Стропильные системы.

По конструкции основных элементов стропильные системы подразделяются на:

наслонные стропила - опираются на неподвижные опоры в двух или более точках (рис. 13.4.),

висячие стропила - опираются нижними концами на неподвижные опоры, а их верхние концы упираются друг в друга и взаимно поддерживаются навесу (рис. 13.5.).

Рис. 13.4. Наслонные стропила.

Рис.13.5. Висячие стропила.

Наслонные стропила по конструктивной схеме представляют собой одно- или многопролетные наклонные балки и рассчитываются соответственно (рис. 13.6.). Продольные усилия N при уклоне стропил менее 45º незначительны и в расчетах не учитываются.

Рис. 13.6. Расчет наслонных стропил.

Рис. 13.7. Стык стропил "вполдерева".

По конструктивной схеме висячие стропила представляют собой статически определимую трехшарнирную распорную систему. Висячие стропила рассчитывают как сжато-изогнутые элементы. Для восприятия усилия распора Н, направленного из пролета, устанавливают схватки или затяжки.

Стропила в плане располагаются на расстоянии друг от друга 0,8...2 м.

Наслонные стропила поддерживаются системой продольных прогонов, опирающихся на стойки. В случае необходимости прогоны усиливаются подкосами. Стойки, поддерживающие прогоны, опираются на лежни и подкладки, уложенные на внутренние стены, или непосредственно на перекрытие.

Если в здании нет внутренних стен или других промежуточных опор, а расстояние между продольными капитальными стенами превышает 6 м, то для устройства кровли применяют висячие стропила.

Настилы и обрешетка.

Поверх стропил при небольшом их шаге устраивается основание под кровлю в виде настила из досок или брусьев.

Настил из досок может быть одно- и многослойным. При устройстве основания под кровлю из черепицы или мягких рулонных и штучных материалов (битумной черепицы, "ондулина") доски располагают впритык друг к другу. Для большей плотности соединения доски стыкуют "в шпунт" и "в четверть" (рис. 13.8.).

Рис. 13.8. Стыки досок:

а) "в четверть";

б) "в шпунт".

При устройстве основания под кровлю из волнистых асбестоцементных или стеклопластиковых листов настил выполняют разреженным, размещая доски или брусья на расстоянии 30...60 см друг от друга; разреженный настил называют "обрешеткой".

Расчет настилов и обрешетки, работающих на попе­речный изгиб, производят по схеме двухпролетной бал­ки на прочность при изгибе и на прогиб при двух сочетаниях нагрузок (рис. 13.9.):

I - равномерно распределенной нагрузки от собственного веса покрытия q и снеговой нагрузки S;

II - равномерно распределенной нагрузки от собственного веса покрытия q и временной сосредо­точенной нагрузки в одном пролете Р = 1,2 кН (вес рабочего с инструментом).

Рис. 13.9. Расчетные схемы настилов и обрешетки.

Расчет­ную ширину настила принимают 50 см с учетом всех входящих в нее досок.

Прогоны покрытий.

При значительном шаге стропил (более 2 м) основанием под настил или обрешетку служат прогоны покрытия.

Прогоны покрытий цельного сечения выполняют из до­сок на ребро, брусьев и бревен, окантованных с обоих сторон. Разрезные прогоны (рис. 13.10, а) более просты в изготовлении и монтаже, но требуют большого расхо­да древесины. Они стыкуются на опорах впритык, на накладках или вполдерева. В консольно-балочных (рис. 13.10, б) и неразрезных прогонах из спаренных досок (рис. 13.10, в) стыки устраивают в пролете.

Консольно-балочные прогоны являются многопролет­ными статически определимыми системами.

Если шарниры расположить на расстоянии от опор х =0,15l (где l - пролет консольно-балочного прогона), то моменты на опорах будут равны по абсолютному значе­нию максимальным моментам в пролетах, и получается так называемое равномоментное решение прогона. Для выравнивания моментов в первом и последнем пролетах длину этих пролетов (l₁) надо уменьшить до 0,85l. Если шарниры расположить на расстоянии от опор x = 0,21l , то получится равнопрогибное решение, при ко­тором максимальные прогибы во всех пролетах, кроме крайних, будут одинаковыми. При уменьшении крайних пролетов до 0,79l прогибы в этих пролетах будут равны прогибам в остальных пролетах.

Консольно-балочные прогоны выполняют из брусьев. По длине они соединяются в местах расположения шар­ниров косым прирубом (рис. 13. 10., г). Во избежание сме­щений под действием случайных усилий в середине ко­сого прируба ставят болты. В случае равномоментного решения болты не должны быть туго затянуты, чтобы обеспе­чить шарнирное закрепление между консолью и подвесной частью прогона. При равнопрогибном решении прогона болты затягивают до отказа.

Рис 13.10. Схема и конструкции прогонов.

а) разрезного;

б) консольно-балочного;

в) неразрезного из спаренных досок;

г) стык косым прирубом консольно-балочного прогона;

1 – прогон; 2 – болт; 3 – гвозди.

К недостаткам консольно-балочных прогонов можно отнести то, что при обычной длине лесоматериала, рав­ной 6,5 м, перекрываемый пролет невелик и не превыша­ет 4,5 м. Кроме того, необходимо либо уменьшить край­ние пролеты, либо увеличить поперечное сечение прогонов в этих пролетах. При этом следует иметь в виду, что давление на первую и последнюю промежуточные опоры при равных пролетах больше, чем на остальные опоры.

Поэтому при пролетах более 4,5 м целесообразно приме­нять спаренные неразрезные прогоны. Спаренные неразрезные прогоны (рис. 13.10, в) состо­ят из двух рядов досок, поставленных на ребро и соеди­ненных гвоздями, забиваемыми конструктивно с шагом не более 500 мм (рис. 13.6, г). Каждый ряд досок выполнен по схеме консольно-балочного прогона с последовательным расположением стыков, но первый ряд не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок - в последнем пролете.

Доски одного ряда соединяют по длине без косого прируба. Концы досок одного ряда прибивают гвоздями к доске другого ряда, не имеющего в этом месте сты­ка. Гвоздевой забой стыка должен быть рассчитан на восприятие поперечной силы в данном сечении.

Стыки досок устраивают в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках, загруженных равномерно распределенной нагрузкой по всей их длине, меняет знак, т. е. на расстояниях от опор, равных 0,21l.

Спаренный неразрезной прогон в расчетном отношении аналогичен равнопрогибному консольно-балочному прогону.