «щипцовыми») – делают обычные неподвижные узлы, т.к. прогон, на который опирают верх стропил, сам устанавливается на стойках. Крыша не изменяя своих размеров будет садится вместе со срубом.

Расчет перекрытия

Сначала о нагрузках. По таблице 3.3 СНиП 2.01.07-85× временная нагрузка на перекрытие считается равной 150 кг/м². То есть на каждом квадратном метре перекрытия можно будет разместить 150 кг дополнительного веса сверх постоянных нагрузок. К постоянным нагрузкам относят вес самого перекрытия с напольными конструкциями и вес межкомнатных перегородок. Мебель, санитарно-техническое оборудование и вес людей относят к временным нагрузкам.

Какую величину нагрузки выбрать для устройства деревянного перекрытия? Проще всего провести аналогию с чем-то хорошо знакомым. Например, в наших квартирах используются железобетонные перекрытия с несущей способностью от 400 до 800 кг/м². В последнее время применяются в основном плиты перекрытия с несущей способностью 800 кг/м². Стоит ли принимать к расчету деревянного перекрытия такую нагрузку? Наверное, нет. Как показывает практика, нагрузка на перекрытие чаще всего, не превышает 350–400 кг/м². Однако это не исключает того, что вы, проектируя перекрытие под свои конкретные нужды, примите другую величину нагрузки. В любом случае, все возможные нагрузки лучше учесть заранее и спроектировать перекрытие с небольшим (не более 40%) запасом прочности, чем потом, при возникшей необходимости, заниматься его упрочнением.

Для подбора сечений балок перекрытия, нагрузку исчисляемую в килограммах на квадратный метр нужно перевести в нагрузку, на погонный метр длины балки. Мы легко можем представить себе, например, квадратный лист железа со сторонами длинной в 1 м. Если мы надавим на этот лист весом в 400 кг и подложим под его середину деревянную балку, то на один метр длинны этой балки будет давить сила 400 кг. Это очевидно. А если мы подложим под лист две балки и распределим их под серединами половин листа, то на метр длины балок будет давить вес по 200 кг. Это тоже очевидно. Положив под лист три балки и равномерно раздвинув их, получим нагрузку на каждую балку уже по 133 кг. Таким образом, изменяя количество балок расположенных под одним квадратным метром, мы можем изменять давящую на них нагрузку и тем самым уменьшать сечение балок. Либо наоборот, разместить под двумя (тремя, четырьмя и т.д.) квадратными метрами одну балку и увеличить ее сечение.

Балки перекрытия рассчитываются не только по несущей способности, но еще и на прогиб. Жить в доме, в котором над головой прогнулось перекрытие, будь оно хоть трижды прочным – неприятно. Нормативная величина прогиба балки не должна превышать 1/250 ее длины.

Несущая способность древесины известна, сечения и длины балок то же не составляют тайны – их тысячи раз просчитывали до нас. Поэтому для определения сечения балок при известном пролете (длине от опоры до опоры) можно применить график изображенный на рисунке 37. При использовании графика нужно задать нагрузку и ширину балки и по ним определить ее высоту, для данного пролета балки. Либо зная длину пролета балки и размеры ее сечения, определить какую нагрузку она может выдержить. Изменяя шаг установки балок добиться требуемой величине нагрузки.

рис. 37. График для определения сечений деревянных балок

График предназначен для расчета однопролетных балок, т. е. балок лежащих на двух опорах. Также можно использовать программку для расчета деревянных балок. Если будут применены двухпролетные балки (на трех опорах) или балки нестандартной длины, то можно попробовать программу для расчета наслонных стропил. Методика расчета балок и стропил почти одинакова. Правда, используя эту или другие подобные компьютерные программы нужно хотя бы понимать, что делаешь. В противном случае, лучше обратиться к инженерам-конструкторам.