Русский Фахверк: соединения для стропильных систем фахверкового дома

Самые распространенные в фахверковом строительстве двускатные крыши можно подразделить на два больших класса в зависимости от того, как и на что опираются стропила.

Схема принципиальных типов стропильных систем: 1 - наслонные стропила, 2 - висячие стропила

В первом случае стропильная нога закрепляется на мауэрлате в сочетании с дополнительными прогонами, столбами или подкосами подстропильного каркаса. Такую стропильную систему называют наслонной. Обычно она характерна для больших зданий, когда длина стропил превышает 9-12 метров. Наслонные стропила нередко используют и в тех случаях, когда в чердачной зоне хотят создать просторное утепленное жилое пространство.

Рассмотрим основные замки-шарниры в зоне примыкания стропил к мауэрлату.

Для того чтобы крыши с наслонными стропилами лучше сопротивлялись ветровой нагрузке желательно дополнительно стягивать стропила с мауэрлатом при помощи нагелей или металлических метизов.

Подстропильные каркасы могут быть самыми разнообразными. Рассмотрим один из самых распространенных для немецкого фахверка. В борьбе за жилое пространство мансарды экономные немцы стали использовать несущие подкосы. Особое внимание следует обратить на стягивающий ригель, который появляется между подкосами, стропильной ногой и мауэрлатом.

Аналогично устроена подстропильная система, характерная для французского коломбажа, однако в ней имееются интересные конструктивные особенности. Оцените мощность системы балок, поддерживающих коньковый брус и прогоны. Сами же стропила в этом варианте могут быть относительно тонкими и располагаться чаще.

Несколько иначе выглядит подстропильная система в классическом американском тимбер-фрейминге. Обратите внимание на то, насколько она проста и лаконична.

Рассмотрим пару вариантов крепления стропил к прогонам подстропильной системы.

Интересен американский вариант сочленения стропил с коньковым брусом и коньковой обрешетиной.

Теперь обратимся ко второму классу стропильных систем, которые называют висячими. Здесь стропильные ноги опираются на лаги или балки перекрытия, которые в этом случае называются также затяжками. При этом отдельные стропильные группы часто могут выступать как самостоятельные фермы. Обычно в чистом виде висячие стропила встречаются лишь в небольших постройках, где расстояние между точками опоры стропильных ног не превышают 12-14 метров.

Основные соединения, при помощи которых стропильные ноги сочленяются с затяжкой полностью аналогичны вариантам крепления подкосов, которые мы уже рассматривали ранее в статье об элементах жесткости фахверкового каркаса.

Вкратце напомним: во-первых, это замок с передним зубом,

во-вторых, замок с задним зубом,

в-третьих, врубка с двойным зубом.

Для сопротивления ветровым нагрузкам в случае с висячими стропилами не последнюю роль играют консоли или укосины, соединяющие столбы каркаса с затяжкой.

На практике обе разновидности стропильных систем (наслонную и висячую) часто комбинируют. Особенно это характерно для крыш со сложной конфигурацией кровли. В наслонных стропилах помимо вертикальных сил действуют силы распора, действующие на разваливание стен, на которых лежит мауэрлат. Висячие фермы сами являются распорными конструкциями, в которых распор на стены здания не передается, поскольку он полностью нейтрализуется затяжкой. Таким образом, висячие стропильные системы не передают на стены никаких горизонтальных усилий, но только вертикальные.

Интересна конструкция ферм со смещенной затяжкой, или вовсе без затяжки с подкосами, опирающимися на короткий центральный столб – бабку, а также фермы-ножницы. Такие стропильные системы также часто используются при строительстве домов с мансардой.