При возведении крыши возникает необходимость надежного крепления стропил к основанию для передачи возникающих снеговых и ветровых нагрузок. В противном случае может произойти деформация, требующая новых затрат на ремонт.
Как правило, при строительстве легкой крыши для загородных построек (баня, дом, и т.д.) выбирают конструкцию с наслонными или висячими стропилами.
Давайте посмотрим, как правильно крепить стропила к балкам, чтобы конструкция служила в течение долгих лет, надежно укрывая постройку от снега, дождя и порывов ветра.
Как могут крепиться стропила
Прежде, чем приступать к строительству крыши , следует сделать тщательный расчет, учитывающий:
- собственный вес конструкций стропильной системы;
- вес кровли;
- снеговую нагрузку;
- ветровую нагрузку.
В конструкцию стропильной системы входят:
- стропила;
- прогоны;
- стяжки;
- подстропильные ноги.
Вся конструкция при этом может опираться на мауэрлат, представляющий собой брус, уложенный сверху по периметру стен и надежно к ним закрепленный, или на деревянные балки перекрытия.
Оба эти способа имеют свои особенности. Главным же отличием является распределение нагрузки. В случае с креплением к брусу верхней обвязки (мауэрлату) нагрузки равномерно распределяются по периметру стен. А в случае крепления к балкам без устройства мауэрлата, нагрузки сосредоточены в точках их приложения.
Устройство стропильной системы без мауэрлата с креплением к балкам перекрытия часто встречается при возведении срубов. Но такой способ совсем не подойдет для кирпичных стен. При опирании стропил на балки, перекрывающие коробку здания, кирпичная кладка может начать со временем разрушаться в местах приложения нагрузок.
При индивидуальном загородном строительстве сегодня чаще всего используют следующие способы крепления стропил к стенам:
- крепление к верхнему венцу сруба без мауэрлата;
- устройство верхней обвязки и крепление к ней стропильной системы при строительстве каркасных зданий;
- крепление стропил к балкам перекрытия;
- крепление к мауэрлату.
Для надежной фиксации стропил используют различные детали, такие как нагели, треугольники, бруски, крепежные пластины, накладки, затяжки, и т.д.
При возведении деревянного каркаса стропильной крыши используются металлические элементы – хомуты, болты, гвозди, шпильки, уголки.
Металлические уголки выпускаются для крепления стропил с запилом и без запила. Отличаются они разной толщиной металла и разным количеством отверстий для саморезов/болтов.
Также выпускаются усиленные уголки, имеющие ребро жесткости в области сгиба. Основные крепежные элементы показаны ниже (для увеличения, нажмите на изображение):
Соединение стропил с мауэрлатом
Если проектом был выбран способ строительства крыши с мауэрлатом, стропильные ноги крепятся непосредственно к нему несколькими разными способами.
Крепление может быть жестким или скользящим. В случае жесткого крепления возможно возникновение опасных распирающих нагрузок при увеличении влажности воздуха и набухании древесины стропильного каркаса.
При скользящем креплении этого удается избежать за счет устройства специальных скользящих опор. Но такое крепление можно использовать только при устройстве наслонных стропил, имеющих разгрузку не только на наружные стены, но и на промежуточные опоры.
Жесткие крепления встречаются чаще и могут быть выполнены различными способами. Как может выполняться такое крепление показано на рисунке ниже:
Все висячие стропила крепятся жестко, так как у них всего две точки опоры.
Стропила при этом могут крепиться как с выполнением специального выреза, так и без него.
Также используется способ крепления «зуб с шипом», когда в стропильной ноге формируется «зуб с шипом» а в балке выбирается гнездо по размеру шипа. При уклоне скатов крыши более 35 градусов делают соединение с одинарным зубом. Врубку с двойным зубом применяют при пологих скатах (с уклоном менее 35 градусов).
Выполняя выемку, следует помнить, что ее размер не должен превышать ¼-1/3 части толщины конструктивного элемента, в котором она выполняется, чтобы не произошло его ослабление.
Врубка с двойным зубом может быть выполнена следующими способами: упор без шипа, два шипа, упор, дополненный шипом.
Видео установки стропил представлено ниже:
Соединение с усиливающей подкладкой
В некоторых случаях используют соединение с помощью усиливающей подкладки. Подкладка представляет собой брусок, укладываемый поверх мауэрлата в местах крепления стропил и надежно закрепляющийся к нему.
При этом в стропильной ноге делается выпил по форме подкладки для надежного соединения с ней.
Стропила при соединении с использованием подкладки могут крепиться с помощью натянутой стальной проволоки, закрепленной к стальному костылю, вбитому в стену.
Также нередко крепление стропил к мауэрлату осуществляется с помощью стальных скоб.
Усиление стропильной системы показано в следующем видео:
Как соединить стропила на коньке крыши
На сегодняшний день при возведении стропильных крыш чаще всего используют два основных способа соединения стропил в верхней (коньковой) части крыши. Это соединение встык и крепление к коньковому прогону.
Соединение стропил встык выполняется путем обрезания верхней части стропил под углом и соединения с противолежащей стропильной ногой непосредственно упирая одно стропило в другое. Для выполнения такого соединения удобно использовать шаблон, чтобы соблюсти величину угла при опиливании. Также можно распил производить при монтаже стропил, соединив два стропила в верхней части и сделав пропил сразу по двум брускам.
Для надежного скрепления при таком способе соединения используют различные деревянные и металлические накладки, монтируемые на гвозди, шурупы или саморезы.
Крепление стропил к коньковому прогону несколько усложняет конструкцию каркаса, но также используется достаточно часто. При этом стропила опираются не друг на друга, а на деревянный брус, называемый коньковым прогоном.
Прогон при этом опирается на стойки, устанавливающиеся на лежень, который укладывается с верхней стороны чердачного перекрытия.
Подбор сечения стропил в зависимости от шага и длины
Чтобы подобрать сечение брусков, из которых предполагается возведение стропильной крыши, можно воспользоваться следующей таблицей:
|
Шаг стропил, мм |
Длина стропил, мм |
||||||
Крепление стропил к балкам перекрытия обычно требуется при возведении легких мансардных крыш. Выбор оптимального варианта монтажа и соблюдение технологии позволит гарантировать надежность узлов крепления.
Особенности стропильной системы
Проектируя конструкцию крыши, требуется выбрать наиболее подходящий вариант стропильной системы. Это могут быть висячие или наслонные стропила. Фермы висячего типа обычно применяются для обустройства легкой крыши большой площади. Опорой для висячих стропил служат стены сооружения. Системы с наслонными стропилами – более сложные и основательные конструкции, в которых стропильные ноги имеют дополнительные точки опоры.
При строительстве кровли стропильная система обычно опирается на мауэрлат – деревянные конструкции, смонтированные на продольных стенах или по периметру здания. Такой вариант крепления применяется при возведении крыши на кирпичных или блочных домах. Если по верху стен выполнена монолитная бетонная балка, либо стены выполнены из бруса или бревна, крыша может опираться не на мауэрлат, а на горизонтальные балки, перекрывающие коробку здания в поперечном направлении.
Кровельный каркас с опорой на балки – это наиболее простой вариант строительства легкой мансардной крыши. При проектировании важно правильно рассчитать толщину балок и стропильных ног с учетом нагрузок на кровельную систему. В процессе монтажа необходимо правильно выполнить опирание стропил на балки перекрытия.
Крыша с опорой стропил на балки перекрытия без мауэрлата может монтироваться при условии, что стены здания в состоянии выдерживать высокие точечные нагрузки.
Когда используется стропильная система с опорой на балки перекрытия?
Если опорой висячих стропил служат балки перекрытия, уложенные непосредственно на стену, то такая система создает серьезные точечные нагрузки на строительные конструкции. Обычно такой подход практикуется при строительстве деревянных домов, так как горизонтально расположенные бревна или брус, из которых выполнены стены, способствуют равномерному распределению нагрузок.
Для кирпичных стен нераспределенное давление является разрушительным – в местах расположения балок перекрытия край стены начинает крошиться. Чтобы рассредоточить давление, на гребень стены следует уложить мауэрлат, выполненный из толстого бруса (рекомендуется сечение 150×150 мм). Если выбран вариант кровли, где предусматривается крепление стропил к балкам перекрытия, то балки укладываются поверх мауэрлата и надежно крепятся к нему . В этом случае под тяжестью кровли стены не разрушаются, так как мауэрлат выполняет функцию разгрузочного элемента стен. Чтобы максимально обезопасить кирпичные или блочные стены от разрушения под высокими нагрузками, в их верхней части предварительно выполняется бетонный армированный пояс.
Принципы расчета балок и стропил
На этапе подготовки к строительству выполняется расчет стропил и балок перекрытия. При проектировании кровельного каркаса следует учитывать климатические особенности региона, в первую очередь – характерные снеговые и ветровые нагрузки. На основании табличных данный и требований СНиПа относительно допустимых величин прогиба, выполняется расчет сечений элементов стропильной системы – балок кровли, стропил, деталей ферм. В том числе требуется выполнить конструкционные вычисления для определения шага укладки балок. Расстояние между балками определяет шаг установки стропил.
Горизонтальные балки укладываются на стены или мауэрлат перпендикулярно длине здания. При проектировании следует учитывать, что балки с обеих сторон должны не менее чем на 40 см выходить за плоскость стены. Чтобы обеспечить необходимую точность, в первую очередь монтируются крайние балки, а затем их концы попарно соединяются натянутыми шнурами, относительно которых укладываются остальные балки. Ближе к концам в балках выполняются специальные пазы для надежного крепления стропил.
Принципы крепления стропил к балкам
Существуют различные способы крепления стропил к балкам перекрытия. Важно исключить соскальзывание стропила с опоры. Для этого применяются соединения с пазами и шипами, вырубаемыми в обоих элементах, либо используется металлический крепеж.
Болтовое соединение подразумевает использование комплекта, состоящего из болта, гайки и шайбы. На выступающем конце балки перекрытия с тыльной стороны делается треугольный вырез таким образом, чтобы его гипотенуза располагалась под углом, соответствующим углу наклона стропила. Под тем же углом запиливается нижняя часть стропильной ноги. Установив стропило срезом на балку, его следует зафиксировать гвоздями, а затем перпендикулярно плоскости стропильной ноги высверлить сквозное отверстие для болта таким образом, чтобы его можно было пропустить снизу через вырез, выполненный в балке. На болт надевается шайба и узел фиксируется гайкой.
Соединение со сквозными отверстиями ослабляет деревянные элементы, поэтому чаще применяются соединения с зубом, упором, шипом.
Рассматривая варианты, как крепить стропила к балкам, следует отметить, что конфигурация крепления зависит от угла наклона скатов кровли. Для крыш с крутыми скатами, испытывающими пониженную снеговую нагрузку, достаточно применять крепления с одинарным зубом. Двойной зуб используется при монтаже крыш с углом наклона скатов менее 35 градусов . Данный вид крепления дает возможность не только увеличить площадь опоры, но и добиться высокой прочности узла.
Врубка с использованием метода одинарного зуба чаще всего выполняется с дополнительным вырезом шипа, препятствующего боковым сдвигам стропила под нагрузками. В этом случае под шип следует предусмотреть соответствующее гнездо в балке. Чтобы не ослабить балку, глубина гнезда должна составлять 1/3-1/4 от толщины балки . Вырез выполняется не менее чем за 25 см от края балки перекрытия, чтобы избежать сколов.
Двойной зуб обычно дополняется двумя шипами, упором с шипом или без него, замочным соединением. Чаще всего у обоих зубов глубина врезки одинакова, но при необходимости применяется и врезка на разную глубину. К примеру, дополненный шипом первый зуб врубается на треть толщины опорной балки, а второй – на половину.
Сами по себе пазы не могут удержать стропильные ноги, находящиеся под нагрузкой. Помимо врубки соединительный узел укрепляют металлическим крепежом. Для неподвижных соединений гвозди вбиваются под углом. Могут использоваться металлические накладки, хомутовые соединения. Соединение стропила с балкой (при любой технологии его выполнения) дополнительно следует зафиксировать кованой проволокой, которая закрепляется на анкере, вмонтированном в стену.
Соединение стропил с балкой будет надежным, если :
- применяется качественный крепеж (металлические элементы из прочного материала с антикоррозийной обработкой);
- аккуратно выполняются запилы и врубки (использование вкладышей и прокладок снижают прочность узла, со временем они могу вылететь или деформироваться);
- запилы и врубки выполняются по шаблонам;
- применяется специальный стропильный крепеж.
Монтаж стропил на сруб
Установка стропил на сруб имеет свои особенности, та как строения, выполненные из дерева, меняют свои геометрические размеры в процессе усадки, а также при изменении влажности воздуха.
Последний венец сруба следует проверить на горизонтальность, чтобы стропила легли правильно и равномерно передавали нагрузки на конструкцию. Затем размечаются места установки стропил. Если фронтоны сооружения выполнены из бруса или бревен и на них опирается коньковая балка, то технология монтажа стропил отличается от стандартного жесткого крепежа с использованием врубок с шипом и металлических уголков.
Фронтоны из бревна или бруса в процессе усадки сруба изменяют свои размеры, уменьшившись на 10-15 сантиметров по высоте. Таким образом, жесткое крепление стропильных ног к стенам и коньковому прогону приведет к деформации стропильных ног, и, как результат, во всей кровле, либо во фронтонах при усадке образуются щели. Чтобы избежать таких последствий, при монтаже стропил применяются специальные скользящие крепления .
Определяя, как установить стропила на сруб необходимо учитывать, что в данном случае соединения стропильных ног в коньковой части выполняются подвижными – должна иметься возможность менять угол при усадке фронтонов. Для этого стропильные ноги крепятся внахлест с болтовым соединением, либо с применением специальных монтажных пластин из металла (в этом случае - встык с обязательным зазором).
Нижняя часть стропильной ноги может крепиться в паз, выполненный в верхнем венце стены. При этом стропило устанавливается со свесом, величина которого определяется при проектировании. При необходимости стропильная нога устанавливается нижним ребром на бревно без паза. Также используется вариант, когда местом крепления стропильной ноги является горизонтальный брус перекрытия.
Стропильные ноги могут фиксироваться к мауэрлату или балкам потолочного перекрытия.
Конкретное решение принимается с учетом индивидуальных архитектурных особенностей строения. Какие отличия имеют оба способа крепления стропилин?
| Тип крепления стропилин | Эксплуатационные характеристики |
|---|---|
| Такой метод чаще всего используется на строениях из кладочных материалов и с бетонными чердачными перекрытиями. Мауэрлаты устанавливаются на несущие фасадные стены домов, при необходимости изготавливается специальный армирующий пояс для усиления опорной площадки стропильной системы. Преимущества: возможность увеличить высоту чердачного помещения за счет подъема армированного пояса по периметру строения. Недостатки – большая распирающая нагрузка на фасадные стены. |
| Рекомендуется применять в тех случаях, когда несущие стены не отличаются большими показателями устойчивости. Стропила крепятся только к балкам в легких каркасных домах из ОСП плит. Крепление к балкам перекрытия позволяет не только снимать распирающие нагрузки с фасадных стен, но и более равномерно распределять их по периметру строения. Еще одно преимущество – за счет нескольких дополнительных упоров стропильной системы можно облегчить конструкцию и сделать ее более устойчивой. Это уменьшает сметную стоимость строительства дома. Балки перекрытия можно выносить за периметр дома на значительную величину, а упор стропильных ног на эти конструкции увеличивает площадь чердачного помещения. |
Есть один очень важный момент, который следует учитывать во время проектирования такого типа стропильной системы. Расстояние между балками перекрытия и стропильными ногами должно быть одинаковым, а этот параметр зависит от нескольких факторов.
Решение о типе фиксации стропильных ног должно приниматься профессионалами на стадии проектирования дома. Следует помнить, что стропильная система считается не только одним из самых важным архитектурных элементов, но и одним из самых сложных. Непрофессионалам браться за монтаж кровли не стоит, такие работы могут выполнять только опытные строители.
Мы рассмотрим все возможные методы фиксации элементов, некоторые из них используются крайне редко и только во время строительства аутентичных домов по старинным технологиям. Такие работы выполняют плотники высочайшего класса, умеющие работать топором, долотом, стамеской и прочими традиционными плотницкими инструментами.
Специальными металлическими крепежными пластинами
Строители применяют два типа пластин. Соединение прочное, делается быстро и без ручного труда. В развитых странах стропильные фермы домов собираются на производственных линиях, при этом все процессы почти полностью автоматизированы. Технология сборки дает возможность увеличивать производительность оборудования и снижать себестоимость продукции. Элементы домов на строительной площадке быстро собираются, количество ручного труда сводится к минимуму. Деревянный дом под ключ ставится всего за две-три недели в зависимости от этажности и размеров.
Какие пластины применяются для крепления стропилин к балкам?
Зубчатые
В нашей стране, к сожалению, малоизвестны, в развитых странах используются давно. Зубчатое крепление – металлические пластины с различными линейными размерами. По всей площади имеются зубья, которые вбиваются в деревянные конструкции. Длина и расстояние между зубьями выбирается с учетом размеров стропильных ног и балок перекрытия. Такое соединение дает возможность автоматизировать процесс производства ферм стропильной системы. Зубчатые пластины устанавливаются с двух сторон соединяемого узла.
Важно. Использовать такие соединения с двух сторон можно только на пиломатериалах с одинаковой толщиной. Максимальное отклонение ±1 мм. Именно это условия не позволяет широко применять зубчатые соединения в нашей стране, большинство отечественных пиломатериалов не выдерживают требуемые поля допусков.
Зубчатые пластины можно забивать и вручную, но необходимо следить за правильностью их положения.
Перфорированные
Хорошо известные крепежные элементы, универсального использования. Могут фиксировать все элементы стропильной системы, имеют различные размеры и толщину. Пластины накладываются на узел, стягивание выполняется саморезами, болтами или обыкновенными гладкими гвоздями. Могут монтироваться с одной или двух сторон соединения. Преимущества – нет строгих требований по качеству пиломатериалов, большое количество отверстий позволяет выбирать самые удачные места вкручивания саморезов. Недостатки – требуют довольно много ручного труда. Работать с ними тяжелее, чем с зубчатыми. Кроме того, возрастает время монтажа стропильной системы.
Практический совет. Прочность крепления пластинами во многом зависит от точного соблюдения рекомендованной технологии, даже незначительные нарушения могут заметно уменьшать устойчивость стропильной системы. Для того чтобы исключить вероятность появления неприятных ситуаций во время эксплуатации зданий, практики рекомендуют стягивать стропильные ноги и балки перекрытия ригелями, использовать вертикальные стойки. Эти элементы компенсируют ошибки монтажа стропильной системы, увеличивают время и повышают безопасность эксплуатации дома.
Болтовое
Крыши небольших хозяйственных зданий и пристроек не имеют значительных нагрузок, во время их изготовления используются упрощенные методы соединения стропилин и балок перекрытия. Самый распространенный вариант – болтами. Проделываются отверстия в балках перекрытия и стропилинах, элементы располагаются рядом, в отверстия вставляются болты, узел прочно стягивается.
Соединение врезкой
Более сложное соединение, требуется практический строительный опыт. Врезка полностью исключает вероятность подвижек стропилин в местах соединения с потолочными балками, узел более прочный и статичный. На балке выпиливается углубление, а на стропилине выступ, детали должны плотно входить друг в друга.
Такой метод фиксации делается только на доме, что усложняет процесс строительства. Кроме того, каждое соединение подготавливается индивидуально, что еще больше увеличивает сроки строительства и повышает его стоимость. Еще один недостаток врезки – каждое соединение уменьшает толщину досок стропилин и балок, это становится причиной уменьшения их несущих показателей. Как следствие, проектировщики должны во время расчетов предусматривать увеличенные размеры пиломатериалов с учетом уменьшения их ширины в результате запиливания. А это негативно сказывается на стоимости строения.
Соединение врубкой
Старинный метод, в настоящее время применяется крайне редко. Работы делаются плотниками, умеющими обращаться с ручными инструментами и топором. Врубка делается только на толстых стропилинах и балках. Топором, долотом и стамеской делается соединение шип/паз под необходимым углом. Работа физически тяжелая, в качестве дополнительного соединения могут использоваться металлические самодельные скобы. Длина скоб и диаметр прутка выбираются с учетом конкретного места установки и предполагаемой максимальной нагрузки.
Важно. Врезка и врубка чаще всего применяется для висячей стропильной системы. За счет дополнительной фиксации конструкция может выдерживать значительные распорные усилия.
Практические советы по креплению стропилин к балкам перекрытия
Для примера возьмем самый распространенный способ фиксации элементов, он пригоден для всех типов крыш, отвечает современным требованиям по прочности и устойчивости узла. Еще одно преимущество – некоторые работы можно делать на земле, а на строении лишь собирать уже готовые конструкции. Такой метод выполнения строительных работ существенно их упрощает и ускоряет, сметная стоимость кровли уменьшается.
Стропила и балки перекрытия изготовлены из досок 150×50 мм. Стропильная система самая сложная – вальмовая многоскатная. Соединительные элементы – металлические перфорированные пластины. Для ускорения и упрощения работ рекомендуется подготовить простой, но очень функциональный шаблон из отрезков досок . Как сделать приспособление?
- Заготовьте четыре отрезка досок толщиной 25–30 мм. Два куска длиной примерно 20 см и два длиной 40 см.
- Две короткие доски прикрутите уголками к двум длинным, при этом оставьте между ними зазор, равный толщине доски перекрытия. Во время соединения стыкуйте их не точно по торцам, а приподнимите на 2–3 см от края длинных. Этот выступ служит упором о мауэрлат во время пользования шаблоном.
- На расстоянии примерно 30 см от низа длинные доски скрепите между собой металлическим перфорированными пластинками, для повышения прочности с противоположной стороны стяните их досками или кусками фанеры. Добейтесь, чтобы приготовленный шаблон был жестким и не шатался во время пользования.
Такое простое приспособления существенно облегчает выполнение запилов стропилин для их соединения с балками перекрытия.
Как быстро и качественно делать запилы для соединения
Во время замеров будем пользоваться самодельным приспособлением.
Шаг 1. Поставьте приспособление короткими досками на мауэрлат, балка потолка должна располагаться между ними. Небольшие выступы в нижней части упираются о мауэрлат с наружной стороны. Длинные доски строго вертикальны и располагаются на одной линии с плоскостью фасадной стены дома.
Шаг 2. Немного прикрутите приспособления к мауэрлату, это облегчит дальнейшие работы. Для прикручивания лучше пользоваться длинными и тонкими саморезами, до конца затягивать их не надо.
Шаг 3. Отрезанную по длине стропилину поставьте ребром на верхнюю плоскость балки перекрытия. Угол доски должен опереться о металлические пластины приспособления.
Верхняя часть стропилины должна лежать на своем месте, в нашем случае на диагональной (вальмовой) стропильной ноге.
После запиливания угол стропильной ноги должен лежать точно по краю мауэрлата. Желательно, чтобы такое же положение занимали и балки перекрытия, но некоторые строители не могут точно снимать их размеры. Балки получаются различной длины и редко располагаются в нужном положении.
Шаг 4. Отмерьте горизонтальную линию отрезания примыкания. Делать это можно двумя способами.
- При помощи строительного уровня. Можно пользоваться небольшим инструментом. Проведите с угла стропильной ноги горизонтальную линию. Все просто, быстро и точно.
- При помощи строительного угольника. Замерьте расстояние от балки перекрытия до верхнего угла стропильной ноги. Поставьте угольник на плоскость балки и ведите его до тех пор, пока щель между балкой и стропилиной не будет равной такому же значению, в нашем случае 13 см. В нужном месте поставьте метку. Соедините эту метку с углом стропильной ноги. Должна получиться линия, параллельная плоскости балки перекрытия. Отнимите доску и отрежьте лишний кусок.
Соединение получится ровным, никаких выступов стропильных ног не будет. Далее нужно сделать замеры отрезания верхней части стропильной ноги. Для этого нижний участок ставится на место и придерживается помощником. В месте состыковки верхней части обыкновенной и вальмовой стропилин при помощи линейки нарисуйте линии отрезания. По очереди плотно прижимайте линейку к боковым граням вальмовой стропилины и с двух сторон отметьте вертикальные линии.
Прикладывают линейку и чертят линию на доске
Важно. Никогда не делайте разметку верхнего узла примыкания без запиливания нижнего. Некоторые неопытные строители одновременно отмечают нижнюю и верхнюю части стропилин, а потом их отрезают. При таком алгоритме работы всегда будут зазоры, для их ликвидации стропилину придется смещать в сторону. А это изменяет шаг между ними. Дело в том, что после зарезания нижнего стыка изменяется угол примыкания верхнего узла.
Как готовить стропила к креплению на земле
Настоящие профессиональные строители почти все элементы стропильной системы готовят на земле по чертежам или шаблонам, нумеруют их и в таком виде поднимают на здание. Такой метод работы не только в разы ускоряет процесс строительства, но и значительно повышает безопасность труда. Плотникам больше нет необходимости много раз ходить по временному настилу для снятия размеров и запиливания досок, соединение элементов выполняется с первого раза. Но для того чтобы готовить элементы на земле, нужно иметь большой опыт, работы выполнять внимательно и ответственно. По такому алгоритму строятся дома за рубежом, большой производительностью труда рабочих объясняются их высокие, в сравнении с отечественными, заработки. Рассмотрим процесс изготовления на земле самых простых стропильных ферм для соединения с балками перекрытия.
Шаг 1. Если нет точных рабочих чертежей стропильных ферм, то следует изготовить шаблон. Делается он из обыкновенных досок толщиной примерно 25 мм. Готовить шаблон надо на доме, проверять правильность в нескольких местах. Дело в том, что каменщики иногда допускают ошибки, из-за которых фасадные стены непараллельные, разброс по углам может достигать несколько сантиметров. Этот брак не оказывает влияния на крепление стропилин к балкам перекрытия по отдельности, но в случае с готовыми фермами могут возникать проблемы.
Шаг 2. Положите шаблон на ровный участок возле дома. Принесите первую стропильную ногу и уложите ее на одну сторону шаблона фермы, выровняйте положение.
Шаг 3. Таким же образом уложите вторую ногу на свободную сторону шаблона. Карандашом нарисуйте линии примыкания стропильных ног в верхней части фермы. Обращайте внимание, чтобы элементы не смещались во время разметки.
Шаг 4. Бензиновой или электрической пилой отрежьте лишние куски досок.
Важно. В верхней части ферм стропильные ноги будут соединяться в полдерева, для этого нужно сделать специальные запилы. Работать можно бензиновой пилой.
Как правильно запилить соединение?
Практический совет. Такие точные запиливания можно делать только полностью исправной бензиновой пилой с идеально заточенной цепью. Если угол заточки неверный, то полотно пилы ведется в сторону, ровно удержать инструмент руками невозможно. Эту пилу можно использовать лишь во время заготовки дров.
Шаг 5. Такие же операции сделайте и со второй стропилиной. Положите отрезанные ноги на шаблон, проверьте правильность отрезания, поправьте положение досок вдоль всей длины шаблона. Все в норме – соедините ноги фермы в верхнем узле. Можно пользоваться обыкновенными гвоздями, это быстро, дешево и надежно.
Шаг 6. Для повышения прочности и устойчивости фермы в верхней части зафиксируйте ноги горизонтальной стяжкой. В этих целях допускается пользоваться тонкими досками, элемент работает на разрыв, толщины 20–25 мм вполне достаточно для сопротивления нагрузкам. Пиломатериалы на растяжение имеют высокие показатели прочности, проблемы возникают при их сжатии. Доски прогибаются, конструкция полностью теряет устойчивость и первоначальные геометрические формы.
Шаг 7. Пилой отрежьте нижние концы стропильных ног.
Угол на шаблоне должен быть таким, чтобы соединение элементов было максимально плотным.
Важно знать, что при правильном соединении узлов стропильной системы прочность конструкции должна поддерживаться и за счет сил трения между элементами. Доски должны прижиматься друг к другу с такой силой, чтобы трение не позволяло им смещаться. Какие условия для этого надо соблюдать?
- Первое. Плоскость примыкания должна быть максимально ровной, площадь максимально большой.
- Второе. Усилие прижатия элементов должно быть таким, чтобы силы трения достигали больших значений.
Ни в коем случае элементы стропильной системы в узлах крепления не должны держаться только на метизах. Всегда надо помнить, что они предназначены для притягивания досок, а не для их удержания. Все болты рассчитываются на разрыв, а не на срез.
Загибают гвозди молотком (стропильная ферма перевернута)
Перевернули стропильную ферму и шаблон, сделали разметку для обрезки нижних краев
Как показывает практика, изготовление стропильных ферм и подготовка узлов соединения с балками перекрытия на земле ускоряет процесс строительства крыши в несколько раз. Сам узел может фиксироваться металлическими пластинами по бокам, гвоздями или болтами в торец, скобами и т. д. Как уже упоминалось, для увеличения устойчивости стропильной системы такого типа рекомендуется устанавливать между стропилами и балками вертикальные упоры.
Видео – Как запиливать стропила под нужным углом и нужных размеров
Крыши зданий представляют собой сложную конструкцию. Основными элементами являются стропила и мауэрлат. Такой элемент возводимой крыши, как мауэрлат, выполняет функции своеобразного фундамента. Он служит опорой всех несущих элементов сооружения. Поэтому требуется правильно и надёжно произвести крепление стропил к мауэрлату, а также к балкам перекрытия.
Несколько основных правил крепления стропил к мауэрлату
- Необходимо обеспечить надёжное, прочное и качественное соединение скрепляемых деталей.
- В местах прилегания стропил к мауэрлату необходимо обеспечить высокую точность запилов .
- Крепёжные работы производить с помощью металлических уголков, пластин, кронштейнов, шпилек с резьбой или болтов с гайками.
- Болты и гайки применять только с металлическими пластинами или шайбами.
- Гвозди и шурупы применяют в качестве временного варианта крепления. В дальнейшем их меняют на уголки, пластины или болты.
Крепление стропил всегда было важным моментом при возведении крыши. Гарантией надёжности такого сооружения выступает не только правильный расчёт и выбор материала, но и правильно выполненный монтаж стропил к мауэрлату, а также к балкам перекрытия.
Какие способы крепления стропил применяются
При возведении крыш применяется два вида стропильных конструкций - это висячие и наклонные стропила. Постараемся кратко рассмотреть оба вида таких конструкций и их крепление к мауэрлату.
Для равномерного распределения нагрузок наклонной конструкции крыши выбирают распорный и безраспорный способы крепления стропил к мауэрлату. Когда используют безраспорную конструкцию стропильных ног, тогда отсутствует распорное давление между стенами и опорами строения.
Чтобы устроить распорную конструкцию , применяют только жёсткое крепление стропил по фронтону без использования ползунов. Усилие от крыши через стропильные ноги воспринимают несущие стены и опоры. Крепление стропил к мауэрлату делается таким образом:
- Опорой для стропильной ноги служит мауэрлат. Стропила крепят, используя принцип скользящей ноги, а верхнюю часть закрепляют на прогоне конька.
- Нижнюю часть стропильной ноги закрепляют на мауэрлате, используя ползун. В верхней части стропила соединяются болтовыми соединениями или другими способами.
- Стропильные конструкции и прогоны конька соединяют в прочную конструкцию, её ещё называют коньковым узлом, с помощью деревянного бруска. Скрепляют их гвоздями, которые необходимо забить с обеих сторон параллельно коньку.
Крепление стропильных конструкций к мауэрлату безраспорным способом несколько отличается от того, что было описано ранее:
В случаях, когда конструкцией крыши предусмотрено устройство висячих стропил, а такое бывает, если нет внутренних опор в здании или столбов, нижний конец стропильной ноги имеет свес и выходит за пределы опорной стены. Вся нагрузка, исходящая от крыши распределяется по наружным стенам.
Система имеет вид симметричного треугольника, сторона которого может иметь длину от 7 до 12 метров. В её конструкции предусмотрены горизонтальные растяжки из бруса, а также стропильные ноги, которые устанавливают под наклоном с определённым углом. Верхние концы стропил на коньке устанавливают в выполненный запил. Усиление конструкции производят с помощью ригеля.
Опорные узлы стропил при креплении к мауэрлату
Места, где производят крепления стропил, называют опорным узлом. Их бывает несколько видов:
О креплении стропильных ног к мауэрлату
На протяжении многих лет крыша подвергается воздействию разных внешних нагрузок, порой они бывают значительными. Поэтому для обеспечения высокой надёжности необходим тщательный расчёт конструкции и подбор строительного материала.
Крепление элементов конструкции является важным этапом при возведении крыши здания. От того каким способом будет прикреплена стропильная нога к мауэрлату, будет зависеть поведение крыши в случаях больших нагрузок от выпавшего снега или сильного ветра.
В конструкции крыши применяются в основном элементы из дерева, которое способно впитывать влагу, а потом усыхать от воздействия высоких температур. Это говорит о том, что нельзя допускать полностью жёсткого соединения всей конструкции во избежание разрывов. Существует всего два способа крепления стропил, это жёсткий и скользящий.
Жёсткий вид соединения
Такой вид соединения полностью исключает
любой способ движения
между элементами конструкции. Для достижения такой цели используют два способа. Это использование уголков с применяемыми подшивными опорными брусками и создание запилов или седла на стропильной ноге.
Когда применяют первый способ крепления, то стропило опирается на мауэрлат через опорный брус, длина которого может быть до одного метра. Фиксация стропила производится уголками с обеих сторон, что исключает возможность для его смещения.
Второй способ применяется в строительстве чаще. При таком соединении гвозди забивают под углом по отношению друг к другу так, чтобы они скрещивались в мауэрлате. Третий гвоздь вбивается вертикально, чем создаётся очень жёсткое соединение узла крепления стропил к балкам перекрытия.
Для страховки при обоих видах жёсткого крепления применяют дополнительные соединения стропил со стеной. Для этой цели используют анкеры или проволоку.
Скользящий вид соединения
Скользящее соединение - это такое шарнирное соединение, при котором имеется две степени свободы. Их достигают возможностью одного из элементов конструкции к смещению. Обычно это стропило имеет возможность для небольшого смещения. Этого можно достичь следующим образом:
Крепление стропил к балкам перекрытия любым из этих способов позволяет стропильной ноге упираться в мауэрлат, но имеется небольшая возможность для движения относительно друг друга. Скользящие соединения целесообразно применять при строительстве домов из брёвен и бруса. Искажение геометрии стен дома от усадки или усушки не приведёт к разрушительным действиям конструкции.
Во время возведения крыши, как и любой другой конструкции дома, нужно обращать внимание на все мелочи. От этого, так же как и от качества используемых материалов, будет зависеть прочность и долговечность всего строения. Например, крепление стропил к балкам перекрытия, как проводится подобная работа? Такая конструкция крыши, где используется такое соединение, встречается не так часто. Но если вам предстоит выполнить эту операцию, то знать все ее нюансы вы должны. Именно об этом и пойдет речь в статье.
Когда так поступают
Прежде чем рассмотреть вопрос о том, как производится соединение стропил с балками, следует разобрать с тем, когда такой способ крепления может понадобиться. При возведении крыши нужно внимательно относиться ко всем ее элементам. Но наиболее важным по праву считается вопрос о надежности стропильной системы. Именно этот компонент будет нести на себе все основные нагрузки.
Крепление стропил к балкам перекрытия можно проводить как в случае если дом деревянный, так и тогда, когда стены выполнены из кирпича или блоков (пеноблоков или подобных им). Но в каждом случае у такого соединения есть свои особенности, а именно:
- если крепление стропил двухскатной крыши к балкам перекрытия делается в деревянном доме, то такая конструкция получается достаточно прочной. Хотя в этом случае точечная нагрузка возрастает, тем не менее, это не влияет на прочность стен. Дело в том, что при строительстве используются длинные бревна или брусья. Балка перекрытия и стропила оказывает давление именно на них. В результате нагрузка равномерно распределяется по всей стене;
- дела обстоят по-другому, если дом кирпичный. В этом случае в местах соединения стропильной системы и балок перекрытия на стену оказывается слишком большое давление. Причем такая нагрузка является точечной. В результате такое опирание постепенно разрушает кирпичи верхнего ряда стен. Чтобы этого избежать, балки перекрытия нужно , а потом к ним крепить стропила;
- практически тоже самое относится и к тому случаю, если стены выполнены из пеноблока или другого подобного материала. Стропильная система должна упираться на балки, которые укладываются на мауэрлат. И если в случае с кирпичным домом этим правилом (на свой страх и риск) можно пренебречь, то в дано ситуации так поступить нельзя.
- стальные уголки;
- саморезы;
- стяжки из толстой проволоки;
- пластины;
- болты с гайками;
- кронштейны WB;
- крепежные элементы LK.
- разновидности усиленного уголка КР;
- монтажная лента перфорированная ТМ.
- первым делом на выступающем за пределы стены краю балки делают треугольный надрез. При этом его гипотенуза должна быть расположена под тем же углом, что и запил на нижней части стропил;
- Далее проводится сборка соединения. Для этого делают установку стропил на балку перекрытия в сделанный ранее надрез. Место крепления усиливают гвоздями, вбитыми под уклоном, их необходимо использовать не менее трех штук;
- Для следующего этапа вам понадобится дрель и толстое сверло по дереву. Ее сечение должно быть чуть больше (на несколько миллиметров) чем сечение используемого болта. С помощью дрели делается сквозное отверстие. Ее располагают под углом девяносто градусов относительно плоскости стропил;
- После этого в отверстие вставляют болт. При этом он должен проходить снизу вверх. На него нужно надеть шайбу. После этого болт закрепляют с помощью гайки.
Многие специалисты советуют использовать дополнительную защиту в случае, если дом из кирпича или блоков. Если вы решили произвести установку стропил крыши на балки перекрытия, то верхний ряд стен . Для этого вначале делается опалубка. После этого укладывается арматура, и все заливается бетонным раствором. В этом случае точка, где происходит опирание стропил на балки перекрытия, не будет разрушать стены.
Что может понадобиться
Установка стропил на балки перекрытия – это, чаще всего, вынужденная мера. Как уже было указано выше, лучше всего . В этом случае вся нагрузка будет равномерно распределяться по периметру стены, что прибавит ей срок службы. Но если крепление стропил крыши будет все-таки проводится к балкам перекрытия, то следует к этому подготовиться.
В первую очередь вам следует запастись крепежными приспособлениями. Для такой работы чаще всего используются следующие материалы и элементы:
При покупке стоит очень внимательно отнестись к выбору. Стропила – эта важный элемент крыши. Поэтому их крепление должно быть надежным. В связи с этим при выборе приспособления и материалов нужно обращать внимание на их качество. Металлические элементы должны быть без следов ржавчины. Также крепежные элементы должны быть качественными. Лучше заплатить чуть больше, но зато получить надежное и долговечное крепление.
Конечно, не стоит забывать и про сами стропила. Тут к подбору материала нужно подойти ответственно. В первую очередь нужно провести , чтобы узнать какое сечение вам понадобится. Для этого можно использовать специальные программы. В них вводятся данные о площади крыши, используемых материалах, о нагрузках и так далее. Результатом вычисления программ становятся сечение материалов и примерный чертеж мест крепления стропил.
После этого подбирается материал – это может быть как деревянный брус, так и доски. Тут нужно внимательно «изучить» материал. Доски или брус не должен иметь следов гниения, крупных сучков и трещин. Кроме того, древесина должна вылежаться. В этом случае в ней будет мало влаги, а значит, стропила не начнут коробиться со временем.
Жесткий способ
Крепление стропил на балки можно провести с использованием нескольких методов. Один из таких способов крепежа называется жестким. Такое крепление стропил к балке производится в следующей последовательности:
Есть еще одна рекомендация от специалистов по поводу крепления стропил к балкам перекрытия. Такие соединения нужно усиливать, обмотав кованой проволокой достаточного сечения. При этом она закрепляется на стене к заранее вмонтированным анкерам. В этом случае стропильная система крыши будет более прочной и долговечной.
Применяем болты
Способы крепления стропил к балкам достаточно разнообразные. Один из таких подразумевает использования болтового соединения. В этом случае работы по крепления стропил проводятся в следующей последовательности:
Такое крепление стропил к балке некоторые специалисты считают более надежным. К тому же такой способ более легкий. В таком креплении не нужно вырезать в балке и стропиле сложные выемки и выступы.
Но и тут есть один нюанс. Чтобы крепление было надежным и долговечным, необходимо выбирать болт, шайбу и гайку из хорошей стали, способной противостоять коррозии. Так же прежде чем крепить, все металлические элементы желательно обработать специальным покрытием. Можно поступить и проще. Место крепления красят.
Какой бы способ вы не использовали, следует помнить о некоторых правилах. Крепление стропил будет надежным, если:
- При монтаже использовались качественные материалы. Причем это относится не только к самим стропилам и балкам. Качественными должны быть и материалы, которые вы используете для крепежа (болты, скобы, хомуты, саморезы и так далее).
- Не следует спешить. и их крепление должно проходить строго с соблюдением технологии.
- Все используемые запилы нужно выполнять аккуратно и делать это нужно так, чтобы выступы на стропилах строго совпадали с выемками на балках перекрытия.
Для облегчения работы лучше сделать шаблон. Он выполняется при креплении первого стыка стропил. Далее по такому шаблону все выемки и выступы будут одинаковы. В результате крепить будет легче, и работа пройдет быстрее.
Стоит помнить, что возведение крыши – эта работа сложная. Тут важно наличие опыта. Если вы делаете это впервые, то лучше заранее проконсультироваться со специалистом. А если нет вообще никакого опыта в работе с деревом, то крепить стропила к балкам перекрытия лучше доверить профессионалу. В этом случае крыша дома будет надежной и долговечной и не доставит вам хлопот при эксплуатации.