Есть популярное заблуждение - мол, в висячих стропилах для мансард достаточно поставить горизонтальный ригель примерно посреди высоты , который погасит распор, по крайней мере - значительно его уменьшит, оставив при этом под собой пространство для организации полноценного помещения.
На самом деле эти рассуждения верны, только если вы выполняете висячие стропила с затяжкой в безраспорном варианте - то есть, когда опоры стропильных ног допускают горизонтальное смещение. Растягивающее усилие в затяжке получается несколько выше, чем распор у безригельной системы, но деревянный ригель легко с ним справляется, в отличии от стены при действии на нее горизонтальной опрокидывающей нагрузки.
Проблема только в том, что при этом главное внутреннее усилие в стропилине - изгибающий момент - возрастёт раза в 3 по сравнению с распорной безригельной системой, да ещё и ноги на опорах будут заметно "разъезжаться", а конек - "садиться". То есть, да, ригель позволяет вообще убрать распор, но цена этого - перегруженные стропила, из-за чего такую систему можно реализовать только на малых пролетах (до 7 метров). Зачем же тогда нужен ригель? А чтобы стропильная висячая безраспорная система вообще могла существовать, иначе она была бы геометрически изменяемой, то есть "складывалась" сама собой.
Но если оставить в схеме с приподнятым ригелем горизонтальные упоры в опорных узлах, картина внутренних усилий кардинально меняется: они уменьшаются по сравнению с безригельным вариантом и, тем более, ригельным безраспорным. Даже ригель меняет направление внутреннего усилия (становится сжатым), и теперь его правильнее звать "распоркой", а не "затяжкой". Также значительно уменьшается деформативность системы.
А насколько при этом уменьшается распор? А он увеличивается раза в полтора, разом нивелируя все преимущества такой стропильной системы.
Вот, собственно, результаты расчета почти одинаковых висячих стропильных систем. Расчетные схемы:
Эпюры продольных сил (не сильно значимые):
Эпюры изгибающих моментов:
Вертикальные опорные реакции (равны усилию на стену):
Горизонтальные опорные реакции (распор на стену):
То есть из 3-х описанных систем все имеют значительные недостатки, что говорит о том, что вообще их не стоит применять, либо применять следует с большой оглядкой.
Ригельная безраспорная - нет распора, но зато имеются наибольшие усилия в стропилинах; она применима либо на малых пролетах, либо для стропилин надо применять большие сечения, которые цельная древесина обеспечить не может, то есть требуется или клеёный брус, или LVL, что в корне меняет порядок ценника.
Ригельная распорная - имеем наименьшие усилия в стропилинах, но при этом - максимальный распор. Соответственно, ее разумно применять, только когда обеспечена устойчивость подкарнизной стенки на действие больших горизонтальных сил (и монолитный пояс при этом - далеко не самое эффективное мероприятие).
Безригельная распорная система, получается, выступает промежуточным вариантом между двумя "ригельными" вариантами, который при определенных условиях может даже оказаться их предпочтительнее (а ещё может получиться, что бездумное введение ригеля может не увеличить надёжность, а привести к противоположному результату).
