Узел опирания крыши. Как правильно закрепить стропила: крепление к мауэрлату, перекрытию, к стене. Когда и почему нельзя пользоваться этим методом крепления стропильной системы
Узлы крепления стропил должны обеспечивать необходимую прочность каркаса кровли. Важно правильно выбрать технологию монтажа элементов стропильной системы между собой и их крепления к несущему контуру, чтобы готовая крыша была способна выдержать расчетные нагрузки.
Особенности кровельных конструкций
Задача наслонных и висячих стропильных систем кровли – максимально равномерная передача нагрузки подстропильной конструкции, которая, в свою очередь, распределяет нагрузку на несущие стены и фундамент постройки. Подстропильная конструкция обычно является мауэрлатом (балкой, уложенной вдоль на каждой несущей стене). Также это могут быть опоры перекрытия (укладываются на стене поперек) или верхний венец сруба из бруса или бревна.
Выбор способа крепления стропил к мауэрлату зависит от их типа. Наслонная конструкция заставляет мауэрлат работать на срез, в то время, как висячие фермы – на сжатие, направление которого совпадает с ориентацией несущих стен.
Установка затяжки
Монтаж двускатной кровли требует установки стропильной системы наслонного или висячего типа. Чтобы смонтировать жесткую висячую стропильную ферму, не передающую распорные нагрузки на стены, требуется правильно выполнить узлы крепления горизонтальных перемычек – затяжек и ригелей .
В зависимости от того, какая была выбрана конструкция крыши, затяжка может монтироваться у основания стропил и выполнять функцию балки перекрытия. Стропильную ферму, которая крепится к мауэрлату, для придания жесткости оснащают ригелем – перемычкой, расположенной ближе к коньку. В мансардных крышах ригели служат основой для обшивки потолка.
Узел соединения при установке затяжки рекомендуется выполнять методом «врубки в стропило полусковороднем» с использованием крепежного винта. Данный способ монтажа требует точной подгонки элементов, так как при больших зазорах, в местах сопряжения, узел крепления под нагрузкой может разрушиться .
Более простой способ – монтаж внахлест. В этом случае перемычка выполняется из доски либо двух досок, установленных с обеих сторон стропильной ноги. В качестве крепления используются гвозди. Узел может представлять собой и болтовое соединение, но это снизит несущую способность стропил на 20%.
Еще один вариант – установка ригеля враспор. Монтаж узла такого типа стал возможен после изобретения гвоздевых пластин. Конструкция способна выдержать высокие нагрузки – надежность обеспечивается за счет плотного примыкания деталей и прочной фиксации с двух сторон благодаря большому количеству зубьев на пластине.
Сечение бруса или доски для изготовления распорного ригеля должно совпадать с сечением стропила.
Мауэрлат: узлы крепления стропильных ног
Опирание деревянных стропил на мауэрлат может выполняться по двум технологиям :
- жесткое крепление к мауэрлату;
- скользящее крепление к мауэрлату.
При жестком креплении полностью исключаются любые виды смещения стропильной ноги, которая упирается в мауэрлат (изгибы, сдвиги, кручение). С этой целью при монтаже стропильной системы кровли установка стропил может выполняться с применением подшивного бруска, который предотвращает соскальзывание стропильной ноги в месте опирания. Боковые сдвиги при этом методе соединения исключаются благодаря установке металлических уголков.
Во втором варианте жесткого крепления стропильной ноги на мауэрлат необходимо выполнить запил (седло) в нижней части стропильного бруса или доски. Плоскость опирания должна быть горизонтальной, для этого запил в стропилах производится под углом, соответствующим наклону ската. Для фиксации узла с обеих сторон стропила под углом вбивается по гвоздю (внутри мауэрлата они должны быть скрещенными), сверху вертикально через стропило в мауэрлат вбивается третий гвоздь.
Скользящее крепление обычно используется при возведении стропильной системы на доме из бруса или бревна. Основанием для опирания стропильных ног в этом случае служит не мауэрлат, а верхний венец сруба. Чтобы избежать деформации крыши при усадке дома, необходимо выполнить узел с определенной степенью свободы для стропильной ноги. Нередко с этой целью используется специальный крепежный элемент из металла – скользящая опора («салазки»). Его верхняя часть представляет собой петлю, которая смещается по направляющей, закрепленной на стропильной ноге, при изменении геометрии сруба.
Используются и другие методы монтажа скользящего узла. В стропильной ноге выполняется запил, балка устанавливается срезом на верхний венец, после чего закрепляется одним из способов :
- посредством одного вертикально забитого гвоздя;
- с помощью забитых с двух сторон гвоздей, скрещивающихся в мауэрлате;
- посредством скобы;
- выполнив единичную фиксацию стальными крепежными пластинами.
Такой метод крепления оставляет возможность элементам системы смещаться друг относительно друга при изменении геометрии строительных конструкций.
Коньковые соединения
Устройство стропильной системы кровли с двумя скатами подразумевает наличие в верхней части крыши горизонтального ребра, образованного в результате примыкания скатов – конька. Коньковый узел может выполняться несколькими способами, выбор зависит от типа стропильной системы и особенностей самого здания.
Наслонная конструкция подразумевает крепление стропильных ног на коньковый прогон – горизонтальную балку, расположенную на стойках параллельно длинным стенам дома. Верхние концы стропильных ног следует запилить под углом, соответствующим углу наклона скатов. Примыкания срезанных торцов стропил к коньку должны быть максимально плотными. В качестве крепежных элементов используются гвозди. Наслонные стропила применяются, если есть возможность установить на внутренней стене или столбчатых опорах стойки для крепления конькового прогона. Кроме того, стены должны быть оснащены мауэрлатом для опирания стропил.
Сборка стропильной фермы висячего типа требует соединить верхние концы пары стропильных ног. Для этого торец каждого из стропил подрезается под углом, равным углу наклона крыши, балки соединяются плоскостями срезов – требуется обеспечить плотность их примыкания. Фиксируются при помощи двух гвоздей, забитых под углом в верхние плоскости стропил. Затем с каждой стороны прибивается по деревянной накладке или металлической пластине, которые закрывают место стыка.
Чтобы обеспечить коньку необходимую прочность, может выполняться врубка в полдерева: в этом случае вместо плоскости сопряжения соединения встык, стропила соединяются уступом. Далее сверлится сквозное отверстие под шпильку или болт диаметром 12 или 14 мм, для крепления используются гайки с широкими шайбами.
Если на стене сруба предстоит установить скользящие опоры или создать примыкания (сопряжения стропила с мауэрлатом) с некоторой степенью свободы, коньку следует уделить особое внимание . Рекомендуется выполнить подвижный узел соединения, чтобы крыша не деформировалась при неравномерной усадке сооружения. С этой целью концы стропил соединяются металлическим пластинчатым шарниром.
Узлы стропильной системы вальмовой крыши
Особенностью вальмовой кровли является форма ее скатов: длинные скаты имеют трапециевидную форму, торцевые скаты (вальмы) – треугольную. Монтаж такой стропильной системы требует установки диагональных (накосных) стропильных ног, которые формируют треугольные скаты. Принцип крепления диагональных стропил в верхней части зависит от особенности конструкций основной части крыши. Она может быть сформирована из стропильных ферм висячего типа, либо представлять собой каркас с коньковым прогоном и наслонными стропилами, прикрепленными к мауэрлату.
Если наслонные стропильные ноги трапециевидных скатов опираются на коньковый брус (прогон), то накосные стропила требуется опереть на консоли конькового прогона. Выпуски консоли за подстропильную раму должны составлять 100-150 мм. Нижней частью диагональные стропильные ноги крепятся к мауэрлату или балке, закрепленной на стене.
Если накосные стропила необходимо опереть на крайнюю висячую ферму, то принцип создания узла крепления зависит от сечения боковых стропильных ног. Шпренгель со стойкой монтируется в случае, если стропильные ноги выполнены из доски. На шпренгель опираются диагональные стропила. В ситуации, когда для изготовления стропильных ног был использован брус, накосные стропила можно крепить к прибоине – доске толщиной от 5 мм, закрепленной на стропильной ферме.
На накосных стропилах выполняется запил под углом, соответствующим углу наклона вальмового ската, чтобы обеспечить плотное соединение со шпренгелем или прибоиной. Для прочности гвоздевого соединения дополнительно могут применяться хомуты и проволочные скрутки.
Укороченные стропильные ноги (нарожники) верхней частью опираются на накосное стропило, нижней крепятся к мауэрлату на стене. Узел крепления к диагональной балке может выполняться :
- методом запила с гвоздевым креплением;
- посредством гнездового соединения;
- с помощью крепления брусков сечением 50х50 мм с обеих сторон и по всей длине диагональных стропил и нарожников.
Вспомогательные элементы
Для усиления жесткости и надежности стропильных конструкций нередко требуется установка подкоса, дополнительного прогона или опорных стоек. Прогоны для наслонных стропил позволяют обеспечить стропильной ноге дополнительную точку опоры. Прогон представляет собой горизонтальную балку, закрепленную на вертикальных стойках, расположенную параллельно коньку. Узел крепления выполняется с помощью металлических угловых пластин либо внутреннего металлического стержня и внешней прямой скобы.
Подкосы деревянных стропил позволяют уменьшить пролет стропильных ног (включая накосные стропила). Угол наклона подкоса к горизонтальной плоскости должен составлять не менее 45°. Если стропило изготовлено из бревна или бруса, выполняется врубка подкоса с установкой стального нагеля под углом 90° к площадке примыкания, либо стык снаружи закрывается пластиной.
При необходимости усилить каркас крыши требуется установка подкоса под каждую стойку, на которую опирается наслонное стропило. При этом все подкосы одного ската упираются в общий лежень. Для крепления используются скобы.
Особого внимания требуют подкосы крайних пролетов, на которые воздействует максимальная снеговая и ветровая нагрузка. Узлы крепления при монтаже подкоса к стойке или прогону выполняются с использованием накладок и болтов.
Узлы стропильной системы, подкосы стропил, узлы соединения и крепления
Конструкция узлов стропильной системы кровли. Устройство узлов крепления и соединения стропил с коньком и мауэрлатом.
Приемы крепления стропил к мауэрлату
Основа стропильной системы крыши состоит из несущих элементов стропил и опорных стоек. Их надёжно удерживают и фиксируют коньковые и боковые прогоны, затяжки-ригели, подкосы, растяжки и опорные стойки. Вся сложная конструкция крыши опирается на мауэрлат - доски бруса, служащие основанием и опорой для стропильных ног. Мауэрлат служит основой всей конструкций кровли, поэтому его называют своеобразным фундаментом для крыши.
Узлы опирания стропил на мауэрлат. Как крепить балки к мауэрлату
- Шарнирный узел с одной степенью свободы подразумевает возможность вращения деревянной или металлической балки по кругу. Такое свойство возможно при крепление балки к мауэрлату с помощью одного ввинченного гвоздя или самореза.
В этом видео показано один из вариантов скользящего крепления стропил к мауэрлату.
А в этой статье рассказывается про пластиковый шифер.
Крепление стропильной ноги к мауэрлату
Правильная разметка и расчёт каркаса крыши
на чертеже, а затем качественное осуществление плана в строении крыши играет огромное значение. В течении каждого года крыша строения регулярно подвергается риску нарушения целостности и даже деформации прилегающих стен, вследствии выпадения большого количества атмосферных осадков, смены температурных режимов. Помимо внешних факторов риска, основа крыши и стены должны выдерживать собственный не малый вес каркаса и покрытий.
Многоуровневый каркас крыши состоит из главных несущих звеньев : стропильных ног и мауэрлата. Их правильная установка гарантирует долговечность крыши, точное расположение всех перекрытий, а значит и оптимальное функционирование защитных звукоизоляции, гидроизоляции, пароизоляции.
Из всего многообразия разновидностей мы рассмотрим двускатные крыши, ведь именно они нуждаются в поддерживающей основе - мауэрлате.
Для его создания нужно использовать тот материал, который планируется применять ко всем несущим и поддерживающим элементам каркаса. Если каркас будет полностью деревянным, то и брусья для мауэрлата должны быть деревянными.
Необходимо позаботиться о правильной форме брусьев для основы крыши. Не желательно применение неровных балок с выступающими сучками. Если вы не имеете возможности подобрать ровные балки, следите, чтобы длина маленьких веточек не была больше, чем одна треть от ширины бруска. В идеале все брусья обрабатываются и к этапу сборки крыши поставляются калиброванными и фрезерованными минимум с обеих, а лучше со всех четырёх сторон.
Для каркаса крыши, следовательно и для мауэрлата, часто используются железо или железобетон. Такой каркас отличается высокой прочностью. Если по вашим индивидуальным расчётам стены выдержат вес металлического каркаса, вы можете выбрать этот вариант. Для металлического каркаса используются блоки мауэрлата того же материала.
Размеры брусьев варьируются от десяти сантиметров, обычно употребляют балки не меньше пятнадцати сантиметров. Ширина бруса напрямую зависит от длины и ширины стропил. Например, если сечение бруса двухскатной крыши равно 40х150 мм, то используются балки мауэрлата с сечением от 100х100 мм. При сечении бруса 100х250 мм изготавливается мауэрлат от 150х150 мм.
Мауэрлат крепится на внутреннюю часть наружной стены с помощью анкеров, стальной проволоки или шпилек. В процессе укладки брусьев мауэрлата, нужно соединять их на всех стыках металлическими скобами.
Способы крепления
Как крепить стропила к мауэрлату? По способу крепления стропил к мауэрлату каркасы для крыш делятся на:
- Наслонную стропильную систему.
- Висячую стропильную систему.
Наслонные стропила
Наслонные стропила относят к виду безраспорных каркасных конструкций, что определяет их минимальное давление на несущие стены. Точками опоры наслонных стропил служат внешние стены здания и вертикальные стойки, расположенные посередине каркаса крыши на предварительно установленной затяжке.
Узлы крепления наслонных стропил к мауэрлату чаще всего делают шарнирными. При употреблении в креплениях ползунков и подвижных шарниров каркас крыши способен опуститься на несколько сантиметров. Это необходимо для архитектурного сооружения в первые годы после постройки. При смене температурных режимов и погодных условий новое здание даёт небольшую усадку. Если вслед за опорными стенами крыша не меняет своего положения, элементы постройки могут подвергнуться растрескиванию или деформации, чего не произойдёт благодаря наслонному креплению стропил на подвижных шарнирах.
Висячие стропила
Висячие стропила используют для зданий не имеющих несущих стен внутри. Точки опоры висячих стропил - только внешние несущие стены. Крепёж таких конструкций представлен узлом с нулевой степенью свободы. Другие способы недоступны, так как крепление стропил к мауэрлату на стенах является единственной опорой всей конструкции крыши.
Висячие стропила - это распорные конструкции. Стропила, закреплённые висячим образом, способны оказывать лишь горизонтальное распирающее давление на стены, однако это давление очень высоко.
Для уменьшения давления на балки и стены используют ригели - это специальные затяжки. Они устанавливаются перпендикулярно по отношению к стропилам, ближе к нижней части конструкции и надёжно прикрепляются к каждой балке, собирая параллельно стоящие стропила в единое целое. Без ригелей строить крышу с висячими стропилами нецелесообразно.
Технологии крепления стропильной ноги к мауэрлату
Соединение стропил с мауэрлатом производится как с помощью врубки, врезки, запила, обычно занимающих не более 1/4 балки, так и без них. В зависимости от угла расположения скатов крыши и использования оптимального узла опирания, выбирается способ накладки и фиксации бруса на мауэрлат.
На фото показан один из способов крепления стропил к мауэрлату.
Скрепление элементов осуществляется с помощью различных приспособлений:
- саморезы;
- болты с гайками;
- уголки;
- разновидности уголка КР;
- пластины;
- стяжки из проволоки;
- монтажная лента перфорированная ТМ;
- кронштейны WB;
- крепёжные элементы LK;
Установка стропил на мауэрлат - это скрепление горизонтальной несущей поверхности крыши с вертикальной. Важен грамотный расчёт и укладка всех элементов каркасной системы.
Правильное крепление стропил к мауэрлату
Мауэрлат – основание каркаса крыши. Правильное крепление к нему несущих стропильных ног – залог высокой прочности и износостойкости крыши.
Методы крепления стропильных ног к мауэрлату
Стропила являются несущими элементами крыши. Мауэрлат, основа стропильной системы, этакий фундамент конструкции крыши. Грамотное крепление стропил к мауэрлату обеспечивает надежность всей конструкции, исключает деформацию стропильной системы, не допускает обрушения кровли под весом внешней нагрузки.
Мауэрлат – правильный монтаж
Мауэрлат являющийся, по сути, фундаментом крыши изготавливается из бревна или бруса, прокладывается по периметру, предназначается для обеспечения равномерной передачи нагрузки кровельной конструкции на стены и фундамент здания. Чтобы крыша стояла прочно требуется правильное крепление стропил к мауэрлату.
Важно! В деревянном доме из бруса или бревна, мауэрлатом служит верхняя обвязка стен, верхний венец, дополнений к нему не требуется. В доме из кирпича, пенно или газобетонных блоков, строительного камня обязательно устанавливается мауэрлат.
Кирпичные или блоковые стены плохо реагируют на нераспределенные нагрузки, сами блоки или кирпич плохой материал для фиксации стропильных ног. Даже самый надежный крепеж не прочно фиксируется в таких стенах, под нагрузкой его может вырвать, в результате произойдет деформация стропильной ноги и всей крыши.
Мауэрлат следует прочно крепить на верхних торцах стен по всему периметру к обустроенному армированному бетонному поясу. Крепление бруса к бетону может быть очень надежным, если использован правильный крепеж. В процессе заливания армированного пояса производится монтаж крепления мауэрлата. Он представляет собой штыри, шпильки, анкера, вмурованные в бетон на которые затем производится установка мауэрлата.
Важно!
Концы крепежных шпилек снизу следует загнуть, расстояние между ними 1- 1,5м, диаметр крепежа должен иметь не меньше 15мм. В брусе, который будет использоваться, как мауэрлат сделать технологические отверстия под крепеж, верх крепления зафиксировать болтами. Перед установкой мауэрлата проложить слой гидроизоляционного материала.
После того как основа смонтирована можно приступать к работе со стропилами.
Обзор типов крепежа
Крепление при любых работах связанных с возведением крыши очень важный момент. Для крепления прочного и надежного стропил к мауэрлату используются разный металлический крепеж, а также применяются разной геометрии врезки, запилы. Для стропильного крепления применяются:
И многое другое от перфорированной ленты до шпилек. Использование того или иного вида крепления предполагает разные техники монтажа.
Если крепление стропил к мауэрлату производится с помощью кронштейнов, не требуются запилы, если используется крепление LK, не нужны анкера. Использование перфорированной ленты делает узел соединения сверхпрочным, Крепление уголком наиболее популярно, востребовано, так как его не нужно врезать в древесину стропильной ноги, уголок легко монтируется саморезами.
Важно! На крепеже экономить нельзя. Он должен быть качественным с антикоррозийным верхним слоем, оцинкованный. Крепеж, ржавеющий в балке, разрушает её.
Принципы соединения стропильных ног с мауэрлатом
Особенности конструкции крыши определяют способы крепления стропил к мауэрлату. Распорные стропильные конструкции, а также те, в которых распорки не применяются, опираются на мауэрлат. На него могут опираться наслонные и висячие стропила, соединение может быть жестким и скользящим.
Жестким называется такое соединение стропильных ног и мауэрлата, при котором невозможны сдвиги, смещения, изгибы элементов. Неподвижность соединения достигается способом крепления с использованием уголка. В стропильной ноге вырезается седло, это снижает прочность, поэтому его дополнительно укрепляют скобами, стягивают болтами, а также соединяют узел крепления стропила с мауэрлатом проволочной скруткой в местах расположения анкеров вмурованных в армированную бетонную опору.
Скользящее крепление, салазки для стропил к мауэрлату отличается от жесткого крепления тем, что допускает некоторое смещение стропильной ноги относительно основы, это позволяет избежать деформации и провалов крыши при усадке, снеговой и ветровой нагрузках.
Важно! Если в процессе монтажа крепления жесткого типа стропильной ноги к мауэрлату требуется изготовления гнезда или врубки, делать такие элементы следует на стропиле, а не на мауэрлате. Основу ослаблять нельзя.
Правильное опирание стропильной ноги с мауэрлатом обеспечивает надежность крыши, её долговечность. При любом способе опирания, для фиксации стропил на мауэрлате важно соблюдение трех принципиальных моментов:
- правильное и точное проделывание запилов, врубок и прочего, для идеального прилегания элементов;
- использование шайб, гаек, гроверов для исключения утапливания крепежного элемента в дерево;
- недопустимо использовать подкладки, которые от времени могут изменять форму, что приведет к перераспределению нагрузки и разрушению.
Правильный монтаж несущей системы крыши гарантирует долговечность её эксплуатации.
Виды соединения стропил с мауэрлатом
Стропильная система состоит из множества элементов, но главные среди них стропила.
Важно! Как крепить стропила к мауэрлату зависит от того какие стропила использованы (наслонные, висячие), от нагрузок и насколько массивная крыша.
Крепление может быть скользящим и жестким, закрытым и съемным.
Наиболее используемое соединение стропил с мауэрлатом:
Установка стропил на мауэрлат производится усовершенствованными уголками КР1, КР2. В их конструкции предусмотрены технологические отверстия для анкерного крепления. Овальная форма отверстий снижает риск вырывания анкерного болта при усыхании древесной основы конструкции. Так же надежны уголки КР5, КР6, которые нужны чтобы крепить стропила к мауэрлату при большой нагрузки массивной крыши. Надежно крепить стропила к мауэрлату, если они имеют большое сечение, лучше перфорированными уголками КМ. Такое крепление очень надежно, не требуется врезки, но обязателен точный угол.
Важно!
Для крепления под прямым углом применяется усиленный уголок KMRP, от обычных уголков он отличается вытянутым отверстием, применяется для компенсации смещения крыши, сделан так, что при подобных процессах не происходит повреждения элементов крепежа, особенно пригоден там где невозможно применить врезку одной детали к другой. Изготавливают уголок из прочной стали толщиной в 2мм.
Еще один вид соединения это установка между досками. Доски являются креплением, они спиливаются под нужным углом и фиксируются в нижней части уголками.
Также применяются способы крепления стропил с помощью подкладок из досок, проволочной скрутки, скобами, к мауэрлату. Эти типы крепления известны давно, популярны и экономичны.
Виды опор стропил на мауэрлат
В основном для жилых домов возводятся двухскатные крыши. Особого внимания при двускатной конструкции требует узел опирания стропил на мауэрлат. Понятно, что для деревянной основы нужны деревянные балки.
Важно! Стропила требуются правильной формы, без сучков, калиброванные и фрезерованные со всех сторон. Сечение стропил двускатной крыши 40х150мм, мауэрлат – 100х100мм.
От геометрии двускатной крыши зависит выбор типа крепежа. Крепить стропила можно всеми перечисленными выше способами. Стоит рассмотреть так же шарнирные узлы крепления стропил к мауэрлату.
Шарнирный узел это тип соединения позволяющей балке двигаться по кругу. Это происходит при помощи одного гвоздя или самореза ввинченного в мауэрлат. Существует узел с одной, двумя и тремя степенями свободы. Узел с двумя степенями свободы дает возможность балке смещаться горизонтально, стропила крепятся салазками. С тремя степенями подвижности узел устанавливается с помощью ползуна, специальной опоре для скольжения стропила в вертикальном, горизонтальном положении, кроме того стропило может вращаться по кругу. Для этого делают специальный шарнир, который крепят к основе.
Важно! Самый типичный способ для двускатной крыши использование узла с нулевой свободой. Стропило крепится уголками с двух сторон, оставаясь неподвижным.
Сложная геометрия двускатной крыши предполагает использование наслонных стропил и висячих. Балки с опиранием на основу эффективно крепят с помощью перфорированной ленты.
Наслонные стропила опираются на основу, и другие опорные точки, снимая тем самым часть нагрузки. К ним могут примыкать боковые стойки, бабки конька, стропила стягивают конструкцию, усиливая её. На основу наслонные конструкции не опираются, а скользят по ней. Висячие стропила не опираются на основу, нависая над внутренностями крыши они, имеют опору на боковые несущие стены.
Основные правила сопряжения стропил с мауэрлатом
Для надежного соединения нужно тщательно крепить соединительные элементы, подбирать их требуемых размеров. Нужно точно выверять запилы, делать их не больше трети величины основы. Использовать качественный брус для основы правильного сечения.
Важно! Использовать для крепежа только гвозди и саморезы нельзя, такая фиксация не может считаться надежной, использовать следует металлические крепежные элементы разного типа.
Крыша будет прочной и долговечной, если грамотно проведены расчеты, правильно подобран материал и верно смонтированы узлы соединения.
Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши: способы, узлы, установка
Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши и иных типов конструкций с запилом и без него. Описание видов крепежа и соединений стропил с основанием крыши, а так же полезные советы.
Способы крепления стропила к мауэрлату: основные способы и схемы крепления стропильных ног
Стропила – самая существенная часть кровельного скелета. Ноги стропил передают распор на мауэрлат и несущие стены дома. От чего же зависит качество всей стропильной системы и крыши в целом? Специалисты напоминают, что надежность любой кровельной конструкции будет зависеть, в первую очередь, от качества крепления стропила к мауэрлату. Какие принципы и особенности этого процесса должен знать каждый начинающий строитель и как крепить стропила к мауэрлату своими руками, вы узнаете прямо сейчас.
Крепление стропил к мауэрлату: немного «матчасти»
Для начала, предлагаем рассмотреть иллюстрацию, на которой показаны два вида стропильных систем:
Место крепления стропильной ноги с основой называется опорным узлом. Таких узлов в системе много, но мы коснемся подробно именно нижних креплений рамы со стропилами. Мауэрлат и стропильные ноги практически всегда изготавливаются из древесины, реже – из металла. Дерево использовать выгоднее и удобней, так как этот материал легок по весу, прост в монтаже и долговечен при правильной установке и эксплуатации.
Виды опорных узлов по уровню жесткости
Опорные узлы - места, в которых стропила крепится к элементам крыши:
В случае железных соединений, узлы являются неподвижными, жесткими (сварка или болты). Дерево – материал более мягкий и динамичный, который может набухать, рассыхаться и деформироваться. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять опорные узлы с поправкой на возможные изменения формы древесины. Такие узлы могут иметь разную степень подвижности:
- Узел нулевой подвижности – жесткое крепление уголками с обеих сторон, при котором крепление стропила к мауэрлату остается неподвижным.
- Соединение первой степени подвижности – балка может вращаться по кругу.
- Соединение второй степени подвижности – круговое вращение со смещением, предусматривается установление специальных ползунов или салазок.
- Подвижное соединение третьей степени – возможность горизонтального, вертикального и кругового движения.
Для любого узла, будь он подвижный, либо нет, следует применять, как минимум, два вида фиксации. Например, зарубленные планки дополнительно фиксируются изнутри с помощью опорного бруса, а динамичные соединения укрепляются болтами и специальными стальными уголками.
О типах крепежа стропилин к основе
Поговорим о современных крепежных элементах. Для прочности и долговечности опорных узлов используются разнообразные металлические крепления: держатели балок, равносторонние, крепежные, анкерные, усиленные уголки, пластины, опоры, профиля, соединители, анкера и пр. Все эти запчасти сделаны из качественного металла. Для динамических узлов (1,2 и 3 типа) используют ползуны, уголки и перфорированные пластины. Для жесткого крепления применяют стационарные соединители, анкера и уголки.
Такие крепежи для стропильной системы используют чаще всего:
Для самостоятельного монтажа, более других, подходят перфорированные крепления, так как они имеют много отверстий для саморезов и болтов.
Жесткие или подвижные соединения: что выбрать
Итак, мы отметили, что опорные узлы, соединяющие мауэрлат с досками, могут быть разной степени подвижности: от «0» до «3». Нулевая степень – это жесткие крепления, которые исключают любые изменения положения балок.
Жесткие соединения: когда они необходимы
Мауэрлат устанавливают тогда, когда необходимо передать распорную нагрузку от стропил на несущие стены. Это делается, в основном, в домах из кирпича, панелей и блоков. Деформацию и усушку кровли в данном случае стараются исключить, чтобы не допустить изменения нагрузки на опорные стены. Здесь и появляется необходимость неподвижного соединения стропильной системы с мауэрлатом.
Неподвижные узлы, закрепляемые с запилом
Многие специалисты рекомендуют делать соответствующе запилы в месте крепления стропил к балкам перекрытия для большей прочности и неподвижности соединительных узлов. Эти запилы должны плотно стыковаться с мауэрлатом. Дополнительно такие узлы укрепляются болтами, анкерами и металлическими пластинами:
Или же длинными саморезами:
И еще один важный момент: размер запила бруска не должен превышать 1/3 его сечения. В противном случае стропильная система может потерять свои несущие способности:
Жесткие узлы без заруба стропил
Способ крепления с помощью подшивного бруска используется в наслонных стропильных системах. Стропилина срезается по шаблону и скашивается (для придания крыше нужного уклона) в месте прилегания к мауэрлату. Изнутри такие стропила усиливаются опорными брусками и укрепляются уголками с двух сторон к раме основы:
Еще один вариант не стыкового узла – жесткое крепление стропил, усиленное брусьями-накладками с обеих сторон. Две доски длиной не менее метра окаймляют каждую стропильную ногу. Один конец таких опор срезается под углом, который соответствует наклону ската крыши (в том числе, стропилин). Доски крепятся срезом к мауэрлату с помощью длинных болтов и усиленных стальных уголков. Брусья крепятся по заранее размеченным местам, сначала по одному. Затем вплотную к накладкам с одной стороны монтируются сами стропила, которые сразу укрепляются такой же накладкой с другой стороны. Есть вариант установки сразу двух брусьев-накладок, а после, стропил, но этот способ используют реже, так как он требует более точных расчетов.
Когда нужно делать подвижные соединения?
Вот мы и подошли к динамичным опорным узлам – соединениям, которые могут менять свое положение. Для чего это нужно? Вспоминаем физические свойства материалов – многие из них дают усушку либо набухание. В первую очередь, это касается зданий из чистого дерева – бруса, сруба и пр. Натуральная древесина обязательно дает усадку, благодаря которой ваша крыша может не только деформироваться, но и разрушиться основательно. Чтобы избежать таких фатальных последствий, мастера рекомендуют выполнять скользящие крепления стропильных ног с мауэрлатом (либо верхним венцом сруба).
Обязательное условие при установке скользящих узлов – опора стропильной рамы на прочный коньковый брус. Так как опорные нижние узлы динамичные, то максимальная жесткость должна быть достигнута на коньке кровли. Верхние края стропил подпиливаются для плотного соединения между собой и коньковым брусом, соединяются и усиливаются ригелями, металлическими лентами, пластинами и уголками. Лучше соединять с венцом сруба уже закрепленный в коньке стропильный элемент.
Что представляет собой скользящее крепление?
Подвижное соединение выполняется с помощью установления скользящих креплений, называемых «салазки» или «ползуны». Такой узел предусматривает определенную свободу стропильных ног, что позволяет предотвратить деформацию кровельной системы после естественной усадки деревянных строений:
Вот какие виды скользящих опор бывают:
Делать ли запил на стропилах, если дом из бруса: альтернативное мнение эксперта
Я предлагаю все-таки запиливать, но не стропила, а верхний венец. Во-первых, в этом случае снижается риск искривления стропил, во-вторых - уменьшается «мостик холода», в третьих – уменьшается касательное давление на мауэрлат (верхний брус сруба) и в-четвертых - упрощается утепление крыши в дальнейшем. Недостаток такого способа - при запиле верхнего венца балки уменьшается высота конька, поэтому, если в будущем планируется поднятие высоты потолка, следует предусмотреть на 1 венец больше. Но! Такие схемы годятся только для домов из дерева, так как в кирпичных и бетонных строениях мауэрлат должен быть целым, чтобы сохранить несущие качества.
Как правильно закрепить стропила к балкам?
В простых домах, в основном каркасных, мауэрлат может быть и упразднен. В этом случае стропила крепятся к балкам перекрытия. Самый надежный вариант сборки такой системы – подготовка стропильных ферм. Каждая ферма состоит из двух стропильных ног, соединительного ригеля и нижней затяжки. Для прочности фермы усиливают центральными балками и подкосами:
Балки перекрытия укладываются в таком направлении, чтобы стропильные фермы пересекали их перпендикулярно в разных плоскостях. Затяжка выполняет основные несущие функции, крепится к балкам перекрытия анкерами, сквозными болтами, шпильками и усиливается пластинами и металлическими уголками.
Возможен вариант крепления стропильных ног прямо на балку, которая и будет дополнительно выполнять функции затяжки. Для создания качественных опорных узлов в такой системе рекомендуется два способа крепления:
- Соединение стропил с балкой двойным зубом – запилы выполняются на балке и скосе стропильной ноги (по два стыковых заруба на каждой).
- Крепление болтом и хомутом. Может предусматриваться сквозное крепление, но если доски имеют большое сечение, делаются врубки и детали соединяются длинными болтами.
Крепление стропила к мауэрлату: поэтапное описание
Для примера опишем процесс жесткого крепления соединений стропила к мауэрлату на простой двускатной крыше.
I. Подготовка мауэрлата и стропил к работе
На этом этапе необходимо выпилить стропильные ноги заданной длины и произвести разметку их шага на основе. Оптимальная длина шага стропильных ног – 60-200 см. Также следует точно определить угол наклона стропил.
Мастер-класс по монтажу мауэрлата:
II. Создание запила
Выполняем запил на каждой стропильной ноге для плотного соединения с основой. Для усиления прочности можно предусмотреть дополнительный заруб на раме либо стропилине и установить упорный брус под каждую стропильную ногу.
III. Установка стропил на мауэрлат
Накладывать стропилины нужно аккуратно, чтобы не повредить остальные элементы здания (окна, стены и пр.). Заводим доски срезом на балки и опираем их на коньковый брус. Сначала устанавливаем крайние стропильные ноги, между которыми нужно протянуть нитку для выравнивания всех остальных стропилин.
IV. Крепление каждого стропила к мауэрлату
Теперь, когда все фермы установлены на свои места, нужно прочно закрепить опорные узлы. Используем для этого несколько из предложенных выше креплений:
- Гвозди + стальные уголки по левой и правой стороне стыков между доской и основанием.
- Сквозные болты или шпильки + опорный брус под укос стропилины.
- Анкера или болты + уголки или стальные пластины и пр.
Усилить крепление помогут две накладные доски с обеих сторон стропильной ноги, установленные на заранее размеченных местах мауэрлата. Также можно использовать проволочное крепление, как усилитель прочности соединений. Для этого нужно подготовить стальную проволочную скрутку из 2-3 проволок. Ее длины должно хватить на обвитие стропильной ноги в месте стыка с мауэрлатом и закрепления концов скрутки на металлическом костыле. В качестве костыля можно взять длинный стальной болт, который монтируется в стену на 30-40 см ниже мауэрлата, строго под опорным узлом.
Также рассмотрим один из дедовских способов - крепление скобами:
В чем секрет качества стропильной системы: три главных правила мастера
- Качественный пиломатериал – полдела на пути к успешному строительству. Мауэрлат и стропила не должны иметь трещин, червоточин и сучков.
- Точность измерений, запилов и однородность положения креплений – не менее важный момент. Если все стропильные ноги одинаковой длины и сечения, то лучше подготовить шаблон для выполнения срезов и зарубок.
- Запилы на мауэрлате – потеря несущих функций основы на 50% и выше. Процент снижения прочности зависит от глубины зарубок.
Когда стропильная система готова, приходит очередь монтажа обрешетки, утепления и настила кровельного материала. Но это уже другая интересная тема, о которой мы обязательно расскажем в следующей статье. А пока, желаем вам добротных материалов, легкой работы и хороших помощников!
Крепление стропила к мауэрлату: схемы и способы крепления стропил
Подробные схемы и способы крепления стропила к мауэрлату, пошаговые руководства по монтажу стропильных ног и советы экспертов.
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
О вальмовой крыше мы уже говорили на сайте. Там была описана конструкция крыши с опиранием стропил на мауэрлат. После опубликования статьи, я получил много просьб показать, как сделать вальмовую крышу с опиранием стропил на балки перекрытия, а также ответить на вопрос, можно ли сделать вальмовую крышу с разными углами наклона скатов.
Таким образом захотелось одним примером ʺубить сразу двух зайцевʺ. Сейчас мы рассмотрим конструкцию вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия и с разными углами наклона скатов.
Итак, допустим мы имеем коробку дома из 8,4х10,8 метров.
ШАГ 1: Устанавливаем мауэрлат (см. рис.1):
Рисунок 1
ШАГ 2: Устанавливаем длинные балки перекрытия сечением 100х200 см с шагом 0,6 метров (см.рис.2). На я больше останавливаться не буду.
Рисунок 2
Самыми первыми ставим балки, которые проходят строго посередине дома. По ним мы будем ориентироваться, устанавливая коньковый брус. Затем ставим остальные с определённым шагом. Например, у нас шаг 0,6 метра, но мы видим, что до стены осталось 0,9 метра, и могла бы поместиться ещё одна балка, а её нет. Такой пролёт оставляем специально для «выносо́в». Ширину его не стоит делать меньше 80-100 см.
ШАГ 3: Устанавливаем выноса́. Шаг их определяется при расчёте стропил, о котором чуть позже (см. рис.3):
Рисунок 3
Пока ставим только выноса, соответствующие длине конька, которая будет равна 5 метрам. Длина конька у нас больше разницы между длиной и шириной дома, которая составляет 2,4 метра. К чему это приводит? Приводит это к тому, что угловое стропило не будет расположено под углом 45° в плане (на виде сверху), а угол наклона скатов и вальм будет отличаться. У скатов уклон будет более пологий.
Выноса на мауэрлате достаточно закрепить гвоздями. К длинной балке перекрытия их крепим, например, так (рис.4):
Рисунок 4
Никаких запилов в этом узле делать не надо. Любой запил ослабит балку перекрытия. Здесь мы используем два металлических стропильных крепления типа LK по бокам и один большой гвоздь (250 мм), забитый насквозь через балку в торец выноса. Гвоздь забиваем самым последним, когда вынос уже скреплён с мауэрлатом.
ШАГ 4: Устанавливаем коньковый брус (см. рис.5):
Рисунок 5
Все элементы этой конструкции кроме подкосов выполнены из бруса 100х150 мм. Подкосы из доски 50х150 мм. Угол между ними и перекрытием не менее 45°. Мы видим, что под крайними стойками лежат брусья опирающиеся сразу на пять балок перекрытия. Делаем это для распределения нагрузки. Также для снижения нагрузки на балки перекрытия и передачи части её на несущую перегородку, установлены подкосы.
Высоту установки конькового бруса и его длину мы определяем для своего дома сами, делая предварительный эскиз на бумаге.
ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем стропила.
В первую очередь делаем шаблон стропил скатов. Для этого берём подходящую по длине доску нужного сечения, прикладываем её, как показано на рисунке 6 и делаем разметку с помощью небольшого уровня (линии синего цвета):
Рисунок 6
Высота бруска, который мы наложили на вынос для разметки нижнего запила, равна глубине верхнего запила. Мы её сделали 5 см.
По полученному шаблону делаем все стропила скатов, опирающиеся на коньковый брус, и закрепляем их (см. рис.7):
Рисунок 7
В подобных конструкциях, где стропила опираются не на длинные балки перекрытия, а на короткие выноса, мы всегда ставим под стропила над мауэрлатом небольшие подпорки, формируя как бы небольшой треугольник и разгружая узел крепления выноса к балке (см. рис.8):
Рисунок 8
Заносить эти подпорки дальше внутрь крыши и уж тем более ставить их на стык выноса с балкой не нужно. Через них передаётся большая часть нагрузки с кровли (это можно будет увидеть в расчётной программе) и балка перекрытия может просто не выдержать.
Сейчас немного о расчётах. Выбирая сечение стропил для данной крыши, мы рассчитываем только одно стропило – это стропило ската. Оно здесь самое длинное и угол наклона его меньше, чем угол наклона стропил вальм (пояснение – скатом мы называем скат крыши в форме трапеции, вальмой – скат крыши в форме треугольника) Расчёты производим во вкладке ʺСтроп.3ʺ. Пример результатов на рисунке 9:
Рисунок 9
Да, забыл сказать. Кто уже скачивал данную расчётную программу с моего сайта до 1 декабря 2013г. Там вкладки ʺСтроп.3ʺ нет. Для скачивания обновлённой версии программы снова зайдите на статью по ссылке:
Данная статья также была немного откорректирована благодаря отзывам некоторых читателей, за что им отдельное спасибо.
ШАГ 6: Добавляем выноса и крепим ветровые доски (см. рис.10). Выносов добавляем столько, чтобы осталось место для крепления углового выноса. Ветровые доски на углах пока просто сшиваем между собой, контролируя их прямолинейность. Проверьте визуально, не провисли ли углы. Если да, поставьте под них прямо с земли временные подпорки. После установки угловых выносов, эти подпорки убираем.
Рисунок 10
ШАГ 7: Размечаем и устанавливаем угловые выноса.
Для начала нам необходимо натянуть шнурку по верху балок перекрытия, как показано на рис.11
Рисунок 11
Теперь берём брус подходящей длины (сечение такое же как у всех выносов) и кладём его сверху на угол, чтобы шнурка была посередине него. Снизу на этом брусе карандашом отмечаем линии запилов. (см. рис.12):
Рисунок 12
Убираем шнурку и устанавливаем отпиленный по отмеченным линиям брус (см. рис.13):
Рисунок 13
Угловой вынос крепим к мауэрлату с помощью двух кровельных уголков. К балке перекрытия крепим его уголком на 135° и большим гвоздём (250-300 мм). Уголок 135° при необходимости подгибаем молотком.
Таким образом ставим все четыре угловые выноса.
ШАГ 8 : Изготавливаем и устанавливаем угловые стропила.
У вальмовой крыши, которую я описывал ранее, углы наклона скатов и вальм были одинаковые. Здесь эти углы разные и поэтому угловое стропило будет иметь свои особенности. Мы также делаем его из двух досок такого же сечения, что и стропила. Но доски эти сшиваем между собой не совсем обычно. Одна будет чуть ниже другой (примерно около 1 см, в зависимости от разницы углов наклона скатов и вальм).
Итак, в первую очередь на каждую сторону крыши натягиваем по 3 шнурки. Две по угловым стропилам, одну по среднему стропилу вальмы (см. рис.14):
Измеряем угол между шнуркой и угловым выносом – нижний запил. Назовём его «α» (см. рис.15):
Рисунок 15
Также отмечаем точку «В»
Высчитываем угол верхнего запила β = 90°- α
В нашем примере α = 22° и β = 68° .
Теперь берём небольшой обрезок доски с сечением стропила и запиливаем на нём один конец под углом β. Получившуюся заготовку прикладываем к коньку, совмещая одно ребро со шнуркой, как показано на рис.16:
Рисунок 16
На заготовке провели линию параллельную боковой плоскости соседнего стропила ската. По ней мы сделаем ещё один запил и получим шаблон верхнего запила нашего углового стропила.
Также когда мы прикладываем заготовку, нужно отметить на стропиле ската точку «А» (см. рис.17):
Рисунок 17
Теперь изготавливаем первую половинку углового стропила. Для этого берём доску подходящей длины. Если одной доски не хватает, сшиваем две доски. Сшить можно временно обрезком дюймовки длиной около метра на саморезы. Делаем по шаблону верхний запил. Измеряем расстояние между точками «А» и «В». Переносим его на стропило и делаем нижний запил под углом «α».
Устанавливаем полученное стропило и закрепляем (см. рис.18):
Рисунок 18
Скорее всего из-за своей длины первая половинка углового стропила будет прогибаться. Нужно примерно посередине поставить под него временную стойку. На моих рисунках она не показана.
Теперь изготавливаем вторую половинку углового стропила. Для этого измеряем размер между точками «С» и «Д» (см. рис.19):
Рисунок 19
Берём доску подходящей длины, делаем верхний запил под углом β, отмеряем расстояние «С-Д», делаем нижний запил под углом α. Устанавливаем вторую половинку углового стропила и сшиваем её с первой гвоздями (100 мм). Гвозди вбиваем в разбежку примерно через 40-50 см. Результат показан на рис.20:
Рисунок 20
Верхний конец второй половинки углового стропила нужно запилить ещё раз. Делаем это бензопилой прямо по месту (рис.21):
Рисунок 21
Таким же образом мы изготавливаем и устанавливаем три оставшиеся угловые стропила.
ШАГ 9: Устанавливаем стойки под угловые стропила. В первую очередь обязательно нужно поставить стойку упирающуюся в место соединения углового выноса с балкой перекрытия (см. рис. 22):
Рисунок 22
Если длина пролёта перекрываемого угловым стропилом (его горизонтальная проекция) больше 7,5 метров, ставим ещё стойки примерно на расстоянии ¼ величины пролёта от верхней точки углового стропила. Если пролёт больше 9 метров, добавляем стойки посередине углового стропила. В нашем примере этот пролёт равен 5,2 метра.
ШАГ 10: Устанавливаем два центральных стропила вальм. В начале 8-го шага мы уже натянули шнурки для их замера.
Делаем стропила таким образом – измеряем малкой угол нижнего запила «γ», вычисляем угол верхнего запила «δ»:
δ = 90° — γ
Замеряем расстояние между точками «К-Л» и делаем по нему стропило. Концы запиливаем по определённым нами углам. После этого верхний конец нужно ещё раз запилить (заострить его) с учётом угла «φ», который так же замеряем с помощью малки (см. рис.23):
Рисунок 23
ШАГ 11: Добавляем выноса на углы. Самые крайние выноса, которые не достают до мауэрлата, делаем облегчёнными, из доски 50х200 мм (см. рис.24):
Рисунок 24
ШАГ 12: Устанавливаем нарожники. Как изготавливать нарожники, я подробно описывал в первой статье про . Здесь принцип абсолютно такой же, поэтому повторяться не буду (см. рис.25):
Рисунок 25
К угловому стропилу нарожники крепим с помощью металлического уголка 135°, при необходимости подгибая его.
После установки всех нарожников, нам остаётся подшить карнизы снизу и сделать обрешётку. Об этом мы уже много раз говорили.
Важность правильного крепления стропил к мауэрлату трудно переоценить. Стропильная нога, опираясь на мауэрлат, передает всю нагрузку от кровли непосредственно на конструкцию наружной стены здания. Кроме того, это соединение должно предотвратить возможный срыв крыши от сильных ветровых нагрузок.
Крепеж
Для крепления конструкций из дерева используют крепеж, который изготавливается из листовой или профильной стали, метрический крепеж, гвозди, скобы.
Для нагельных соединений используются: болты, гвозди, стержни, когтевые шайбы.
Если диаметр гвоздя меньше 6 мм, то для мягких пород дерева их забивают без предварительного просверливания гнезда. При диаметрах больше 6 мм во избежание образования трещин в древесине под гвоздь рассверливается гнездо размером 0,9 диаметра гвоздя.
Скобы применяются только для соединения бревенчатых или брусовых элементов при отсутствии возможности раскалывания дерева. Желательно их ставить в заранее рассверленные отверстия меньшего диаметра.
Виды опор стропильной конструкции на мауэрлат
Стропила могут быть двух видов: висячие и наслонные. Это зависит от возможности их опирания на стены. Висячие стропила имеют одну точку опоры на мауэрлате, другим концом создают коньковый узел с лобовым упором двух стропил. Наслонные стропила опираются на наружную с одной стороны, а с другой — на внутреннюю стену здания. Висячие, не имея вторую точку опоры, создают распор от прогиба стропильной конструкции. Именно поэтому у них внизу делается затяжка, которая берет на себя распирающие силы.
Наслонные стропила
Наслонные стропила скрепляются непосредственно с мауэрлатом. Чаще всего для этого в стропильных ногах делается врезка. Глубина ее предусматривается менее 1/4 высоты стропил. С двух сторон они фиксируются с помощью уголков.
Наслонная стропильная система: 1 — мауэрлат; 2 — перфорированный уголок; 3 — лежень; 4 — стропильная нога; 5 — стойка; 6 — коньковый прогон; 7 — поперечный подкос; 8 — гидроизоляция; 9 — продольный подкос
Иногда такую фиксацию осуществляют с помощью скоб. Скобы вбиваются как в стропила, так и в мауэрлат.
Этот способ скрепления стропил и мауэрлата осуществляется с помощью держателей балки, прикрепляемых с двух сторон:
Часто для увеличения жесткости соединения в стропила вбиваются три гвоздя. Один вертикально и два крест-накрест. Причем длина забитой части гвоздя должна превышать 10 диаметров гвоздя и 2 толщины элемента, который гвоздь пробивает.
Важно! Ввиду того, что лиственница легко раскалывается, соединения на гвоздях и скобах для нее применять нельзя.
Висячие стропила
Висячий вид стропил используется для зданий шириной от 6 до 12 метров. При варианте висячей стропильной ноги нагрузка от стропил передается на мауэрлат через затяжку. Здесь не ослабляется прочность стропил устройством врезки.
Висячая стропильная система: 1 — мауэрлат; 2 — затяжка; 3 — перфорированный уголок; 4 — ригель; 5 — коньковый прогон; 6 — стропила; 7 — крепежные болты
Когда для создания необходимого свеса крыши не хватает длины стропильной ноги, ее обрезают на уровне мауэрлата. Свес делается с помощью небольших деревянных брусков (кобылок).
Соединение стропил с мауэрлатом в зависимости от материала и конструкции стены
Конструкция стен, как и материал, из которого они сделаны, непосредственно влияют на способ скрепления стропил с мауэрлатом.
Кирпичные стены
В кирпичных стенах крепление стропильных ног к мауэрлату происходит с помощью уголков, скоб, гвоздей и т. д.
Для защиты от срыва крыши в ветреную погоду стропильные ноги через одну закрепляются в стене с помощью скрутки (Ø 2-3 мм) из 2-3 проволок к костылю. Металлический костыль заделывается заранее в кладку на 200-300 мм ниже мауэрлата. Все детали крыши из дерева , касающиеся кирпичной кладки, следует защитить от влаги гидроизоляционными прокладками в 2 слоя (рубероид, гидроизол и т. д.).
Важно! Нельзя полностью закладывать кирпичом или заделывать раствором зазоры между деревянными элементами опор стропил и кирпичными стенами. Они должны быть открыты, но защищены от увлажнения.
Деревянные стены
Существенное отличие сопряжения стропил и мауэрлата для деревянных стен состоит в необходимости определенной подвижности стропил относительно мауэрлата. Деревянный дом непосредственно после постройки дает усадку, которая может нарушить конструкцию крыши при жестком креплении деревянных элементов.
Здесь применяется подвижный тип крепления. Он позволяет стропильной ноге иметь некоторую свободу в двух направлениях. Для таких соединений применяется крепеж заводского изготовления.
От ветровых нагрузок мауэрлат защищают путем соединения его с предпоследним венцом бревенчатой стены или стены из бруса. Для этого вбивают скобы в мауэрлат и стену. В домах из бруса или бревна часто мауэрлатом служит последний венец стены.
Стены из газобетонных блоков
Газобетонные блоки не имеют достаточной прочности для крепления крыши к стенам. Поэтому в них делается монолитный армированный пояс , в котором закладываются металлические шпильки.
На них насаживается через предварительно просверленное отверстие мауэрлат и крепится болтом к поясу. Здесь нельзя забывать о гидроизоляции между деревом и бетоном. В остальном принцип крепления мауэрлата и стропил остается тем же.
Соединение стропил с мауэрлатом в зависимости от стропильной конструкции
Стропильная система для строительства крыши здания может иметь огромное множество вариантов. Это обеспечивается достаточно легкой обработкой дерева как строительного материала. Обобщенно можно выделить несколько видов таких систем: балки, арки, фермы и даже рамы.
В любом конкретном варианте стропильной крыши есть свои отличия в устройстве сопряжения стропил с мауэрлатом. Для зданий малых размеров (сарай, гараж, небольшой дачный домик и т. д.) можно сделать это соединение самому, руководствуясь выше перечисленными способами крепежа.
Для более ответственных зданий и сооружений производится расчет всех элементов сопряжения, включая металлический крепеж. По произведенному расчету подбирается материал, размер и количество необходимых деталей конструкции. Именно поэтому в таких случаях лучше доверить расчет конструкции специалистам.
Несколько правил для выбора способа соединения стропил с мауэрлатом
1. Стандартная влажность древесины равна 12%. Свежесрубленное дерево может иметь влажность до 100%. При усушке древесины происходит ее деформация. Если применять для стропил изделия, не достигшие стандартной влажности, в жестком соединении мауэрлата и стропил может возникнуть разрушение целостности древесины. Желательно использовать изделия стандартной влажности, а также исключить возможность увлажнения деревянных деталей путем обработки влагозащитными покрытиями .
2. Если часть стропильной ноги находится в теплом помещении, а часть в холодном, разный температурно-влажностный режим эксплуатации также влияет на работу всей конструкции крыши. В данном случае необходимо сделать дополнительную защиту в местах, где проходят стены или перекрытия от биологического повреждения древесины и воздействия на нее влаги (обработка специальными веществами). При таких условиях эксплуатации применяются стропила только прямоугольного сечения.
3. При подрезке стропильной ноги следует учитывать, что длина части, которая опирается на мауэрлат, должна быть меньше высоты стропил.
4. Место сопряжения стропил и мауэрлата в каменных наружных стенах следует утеплять, защищая от промерзания.
5. Важно, чтобы на металлических деталях соединений исключалась возможность выпадения конденсата. Если это все же происходит, то деревянную часть соприкосновения с металлом нужно защитить от увлажнения (эластичные прокладки, мастики, уплотнительные ленты, рубероид, гидроизол и т. д.).
От того, насколько грамотно смонтирована несущая система крыши, прямо зависит прочность и надежность всей ее конструкции. Стропила являются главными ее элементами.
Полностью система включает в себя стропильные ноги, распирающие и поддерживающие все дополнительные элементы (затяжки-ригели, подкосы, опорные растяжки и стойки, боковые прогоны).Вверху на коньковой балке эти ноги соединяются, их же нижние края обычно опираются на закрепленный на несущих боковых стенах .
Из всех перечисленных элементов наиболее высокая нагрузка приходится на мауэрлат, поэтому для его изготовления используют прочный мощный .
Какого он должен быть сечения?
Висячие стропила крепят к мауэрлату исключительно с помощью жестких соединений, полностью ограничивающих возможность движения: ведь каркасная конструкция обладает всего-навсего парой точек опоры. По своему строению система висячих стропил считается распорной – именно поэтому на стены приходится такое значительное давление.
Чтобы снять со стен какую-то часть нагрузки, используются специальные добавочные элементы (затяжки- , подкосы и «бабки»). Они подтягивают всю систему к коньковому бруску, распределяя нагрузку на стены равномерно. Параллельно балкам перекрытия устанавливают ригели, с помощью которых стропила стягиваются меж собой.
Такие дополнительные приспособления обеспечивают конструкции большую надежность.
Несколько важных правил при закреплении стропил к мауэрлату
Чтобы соединения таких важных элементов были достаточно надежными, важно соблюдать разработанные специально для этого правила:
- В том случае, когда в качестве креплений применяются крепежные металлические изделия, их необходимо чрезвычайно надежно и жестко фиксировать к деревянным элементам качественными саморезами.
- Если предполагается размещать стропила в запилы, сделанные на мауэрлате, необходимо тщательно выверять все размеры. Только тогда стропило жестко и плотно встанет в подготовленный запил, глубина которого не менее трети толщины маэурлата. Данное правило используется только в тех случаях, когда для изготовления мауэрлата использовался толстый брус не менее 150 на 150 мм в сечении.
- Часто запилы под требуемым углом делают непосредственно в стропильной ноге, а узел дополнительно фиксируют уголками: это позволяет не ослаблять мауэрлат. Если работа ведется подобным образом, то запил размером не должен составлять больше четверти стропила. Это жесткий способ крепления, и он может быть использован для висячих стропил.
- Если для соединения откосов (и других элементов из дерева) и стропил применяют болты, обязательно потребуется шайба для болта, или специальная пластина из металла. Это необходимо для предотвращения затопления гайки в дерево, от чего может ослабнуть вся конструкция.
- Использование для соединения стропил и мауэрлата одних только гвоздей или саморезов является крайне ненадежным: нужно непременно использовать крепежные элементы из металла различных конфигураций, например, стальные уголки.
- При установке на деревянные стены стропил, не важно, какой системы: наклонной или висячей, желательно к мауэрлату крепить их скользящим соединением, особенно если кровельные материалы имеют достаточно большую массу.
Крепление стропил без мауэрлата
Для этого используют удлиненные балки, которые на 40 см должны выступать за линию стен. Поперек балок натягивается струна – так соблюдается равный угол при креплении. Эта струна будет служить ориентиром, когда под подошвы стропил начнут выпиливать пазы. Как происходит крепление балки и стропил? Известно три популярных способа:
- упор в торец балки;
- зуб упорный;
- зуб шипованный.
Число требуемых зубьев (два или один) зависит от величины угла наклона стропильной подошвы. Стропильные концы вставляют в пазы, дополнительно фиксируя стропила на балках стальными уголками или болтовым соединением. Одинарного зуба вполне достаточно, если крепления с балкой происходит с помощью врубки.
