595 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коньковый узел стропильной крыши

Узлы крепления стропильной системы

В любом здании основные элементы, на которые выпадает максимальная нагрузка – это фундамент, стены и крыша. Качество монтажа кровли во многом зависит от того, правильно или нет, выполнено устройство стропильной системы. Если узлы крепления стропильной системы не отвечают определенным требованиям, то такая крыша не прослужит даже минимального эксплуатационного срока без ремонтных работ.

Требования к стропильной системе

Стропильная система любой кровли должна соответствовать таким важным требованиям, как:

  • Максимальная жесткость. Любой узел каркаса должен выдерживать нагрузки, не подвергаясь при этом деформации или смещению. Получаемый при обустройстве стропильной системы треугольник должен обеспечивать жесткость конструкции, и ее максимальную устойчивость;
  • Оптимальный вес. В зависимости от кровельного материала выбирают материал, используемый для стропил. Обычно выбирают деревянный брус, но для тяжелых крыш может быть использован и металл.

Разновидности стропильных систем

Крыша может быть обустроена одним из видов стропильной системы, которых существует всего два:

  • Висячие стропила;
  • Наслонные стропила.

Висячая стропильная система

Такая система оптимальна в случае двускатной кровли, когда величина пролета между стенами составляет не более 6-ти метров, но при установке дополнительных элементов применима и для более широких вариантов проемов. Нижней основой для опоры служит мауэрлат, верхняя же часть конструкции упирается друг в друга. Такая конструкция содержит и затяжку – необходимую для снятия нагрузки со стен, за счет уменьшения распора стропил. Балочные затяжки устанавливаются снизу стропильных ног и могут выполнять функции балок перекрытия.

Если затяжка расположена выше нижней части стропильной системы, то она называется ригелем . К важным моментам обустройства стропильной системы такого типа можно отнести:

  • Не следует допускать, чтобы кровельный свес опирался на нижнюю часть стропильных ног, которые выводятся за пределы стенки. В такой ситуации лучше всего использовать кобылку (ширина свеса при этом устанавливается в пределах одного метра). При таком обустройстве стропило будет опираться на мауэрлат. Сечение бруса для кобылки выбирается меньшим, чем для стропил;
  • Чтобы придать крыше дополнительной жесткости, и не допустить ее шатания и разрушения сильными порывами ветра, на скате прибивается ветровая доска, к мауэрлату от конька;
  • При влажности материала, используемого для обустройства стропильной системы более 18%, следует предусмотреть шаткость, которую будет вызывать постепенное высыхания древесины. Именно поэтому крепеж должен осуществляться болтами или винтами, а не гвоздями.

Наслонная стропильная система

Такое обустройство применимо для кровель с расстояниями между стен от 10 метров (максимум 16 метров). Уклон может быть выполнен под любым углом, а внутри здания находятся несущие стены или поддерживающие колонны. Сверху для стропил основной опорой служит коньковый прогон, а снизу эту функцию выполняет мауэрлат. Поддержку внутреннего прогона осуществляет или внутренняя стена, или стойки. За счет наличия только вертикального типа нагрузок, отпадает необходимость в монтаже затяжки.

При 16-ти метровом пролете замена прогона конька выполняется двумя боковыми конструкциями, опорой для которых будут служить стойки.

Особое внимание на обустройство крыши с использованием стропильной системы наслонного типа следует обратить на такие нюансы:

  • Толщина всех деревянных элементов должна составлять как минимум 5 см;
  • Бруски должны иметь гладкую поверхность, а также требуют обработки антисептическим средством, для предотвращения развития гниения и образования грибка;
  • Следует строго соблюдать правила обустройства стропильной системы, не выполняя монтаж дополнительных элементов по своему усмотрению, так как это может привести к нарушению прочности и целостности всей конструкции;
  • Расположение мауэрлата относительно стен должно быть строго горизонтально, чтобы предотвратить опрокидывание опор;
  • Расположение стоек и откосов стараться делать максимально симметрично;
  • Обязательно следует предусмотреть техническую вентиляцию, которая будет позволять воздуху беспрепятственно циркулировать и высушивать воздух;
  • Обязательно следует выполнять качественную гидроизоляцию кровли;
  • Если опора, подкос или нога стропил не имеет опоры, то ее длина не должна превышать 4,5 метров.

Особенности расчетов стропильной системы двускатной крыши показаны в видео:

Основные узлы стропильных систем

К основным узлам стропильной системы кровли можно отнести:

  • Стропила. Они выполняют функцию скелета, оказывая поддержку внутренних и внешних элементов крыши, а также служат основой для прокладки коммуникаций;
  • Мауэрлат. Это своеобразный кровельный фундамент, представляющий собой балку, на которую устанавливается вся конструкция. Он выполняет важную функцию – равномерное распределение нагрузки всей конструкции;
  • Прогон. Предназначен для скрепления между собой стропильных ног и может располагаться как сверху, так и сбоку;
  • Затяжка. Служит для фиксации стропил в нижней части конструкции;
  • Подкосы и стойки. Обеспечивают максимально устойчивое расположение стропильных балок;
  • Конек. Место соединения скатов кровли;
  • Кобылки. Это продолжения стропильных ног, которые иногда обустраиваются;
  • Ригель. Необходим для качественной и надежной опоры несущих элементов;
  • Лежень. Поперечный брус, необходимый для распределения нагрузки.

Кроме перечисленных элементов, в конструкцию входят узлы крепления стропильной системы кровли. При их выполнении необходимо обязательно соблюдать определенные правила.

Следует использовать такие виды креплений:

  • С упором на конец перекладины ;
  • Зубьями в упор ;
  • Зубьями в шип .

Выбирать количество зубьев следует в зависимости от уклона ската, а дополнительная надежность конструкции может быть создана при помощи уголков из металла.

К основным узлам крепления стропильной конструкции относятся:

  • Балочный узел;
  • Мауэрлатный узел;
  • Коньковый узел.

Балочный узел

Крепление выполняется специальными метизами с уголками из металла, или древесными брусьями, шипами и накладками.

Мауэрлатный узел

Такое крепление может быть выполнено как по жесткой технологии, так и по скользящей. Жесткая технология предполагает установку между мауэрлатом и стропилом прочного соединения, предотвращая возможность соскальзывания, прогиба или выскакивания. Для этого используются специальные опорные уголки с брусками. Полученный в результате узел скрепляется проволокой с применением метизов. При этом забивать гвозди следует наискосок, чтобы они входили в древесину наперекрест. Последний гвоздь должен быть вбит по вертикали.

В случае скользящего крепления совмещение выполняется с применением специального механизма, который позволяет передвигать стропильную ногу в необходимом направлении. Для этого выполняется врезка на опорах, на которые потом укладывается мауэрлат. Закрепляется конструкция, как и в предыдущем случае, скрещенными гвоздями. Такой способ обустройства узлов соединения позволяет всем узлам стропильной конструкции смещаться в некоторых пределах.

Коньковый узел

В этом случае крепление также может быть выполнено двумя видами – встык и внахлест. При стыковом соединении верхушка опор обрезается со скосом, как и угла наклона крыши. Они опираются в такие же подрезанные противоположные опоры. Крепление выполняется с использованием гвоздей, в количестве двух штук. Их забивают сверху под определенным углом. Швы, которые образуются между опорами, соединяют металлическими накладками или пластинами. Во втором случае скрепление выполняется стыковкой внахлест, не торцевыми частями, а боковыми участками и закрепляются при помощи болтов.

Заключение

Выполняя работы по монтажу крыши, обустройству стропильной системы следует уделить тщательное внимание, не допуская нарушения технологических процессов. Это обеспечит конструкции прочность, долговечность и надежность.

Принципы крепления узлов 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.

Стропильная система: узлы соединения

Деревянные стропильные фермы строятся либо из наслонных, либо из висячих стропил, соответственно, их вид называется наслонным или висячим. Выбирая устройство того или иного вида системы кровли, руководствуются следующими критериями:

  1. климатические характеристики региона,
  2. нагрузка на крышу атмосферных осадков (дождевые и талые воды, ветер),
  3. функциональность кровли,
  4. архитектурная форма выбранного владельцем проекта кровли.

Какой бы вид системы деревянных ферм ни был выбран, профессиональное и прочное устройство узлов системы гарантирует основательность и долговечность всей крыши. Поэтому устройство конструкций и узлов наслонных кровельных систем стоит поручить квалифицированным мастерам: их расчетная схема и качественная установка подвластна только специалистам.

Коньковый способ соединения наслонных стропильных ног друг с другом вверху с помощью ригеля делают вполдерева, когда у соединяемых между собой бревен вырубают паз в полтолщины бревна и пазы бревен идеально входят один в другой.

Основные термины

  • Стропила — несущая часть крыши из наслонных стропильных ног, подкосов и вертикальных стоек, опирающихся на мауэрлат.
  • Стропильная нога — одна стропилина.
  • Мауэрлат — опора для стропил, горизонтальный брус, расположенный на стенах, распределяющий на них равномерную нагрузку крыши с атмосферными осадками.
  • Затяжка — горизонтальная балка, соединяющая стропила; освобождая их от действий горизонтальной силы, придает крыше устойчивость.
  • Бабка — вертикальная опорная деталь для укрепления стропил, нижней частью опирается на затяжку, верхняя — служит опорой для стропил.
  • Распорка — брус, вставленный между бревнами, чтобы препятствовать их соединению.
  • Подкос — наклонный брус, поддерживает горизонтальные элементы кровли (балки и перекрытия), опираясь на вертикальные детали (стойки и колонны).
  • Конек — верхняя горизонтальная балка, образуемая стыком скатов кровли.

Узлы соединения кровельной системы делятся на три условные группы:

  1. узел соединения ног и мауэрлата,
  2. узел соединения ног и элементов деревянной фермы для придания жесткости и прочности конструкций,
  3. узел стыкования частей стропил для их удлинения.

Способ соединения стропил и мауэрлата бывает жестким и скользящим.

Узел соединения конструкций нельзя делать жестким всегда: от погодных условий древесина может разжиматься и сжиматься, и при жестком соединении конструкций наслонных систем есть опасность деформации несущих стен из-за возникновения на них больших распорных нагрузок.

Жесткие узлы

Чтобы получить жесткий узел соединения, применяют:

  1. устройство врубки на стропильной ноге: врубка делается глубиной не более 1/3 высоты доски; стропило упирается в мауэрлат и фиксируется гвоздями: двумя, вбитыми под углом друг к другу с боков стропила, и одним гвоздем, вбитым вертикально.
  2. нашивка подпорного бруса на стропильную ногу: к стропильной ноге подшивается метровый брусок, и им нога упирается в мауэрлат, сбоку, чтобы не сдвинуться в сторону, стропильная нога крепится металлическими уголками.

Узлы опирания наслонных стропил

Скользящие узлы

Система скользящих узлов соединения применяют в конструкциях наслонных стропил. Висячие стропила применяют для возведения кровли зданий из оцилиндрованного бревна, в которых стропила имеют упор на коньковый прогон, несущие стены распорных нагрузок не несут, а поэтому и не требуют скользящего крепления.

После постройки конструкций деревянных наслонных ферм кровля в течение нескольких лет дает усадку, ферма при этом находится в постоянном движении, поэтому жесткие крепления могут деформировать стены. Перед соединением стропил в узлах крепления узел получает некоторую свободу движения следующими способами.

На стропильной ноге производится упирающийся в мауэрлат запил. Далее нога укрепляется гвоздями: два гвоздя наискосок в мауэрлат с обеих сторон стропила и одним — в мауэрлат сверху вертикально (или металлическими пластинами с отверстиями для гвоздей) и скобами.

  1. Стропило опускается за границы стены и металлическими уголками фиксируется на мауэрлат.
  2. Применение металлических конструкций крепления под названием «салазки».
  3. Стропильная нога упирается в мауэрлат всегда, но и стропило, и мауэрлат могут двигаться друг относительно друга, если возникает такая необходимость.
  4. Для уменьшения риска сноса наслонных крыш штормовым ветром подкосы, бабки и распорки соединяются с висячими стропилами хомутами и скобами, а ноги — проволочным скрутками.

Схема соединения стропильных ног

Узел опирания скользящим способом

При значительных пролетах кровли необходимо удлинение конструкций стропильных ног следующими способами соединения:

  1. косым прирубом: торцы стропильных досок сращиваются сверху болтом с диаметром 12-14 мм под углом 45%,
  2. встык: торцы стропильных досок обрезаются под углом 90%, накладками досок стыки в шахматном порядке с обеих сторон прибиваются гвоздями (прикручиваются саморезами),
  3. внахлест: торцы досок обрезаются под любым углом, и доски укладываются друг на друга внахлест.

Система соединения наслонных стропил с прочими элементами конструкций

Коньковый способ соединения сверху:

  1. Доски под углом обрезаются таким образом, чтобы устройство их соединения друг с другом было плотным, и прибиваются гвоздями с двух сторон.
  2. Ноги крепятся прямо к коньку с помощью запила необходимой формы на торце стропил.
  3. Ноги соединяются между собой внахлест в коньковый верх гвоздями или металлическими саморезами.
  4. Используя любой вид крепления, следует дополнительно подстраховаться — сделать укрепление всех конструкций соединения металлическими пластинами или досками.
  5. Висячие стропила при больших нагрузках соединяются друг с другом одинарным или двойным зубом или «в шип» (см. сноску-примечание).

Примечания:

Основные узлы висячих стропил

  1. Система соединения в шип очень прочная, поэтому часто применяется в работе с деревом. Шип — выступающая часть на конце бревна, входящая в гнездо, шпунт или проушину другого бревна. Размер и форма шипа должна совпадать с формой и размером гнезда или проушины.
  2. Соединение зубом: в конце одного бревна вырубается ступенька, в конце другого — выемка; ступенька и выемка должны соответствовать друг другу по форме и размеру, тогда соединение бревен будет плотным.

Все узлы соединения ног с прочими элементами крыши для большей надежности требуют дополнительных конструкций закрепления: болтов, шурупов, скоб или саморезов, при этом в досках отверстие делается на 1 мм меньше диаметра самореза, а скобы забиваются с двух сторон соединяемых элементов.

Коньковый способ соединения наслонных стропильных ног друг с другом вверху с помощью ригеля делают вполдерева, когда у соединяемых между собой бревен вырубают паз в полтолщины бревна и пазы бревен идеально входят один в другой. Затем узел укрепляют болтами и дополнительными скобами.

Чтобы кровля была ровной, стропильные ноги должны быть одинаковыми. Для этого предварительно необходимо изготовить шаблон для последующих врезок и запилов остальных стропил. Так поступают профессионалы.

Кажется, все не сложно, если есть голова и руки. Но, как в любом деле, требуется опыт: крыша — серьезная конструкция, ни один любитель не изготовит системы узлов соединения деревянной фермы лучше, чем профессионал.

Узлы стропильной системы: как крепить правильно

Основным препятствием для начинающих застройщиков, даже если речь идет о несложной крыше, может стать недостаток знаний о том, что такое узлы стропильной системы. Как их выполнить, чтобы получить прочную, надежную и устойчивую крышу?

Началом проектирования скатной крыши является выбор стропильной системы, которая должна выполнять функции несущей конструкции. Тип конструкций определяют исходя из вида кровли.

В одном случае стропила – это брусья или доски, выступающие в качестве «скелета» крыши, который удерживает вес утеплителя и кровельного материала. В другом они могут быть составные, и собираются из отдельных элементов, известных как стропильные ноги.

Доска и брусья должны пройти специальную пропитку – противопожарную и антисептическую. Чем качественнее это будет выполнено, тем дольше прослужат .

Составные каркасы подразделяют на два вида: наслонные и висячие. Выбор конкретной системы, помимо архитектурных предпочтений владельцев, зависит от некоторых параметров крыши:

  • ее функциональности,
  • количества испытуемых нагрузок, включая связанные с климатическими особенностями данного региона.

Висячие стропила промежуточных опор не имеют, поэтому создают существенное распирающее усилие, которое в горизонтальной плоскости передается стенам. Для его уменьшения используют затяжку (деревянную или металлическую), которая, соединяя ноги, завершает треугольную конструкцию. Ноги в ней работают на изгиб и сжатие. Затяжка может быть расположена у основания, и служит в этом случае балкой перекрытия (такой вариант чаще встречается при устройстве мансард), или выше.

Чем расположение затяжки выше, тем она, с одной стороны, должна быть мощнее, а с другой – надежнее соединена со стропильными ногами.

Наслонные виды устраивают в домах, имеющих среднюю несущую стену или столбчатые промежуточные опоры. Опираются они своими концами на наружные стены, средней частью – на опоры или внутреннюю стену. В итоге элементы работают по принципу балок – только на изгиб. Вес стропильной системы в случае наслонных при одинаковой ширине дома меньше: для нее требуется меньше пиломатериалов, стало быть, и денежных затрат.

Если над несколькими пролетами устанавливают единую кровельную конструкцию, висячие и наслонные фермы могут чередоваться: для участков без промежуточных опор – устанавливают висячие, там, где есть – наслонные.

Как правильно установить стропильную систему ↑

Одним из условий надежности будущего строения является правильное устройство узлов крепления стропильной системы.

Наслонные стропила скатной крыши обычно имеют самое меньшее три точки опоры. Их количество может меняться в зависимости от размеров пролета. При ширине пролета до 10 м необходима одна дополнительная опора, при больших значениях их количество увеличивается.
Конструкция висячих также зависит от ширины пролета. Если он небольшой, затяжку обычно заменяют ригелем. С увеличением пролета затяжка начинает провисать, а ноги – прогибаться.

При величине пролета
до 9 м висячие стропила поддерживаются бабкой – специальным вертикальным брусом. Концы ног крепят в ее верхний конец при помощи скоб или хомутов, бабку с затяжкой – хомутом.
до 13 м – укрепление проводят при помощи подкосов. Верхними концами они опираются в ногу, причем ее длина между опорами не должна быть больше 5,5 м, а нижними – в бабку.
до 17 м ноги в нижней части усиливают при помощи подмог, для верхней – используют шпренгельную систему: затяжку крепят к двум бабкам и устанавливают между ними ригель.

Как правильно крепить стропила ↑

Проводится ли замена стропильной системы или ее монтируют в новом доме, следует придерживаться определенных правил.

Простое крепление ноги и балки может оказаться даже разрушительным – при создании давления на стропило его конец начинает скользить по балке, что приводит к разрушению кровли.

Чтобы избежать скольжения и обеспечить надежность, используют следующие виды соединений:

  • зуб с шипом,
  • зуб с упором,
  • упор в конец балки.

Возможно использование и двух зубьев – это зависит от угла наклона. Для крепления дополнительно к этому соединению используют также металлические уголки.

Основные узлы каркаса крыши ↑

Узел крепления к балке ↑

  • В пятке стропила изготавливают зуб с шипом, в балке с соответствующим гнездом для шипа вырезают упор.
  • Глубина гнезда составляет порядка 25–30% от толщины балки.
  • Врубку выполняют на расстоянии 0,25–0,4 м, начиная края балки, который свисает.
  • Одинарный зуб выполняют, как правило, вместе с шипом, который не допускает сдвига вбок. Поэтому такое соединение называют «зуб с шипом и упором».

В случае полой крыши, угол наклона которой меньше 35°, стропильные ноги устанавливают так, чтобы опорная площадь на балку увеличилась. Для этого пользуются врубкой двумя зубами:

  • в два шипа;
  • упор с шипом и без;
  • двумя шипами в замок.

Все соединения в конструкции выполняются при помощи крепежей:

  • металлических – шурупов, гвоздей, болтов с шайбами, различных уголков;
  • деревянных – брусьев, треугольных накладок (косынок), шипов.

К мауэрлату: ↑

Есть две технологии, согласно которым стропила крепят к мауэрлату .

Жесткое – в этом варианте между данными конструктивными элементами полностью исключается возможность каких-либо воздействий (сдвигов, поворотов, изгибов, кручения). Для достижения подобного результата:

  • при креплении используют уголки с подшивным опорным брусом;
  • выполняется седло (запил) на ноге, полученное соединение дополнительно закрепляется с помощью проволоки, гвоздей и скоб. Гвозди прибивают с боков, по направлению друг к другу под углом (внутри мауэрлата они скрещиваются), затем забивается третий гвоздь в вертикальном положении. Это более распространенный метод крепления.

Скользящее (шарнирное) – подобного сопряжения, имеющего два уровня свободы достигают за счет использования специального крепежа, который обеспечивает возможность одному из сопрягаемых элементов свободно перемещаться (в заданных пределах).

Можно выделить следующие варианты скользящего крепления стропил и мауэрлата:

  • выполняется запил, после чего стропила запилом укладывают на мауэрлат:
  • элементы соединяют наискось двумя гвоздями по направлению друг к другу;
  • соединяют одним гвоздем, который прибивают вертикально сверху вниз в тело бруса-основы через ногу;
  • альтернативой гвоздям могут послужить стальные пластины с отверстиями для гвоздей;
  • крепят доски к мауэрлату с помощью скобы;
  • выпускают стропильную ногу за стену и выполняют единичную фиксацию крепежными пластинами;
  • используют специальный стальной крепеж – «салазки».

Во всех этих случаях обеспечен упор ноги в мауэрлат, но при подвижках элементы системы имеют возможность двигаться по отношению друг к другу.

Подобное сопряжение особенно актуально для деревянных домов, воздвигаемых из бруса или бревен, которые со временем претерпевают усадку. Использование жесткого сопряжения может стать причиной нарушения целостности стен.

Стропильная система бывает «плавающей» или жестко-закрепленной. Плавающая крепится на специальных кронштейнах, которые позволяют деревянному каркасу «садиться» одновременно с усадкой фронтонов и не дает им зависать над коньковым бревном .

Узел конькового соединения ↑

Способов соединения в коньковой части – три.

Встык
Верхний край стропил обрезают под тем же углом, что и угол наклона крыши, упирают в находящееся с противоположной стороны нужное стропило, оно должно быть так же обрезано. Обрезку углов обычно делают по шаблону. Для фиксации под коньком используют два гвоздя (150″) или больше. По одному гвоздю под углом забивают в верхнюю плоскость первого и второго стропила, они при этом должны войти в срез противоположного. Коньковый стык дополнительно укрепляют, наложив на него сбоку деревянную накладку или металлическую пластину, которую притягивают болтами или гвоздями.

Крепление на коньковый брус
Конструктивно этот способ довольно похож на первый. Единственное, между стропилами, спиленными под углом, укладывают коньковую балку. Процесс этот достаточно трудоемкий, поэтому коньковый прогон особой популярностью при строительстве крыши не пользуется.

Внахлест

Это наиболее распространенный способ. Он достаточно похож на первый, только соединение осуществляют не стык, а внахлест. Стропила в этом случае соприкасаются боковыми плоскостями, а не торцами. Их стягивают болтом или шпилькой (можно гвоздями).

Узлы стропильной системы или из чего состоит деревянный каркас скатных крыш

Любая крыша ежедневно подвергается различным нагрузкам, так как на нее действует ветер, осадки, а также она удерживает кровельное покрытие. Чтобы со всеми этими нагрузками крыша могла справляться в течении многих десятков лет, ее необходимо правильно сконструировать. Поэтому, всем желающим заняться строительством самостоятельно, рекомендую разобраться какие детали и узлы стропильной системы существуют, и какую функцию они выполняют.

Стропильная система представляет собой сложную конструкцию, состоящую из множества различных узлов

Элементы каркаса

Все детали стропильных систем условно можно поделить на два типа:

  • Основные. Эти детали формируют каркас кровли, именуемый стропильной системой. Без них не обходится ни одна кровля;
  • Дополнительные. К этой группе относятся элементы, которые у одних типов крыш могут присутствовать, а другие обходятся без них. Задачей дополнительных элементов является повышение жесткости и прочность каркаса.

Далее ознакомимся с обоими видами узлов.

Мауэрлат позволяет равномерно распределить нагрузку от кровли на стены

Основные узлы

Итак, к основным узлам и деталям стропильной системы относятся следующие элементы:

  • Мауэрлат. Это, можно сказать, основа всех кровельных систем, так как на мауэрлат опираются стропильные ноги. Конструкция его предельно простая, по сути, это обычный брус (бревно в бревенчатых домах), уложенный по периметру стен. Его задача заключается в том, чтобы равномерно распределить нагрузку от крыши на стены строения.

Надо сказать, что у двускатной крыши мауэрлат может располагаться не по периметру, а только на боковых стенах, так как на торцевых стенах располагаются фронтоны, представляющие собой продолжение стены;

  • Стропильные ноги (далее СН), или просто стропила. Эти детали являются несущим элементом, образующим скат и его угол наклона. Они воспринимают на себя ветровую и снеговую нагрузку, а также вес кровельного материала, и передают на стены через мауэрлат и другие элементы.

Стропила бывают боковыми (основными), диагональными (устанавливаются на стыке скатов вальмовых крыш) и укороченными (опираются на мауэрлат диагональные стропила);

Фермой называется конструкция, образованная двумя СН

  • Стропильные фермы. Их образуют парные (ответные) стропильные ноги. Надо сказать, что стропильные фермы присутствуют у всех скатных крыш кроме односкатных, так как они не имеют ответных стропил;
  • Коньковый узел. Является вершиной стропильной фермы, т.е. образован стыком двух СН. Коньковый узел, как и сами фермы, отсутствует только у односкатных крыш.

Вершина фермы называется коньковым узлом

Вот и все основные узлы деревянных конструкций кровли, которые их формируют.

Дополнительные

К дополнительным деталям можно отнести:

  • Прогон. Это горизонтальная балка, которая связывает все СН в пределах одного ската;
  • Коньковый прогон. Представляет собой такую же горизонтальную балку, как и обычный прогон, но которая проходит в коньковом узле, т.е. соединяет одновременно две ноги каждой фермы.

Надо сказать, что коньковый прогон может быть установлен несколькими способами – над стыком стропил, по центру стыка, т.е. ноги опираются на прогон, или под стропилами;

  • Затяжка (ригель, схватка). Представляет собой балку, которая соединяет две ответные ноги, не давая им разъезжаться. Можно сказать, что затяжка снимает распорную нагрузку с несущих стен;

Основные элементы каркаса крыши

  • Опоры. Могут подпирать стропила, все виды прогонов или затяжки. Опоры передают нагрузку на внутренние стены здания, колонны либо перекрытия;
  • Подкосы (подстропильные ноги). Представляют собой наклонные опоры, на которые возлагается та же функция, что и на вертикальные стойки. Единственное, подпирают они только ноги, т.е. являются одним из элементов деревянных ферм. Подстропильные ноги передают нагрузку на несущие элементы здания, либо на перекрытие;
  • Кобылки. Эти элементы образуют свес ската в том случае, если СН не выходят за пределы стен. По сути, они удлиняют СН, т.е. являются их продолжением.

Вот и все элементы, из которых состоят каркасы скатных крыш.

Несколько слов о видах систем

Итак, с узлами мы разобрались, теперь давайте рассмотрим основные виды стропильных конструкций. Их существует несколько:

  • Односкатные. Как я уже говорил, эти конструкции не имеют ферм. Угол ската образуется за счет разной высоты стен, на которые укладываются СН, или за счет прогона, который укладывается на стойки, установленные на одной из стен;

Схема устройства односкатной крыши

  • Двускатныенаслонные. Наслонными стропилами называются стропила, которые подпираются стойками или подкосами, передающими нагрузку на внутренние несущие элементы здания. Каркас таких конструкций образован только фермами, т.е. они не имеют диагональных ног.

Схема устройства наслонных конструкций

  • Двускатные висячие. Висячие стропила от наслонных отличаются тем, что они передают всю нагрузку от крыши только на наружные стены;

Схема устройства висячих конструкций

  • Вальмовые. В отличие от двускатных, на торцах вместо вертикальных фронтонов имеют наклонные вальмы, т.е. торцевые скаты. Как я уже говорил, вальмы образуют диагональные и короткие ноги;

Схема устройства вальмовой конструкции

  • Ломаные. Представляют собой двускатную конструкцию, каждая СН которой разделена на две части и располагается под разным углом. Коньковые, т.е. верхние ноги образуют пологий скат, а нижние – крутой. Такая конструкция позволяет увеличить чердачное пространство, в результате чего оно может использоваться как дополнительный этаж.

Схема устройства ломаной конструкции

Типовые ломаные (мансардные) системы имеют стойки, на которые опираются верхние и нижние СН. Ответные стойки связаны между собой затяжками (чердачными балками перекрытия).

Существуют еще полумансардные конструкции, которые по сути, являются обычными висячими системами двухскатной крыши. Единственное, их крепление с мауэрлатом обычно делают скользящим (подвижным), что позволяет увеличить прогиб СН, и тем самым снизить распорную нагрузку на стены.

Несмотря на то, что конструкции и у всех вышеперечисленных систем разные, состоят они из одних и тех же деталей, с которыми мы уже ознакомились.

Напоследок о креплениях

Напоследок предлагаю рассмотреть как осуществляются соединения основных узлов таких как:

Остальные детали особого внимания не заслуживают, так как их состыковка чаще всего происходит путем запила места сопряжения (для увеличения площади прилегания деталей) и накладки стальных пластик/уголков, которые фиксируются шурупами. Иногда крепежные элементы даже не используются, т.е. детали крепятся друг к другу шурупами без каких-либо накладок.

Соединение стропила и мауэрлата

Узел крепления ноги и мауэрлата может быть выполнен несколькими способами:

  • При помощи пазов. В этом случае под мауэрлат выпиливаются пазы, в которые вставляется СН. Затем она дополнительно крепится к мауэрлату с двух сторон стальным уголком;

Пазовое крепление применяется совместно с металлическими уголками

  • Зубом и шипом. Такой способ обычно применяют для крепления СН к затяжке. Принцип его основан на том, что в торце запиленной СН выбирают шип, а в затяжке – паз. Кроме того, сама нога упирается в так называемый зуб, т.е. выступ в затяжке, которые принимает на себя распорную нагрузку.

Крепление зубом и шипом применяется крайне редко

Надо сказать, что в последнее время крепление типа зуб с шипом применяется редко, так как гораздо проще использовать специальные крепежные элементы, те же уголки и пластины;

  • Путем запила. В этом случае СН запиливается так, чтобы на стыке с мауэрлатом образовался прямой угол, в результате чего стропило не только ложится на брус, но и упирается в его боковую поверхность, передавая таким образом распорную нагрузку. Надо сказать, что вместо запила можно закрепить брусок, как показано на схеме ниже.

Крепление СН путем запила требует установки кобылок для устройства свеса

В случаях, когда нужно обеспечить подвижное соединение СН с мауэрлатом, используют специальный крепежный элемент – ползун.

Соединение стропила и конькового прогона

Соединение СН и прогона может быть выполнено следующим образом:

  • При помощи паза. В СН выполняются два ответных запила, в результате чего после стыка стропил образуется паз под коньковый прогон;
  • Жестким защемлением. Принцип основан на том, что под прогоном и над ним устанавливаются затяжки;

Схема крепления путем жесткого защемления

  • Путем запила. Это наиболее простой и распространенный способ, принцип которого основан на запиливании СН для максимального прилегания к балке. При этом фиксация осуществляется стальным уголком.

Вот, пожалуй, и все основные нюансы сборки стропильных систем.

Вывод

Мы с вами выяснили из каких деталей состоят стропильные системы, каких видов они бывают и как осуществляется соединение основных их элементов. Если какие-то моменты я упустил или что-то вам непонятно – пишите комментарии, и я с радостью отвечу на ваши вопросы.

Читать еще:  Постройка крыши дома крепления балок
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector