Установка стропил крыши на балки перекрытия: как правильно опереть стропильную систему

Некоторые правила соединения

Чтобы гарантировать прочное и долговечное крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши, нужно соблюдать несколько правил:

1. Любой крепеж из металла должен гарантировать надежную, жесткую фиксацию к дереву, поэтому он просто обязан быть качественным.
2. Размеры всех запилов в мауэрлате следует тщательно выверять и проверять. Надежный крепеж возможен, если глубина его составляет не менее 1/3 толщины бруса. Это правило касается материала, имеющего размеры 150х150 мм, или более.
3. Глубина запила, который делается в стропилах, не должна превышать ¼ ширины досок. Этот узел, обычно только для висячих ног, требует дополнительной фиксации металлическими уголками.
4. Для соединения всех деревянных элементов помимо болта необходима шайба либо специальная металлическая пластина. Эти элементы предотвратят утапливание в древесину шляпки крепежа, а эта ситуация уже чревата ослаблением конструкции.
5. Использовать только саморезы и/или гвозди не рекомендуется, так как данное крепление будет не слишком надежным. Его нужно усилить уголками, пластинами либо другими металлическими элементами.
6. Если кровельный материал имеет большой вес, то, независимо от вида стропильной системы, следует выбирать скользящие соединения.

Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши будет надежным и беспроблемным, если обеспечить достаточную жесткость и прочность конструкции, не менее важно большое количество качественных крепежных элементов. В этом случае экономия на материалах — непозволительная «роскошь», она может привести к тому, что срок эксплуатации кровли значительно сократится, а жить в таком здании будет попросту опасно

Чтобы поближе познакомиться с темой, лучше посмотреть этот видеоролик, в котором все очень хорошо показано и «разжевано»:

Крепим стропила к мауэрлату

В любой стропильной конструкции крыши стропила ставят нижним концом на мауэрлат, а верхние концы соединяют в коньке крыши. Мауэрлат – это специальный брус, который уложен по периметру наружных стен. Он предназначен для опоры несущих стропил.

А теперь давайте разберемся, когда стропилы опираются на мауэрлат, а когда – только на стены:

• Если стены сделаны из бетона, кирпича или пеноблока (в принципе, любых материалов, которые способны передавать влагу), тогда опирать на них стропильные ноги нельзя. Иначе начнет быстро гнить вся крыша. А поэтому используем брус, которые называется мауэрлат, и отделяем его от самой стены любой рулонной гидроизоляцией.
• В бревенчатых и брусчатных домах для стропил уже не нужен мауэрлат – достаточно сделать в верхней балке врубки и использовать дополнительное крепление в виде металлических уголков и скоб.

А в зависимости от того, будет ли усадка дома, делают жесткое и скользящее крепление стропил к мауэрлату.

Чтобы обеспечить узлу жесткое, неподвижное крепление, у вас есть два пути. Первый состоит в использовании специальных уголков с подшивными брусками и специальные запилы на стропильной ноге. Стропило здесь фиксируется уголками с обеих сторон, а потому двигаться уже не может:

Во втором способе, который более распространен, нужно забить гвозди под углом другу ко другу. В мауэрлате они скрещиваются, а третий гвоздь уже забиваете вертикально:

Два гвоздя по бокам удерживают стропильную ногу от смещения влево-вправо, а верхний гвоздь уже притягивает стропило к самому мауэрлату.

Или же использовать длинные саморезы вместо гвоздей:

А вот в этой конструкции уже допускается определенное движение стропила под давлением всей крыши:

Но сразу отметим, что если мы говорим о возможности горизонтально сдвигаться, речь вовсе не идет о том, что стропило будет в буквальном смысле «ездить» по балке. Это всего лишь небольшая возможность сдвинуться на миллиметры из-за динамичных нагрузкой и температурно-влажностных изменений. Причем двигаться ползун будет только при предельно допустимых нагрузках, и обычным глазом таких изменений вы не сможете увидеть.

Возможность некоторого движения остается и при креплении узла гвоздями – если их не много. А вот забитые в шахматном порядке с определенной силой уже не дадут двигаться стропилу.

В завершение для страховки жесткого крепления стропил к мауэрлату дополнительно используйте проволоку или анкеры. Только об этом нужно подумать заранее:

Или еще вот отличный наглядный пример:

Скользящим называют такое крепление, у которого – две степени свободы. Т.е., говоря простым языком, у одного из двух элементов есть возможность смещения:

И в этом есть свой смысл. Так, те стропила, которые врубкой упираются в мауэрлат, а сверху – друг в друга, равномерно передают на стены нагрузку от крыши и снега на ней. А вот те стропила, которые опираются уже горизонтальными врубками на мауэрлат и на коньковый прогон, называются безраспорной конструкцией.

Как мы уже говорили, скользящее крепление даже с тремя степенью свободы на самом деле вовсе не означает, что стропило будет расшатанно ездить туда-сюда по опоре. Все это только для невидимых физических законов.

Это — наиболее редко встречающееся на практике крепление стропил к мауэрлату:

Используют его обычно только при серьезных динамических нагрузках на крышу.

Для устройства свесов крыши вам нужно еще сделать кобылки из досок, 50х100 мм сечением и такой длиной, чтобы она была равна свесу плюс еще 0,5 м – для стыка со стропилом.

Далее все просто: прибиваете кобылки к стропильным ногам и продлеваете их за пределы крыши. Вам интересно, почему этот стропильный элемент называется так? Просто раньше их вырезали по форме лошади – для красоты. Да и сегодня нередко тоже.

Схема стропильной конструкции

По периметру стены укладывается мауэрлат – брус, который принимает на себя часть несущей функции, равномерно распределяя на несущие стены. На него будут поставлены основания всех элементов конструкции.

Поперёк здания укладывают прогоны, такие же прогоны будут служить опорой для стропильных ног в середине сооружения.

Поднимают, заранее смонтированные на земле, фермы, которые будут держать конёк и крепят к мауэрлату.

Ставят опоры для конька, укладывают конёк и крепят к нему диагональные, промежуточные стропила.

Укрепляют конструкцию с помощью подкосов, подпорок и ригелей.

Стойки под стропилаИсточник domdkm.ru

На конструкцию укладывают стропила, учитывая проектное расстояние между отдельными балками. Торцы ног упирают в мауэрлат, а верх запиливают и соединяют металлическим крепежом на скошенных углах. На готовое основание укладывают гидроизоляцию, утеплитель и кровлю.

Правильное расположение и способы соединения бруса гарантирует устойчивость при укладке утеплителя и кровли. Дальнейшая эксплуатация объекта во многом зависит от точного проектирования и правильно подобранных пиломатериалов.

Сращенные стропила предпочтительнее закладывать при монтаже крутых скатов крыши, где атмосферные нагрузки в разы ниже, чем на плоских скатах. Плоские скаты зимой нагружаются под действием снега, что давит на пиломатериал под кровлей.

Способы крепления

Как крепить стропила к мауэрлату? По способу крепления стропил к мауэрлату каркасы для крыш делятся на:

1. Наслонную стропильную систему.
2. Висячую стропильную систему.

Наслонные стропила

Наслонные стропила относят к виду безраспорных каркасных конструкций, что определяет их минимальное давление на несущие стены. Точками опоры наслонных стропил служат внешние стены здания и вертикальные стойки, расположенные посередине каркаса крыши на предварительно установленной затяжке.

Узлы крепления наслонных стропил к мауэрлату чаще всего делают шарнирными. При употреблении в креплениях ползунков и подвижных шарниров каркас крыши способен опуститься на несколько сантиметров. Это необходимо для архитектурного сооружения в первые годы после постройки. При смене температурных режимов и погодных условий новое здание даёт небольшую усадку. Если вслед за опорными стенами крыша не меняет своего положения, элементы постройки могут подвергнуться растрескиванию или деформации, чего не произойдёт благодаря наслонному креплению стропил на подвижных шарнирах.

Висячие стропила

Висячие стропила используют для зданий не имеющих несущих стен внутри. Точки опоры висячих стропил — только внешние несущие стены. Крепёж таких конструкций представлен узлом с нулевой степенью свободы. Другие способы недоступны, так как крепление стропил к мауэрлату на стенах является единственной опорой всей конструкции крыши.

Висячие стропила — это распорные конструкции. Стропила, закреплённые висячим образом, способны оказывать лишь горизонтальное распирающее давление на стены, однако это давление очень высоко.

Для уменьшения давления на балки и стены используют ригели — это специальные затяжки. Они устанавливаются перпендикулярно по отношению к стропилам, ближе к нижней части конструкции и надёжно прикрепляются к каждой балке, собирая параллельно стоящие стропила в единое целое. Без ригелей строить крышу с висячими стропилами нецелесообразно.

Крепление мауэрлата к газобетону. Об этом читайте здесь.

А тут статья про характеристики кровельного материала ондулин.

В этом подразделе http://ru-house.net/stroitelstvo/krysha/metall/ собрана вся информация о маталлических видах кровли.

Виды древесины для кровли

Для стропильного монтажа, в зависимости от назначения объекта применяют следующие виды пиломатериала:

1. Брус чистообрезной, двухкантный и четырёхкантный. 
2. Доску обрезную. 

Древесина хвойных пород, например, лиственница и сосна, чаще всего применяется в обустройстве стропильной системы. Она имеет достаточную прочность, хорошо поддаётся обработке и противостоит гниению. Перед укладкой на крышу материал обрабатывают специальной пропиткой.

Стандартная доска имеет длину 6 метров, брус – 3 метра.

Дефекты, влияющие на качество пиломатериала:

• Сучки – техническими условиями регламентируется количество сучков в доске, не влияющее на прочность конструкции. 
• Обзол – для стропильных конструкций его полностью срезают. 
• Трещины – возникают от неправильной сушки или растрескивания на морозе. Такой материал непригоден для монтажа крыш. 
• Гниль и грибок – от неправильного хранения во влажных условиях – отбраковывается. 

Доска обрезная должна быть без дефектовИсточник yandex.net

Выбрав правильный пиломатериал, приступают к замерам и сращиванию стропил.

В чем секрет качества стропильной системы: три главных правила мастера

• Качественный пиломатериал – полдела на пути к успешному строительству. Мауэрлат и стропила не должны иметь трещин, червоточин и сучков.
• Точность измерений, запилов и однородность положения креплений – не менее важный момент. Если все стропильные ноги одинаковой длины и сечения, то лучше подготовить шаблон для выполнения срезов и зарубок.
• Запилы на мауэрлате – потеря несущих функций основы на 50% и выше. Процент снижения прочности зависит от глубины зарубок.

Когда стропильная система готова, приходит очередь монтажа обрешетки, утепления и настила кровельного материала. Но это уже другая интересная тема, о которой мы обязательно расскажем в следующей статье. А пока, желаем вам добротных материалов, легкой работы и хороших помощников!

Разновидности крепления стропил

В зависимости от конструктивного решения, наличия внутренних стен и расчетной нагрузке применяют различные виды крепления. Каждое из них подразумевает собственный вариант подготовки стропил для стыковки с мауэрлатом. Ниже перечислены три основных способа крепления:

• жесткий;
• наслонный;
• скользящий.

Последний вариант рассматривать не будем, так при его применении делать запилы не потребуется. Обычно его используют при устройстве крыши на домах из бруса. Он больше всего подходит, так как стены из дерева со временем дают усадку. Из-за этого стропильная система может изменить геометрию и появятся течи.

В остальных вариантах придется делать точные запилы. Понадобятся точные измерительные приборы, строительный карандаш и электрическая или бензопила.

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

Как только балки перекрытия будут готовы к установке на них стропил, приступайте к изготовлению всей остальной конструкции и соединению стропил с балками.

Для соединения стропильной ноги с балкой ее конец обрезают под нужным углом, либо делают более сложную врубку на шипы. Давайте рассмотрим оба таких варианта.

Соединение стропила с балкой без врубки

Можно обойтись без врубки, если задействовать потом крепежные элементы – это нормальное решение. Итак, чтобы сделать простой срез на стропилах, изготовьте шаблон:

-Шаг 1. Возьмите строительный угольник и приложите его к доске.

-Шаг 2. Отметьте место реза на верхушке стропила.

-Шаг 3. При помощи столярного транспортира нарисуйте параллельную линию первому пилу поперек стропила. Эта линия поможет вам определить линию от веса на краю здания.

Вот как это выглядит на практике:

Изготовить такие стропила намного проще, чем для врубки. Главное – правильно определить угол наклона крыши и правильное место будущего среза:

В итоге в жизни такая конструкции выглядит вот так у двускатной крыши:

Виды врубки стропильной ноги в балку перекрытия

Сама конфигурация крепления больше зависит от угла наклона ската. Например, для крыши с крутыми скатами, где снеговая нагрузка – небольшая,  вы можете применить крепление с одинарным зубом. При методе одинарного зуба часто изготавливают дополнительные шипы, который помогают стропилам не двигаться под нагрузками. А под такой шип уже нужно будет гнездо в балке.

Но, наверняка вы знаете, что любые такие места способны ослабить балку, а поэтому их глубина должна быть не более чем 1/4 толщина балки и не ближе, чем на 20 см от края балки (чтобы не образовался скол).

А вот если у вас крыша с уклоном менее 35 градусов, тогда есть смысл использовать двойной зуб, ведь такое крепление позволяет достичь высокой прочности узлов. Как и в предыдущем варианте, вы можете дополнить двумя шипами.

При таком методе у каждого зуба может быть как одинаковая глубина, так и разная. Например, первый зуб вы можете врубить только на 1/3 толщины опорной балки, а второй уже – наполовину:

Суть в том, что две стропильные ноги в конструкции с опиранием на балки закрепляются затяжкой. Но, если концы этих ног будут скользить, тогда целостность затяжки будет быстро нарушена. Чтобы предотвратить такое скольжение, вставлять, вернее, врубать стропильную ногу в самую затяжку необходимо при помощи зуба – с шипом или без него.

В процессе врубания стропила в конец затяжки нужно максимально отодвинуть зуб. Если же вам необходимо усилить крепление таких стропил, тогда используйте двойной зуб. Еще один момент: сами зубы могут быть разной величины.

И, наконец, желательно прикрутить конец стропильных ног при помощи скрученной проволоки, чтобы ветер не мог сорвать такую крышу. В качестве проволоки лучше возьмите оцинкованную, и закрепите ее одним концом к стропильные ноге, а другим – в костыль, который предварительно закладывают в кладке стены на расстоянии 30-35 см от верхнего края.

Вот хороший пример аккуратной врубки стропила на затяжку, которая одновременно служит балкой перекрытия уже в четырехскатной крыше:

Металлический крепеж для такого узла все равно необходим, потому что врубка сама по себе не может удержать стропильные ноги под нагрузкой.

Вырубка посадочного места

Важно понимать, что выполнить идеальный запил на строительной площадки невозможно. Причины могут быть разными: недостаток высокоточных инструментов, неравномерное положение мауэрлата, неудобная позиция и так далее

Поэтому относительно проектного значения, может измениться угол наклона ската. Тут, главное, сохранить единую линию положения стропил.

Самый простой способ сделать одинаковый запил на стропилах — использовать шаблон. Правда, не во всех случаях этот вариант подойдет, так часто крыши бывают неровными. Тогда придется рассчитывать угол и место вырубки на каждой стропиле индивидуально.

Для основы шаблона возьмите обрезок доски, кусок ДВП или фанеры, подойдет даже плотный картон. На заготовке проведите линию от нижнего края на расстоянии не больше третье часть ширины стропилины. Такую же черту необходимо провести на всех брусьях которые планируете подрезать. Дело в том, что глубже делать распил не рекомендуется из-за потери прочности. Далее, отметьте точки, в которых стропила будет прилегать к мауэрлату, сделайте перпендикулярную черту, относительно прошлой линии.

Теперь перейдем к изготовлению шаблона, определив углы вертикальной и горизонтальной части зарубки. Для этого приложите заготовку к торцу мауэрлата, сохранив уклон будущей крыши. Напротив угла должна быть точка пересечения линий, которые сделали до этого. Проведите линии треугольника и вырежьте получившийся шаблон.

Далее, приложите шаблон к стропилам и перенесите разметку

Важно, чтобы распил был произведен на равном расстоянии от коньковой стороны. Первый пропил должен быть сделан поперек волокон

Второй срез выполняется топором, так как электропила может быть застопорена. Тут так же понадобится сноровка и сила

Важно проследить чтобы топор был довольно острым, тогда дело будет спориться лучше и можно избежать сколов

Наконец, сверьте получившийся запил с шаблоном и при необходимости внесите поправки. После чего можно выполнить монтаж готовой стропильной ноги или сделать посадочные места на оставшихся деталях.

Стропильная система шатровой крыши: сопряжение ее отдельных частей

Шатровая кровля может быть многоскатной, трапециевидной, купольной и другой. Самым важным условием при ее монтаже является соблюдение симметрии.

Конструкция имеет аэродинамические свойства, способна выстоять даже перед прямым шквальным ветром, предотвратить проникновение влаги и потоков холодного воздуха в чердачное помещение. Для многих этот тип – самый привлекательный.

Шатровая крыша имеет и некоторые недостатки. Например, высокая степень сложности ее конструкции, площадь мансардного чердачного этажа получается намного меньше, чем в случае двускатной.

Расчет шатровой крыши ↑

Для строительства шатровой крыши необходимо провести тщательнейшие расчеты. К ним приступают только после определения формы кровли и угла наклона скатов.

Чаще всего в основании лежит квадрат, тогда ее боковыми гранями будут выступать равнобедренные треугольники. Таким образом, для расчета полной площади крыши в этом случае необходимо:

• посчитать площадь ската (площадь равнобедренного треугольника);
• умножить результат на четыре;
• посчитать площадь свесов карниза (площадь равнобедренной трапеции);
• все полученные данные необходимо сложить.

Конструкция стропильной системы ↑

Под стропильной системой для шатровой крыши подразумевают конструкцию, которая включает:

• Стропила диагональные (накосные), расположенные по углам каркаса. Один его конец опирается на мауэрлат, а другой – на ноги стропил. На данный элемент приходится довольно существенная нагрузка, так как они служат основанием для нарожников (ног).
• Нарожники. которые крепят к накосным.
• Мауэрлат – это балки, которые служат опорой для нижних концов стропил.
• Коньковые и боковые прогоны
• Прогоны, лежни, ригели, всевозможные дополнительные опоры, которые придают конструкции необходимую жесткость и другие.

На какой именно элемент опирается система зависит от материала, из которого построен дом:

• деревянный каркасный – верхняя обвязка;
• каменный и кирпичный – мауэрлат;
• сруб – верхние венцы.

Монтажные работы по установке ↑

Основные узлы и стропила собирают из пиленых досок, бревен и бруса на земле, используя заранее подготовленный шаблон. Толщину материала определяют, исходя из длины стропильной ноги, шага, длины нарожника, уклона крыши и предполагаемых нагрузок.

Первоначальная сборка строительных конструкций для каменных и кирпичных домов также производится на земле по мауэрлатам. В деревянных строениях опорой является специальная верхняя обвязка и верхние венцы срубов.

• Начинают с постройки основания – на стены укладывают лежни и мауэрлаты. Надо учесть, что в случае кирпичной кладки используют прокладочный материал с высокой влагостойкостью. На них настилаются подмости.
• Накосные стропила поднимают из противоположных углов и соединяют в коньковом узле. Любая врезка в мауэрлат может его ослабить, поэтому желательно использовать врезанную балку.
• Поднимают оставшиеся накосные, подгоняют врубки и скрепляют в коньке при помощи затяжек. Отличие шатровой крыши от других четырехскатных в том, что в ней нет прогона и накосные (диагональные) соединены в коньковом узле. Добавочную прочность такому виду придает дополнительная стойка в центре, выступающая в качестве подпорки.
• В скатах устанавливают подкосы, раскосы и диагональные связи, чтобы обеспечить со стороны фронтонов сопротивление ветровым нагрузкам
• На последнем этапе устанавливают нарожники со стойками и подкосами. Добавочную жесткость стропильных ног обеспечивают дополнительные опоры – шпренгели.

Главным условием при монтаже шатровой крыши является установка диагональных стропил строго под прямым углом (90 градусов).

Стропила в обязательном порядке скрепляют со стенами:

Деревянные стены – при помощи металлических скоб стропила фиксируют к второму венцу.

Каменная и кирпичная стена – из проволоки (4-6 миллиметровая) делают хомуты и надевают на стропила, закрепив концы за вбитый в стену штырь .

Чтобы стена оказалась защищенной от воды, необходимо установить свесы, как минимум на полуметровом расстоянии от наружной поверхности стены. Если они выступают недостаточно, их удлиняют, то есть к ним прибивают на ребро обрезки досок, так называемые, «кобылки».

Теперь все готово к укладке обрешетки, гидро-, пароизоляции и кровельного материала.

Классификация стропильных ног

Стропилами, или же стропильными ногами, называются деревянные или металлические балки, установленные на короб дома под заданным углом. Они определяют конфигурацию кровельной конструкции, принимают на себя и стойко сопротивляются сумме постоянных и временных нагрузок, действующих на верхнюю ограждающую систему постройки.

Конструктивная простота стропильных ног крайне обманчива. На самом деле это довольно сложные элементы, требующие тщательной разметки и аккуратного раскроя. Нестыковки в соединениях стропильных ног с мауэрлатом, друг с другом и прочими составляющими системы приводят к изменению формы скатов, нарушению целостности покрытия и разрушению узлов.

С другой стороны, грамотная установка стропильных ног может скорректировать некоторые ошибки в возведении коробки дома, а не усугубить положение четким повторением и усилением перепадов высоты стен. Правда в таких ситуациях элементы каркаса изготавливают в индивидуальном порядке и скрупулезно подгоняют по факту непосредственно на объекте.

Однако прежде чем разбираться со спецификой монтажа, нужно выяснить, в чем заключаются их конструктивные различия, согласно которым стропильные ноги делятся на две группы, это:

• Висячие. Вид стропилин, не имеющих верхней опоры. В вершине крыши стропильные ноги упираются торцами друг в дружку. Чтобы под весом компонентов кровельного пирога и снега, такая конструкция не распирала брус мауэрлата, висячие стропила соединяют горизонтально установленной затяжкой.
• Наслонные. Разновидность стропильных ног, укладываемая на две разные по высоте опоры. Вверху они чаще всего опираются на установленный в крест стропилинам коньковый прогон, реже упираются запиленными под углом торцами друг в дружку. Низ ложится на мауэрлатный брус или упирается в него.

От того, к какой группе относятся стропильные ноги, зависит сфера их применения и технология установки. Висячую разновидность собирают на земле, а выполненные в виде своеобразных треугольников фермы поднимают на крышу и монтируют в полностью подготовленном к установке виде.

Плюс сооружения стропильного каркаса по висячей технологии заключается в безопасности работ и возможности выполнить максимально точно узловые соединения. Если в сооружении крыши используется самый простой вариант висячей фермы с затяжкой внизу, можно отказаться от устройства мауэрлата, в место которого вполне подойдет неширокая выравнивающая доска.

Минусы висячей технологии сопутствуют преимуществам. К примеру, собранную на земле ферму гораздо сложнее транспортировать к месту установки, чем доски и брус для наслонных стропилин. Есть ограничения по перекрываемым пролетам: пределом считается 14 м, свыше которого неразумно устанавливать склонные к провисанию деревянные балки без промежуточных опор.

Стропильные ноги наслонной группы и верхом, и низом опираются на независимые конструкции. Верхушкой их укладывают на прогонную конструкцию, которая монтируется по балкам перекрытия или по лежню, заменяющему мауэрлат на внутренней стене. Низ либо устанавливается на мауэрлат, либо упирается в него, зацепившись за брус зубом или пришитым вместо зуба опорным бруском.

Преимуществом наслонных систем по праву признана возможность перекрытия практически любых по габаритам пролетов. Просто при увеличении перекрываемого пространства конструкция усложняется: дополняется подкосами на пару со стойками, дополнительными прогонами вкупе с лежнями, схватками.

Собирается и монтируется наслонная конструкция дольше, т.к. сооружают ее не из ферм, а из отдельных элементов. Однако как раз у этой схемы больше возможностей в корректировке недочетов короба или неравномерно осевшего сруба. Т.к. стропила наслонного типа укладываются поштучно, есть возможность слегка изменить положение и размеры узла, чтобы в итоге сформировать безукоризненно выровненную плоскость ската.