Как правильно закрепить стропила. Основные элементы стропильной конструкции

Как правильно закрепить стропила. Основные элементы стропильной конструкции

Стропильный каркас – это, прежде всего, система взаимосвязанных опорных составляющих из древесины или металла. Данные элементы способны придать конструкции нужную форму, величину наклона и равномерно распределить на несущие стены ее вес.

Основными деталями каркаса являются стропильные ноги, изготавливаемые из балок, смонтированных под углом. Их попарно скрепляют вдоль ската, при этом в верхней части соединения они образуют конек.

Стропила бывают двух видов:

1. Наслонными . Такое название получили элементы, имеющие в кровельной конструкции две опорные точки – на мауэрлат и коньковый прогон. Систему данного типа задействуют, когда внутри строения возведена одна или больше несущих стен, на которые можно устанавливать стропила. Такой вариант крепления дает возможность их разгрузить благодаря дополнительной установке опор, монтируемых вертикально.
2. Висячими . Данный вид стропил имеет лишь одну опорную точку, которая находится там, где производится крепление стропил к стене дома или мауэрлату. На конструкцию, относящуюся к висячему типу, оказывается 2 вида нагрузки - на изгиб и на распирание. Поэтому ее нужно усиливать при помощи горизонтально устанавливаемых компенсирующих элементов - затяжек, ригелей и прочих.

Чаще всего системы стропил фиксируют на мауэрлате. Такое название получил массивный брус (балка), имеющий сечение 150х150 или 200х200 миллиметров. Его укладывают вдоль несущих стен, на которые в дальнейшем станут опираться ноги стропил.

Мауэрлат уменьшает давление на стены постройки и одновременно равномерным образом распределяет вес, который имеет кровельный пирог. Для крепления балки к верхнему краю несущих стен задействуют анкерные болты или металлические шпильки, которые вмуровывают.

Крепление стропил скобами. Как крепить стропила крыши разной конструкции?

Возведение стропильной системы – целое искусство, требующее особого мастерства. Две одинаковые на первый взгляд крыши могут иметь абсолютно разный «скелет», и даже крепежные элементы внутри себя. И выбор способа соединения стропильных элементов между собой зависит от целого ряда факторов, среди которых личное предпочтение не играет роли. В ход идут топор, металлические пластины, гвозди и даже скобы – все для того, чтобы придать стропильной конструкции нужную жесткость, надежность и в то же время подвижность.

Все зависит от задач, которые стоят перед крышей, особенностей материала стен дома и климатических условий местности. А в чем преимущества и недостатки каждого из видов, мы сейчас расскажем.

Наиболее старый способ крепления стропил крыши — это врубка. Еще с давних времен, когда дома на Руси строились без единого гвоздя, стропила устанавливали именно так:

Вот как это выглядит на практике:

Еще хороший пример монтажа стропил при помощи врубки:

Но стоит заметить, что у врубки есть существенный недостаток — неравномерное высыхание древесины. Причем в ширине такое стропило практически не уменьшается, всего на 0,01% а вот в длине — да. Серьезные испытания, не правда ли?

И особенно негативно это сказывается на узлах с угловым и перпендикулярным соединением стропил. В таких узлах появляются щели, из-за чего в какой-то степени деформируется вся стропильная система. Поэтому в этой технологии появились небольшие изменения: узлы стали изготавливать на разрезных кольцах и зубчатых шайбах.

Одними из самых надежных для стропил считаются металлические болты:

Так они выглядят на практике:

Такие соединения стропил изготавливают следующим образом: ферму кладут на ровную поверхность и фиксируют струбцинами. Далее в местах укладки зубчатых шайб сверлят отверстия под болты — диаметром, превышающим диаметр болта на 1,5 мм. При этом важно держать сверло строго вертикально. К слову, первую готовую ферму используют в качестве шаблона для следующих.

Теперь между элементами фермы крепят зубчатые шайбы, и в просверленные отверстия вставляют шпильки из высокопрочной стали и шайбы 6 мм размерами 100 Х 100 мм. Именно такие размеры препятствуют смятию древесины. Кроме того, шпильки и болты из обычного металла не подходят, ведь при напряжении может сорваться резьба. Дальше двусторонние шайбы как бы запрессовываются в древесину:

Если все сделано правильно, шайба работает на сжатие и растяжение. И после усушки древесины узел подтягивают еще раз. При этом сам болт будет нести 25% нагрузки, а шайба — до 75%.

По такой же схеме собирают фермы с узлами на разрезных кольцах. Сам разрез на кольце необходим для компенсации температурного расширения металла. И такое крепление деревянных стропил куда более надежное, чем у болта без шайбы и кольца, лучше срабатывает в условиях смены температур и обеспечивают куда большую площадь поверхности соединяемых деталей. В этом случае уже не нужна запрессовка кольца, т.к. его достаточно опустить в подготовленные канавки.

К слову, наряду с болтом применяется не только метод врубки, но и фиксация стропил при помощи боковых накладок с гвоздями.

Довольно популярный и простой способ крепления стропил к стене — фиксация гвоздями. Нет ничего проще, чем взять доску и прибить ее к деревянной стене парой гвоздей. Причем сами гвозди вполне могут служить неким шарниром, если закрепить стропила только концом.

Но если использовать больше гвоздей и увеличить жесткость, то поворот уже будет невозможным. Только если нагрузка не станет превышать расчетную, иначе узел снова будет подвижным. Вот почему при таком способе крепления важно точно рассчитать нагрузку, иначе будут нарушены схемы узлов и разрушится вся система.

Крепление стропил к коньку. Крепление стропил к коньковому брусу: 6 основных способов монтажа

Узел крепления конька и стропил — одна из ключевых частей наслонной стропильной системы. Нижний край стропильных ног в такой системе опирается на мауэрлат или прямо на стену, а верхний — на коньковый прогон. Именно конек связывает стропильную систему в единое целое, придает ей большую, чем у висячей конструкции, жесткость, делает устойчивой. Поэтому очень важно, чтобы крепление стропил к коньковому брусу и их сращение друг с другом было правильным. Иначе прочность всей стропильной системы окажется под угрозой.

Как это часто бывает в строительстве, крепление конькового бруса к стропилам можно выполнить не одним, а сразу несколькими способами. Причем у каждого метода есть особенности, а у некоторых — еще и довольно узкая сфера применения. В статье мы подробно рассмотрим все основные способы крепления стропил к коньку и расскажем об их преимуществах и недостатках, чтобы вы смогли выбрать тот метод, который будет оптимальным в вашем случае. Но, для начала, остановимся на крепеже, который используют для монтажа стропильных ног.

Крепление стропил к коньковому прогону выполняется с помощью трех видов крепежей: крепежные метизы, деревянные соединительные элементы и металлические крепежные детали.

Крепежные метизы — это все, что вбивается или ввинчивается непосредственно в дерево. Чтобы соединить стропила с коньковым брусом используют:

1. длиной 150-200 мм. Самый старый и простой тип крепления, который применяют при возведении практически каждой стропильной системы.
2. Кровельные скобы — П-образный крепеж с заостренными плечами длиной 60 мм, который изготавливают из проволоки или прута диаметром 8-12 мм. Очень надежный и простой тип крепежа.
3. Саморезы и шурупы для крепления металлических соединительных элементов. Заменять длинными саморезами ершенные гвозди нежелательно, поскольку такой узел менее надежен.
4. Болты для сквозных креплений. Болты М16 нужны для создания шарнирного соединения стропил, болты М10 или М12 — для установки соединительных элементов, в основном, деревянных.

Металлические зубчатые пластины (МЗП), которые часто используют для соединения висячих стропильных ног, для крепления стропил на конек стропильной системы не подходят. Для их монтажа нужен специальный пресс, который создаст усилие, достаточное для того, чтобы все шипы пластины плотно зашли в дерево. Создать такое усилие просто молотком невозможно, поднять пресс к коньку — тоже.

К этой категории относятся:

1. Косынки — треугольные накладки, которые по форме повторяют узел крепления конька и стропил.
2. Ригели — деревянные доски-накладки, у которых края подрезаны на угол, равный наклону стропил.
3. Нагели — деревянный крепежный элемент, работающий на сдвиг. Деревянные нагели в строительстве сейчас практически не используют, за исключением устройства срубов по традиционной технологии.

Деревянные накладки, как и вся стропильная система, «дышат» — меняют свои размеры при изменении влажности. Поэтому для домов из бруса лучше, когда стропильная система с коньковым прогоном связана именно с помощью подвижных деревянных накладок, а не закреплена металлическими пластинами.

Для строительства стропильных систем современных домов практически всегда применяют крепежи из металла. Они прочны, долговечны, выдерживают очень большую нагрузку и менее трудоемкие в использовании, по сравнению с традиционными видами крепежных элементов.

Крепление конькового прогона и стропил к нему выполняют с помощью таких металлических деталей:

1. Усиленные уголки для дерева . Металлический уголок с перфорированием, по центру усиленный продавленным ребром жесткости. Все способы крепления стропил к коньковому брусу без вырубки требуют использование таких уголков.
2. Перфорированные металлические пластины . Нужны для крепления стропил в месте стыка, заменяют собой деревянные накладки.
3. LK-крепления . Металлический ассиметричный уголок со сдвинутыми плечами, форма которого напоминает цифру 4. Используется для крепления стропил к коньковому брусу без вырубки. Устанавливаются сбоку, а не сверху прогона.

Как правило, металлический крепеж делают из оцинкованной стали. Но для большей надежности ставят пассивированные соединительные элементы, поскольку они лучше защищены от коррозии.

Вырубка — это запилы на стропилах, глубиной в четверть или треть доски и шириной в половину ширины коньковой балки. Они повторяют форму бруса конька и нужны для предотвращения продольного скольжения стропильных ног по коньковому прогону.

По традиционной технологии крепление стропил к коньку всегда выполняется с вырубкой. Кроме надежной фиксации стропильных ног на коньковом брусе, благодаря запилу стропила опираются на конек не по линии ребра, а прилегают к нему по всей ширине. Следовательно, и нагрузка распределяется не по тонкой линии, а по куда большей площади.

Крепление стропил односкатной крыши. Расчет конструкции

Стропильная система односкатной крыши, по сути, состоит из стропильных ног наслонного типа. Крепить стропила нужно параллельно друг другу. Стропила же, в свою очередь, имеют опору на две точки. В основном ими выступают несущие стены здания.

Создание угла наклона ската

Необходимый угол уклона ската достигается некоторыми способами:

• При разработке проекта здания одна из стен, на которые будут ложиться стропильные ноги, делается немного выше. Такой способ является распространенным, так как сильно упрощает конструкцию стропил. Но в таком случае пойдет больше материала на возведение стен. Боковым стенам, идущим параллельно стропилам, придается форма трапеции.
• Данный способ является разновидностью 1. Также при планировке учитываются стойки каркаса. В таком варианте крайние стойки на одной стороне выше, а на другой они ниже на определенную высоту.
• При одинаковой высоте стен на одной из стен устанавливаются вертикальные стойки необходимой высоты. На первый взгляд такая конструкция является нестабильной, так как стропильные треугольники имеют свободный ход вправо и влево. Но данная хлипкость конструкции устраняется при установке обрешетки каркаса и обшивания деревом фронтальной части кровли.
• Можно применять односкатные фермы. Такой способ достаточно хорош в том, что можно соорудить одну ферму, подогнать ее под нужные размеры и использовать ее как шаблон. А с помощью шаблона соорудить остальные фермы можно на земле. Существуют готовые стропильные фермы. Они идеально подогнаны для любого типа кровли. Для них достаточно только произвести установку и закрепление на мауэрлат. Далее можно свободно обшивать односкатную крышу обрешеткой.
• При возведении пристройки около дома используется данный метод. В таком случае с одной стороны пристройки могут быть запланированы стойки или стена, а с другой — у нас уже есть капитальная стенка готового здания. Крепление к ней можно произвести с помощью хорошо зафиксированного горизонтального прогона или же отдельных креплений, также выровненных по горизонтали. Все крепления на стене здания делаются выше стоек или стены противоположной стороны.

Крепление стропил к мауэрлату скобами. Крепление стропил к мауэрлату: немного «матчасти»

Для начала, предлагаем рассмотреть иллюстрацию, на которой показаны два вида стропильных систем:

Место крепления стропильной ноги с основой называется опорным узлом. Таких узлов в системе много, но мы коснемся подробно именно нижних креплений рамы со стропилами. Мауэрлат и стропильные ноги практически всегда изготавливаются из древесины, реже – из металла. Дерево использовать выгоднее и удобней, так как этот материал легок по весу, прост в монтаже и долговечен при правильной установке и эксплуатации.

Виды опорных узлов по уровню жесткости

Опорные узлы — места, в которых стропила крепится к элементам крыши:

В случае железных соединений, узлы являются неподвижными, жесткими (сварка или болты). Дерево – материал более мягкий и динамичный, который может набухать, рассыхаться и деформироваться. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять опорные узлы с поправкой на возможные изменения формы древесины. Такие узлы могут иметь разную степень подвижности:

• Узел нулевой подвижности – жесткое крепление уголками с обеих сторон, при котором крепление стропила к мауэрлату остается неподвижным.
• Соединение первой степени подвижности – балка может вращаться по кругу.
• Соединение второй степени подвижности – круговое вращение со смещением, предусматривается установление специальных ползунов или салазок.
• Подвижное соединение третьей степени – возможность горизонтального, вертикального и кругового движения.

Для любого узла, будь он подвижный, либо нет, следует применять, как минимум, два вида фиксации. Например, зарубленные планки дополнительно фиксируются изнутри с помощью опорного бруса, а динамичные соединения укрепляются болтами и специальными стальными уголками.

Крепление стропил к мауэрлату. Крепление к мауэрлату

О том, как крепить стропила к мауэрлату двухскатной крыши, нужно задуматься ещё на этапе монтажа самого мауэрлата. Если он закреплён на стене сбоку с помощью скоб, вбитых в деревянные пробки, то он не в состоянии нормально воспринимать распорные нагрузки. Поэтому крепление стропильной системы должно быть жёстким, исключающим сдвиги или повороты элементов относительно мауэрлата и друг друга.

Для справки. Безраспорный мауэрлат проще и дешевле в монтаже, но вся кровельная конструкция получается не слишком устойчивой к ветровым нагрузкам. Поэтому его устанавливают только на небольшие постройки – садовые домики, гаражи, бани.

Возможные варианты показаны на схеме:

• На конце стропила выпиливается «седло», которым оно надевается на мауэрлат, после чего соединение укрепляется двумя стальными уголками, установленными с обеих сторон, либо тремя гвоздями, два из которых забиваются сбоку под углом и скрещиваются в теле мауэрлата, а один вбивается в стропило вертикально.
• Вместо изготовления запила к стропильной ноге подшивается опорный брусок, упирающийся торцом в мауэрлат. Так поступают, если возникают сложности с тем, как запилить стропила под нужным углом и нужных размеров. Дальнейшее крепление также осуществляется на перекрещённые гвозди или уголки.
• Запил или опорный брусок ограничивают свободу движения стропилины, не давая ей скользить по опорной плоскости. А дополнительный крепёж не позволяет ей сдвигаться в горизонтальном направлении. Если увеличить степень свободы этого узла, не делая «седло» или используя в качестве крепежа скобу, то максимально жёстким придётся делать соединение стропил в верхней части.

Дома, построенные из газосиликатных блоков, пеноблоков и других относительно хрупких материалов, обязательно усиливаются по верхнему периметру стен монолитным бетонным поясом. Без него невозможно надёжное крепление мауэрлата, так как подобные материалы плохо удерживают в себе крепёж. Как правило, ещё во время заливки бетонного пояса в него вертикально устанавливают шпильки, на которые впоследствии и «насаживается» мауэрлат и фиксируется гайками.

В этом случае деревянная обвязка стен получается более надёжной и хорошо противостоит распорным нагрузкам. Помимо уже описанных способов, как крепить стропила к мауэрлату, можно использовать и другие. Например, с помощью накладной перфорированной пластины с запилом стропильной ноги или без него. Или на скобу либо три перекрещённых гвоздя без запила. Важно только срезать опорную часть стропила так, чтобы она точно совпадала с плоскостью мауэрлата.

Как крепить стропила к балкам.

В старину для сборки каркаса крыши строители пользовались всевозможными деревянными креплениями – клиньями, нагелями, брусками и деревянными штырями, накладками, скобами. Однако в настоящее время при строительстве предпочтение отдают все-таки металлическим крепежам. На рынке стройматериалов можно подобрать самые разнообразные крепежные уголки для стропил, а также прочие детали, которые в значительной степени ускорят процесс монтажа каркаса, а также сделают его намного удобнее.

Монтаж стропильной системы

стропильной системы крыши

1. Стропила , размер которых должен полностью соответствовать  проектной документации. Обычно это брусок размера 100-200х100-200х4000-6000 мм;
2. Всевозможный гидроизоляционный материал (можете использовать обычный рубероид.);
3. Топор;
4. Простой карандаш;
5. Доски – 6 шт. , размер которых должен составлять 25х4000-6000мм. Ширина не будет иметь значение, но не менее 100 мм;
6. Крепежный материал: скобы металлические гвозди (от 75-и до 200-и),  саморезы (6-12 мм х70-150мм);
7. Гвоздодер
8. Молоток;
9. Бензопила ( можно использовать и ножовку по дереву);
10.  Уровень (1000 мм);
11.  Рулетка ( не менее 10 метров);
12.  Сверла( диаметр 4-10мм (все зависит от размера Ваших скоб));
13.  Дрель.

Непосредственно монтаж.

1. Перед началом работы Вам следует четко  определится  с каким типом конструкции стропильной системы будете работать.  Только после этого приступать к работе. После того, как тип системы выбран, можете начинать монтаж. Процесс монтажа  покажем на примере мансардной стропильной системы, поскольку стропильные фермы металлические редко применяют при строительстве жилого дома.
2. Изготавливается шаблон фермы из досок.

Чтобы выполнить данную операцию мы берем две доски и соединяем их края  гвоздем. Тоесть мы получим конструкцию в виде ножниц.

1. Следующим шагом будет установка свободных краев на опоры, которые в будущем  будут поддерживать наши стропила.

После того, как  скат крыши подобран, фиксируем угол, образовавшийся между досок при помощи поперечной перекладины.

1. Затем шаблон опускается на балки, где с помощью карандаша отмечается угол подрезки стропил.

Процесс монтажа

Шаблон выполняется из досок. Это облегчает процесс выбора угла при монтаже стропильной системы.

Чтобы  избежать нагрузок при фиксации перекладины, которые могут запросто нарушить искомый угол, перекладину следует закрепить саморезами.

1. Следующим   шагом будет зарезка стропил по шаблону и непосредственная сборка их (смотреть схему ниже).

Стропила собирать следует  при помощи гвоздей,  саморезов и  поперечной перекладины. На скрещивании стропил оптимальным вариантом будет  забить три гвоздя, это позволит обездвижить их.

Далее  поднимаем весь каркас  и устанавливаем его на основание. Чтобы забраться  на высоту, используем лестницу ( соблюдайте меры безопасности!!!).

Карандашом сделайте отметки на основании и на стропилах, для того чтобы потом бензопилой ( ножовкой по дереву) сделать зарезы. По такой же системе собирайте и  еще одну стропильную ферму. (Примечание: основание – балка размерами 15*15 см).

1. Потом устанавливаем стропильные фермы деревянные на краях нашего здания и между ними     натягиваете шнур, который будет своеобразным  уровнем. Фермы следует устанавливать точно перпендикулярно основанию, этот параметр контролируете уровнем.

Выполнение пункта 6

Фермы, которые устанавливаются по краям, крепятся с двух сторон подпопорами, установленными под углом к стропилам.

1. После того, как вы установили два стропила, приступаем к сборке остальных с интервалом 60-80 см.

По окончанию стропильная система должна иметь такой вид:

Окончательный вид

Между стропил будет удобно прибить  несколько досок, во избежание их смещение относительно друг друга.

1. В заключительном этапе можете устанавливать поперечные планки и подпорки, все работы связанные с крепежом выполняйте при помощи саморезов, так как они удобней и служат для лучшей фиксации стропил — усиление которых нам необходимо.

По завершению монтажа стропил спокойно приступайте к монтажу обрешетки.

Для того, чтобы на мансарде  было уютно и тепло не только летом ,но  и зимой, стены следует обшивать панелями из дерева, а между стропилами уложите утеплитель.

Стропильный крепеж

Чтобы обеспечить надежное соединение частей стропильной системы, применяются особые крепежные элементы. Стропильным крепежом называются деревянные и металлические изделия, которые применяются при монтаже узлов стропильной системы. В их число входят деревянные элементы :

1. брусья;
2. косынки (треугольные накладки);
3. нагеля;
4. шипы.

Крепление стропил к стене. Требования к стропилам

Для того чтобы вся системы крыши дома прослужила долгую службу, для изготовления ее элементов выбирается просушенная древесина хвойных пород. Для стропил нужен брус, имеющий размер 100÷150 × 50÷60 мм.

Древесина хвойных пород — легкая по весу, что благоприятно для всей постройки дома, так как тяжелая стропильная система, создавая большое давление на стены, может привести к их повреждению и разрушению.

Еще одним плюсом хвойного материала для строительства основы под кровлю является высокий проце нт см олистости в его структуре, а значит — повышенная способность противостоять атмосферной влаге.

Для стропильной системы оптимальным выбором является качественная древесина хвойных пород

Материал для изготовления элементов стропильной системы должен отвечать некоторым требованиям, которые напрямую влияют на долговечность всей конструкции:

• Древесина для монтажа системы стропил должна быть вылежанной , что исключит риск ее деформации в конструкции.
• Влажность древесины должна составлять не более 2 — 2,5%.
• Если устраивается висячая стропильная система, то для затяжек и самих стропил обязательно берут древесину исключительно первого сорта.
• При возведении наслонной системы подойдет и второй сорт материала.
• Для подпорных элементов — стоек и подкосов, можно использовать и третий со рт др евесины, однако, стараясь выбирать при этом сырье , на котором минимальное количество сучков.
• Точную толщину заготовок подбирают в зависимости от веса выбранного кровельного материала и от погодных условий в данном регионе. Особенно это касается максимальной толщины снежного покрова в зимний период. Например, для средней полосы российских регионов, необходимо рассчитывать нагрузку на 1  кв .м . крыши в 180÷200 кг.
• Кроме этого, параметры стропильных ног зависят от общих размеров стропильной системы и ее уклона.
• Перед установкой системы древесина должна подвергнуться антигрибковой и противопожарной обработке.