Карнизный узел стропильной крыши

Висячие стропила: обзор конструкций + схема установки висячих стропильных систем

Еще на этапе проектирования постройки необходимо определиться с вариантом конструкции стропильной системы крыши. Впрочем, выбор несложен. При наличии внутренней капитальной стены-перегородки, для формирования крыши используют наслонные стропила. Если таких перегородок нет, то устанавливают висячие стропила, которые опираются исключительно на внешние стены.

Висячие стропила находят свое применение в строительстве однопролетных домов, производственных зданий, цехов, торговых павильонов, при устройстве мансард без внутренних стен.

Содержание

Особенности конструкции висячих стропил

Почему стропила называют «висячими»? Потому что они в буквальном смысле зависают в межпролетном пространстве, опираясь только на внешние стены. Внутренней опоры нет никакой. Тем не менее, висячие системы, благодаря своей конструкции, не прогибаются и способны перекрыть пролеты до 14-17 м!

Конечно, висячие стропила – это только часть стропильной системы, сами по себе они не используются. Только в связке с другими элементами (затяжками, бабками, ригелями, подкосами и т.п.), вместе с которыми стропила образуют фермы или арки.

В случае с висячими стропилами, простейшую ферму составляют из двух стропильных балок, соединенных в верхней точке под углом (в виде треугольника). По горизонтали стропила скрепляют затяжкой, которая обычно представляет собой деревянную балку. Но она может быть и металлической, например, сделанной из профильного металла. Тогда такую затяжку называют тяжем.

Затяжка выполняет важную функцию. Стропила, скрепленные в коньке и упертые в стены, стремятся разъехаться в стороны. А затяжка удерживает их, позволяя сохранить треугольную форму арки. Возникающий распор на стены не передается, а горизонтальные усилия нейтрализуются. Таким образом на наружные стены при использовании висячих стропил воздействуют только вертикальные усилия.

Затяжка не обязательно располагается в нижней части фермы, иногда она сдвигается вверх, ближе к коньку. Это зависит от типа конструкции арки, от того, какую работу должна выполнять затяжка. Если затяжка находится у основания стропил, то одновременно она служит и балкой перекрытия нижележащего этажа. При устройстве мансарды удобно располагать затяжку (ригель) выше основания стропильных ног, чтобы появилась возможность устроить этаж с полноценной высотой потолка.

Если пролет между стенами составляет более 6 м, висячие стропила для прочности подпирают раскосами и подвесами (бабками). А затяжку делают не цельной, а состоящей из двух срощенных балок.

Существует несколько вариантов конструкций с использованием висячих стропил. Рассмотрим их все по отдельности.

Конструкция #1. Треугольная шарнирная арка

Простейшая ферма в виде треугольника. Состоит из двух стропильных балок, сходящихся в коньке. Нижние основания упираются в горизонтальный брус. В нижней части «треугольника» закрепляют затяжку. Чтобы система работала правильно, высота конька в конструкции не должна быть меньше 1/6 пролета фермы.

Эту схему можно назвать классической. В ней стропила работают на изгиб, стремяться разъехаться в стороны, а затяжка удерживает их и получает растягивающие нагрузки (работает на растяжение). Несущим элементом затяжка не является, поэтому ее можно заменить на тяж из металлопроката.

Для снижения степени изгиба стропильных балок, врубку конькового узла выполняют с эксцентриситетом. Благодаря этому при воздействии на стропила внешних нагрузок (атмосферные явления, вес кровли, собственный вес и т.п.), наряду с ожидаемым изгибом, появляется изгибающий момент противоположного направления. Это позволяет не только уменьшить изгибающие деформации, но и применить для стропил балки меньшего сечения. Соответственно, это помогает удешевить строительство.

Как правило, эта конструкция висячих стропил применяется при строительстве мансардного чердака. Затяжки в этом случае играют роль балок чердачного перекрытия.

Конструкция #2. Арка шарнирная с бабкой

Более сложная схема, которая нужна в случае перекрытия пролетов более 6 м.

Проблема в такой системе – длинная затяжка, которая будет испытывать огромные нагрузки и, как следствие, прогибаться под своим весом. Чтобы прогиба не было, затяжку подвешивают к коньку. Как? С использованием дополнительного элемента – бабки. Она представляет собой деревянный брусок, играющий роль подвески. Если подвес выполняют из металла, то называют его тяжем. Нередко применяют для этих целей обычный металлический прут, который на практике хорошо работает на растяжение.

Таким образом, с помощью подвеса-бабки, удается поддержать длинную затяжку и нивелировать ее прогиб. Саму затяжку при этом составляют из двух частей-балок, стыкованных друг с другом (в центре конструкции).

Конструкция бабки проста, однако строители часто допускают ошибку в ее устройстве. Самое главное: бабка должна работать только на растяжение, а не на сжатие. Ее нельзя путать со стойкой, упирая в балку затяжки и карнизный узел. В таком случае элемент будет сжиматься, а не растягиваться.

Такая путаница может возникнуть потому, что стойка и бабка очень схожи по своему устройству. Но их предназначение, как и принцип работы, совершенно разные. Бабка, в отличие от стойки, жестко не закреплена с затяжкой. Она подвешена на карнизном узле, к ее нижней части с помощью хомутов крепится затяжка.

Необходимую длину затяжки набирают из составных частей, соединяя их косым или прямым прирубом и закрепляя болтами. С подвеской затяжку стыкуют через хомут.

Рассмотренная схема подходит для аграрных и промышленных зданий с большими пролетами. Однако в оригинальном виде она уже не используется, считается устаревшей. Но отдельные ее элементы весьма успешно применяются в практике строительства, при разработке арок других типов.

Конструкция #3. Арка шарнирная с приподнятой затяжкой

В этой схеме затяжка устанавливается не в нижней части арки, а продвигается кверху, ближе к коньку. Чем выше место установки затяжки, тем больше она растягивается.

Конструкцию с приподнятой затяжкой используют в строительстве мансардных помещений. Высота потолков при этом напрямую зависит от того, как высоко располагается затяжка.

Стропильные балки конструкции опираются на мауэрлат, а не на затяжку. Причем, крепление не жесткое, а подвижное, скользящее по типу ползуна. Оно позволяет компенсировать изменение размеров балок (их подвижки), которые происходят при колебаниях влажности и температуры.

Если на скаты действует равномерная нагрузка, то система будет устойчивой в любом случае. Если же нагрузка будет больше с одной стороны, то стропильная система сдвинется в сторону превалирующей нагрузки. Чтобы этого не случилась и кровля оставалась устойчивой, стропила устанавливают с выносом в обе стороны, за пределы стен.

Затяжка в такой арке не является опорой, на нее действуют растягивающие нагрузки – при устройстве чердака, и растянуто-изгибающие – при устройстве мансарды.

В мансардных помещениях затяжка зачастую является балкой для крепления подвесного потолка или изоляции. Чтобы защитить ее от провисания, устанавливают подвеску. При небольших предполагаемых нагрузках и короткой затяжке, подвес прибивают к ригелю и коньку, скрепляя соединения двумя досками с обеих сторон.

Если затяжка сравнительно длинная, то используют несколько подвесок, а каждую из них закрепляют гвоздями. Большие нагрузки требуют дополнительного использования хомутов.

Конструкция #4. Арка шарнирная с ригелем

Схема, похожая на предыдущую, но имеющая отличие: нижняя скользящая опора в карнизном узле заменяется на аналогичную жесткую. Стропильные балки врубают в мауэрлат или применяют для неподвижной фиксации опорные бруски.

Замена опоры меняет характер возникающих в арке напряжений. Конструкция становится распорной, воздействуя с распирающими усилиями на стены и мауэрлат.

Затяжку устанавливают в верхней части арки. При этом ее назначение меняется. Она уже не работает на растяжение, ее принцип действия основан на сжатии. Затяжку, работающую на сжатие, называют ригелем.

Арка с одним приподнятым ригелем рассчитана на небольшую распорную нагрузку. При больших нагрузках в дополнение к ригелю устанавливается затяжка. Получаются висячие стропила, конструкция и узлы которой схожи с обычной трехшарнирной аркой. Мауэрлат для них уже не требуется.

Конструкция #5. Арка с подвеской и подкосами

Схема, дополняющая систему арки с бабкой. Используется, когда длина стропил настолько большая (до 14 м), что создает существенный прогиб их под собственным весом. Чтобы нивелировать изгибающие напряжения, систему дополняют подкосами, которыми подпирают стропильные балки.

Обычно подкосы упирают во внутренние стены. Но в висячих системах их нет, поэтому подкосы упирают в единственный существующий упор – бабку. Получается жесткая конструкция со следующим принципом действия: стропила под воздействием внешней нагрузки прогибаются, давят на подкосы, подвеска растягивается и притягивает к себе коньковый брус, одновременно притягиваются и верхние части стропил, стропила поджимают подкосы.

Так как в этой схеме используются длинные стропила, соответственно применяется и длинная затяжка. Как правило, она состоит из двух частей-балок (хотя бывает и одноэлементной), соединенных в середине пролета косым или прямым прирубом. Соединение затяжки с бабкой выполняется через хомут.

По сути, все существующие висячие арки являются вариациями обычной трехшарнирной арки. Все остальные дополнения – бабки, ригели, подкосы – только увеличивают жесткость стропил. И несущей способности не меняют.

Основные узлы: виды соединений элементов

Любая из рассмотренных выше конструкций будет правильно работать лишь при грамотном соединении всех основных узлов. Только тогда они будут выполнять свою функцию, не деформируясь под воздействием внешних факторов.

Сверху стропильные балки совмещают под углом и соединяют встык, внахлест или путем врубки. Этот узел называют коньковым. Крепление встык предполагает стыковку срезанных под углом концов балок и скрепление их накладками из металла или дерева. При соединении внахлест верхние части стропилин схлестывают между собой и закрепляют болтом с гайкой или шпилькой.

Соединение врубкой вполдерева похожа на соединение внахлест. Но в этом случае верхушки стропил накладывают друг на друга после выпиливания выемок в половину толщины бруса. Потом выпиленные части соединяют, в них просверливают сквозное отверстие и стягивают их балтом.

В конструкциях арок также встречается (например, в обычной трехшарнирной арке) соединение нижней части стропил с затяжкой – карнизный узел. Соединение выполняется лобовой врубкой одинарным или двойным зубом с креплением болтами. Также для крепления могут быть использованы короткие доски или металлические пластины, наложенные на стык стропилины с затяжкой и скрепленные гвоздями.

Приподнятая затяжка врубается в стропила внахлест полусководнем с последующим болтовым скреплением.

В схеме с приподнятой затяжкой или ригелем стропила соединяются с мауэрлатом. При этом применяется скользящее (по типу ползуна) или жесткое крепление опор. Скользящее крепление выполняется с применением металлических скользящих опор, допускающих небольшие подвижки стропил. При жестком креплении применяют врубку зубом, также может быть использован опорный брусок.

Общие принципы расчета висячих стропил

Как вы уже успели убедиться, висячая стропильная система относится к сложным конструкциям и требует правильного расчета, основанного на множестве факторов. Ошибочные итоговые параметры приведут к тому, что крыша не сможет противостоять потенциальным нагрузкам, что чревато деформациями и обрушениями.

Поэтому желательно доверить расчет висячих стропил профессионалам или использовать уже готовый проект дома. В крайнем случае расчеты можно выполнить с помощью одного из онлайн-калькуляторов, которых достаточно много в сети интернет.

Для расчета используются следующие данные:

• размеры перекрываемого помещения;
• наличие мансарды;
• предполагаемая максимальная нагрузка;
• угол наклона скатов;
• тип стропильной системы;
• материал изготовления стен;
• материал кровельного покрытия.

В результате расчета определяют:

• сечение стропил;
• величину шага стропил;
• форму ферм.

Монтаж висячих стропил

После выбора стропильной конструкции и ее расчета можно приступать к монтажным работам.

Устройство висячих стропил на строительной площадке выполняется по следующей схеме:

• Для точности монтажа и удобства, отмечают центр крыши и высоту конька. Для этого по фронтонам в центре временно закрепляют две доски, на них делают отметку по высоте конька.
• Изготавливают шаблон для стропильных ног. Берут доску, прислоняют ее к мауэрлату нижним концом, а к отметке высоты конька – верхним концом. Отмечают места расположения верхнего и нижнего запилов.
• Используя шаблон, изготавливают необходимое количество стропильных балок. В зависимости от будущего расположения в ферме помечают их на правые и левые стропилины. Выкладывают их по парам (так как каждая ферма состоит из двух стропилин – правой и левой).
• Начинают сборку первой фермы (арки). Две стропильные балки соединяют вверху внахлест, встык или путем врубки.
• Устанавливают затяжку и, если это предусмотрено схемой конструкции, бабку и подкосы.
• Поднимают ферму на крышу и монтируют ее с торца постройки (на фронтоне). Крепление выполняется к мауэрлату с использованием уголков и гвоздей или саморезов.
• Со стороны второго фронтона устанавливают такую же арку.
• Между фронтонной парой арок натягивают бечевку, чтобы остальные арки были установлены четко по линии и обозначенному уровню.
• Оставшиеся арки выставляют между фронтонами с шагом, предусмотренным проектом. Уровень арок по высоте контролируют натянутой бечевкой. Для исправления небольших погрешностей в размерах, высоту регулируют путем подкладки под стропилины деревянных дощечек.

На этом установка стропил окончена. Теперь можно приступать к очередным кровельным работам: укладывать утеплитель и гидроизоляцию, набивать обрешетку, монтировать кровельный материал.

Устройство узла карниза скатной кровли

Любая кровля дома сопровождается устройством карниза. Даже плоская крыша, которая выполняется с использованием рулонных материалов, обустраивается карнизом. Его устройство необходимо для исключения попадания воды в подкровельное пространство во время дождя. Исключением могут стать крыши, которые оборудованы парапетом.

Карниз устанавливается для того, чтобы исключить попадание влаги в подкровельное пространство.

Помимо своих функциональных обязательств, карниз выступает в качестве завершающей отделки кровельной конструкции, так как после окончания подшивки закрываются внутренние составляющие стропильной системы. Для обеспечения более эффективной защиты стропила основания кровли дома выводятся за пределы стен на отрезок, составляющий 50 см. В некоторых случаях этот показатель может быть ненамного увеличен.

Свойства кровельных свесов

Внутреннее устройство карниза крыши. Для изготовления короба следует отобрать не витые ровные доски без коры и сучков в больших количествах.

В некоторых случаях конструкция стропильной системы не оборудуется выступами, выходящими за стены дома. При этом применяется способ, который подразумевает принудительное удлинение стропил за счет специальных элементов, которые получили название кобылок.

Стоит отметить, что нельзя забывать о защите фронтона здания, которая обеспечивается за счет устройства карниза. Ширина свесов, обеспечивающих защиту фронтона дома, не должна быть менее чем 500 мм. При этом на край кровли устанавливается доска карнизного типа. Нижняя часть конструкции карнизов нуждается в обязательной обшивке. Узлы карниза чаще всего обшиваются доской.

Важно помнить, что конструкция скатного и фронтального карниза разительно отличается друг от друга.

Виды карнизных свесов

Схема устройства карнизного свеса: 1- стропило, 2 — доски карнизного свеса, 3 (4) — опорная доска для софитов, 5 — софит, 6 (7,8) — обрешетка , 9 — водосточный желоб, 10 — капельник, 11 — карнизная планка (фартук).

За всю историю строительства домов было придумано огромное количество разновидностей свесов, которые были успешно применены на практике. К основным видам относятся:

1. Неподшитые свесы — используются при устройстве вальмовой кровли дома и для скатной, и для двускатной конструкции.
2. Подшитые свесы — тоже чаще всего применяются на вальмовых крышах и широко востребованы при устройстве кровли двускатной конструкции.
3. Коробчатые карнизные свесы — используются при обустройстве односкатной и ломаной кровли.
4. Укороченные карнизные узлы кровли применяются абсолютно на каждом типе конструкции.

Датская крыша также будет хорошо смотреться с такими карнизами.

Разновидности карнизных свесов

Узел карниза кровли дома подбирается в зависимости от особенностей климата в регионе, в котором ведется строительство.

Узлы карнизных свесов могут иметь несколько видов. Поэтому очень важно остановиться более подробно на особенностях их конструкции.

Схема монтажа карнизного свеса при наличии лобовой доски.

Карнизный свес, который выполняется заподлицо, устраивается в тех случаях, когда стропильная система не выводится за переднюю границу стены. Для этого требуется укрепление края стропил с помощью сливной доски, которая располагается в горизонтальном положении. Это делается для того, чтобы обеспечить защиту фронтона дома от проникновения влаги. При этом также обеспечивается крепление системы водосточных желобов. Помимо этого, такие конструктивные особенности придают ломаной кровле оригинальность.

Несмотря на преимущества, данный узел имеет один недостаток, который заключается в незащищенности верхней части стены от попадания воды. Узел свеса, выполненного заподлицо, имеет длину, которая составляет не менее 50 см. Если же он устраивается в сооружениях из кирпича или панелей, можно сделать выступ с меньшей длиной.

Схема монтажа карнизного свеса без лобовой доски.

Если при строительстве фронтона стены дома допущен выпуск затяжек за ее линию, рекомендуется устройство карнизов, которые помогут предотвратить образование на чердаке сквозняков и не допустят задувания в щели конструкции стены снега.

Отсутствие выступов стропильных ног ломаной крыши за линию стен замещается удлинением кобылок, в качестве которых используются обрезки бруса. Их прикручивают или прибивают к стропильным торцам. После этого к обрезкам прикрепляется карнизная доска.

Узлы карнизных свесов открытого типа образовываются при выступе основных стропил двускатной кровли за пределы фронтона здания. В этом случае сопряжение водосточной системы производится к боковой части стропил или к ее верхним кромкам. Конструктивные особенности, которыми обладает данный узел, позволяют использовать его при строительстве ломаной крыши в частных домах.

Карнизные узлы закрытого типа образуются во время закрытия стропил, выступающих за фронтонную часть, свесом. Для этого используется специальный паз с внутренней стороны, в который вставляются элементы обшивки.

Узел фронтона может быть устроен не только заподлицо, но и выступая за пределы стен. Выбор способа зависит лишь от желания хозяина дома и идей дизайнера, в любом случае он будет верным. Независимо от того, какой способ будет выбран, в обязательном порядке обшивается та часть скатной кровли, которая ничем незащищена.

Список материалов и инструментов для обшивки свесов

Выбор материалов

Чаще всего узлы карнизов двускатной кровли обшиваются доской, изготовленной из хвойных пород дерева, так как этот материал считается наиболее предпочтительным. При выборе материала необходимо обратить внимание на его влажность. Слишком влажный материал со временем способен деформироваться, что испортит внешний вид свеса.

Схема монтажа карнизного свеса шириной более 45 см.

Стоит обратить свое внимание на толщину деревянной обшивки, которая должна быть не менее 17 мм и не более 22 мм. А ширина и длина доски подбирается индивидуально. Сопряжение обшивки производится с обеих сторон. Это не касается досок, имеющих длину более 6 м. В этом случае сопряжение выполняется с шагом, равным одному метру длины материала, используемого для обшивки.

Доски, которыми обшиваются узлы карнизов двускатной кровли, должны обрабатываться водонепроницаемым составом. Делается это перед началом работ. Для этого применяется специальная краска или лак, предназначенный для обработки дерева. Деревянную обшивку необходимо обрабатывать каждые 2-3 года. Только в этом случае она сможет прослужить длительное время. Кроме досок, для обшивки можно использовать и другие строительные материалы:

Схема подшивки карнизного свеса.

1. Оцинкованные стальные листы. При обшивке кровельных карнизов используется сталь, толщина которой не должна превышать 0,8 мм. Кроме обычной стали, могут быть использованы металлические листы, имеющие перфорацию. Чтобы обрезать такой материал, используют специальное оборудование. После того как листы будут готовы, их покрывают краской во избежание коррозии.
2. Алюминиевые листы. Их толщина не должна превышать 6 мм, а ширина — 30 см. Для сопряжения листов используются специальные защелки.

Для обшивки свесов понадобится стандартный набор инструментов, используемых при устройстве кровли:

• строительный уровень или отвес;
• молоток;
• рулетка;
• шуруповерт;
• крепежные элементы;
• карандаш;
• строительная угловая линейка.

Устройство вентиляционной системы

Пример обшивки карнизного свеса сайдингом является одним из самых популярных материалов, наряду с деревом.

Каждый узел карнизов необходимо обеспечить качественной вентиляцией. Ее устраивают независимо от того, какие конструктивные особенности имеет определенный узел карниза. Выпускные отверстия должны иметь диаметр, который равен 1/400 от той площади, которую необходимо вентилировать. Если все расчеты будут выполнены правильно, в том числе и сопряжения деталей карниза, то воздух будет проникать в эти отверстия и выходить сквозь щели, расположенные в кровельном коньке.

Устройство вентиляции пространства, расположенного под кровлей, помогает избежать порчи несущей стропильной конструкции. К тому же качественная вентиляция обеспечит чердачное помещение отличным внутренним микроклиматом.

Способы укрепления карниза

Если узел будет неправильно установлен, а сопряжение его обшивки будет выполнено не по правилам, карниз начнет деформироваться и отвисать под действием ветра и снежной нагрузки. Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно, чтобы было обеспечено правильное сопряжение обшивки свеса со стропильной системой кровли.

Для обеспечения более эффективной защиты карниза необходимо как можно тщательнее крепить соединительные элементы стропильной системы.

Для предотвращения закупорки системы водостока на участке крыши, который расположен перед свесом, требуется установить нагревательную систему. Это обеспечит моментальное таяние снега, который в дальнейшем будет спущен в сливную канализацию. За счет этого значительно снизится нагрузка на карниз крыши.

Что такое узлы стропильной системы

Крыша – это сооружение, венчающее любое строение и обладающее особой важностью. Именно от правильности формирования ее узлов во многом зависит надежность всей ее конструкции. При возведении крыши могут использоваться разные виды стропильной системы как наслонного, так и висячего типа.

• Содержание:
• Висячие стропильные конструкции
• Узел опирания на опорное бревно
• Стропила наслонного типа
• Безраспорные стропила

Выбор вида стропил зависит от целого ряда факторов:

• Климатических особенностей места возведения.
• Архитектурных пожеланий хозяина дома.
• Необходимой функциональности кровли.
• Выбранного кровельного материала.
• Интенсивности весовых нагрузок, которым будет подвергаться конструкция в процессе эксплуатации.

Но, несмотря на то что в современном частном строительстве при возведении домов преимущественно используются деревянные стропила наслонного или висячего типа. Каждый из видов имеет свои достоинства и недостатки.

Единственное, что объединяет эти два типа, так это то, что они оба имеют узлы стропильной системы, обеспечивающие им необходимую степень прочности, функциональности, надежности и долговечности.

Висячие стропильные конструкции

Висячие стропила могут иметь следующие конструкционные особенности и соединительные узлы. Внешне они имеют треугольную форму, которая состоит из пары стропильных ног, соединенных в наивысшей точке в единую систему посредством нижней затяжки.

Основным назначением затяжки является компенсация огромного распирающего воздействие, которое стропильная нога сообщает на мауэрлат, благодаря чему стены здания подвергаются только вертикальному давлению.

Простейший вид трехшарнирной конструкции стропильного треугольника предполагает наличие у конструкции пары стропильных ног и затяжки. При обустройстве такой конструкции конек должен иметь высоту, равную как минимум одной шестой ширины пролета, перекрываемого этой фермой.

Большинство специалистов сходятся во мнении, что ортогональная врубка стропильных ног в бревно либо затяжку является наиболее качественной. В этом случае продольная ось стропила должна располагаться по отношению к поверхности врубки строго перпендикулярно.

Во время того, как формируется карнизный узел при лобовой врубке, нижний торцевой конец стропильной ноги размещается по отношению к брусу под углом 90 градусов. И в таком же положении присоединяются к врубке затяжка, а также потолочное бревно.

Узлы кровли рекомендуется формировать способом одинарного либо двойного зуба.

При обустройстве пролетов висячих стропил, имеющих большие размеры, предусматривается наличие составной затяжки, поддерживающейся посредством бабки.

Бабка представляет собой вертикальное бревно, которое выполняет работу на растяжение. В случае изготовления этого элемента из металла он будет называться тяжем.

Помимо этого, для повышения надежности все соединения фиксируются посредством болтов. Следует заметить, что допускается изготовление бабки из металлического прута. Так как этот элемент будет выполнять работу только на растяжение, высокая прочность на сжатие ему ни к чему. По своему внешнему виду бабка очень похожа на вертикальную стойку.

Единственным важным отличием этих двух элементов является то, что стойка подвергается сжатию и поэтому своим нижними концами будет упираться в бревно, из которого обустроен мауэрлат. В свою очередь, бабка крепится к коньковому элементу и исполняет роль затяжки.

Она характеризуется наличием регулируемого, подвижного сочленения. Несмотря на высокую функциональность и надежность, сегодня такие системы используются относительно редко.

Узел опирания на опорное бревно

При формировании в подкровельном пространстве мансарды, усиление висячих стропил должно осуществляться при помощи затяжки, располагающейся в верхней части каждой стропильной фермы. В этом случае целесообразно узел сочленения стропильных ног с опорным брусом обустраивать посредством скользящего соединения.

Следует заметить, что чем выше располагается затяжка, тем большему растягивающему воздействию она будет подвергаться в процессе эксплуатации.

При неравномерном распределении нагрузок на элементы стропильной системы возникает риск перекоса кровли в сторону наибольших нагрузок. Для предупреждения такого явления разумно при выносе стропил за пределы стен строения формировать узел соединения с применением ползунов.

При этом варианте узел верхней затяжки врубается внахлест в бревно стропильного элемента способом «полусковородень» и соединяется при помощи болтов. В некоторых случаях верхнюю затяжку закрепляют при помощи бабки, которую крепят к коньковому бревну, таким способом предупреждая ее провисание.

В том случае, если предполагается, что распределение нагрузок по крыше будет неравномерным, то необходимо сделать узел закрепления стропильной пары к мауэрлату неподвижным при помощи опорного бруса либо способом врубки зубом. Тогда стропильная нога будет сообщать посредством мауэрлата на стеновые элементы только распирающее усилие.

При формировании такого соединения удается обеспечить максимально жесткое и прочное соединение мауэрлата со стропильной системой.

В том случае, если обустройства такого соединения по каким-либо причинам невозможно, то следует произвести соединение конструкции посредством установки верхнего ригеля и нижней затяжки, что позволит компенсировать распирающее действие стропильной системы на мауэрлат.

Крепление ригеля к стропильным ногам выполняется при помощи жесткого соединения, так как при создании подвижного узла не удастся добиться нужной статичности конструкции.

При расчете сечения бруса, необходимого для изготовления ригеля, следует учитывать, что на него также будет воздействовать нагрузка, сообщающаяся ему подвесным мансардным потолком.

Стропила наслонного типа

Наслонные стропила концами своих ног упираются на мауэрлат, расположенный в верхней точке несущих стен, а также на промежуточные опорные элементы.

Безраспорные стропила

Узел сочленения стропильных концов с мауэрлатом и коньком может производиться несколькими способами.
Первый способ заключается в том, что стропило упирается в мауэрлат и фиксируется посредством врубки зубом либо подшивки брусом, а усиление конструкции достигается использованием металлических уголков, которые предупреждают сдвиг стропильных ног в горизонтальном направлении.

В области конька стропильные элементы закрепляются посредством врубки. Для обеспечения более плотного соединения в области горизонтальной опоры целесообразно сформировать скос, что предупредит упирание стропильной щеки в коньковое бревно.

Другой способ заключается в формировании скользящего соединения в области примыкания стропильных ног к мауэрлату. При создании этого соединения его окончательная фиксация выполняется путем вбивания одного гвоздя либо установки гибкой металлической пластины в нижний узел.

Еще один вариант установки поперечин на крышу заключается в формировании жесткого узла соединения конькового прогона со стропильными элементами, но при возведении кровлей он используется относительно редко ввиду сложности его создания.

Какой бы из вариантов соединения вы ни выбрали, исход будет один и тот же. Он заключается в том, что, как ни крути, а один из концов стропила будет иметь скользящее сочленение, а другой будет жестким, работающим только в поворотном направлении.

Для того чтобы венчающее короб дома сооружение, представляющее собой несущий каркас, посредством которого формируется крыша, было максимально надежным, оно должно иметь прочные узлы стропильной системы.

Это тоже можно почитать:

Узлы стропильной системы

В строительстве крыш используется два вида стропильной системы, где стропила бывают наслонными и висячими. Выбор определенной системы стропил зависит от:

• функциональности крыши;
• от климатических особенностей данного региона;
• от количества нагрузок принимаемых крышей;
• от предпочтений владельца дома к архитектурному облику крыши.

Но, несмотря на выбранный тип стропил, в каждом из них узлы стропильной системы, которые обеспечивают прочность, надежность и долговечность всей конструкции крыши.

Конструкция и основные узлы висячих стропил

Висячие стропила представляют собой треугольную конструкцию, состоящую из двух стропильных ног, соединенных в верхней точке и нижней затяжке, которая соединяет между собой нижние концы стропильных ног. Благодаря нижней затяжке, стропила не передают распорные усилия на несущие стены, оказывая только вертикальное давление на стены.

При использовании висячих систем узел опирания стропил на маэурлат делать не обязательно, так как сам мауэрлат не устраивается, что упрощает сам процесс возведения крыши и удешевляет строительство.

Простейшая трехшарнирная конструкция стропильной фермы предполагает две стропильные ноги и затяжку. В этом случае высота конька должна быть не меньше 1/6 ширины пролета, перекрываемого такой треугольной фермой.

варианты врубки стропил в балку

Специалистами рекомендуется использовать ортогональный способ врубки стропильных ног в балку или в затяжку, когда продольная ось стропильной ноги располагается перпендикулярно к площадке врубки. В карнизном узле при такой лобовой врубке нижний торец стропила выполняется под прямым углом и в таком виде присоединяется в врубке затяжки или потолочной балки.

Узлы стропильной системы крыши в этом случае могут выполняться по методу одинарного или двойного зуба.

Для больших пролетов устройство висячих стропил предусматривает наличие составной затяжки, которая должна поддерживаться бабкой.

Бабка — это вертикальный брусок, который работает на растяжение. Если бабку делают из металла, то в этом случае её называют тяжем. Составную затяжку делают из двух или более брусьев, соединенных между собой косым или прямым прирубом.

Кроме этого стыки закрепляются болтовыми соединениями. Бабку могут выполнять даже из металлического прута, так как она работает на растяжение, прочность на сжатие ей не нужна. Бабка и вертикальная стойка по внешнему виду очень похожи, но существенная разница в том, что стойка принимает нагрузки на сжатие, поэтому она упирается нижним концом в балку, затяжку или лежень. Бабка или подвеска выполняет функцию подвески затяжки к коньковому узлу и имеет не жесткое соединение, которое может регулироваться. Такая система в настоящее время применяется редко.

Узлы опирания на мауэрлат

Если в чердачном пространстве планируется мансардное помещение, то висячие стропила усиливают затяжкой, которая располагается наверху. В этом случае, узлы стропильных конструкций делают при попрании на мауэрлат скользящим способом.

Затяжка же принимает на себя растягивающие нагрузки и чем выше она расположена, тем большие нагрузки она испытывает.

Если нагрузки на крышу будут распределяться не равномерно, то возникает риск съезжания кровли в сторону наибольших нагрузок. Для того, чтобы избежать этого делают соединения ползунами только, когда стропила выносятся на определенную длину за стены дома.

Верхняя затяжка врубается в стропильные ноги способом «полусковородень» внахлест и скрепляется болтами. Иногда верхнюю затяжку подвешивают еще и при помощи бабки к коньковому узлу, страхуя её от провисания.

Если нагрузки на крышу предполагаются неравномерные, то есть смысл сделать нижний узел крепления стропила и мауэрлата неподвижным с помощью опорного бруска или способом врубки зубом. В этом случае стропильная конструкция становится распорной и действует на несущие стены с распирающими нагрузками.

Поэтому мауэрлат крепится к стенам жестко и прочно. Если такой возможности нет, то делается стропильная конструкция с верхним ригелем и нижней затяжкой. Теперь уже стропильная ферма не оказывает на стены распирающего действия. Ригель должен крепиться к стропильным ногам жестким соединением, в противном случае вся конструкция будет неустойчивой.

При расчетах сечения ригеля и стропильных ног нужно учитывать, что на ригель будет оказываться нагрузка от подвесного потолка мансардного помещения.

Наслонные стропила: узлы и конструкция

Наслонные стропила должны опираться нижними концам стропильных ног на стены или какие другие опоры, если расстояние между ними не превышает 6 метров. Это могут быть внутренние стены или колонны, столбы. Выполняются они по трем схемам:

• стропила распорные и безраспорные;
• стропила с установкой подкосов;
• стропила устанавливаемые на подстропильных балках.

↑

Безраспорные стропила

Узлы соединения стропил с мауэрлатом и коньковым прогоном выполняются тремя способами.

Стропильная нога упирается в брус мауэрлата выпиленным зубом или подшитым бруском, дополнительное крепление осуществляется с помощью металлических уголков, исключающих подвижку стропильной ноги в горизонтальном положении и хомутов, закрепленных в стене. В коньковой части стропильные ноги соединяются врубками. При этом в месте горизонтальной опорной площадки рекомендуется делать скос, для того чтобы стропило своей щекой не упиралось в коньковый прогон. Т. е. делается скользящее соединение.

Другой способ возведения безраспорных стропил заключается в создании скользящего соединения в месте примыкания стропильной ноги к мауэрлату. Для этого в нижнем узле вбивается всего один гвоздь или ставятся гибкие металлические пластины.

Третий вариант создания узла стропил состоит в создании очень жесткого узла соединения стропил с коньковым прогоном и на практике применяется не часто ввиду сложности его изготовления.

Какой бы способ крепления не выбирался, принцип у них один — один конец стропильной ноги должен иметь скользящую опору, другой конец крепиться жестким способом, который может работать только в поворотном режиме.

Для создания устойчивых стропильных конструкций используют дополнительный элемент — схватку. Этот элемент вместе с вертикальными стойками призван удерживать конек от сдвигов в разные стороны под действием неравномерных нагрузок.

• Схватка устанавливается на высоте, примерно, 2 м от перекрытия.
• Для безраспорных стропильных конструкций схватка бесполезна, если на крышу не действуют никакие нагрузки. Она делается востребованной тогда, когда возникают нагрузки, а при аварийных ситуациях- просадке фундамента или прогибе конькового прогона схватка начинает работать на сжатие, тем самым спасая ситуацию.
• При установке схватки и вертикальных стоек их соединение закрепляется гвоздями.
• Размеры схватки выбираются такими же, как и брус для стропил, но иногда её допускается делать меньшего сечения.
• Схватки могут устанавливаться, как с одной стороны стропильных ног, так и с двух.
• При креплении ее гвоздями в стропильных ногах ослабления не наблюдается, но когда делают крепление на болтах, то несущая способность стропильных ног уменьшается. Поэтому требуется увеличивать сечение стропил.
• Для создания более устойчивой стропильной конструкции, практикуют установку подкосов, ригелей, прогонов.

↑

Распорные стропильные системы

Распорные стропила передают нагрузки на несущие стены здания. По своей сути они являются промежуточной формой висячих и наслонных стропил. В таких конструкциях схватка устраивается как можно ниже, если требуется снять высокие распорные нагрузки, но в этом случае она превращается в затяжку, для чего применяется иная конструктивная схема. При устройстве такой конструкции делается армированный пояс из железобетона и укладывается мауэрлат, связанный в жесткую раму по всему периметру стен дома.

Когда в доме имеется внутренняя стена, стропильную систему устраивают с использованием стоек, на которые опираются стропильные ноги. Вверху стропильные арки связываются ригелем, затяжкой или схваткой. При устройстве затяжки в верхней части стропильных ног давление от всей конструкции происходит вертикально на стены.

Когда стропильные ноги связываются верхним ригелем и нижней схваткой, образуется конструкция, которая производит распирающие усилия. Вертикальные стойки устанавливаются на лежни, и на внутренние стены. В коньковом узле стропила соединяются встык, и дополнительно укрепляются металлическими или деревянными накладками.

Устройство стропильной системы крыши и ее узлы

Я Михаил, директор компании, работаю исключительно с кровлями более 15 лет. Ниже расскажу вам о тонкостях и секретах материалов для крыши. Возникнут вопросы с радостью отвечу и помогу .
Михаил, ООО «СТМ-Строй»

Чтобы возвести каркас крыши, скорее всего вы будете использовать стропильную систему. Она достаточно надежна и проверена веками. К томуж же в такой системе можно использовать большое количество различных видов материалов.

Прежде всего, разберемся: от чего зависит надежность стропильной системы:

• от правильного выбора типа стропильной системы
• от прочности соединений в узлах стропильной системы
• от точности инженерных расчетов проектируемых нагрузок на крышу
• от правильного выбора материала
• от профессионализма плотников

Исходя из этого, можно сделать вывод, что монтаж стропильной системы недопустим без соответствующих расчетов, проектирования и составления плана стропильной системы и соответствующего профессионального опыта исполнителей. Не думаю, что строительство стропильной системы кустарным способом позволит получить действительно надежную крышу над головой.

Узлы стропильной системы и ее общий план

Общая конструкция стропильной системы – ее тип и наличие тех или иных узлов и элементов определяется исходя из:

• проектируемой формы крыши
• размеров перекрываемого пространства
• наличия и расположения внутренних несущих стен или опор

Рассмотрим стропильные конструкции на примере простых двухскатных крыш с различным расстоянием между несущими стенами.

До 6 метров

Для перекрываемого пролета длиной до 6 метров я советую строить простейшую наслонную стропильную систему, в которой стропила опираются непосредственно на мауэрлат (опорный брус по периметру дома). Жесткости этой конструкции вполне хватает для монтажа кровли из любого материала. При этом расход материалов для стропильной системы – минимальный.

До 8 метров

Если же расстояние между несущими стенами до 8 метров – я рекомендую связывать противоположные стропила ригелем.

12 метров и более

Еще один вариант наслонной стропильной системы – с использованием промежуточных стоек, опирающихся на внутренние стены или столбы. Если возможно устройство одной опоры для кровли – такая стропильная система может перекрыть расстояние между внешними стенами в 12 метров, а при наличии двух дополнительных опор – до 16 метров.

Для строения с расстоянием между несущими стенами до 12 метров (при отсутствии внутренних опор) я выбираю висячую стропильную конструкцию, в которой стропила опираются на сплошную (в крайних случаях – составную) затяжку, а затяжка – на мауэрлат.

Основными узлами для такой конструкции будут следующие:

• коньковый узел,
• узел опирания стропил,
• узел «балка-стойка-подкосы»,
• узел «стропило-подкос-стойка».

и другие узлы, в зависимости от наличия или отсутствия в конструкции ригелей, затяжки и т.д.

Определившись с общей конструкцией и основными узлами, я составляю план стропильной системы, который является частью проекта.

Наши работы

Технология устройства стропильной системы

После утверждения проекта начинаются монтажные работы. Технология устройства стропильной системы, в принципе одинакова для всех типов кровель и включает следующие операции:

1. Установка мауэрлата. Обычно я укладываю опорный брус на двойной слой рубероида (ил другой влагоизоляционный материал), чтобы предохранить древесину от гниения. Крепить мауэрлат к стене можно по-разному, но я предпочитаю делать это с использованием закладных шпилек – на мой взгляд, это наиболее надежный вариант. Хотя можно и привязывать хомутами к анкерам в стене.

2. Установка основных (крайних) стропил. Это особо важный этап строительства стропильной конструкции – от него зависит правильность плоскости ската. Я проверяю плоскость двумя диагональными шнурами: при правильной установке шнуры лишь слегка соприкасаются в точке пересечения.

3. Установка промежуточных стропил. Здесь могут быть различные варианты.

Обратите внимание

Но в любом случае соотношение размеров промежутков и сечения стропильных ног должно обеспечивать проектную прочность всей конструкции. Чтобы обеспечить точность врезки деталей в узлах я использую шаблон, хотя иногда необходима и ручная подгонка деталей.

4. Установка конькового бруса. В некоторых случаях (особенно, когда угол наклона ската крыши небольшой), я монтирую прочный коньковый прогон, на который передается часть нагрузки от стропил. Таким образом, обеспечивается большая прочность конструкции. Такой прогон крепится к фронтонам или опирается на вертикальные стойки.

5. Монтаж утеплителя. Этот этап зависит от выбора утеплителя. Главное при этом обеспечить защиту утеплителя от наружной влаги и конденсата.

6. Монтаж обрешетки. Вид и материал обрешетки зависит от выбранного кровельного материала. Для мягкой черепицы, рулонных видов покрытия и металлочерепицу я рекомендую сплошное покрытие из толстой многослойной фанеры или ОСП. Под черепицу цементно-песчаную или керамическую, а также стальную кровлю не обязательно сплошное покрытие.

Здесь я исхожу из размеров элементов кровли: важно, чтобы стыки не «висели» в воздухе, а опирались на обрешетку. Если для обрешетки берется доска, я не использую сырую или слишком широкую. Так как со временем обрешетка начинает коробиться и крепление кровельного материала ослабевает.

7. Монтаж кровельного покрытия. Я работаю с различными материалами. Здесь предпочтение отдается вкусу хозяина и достаточной надежности защиты от осадков. Шиферное и черепичное покрытие для пологих скатов я бы не советовал.

Статьи по теме

• 

В любом случае, я считаю, что монтаж стропильной конструкции должен осуществлять специалист. Особенно если это касается врубки и соединений в узлах.

Если планируете устройство крыши на доме, могу предложить свои услуги. Обращайтесь по телефону: +7 (495) 795-82-20 , я приеду, все посчитаю и расскажу. Я со своей бригадой всегда готов сделать свою работу качественно и оперативно.

Желаете получить надежную защиту для своего дома, которая прослужит Вам не одно десятилетие, практически без ремонта кровли – заказывайте монтаж стропильной системы у нас!

Дополнительные материалы по теме

Готов ответить на все вопросы, касающиеся устройства вальмовой стропильной системы – обращайтесь, всегда рад оказать помощь.

Ваши отзывы, комментарии, вопросы

Уважаемые посетители! В комментариях мы периодически, по мере занятости, будем отвечать на Ваши вопросы. Чтобы мы ответили Вам оперативно (в течении часа) вы можете: позвонить +7 (495) 795-82-20, +7 (916) 072-17-82, написать личное сообщение или оставить заявку на бесплатную консультацию по телефону.