Рис. 11. Подвесной потолок:
1 — нижняя балка стропильной фермы; 2 — потолочная балка; 3 — планка подвески; 4 — тяги подвески; 5 — хомуты подвески; 6 — брусья щитов; 7 — подшивка щитов; 8 — пол мансардного помещения; 9 — утеплитель потолка
В том случае, если настил потолка прокладывается по черепным брускам и плоскость потолка образуется из выступающих балок и заглубленного наката, он в эстетическом плане не достаточно красив, кроме того, со временем темнеет и обновлению не подлежит (рис. 10,а). Если настил потолка изготовлен в виде щитов, опирающихся на черепные бруски, то панель потолка будет плоской и его можно обшить фанерой, окрасить или оклеить обоями светлого тона (рис. 10,б). Такой потолок может периодически обновляться
Еще один вариант — подвесной потолок. В этом случае потолочная балка подвешивается на металлических подвесках к нижнему брусу стропильной фермы второго этажа. Таких подвесок у каждой балки может быть три и более, при этом балки могут иметь меньшее сечение и даже быть составными.
Потолочные балки, опирающиеся на противоположные стены, несмотря на значительное сечение, в процессе эксплуатации провисают, и это провисание устранить невозможно. В случае подвесного потолка провисание устраняется за счет регулирования длины подвесок.
Если нижний брус стропильной фермы одновременно служит и потолочной балкой, то полы второго этажа могут подшиваться непосредственно к ней, но в этом случае уменьшается звукоизоляция между этажами и отсутствует проветривание.
Как видно из рис. 10 и 11, между слоем утеплителя, расположенного на потолке, и нижним брусом стропильной фермы должно оставаться расстояние в 10–15 см для вентиляции как стропильных ферм, так и потолочных балок.
В предлагаемом строении размеры фундамента и стен выбирались из расчета их теплоизоляционных свойств, заведомо зная, что их прочностные характеристики выше предъявляемых требований. Вместе с тем такие элементы, как потолочные балки и стропильные фермы, требуют прочностного расчета. Учитывая, что журнал не рассчитан на специалистов, расчет будет упрощен.
Потолочная балка
Нагрузка на потолочную балку складывается из веса балки, веса подшивки потолка и веса утеплителя. Предельный прогиб — 1/200 ее длины.
В качестве потолочной балки необходимо использовать брус наибольшей прочности, соотношение сторон которого 5:7, а высота — 1/24 его длины. Предположим, что необходимо перекрыть пролет шириной 500 см. Высота балки 500/24 = 20,8 см, а ширина 20,8/7х5 = 14,8 см. Исходя из расчета, необходимо взять брус (22–25)х15 см.
Стропильная ферма
Деревянная стропильная ферма, собранная на гвоздях, не может гарантировать жесткость узлов, в силу чего для упрощения расчетов может рассматриваться как собранная на шарнирных соединениях. В таком виде ферма схематично представлена на рис. 12. В этом случае не учитывается часть нагрузки, передаваемой на другие элементы фермы.
Рис. 12. Схематическое изображение стропильной фермы
Древесина стареет, и поэтому установка более прочных элементов ведет к большей долговечности. Выявим элементы фермы, работающие под нагрузкой на изгиб: ЕМ — стропила фермы, нагружены собственным весом, весом крыши и весом снегового покрова. Ветровая нагрузка при уклоне крыши менее 30° не учитывается.
АВ — нижние брусья стропильной фермы, нагруженные собственным весом, весом полезной нагрузки и весом подвесного потолка.
Остальные элементы фермы работают на сжатие, и их сечение может быть назначено из конструктивных соображений — 10х10 и 10х15 см.
Конструктивно назначим высоту стойки СД в 1,5 м и определим уклон крыши. Из решения прямоугольного треугольника находим, что уклон крыши равен 17°.
В настоящее время наиболее распространенным материалом в сельском строительстве является волнистый шифер и гофрированное оцинкованное железо. Металлические крыши сооружаются при уклоне более 15°, а шиферные — более 28°. Из этого следует, что крыша должна быть покрыта металлическими листами. При углах наклона крыши более 30° стропильная нога ЕД рассчитывается не только на изгиб, но и на сжатие. В данном случае стропила могут рассчитываться как однопролетная балка на следующие нагрузки: сосредоточенная нагрузка — вес человека с инструментом; равномерная нагрузка — вес снега, вес кровли с настилом, вес стропильной ноги.