Мансардная крыша увеличивает объем чердачного пространства для оборудования в нем жилья или различных хозяйственных помещений.
УКЛОН КРЫШ
Тот или иной уклон крыше придают в зависимости от климатических условий и материала кровли. При обилии атмосферных осадков уклон крыши делают более крутым, и наоборот. Вообще уклон колеблется от 10 до 60°. На крутую кровлю требуется больше материалов.
Рис. 152. Типы стропил и ферм (размеры в м):
а, б — односкатная крыша; 1 — скоба; в — стропила со шпренгельной фермой для односкатной крыши; 2, 4 — подкос; 3 — бабка; г — простые висячие стропила с затяжкой 5; д — соединение стропил в верхней части (в коньке); е — простые висячие стропила с ригелем 6; ж — висячие стропила со стропильной ногой 7, затяжкой 8, бабкой 9; з — висячие стропила с бабкой и подкосами 16, затяжкой 17; м — висячие стропила со шпалами? 19, 14 — шпала; 11 — подкос; 12 — стропильная нога; 13 — балка; 15 — прогон; к — стропила для мансардной крыши
Соответствующий наклон стропил и высоту конька определяют по угольнику или математическим путем.
Чтобы найти высоту конька математическим способом, надо половину ширины пролета дома умножить на относительную величину, которая приведена в таблице 22 для каждого угла наклона кровли. Проверим это правило на следующем примере. Ширина дома — 8 м. Требуется определить высоту поднятия стропил при уклоне кровли в 25°. Половину ширины дома, т. е. 4 м, умножаем на относительную величину 0,47, получаем 1,88 м, т. е. стропила должны быть подняты на высоту 1,88 м.
СТРОПИЛА
Устанавливают или отдельные наклонные стропила, или фермы разной формы и размеров (рис. 152). В нешироких по размеру домах устанавливают наклонные или висячие стропила из дерева, металла, железобетона.
Наклонные стропила на односкатных крышах опираются своими концами на две наружные или на наружную и внутреннюю опоры. Пролет между опорами может достигать 4,5 м (рис. 152,а). При пролете от 5 до 6 м под стропила ставят подкосы (рис. 152,6), а при большем пролете между опорами устанавливают шпренгель (рис. 152, в).
Висячие стропила устанавливают обычно в больших пролетах. Нижние концы их опираются на степы, а верхние сходятся в коньке друг с другом. Могут быть простой и сложной конструкции. Простая состоит из двух стропил, упирающихся в горизонтальный брус, называемый затяжкой (рис. 152, г).
В коньке висячие стропила соединяют простым прорезным шипом или вполдерева (рис. 152, (9). Чтобы стропила не прогибались, в них врубают ригель сковороднем вполдерева. Для прочности детали скрепляют скобами (рис. 152, е).
При ширине пролета 7,5 — 9 м устанавливают стропила (фермы), показанные на рисунке 152, ж. Для прочности в ферму добавляют бабку, которую крепят в коньке и в затяжке.
Стропила с бабкой и подкосами применяют обычно для перекрытия пролета шириной от 9 до 10 м (рис. 152, з).
Длинную затяжку можно сделать и составной, сращивая ее прямым или косым зубом и стальными накладками. Такую затяжку подвешивают к бабке и крепят хомутами, предупреждая провисание затяжки. Бабку со стропилами, подкосами, ригелями соединяют врубкой, сходной с прямым зубом (шип при этом уменьшается).
Висячие фермы со шпалами позволяют сделать чердачное помещение более свободным. Концы шпал опираются на прогоны, уложенные по балкам. Прогоны кладут ближе к стене-опоре, т. е. к концам балок, где они меньше прогибаются. Стропила связаны с потолочными балками, что не совсем хорошо, так как на балки ложится большая нагрузка. Эти фермы перекрывают пролеты шириной до 8,5 м (рис. 152, и).
Высокое чердачное помещение обычно используют под жилье (мансарду). Стропила для мансардной крыши приведены на рисунке 152, к.
Чем больше расстояние от стропильных ног до дымового канала, тем лучше (наименее допустимое — 400 мм).
РАБОТА СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ
Стропила соединяют друг с другом или врубают в затяжки, мауэрлаты или в стены под острым углом. Так же врубают в стропила вспомогательные детали — бабки, подкосы и ригели (см. рис. 152).
Отдельные детали стропил для большей прочности дополнительно скрепляют друг с другом скобами, болтами, хомутами и т. д.
Рис. 153. Работа стропильной фермы:
1 — затяжка; 2 — подмога; 3 — ригель
Способ выполнения в стропилах врубок зависит главным образом от характера действующих на них сил, а именно: будут ли эти соединения работать на растяжение, сжатие или изгиб. Рассмотрим работу стропильной фермы, изображенной на рисунке 153.
Ферма эта состоит из двух стропильных ног АБ и АВ, затяжки БВ и ригеля ГД. На стропила давит масса стропил, обрешетки, кровли, снега, сила ветра и т. п.; обозначим их буквой Е. Эти силы стремятся раздвинуть стропила АБ и АВ в направлении, указанном стрелками Ж, однако им противодействует затяжка БВ. Если затяжка не поддается растяжению, стропила могут прогнуться. Чтобы избежать этого, ставят ригель ГД, работающий в данном случае на сжатие, или бабку и подкосы. Для усиления стропил к их нижней части (от затяжки до ригеля) крепят вторые бруски — подмогу (показаны пунктиром).
СОЕДИНЕНИЕ СТРОПИЛ
От действия различных сил на стропила зависят и способы их соединения (рис. 154).
Рис. 154. Сопряжения (врубка) стропил:
а — одинарным зубом; б — двойным зубом; в — соединение стропил в конец затяжки; г — дополнительное соединение сопряжений болтами 8 п хомутами 9; д — соединение подкоса 11 с бабкой 10; е — соединение сковороднем вполдерева; 5 — стропильная нога; 6 — скоба; 7 — ригель; ж — соединение подкосов, бабок и затяжек; 12 — болт; 13 — хомут; 14 — скоба; 15 — затяжка; з — устройство свеса при помощи балки 16; и — крепление стропилы к бревнам сруба и мауэрлату; 17 — гнездо; 18 — шип; к — примыкание концов стропил к мауэрлату; 19 — мауэрлат; 20 — гнездо; л — выравнивание прогиба кровли при помощи «кобылки» и обрешетки; 21 — кобылка; 22 — стропила; 23 — хомут; 24 — штырь
Стропильная нога, врубленная в затяжку (В), с силой давит на конец затяжки АБ (рис. 154,а). Это может вызвать откол крайнего верхнего куска затяжки (заштрихован).
Чтобы конец стропильной ноги не скользил по затяжке, не скалывал ее, ногу врубают зубом, шипом 3 или одновременно и тем и другим.
Концы затяжки не скалывают, если врубка выполнена на расстоянии не менее 250 — 300 мм. Делают это так. На расстоянии 1/4 высоты затяжки 2 проводят пунктиром линию 1, параллельную грани затяжки. Образованный угол АБВ делят пополам и проводят линию деления через вершину угла Б до пересечения с пунктирной линией затяжки. Точку пересечения обозначают буквой Г. Соединяют ее с точкой Д (нижняя сторона стропила) и получают очертание зуба. В затяжке выдалбливают гнездо, а в стропильной ноге вырубают шип.
Площадь опоры стропильной ноги увеличивается, если ее врубают в затяжку двойным зубом 4 (рис. 154,6). Обычно высота первого зуба составляет Vs толщины затяжки, второго — 7з ее толщины, но они могут быть и одинаковыми по величине.
Для первого зуба на затяжке делают упор и шип, а на стропиле — проушину; для второго зуба только упор.
Врубая стропила в конец затяжки, зуб отодвигают как можно дальше (рис. 154,в). Высота зуба при этом должна равняться 1/2 высоты затяжки.
Для прочности стропильные ноги дополнительно скрепляют болтами или хомутами (рис. 154,г). Поскольку болты несколько ослабляют сечение стропильных ног и затяжек, то предпочтение обычно отдают хомутам.
Соединяя подкосы с бабкой, в ней долбят гнездо, а в подкосе вырубают шип (рис. 154, д).
Ригель в стропильные ноги врезают сковороднем в полдерева и крепят болтом или нагелем. Для большей прочности этот узел можно скреплять дополнительно скобой (рис. 154,е).
Бабки и подкосы висячих стропил соединяют врубкой, а для большей прочности еще и скобами, хомутами. Составную затяжку сращивают зубом, металлическими накладками и болтами. Скрепляют затяжку с бабкой хомутом (рис. 154, ж).