Стропильная система односкатной крыши: правила устройства и разбор типовых вариантов

Ремонт стропильной системы

Варианты ремонта стропильной системы

В процессе эксплуатации дома может возникнуть ситуация, когда будет необходимо произвести ремонт стропил.

Поскольку разрушение стропильной системы крыши грозит серьезными последствиями, желательно, регулярно контролировать состояние элементов и, при обнаружении каких-то проблем, срочно предпринимать меры.

Если обнаружено, что конец стропильной ноги, которая опирается на мауэрлат, начал загнивать, то поступают следующим образом:

• На чердачное перекрытие укладывают бревно, которое должно упираться на 2-3 балки.
• Устанавливают подкосы под ремонтируемую стропильную ногу с упором в бревно. Расстояние от крайнего подкоса до загнившего места должно быть не меньше20 см.
• Поврежденный участок выпиливается, на его место устанавливается заранее подготовленный вкладыш.

Если гниение древесины обнаружено в середине стропильной ноги, то для усиления конструкции с двух сторон поврежденной детали прибивают накладки, изготовленные из досок, толщина которых составляет 50-60 мм.

Гвозди забивают в неповрежденную часть стропила по краям накладок.

Если гнилью поврежден мауэрлат, то при незначительной длине пораженного участка рекомендуется установить подкосы, к которым при помощи скоб прикреплена стропильная нога. Подкосы устанавливают с опорой на мауэрлат, прикрепляя к его неповрежденной части.

Если мауэрлат поврежден на значительном протяжении, то к стропильной ноге нужно прибить накладку из досок, которые будут укреплены в новый мауэрлат, установленный дополнительно, несколько ниже поврежденного. Укрепляют дополнительный мауэрлат, забивая его штырями в стену.

Если в результате появления трещины в стропильной ноге наблюдается прогиб кровли, то действуют по следующему плану:

• Заготавливают две крепких доски, одна из которых будет служить отжимной стойкой, а вторая – опорой для нее.
• Опорную доску укладывают так, чтобы она располагалась перпендикулярно несущим балкам чердачного перекрытия.
• Отжимную стойку ставят на опорную доску, подводя ее под прогиб стропильной ноги;
• Между опорной доской и концом отжимной стойки забивают два клина, располагая их навстречу друг другу.
• Клинья продолжают забивать до тех пор, пока не будет устранен прогиб стропильной ноги;
• Затем на место трещины на стропильной ноге накладывают две накладки из досок, длина которых не меньше чем на метр превышает длину поврежденного участка. Закрепляют накладки при помощи болтов.
• После закрепления подкладок выбивают клинья и убирают временную стойку и опорную доску.

Составление схемы

В зависимости от особенностей кровли (одно- или двускатная, форма и т. п. ) составляется проектная документация.

Эта работа проходит в несколько этапов:

• составляется эскиз будущей кровли (на этом этапе чертеж должен иметь готовый вид кровли с проработкой стилевого оформления строения);
• прорабатываются основные кровельные элементы (на чертеже отображается степень нагрузки и количество материалов);
• схема отображает строительство кровли.

Стоит учесть, что отличия в скатных конструкциях связаны с типом стропил (висячие или наслонные), с неравномерностью углов наклона, с размерами свеса карниза. Также стоит учесть и ошибки при проектировании. Одной из наиболее распространенных из них считается ошибка с расчетом расходования материалов на весь комплекс. Процесс составления чертежных схем лучше всего доверить специалистам. Кровельная конструкция возводится в соответствии с принятыми строительными нормами

Кроме того, важно минимизировать возможные ошибки и дефекты. Так, если выбор типа кровли и способ монтажа выбраны неверно, это послужит причиной обрушения кровельной конструкции

При неверно начерченном уклоне и его возведении есть риск увеличения нагрузки на крышу. Хотя допускаются ошибки при конструкции вентиляционных элементов. Сам по себе чертеж не должен быть сложным, однако следует соблюдать правила установки всех кровельных элементов, соответственно, они должны быть прописаны. Профессионально выполненный план кровли увеличивает безопасность конструкции.

Сложные крыши

Чем больше скатов и, соответственно, их пересечений имеет крыша, тем больше усложняется стропильная система. Так, в многощипцовых конструкциях часть стропил опирается не на конек (прогон), а на балку ендовы. Такие балки называются накосными стропилами ендовы, их необходимо подгонять по месту и жестко скреплять для предотвращения перекоса конструкции в целом.

Для вальмовой крыши используются не только прямые (расположенные под прямым углом к коньку и мауэрлату), но и диагональные стропила – по линиям пересечения скатов. На них опирается часть прямых стропил. Здесь также оптимален жесткий узел крепления.

В шатровых крышах большая часть стропил является именно диагональными, и все прямые (нарожники) опираются на них. За счет этого особенно важна точная подгонка запилов и усиленные крепления.

В арочных крышах вместо прямых балок стропил применяются изогнутые шпангоуты, собранные из отдельных ламелей. Количество вертикальных стоек при такой конструкции заметно возрастает, поскольку необходимо более равномерно распределить нагрузку по изогнутому составному элементу. Опирание таких арочных стропил только жесткое, с запилом.

Как крепить стропила к мауэрлату

Крепеж стропильной системы в виде стального уголка

Есть два метода крепления стропил к мауэрлату:

1. жесткое;
2. скользящее.

Тип сопряжения выбирают в зависимости от конструкции и формы крыши и, соответственно, от конкретного типа используемых стропил – висячих или наслонных.

Главным принципом жесткого метода соединения стропил с мауэрлатом является полное исключение возможности каких-либо воздействий (сдвиги, повороты, изгиб, кручение) между обоими конструктивными элементами.

Данный результат может быть достигнут следующими способами:

1. креплением при помощи уголков с опорным подшивным брусом;
2. посредством выполнения седла (запила) на стропильной ноге с последующим закреплением полученного соединения при помощи скоб, гвоздей и проволоки.

Первый случай предполагает создание опоры стропильных ног на мауэрлат при помощи опорного бруса.

При этом стропило жестко упирается по линии давления, что возможно благодаря подшиваемому брусу до одного метра в размере, после чего фиксируется по бокам металлический уголок для стропил с целью исключения поперечного смещения.

Второй метод крепления стропильных ног к мауэрлату применяется чаще, и предусматривает прибивание гвоздей с боков, под углом в направлении друг к другу (происходит скрещивание внутри мауэрлата), а после в вертикальном положении забивают третий гвоздь.

В результате узлы крепления стропил достигают высокой жесткости.

Помимо этого, каждый из типов сопряжения страхуется дополнительным соединением стропильных ног со стеной здания при помощи анкеров и проволоки-катанки.

Стропила одного типа, то есть имеющие одинаковый угол ската по всей площади крыши, подготавливаются при помощи шаблона единообразным способом.

Скользящее крепление стропил выполняют с использованием подобного крепежа

Шарнирное или скользящее сопряжение с двумя уровнями свободы достигается путем применения специального крепежа, обеспечивающего возможность свободного перемещения (в заданных пределах) одного из сопрягаемых элементов.

В нашем случае данным элементом служит стропильная нога по отношению к мауэрлату. Выделяют следующие варианты крепления стропил к мауэрлату с обеспечением возможности сдвигов:

1. Выполнение запила с последующей укладкой стропила запилом на мауэрлат:
2. соединение с боков двумя гвоздями наискось в направлении друг к другу;
3. соединение при помощи одного гвоздя, прибиваемого сверху в вертикальном положении сверху вниз сквозь стропильную ногу в тело мауэрлата;
4. как альтернатива гвоздям – стальные пластины для крепления стропил, имеющие отверстия под гвозди;
5. крепление стропила к мауэрлату при помощи скобы.
6. Выпуск стропильной ноги за стену с выполнением единичного крепления крепежными пластинами.
7. Крепление при помощи специального стального крепежа для стропил – так называемыми «салазками».

Все перечисленные методы позволяют стропильной ноге упираться в мауэрлат, однако при подвижках система обладает возможностью двигаться относительно друг друга.

Сопряжение скользящего типа часто можно встретить при постройке домов. Особенно подобный прием соединения стропил и мауэрлата актуален для деревянных домов, сооружаемых из бруса или бревен.

Постепенная усадка стен здания приводит к искажению первоначальной геометрии дома, а это при использовании жестких сопряжений может привести к нарушению целостности стен.

Благодаря скользящим соединениям, бревенчатые стены, фронтоны, а также вся остальная конструкция крыши может постепенно как бы подстраиваться под усадку.

Сборка всей конструкции производится сперва на земле. Выполняются все замеры, выпиливаются врезки в стропильных ногах и мауэрлате, после чего проходят тщательную подгонку.

А далее производится крепление стропильных ног и установка других элементов кровли на здание в порядке очередности.

Крепление стропил в коньке

Ограждающие конструкции испытывают большие колебания температуры и влажности, поэтому стропильная система должна иметь возможность компенсации деформаций. Если все детали будут связаны между собой жестко, изменения их размеров могут привести к нарушениям геометрии и негативному воздействию на другие части здания.

Чтобы правильно соединить стропила и мауэрлат, нужно учитывать все факторы и подобрать оптимальную конструкцию конькового узла:

• Если в нижней части стропила закреплены жестко, то в коньке должна оставаться некоторая степень свободы. Для этого балки не фиксируются к коньковому прогону, а как бы наслоняются. Между собой они могут крепиться различными способами — врубкой, гвоздями, накладками.
• Когда нижнее соединение подвижное, конек должен прочно скреплять все детали воедино. В этом случае в верхней точке создается жесткое защемление, исключающее смещение в узле.

В висячих системах коньковый опорный прогон отсутствует. Все составляющие ферм соединены максимально жестко.

Какими способами могут крепиться к балкам стропила

Мы рассмотрим все возможные методы фиксации элементов, некоторые из них используются крайне редко и только во время строительства аутентичных домов по старинным технологиям. Такие работы выполняют плотники высочайшего класса, умеющие работать топором, долотом, стамеской и прочими традиционными плотницкими инструментами.

Специальными металлическими крепежными пластинами

Строители применяют два типа пластин. Соединение прочное, делается быстро и без ручного труда. В развитых странах стропильные фермы домов собираются на производственных линиях, при этом все процессы почти полностью автоматизированы. Технология сборки дает возможность увеличивать производительность оборудования и снижать себестоимость продукции. Элементы домов на строительной площадке быстро собираются, количество ручного труда сводится к минимуму. Деревянный дом под ключ ставится всего за две-три недели в зависимости от этажности и размеров.

Крепежные пластины

Какие пластины применяются для крепления стропилин к балкам?

Зубчатые

В нашей стране, к сожалению, малоизвестны, в развитых странах используются давно. Зубчатое крепление – металлические пластины с различными линейными размерами. По всей площади имеются зубья, которые вбиваются в деревянные конструкции. Длина и расстояние между зубьями выбирается с учетом размеров стропильных ног и балок перекрытия. Такое соединение дает возможность автоматизировать процесс производства ферм стропильной системы. Зубчатые пластины устанавливаются с двух сторон соединяемого узла.

Стальные зубчатые пластины

Зубчатые пластины можно забивать и вручную, но необходимо следить за правильностью их положения.

Перфорированные

Хорошо известные крепежные элементы, универсального использования. Могут фиксировать все элементы стропильной системы, имеют различные размеры и толщину. Пластины накладываются на узел, стягивание выполняется саморезами, болтами или обыкновенными гладкими гвоздями. Могут монтироваться с одной или двух сторон соединения. Преимущества – нет строгих требований по качеству пиломатериалов, большое количество отверстий позволяет выбирать самые удачные места вкручивания саморезов. Недостатки – требуют довольно много ручного труда. Работать с ними тяжелее, чем с зубчатыми. Кроме того, возрастает время монтажа стропильной системы.

Использование перфорированного крепежа

Общий вид на стропильные фермы

Крепление ригеля к стропилам

Крепить стропила к балкам перекрытия рекомендуется том случае, когда оба элементы изготовлены из одинаковых досок. Такой метод на сегодняшний день считается самым распространенным.

Болтовое

Крыши небольших хозяйственных зданий и пристроек не имеют значительных нагрузок, во время их изготовления используются упрощенные методы соединения стропилин и балок перекрытия. Самый распространенный вариант – болтами. Проделываются отверстия в балках перекрытия и стропилинах, элементы располагаются рядом, в отверстия вставляются болты, узел прочно стягивается.

Соединение стропил болтами

Соединение врезкой

Более сложное соединение, требуется практический строительный опыт. Врезка полностью исключает вероятность подвижек стропилин в местах соединения с потолочными балками, узел более прочный и статичный. На балке выпиливается углубление, а на стропилине выступ, детали должны плотно входить друг в друга.

Такой метод фиксации делается только на доме, что усложняет процесс строительства. Кроме того, каждое соединение подготавливается индивидуально, что еще больше увеличивает сроки строительства и повышает его стоимость. Еще один недостаток врезки – каждое соединение уменьшает толщину досок стропилин и балок, это становится причиной уменьшения их несущих показателей. Как следствие, проектировщики должны во время расчетов предусматривать увеличенные размеры пиломатериалов с учетом уменьшения их ширины в результате запиливания. А это негативно сказывается на стоимости строения.

Конструктивные узлы опоры стропил на балки перекрытия

Соединение врубкой

Старинный метод, в настоящее время применяется крайне редко. Работы делаются плотниками, умеющими обращаться с ручными инструментами и топором. Врубка делается только на толстых стропилинах и балках. Топором, долотом и стамеской делается соединение шип/паз под необходимым углом. Работа физически тяжелая, в качестве дополнительного соединения могут использоваться металлические самодельные скобы. Длина скоб и диаметр прутка выбираются с учетом конкретного места установки и предполагаемой максимальной нагрузки.

Варианты врубки стропил в балку

Устройство

Конструкция двускатной кровли отличается наличием наклонных поверхностей с двух сторон. Площадь основания кровли имеет прямоугольную поверхность. Скаты не дают собираться на крыше снегу и талой воде. Крыша естественным образом очищается. Кровля состоит из конструктивных узлов: мауэрлата, системы стропил, конька и кобылки, свесов кровли, подкосов, затяжек, обрешетки и стоек. Стоит разобраться, чем характерны все элементы конструкции двускатной кровли.

Мауэрлат необходим для правильного распределения нагрузки на несущие стены от стропил. С этой целью обычно выбирают прочную древесину – брус (это может быть дуб, лиственница, сосна). Выбор бруса по сечению определяется видом древесины (цельный или склеенный). Например, 100 на 100 мм или 150 на 150 мм. Стоит отметить, что при выборе металлической стропильной системы мауэрлат также должен быть выполнен из металла.

Основным элементом системы двускатной крыши является стропильная нога. Эти элементы изготавливаются из прочного бруса и бревен. При соединении стропильной ноги сверху формируется ферма с различным типом промежуточной опоры. Важную роль здесь играют параметры стропил и узлы конструкции.

Затяжка необходима для соединения стропильной системы (стропильной ноги) и для придания прочности и необходимой жесткости конструкции.

Прогон бывает двух типов: коньковый, при котором монтаж производится в месте примыкания стропил (в этом месте далее устанавливается конек кровли), и боковой прогон, который обеспечивает кровельным элементам (ферме) дополнительную жесткость (размеры и количество таких прогонов будет зависеть от нагрузки на конструкцию).

Стойки для стропил в виде вертикального бруса также принимают на себя значительную часть нагрузки от крыши. Стойку для стропил двускатной крыши обычно располагают по центру. Если ширина пролета больше обычной – то еще и по бокам. При возведении несимметричной крыши стойки ставятся в зависимости от длины стропил. Для ломаной кровли установка стоек выполняется по бокам, при этом остается свободное пространство. Если планируется две комнаты под крышей, то стойки стропил ставят по центру и по бокам.

Подкосы – это опоры для стоек. При подкосе под углом более 45 градусов кровля лучше защищена от деформации (снег, ветер). В зависимости от климатической зоны могут быть установлены как продольные, так и диагональные подкосы стропильной парой на одной плоскости.

Лежень служит надежной опорой стоек. Это место крепления подкоса.

Обрешетка необходима для фиксации материалов и конструктивных элементов кровли. Обрешетку устанавливают перпендикулярно к стропильным ногам. Одно из важных предназначений обрешетки – перераспределение нагрузки от кровли на стропильную систему.

Разновидности металлических креплений и их характеристики

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.

Для производства крепежных элементов обычно используется металл толщиной 1,5-3 мм, что придает изделиям достаточную прочность и выгодно выделяет его среди других материалов. Можно найти расходники самых разных размеров для любых целей.

Среди разновидностей держателя стропила можно назвать такие приспособления:

• перфорированная монтажная лента;
• опора для балок;
• пластины и накладки;
• опоры для бруса;
• уголок для стропильных соединений;
• крепления LK;
• уголки KP;
• кронштейны WB;
• саморезы;
• стропильная скоба;
• болты с гайками;
• вязальная проволока.

Фиксацию крепежных деталей можно выполнять и гвоздями. Но их применяют только в условиях промышленного производства, когда есть возможность отогнуть конусовидную часть крепежа. Для таких работ используется оборудование, которое выполняет эту процедуру под давлением.

Угловые элементы KP производятся в большом количестве модификаций. Они позволяют минимизировать возможность срыва резьбы на болтах и деформации соединений во время естественной усадки каркаса. Такие детали можно закрепить на гвоздях или шурупах своими руками, никакие специальные станки не потребуются.

Зафиксировать несущую балку во время сборки перекрытий деревянного дома из бруса или оцилиндрованных бревен можно с помощью кронштейнов WB. В таком случае не нужно будет делать врезку на стропильной ноге, при этом ее несущая способность не снижается. Для фиксации крепежного элемента применяются анкеры, шурупы и гвозди.

Для того чтобы соединить балки со стропилами в подстропильной системе, предназначено крепление LK. По характеристикам оно практически не отличается от кронштейнов WB, однако, зафиксировать его можно только гвоздями или саморезами. Они широко применяются во время строительства бревенчатых срубов.

Подводя итоги, отметим, что крепежные элементы являются неотъемлемой частью строительства любой каркасной конструкции, в том числе крыши бревенчатого дома. От качества таких расходных материалов зависит устойчивость всей конструкции и продолжительность службы кровельного покрытия и пирога. В связи с этим, рекомендуем очень внимательно отнестись к процессу выбора креплений для стропил, чтобы избежать многих проблем в будущем.

Способы фиксации

Решая вопрос, как крепить стропила к мауэрлату или коньковому прогону, необходимо правильно подобрать крепежную фурнитуру. Современный строительный рынок располагает огромным ассортиментом разнообразных по конструкции и размеру креплений. Главными критериями выбора крепежа являются материал, использованный для изготовления стропила, их сечение, а также вид нагрузки, которому они подвергаются. Существуют следующие способы крепления стропил:

• С помощью металлических уголков. Металлические уголки с отверстиями под саморезы или гвозди являются самым надежным и прочным вариантом жёсткого крепления стропил к мауэрлату, стенам или коньковому прогону. Они позволяют много кратно увеличить жесткость и несущую способность конструкции стропильного каркаса.

• С помощью металлических накладок. Для соединения элементов стропильного каркаса также используют перфорированные стальные накладки, которые позволяют выполнить их фиксацию без изготовления запила в мауэрлате или стропилах, благодаря чему сохраняются их высокие прочностные качества.

• С помощью «чурок». Чурками называют небольшие брусочки квадратного сечения, которые устанавливаются между стропилами и коньковым прогоном или мауэрлатом в качестве распоров, увеличивающих жесткость конструкции.

• С помощью скользящих креплений. Другой вариант фиксации стропил с коньковым прогоном или мауэрлатом – использование подвижных креплений, которые в быту называют салазки или ползуны. За счет их подвижности можно компенсировать изменение размеров элементов, которое происходит в процессе усадки.

Подготовка материалов

Чтобы стропильный каркас был достаточно качественным и надежным, необходимо не только правильно провести его монтаж, но и грамотно подойти к вопросу выбора материалов для его обустройства. Обычно стропила изготавливаются из обрезных досок или брусов с заранее рассчитанной толщиной. Зная, как правильно поставить крышу на дом, и подобрав качественный материал, вы сможете самостоятельно выполнить монтаж стропильной системы.

Подбирая пиломатериалы, нужно обратить внимание на их качество – древесина не должна иметь заметных повреждений структуры, вроде щелей или глубоких царапин. Кроме того, хорошее дерево должно быть достаточно просушенным, чтобы избыток влаги в дальнейшем не ускорил процесс разрушения стропильной системы.

Перед тем, как монтировать стропила, нужно пропитать их антисептическими и огнезащитными составами для повышения защиты. Следующий шаг, который косвенно касается технологии монтажа стропил – выбор способа их крепления.

В качестве крепежных элементов для установки стропил могут выступать следующие материалы:

• Металлические или деревянные пластины;
• Болты или шпильки в комплекте с гайками и шайбами;
• Саморезы, гвозди или скобы;
• Катаная проволока.

Как собрать стропильную систему?

Наконец-то стропила готовы, и можно приступать к их монтажу.

Сооружать на земле или на крыше?

Итак, на деле все достаточно просто и чем-то похоже на детский конструктор. Проще и удобнее всего изготовить фермы прямо на земле, и только затем их поднять. Немного сложнее сборка стропил прямо на крыше, зато поднимать их туда легче. Вот от этого и отталкивайтесь: если у вас есть возможность (кран, например) затащить на крышу 200 кг одной фермы – тащите, если нет – поднимайте каждое отдельное стропило по 50 кг при помощи подручных средств и делайте сборку на месте.

Итак, первым делом для удобства сделайте шаблон, по которому будете собирать стропильные фермы, и еще один шаблон для монтажных запилов на стропилах (используйте фанеру). Вам останется только вырезать на стропилах монтажные запилы, приложив шаблон, и соединить их между собой под определенным углом. Вот этот треугольник и называется стропильной фермой.

Внимание на прочность – правила наращивания длины

Если же толщины или длины доски для изготовления нормальной стропильной ноги не хватает, делайте наращивание стропил. А способов – несколько:

1. Сплотить доски между собой, сложив широкими сторонами и прошив гвоздями.
2. Уложить доски в половину длины, получив в итоге особо прочную стропильную ногу, способную выдержать немалые нагрузки.
3. Сделав косой срез на торцах, чтобы создать вертикальный противоскользящий упор, и соединить болтом.
4. Уложить две доски с нахлестом по длине в метр, соединив стропило шпильками или гвоздями.

Еще учитывайте при расчетах, что на конек крыши приходится около 50% нагрузки от всей стропильной системы. А потому балку для конька всегда изготавливайте так, чтобы запас прочности у нее был минимум на 25% больше, чем рассчитано изначально.

А самые уязвимые части стропильных конструкций – нижние, те, что опираются на мауэрлат.

Готовим стропильные фермы

Закреплять стропильные узлы нужно при помощи:

• Внешней прямой скобы.
• Металлической угловой пластины.
• Внутреннего металлического стрежня.

Соединить такие стропила можно также шпильками – так даже будет прочнее. Для этого вместо среза теперь делаем врубку в полдерева и соединяем стропила уступом. Далее сверлим отверстие под шпильку 12-14 мм и закрепляем гайками с широкими шайбами.

Начнем с обзора проверенных дедовских методов:

Если вы решили сделать стропильные фермы по более надежной новой технологии вам понадобится такой инструмент:

Вот как им работать:

Более подробно:

При сборке стропильной фермы висячего типа нужно соединить верхние концы стропильных ног. Для этого подрежьте торец каждого под точно таким же углом, под которым делаете крышу, соедините балки плоскостями срезов и зафиксируйте при помощи двух гвоздей. Место стыка закройте деревянной накладкой или металлической пластиной.

Еще один полезный мастер-класс:

Подъем и установка готовых ферм

Уже на крыше в первую очередь вам нужно начать с установки тех стропил , которые образуют две крайние фермы двускатной крыши (их еще называют фронтонными). Чтобы дополнительно закрепить их, поставьте временные подкосы. Далее протяните между крайними вершинами ферм прочный шнур, который станет уровнем для промежуточных стропил.

Теперь поднимаем и ставим все остальные стропильные фермы на расстоянии друг от друга не менее 0,6 метров. Снова-таки, если некоторые конструкции получились у вас достаточно громоздкими, подоприте их теми же временными подпорами.

Остальное –дело техники:

Материалы для изготовления стропил

Стропила чаще всего изготавливают из деревьев хвойных пород (ель, лиственница или сосна). Для обустройства кровли применяют хорошо просушенную древесину с уровнем влажности до 25%.

Деревянная конструкция имеет один существенный недостаток – со временем стропила могут деформироваться, поэтому  в несущую систему добавляют элементы из металла.

С одной стороны металл добавляет жесткости стропильному сооружению, но с другой – снижает срок эксплуатации деревянных частей. На металлических площадках и опорах оседает конденсат, который приводит к загниванию и порчи древесины.

В промышленном строительстве используют металлические стропила, выполненные из стального проката (двутавра, тавра, уголков, швеллера и т.д.). Такая конструкция более компактна, чем деревянная, но хуже удерживает тепло, и поэтому требует дополнительной теплоизоляции.

Расчет необходимых элементов

Теоретически сечение каждого конструктивного элемента стропильной системы необходимо рассчитывать с учетом предполагаемых нагрузок. Однако на практике размеры принимаются конструктивно.

Сечение стропильных ног можно выбрать по таблице, приведенной на рис. 7 в зависимости от их длины и шага установки. Также рекомендуется учитывать предполагаемую толщину теплоизоляционного слоя – желательно, чтобы она совпала с высотой стропил (в случае утепленной кровли).

Рисунок 7. Таблица для выбора сечения стропил

Размеры других конструктивных элементов тоже подбираются конструктивно с учетом удобства соединения со стропильными ногами:

• Мауэрлат – 150×150 мм.

• Прогон – 150×50 или 150×100 мм.

• Стойки – 150×100 или 100×100 мм.

• Затяжки – 150×50 мм.

• Подкосы – 50×150 или 100×150 мм.

Рисунок 8. Конструктивные элементы стропильной системы

Размеры досок для обрешетки подбираются с учетом разновидности покрытия:

• Укладка металлочерепичной кровли, из профнастила и других листовых материалов выполняется на разреженный каркас из досок толщиной 25-30 мм и шириной до 150 мм.

• Гибкая черепица монтируется на сплошную обрешетку из OSB, фанеры или досок.

• Для каркаса под шифер применяется пиломатериал толщиной не менее 50 мм.

• Керамическая черепица обычно монтируется на обрешетку из брусков сечение 50х50 мм.

Точки крепления стропил

Стропильные ноги стыкуются друг с другом и с другими элементами системы в нескольких местах:

• мауэрлат (верхний венец, обвязка);
• конек или коньковый узел;
• вертикальные опоры;
• балки перекрытия;
• соединения стропил с карнизными кобылками;
• при большой длине ската сами ноги могут быть сращенными.

Соединения выполняются с запилом или без запила. Метизы, которые используются для крепления:

• уголки позволяют выполнять соединения без запила. Их крепят к брусу саморезами или гвоздями «ерш»;
• перфорированные ленты и пластины;
• кронштейны из двухмиллиметровой оцинкованной стали. Их крепят гвоздями, саморезами, анкерными болтами. На них похожи крепежные элементы LK;
• «салазки», обеспечивающие скользящее крепление стропил. Такой способ крепежа предотвращает разрушение системы при усадке дома;
• болты и гайки, саморезы, проволочные стяжки.

Рассмотрим подробнее, как выполняются отдельные узлы.

Способы крепления мауэрлата к стене

Крепление бруса к стене дома должно быть максимально прочным и неподвижным. Существует несколько основных способов крепления мауэрлата к несущей стене:

• крепление с помощью стальной проволоки;
• крепление с помощью анкеров, вмурованных в армопояс под мауэрлат;
• крепление с помощью шпилек, вмурованных в кладку.

Рассмотрим эти способы по порядку.

В процессе кладки, за три-четыре ряда до верха стены, между кирпичами продевают сложенную в несколько раз стальную проволоку так, чтобы середина находилась внизу под кирпичами, а концы свободно выходили наружу. Длина берется с таким запасом, чтобы хватило продеть проволоку сквозь брус и затянуть (скрутить). Количество таких обвязок строго не регламентировано, однако их не должно быть меньше, чем стропил.

Мауэрлат притягивают к стене стальной проволокой

В случае, если на стене сооружают армопояс, крепежные элементы для мауэрлата следует заложить заранее. Вообще сооружение армопояса — весьма полезное решение, так как он значительно укрепляет коробку здания, выравнивает верхний венец стен по горизонтали и является важным элементом жесткости конструкции.

Крепление мауэрлата к газобетону выполняется только через армопояс, так как сами блоки слишком мягкие и не предполагают монтаж анкерных или каких-либо других креплений.

Самый удобный способ устройства армопояса на газобетоне — это использование U-образных блоков, которые устанавливают так, чтобы образовался непрерывный желоб по всему периметру внешних стен сооружения. На угловых блоках делают пропил таким образом, чтобы желоб не прерывался, и не было промежутков в его стенках.

Далее собирают арматурный каркас (чаще всего используют арматуру толщиной 12 мм, связанную поперечными перемычками толщиной 6 мм), который закладывают в желоб и заливают бетоном. Заливать бетон следует вкруговую за один заход, чтобы конструкция получилась монолитной.

Вернемся к анкерам. На этапе, когда армопояс установлен в желоб или опалубку, к нему привязывают анкера с резьбой вязальной проволокой. Следует помнить, что анкера должны быть выставлены по линии максимально ровно.

Шпильки устанавливают в линию по шнурку и привязывают к каркасу

Также важно выставить их как можно ближе к вертикальному положению, перпендикулярному горизонтальной плоскости. Армопояс удобно заливать в U-блоки. Армопояс удобно заливать в U-блоки

Армопояс удобно заливать в U-блоки

Каркас для армопояса собирают из арматуры на 12 и укладывают в опалубку по всей длине армопояса.

Количество анкерных креплений не должно быть меньше количества стропил. Также необходимо заранее продумать места расположения анкеров, чтобы они не совпадали с местами крепления стропильных ног.

Укладка каркаса

Когда бетон застывает, анкерные болты оказываются намертво вмурованными в пояс и привязанными к арматурному каркасу железобетонной конструкции, что является максимально прочным и жестким креплением из всех возможных. Впоследствии мауэрлат просто надевается на шпильки заранее просверленными отверстиями и притягивается к стене двумя гайками с шайбой.

Также иногда вместо армопояса в стене устраивают т.н. монолитные подушки или пробки. Длина таких подушек не превышает 400 мм и чаще всего делается в кирпичных стенах. Это как бы «ямы» в кладке, которые также содержат металлоконструкцию (решетку) из прутка или тонкой арматуры, к которой привязывают анкер и заливают бетоном.

Для легких крыш и домов небольших размеров, когда на кровлю не предполагается воздействие значительных усилий и нагрузок, для крепления мауэрлата используют вмурованные в кладку шпильки. Эти шпильки представляют собой Г-образные металлические болты или болты, приваренные к металлическому квадрату 50×50 мм (размер может колебаться).

Шпильки вмуровывают в процессе кладки стен

В процессе возведения стены шпильки вмуровывают в кладку за несколько рядов до верхнего края, с расчетом длины, которой хватит на толщу бруса и контргайку. Далее технология напоминает анкера: когда кладка застывает, на шпильки надевают брус и притягивают его гайками. На самом деле существуют и другие способы крепления, но на них мы подробно останавливаться не будем. Трех перечисленных способов вполне достаточно, чтобы крепко и надежно закрепить мауэрлат на стене дома.