Прочность крыши – это суммарная прочность и качество всех ее составляющих элементов: стропил, балок, конькового прогона и обрешетки. А также то, насколько крепко и грамотно эти элементы соединены между собой. Ведь разобраться с сечением и расчетом нагрузки крыши способен почти каждый из нас, но вот как закрепить стропила так, чтобы крыша служила верой и правдой не менее полувека?
На самом деле это – целая наука, и в каждом виде кровельного узла есть свои плюсы и минусы, и один и тот же вид крепления может оказать самое разное влияние на прочность разных крыш. Поэтому давайте подойдем к этому вопросу со всей ответственностью!
Виды стропильных систем по уровню нагрузки на узлы
Существует два вида стропил – наслонные и висячие. Основные конструкционные особенности:
Висячие стропила отличаются тем, что всегда опираются верхними концами друг в друга и под их местом стыка опоры нет. А чтобы уравновесить нагрузку от крыши, в нижнюю часть их стропил соединяют еще одним элементом – затяжкой.
Получается правильный треугольник, у которого на растяжение работает только нижний элемент. Еще одна балка в крыше, куда так же нужно крепить стропила, называется лежнем. Она расположена горизонтально и поддерживает коньковый прогон.
Виды опорных узлов по уровню жесткости
Именно те места, где стропила крепятся к элементам крыши, и называются опорным узлом:
Опорный узел далеко не всегда статичный – иногда его приходится делать подвижным, если на какой-то конструктивный элемент действуют непостоянные нагрузки. Это как колесо у автомобиля, которое сжимается, крутится, сдавливается и поворачивается.
Нечто подобное реализуется и в опорных узлах, только сама степень свободы у них может быть разной – от нулевой, когда узел сама по себе уже неподвижный, до тройной, т.е. максимальной:
- Опорный узел с нулевой степенью свободы. Оба конца в этом случае жестко скреплены уголками с обеих сторон. Стропило на балке или мауэрлате с таким узлом двигаться не может совсем.
- Шарнирный узел с одной степенью свободы. В этом случае балка имеет возможность вращаться по кругу.
- Шарнирный узел с двумя степенью свободы. Теперь, кроме кругового вращения, есть возможность также смещения. Это обеспечивает специальное крепление стропил к мауэрлату или балкам, а вам нужно только установить ползуны или салазки.
- Шарнирный узел с тремя степенью свободы позволяет балке смещаться и горизонтально, и вертикально. Правда, круговое вращение здесь как может быть,так может и не быть.
Сравниваем крепежные элементы
Вот такие металлические уголки применяют для крепления стропил к мауэрлату, балкам и стенам:
Типы металлических пластин
Отметим, что всего существует целых два вида таких пластин: гвоздевые и перфорированные.
У перфорированных много отверстий под болты и саморезы, и именно с помощью их такие пластины крепятся к древесины. Преимущество перфорированных пластин в том, что они способны соединять нужные элементы стропильной системы практически под любым углом. Причем такие пластины легко подрезаются под нужный размер. Устанавливают перфорированные пластины с двух сторон соединений.
У гвоздевых пластин самих гвоздей нет. Этот крепеж применяется только в заводских условий, либо при наличии специального пресса. Дело в том, что молотком такую пластину в стропила вы не забьете – необходимо грамотное равномерное давление.
Дополнительные элементы
Иногда, кроме тех же металлических уголков и гвоздей, дополнительно применяются опорные бруски:
И еще так:
Если в узловых соединениях вы применяете плоские или фасонные стальные крепежные элементы, тогда:
- Толщина деревянных элементов не должна быть меньше 5 см. Все из-за саморезов.
- Во-вторых, простые гвозди здесь уже применять нельзя – только винтовые или ершенные, которые просто так уже не вылезут. Особенно, если древесина для стропил имеет влажность более 18%, т.е. не до конца просушена, а после высыхания этого материала узловые соединения всегда ослабляются.
- В-третьих, берите гвозди диаметром не менее 4 мм и длиной не менее 40 мм.
- Всегда используйте по два стальных уголка на одном узле, если это возможно. Просто располагайте их симметрично.
Крепление стропил к балкам перекрытия
Балки перекрытия иногда выступают как своеобразная альтернатива затяжке. Чаще всего это происходит при строительстве легких мансард – так удобнее. Но крепить стропила прямо с балками перекрытия можно только в том случае, если вы уверены в надежности стен дома. Т.к. в этом случае нет мауэрлата, и, как следствие, нагрузка на стены не распределяется равномерно – теперь она точечная. А это хуже, конечно.
К слову, балки для перекрытий вовсе не обязательно брать толстые, достаточно сечения 5х15 см. Главная ваша задача – сделать такое крепление, чтобы стропило ни в коем случае не начало скользить по балке.
К слову, существует большая разница, как крепить одни и те же стропила к балкам перекрытия у односкатных и двускатных крыш. Так, чем большую нагрузку испытывает кровля, тем это крепление следует делать с двойным зубом, а у односкатных вполне достаточно и одного. К слову, у двойного зуба обычно делают два шипа.
Наиболее прочное закрепление получается, если делать врубку, причем с дополнительным шипом, который также будет препятствовать боковым сдвигам стропил из-за нагрузок. С другой стороны, важно не ослабить в это же время саму балку. Поэтому вырез для стропила делать следует не ближе, чем на 25 см от края (это поможет избежать также соколов), и глубиной всего 1/3-1/4 от толщины самой балки:
Для того, чтобы стропильная нога не соскальзывала с мауэрлата, в ней делается специальная выемка. И в самом мауэрлате иногда делают еще одну, ответную – так только надежнее, и упорный замок получается крепким.
Правда, сам мауэрлат от этого значительно ослабнет – учитывайте это. Делать подобное с ним можно только тогда, когда мауэрлат – из твердых лиственных пород и обладает хорошей прочностью.
Одни только пазы стропильные ноги не удержат, а потому дополнительно обязательно используйте металлический крепеж. Если ваше соединение неподвижно, достаточно будет вбить под углом гвозди, а для более ненадежных конструкций используйте хомутовые соединения и металлические накладки. Поможет также кованная проволока, которую для этих целей монтируют в стену.
Еще один вид крепления стропильных ног к балкам – болтовое:
- Шаг 1. На конце балки, который выступает, делаем треугольный вырез. Гипотенуза выреза должно получиться под тем же углом, что и угол наклона стропил.
- Шаг 2. Под этим же углом запиливаем также нижнюю часть стропильной ноги.
- Шаг 3. Ставим стропило на балку срезом и фиксируем гвоздями.
- Шаг 4. Перпендикулярно стропильной ноге высверливаем отверстие для болта – сквозное, чтобы через болт можно было впустить снизу через вырез в балке.
- Шаг 5. На болт надеваем шайбу и плотно фиксируем весь узел гайкой.
По окончанию крепления обязательно проверяем прочность всех соединений.
Крепление стропил к стене
Но далеко не во всех стропильных конструкциях используется мауэрлат. Тогда как же крепить стропила к самой стене? Все просто: находим замену мауэрлату и работаем уже с ней.
Например, в каркасном строительстве в качестве мауэрлата выступают балки каркаса, на которую делают обшивку:
Если же вам по каким-то причинам приходится крепить стропила прямо к стене, без мауэрлата, тогда обязательно нужно сделать затяжку – доску или брус, которые соединят стропила в одно и возьмут на себя часть напряжения.
Не всегда такое крепление вообще возможно. Например, пено- и газоблоки плохи не только тем, что легко передают свою влагу деревянным стрпоилам. Они вообще не удерживают в себе крепления. Тот же гвоздь, забитый в блок на 10 см, вы легко сможете вытянуть руками – тогда как закрепить стропила? Плюс немалое давление от стропильной системы крыши на такие хрупкие стены. А потому здесь уже без мауэрлата не обойтись никак.
Крепим стропила к мауэрлату
В любой стропильной конструкции крыши стропила ставят нижним концом на мауэрлат, а верхние концы соединяют в коньке крыши. Мауэрлат – это специальный брус, который уложен по периметру наружных стен. Он предназначен для опоры несущих стропил.
А теперь давайте разберемся, когда стропилы опираются на мауэрлат, а когда – только на стены:
- Если стены сделаны из бетона, кирпича или пеноблока (в принципе, любых материалов, которые способны передавать влагу), тогда опирать на них стропильные ноги нельзя. Иначе начнет быстро гнить вся крыша. А поэтому используем брус, которые называется мауэрлат, и отделяем его от самой стены любой рулонной гидроизоляцией.
- В бревенчатых и брусчатных домах для стропил уже не нужен мауэрлат – достаточно сделать в верхней балке врубки и использовать дополнительное крепление в виде металлических уголков и скоб.
А в зависимости от того, будет ли усадка дома, делают жесткое и скользящее крепление стропил к мауэрлату.
Способ #1 – жесткое крепление
Чтобы обеспечить узлу жесткое, неподвижное крепление, у вас есть два пути. Первый состоит в использовании специальных уголков с подшивными брусками и специальные запилы на стропильной ноге. Стропило здесь фиксируется уголками с обеих сторон, а потому двигаться уже не может:
Во втором способе, который более распространен, нужно забить гвозди под углом другу ко другу. В мауэрлате они скрещиваются, а третий гвоздь уже забиваете вертикально:
Два гвоздя по бокам удерживают стропильную ногу от смещения влево-вправо, а верхний гвоздь уже притягивает стропило к самому мауэрлату.
Или же использовать длинные саморезы вместо гвоздей:
Способ #2 – крепление с одной степенью свободы
А вот в этой конструкции уже допускается определенное движение стропила под давлением всей крыши:
Но сразу отметим, что если мы говорим о возможности горизонтально сдвигаться, речь вовсе не идет о том, что стропило будет в буквальном смысле «ездить» по балке. Это всего лишь небольшая возможность сдвинуться на миллиметры из-за динамичных нагрузкой и температурно-влажностных изменений. Причем двигаться ползун будет только при предельно допустимых нагрузках, и обычным глазом таких изменений вы не сможете увидеть.
Возможность некоторого движения остается и при креплении узла гвоздями – если их не много. А вот забитые в шахматном порядке с определенной силой уже не дадут двигаться стропилу.
В завершение для страховки жесткого крепления стропил к мауэрлату дополнительно используйте проволоку или анкеры. Только об этом нужно подумать заранее:
Или еще вот отличный наглядный пример:
Способ #3 – скользящее крепление
Скользящим называют такое крепление, у которого – две степени свободы. Т.е., говоря простым языком, у одного из двух элементов есть возможность смещения:
И в этом есть свой смысл. Так, те стропила, которые врубкой упираются в мауэрлат, а сверху – друг в друга, равномерно передают на стены нагрузку от крыши и снега на ней. А вот те стропила, которые опираются уже горизонтальными врубками на мауэрлат и на коньковый прогон, называются безраспорной конструкцией.
Как мы уже говорили, скользящее крепление даже с тремя степенью свободы на самом деле вовсе не означает, что стропило будет расшатанно ездить туда-сюда по опоре. Все это только для невидимых физических законов.
Используют его обычно только при серьезных динамических нагрузках на крышу.
Способ #5 – сращивание с кобылками
Для устройства свесов крыши вам нужно еще сделать кобылки из досок, 50х100 мм сечением и такой длиной, чтобы она была равна свесу плюс еще 0,5 м – для стыка со стропилом.
Далее все просто: прибиваете кобылки к стропильным ногам и продлеваете их за пределы крыши. Вам интересно, почему этот стропильный элемент называется так? Просто раньше их вырезали по форме лошади – для красоты. Да и сегодня нередко тоже.
Каждому, кто решил самостоятельно построить дом, необходимо помимо всего прочего разобраться в том, как правильно крепить стропила кровли к мауэрлату . Это одно из самых ответственных соединений, от правильности выполнения и надежности которого напрямую зависит срок эксплуатации кровельной конструкции и, конечно же, безопасность людей, пребывающих в доме. Именно поэтому важно досконально разобраться во всех нюансах соединения стропильных ног с другими элементами кровли, чтобы избежать трагических последствий.
Способ сочленения стропил с мауэрлатом подбирается с учетом особенностей конкретной системы. Самое главное – обеспечить оптимальное распределение поступающей нагрузки от веса кровельной конструкции в целом и непосредственно стропил на стены строения.
Существует несколько основных узлов соединения, главными среди которых являются, прежде всего, соединения стропильных ног с мауэрлатом, а также крепление брусьев к дополнительным конструктивным элементам с целою увеличения жесткости и в целом прочности крыши.
Непосредственно мауэрлат — это сравнительно толстая балка, закрепляемая по верхней части внешней стены дома параллельно по отношению к коньку кровли. Как правило, для устройства мауэрлата применяется брус сечением 150х150 мм. Крепление опорной системы к стене обычно выполняется с использованием оцинкованных шпилек.
Необходимость в монтаже брусьев на мауэрлат возникает в процессе обустройства безраспорных и распорных конструкций. Висячие и наслонные стропила устанавливаются на опорную систему с применением скользящего либо жесткого сочленения. Подходящий метод соединения подбирается с учетом особенностей конкретной конструкции.
Врубка для соединения должна быть сделана непосредственно в стропилине. Создание врубки в опорной системе нежелательно по той причине, что это способно уменьшить несущую способность опорного бруса и в целом поспособствовать снижению надежности системы.
При жестком соединении полностью исключается вероятность смещения конструктивных элементов в любых направлениях. Для достижения требуемой жесткости выполняется крепление с применением металлических уголков. Также это можно сделать путем создания специальных вырезов в стропильных ногах. Эти вырезы в стропилинах дополнительно закрепляются скобами или саморезами, также можно использовать болты и прочие крепежные элементы.
При обустройстве кровельных систем деревянных строений довольно часто выполняется скользящее соединение стропилин с мауэрлатом . Для его создания используются т.н. «салазки». Это специальный крепеж, соединяющий элементы системы таким образом, что у стропильных ног остается определенная свобода, благодаря чему в дальнейшем удается предотвратить появление всевозможных деформаций крыши во время естественной усадки строения из натуральной древесины.
Использование уголка для соединения элементов конструкции
При выборе метода крепления стропил кровли к мауэрлату нужно ориентироваться на особенности конкретной крыши. В случае с деревянными постройками обычно используется скользящее соединение, во всех остальных же ситуациях сочленение делается жестким.
Если предпочтение отдается соединению с применением специальных вырезов, работу нужно начинать непосредственно с их подготовки. Вырезы делайте так, чтобы стропилина безо всяких проблем устанавливалась своей горизонтальным участком на мауэрлат, а угол наклона бруса соответствовал наклону кровельного ската. Для фиксации одного бруска будет достаточно трех гвоздей, два из которых следует вбить по обеим сторонам стропилины под углом. Последний гвоздь забивайте в направлении вертикально сверху. Используйте проволоку для усиления соединения. В результате вы получите максимально прочное и жесткое соединение.
Наиболее распространенным методом соединения стропил с мауэрлатом является способ, предполагающий применение подшивного бруса и уголка. В данном случае работа начинается с того, что стропилина разрезается под требуемым углом. Угол подбирается в соответствии с уклоном кровельного ската, закрепленным в проекте.
Далее необходимо установить по краю опорного бруса подшивной брус длиной порядка 100 см. Стропилина будет жестко упираться в этот брусок по линии давления. Конструкция рассматриваемой системы такова, что соединение будет максимально жестким, без сдвигов и прочих нарушений. Боковое крепление стропильной ноги к опорной системе выполняется металлическими уголками. Такие крепежные элементы позволяют предотвратить поперечное смещение стропилин. Дополнительно специалисты рекомендуют усиливать узлы крепления за счет специальной проволоки.
Существует несколько разновидностей уголков, которые можно использовать для сочленения стропилин с мауэрлатом. Наиболее распространенным и являются уголки марок КР11 и КР21. Такие изделия имеют овальные отверстия под анкера, благодаря которым значительно уменьшается вероятность обрыва крепежа под воздействием нагрузок или в процессе осадки строения. При помощи уголка марки КР5 можно крепить элементы конструкции с большим значением несущей способности. Уголок марки КР6 имеет упрочненную конструкцию и используется для фиксации тяжелых элементов.
Дополнительно применяются уголки марки КМ, для изготовления которых традиционно используется перфорированная сталь. С их помощью закрепляют основные несущие и разного рода дополнительные элементы стропильной системы. Среди преимуществ такого крепежа нужно отметить возможность применения традиционных шурупов и саморезов, а также отсутствие необходимости привлечения к монтажным работам спецтехники.
Также в продаже доступны усиленные уголки марки KMRP. Они предназначены для фиксации конструктивных элементов под прямым углом. Такие изделия обеспечивают качественную фиксацию стропил. Подобные уголки можно регулировать, что делает работу максимально удобной.
Порядок выполнения жесткого соединения
Крепление, как уже отмечалось, может выполняться по жесткой и скользящей технологиям.
Жесткое сочленение традиционно применяется при фиксации стропил наслонного типа. Такая работа требует обеспечения максимально прочной посадки стропилины на опорный брус. Жесткое соединение не должно подвергаться никаким усилиями. Для получения нужной жесткости можно использовать метод врубки и нашивки.
При креплении с врубками в первую очередь необходимо подготовить врубки на каждой отдельной стропилине . Высота подобной выемки должна быть не более 1/3 высоты бруса. Каждую стропилину надо упереть в мауэрлат подготовленными выемками и закрепить с помощью двух гвоздей, забитых по бокам стропильной доски. Для дополнительной фиксации нужно забить третий гвоздь, только уже вертикально. Такой метод получил наиболее широкое распространение и традиционно используется при обустройстве кровельных систем любого уровня сложности.
Помните, что врубку можно делать исключительно в стропилинах. Создавать подобные «седла» в мауэрлате нельзя, т.к. из-за этого будет снижаться показатель его несущей способности.
В соответствии со вторым способом фиксации стропилин к мауэрлату (метод нашивки) нужно предварительно подготовить дополнительные бруски длиной 1 м . Они будут подшиваться к стропилинам, и непосредственно деревянные брусья будут упираться в поверхность мауэрлата. Бруски фиксируются с помощью рассмотренных ранее уголков.
Если один конец стропилины фиксируется с применением метода жесткого сочленения, второй конец должен быть закреплен «скользяще». Свойства древесины таковы, что она имеет склонность менять свой объем в зависимости от погодных явлений. И в том случае, если оба конца бруса будут закреплены жестко, это неизбежно спровоцирует повышение уровня нагрузок на стены и довольно быстро приведет к нарушению их прочности и в целом деформации.
Особенности скользящего соединения
Такое сочленение, как уже отмечалось, используется при обустройстве кровельных систем домов, построенных из древесины (бруса, сруба и пр.). Жесткое сочленение запрещается использовать из-за все тех же свойств древесины.
После завершения строительства материал еще пару лет будет меняться в размерах, т.е. давать усадку. Стропильные элементы тоже будут двигаться, так что ни о каких жестких соединениях речи быть не может, т.к. из-за них стены дома попросту деформируются.
Важно дать стропильным ногам небольшую свободу движений. Делается это с помощью уже упоминавшихся «салазок». Также монтаж может выполняться с применением специальных уголков, имеющих продолговатое крепежное отверстие.
Распорки, подкосы и бабки крепятся к стропилинам за счет хомутов и скоб. Дополнительно должно обеспечиваться крепление стропилин к стенам здания при помощи проволочных скруток. Благодаря им будет существенно снижен риск срыва кровельной системы при сильном ветре.
Какие еще крепления используются для соединения?
Каждый существующий способ крепления предполагает использование соответствующих крепежных элементов. К примеру, со стальными уголками и толстыми проволоками вы уже знакомы. Дополнительно используются разнообразные усиленные уголки, специальная лента, всевозможные болты, гайки и саморезы, крепеж особого назначения и т.д.
В случае если монтаж будет выполняться с применением кронштейнов, врезки в стропильных ногах не делаются. То есть данный метод позволяет получать максимально надежное и эффективное соединение.
Инструкция по креплению стропил к балкам
Важно знать не только порядок соединения стропилин с мауэрлатом, но и особенности скрепления этих элементов с другими частями кровельной конструкции . Одним из таких моментов является соединение стропилин с балками. Последние опираются на стены дома и располагаются в единой плоскости со стропилинами.
Для выполнения подобного соединения нужно вырезать на концах балок перекрытий специальные выемки, в которые в дальнейшем будут вставляться брусья стропил. Для обеспечения максимально ровной укладки поперечных балок, можно натянуть на крайние бруски струну и ориентироваться по ней.
В этом месте сочленение обычно выполняется по методу «встык». Для этого нужно, прежде всего, подрезать верхний край стропилин под углом. Угол подрезки должен быть таким же, как угол наклона кровельного ската. Для облегчения работы рекомендуется сделать шаблон и обрезать все стропильные ноги по нему. Скрепление стропилин под коньком выполняется с помощью двух гвоздей, которые забиваются под углом.
Дополнительно стык можно усилить деревянной либо металлической накладкой, притянутой с помощью гвоздей или болтов соответственно. Стропилины скрепляются с коньковым брусом. Такая технология довольно сложна в исполнении, из-за чего в частном домостроительств е почти не применяется.
Самым любимым и популярным среди строителей вариантом монтажа в данном случае является сочленение «внахлест». Стропилины скрепляются своими боковыми частями и стягиваются гвоздями либо болтом. Также для соединения подходят специальные оцинкованные шпильки. Этот метод отличается особой простотой выполнения, из-за которой и пользуется такой большой популярностью.
В процессе соединения мауэрлата и стропильных ног нередко возникает необходимость удлинения последних. Стандартное значение длины пиломатериала равняется 6 метрам. При необходимости получения более длинных балок их приходится наращивать. Существует три основных способа удлинения стропилин.
В случае если для выполнения соединений будут использоваться гайки с болтами, нужно обязательно использовать специальные шайбы либо пластины. Без них гайки могут попросту «утонуть» в материале. Среди всех существующих вариантов соединений крепеж с использованием гвоздей является наименее надежным, поэтому его рекомендуется использовать только в крайних случаях.
От того насколько правильно будет выполнено соединение бруса с мауэрлатом напрямую зависит срок службы, качество и надежность кровли. Вне зависимости от выбранного способа соединения нужно придерживаться основных правил. Прежде всего, плоскости элементов должны максимально плотно прилегать друг к другу. Этого можно добиться только путем точного и аккуратного выполнения всех углублений и врубок.
Стропильная система – это основа, «скелет» любой крыши, поэтому к ее обустройству нужно подходить со знанием дела. От правильности установки и фиксации основных элементов конструкции напрямую зависит срок ее службы и основные эксплуатационные характеристики. Поэтому будьте внимательны, придерживайтесь полученных рекомендаций на каждом этапе монтажа и все получится. Удачной работы!
Видео – Как крепить стропила к мауэрлату
Правильное и прочное крепление стропил при постройке дома — один из ключевых моментов всего строительного процесса. Поэтому важно, чтобы все составляющие системы были точно подобраны, установлены на место и прочно скреплены в единую конструкцию. Строителю нежелательно приступать к монтажу элементов стропил без предварительно начерченной схемы и проведения расчета количества и ассортимента требуемых материалов и фурнитуры.
Стропильная система крыши — это каркас и скелет кровли.
Конструктивная основа системы
Стропила, т. е. несущая основа скатной крыши, — это бревенчатые или брусчатые балки, на которые укладывается так называемый кровельный пирог. В состав последнего входит слой пароизоляции, гидроизоляционный материал и окончательное кровельное покрытие. Подошвы стропил, т. е. их нижняя часть, крепятся непосредственно к стене постройки или же к мауэрлату. Вверху стропильные брусья укладываются путем их наращивания из отдельных частей по прямой линии, или под требуемым углом, и прикрепляются к прогону крыши или ее коньку.
Висячие стропила могут испытывать деформационные нагрузки, включающие сжатие и изгиб, что создает значительное распирающее усилие. Это связано с тем, что крепление производится без дополнительной опоры. Это допустимо для стен дома, расстояние между которыми не превышает 6,5 м. В противном случае устанавливается горизонтальный брус — затяжка, предназначенный для равномерного распределения нагрузки. Очень часто она же используется в качестве основы перекрытия.
Рисунок 1. Элементы и соединение наслонных стропил.
Конструкция крыши с промежуточными столбчатыми опорами, требует установки наслонных стропил. Стропильные подошвы закрепляются на мауэрлат, а верхушка — к коньку крыши. Серединой такие стропила опираются на опорные столбы или промежуточные стены. Это значительно уменьшает деформацию и перегрузку и делает крепление стропильной системы прочным и долговечным.
Важная часть несущей основы крыши — мауэрлат. Его делают из бруса, с минимальным сечением 15 х 15 см. Для бревенчатых срубов мауэрлат можно не делать, но капитальные строения из бетона и кирпича без него не возводятся. Мауэрлат устанавливается параллельно коньку крыши на стенах по длине дома. Для чего необходимо сделать на стенах бетонное армированное основание с вертикальными закладными винтами. Мауэрлат одевается на эти винты и крепится гайками. (Рис. 1: Схемы крепления стропил.)
Вернуться к оглавлению
Фурнитура для стропил
Крепеж для стропильной системы применяется металлический. В его состав входят:
- уголок стальной;
- лента с перфорацией для стягивания элементов системы;
- гвозди, скобы, шурупы, болты, шпильки, вязальная проволока;
- пластины из металла;
- крепежные «салазки» для предотвращения деформации при усадке строения.
Вернуться к оглавлению
Способы соединения
Определить, как крепить стропила, необходимо при проектировании узлов крепления. Например, к мауэрлату они крепятся жестким способом.
Для такого крепления на подошвах стропил по шаблону выпиливаются «седла». С помощью них балки насаживаются на мауэрлат, остающийся цельным. Состыковка «седла» и мауэрлата производится гвоздями: один забивается вертикально в середине, а два других — под небольшим углом к несущей балке. Можно использовать и металлические уголки, для фиксации которых применяются гвозди с особыми шипами на ножке. Еще один вариант крепления — подпорный брус, устанавливаемый под подошвой стропила с упором.
Эластичное крепление стропил применяют в постройках из брусьев или бревен, поскольку конструкции из них дают значительную усадку в первые годы после возведения дома. Отсутствие требуемого люфта крепления может привести к проваливанию или обрушению кровли. Для скользящего крепления используется стальной уголок с эллиптическими отверстиями под гвоздь или специальные крепежные «салазки».
Для работ по закреплению конструкции требуются следующие инструменты:
- рулетка;
- строительный уровень;
- угольник;
- молоток;
- ключи разводные;
- электродрель;
- пила;
- шуруповерт;
- карандаш.
Вернуться к оглавлению
Монтаж кровли без мауэрлата
Если крепление стропил производится непосредственно к балкам перекрытия выходит точечное распределение тяжести крыши. Поэтому балки должны быть удлиненными и выступать на 40 см за линию стен. Для соблюдения одинакового угла при креплении поперек балок необходимо натянуть струну. Она станет ориентиром при выпиливании пазов под подошвы стропил.
Крепления стропил с балкой производится следующими способами:
- зуб шипованный;
- зуб упорный;
- упор в торец балки.
Необходимое количество зубьев (1 или 2) определяется углом наклона подошвы стропил. Вставив стропильные концы в пазы, производят их дополнительную фиксацию на балках при помощи болтового соединения или стальными уголками.
Когда крепление с балкой осуществляется врубкой, достаточно бывает одинарного зуба. Для данного способа крепления необходимо придерживаться следующих правил:
- Соединение балок со стропильной системой проводится, если между ними образуется угол 35°.
- В основании подошвы стропила делается выступ с шипом, а в несущей балке соответствующее гнездо.
- Глубина гнезда должна быть менее 25 — 30% ширины подошвы.
- Чтобы избежать скола торца под давлением ноги стропила, врубку выполняют, отступив 25 — 40 см от консольного конца балки.
- Предотвратить боковое смещение позволяют зубья с упорами или шипами;
Полая крыша, имеющая угол наклона, не достигающего 35°, требует врубку, проводимую следующими способами:
- В 2 шипа;
- В упор без шипов или с 1 шипом;
- В замок с 2 шипами.
Вернуться к оглавлению
Закрепление концов к коньку крыши
Вопрос о том, как крепить стропила к верхней балке крыши, решается при помощи 1 из 3 схем:
- Непосредственно гвоздями или пластинами, обрезав верхние части стропил по шаблону под необходимым углом.
- Для крепления внахлест используются длинные болты, гвозди или шпильки.
- Крепление встык на коньке крыши требует выпиливания «седла» на подошве, а также на верхнем конце для опоры на балку конька.
Удлинение стропил.
Чтобы увеличить длину стропил до величины крыши, требуется:
- Сделать косой прируб и соединить сегменты болтом диаметром 10-12 мм или более;
- Соединить встык и закрепить брусьями-накладками, которые фиксируются гвоздями;
- Соединить внахлест с вырезом не меньше 1 м, располагая крепеж с двух сторон.
Залогом долгой и беспроблемной жизни в новопостроенном доме служит прочная и безопасная кровля. Основу ее надежности составляет правильный расчет всех элементов выбранной стропильной системы и добротно выполненный монтаж. Качество же монтажа базируется на правильном подборе материалов, крепежных изделий и способов соединения всех узлов конструкции.
Варианты крепления
Устройство любой крыши включает в себя нескольких основных элементов:
- Стропильный каркас - главный опорный элемент кровли, можно сказать, ее скелет.
- Обрешетка - ребра для кровли, если продолжать анатомическую аналогию.
- Кровельный пакет - верхнее кожное покрытие, следуя тому же образу.
Все разновидности стропильных систем можно свести в конечном счете к двум основным классам:
Висячие стропила
Эта разновидность устройства крыши образуется жестким треугольным сопряжением ферменной конструкции из стропильных досок и нижнего бруса‑затяжки, который, в свою очередь, опирается на мауэрлат. Такое устройство создает нагрузку на стены здания, имеющую преимущественно вертикальную компоненту.
Мауэрлат - толстый опорный брус, плотно закрепленный наверху стены и служащий основанием, а фактически фундаментом, для стропильного каркаса. Он выполняет важную роль равномерного распределения по стенам дома как статических нагрузок от веса кровли и оборудования на ней, так и динамических воздействий от снега, ветра, веса работающих на крыше людей и т. п.
Могут удерживаться на месте лишь благодаря собственному весу, а дополнительное их сцепление со стеной выполняется исключительно для компенсации сдвигающих усилий при значительных ветровых нагрузках. Оно обеспечивается креплением нижнего бруса‑затяжки висячих стропил к мауэрлату и, не представляя большой технической сложности, может быть выполнено любыми доступными крепежными деталями: скобами, угольниками, гвоздями, хомутами и т. п.
Наслонные стропила
Вариант устройства кровли, когда брусья стропилин, лежащих под углом, имеют две точки опоры на своих концах: мауэрлат и коньковый брус. Последний, в свою очередь, опирается через промежуточные стойки на внутреннюю стену дома либо на толстый продольный брус - «матицу».
Стропильная система наслонного типа имеет более сложное распределение нагрузок: помимо вертикальной «гравитационной» здесь уже имеют место и «скользящая» горизонтальная, и «распирающая» угловая составляющие.
Ввиду сложности треугольника сил, их компенсацию должно обеспечивать надежное соединение стропильных ног с мауэрлатом.
Узлы опирания и их крепление
Одной из особенностей наслонного стропильного каркаса является то, что его элементы могут иметь между собой как неподвижные, так и подвижные шарнирные узлы‑сопряжения. Все три неподвижных узла каркаса обычно применяются в кирпичных или каменных домах, где дополнительную жесткость им придают прочные стены здания.
В деревянных строениях роль мауэрлата часто выполняет последний венец бревенчатого сруба или брус верхней обвязки каркасных стен.
Соединение верхних концов стропильных досок с коньком либо нижних с мауэрлатом или оба вместе часто выполняют шарнирно‑подвижными. Это необходимо для снижения возникающих в стропильном каркасе внутренних напряжений, причиной которых могут быть:
- температурные колебания;
- осадка дома;
- деформации деревянных конструкций, такие как кручение или изгиб;
- неравномерные нагрузки от ветра и снега.
Если работать под коньком на большой высоте, устанавливая крепление, не очень удобно, то лучше выбрать вверху жесткое сопряжение для стропильных досок. Для нижних же их концов оставить небольшую свободу продольного перемещения.
Крепление стропильной ноги
Нижний узел опирания стропила на мауэрлат выполняют обычно одним из двух способов:
- Распорный - вариант неподвижного нижнего узла сцепления, когда стропилина жестко упирается в брус.
- Скользящий - подвижное соединение, при котором стропило скользит по брусу, удерживаясь на нем только крепежными элементами.
Оба этих способа широко распространены и имеют свои особенности и разновидности.
Способы крепления с запилом и без
Сопряжение без запила используется только при скользящем соединении . Стропильная нога свободно лежит нижней своей кромкой на мауэрлате, удерживаемая только крепежом, в качестве которого чаще всего используются уголки. Такой вариант крепления нельзя назвать абсолютно надежным при значительных нагрузках со стороны кровли, поэтому он используется в основном для перекрытия небольших пролетов.
Для более надежного сочленения элементов нижнего узла в стропильной доске выпиливается блокирующий зуб‑запил . Он может быть выполнен следующими способами:
В большинстве случаев запил необходимо выполнять в стропильной доске, а не в мауэрлате, чтобы не ослаблять и не деформировать его.
Крепеж для стропил
В недалеком прошлом в качестве крепежных изделий для элементов кровельных каркасов применялись традиционные скобы и гвозди, а в простейшем случае - обычная проволока‑катанка, сложенная в несколько рядов. Сегодня на строительном рынке можно найти крепежные детали различных видов для любых применений. Выпускаются промышленностью и специализированные комплекты для применения в стропильных системах.
Гвозди, используемые в соединениях, во избежание вытаскивания, следует брать крученые либо со специальной насечкой.
Важно! Если соединение деревянных деталей выполняется шурупами или болтами, под них обязательно необходимо подкладывать шайбы или пластины из металла во избежание утапливания крепежных деталей в древесине.
Правила выполнения работ
- Заготовку стропильной ноги необходимо положить верхним краем на коньковый брус, а нижний ее угол совместить с внутренним ребром бруса мауэрлата.
- Приложив кусок доски, служащий шаблоном, отчертить на стропилине линию, параллельную верхней грани мауэрлата.
- Если необходимо, разметить с наружной или внутренней стороны упорный зуб‑запил.
- Отрезать по линиям разметки.
При выполнении запилов необходимо строго соблюдать отмеренные и размеченные углы для плотного прилегания всех плоскостей деревянных элементов конструкции .
- Установить стропило на свое место, точно совместив все запилы.
Зафиксировать его выбранным методом крепления. Каждый из приемов крепления имеет свои особенности для правильного исполнения:
Сейчас специально для стропил в продаже появились уголки‑«салазки» со скользящей пластиной. Они обеспечивают надежное соединение с полной компенсацией деформаций.
Выполнив монтаж нижнего узла стропильной ноги, можно приступить к сопряжению ее с коньковым брусом .
Возведение кровли занимает едва ли не половину всего времени строительства дома. Да и материальные затраты на нее примерно такие же. При этом мельчайшие ошибки, допущенные при проектировании и строительстве крыши, могут стать источником значительных проблем при ее эксплуатации.
Приступая к этому ответственному и сложному этапу в строительных работах, необходимо тщательно и неоднократно проверить все наметки и расчеты. Совсем неплохо при этом посоветоваться со специалистами или обратиться к справочным изданиям.
Подробнее о технологи крепления своими руками смотрите в видео.
2 Готовый шаблон прикладывается к стропилу при соблюдении одинакового расстояния вырубки от коньковой части (именно от нее, длина карниза потом будет обрезаться!). 3 Пропилы делаются с помощью электрической пилы или же ручной ножовки. Пиление нужно осуществлять очень аккуратно не прорезая доску больше требуемой ширины. Чтобы снизить процент брака лучше выполнять резку ручными пилами, в особенности, если опыт работы с электроинструментом отсутствует. 4 Шаблоном нужно проверить все готовые посадочные гнезда на стропилах. 5 Если сборка стропильных ног осуществляется на крыше, то можно подавать готовые детали наверх, где их крепят к мауэрлату скобами, гвоздями или уголками.
Жесткое крепление с подпорным брусом
Подобный способ применяется для монтажа стропил на небольших деревянных строениях. С использованием такого способа намного проще монтировать стропильные пары, так как о жесткой фиксации их можно сдвигать вдоль строения выбирая необходимое положение.
Для этого к стропилам гвоздями или болтами крепятся дополнительные элементы длиной 400-500 мм, на которых делается вырубка под мауэрлат. Сечение доски может соответствовать толщине стропила, но если они более тонкие, то подпорный брус можно смонтировать с обеих сторон.
На заметку
Стоит знать, что единой системы жесткой фиксации стропил не существует, и разные мастера выполняют это крепление разными способами!
Скользящие крепления стропил
Этот метод необходимо использовать при сборке стропильных систем на деревянных срубах.
На заметку
Это обусловлено тем, что после сборки, сруб должен выстояться с готовой крышей. Вследствие того что древесина за это время усыхает здание дает значительную усадку. Если использовать жесткое крепление стропил, то в результате данный процесс приведет к деформациям стропильной системы.
Заключается в укладке стропил непосредственно на венцы здания, где они и закрепляются.
Важно знать, что мауэрлат не монтируется в деревянных домах, именно верхние венцы стен выполняют его функцию!
Но, скользящие стропила укладываются только в случае наличия в схеме каркаса конькового бруса с упором на стойки. Эти опоры в свою очередь дополнительно усиливаются подпорками – бабками.
К мауэрлату и коньковому брусу стропилины прикрепляются за счет использования уголков из оцинкованной стали, или гвоздевых пластин. Но, в первом случае элементы укладываются поверх венцов, а на коньковый брус нужно осуществить вырубку.
Уголки жестко фиксируются к мауэрлату, но за счет двухсоставной конструкции они должны обеспечить скольжение стропила (так называемая скользящая опора) с возможностью изменения углов наклона. Это и компенсирует возможные будущие подвижки всего каркаса крыши.
На коньках лучше всего для обеспечения скольжения монтировать пластинчатые шарниры.
Также иногда при строительстве бань с оцилиндрованного бруса используется скользящий крепеж с запилом. Древесина стропила выбирается по дуге под геометрию венца сруба.
Наслонное крепление
В отличие от висячего способа наслонное крепление обеспечивается упором стропила в мауэрлат, а не укладкой его поверх бруса.