Cращивание стропил по длине — виды соединений для монтажа

Запил стропил под нужный угол. Как циркуляркой запилить стропила. Как правильно делать вырезы в стропилах. Материалы для изготовления стропил

Постройка нового дома — это трудный и сложный процесс. Особенно это касается стадии проектирования и монтажа двускатной крыши , которая должна защищать жильцов от дождя и снега. Благодаря современным технологиям установку многих деталей и конструкционных составляющих здания можно выполнить самостоятельно, без найма бригады специализированных рабочих. Когда хозяева дома решают провести монтаж стропильной системы своими руками, следует узнать обо всех нюансах, так как правильно установленная крыша сэкономит время и деньги.

Из чего состоит

Всем известно, что двускатная крыша имеет форму треугольника, состоящего из двух равномерно наклонённых друг на друга прямоугольных половин, закреплённых стропильной системой изнутри. Следовательно, создаётся эффект естественной и автономной очистки поверхности под воздействием силы гравитации от дождя, снега, града, листьев и грязи без участия сторонних сил. Перед тем, как сделать стропильную систему, следует знать её основные конструкционные составляющие.

Стропильная система состоит с нескольких составляющих:

• Мауэрлат – брус с поперечным сечением в 100–150 мм, установленный на несущие стены по периметру постройки для распределения нагрузки создаваемой стропильной системой.
• Конёк – балка, соединяющая все стропильные ноги по одной линии вместе в самом верху крыши для поддержания стабильности конструкции и устойчивости во время сильных ветровых нагрузок.
• Стропильные ноги – брус или доска с поперечным сечением в 100–150 мм, которая устанавливается под углом на мауэрлат, создавая форму равнобедренного треугольника. Таким образом, равномерно распределяется вся нагрузка, передаваемая от кровли и всей конструкции на мауэрлат и несущие стены. В зависимости от массы кровельного материала стропильные ноги устанавливают с шагом друг от друга на 60–120 мм.
• Свес – выступающая от стены на 400 мм часть конст

Применение скользящего соединения

Я предлагаю все-таки запиливать, но не стропила, а верхний венец. Во-первых, в этом случае снижается риск искривления стропил, во-вторых — уменьшается «мостик холода», в третьих – уменьшается касательное давление на мауэрлат (верхний брус сруба) и в-четвертых — упрощается утепление крыши в дальнейшем.

Недостаток такого способа — при запиле верхнего венца балки уменьшается высота конька, поэтому, если в будущем планируется поднятие высоты потолка, следует предусмотреть на 1 венец больше. Но! Такие схемы годятся только для домов из дерева, так как в кирпичных и бетонных строениях мауэрлат должен быть целым, чтобы сохранить несущие качества.

Расчёт размеров стропил по длине и сечению для правильного выбора пиломатериала

Стропильная система на проектной стадии рассматривает варианты пиломатериалов и схему их расположения в стропильной конструкции. От правильных расчётов зависит дальнейшие работы по укладке изоляции, утепления и кровли. Также немалую роль играют устойчивость к нагрузкам при эксплуатации объекта, сопротивление атмосферным изменениям и тектоническому влиянию. Поэтому к расчётам и выбору качественных пиломатериалов подходят очень ответственно.

Для вычисления требуемой длины стропила, определяют угол наклона ската кровли и рассчитывают высоту крыши. Небольшие размеры дома позволят применить цельные доски и брус для создания стропильной конструкции. При более широком скосе в большом сооружении длины пиломатериала может не хватить. Тогда применяют сращивание двух частей древесины, чтобы сделать стропильную ногу соответствующих размеров с небольшим запасом.

Расчетная формула вычисления длины стропил

Размер пролёта между коньком дома и верхней частью стены соответствует длине стропилины. Сечение балки определяют на основе размера нагрузок и расстояния между двумя соседними стропильными ногами.

Нагрузку на элементы создаёт вес кровли, например, из керамической черепицы или асбоцементного шифера. Такие материалы требуют увеличенного сечения бруса.

Пример:

• Длина бруса – 6 метров.
• Сечение торца – 10Х20 см.
• Расстояние между соседними брусьями — 140 сантиметров.

Главные соединительные узлы

Главными узлами стропильной системы выступают:

• стропильная ферма — соединение стропильной пары, растяжки, а также стоек и раскосов;
• коньковый узел — совмещение двух противоположных стропил;
• звено из мауэрлата и опирающегося на него стропила;
• модуль, включающий в себя прогон, стойку и лежень;
• соединение стропила с подкосом и стойкой.

• собирается на земле, а потом переправляется на кровлю, поскольку только так получается удачно подогнать одну деревянную деталь под другую;

  Стропильная ферма состоит как минимум из трёх элементов

• помимо главных элементов — двух противоположных стропил и растяжки, включает дополнительные фрагменты — стойки и раскосы, уменьшающие давление конструкции на стены;
• создаётся при помощи различных типов врубок практически без применения металлических крепёжных приспособлений.

Коньковый узел тоже имеет несколько особенностей:

• образуется в результате соединения двух противоположных стропил за счёт специальных срезов или выемок;

  Для создания конькового узла существует множество методов

• фиксируется посредством металлических планок, болтов или гвоздей.

Стропила и мауэрлат становятся единым звеном, для которого характерно следующее:

• соединение происходит за счёт вырубки в каждой стропильной ноге, соответствующей форме элемента, служащего для неё опорой;

  Стропила закрепляют на мауэрлате, чтобы они не смещались в сторону

• усиление связи стропил и мауэрлата достигается посредством крепления металлических уголков, строительных скоб, гвоздей или болтов.

Модуль из прогона, стойки и лежня формируют, вбивая в места их соединений строительные скобы, стальные нагели или накладки из полос стали.

Узел из лежня, стойки и прогона позволяет разделить нагрузку между внешними и внутренними стенами здания

Подкосы, стойки и стропила собирают в единый модуль, создавая вырубки. Чтобы их соединение не было слабым, применяют строительные скобы.

Узел из подкосов, стойки и стропил позволяет смягчить давление на внутреннюю стену дома

Правила соединения нижних пяток стропильных ног

Чаще всего стропила нижней частью упираются в стену, при этом связка элементов может проводиться таким образом:

• Непосредственно к мауэрлату.
• Через балки потолочного перекрытия.
• С помощью затяжек и подстропильных брусьев.
• Используя обвязку каркасного строения.
• Присоединение к верхнему венцу дома из бревен или бруса.

Монтаж висячей стропильной системы ведется с учетом того, что жесткое крепление верхней части элементов обеспечивает распорное давление на стены здания. Чтобы снизить степень нагрузки, используют затяжки, соединяющие стропильные ноги одной фермы. В этом случае соединение стены здания происходит с безраспорным треугольником.

Если уложить балки потолочного перекрытия перпендикулярно к стенам, то можно избежать использования затяжек. Стропильная система без мауэрлата применяется при строительстве легких мансардных крыш, но с учетом того, что на стены может оказываться точечная нагрузка. Например, стены из кирпича или других штучных материалов не могут подвергаться точечным нагрузкам, в этом случае обязательно наличие мауэрлата. Для создания кровельного свеса балки должны иметь выступы за внешние стены примерно на 0,5 метра. На аналогичное расстояние выносятся и стропилины, так как их крепление выполняется на краю балки.

Не следует допускать скольжения стропил по балкам, поэтому соединение важно сделать очень прочным. Только в этом случае можно предотвратить деформации кровли под определенными нагрузками.

Установка стропил односкатной крыши

Для крепления стропильной системы односкатной крыши есть несколько подходов, которые существенно различаются.

Если стропила к боковой части не прислоняются, а лежат на торце стены, то их крепят непосредственно к стенам при помощи анкерных болтов или шурупов, если устроены закладные в стене.

Второй вариант — крепление стропильных ног к брусу, который заранее устанавливается на стене.

При таком варианте в несущей стене значительно меньше отверстий.

Еще об устройстве односкатной крыши из металлочерепицы.

О требованиях СНиП к уклону плоской кровли смотрите по ссылке. Зачем плоской кровле уклон и каким он должен быть.

О карнизном свесе кровли из металлочерепицы здесь. Чем и как подшивают свесы кровли.

После того, как брус надежно зафиксирован на стене, стропильные ноги крепят при помощи болтов или саморезов.

По бокам для повышения надежности соединения устанавливают угольники.

Шарнирная треугольная арка

Такой вариант исполнения фермы стропил является самым простым. В основу арки положены три элемента: горизонтальная балка (затяжка), которая закрепляет висячие стропила в центре пролета либо у основания, а также две стропильные наклонные ноги, объединенные в верхней точке. Затяжка, сформированная из стальных стержней или деревянного бруса, перенимает на себя опорное усилие, поэтому передается на внешние стены дома лишь вертикальная нагрузка. За счет этого становится намного проще узел опоры фермы на стеновую конструкцию: на нее монтируется вместо мауэрлата обычная доска, которая используется для перераспределения имеющейся нагрузки.

В месте основания стропил ставится затяжка при необходимости создания мансардного этажа. Она используется для опоры междуэтажных перекрытий. В других ситуациях затяжка монтируется на более высоком уровне. Так увеличивается растягивающее напряжение, которое приходится на нее, но при этом в пролете стропил снижаются изгибающие усилия.

Угловое соединение бруса

В настоящее время существует и активно применяется более десятка различных схем построения замков в углах. Все они делятся на две большие группы:

• Соединение с брусовым остатком;
• Стыковка без остатка или, по-другому, вылета торцевых участков за пределы стен.

Простейшие варианты соединения можно изготовить своими руками. При этом прочности углового соединения во всех случаях достаточно, чтобы коробка из бруса оставалась устойчивой. Более сложные варианты врезки используются для повышения жесткости углов или уменьшения тепловых потерь через щели.

Угол с остатком

В этом случае два смежных бруса одного венца запиливаются в замок не на торцах, а на некотором удалении от края. В результате получается угол с выступающими двумя вертикальными рядами из торцов. Принято считать, что данный тип угла обеспечивает минимальные потери тепла из-за большой протяженности линии запила.

Среди наиболее популярных схем можно отметить два варианта угла – «в полдерева» и его более продвинутую версию – «в охряп». Остальные схемы и способы соединения бруса особых преимуществ не имеют, разве что увеличивается жесткость соединения. Они применяются для высоких построек из бруса, толщиной материала менее 100 мм.

Если строить сруб из бруса своими руками, то лучше всего выбрать для углов схему «в полдерева». Изготовить замок можно следующим способом:

• На уложенном брусе с торца отмеряют отступ, равный толщине материала;
• По шаблону вырезают прямоугольный паз на ½ высоты бруса на стыкуемых частях венца;
• Прокладывают нижний элемент замка уплотнителем и собирают соединение.

Разумеется, качество и скорость изготовления деталей замка зависит от наличия навыков и опыта. Новичкам зачастую приходится подрезать поверхности будущего соединения стамеской, но высокой квалификации для сборки угла не требуется.

Стыкование «в охряп» отличается лишь тем, что выполняется два паза толщиной в 1/3 вертикального размера бруса, в остальном этот способ мало чем отличается от предыдущего соединения.

Замок с остатком обладает высокой жесткостью, поэтому его используют для постройки различного рода башенок и надстроек, когда по замыслу дизайнера необходимо подчеркнуть «деревянный» стиль здания.

Угол без остатка

Если дизайн постройки из бруса требует, чтобы коробка выглядела абсолютно «чистой», без выступающих деталей, то в такой ситуации используются методы соединения венцов по торцевой поверхности.

Наиболее известные схемы выполнения «чистых» углов:

• Вариант «в полдерева» без наружной оконцовки;
• Соединение на шпонках;
• Замок с коренным шипом или зубом.

Первый вариант отличается от углов с остатком профилем соединяемых поверхностей. Если в последнем случае выполняется запил прямоугольной формы, то в «чистом» угле поверхности соединения имеют клиновидную форму.

Наиболее простая схема предполагает стыковку торцом в боковую поверхность смежного бруса. Чтобы ограничить перемещение венца в горизонтальном направлении, на соединяемых отрезках вырезают пазы и устанавливают закладные элементы-шпонки. В результате стык получается достаточно простым и, главное, – подвижным. Любой крен или неравномерная просадка не повлияют на прочность угла.

Самый теплый вариант — это соединение с шипом. С внутренней стороны одного из брусов вырезается шип или зуб, в смежном элементе выполняется шип. После укладки уплотнителя и осаживания венца угол превращается в практически непродуваемое ветром соединение. Замки без остатка чаще всего закрываются накладками из полдюймовых досок.

Монтаж

Скользящие стропила монтируются в том случае, когда материалом для фронтонов являются бревна или брус, а крепление прогона конька осуществляется в теле фронтона. Такое требование необходимо для предупреждения распирания стен при изменении величины угла уклона кровли в процессе усадки.

Стропила укладываются на коньковый прогон сверху и закрепляются с помощью шарнирного соединения. В этом случае сохраняется возможность изменить угол, под которым соединяются стропильные ноги.

Изготовление такого соединения производится на основе соединяемых шпильками перфорированных пластин. Вторым вариантом является накладывание верхних частей и соединение с помощью шпилек с шайбами и гайками.

При этом должны соблюдаться некоторые условия:

1. Соединение мауэрлата (в данном случае – верхнего венца сруба) со стропильными ногами осуществляется с помощью скользящих опор. Как правило, их размеры соответствуют следующим параметрам:
• 90 х 90 х 40;
• 120 х 90 х 40;
• 160 х 90 х 40;
• 270 х 90 х 40 мм

Выбор длины определяется предполагаемой величиной смещения стропильных ног.

2. Скользящие опоры монтируются при помощи саморезов с защитным покрытием – в обратном случае они могут стать самым слабым звеном всей конструкции.
3. Во время монтажа направляющая линейка скользящей опоры должна быть закреплена параллельно стропильной ноге, а установка уголка производится перпендикулярно ноге в верхней части. Такой прием обеспечивает возможность скольжения при максимально возможной длине усадки.
4. Укладка стропильных ног на мауэрлат осуществляется сверху или посредством врезки в тело мауэрлата. Максимально допустимая глубина врезки не должна превышать ¾ диаметра бревна или бруса мауэрлата.
5. Материалом для изготовления стропил служат доски сечением 200 х 50 или 200 х 150 мм. Они должны быть обработаны особыми био- и огнезащитными средствами.

Как правильно забивать гвозди в стропилину при сращивании

Не всегда есть возможность и необходимость сращивать отдельные элементы стропил с помощью шпилек, иногда это проще сделать обыкновенными гладкими гвоздями. Но нужно уметь их правильно забивать, в противном случае со временем усилие сжатия досок значительно уменьшится. Длина гвоздя должна на 2,5–3 см превышать толщину стропилины в месте соединения.

Наращиваем стропила по длине

Как правильно вколачивать гвозди для соединения нагруженных или ответственных деревянных конструкций?

Шаг 1. Под небольшим углом вбейте гвоздь в доски, но не до конца. Нужно, чтобы острие выступило с обратной стороны примерно на один сантиметр.

Гвоздь забит не до конца

Шаг 2. С обратной стороны стропилины согните молотком гвоздь под прямым углом.

Гвоздь загнут под прямым углом

Шаг 3. Забейте гвоздь еще примерно на один сантиметр. Опять согните конец, угол сгиба уже должен быть намного меньше 90°. Чем больше вы его согнете, тем надежнее будет окончательная фиксация.

Гвоздь забит еще на 1 см (примерно)

Конец загнут еще больше

Шаг 4. Теперь можно вбивать шляпку гвоздя до самого конца. С обратной стороны сгибайте выступающую часть до тех пор, пока острый конец полностью не войдет в доску. Помните, что место выхода тела гвоздя и место забивания его острия не должны лежать на одной линии.

Теперь гвоздь забит до конца

Согнутая часть гвоздя вбивается в доску

Такая технология полностью исключает самостоятельное ослабление силы прижатия.

Использование жесткого крепления

При установке стропила на брус методом жесткого крепления важно придерживаться некоторых требований и исключить изгиб, перекрут, повороты и сдвиги между элементами.

Этих требований можно достичь:

• закрепив уголком с подшиваемым бруском для опоры;
• производя запил на стропильном элементе и крепление этого соединения гвоздями и скобами.

Используя уголок, с подшивными опорными брусками стропила устраивают на мауэрлат. Сам элемент должен иметь жесткий упор по линии нагрузки за счет подшитого бруса длиной около 1 м. Также он фиксируется с боков металлическим уголком, чтобы избежать сдвига.

Второй способ при монтаже наиболее применим. При этом варианте фиксацию гвоздями производят с боковой стороны, под углом, происходит их скрещивание внутри мауэрлата, по вертикали должен быть забит третий гвоздь. Так получается довольно жесткий узел при крепеже.

В обоих вариантах соединения подстраховываются еще одним креплением элементов со стеной, используя для этого проволоку или анкеры.

При одном угле уклона кровли стропила заготавливаются с применением шаблона, то есть одинакового размера.