В частном домостроении крыша чаще всего представляется визитной карточкой своего владельца, поскольку может многое рассказать о нем, как в направлении стороны материального достатка, так и об основательности характера. Если взирать глубже, то крыша является инженерным решением, защищающим жилье от сезонных проявлений атмосферных условий. От способа сборки и применяемых строительных материалов зависит комфортность проживания в сооружении.
«Шапка» дома призвана защищать все построение в целом. Основой данной защитной «шапки» является стропильная установка, которая должна выдерживать многие нагрузки, как собственного веса кровельного материала (см. http://srubnbrus.com/196.html), рабочих, ходящих по ней и тяжесть задерживающихся осадков. Несущее устройство чердачных перекрытий – это стропила и их системы, которые по конструктивному устройству можно подразделить на висячие, наслонные и комбинированные схемы.
В публикации ниже мы обсудим устройство именно комбинированной системы стропильной конструкции, поскольку чаще всего только ее применение помогает выйти затруднительных ситуаций строительства крыш и при этом несколько снизить затратную часть покрытий.
Комбинированная система является совмещением двух схематичных сложений: висячих и наслонных устройств. Если совсем уж просто разъяснить, то висячая стропильная установка служит подстропильным приспособлением, на которое накладывают прогон либо несколько по обеим сторонам скатов и на них наслонные стропила.
Доски висячей системы, установленные с шагом от 3 до 6 м, поддерживают коньковый брус и балки прогонов, на которые с обеих сторон скатов опираются наслонные стропильные ноги (рис.). Шаг установки наслонных досок принимают не более двух метров. Дополнительные прогоны на боковые поверхности лучше монтировать на узлах трехшарнирных арок. Благодаря этому с верхнего пояса снимаются равномерно-распределенные нагрузки и остаются сосредоточенные силы. Тем самым, с балок висячего механизма исчезает изгибающее напряжение, и сохраняются только растягивающие и сжимающие усилия, что дает некоторую экономию на пиломатериалах, поскольку элементы арки можно принять меньшим сечением.
Если более доступно для понимания пояснить данное распределение сил, можно на примере доски, переброшенной через траншею, которая играет роль в данном сравнении балки на двух шарнирных опорах. Например, при наступлении на крайнее место доски (подразумевается шарнирная опора), то она и не подумает прогнуться, а при продвижении по ней ближе к середине (получается смещение сосредоточенных влияний на центр пролета с шарнирной опоры), получим прогиб. То есть, приложенная сила в шарнирном узле установки не вызовет изгибающих напряжений, поскольку компенсируется опорой. А при сосредоточении воздействий в любой другой точке пролета, получаем изгибающее напряжение.
В случае монтажа поперечных перекладин не на узлах арок, а при установке распором между ними, то балки стропил будут работать на изгиб, но не от равномерно-распределенных влияний, а от сосредоточенных воздействий. Тогда нет смысла использовать в качестве подстропильной установки под наслонное приспособление треугольную арку. В таком случае, разумнее заменить ее фермой.
Ферму получим путем введения в конструктивное строение подкосов, работающих на сжатие, и бабок, которые работают на растяжение, под каждую опору прогона. Сосредоточенные нагрузки будут возникать в шарнирах и исключат изгибающий момент. Конструктивная особенность фермы позволяет использовать в строительстве крыши бруски небольшого сечения.
В комбинированных схемах устройства крыш наслонные стропильные балки воспринимают на себя изгибающие напряжения, исходящие извне, например, от слоя снегового покрова, материала покрытия, ветра и т. д. Наслонные балки передают напряжение на поперечные перекладины. Соответственно, поперечные доски являются в данном случае опорами наслонных элементов.
В таком случае, перекладины рассчитывают как многопролетные неразрезные элементы либо как разрезные однопролетные, все зависит от схемы их монтажа. Чтобы в поперечинах не возникало крутящего момента, и работали они по привычной для себя схеме, на вертикальной плоскости, на висячие сложения нужно устроить горизонтальные площадки для опирания поперечин. Если же прогоны просто уложить с опорой на верхние плоскости брусов висячей схемы, то необходимо будет рассчитать их на изгибающий момент по осям х1 и у1, по причине ослабленных мест именно в этих осях.
В вышеупомянутом расчете нет сложностей, если проектирование будет производиться именно по сосредоточенным воздействиям либо по равномерно-распределенным влияниям, то эти влияния и воздействия проецируются на оси х1 и у1 и вычисляется несущая способность, также прогиб в отдельности для каждой из плоскостей. Расчет поперечин производится для влияния сосредоточенных сил от действия опор наслонных досок или же на внешнюю равномерно-распределенную мощность воздействия. При комбинировании стропильных схем, система проектируется на сосредоточенные влияния, на реакцию воздействия опор от досок прогона.
