Прочность крыши – это суммарная прочность и качество всех ее составляющих элементов: стропил, балок, конькового прогона и обрешетки. А также то, насколько крепко и грамотно эти элементы соединены между собой. Ведь разобраться с сечением и расчетом нагрузки крыши способен почти каждый из нас, но вот как закрепить стропила так, чтобы крыша служила верой и правдой не менее полувека?
На самом деле это – целая наука, и в каждом виде кровельного узла есть свои плюсы и минусы, и один и тот же вид крепления может оказать самое разное влияние на прочность разных крыш. Поэтому давайте подойдем к этому вопросу со всей ответственностью!
Виды стропильных систем по уровню нагрузки на узлы
Существует два вида стропил – наслонные и висячие. Основные конструкционные особенности:
Висячие стропила отличаются тем, что всегда опираются верхними концами друг в друга и под их местом стыка опоры нет. А чтобы уравновесить нагрузку от крыши, в нижнюю часть их стропил соединяют еще одним элементом – затяжкой.
Получается правильный треугольник, у которого на растяжение работает только нижний элемент. Еще одна балка в крыше, куда так же нужно крепить стропила, называется лежнем. Она расположена горизонтально и поддерживает коньковый прогон.
Виды опорных узлов по уровню жесткости
Именно те места, где стропила крепятся к элементам крыши, и называются опорным узлом:
Опорный узел далеко не всегда статичный – иногда его приходится делать подвижным, если на какой-то конструктивный элемент действуют непостоянные нагрузки. Это как колесо у автомобиля, которое сжимается, крутится, сдавливается и поворачивается.
Нечто подобное реализуется и в опорных узлах, только сама степень свободы у них может быть разной – от нулевой, когда узел сама по себе уже неподвижный, до тройной, т.е. максимальной:
- Опорный узел с нулевой степенью свободы. Оба конца в этом случае жестко скреплены уголками с обеих сторон. Стропило на балке или мауэрлате с таким узлом двигаться не может совсем.
- Шарнирный узел с одной степенью свободы. В этом случае балка имеет возможность вращаться по кругу.
- Шарнирный узел с двумя степенью свободы. Теперь, кроме кругового вращения, есть возможность также смещения. Это обеспечивает специальное крепление стропил к мауэрлату или балкам, а вам нужно только установить ползуны или салазки.
- Шарнирный узел с тремя степенью свободы позволяет балке смещаться и горизонтально, и вертикально. Правда, круговое вращение здесь как может быть,так может и не быть.
Сравниваем крепежные элементы
Вот такие металлические уголки применяют для крепления стропил к мауэрлату, балкам и стенам:
Типы металлических пластин
Отметим, что всего существует целых два вида таких пластин: гвоздевые и перфорированные.
У перфорированных много отверстий под болты и саморезы, и именно с помощью их такие пластины крепятся к древесины. Преимущество перфорированных пластин в том, что они способны соединять нужные элементы стропильной системы практически под любым углом. Причем такие пластины легко подрезаются под нужный размер. Устанавливают перфорированные пластины с двух сторон соединений.
У гвоздевых пластин самих гвоздей нет. Этот крепеж применяется только в заводских условий, либо при наличии специального пресса. Дело в том, что молотком такую пластину в стропила вы не забьете – необходимо грамотное равномерное давление.
Дополнительные элементы
Иногда, кроме тех же металлических уголков и гвоздей, дополнительно применяются опорные бруски:
И еще так:
Если в узловых соединениях вы применяете плоские или фасонные стальные крепежные элементы, тогда:
- Толщина деревянных элементов не должна быть меньше 5 см. Все из-за саморезов.
- Во-вторых, простые гвозди здесь уже применять нельзя – только винтовые или ершенные, которые просто так уже не вылезут. Особенно, если древесина для стропил имеет влажность более 18%, т.е. не до конца просушена, а после высыхания этого материала узловые соединения всегда ослабляются.
- В-третьих, берите гвозди диаметром не менее 4 мм и длиной не менее 40 мм.
- Всегда используйте по два стальных уголка на одном узле, если это возможно. Просто располагайте их симметрично.
Крепление стропил к балкам перекрытия
Балки перекрытия иногда выступают как своеобразная альтернатива затяжке. Чаще всего это происходит при строительстве легких мансард – так удобнее. Но крепить стропила прямо с балками перекрытия можно только в том случае, если вы уверены в надежности стен дома. Т.к. в этом случае нет мауэрлата, и, как следствие, нагрузка на стены не распределяется равномерно – теперь она точечная. А это хуже, конечно.
К слову, балки для перекрытий вовсе не обязательно брать толстые, достаточно сечения 5х15 см. Главная ваша задача – сделать такое крепление, чтобы стропило ни в коем случае не начало скользить по балке.
К слову, существует большая разница, как крепить одни и те же стропила к балкам перекрытия у односкатных и двускатных крыш. Так, чем большую нагрузку испытывает кровля, тем это крепление следует делать с двойным зубом, а у односкатных вполне достаточно и одного. К слову, у двойного зуба обычно делают два шипа.
Наиболее прочное закрепление получается, если делать врубку, причем с дополнительным шипом, который также будет препятствовать боковым сдвигам стропил из-за нагрузок. С другой стороны, важно не ослабить в это же время саму балку. Поэтому вырез для стропила делать следует не ближе, чем на 25 см от края (это поможет избежать также соколов), и глубиной всего 1/3-1/4 от толщины самой балки:
Для того, чтобы стропильная нога не соскальзывала с мауэрлата, в ней делается специальная выемка. И в самом мауэрлате иногда делают еще одну, ответную – так только надежнее, и упорный замок получается крепким.
Правда, сам мауэрлат от этого значительно ослабнет – учитывайте это. Делать подобное с ним можно только тогда, когда мауэрлат – из твердых лиственных пород и обладает хорошей прочностью.
Одни только пазы стропильные ноги не удержат, а потому дополнительно обязательно используйте металлический крепеж. Если ваше соединение неподвижно, достаточно будет вбить под углом гвозди, а для более ненадежных конструкций используйте хомутовые соединения и металлические накладки. Поможет также кованная проволока, которую для этих целей монтируют в стену.
Еще один вид крепления стропильных ног к балкам – болтовое:
- Шаг 1. На конце балки, который выступает, делаем треугольный вырез. Гипотенуза выреза должно получиться под тем же углом, что и угол наклона стропил.
- Шаг 2. Под этим же углом запиливаем также нижнюю часть стропильной ноги.
- Шаг 3. Ставим стропило на балку срезом и фиксируем гвоздями.
- Шаг 4. Перпендикулярно стропильной ноге высверливаем отверстие для болта – сквозное, чтобы через болт можно было впустить снизу через вырез в балке.
- Шаг 5. На болт надеваем шайбу и плотно фиксируем весь узел гайкой.
По окончанию крепления обязательно проверяем прочность всех соединений.
Крепление стропил к стене
Но далеко не во всех стропильных конструкциях используется мауэрлат. Тогда как же крепить стропила к самой стене? Все просто: находим замену мауэрлату и работаем уже с ней.
Например, в каркасном строительстве в качестве мауэрлата выступают балки каркаса, на которую делают обшивку:
Если же вам по каким-то причинам приходится крепить стропила прямо к стене, без мауэрлата, тогда обязательно нужно сделать затяжку – доску или брус, которые соединят стропила в одно и возьмут на себя часть напряжения.
Не всегда такое крепление вообще возможно. Например, пено- и газоблоки плохи не только тем, что легко передают свою влагу деревянным стрпоилам. Они вообще не удерживают в себе крепления. Тот же гвоздь, забитый в блок на 10 см, вы легко сможете вытянуть руками – тогда как закрепить стропила? Плюс немалое давление от стропильной системы крыши на такие хрупкие стены. А потому здесь уже без мауэрлата не обойтись никак.
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.
Способ #1 – жесткое крепление
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:
Способ #2 – крепление с одной степенью свободы
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:
Способ #3 – скользящее крепление
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.
Используют его обычно только при серьезных динамических нагрузках на крышу.
Способ #5 – сращивание с кобылками
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.
Надежность конструкции крыши напрямую зависит от того, насколько правильно будет смонтирована вся ее несущая система. А основными ее элементами являются стропила. Вся же система состоит из стропильных ног, которые поддерживают и распирают дополнительные элементы, такие как подкосы, затяжки-ригели, боковые прогоны, опорные стойки и растяжки. Стропильные ноги соединяются на коньковой балке сверху, а нижние их края очень часто опираются на , закрепленный на боковых несущих стенах здания.
Так как на мауэрлат выпадает самая большая нагрузка, его изготавливают из мощного бруса. Его сечение определяется массивностью всей стропильной системы, но в основном размер составляет от 150 × 150 до 200 × 200 мм. Этот несущий элемент пр едназначен для равномерного распределения нагрузки от всей конструкции крыши и кровли на несущие стены строения. Крепление стропил к мауэрлату осуществляется различными способами. Они выбираются по месту в зависимости от типа стропильной системы (которая может быть наслонной или висячей), ее сложности и массивности, от величины суммарных нагрузок, которым будет подвергаться вся конструкция крыши.
Разновидности соединительных узлов «стропила — мауэрлат»
Прежде всего, существуют скользящие и жесткие крепления стропил к мауэрлату.
1. Скользящие крепления состоят из двух отдельных элементов, один из которых имеет возможность перемещаться относительно другого.
Эти крепления могут быть разными по конструкции — закрытыми и съемными .
- Закрытое крепление состоит из уголка, который крепится одной стороной к мауэрлату, а на другой стороне имеет специальную щелевидную проушину. В ней устанавливается металлическая петля с отверстиями для креплений к стропилу. Благодаря свободной, не закрепленной вертикальной стороне уголка, крепление дает возможность стропилу при необходимости несколько смещаться, не оказывая деформирующего воздействия на стены здания.
- Открытое крепление устроено по тому же принципу, и отличается лишь тем, что металлическая петля не вставляется в проушину, а просто верхняя часть вертикальной полки уголка после монтажа загибается вниз, фиксируя тем самым соединение.
Видео: пример установки подвижного крепления на стропильную ногу и мауэрлат
2. Видов жестких креплений — гораздо больше. Они выбираются в зависимости от массивности деревянных элементов конструкции и способа установки на мауэрлат.
Сюда можно отнести металлические уголки разных размеров, крепления LK, которые надежно зафиксируют стропило, устанавливаемое с помощью запила, не повредив его крепежными саморезами или гвоздями.
- Крепления LK производится в нескольких размерных вариантах, поэтому их можно подобрать под любую толщину бруска или доски. Толщина металла, из которого изготавливаются это крепежные элементы, составляет 2 мм, какой бы размер они ни имели. В зависимости от величины, крепежные детали имеют разное обозначение.
| Обозначение | Размер в мм |
|---|---|
| LK-1L | 40 × 170 |
| LK-2P | 40 × 170 |
| LK-3L | 40 × 210 |
| LK-4P | 40 × 210 |
| LK-5L | 40 × 250 |
| LK-6P | 40 × 250 |
Необходимо отметить, что эти крепления подходят не только для соединения стропил на мауэрлате – их используют и для фиксации узлов «балки перекрытия – мауэрлат».
Главное преимущество этой крепежной детали — это максимальная жесткость и надежность соединения деревянных элементов.
- Закрепление стропил с запилом на мауэрлате с помощью уголков осуществляется с двух сторон, что обеспечивает т ребуемую жесткость .
Существуют уголки, предназначенные для крепления стропил без запилов . Они имеют более высокие полки и прикручиваются большим количеством саморезов. Их производят из металла толщиной в 2; 2,5 или 3 мм.
| Обозначение | Размер (длина, высота, ширина, толщина металла) в мм | Обозначение | Размер (длина, высота, ширина, толщина металла) в мм |
|---|---|---|---|
| Усиленный уголок | 105 × 105 × 90 × 2 | Усиленный уголок KP5 | 140 × 140 × 65 × 2,5 |
| Усиленный уголок | 130 × 130 × 100 × 2 | Усиленный уголок KP6 | 105 × 172 × 90 × 3,0 |
| Усиленный уголок | 105 × 105 × 90 × 2 | Усиленный уголок KP7 | 145 × 145 × 90 × 2,5 |
| Усиленный уголок | 50 × 50 × 35 × 2 | Усиленный уголок KP8 | 145 × 70 × 90 × 2,5 |
| Усиленный уголок | 70 × 70 × 55 × 2 | Усиленный уголок KPL1 | 90 × 90 × 65 × 2 |
| Усиленный уголок | 90 × 90 × 40 × 2 | Усиленный уголок KPL11 | 90 × 90 × 65 × 2 |
| Усиленный уголок KP1 | 90 × 90 × 65 × 2,5 | Усиленный уголок KPL2 | 105 × 105 × 90 × 2 |
| Усиленный уголок KP11 | 90 × 90 × 65 × 2,5 | Усиленный уголок KPL21 | 105 × 105 × 90 × 2 |
| Усиленный уголок KP2 | 105 × 105 × 90 × 2,5 | Усиленный уголок KPL3 | 90 × 50 × 55 × 2 |
| Усиленный уголок KP21 | 105 × 105 × 90 × 2,5 | Усиленный уголок KPL4 | 70 × 70 × 55 × 2 |
| Усиленный уголок KP3 | 90 × 50 × 55 × 2,5 | Усиленный уголок KPL5 | 50 × 50 × 35 × 2 |
| Усиленный уголок KP4 | 70 × 70 × 55 × 2,5 | Усиленный уголок KPL6 | 60 × 60 × 45 × 2 |
О некоторых уголках, приведенных в таблице, нужно сказать несколько слов дополнительно, так как их описание требует уточнений:
— КР 11 и КР21 — это усовершенствованные уголки, маркированные часто, как К Р1 и КР2 . В этих элементах имеется отверстие для анкерного крепления, имеющее овальную форму, которое снижает риск ср ыва болта в случае усадки конструкции.
— КР5 и КР6 — это уголки, применяемые для крепления элементов, на которые выпадает большая несущая нагрузка. Уголок К Р6 тоже снабжен овальным отверстием, и его рекомендовано использовать при создании стропильной системы на новом доме, который будет еще давать усадку. Эти модели востребованы при монтаже конструкций, имеющих большой вес.
— Уголок К М произведен из перфорированной стали и используется для крепления стропил с большим сечением. Особенно он хорошо подходит для деревянных строений. Этот уголок закрепляет элементы конструкции очень надежно , и при его использовании не требуется врезки стропила в мауэрлат — достаточно на первом выпилить правильный угол.
— Уголок KMRP используется для скрепления деталей стропильной системы под прямым углом, в том числе и стропила с мауэрлатом. Он также отличается от обычных уголков своим вытянутым отверстием, с помощью которого возможно смещение при усадке без повреждения крепежного болта. Его можно использовать в конструкции, где нельзя сделать врезку одного элемента к другому.
Производятся уголки KMRP из стали толщиной в 2 мм. Выпускаются три разновидности:
| Обозначение уголка | Размеры в мм | ||
|---|---|---|---|
| a | b | c | |
| KMRP1 | 60 | 60 | 60 |
| KMRP2 | 80 | 80 | 80 |
| KMRP3 | 100 | 100 | 100 |
- Другим вариантом закрепления стропил на мауэрлате является установка их между двумя досками, спиленными под определенным углом, и дополнительно в нижней части зафиксированных с помощью металлических уголков или креплений LK.
Такое закрепление дает хорошую жесткость и надежность . Этот способ хорошо подходит в тех случаях, когда стропило нужно закрепить под нужным углом, приподняв его над горизонтальной плоскостью мауэрлата, но закрепив его на вертикальную внешнюю сторону.
- Способ крепления стропил на мауэрлат, сделанный из бруса не слишком большого сечения. Осуществляется путем усиления бруска с помощью деревянных подкладок, имеющих необходимую толщину.
Крепление с применением усиливающей подкладки
Отрезки досок прикрепляются к мауэрлату с помощью гвоздей или саморезов, в тех местах, где будут установлены стропильные ноги.
В этом случае в стропилах делаются вырезы нужной конфигурации и глубины. Надежно фиксируются стропильные ноги к стене с помощью стальной проволоки, которую закрепляют на вбитый стальной костыль.
- Кроме вышеописанных способов крепления, стропила прибиваются к мауэрлату с помощью скоб. Нужно отметить, что этот метод достаточно распространен и используется уже очень давно. При правильном закреплении этих элементов, стропильная система прослужит долгие годы.
Крепление «по-старинке» — скобами
Скобы могут иметь различный размер, вбиваются в разных местах соединения.
- Еще один крепежный элемент, который применяется как вспомогательный — это перфорированная лента ТМ . Ее используют для усиления крепежного узла при необходимости дополнительной его фиксации.
В некоторых случаях этот элемент может быть незаменим, поэтому его тоже нельзя исключать при установке стропильных ног на мауэрлат.
Особенности стропильных систем
Выбирается в зависимости от расположения несущих стен здания. У каждой из систем предусмотрены свои дополнительные подпорные или стягивающие элементы.
Наслонные стропила
Система с наслонными стропилами отличается тем, что имеет одну или несколько опорных точек, кроме несущих стен. В связи с этим, с боковых стен снимается значительная часть нагрузки.
В виде дополнительных подпорных элементов применяют боковые стойки и «бабки», подпирающие и закрепляющиеся на балки перекрытия. А сами балки, в свою очередь, одновременно служат затяжками для конструкции, и также облегчают нагрузку от стропильной системы на несущие стены.
Наслонные стропила крепятся к мауэрлату чаще всего скользящими соединениями, которые способны сдвигаться при усадке или деформации стен, оставляя невредимой конструкцию крыши. Особенно это важно учесть в новых постройках, так как любое недавно выстроенное здание обязательно дает усадку под влиянием колебаний температуры и грунтовых подвижек.
Висячие стропила
Висячими стропила называются в связи с тем, что они не имеют других опор, помимо двух боковых несущих стен. Получается, что они как бы нависают над внутренним пространством строения. В этом случае вся нагрузка от конструкции каркаса крыши выпадает именно на мауэрлат.
Для крепления к мауэрлату висячих стропил используются жесткие крепления с отсутствием степени свободы движения, так как каркасная конструкция имеет всего две точки опоры.
Висячая система стропил является распорной, поэтому оказывает большое давление на стены.
Для снятия части нагрузки со стен строения применяются такие дополнительные элементы, как подкосы, «бабки» и затяжки-ригели, которые, подтягивают систему к коньковому бруску и равномерно распределяют нагрузку на все стены. Ригели устанавливаются параллельно балкам перекрытия и стягивают стропила между собой. Без этих дополнительных деталей конструкция может стать ненадежной .
Расчет установки стропил
Чтобы стропильная система была надежной и прочной, кроме оптимального способа соединения нужно выбрать правильный шаг расположения стропильных ног. Этот параметр выбирается в зависимости от размеров стропил (их и длины между точками опоры), а также – от конструкции крыши.
В данной таблице можно получить информацию о необходимых параметрах для монтажа надежной стропильной системы.
| Шаг установки стропильных ног в мм | Длина стропильных ног в мм | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3000 | 3500 | 4000 | 4500 | 5000 | 5500 | 6000 | |
| 600 | 40×150 | 40×175 | 50×150 | 50×150 | 50×175 | 50×200 | 50×200 |
| 900 | 50×150 | 50×175 | 50×200 | 75×175 | 75×175 | 75×200 | 75×200 |
| 1100 | 75×125 | 75×150 | 75×175 | 75×175 | 75×200 | 75×200 | 100×200 |
| 1400 | 75×150 | 75×175 | 75×200 | 75×200 | 75×200 | 100×200 | 100×200 |
| 1750 | 100×150 | 75×200 | 75×200 | 100×200 | 100×200 | 100×250 | 100×250 |
| 2150 | 100×150 | 100×175 | 100×200 | 100×200 | 100×250 | 100×250 | - |
Воспользуйтесь , в статье на нашем портале.
Цены на различные виды крепежа для стропил
Крепеж для стропил
Несколько правил по креплению стропил к мауэрлату
Для того чтобы крепления были надежны , необходимо соблюдать ряд правил, которые предусмотрены для этого процесса:
- Если для крепления используются металлические соединительные детали, то они должны быть закреплены к деревянным соединяющимся элементам с максимальной тщательностью – качественными саморезами нужной длины.
- Если стропила будут укладываться в запилы в мауэрлате, то размеры должны быть точно выверены. Это позволит обеспечить плотную надежную установку стропила в подготовленный запил, которые должен иметь глубину на ⅓ мауэрлата. Однако, следует помнить, что такое правило будет справедливо лишь в том случае, если мауэрлат изготовлен из мощного бруска, имеющего размер в сечении не менее 150 × 150 мм.
- Чтобы не ослаблять мауэрлат, чаще всего запилы выполняют в самой стропильной ноге под нужным углом, а дополнительно узел затем фиксируются уголками. Запил не должен в этом случае превышать ¼ толщины стропила. Это крепление — жесткое и может быть применено в висячей стропильной системе.
- При использовании болтов для скрепления стропил с откосами, затяжками и другими деревянными элементами, нужно обязательно устанавливать на болт шайбу или металлическую пластину, во избежание затопления гайки в древесину и, соответственно, ослабления конструкции.
- Крепление стропил к мауэрлату только на гвозди или саморезы считается ненадежным , поэтому нужно обязательно использовать уголки или другие металлические крепежные элементы различных конфигураций.
- При установке стропил на деревянные стены, будь то висячая или наслонная система, рекомендовано крепить их к мауэрлату скользящим креплением, особенно в том случае, если кровельный материал имеет достаточно большой вес.
Видео : несколько примеров крепления стропил к мауэрлату
Конструкция крыши получится прочной и прослужит длительный срок, не деформируясь по, самыми разными внешними воздействиями, если расчеты всех элементов произвести верно , грамотно подобрать и правильно смонтировать все крепежные узлы.
Стропила являются несущими элементами крыши. Мауэрлат, основа стропильной системы, этакий фундамент конструкции крыши. Грамотное крепление стропил к мауэрлату обеспечивает надежность всей конструкции, исключает деформацию стропильной системы, не допускает обрушения кровли под весом внешней нагрузки.
Мауэрлат - правильный монтаж
Мауэрлат являющийся, по сути, фундаментом крыши изготавливается из бревна или бруса, прокладывается по периметру, предназначается для обеспечения равномерной передачи нагрузки кровельной конструкции на стены и фундамент здания. Чтобы крыша стояла прочно требуется правильное крепление стропил к мауэрлату.
Важно! В деревянном доме из бруса или бревна, мауэрлатом служит верхняя обвязка стен, верхний венец, дополнений к нему не требуется. В доме из кирпича, пенно или газобетонных блоков, строительного камня обязательно устанавливается мауэрлат.
Кирпичные или блоковые стены плохо реагируют на нераспределенные нагрузки, сами блоки или кирпич плохой материал для фиксации стропильных ног. Даже самый надежный крепеж не прочно фиксируется в таких стенах, под нагрузкой его может вырвать, в результате произойдет деформация стропильной ноги и всей крыши.
Мауэрлат следует прочно крепить на верхних торцах стен по всему периметру к обустроенному армированному бетонному поясу. Крепление бруса к бетону может быть очень надежным, если использован правильный крепеж. В процессе производится монтаж . Он представляет собой штыри, шпильки, анкера, вмурованные в бетон на которые затем производится .
Важно!
Концы крепежных шпилек снизу следует загнуть, расстояние между ними 1- 1,5м, диаметр крепежа должен иметь не меньше 15мм. В брусе, который будет использоваться, как мауэрлат сделать технологические отверстия под крепеж, верх крепления зафиксировать болтами. Перед установкой мауэрлата проложить слой гидроизоляционного материала.
После того как основа смонтирована можно приступать к работе со стропилами.
Обзор типов крепежа
Крепление при любых работах связанных с возведением крыши очень важный момент. Для крепления прочного и надежного стропил к мауэрлату используются разный металлический крепеж, а также применяются разной геометрии врезки, запилы. Для стропильного крепления применяются:
- проволока;
- уголок;
- пластины;
- кронштейны;
- элементы LK;
- гвозди;
- саморезы.
И многое другое от перфорированной ленты до шпилек. Использование того или иного вида крепления предполагает разные техники монтажа.
Если крепление стропил к мауэрлату производится с помощью кронштейнов, не требуются запилы, если используется крепление LK, не нужны анкера. Использование перфорированной ленты делает узел соединения сверхпрочным, Крепление уголком наиболее популярно, востребовано, так как его не нужно врезать в древесину стропильной ноги, уголок легко монтируется саморезами.
Важно! На крепеже экономить нельзя. Он должен быть качественным с антикоррозийным верхним слоем, оцинкованный. Крепеж, ржавеющий в балке, разрушает её.
Принципы соединения стропильных ног с мауэрлатом
Особенности конструкции крыши определяют способы крепления стропил к мауэрлату. Распорные стропильные конструкции, а также те, в которых распорки не применяются, опираются на мауэрлат. На него могут опираться наслонные и висячие стропила, соединение может быть жестким и скользящим.
Жестким называется такое соединение стропильных ног и мауэрлата, при котором невозможны сдвиги, смещения, изгибы элементов. Неподвижность соединения достигается способом крепления с использованием уголка. В стропильной ноге вырезается седло, это снижает прочность, поэтому его дополнительно укрепляют скобами, стягивают болтами, а также соединяют узел крепления стропила с мауэрлатом проволочной скруткой в местах расположения анкеров вмурованных в армированную бетонную опору.
Скользящее крепление, салазки для стропил к мауэрлату отличается от жесткого крепления тем, что допускает некоторое смещение стропильной ноги относительно основы, это позволяет избежать деформации и провалов крыши при усадке, снеговой и ветровой нагрузках.
Важно! Если в процессе монтажа крепления жесткого типа стропильной ноги к мауэрлату требуется изготовления гнезда или врубки, делать такие элементы следует на стропиле, а не на мауэрлате. Основу ослаблять нельзя.
Правильное опирание стропильной ноги с мауэрлатом обеспечивает надежность крыши, её долговечность. При любом способе опирания, для фиксации стропил на мауэрлате важно соблюдение трех принципиальных моментов:
- правильное и точное проделывание запилов, врубок и прочего, для идеального прилегания элементов;
- использование шайб, гаек, гроверов для исключения утапливания крепежного элемента в дерево;
- недопустимо использовать подкладки, которые от времени могут изменять форму, что приведет к перераспределению нагрузки и разрушению.
Правильный монтаж несущей системы крыши гарантирует долговечность её эксплуатации.
Виды соединения стропил с мауэрлатом
Стропильная система состоит из множества элементов, но главные среди них стропила.
Важно! Как крепить стропила к мауэрлату зависит от того какие стропила использованы (наслонные, висячие), от нагрузок и насколько массивная крыша.
Крепление может быть скользящим и жестким, закрытым и съемным.
Наиболее используемое соединение стропил с мауэрлатом:
Установка стропил на мауэрлат производится усовершенствованными уголками КР1, КР2. В их конструкции предусмотрены технологические отверстия для анкерного крепления. Овальная форма отверстий снижает риск вырывания анкерного болта при усыхании древесной основы конструкции. Так же надежны уголки КР5, КР6, которые нужны чтобы крепить стропила к мауэрлату при большой нагрузки массивной крыши. Надежно крепить стропила к мауэрлату, если они имеют большое сечение, лучше перфорированными уголками КМ. Такое крепление очень надежно, не требуется врезки, но обязателен точный угол.
Важно!
Для крепления под прямым углом применяется усиленный уголок KMRP, от обычных уголков он отличается вытянутым отверстием, применяется для компенсации смещения крыши, сделан так, что при подобных процессах не происходит повреждения элементов крепежа, особенно пригоден там где невозможно применить врезку одной детали к другой. Изготавливают уголок из прочной стали толщиной в 2мм.
Еще один вид соединения это установка между досками. Доски являются креплением, они спиливаются под нужным углом и фиксируются в нижней части уголками.
Также применяются способы крепления стропил с помощью подкладок из досок, проволочной скрутки, скобами, к мауэрлату. Эти типы крепления известны давно, популярны и экономичны.
Виды опор стропил на мауэрлат
В основном для жилых домов возводятся двухскатные крыши. Особого внимания при двускатной конструкции требует узел опирания стропил на мауэрлат. Понятно, что для деревянной основы нужны деревянные балки.
Важно! Стропила требуются правильной формы, без сучков, калиброванные и фрезерованные со всех сторон. Сечение стропил двускатной крыши 40х150мм, мауэрлат – 100х100мм.
От геометрии двускатной крыши зависит выбор типа крепежа. Крепить стропила можно всеми перечисленными выше способами. Стоит рассмотреть так же шарнирные узлы крепления стропил к мауэрлату.
Шарнирный узел это тип соединения позволяющей балке двигаться по кругу. Это происходит при помощи одного гвоздя или самореза ввинченного в мауэрлат. Существует узел с одной, двумя и тремя степенями свободы. Узел с двумя степенями свободы дает возможность балке смещаться горизонтально, стропила крепятся салазками. С тремя степенями подвижности узел устанавливается с помощью ползуна, специальной опоре для скольжения стропила в вертикальном, горизонтальном положении, кроме того стропило может вращаться по кругу. Для этого делают специальный шарнир, который крепят к основе.
Важно! Самый типичный способ для двускатной крыши использование узла с нулевой свободой. Стропило крепится уголками с двух сторон, оставаясь неподвижным.
Сложная геометрия двускатной крыши предполагает использование наслонных стропил и висячих. Балки с опиранием на основу эффективно крепят с помощью перфорированной ленты.
Наслонные стропила опираются на основу, и другие опорные точки, снимая тем самым часть нагрузки. К ним могут примыкать боковые стойки, бабки конька, стропила стягивают конструкцию, усиливая её. На основу наслонные конструкции не опираются, а скользят по ней. Висячие стропила не опираются на основу, нависая над внутренностями крыши они, имеют опору на боковые несущие стены.
Основные правила сопряжения стропил с мауэрлатом
Для надежного соединения нужно тщательно крепить соединительные элементы, подбирать их требуемых размеров. Нужно точно выверять запилы, делать их не больше трети величины основы. Использовать качественный брус для основы правильного сечения.
Важно! Использовать для крепежа только гвозди и саморезы нельзя, такая фиксация не может считаться надежной, использовать следует металлические крепежные элементы разного типа.
Крыша будет прочной и долговечной, если грамотно проведены расчеты, правильно подобран материал и верно смонтированы узлы соединения.
Стропильная система – это основа всей кровли. И от того, насколько она будет грамотно спроектирована, как правильно будут подобраны материалы для нее и крепежные детали, зависит долгосрочная безопасная ее эксплуатация. Поэтому в этой статье будет рассматриваться только один вопрос, как крепить стропила. В данном случае понимать надо крепление стропил к мауэрлату, между собой, к коньковому брусу и другим элементам кровельной конструкции.
Чтобы понять, в каких местах обычно стыкуются стропила с другими частями кровли, необходимо знать, что существует две различные конструкции стропильных систем.
Крепежные изделия
Современный рынок строительных материалов предлагает сегодня большой ассортимент крепежей для соединения стропил между собой и с другими элементами крыши. Еще совсем недавно такого разнообразия не было. Чаще всего использовались гвозди, шпильки с резьбовым соединением и проволока. Все это работало, претензий не было. Но, как показала практика, новые крепежные изделия для стропильных систем обладают более высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.
Поэтому небольшой обзор современных крепежных деталей.
Основные виды соединений
В различных конструкциях стропильных систем разные способы их установки, а соответственно и соединения. Но основных стыков не так много.
Соединение с мауэрлатом
Все зависит от того, из какого пиломатериала мауэрлат был изготовлен. К примеру, в каркасном и каменном доме – это брус сечением 100х100 или 200х200 мм. В деревянном доме – это верхний венец в виде бревна, то есть элемент с круглым сечением. Поэтому для каждого мауэрлата используется свой крепеж.
К примеру, фото ниже, на котором показано жесткое крепление. Оно обеспечивает стык стропилы и мауэрлата, которое при любых обстоятельствах выдержит крутящие, поворачивающие, скользящие и прочие нагрузки. Обычно для этого на стропильной ноге делается запил, носящий название седло. Чаще всего такие конструкции используются, когда производится крепление стропил к балкам перекрытия и мауэрлату одновременно.
Обратите внимание! Крепление для надежности усиливается и гвоздями, и резьбовой шпилькой, и металлической лентой. Это на самом деле прочное соединение.
И еще несколько моментов.
- Для крепления обычно используют три гвоздя: два забиваются с разных боков стропильной ноги под углом, третий в верхний торец стропилы ровно вертикально.
- Делать надпилы на мауэрлате запрещено, это снижает несущую способность элемента за счет потери целостности.
- Седло делается по шаблону.
Есть так называемый скользящий способ крепления. Для этого используются салазки. На фото ниже очень хорошо видно, как крепеж устанавливается и крепится к стропиле и бревну. Этот вариант, как уже было сказано выше, применяется при строительстве деревянных домов, которые в течение двух или трех лет усаживаются. А это может привести к деформации кровельной конструкции, а иногда и к ее обрушению. Скользящая опора для стропил дает возможность избежать неприятностей.
Крепление к балкам
Не все стропильные конструкции крепятся к мауэрлату. Если перекрытие дома изготавливается из несущих балок, то стропильные ноги крепятся именно к ним. При этом необходимо понимать тот факт, что нагрузки будут действовать точечно, а не по всей плоскости возводимых стен. К тому же данная конструкция – это выступ за пределы дома на 30-40 см, что уже усложняет процесс крепления.
При этом очень важно точно выставить сами стропила под одним определенным углом. Поэтому сначала выставляют две ноги по разным сторонам здания в одной плоскости с одинаковым углом. После чего между ними натягивается нить, которая будет выполнять функции уровня. По ней выставляются и все остальные элементы.
Стропила к балкам крепится обычно гвоздями или металлическими крепежными изделиями. Чаще всего это перфорированная пластина или лента. На фото ниже четко видно, как производится установка всех элементов кровельной системы, и как они между собой крепятся.
Крепление к коньку
Есть три схемы, по которым проводится соединение.
- Стропила устанавливаются встык с подрезкой по шаблону, чтобы образовался необходимый угол соединения, формирующий угол ската крыши. Стропила упираются на коньковый брус, при этом они скрепляются гвоздями по верхним торцам, а дополнительно перфорированными пластинами.
- То же самое, только без конькового бруса.
- Соединение производится внахлест, где крепление проводится шпилькой, которая проходит через сквозные отверстия двух стропильных ног. При этом дополнительно используются гвозди. Обычно этот способ применяют на висячих стропилах без укладки на коньковый брус. Он по надежности лучше, чем второй вариант, потому что у него площадь соприкосновения двух элементов больше.
И в этом узле можно использовать скользящие опоры для стропил. По сути, это две пары перфорированных пластин, которые закрепляются между собой шпильками. Шпилек три: две соединяют между собой пластины через стропильные ноги, одна в пространстве между стропилами. На фото ниже это хорошо видно. Такая конструкция позволяет смещаться стропилам, изменяя свой угол, не влияя на прочность всей системы. То есть, угол между элементами может изменяться.
Удлинение стропильных ног
Часто случается так, что длины одной ноги не хватает, чтобы перекрыть кровлю. Поэтому приходится ее удлинять. При этом должно обязательно соблюдаться требование – не уменьшается прочность элемента.
Здесь также три варианта:
- Две доски срезаются в месте стыка под углом 45° и крепятся между собой через сквозное отверстие болтом диаметром не меньше 12 мм.
- Соединение производится встык, при этом место соединения с двух сторон обкладывается досками накладками из того же материала, что и сами стропильные ноги.
- Внахлест. Необходимо соблюдать длину перехлеста – не менее 1 м. Крепежные изделия устанавливаются в шахматном порядке.
Каждый для себя выбирает тот вариант соединения стропил, который будет соответствовать некоторым параметрам конструкции и условиям эксплуатации дома. Сюда можно отнести, из какого материала возводится строение, форма кровли, тип кровельного материала (тяжелый или легкий), климатические условия района, где строится дом. Но есть определенные правила, которые соблюдать надо обязательно.
- Не стоит экономить на крепежах. Выбирать надо самые лучшие и современные. А лучше всего использовать комбинацию из нескольких вариантов.
- Надежные крепления – это металлические фасонные изделия, а также шпильки и болты. Гвозди и саморезы можно использовать для временного крепления.
- При возведении деревянного дома нужно всегда использовать скользящие крепежные элементы.
- Если используется монтаж стропил с пропилами, то делать это надо очень аккуратно. Оптимальный вариант – использовать для этого шаблоны.
- Если для крепления стропильных ног выбраны болты или шпильки с гайками, то обязательно устанавливайте между ними шайбы большого диаметра. Именно они создают плотное прилегание, и именно они будут держать нагрузки при прижиме.
Важным элементом кровельной конструкции считается мауэрлат, поскольку крыша фактически опирается именно на опорный брус. Он помогает равномерно и рационально распределить его крыши. К нему же присоединяют стропила.
Крепление стропил к мауэрлату – значимый этап при возведении крыши. Прочность и безопасность кровли зависит во многом от качества монтажа стропильной системы, в частности, от правильного выбора крепежных элементов и грамотного соединения узлов несущей конструкции.
Узлы крепления стропил к мауэрлату
Способов крепления стропил к мауэрлату – два:
- жесткий и
- скользящий.
Очевидно, что от технологии крепления стропильной ноги к опорному брусу будет зависеть ее «поведение» в различных погодных условиях. К примеру, при перепадах температур, снежных завалах несущая конструкция не может быть статичной. Действительно, в условиях повышенной влажности древесина расширяется, а высокая температура вызывает сжатие. Если использовать жесткую фиксацию, то возникает риск смещения, нельзя исключать даже разрывов. Из-за неграмотного монтажа может появиться распорное усилие, представляющее опасность для стен. Поэтому грамотное крепление стропил к мауэрлату – определенный гарант безопасности.
Различают следующие узлы опирания:
- шарнирные
- одна степень свободы. Дает возможность балке из дерева или металла поворачиваться по кругу. Такого состояния можно добиться, используя при фиксации один ввинченный гвоздь либо саморез;
- две степени свободы. Допускается вращение балок по кругу или небольшое перемещение в горизонтальной плоскости. Достигается путем крепления стропилин либо с использованием салазок, либо при помощи скользящей опоры – ползуна из крепежных уголков;
- три степени свободы. Передвижение стропил возможно по кругу, а также в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Подобный эффект получают за счет специально изготовленного шарнира, который ввинчивают в мурлат;
- нулевая степень свободы. Концы балки жестко зафиксированы с обоих концов, что не дает ей смещаться. Такой вариант преимущественно используют в кирпичных строениях.
Варианты крепления стропильной ноги
Для выполнения нижнего узла опирания стропильной ноги на опорный брус в основном выбирают один из следующих способов:
- скользящий, представляющий собой подвижное соединение: нижний конец балки удерживается на мауэрлате только с помощью крепежных элементов, которые не препятствуют его скольжению по брусу;
- распорный – это неподвижный узел сцепления с жесткой опорой стропилин в брус.
Оба эти варианта имеют одинаковое право на жизнь и используются с учетом формы крыши, особенностей стропильной системы.
Способы крепления с запилом и без
Сразу отметим, что крепление стропил к мауэрлату без запила используют исключительно в случае скользящего соединения. Для удержания свободно лежащей на мауэрлате нижней кромки стропильных ног, как правило, используют уголки. Очевидно, что подобная фиксация может не выдержать существенных нагрузок, поэтому его рекомендуется использовать преимущественно при перекрытии сравнительно небольших пролетов.
Значительно надежнее считается устройство нижнего узла сопряжения, в котором используется крепеж с запилом, блокирующим зубом. Его выпиливают в стропильной доске. Как правило, он занимает не более четверти балки. Выполнить его можно по-разному:
- жесткая фиксация, которая работает на сжатие, образованное упором, направленным на внутреннюю сторону опорного бруса;
- подвижная фиксация, образованная зубом на внешней стороне. Чтобы стропильные ноги не соскальзывали с мурлата, их фиксируют крепежными элементами, которые работают на растяжение, к примеру, скобами либо уголками.
- запил в стропильном брусе доске порой заменяют упорным бруском, который прибивают к стропильной ноге.
Крепеж для стропил и правила работы с ними
Современный строительный рынок предлагает широкий ассортимент элементов крепежа. Помимо классических вариантов – скоб, крученых гвоздей или проволоки-катанки, которую складывают в несколько рядов, здесь можно найти специальные комплекты, предназначенные для работ со стропилами.
Внимание!
В процессе соединения деталей из дерева при помощи шурупов (болтов) под ними обязательно используют металлические шайбы. Этот нехитрый прием поможет избежать утапливания крепежей в древесине.
Работы по выполнению крепления осуществляют в определенном порядке. Предлагаем вашему вниманию несколько самых простых методов распиловки и последующей подгонки стропил.
Стропильные ноги фиксируют одним из вариантов крепежа. Следует учесть, что каждый из них имеет свои тонкости. В основе выбора лежат такие параметры, как угол наклона скатов и оптимальный узел опирания.
- Гвозди забивают в опорный брус через стропильную доску под углом. Для правильного соединения необходимо использовать два гвоздя, прибитые с обеих сторон по направлению друг к другу. Иначе говоря, гвозди перекрещиваются внутри мурлата. Завершает крепеж еще один гвоздь, забитый вертикально.
- Один конец скобы забивают примерно в центр опорного бруса с его внутренней стороны. Другой – в стропилину, развернув его на прямой угол.
- Катанку, сложенную в четыре ряда, используют для изготовления хомута. С его помощью стропильную ногу прикручивают к брусу по направлению снаружи вовнутрь. Проволоку можно заменить на специальную перфорированную ленту. Нередко стяжку при помощи проволоки или скобы используют в качестве резервного крепления как дополнение к другим типам соединений.
- Уголки при помощи шурупов прикручивают с обеих сторон к стропилам и стропил и к верхней грани мурлата. Соединение будет более надежным, если использовать уголки, имеющие два ряда отверстий и ребро жесткости.