山墙屋顶桁架系统

屋顶桁架系统的关键要素

从结构上看，屋顶由屋面材料和桁架系统组成。屋面材料是上层防护层，可采用瓦片、波纹钢板或卷材等多种材料。屋面材料与屋面衬板共同构成屋顶的承重框架。坡屋顶通常指坡度超过15°的屋顶，尽管存在例外情况。

选择简单配置更为理想：每一个弯角、突出或接头都是结构中的薄弱点，会增加漏水风险。最简单且最常见的屋顶类型依然是山墙屋顶。它有时也被称为坡屋顶，阁楼内的墙体部分则称为山墙或坡面。

桁架系统的关键组成部分：

• 屋架（斜撑）
• 横梁（檩条）
• 底座（勒脚）
• 立柱（垂直支撑）
• 斜撑（斜拉杆）
• 拉杆（屋架连接件）
• 悬挂杆（吊环）
• 接头（加固件）
• 屋面衬板（屋顶甲板）

在私人建筑中，木制屋架最为常用。主要有两种类型的山墙屋顶桁架系统：钉接式（支撑式）和悬吊式（悬挂式）屋架。钉接式屋架具有简单可靠的特点。悬吊式屋架适用于大跨度，但需要更精确的计算，并且较难维修。

支撑式桁架系统

屋架的下端固定在墙体上，而上端则连接到由立柱支撑的横梁。

如果墙体之间的距离在5至8米之间，可省去中央支撑。借助内部承重墙和斜撑，这种跨度可以扩大到14至16米。屋架间距由结构计算决定，取决于风载和雪载以及所选屋面材料的重量。通常间距为0.8至1.2米，但不应超过2米。

如果屋顶有保温层，则屋架间距应根据保温材料尺寸确定，以避免切割。标准保温垫宽度为0.6米和1米。

在建造阁楼时，外墙需抬升至合适高度（例如1.5至1.8米）。内墙只需抬升到距最后一层天花板顶部15至25厘米或数块砖的高度。横梁铺设在上面，采用4至6米间距的立柱系统支撑屋脊横梁。

当跨度超过6米时，为了加强框架结构，在立柱和横梁之间安装斜撑。斜撑与立柱之间的角度不得超过40至45度。

尺寸、截面与连接方式

屋架通常由原木、木材或板材制成。标准木材长度为6米；对于更长跨度，屋架由多块板材拼接而成。截面尺寸根据强度要求确定，但不应小于50×100毫米（用于屋架、立柱和斜撑）或100×150毫米（用于横梁和底座）。

底座及所有与砌体接触的木制部件必须经过防腐处理，并使用卷材防水材料进行保护。它们通过锚固件或嵌入式钢棒固定在墙体上。屋架末端通过开槽并与角钢、钢板或螺栓加固连接到底座。屋架通过钢丝绑扎与墙体相连，使用直径4至6毫米的钢丝固定在打入墙内300毫米深的金属钉（“erz”）上。

在需要额外强度的地方，屋架通过两根相同尺寸的木材叠加使用。这常见于荷载增加的位置、天窗附近或通风管道处。木质屋顶部件应至少距离砖砌烟囱130毫米，距离陶瓷烟道250毫米。

在顶部连接屋架有两种主要方法：

• 屋架在倾斜端对接并用接头板连接；
• 屋架并排放置并通过螺栓固定。

为了增加刚度，屋架通过拉杆连接在一起，该拉杆由垂直元件（称为吊钩或吊环）支撑并防止下垂。

悬吊式桁架系统

在此设计中，屋顶跨度通过桁架框架覆盖。安装更为复杂，因为桁架是在地面组装后使用起重机吊装到位。最简单的形式是一个由两根屋架和一根拉杆组成的三角形桁架。拉杆抵抗外向推力，因此只有垂直荷载传递到墙体。

桁架不直接放置在底座上，而是放在木制垫块上。桁架间距为3至4米。更复杂的设计可能包括金属部件。然而，悬吊式桁架系统通常比支撑式更不经济且重量更大，因为材料用量更高。

屋面衬板与檐口悬挑

屋面衬板类型取决于屋面材料。

• 对于柔性材料如沥青瓦，使用连续衬板。材料包括木板、胶合板或OSB板，各部件之间间隙不超过10毫米。
• 对于刚性材料如瓦片，使用间距为数分米的40×50毫米或50×50毫米木条作为间隔衬板。间距由瓦片尺寸决定，因此应提前选择。常在上方安装45至90度角的反向衬板层。

用于保护墙体免受雨水冲刷的檐口通常为50至60厘米。小于30厘米的悬挑无效且视觉效果不佳。对于低坡屋顶，通过延长屋架形成檐口；对于陡坡屋顶，则在屋架末端附加短段（称为“kobylki”或“noggers”）。

桁架系统是整个建筑结构的关键组成部分。合理的设计与计算确保了结构长期可靠的性能。