Как крепить стропила: простые и надежные методы фиксации элементов
Любой дом — сложная конструкция, все элементы которой должны быть безукоризненными. Поэтому при самостоятельном строительстве у мастеров то и дело возникают вопросы, касающиеся той или иной системы. Немало затруднений вызывает возведение крыши, в частности — надежная фиксация стропильных ног. Именно они отвечают за устойчивость конструкции к внешним воздействиям и осадкам, а значит, от этих элементов зависит все: как безопасность жильцов, так и долговечность здания. Ошибки в монтаже могут стать причиной потери прочности и деформации системы. Чтобы избежать серьезных последствий, нужно узнать, как крепить стропила правильно, и какие способы существуют.
Элементы стропильного каркаса
Стропильная система состоит из большого количества элементов, главные задачи которых придать крыше форму и необходимый уклон, равномерно распределить нагрузку от нее на несущиеся стены, предотвратить дефекты фундамента. Главными элементами конструкции являются именно стропильные ноги. Это балки, зафиксированные под определенным углом попарно. С одной стороны они крепятся к мауэрлату, с другой — формируют конек.
Разновидности стропил
Существует 2 основных вида стропил.
Висячие элементы
Они имеют только одну точку опоры: это мауэрлат. Поэтому висячие стропила вынужденно испытывают дополнительную нагрузку — на растяжение. Чтобы усилить такую конструкцию, в нее добавляют горизонтальные, компенсирующие элементы — ригели (схватки), затяжки. Первых может быть несколько, на разной высоте. Висячие стропила устанавливают на здания, имеющие небольшие пролеты — до 6 м.
Наслонные, с опорными элементами
Такие стропила имеют сразу две точки для фиксации. Их крепят к коньковому прогону и к мауэрлату. Данные стропильные системы можно использовать в том случае, если внутри здания есть одна или несколько несущих стен, которые могут держать конек (стропила). Эти опоры — возможность значительно уменьшить нагрузку на стропильные ноги.
Наслонные системы используют для зданий впечатляющей площади, с большими пролетами (10-12 м). Верхние их края опираются на коньковый прогон, а он — либо на несущую стену, либо на колонны. В односкатных конструкциях эту роль берет на себя более высокая стена здания.
Мауэрлат
В большинстве стропильных систем ноги крепят к мауэрлату, который фиксируют по периметру стен здания. Он — необходимость для строений, стены которых сделаны из бетона, кирпича и других искусственных блоков. Без мауэрлата обходятся только несколько видов сооружений. К ним относятся:
Для стен, сложенных из любых других материалов, эта часть кровельной системы — элемент обязательный. Чаще им становится массивный брус (100х150 мм, 150х150 мм, 200х200 мм), в домах из сруба — бревна. Первостепенные задачи мауэрлата — смягчение давления на стены, устранение нагрузок на точки крепления, равномерное распределение веса кровельного пирога. Фиксируют этот элемент анкерными болтами, или металлическими шпильками, вмурованными на этапе строительства стен. Между мауэрлатом и стенами дома обязательно укладывают гидроизоляционный слой, защищающий его от контакта с другими материалами.
Проектирование стропильной системы — сложный этап, потому что необходимо корректно рассчитать ветровую, снеговую нагрузку, а также определить тип материала для кровли, угол наклона скатов, учесть вес всех элементов, входящих в конструкцию крыши. Любая ошибка при расчетах может стать причиной сооружения некачественной, ненадежной стропильной системы. Худшее из возможных последствий — разрушение крыши.
Виды соединений стропильной системы
Крепление может быть жестким и подвижным.
Жесткие крепления
Именно благодаря надежной фиксации все элементы конструкции становятся системой, где все узлы надежно связаны друг с другом. Поэтому она становится жесткой, максимально устойчивой, способной выдержать серьезные нагрузки. Есть несколько видов соединений, которые можно назвать самыми основными.
В некоторых случаях требуется удлинение стропил. Их сращивают, если длина ската больше, чем длина пиломатериалов.
Подвижные соединения
Древесина — материал податливый, но «неблагонадежный», потому что для конструкции из дерева характерна серьезная усадка, нередко сильно меняющая ее линейные размеры. По этой причине перед возведением крыши бревенчатых или брусовых домов строители рекомендуют делать паузу в год.
В противном случае при жесткой фиксации стропил крыша, скорее всего, деформируется. Чтобы избежать таких последствий, помимо жестких соединений используют подвижные крепежные элементы. Они позволяют не делать большой перерыв между этапами строительства здания, упростить процесс крепления элементов, но дать дому шанс благополучно пережить усадку.
Есть две разновидности подвижных креплений.
Лучшим, практичным вариантом считают первые крепежные элементы, поскольку они удобнее в установке. Однако если оценивать эти подвижные крепления с точки зрения надежности, то победу одерживают приспособления закрытого типа.
Как крепить стропила?
Перед поисками ответа на вопрос, как крепить стропила, необходимо рассмотреть весть список крепежных элементов, которые могут быть использованы при создании стропильной системы.
Гвозди или саморезы?
Идеалов-материалов нет. Каждый крепеж тоже наделен как достоинствами, так и недостатками. Для крепления стропильных ног используют:
Споры о фаворите продолжаются, но большинство мастеров все же выбирают ершеные оцинкованные гвозди, длина которых на 3-5 мм больше, чем размеры пиломатериалов. Еще один надежный крепеж — болты с гайками. Их нередко используют для соединения верхних частей стропил. Для крупных узлов системы лучше всегда выбирать болты или шпильки.
Разновидности креплений
Ассортимент изделий довольно широк. Большинство из них объединяет одно — материал изготовления: это металл. При выборе крепежа учитывают несколько моментов. К ним относится материал стропильной системы, сечение элементов, будущая нагрузка на них. Для сборки стропильной системы используют:
Лучшими вариантами соединения считаются уголки и пластины, которые обеспечивают максимально жесткую фиксацию стропильных ног. Нередко используют комбинацию видов: например, два подвижных крепления и одно неподвижное. Этот вариант гарантирует жесткость, но возможность «дыхания» стропильной системы дома. Она не будет деформироваться даже при сильной усадке нового здания.
Как крепить стропила сверху?
В верхней части системы стропильные ноги фиксируют несколькими способами, в зависимости от вида системы.
Соединение встык
В этом случае верхний край досок спиливают под необходимым углом так, чтобы стропила в месте спила упирались друг в друга. В этом случае сначала изготавливают шаблон, затем его проверяют. Если он сделан идеально, то следующие детали изготавливают по нему, еще на земле.
Второй вариант — спиливание на рабочем месте. Обе стропильные ноги располагают на коньке, проверяют, затем одновременно спиливают «лишнее» с обеих заготовок. Оптимальный метод крепления — их соединение с помощью металлических накладок и болтов. Можно использовать деревянные элементы (и гвозди/саморезы). Пример — косынки (треугольники), зафиксированные с обеих сторон. Еще один способ — соединение гвоздями, их вбивают под углом. Минимальная длина крепежа — 150 мм.
Когда необходимо очень надежное соединение стропильных ног, то используют иной метод. Его называют «жестким защемлением». Это тоже соединение встык, однако здесь прогон дополнительно фиксируют (зажимают) с обеих сторон стропил парами деревянных накладок — сверху и снизу конька.
Внахлест или к коньку
Самый простой вариант, при котором не требуется предварительного изготовления шаблона и спиливания, — фиксация внахлест. В этом случае для соединения стропил используют металлические шпильки и шайбы, или болты. Затем лишний материал обрезают.
Возможен и другой способ — крепление стропил непосредственно к коньковому прогону. Этот метод соединения немного сложнее, однако используют его нередко. Сначала торцы обрезают под нужным углом, затем на коньке фиксируют первый элемент, потом второй. Для упрощения работы на этом этапе шаблон тоже необходим. Он дает шанс сделать корректные спилы на земле, а значит, максимально упростить работы наверху.
Как крепить стропила к мауэрлату?
Для фиксации стропильных ног на этой опорной балке можно использовать как жесткое, так и скользящее соединение.
Жесткое крепление
Такое соединение полностью исключает изменение положения элементов конструкции относительно друг друга — невозможен поворот, сдвиг и т. д. Оно подходит для наслонных стропильных систем, так как надежно зафиксированная нога сможет прочно «устроиться» на мауэрлате. В качестве крепежа используются:
Третий вариант — помощь небольшого опорного бруса, спиленного с одной стороны под необходимым углом. Древняя технология запила имеет серьезный недостаток: это снижение прочности элементов. Поэтому многие мастера от этого способа отказываются, используя небольшой брус, которые фиксируют в нижней части стропильных ног так, чтобы его торец упирался в мауэрлат. Для крепления этого элемента используют пластины (для соединения с ногой) и уголки (для фиксации к мауэрлату), гвозди либо саморезы.
Скользящее соединение
Такое шарнирное крепление гарантирует возможность некоторого смещения стропильных ног. Поэтому исключает возможность деформации элементов конструкции во время усадки дома. Как правило, в таком соединении нуждаются не только дома из бруса или бревен, но и каркасные конструкции, в которых именно крыша остается самым «слабым звеном».
Оптимальный вариант — «салазки». Это два элемента из стали. Первый — кронштейн, который крепят на стропилах, второй — уголок с петлей, его фиксируют на верхнем венце. Эти приспособления отличаются количеством отверстий для крепежа и длиной хода (60-160 мм), поэтому требуют правильного выбора элементов. При серьезной снеговой нагрузке в регионе скользящее соединение делают с обеих сторон стропил. После завершения усадки здания подвижные опоры можно заменить обычными, жесткими креплениями.
Как крепить элементы к балкам перекрытия?
В этом случае главным требованием становится предотвращение скольжения стропил по опорным элементам. Если не обеспечить им максимально надежную фиксацию, то ноги могут начать разъезжаться. Поскольку балки часто являются и затяжками для висячих систем, то эта работа требует особого внимания. Для крепления стропил используются врубки, причем разных видов. Самые популярные из способов — запилы в 1-2 зуба, с последующим усилением конструкции болтовыми соединениями и хомутами. Выбор варианта зависит от будущей нагрузки на кровлю.
Крепление с помощью одного-двух зубов
Такой способ фиксации подходит для систем, которые будут испытывать небольшое давление. Например, он будет оптимальным для построек с односкатными крышами, для домов с большим углом наклона скатов (свыше 35°).
В этом случае на конце стропильной ноги вырезают зуб, а на балке — паз (гнездо) соответствующих размеров. Максимальная его глубина — ¼ толщины опорного элемента. Расстояние от гнезда до торца балки — 250-300 мм. В роли дополнительной фиксации используют металлические накладки. Если расчетная нагрузка на систему очень велика, то добавляют второй зуб, который позволит усилить соединение.
Болтовое соединение в роли дополнения
При таком креплении в опорной балке делают вырубку. В нижней ее поверхности вырезают небольшое отверстие для крепежа. Затем над ним делают второе — теперь сквозное, перпендикулярное стропильной ноге. В него вставляют болт, который затягивают гайкой, снизу.
Простейший вариант — соединение стропильной ноги и балки на ее конце. Крепежные элементы в этом случае — гвозди, саморезы либо металлические накладки. Это далеко не лучший способ для жилых домов, поэтому его лучше оставить для более легких хозяйственных построек.
Узнать, как крепить стропила, можно и несложно, однако при выборе оптимального варианта необходимо учитывать множество факторов. Создание стропильной системы невозможно отнести к относительно легким этапам строительства дома. Поэтому прежде чем принимать окончательное решение, нужно трезво оценить свои силы.
О том, как крепить стропила, лучше расскажет мастер-практик. Например, специалист в этом видео:
Какой бывает крепеж для кровли – крепление стропильной системы
Основой любой крыши, от которой зависит ее надежность и прочность, является стропильный каркас. От того, насколько качественно будут соединены все его конструкционные элементы, будет зависеть долговечность и эффективность кровли. В статье далее мы рассмотрим, какие бывают крепления стропильной системы кровли, и в каких случаях они применяются.
Схема стропильной системы
Создавая каркасную конструкцию, всегда нужно помнить, что в процессе эксплуатации она будет подвергаться ветровым, снеговым и температурным нагрузкам. А ведь еще она должна удерживать на себе обрешетку и кровельный пирог, которые имеют существенную массу. Поэтому важно правильно определиться, какой крепеж для кровли необходим в том или ином случае.
В конструкцию стропильного каркаса входят такие детали:
Примечательно, что в процессе сборки каркасные конструкции применяются как деревянные, так и металлические крепежи. Каждый из них будет актуален в том или ином случае. Чтобы разобраться, когда и какое крепление стоит использовать, рассмотрим основные узлы, из которых состоит стропильная система.
Узловые соединения каркаса кровли
Основной узловой элемент всего каркаса – это мауэрлат. Он делается из толстой балки сечением 15×15 см и укладывается параллельно коньку на осях стен. Впоследствии на него будут опираться стропильные ноги. Главная задача мауэрлата заключается в перераспределении массы деревянных конструкций (стропильных ног и обрешетки), кровельного пирога и финишного покрытия на несущие стены и фундамент основного здания. Кроме того, на него будет приходиться основная нагрузка от ветра и атмосферных осадков. В связи с этим, крепление мауэрлата к несущим стенам должно быть максимально прочным.
Существует 2 способа фиксации мауэрлата на стенах:
Схема крепления стропил к балке мауэрлата бывает скользящей и жесткой. При этом все будет зависеть от типа стропильной конструкции (висячие или наслонные), а также формы крыши.
Узловые элементы при стыковке стропила с мауэрлатом выполняются из древесины, и могут быть такими:
Одинарный зуб для врубки выполняется при обустройстве крыши с крутыми склонами (более 35º). Тогда в мауэрлате вырезают гнездо, а в стропиле – зуб и шип, который предотвратит горизонтальное смещение ноги. Если у крыши уклон более пологий, то вырезают двойной зуб для врубки, однако, делают это очень редко.
Для облегчения работы в последнее время все чаще выполняется крепление стропил металлическими уголками, что еще и существенно ускоряет процесс. Кроме того, могут применять болты, скобы, пластины, хомуты и петли.
Зачастую выполняют крепление стропил жестким способом, забивая в мауэрлат гвозди под углом с обеих сторон. При этом гвозди скрещиваются внутри балки. Чтобы окончательно закрепить элемент, по центру вбивают третий гвоздь. Для жесткой фиксации стропильной ноги и предотвращения ее сдвигов в горизонтальной плоскости, используются металлические уголки для крыши, которые закрепляют по бокам.
При строительстве дома из бруса или оцилиндрованных бревен используется метод плавающего крепления. Это нужно, чтобы в процессе усадки деревянного здания каркас немного смещался и не повредил несущие стены. Следовательно, используются специальные уголки для крепления стропил, которые могут обеспечить подвижность. В них один из элементов закреплен жестко, а второй – может несколько смещаться.
В верхней части стропилины могут стыковаться либо на коньковую балку, встык или с нахлестом.
Установка встык предполагает, что концы стропил обрезают под углом, совпадающим с уклоном крыши. На противоположном элементе выполняют точно такой же срез, но в обратном направлении. На месте стыковки в стропила забивают длинный гвоздь, который должен пройти насквозь через обе балки. Дополнительно при этом используются пластины для стропильной системы, которые придают стыку большую прочность. Это могут быть как деревянные, так и металлические накладки. Фиксация перфорированной пластины для стропил производится болтами или гвоздями.
При фиксации внахлест стропила будут соприкасаться своими боковыми ребрами. Принцип крепления при этом останется аналогичным первому варианту. Если же правильные ноги упираются в коньковый прогон, для их закрепления используются болты или шпильки на резьбе с шайбами.
В некоторых случаях стропильный каркас собирается из цельных ферм, обеспечивающих максимальную жесткость конструкции. При этом чтобы крыша могла выдерживать усиленную ветровую нагрузку, понадобится монтаж достаточного количества диагональных элементов. Раскосы и подстропильные ноги, которые входят в конструкцию каркаса, как раз и обеспечивают устойчивость фронтона. При монтаже раскоса нижняя его часть опирается на перекрытие, а верхняя – стыкуется с углом фронтона. Что касается подкоса, то его основная задача состоит в минимизации нагрузки на центральную часть стропил. Устанавливают подкос под углом 45º. Для его фиксации могут использоваться крепежные уголки для стропил, а также пластины или хомуты.
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:
Стоит отметить, что приобретение крепежей с перфорированием гарантирует вам надежность фиксации любых стропильных элементов, под каким бы уклоном они не находились, а также обеспечит жесткость всей конструкции в целом. Такие крепления оборудованы специальными отверстиями для закручивания саморезов, шурупов и болтов, посредством которых и производится фиксация деревянных элементов между собой. Причем такие изделия можно обрезать под нужный размер.
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.
Как крепить стропила: самые простые и надежные способы крепления
Когда при строительстве дома очередь доходит до устройства кровли, возникает резонный вопрос: как крепить стропила? Ответ на него зависит от многих факторов: конструкции крыши и расчётной нагрузки на неё, крутости скатов, материала и несущей способности стен, предполагаемой усадки строения и т.д. Каждый из этих факторов влияет на выбор способа крепления и стропильного крепежа. Кроме того, к стенам и между собой стропила тоже крепятся по-разному.
Общие сведения
Чтобы лучше ориентироваться в данной теме, нужно знать, что такое стропила, какими они бывают, к чему крепятся, в каких случаях выбирают тот или иной вид стропильной системы.
Стропилами называют несущие конструкции скатных крыш, которые принимают на себя всю нагрузку от кровли и снегового покрова на ней, передавая её на стены здания. В частном домостроении они чаще всего изготавливаются из бруса или досок большого сечения, поставленных на ребро. Гораздо реже используют металлические конструкции в виде сборных элементов или готовых ферм. Из чего и как делать стропила, решается исходя из расчётной нагрузки на них и предпочтений заказчика.
Конструктивно стропила подразделяются на висячие и наслонные:
Крепление стропил в нижней части
В нижней части стропила могут опираться прямо на стену, если она сложена из бревна или бруса. На стены из штучных материалов (кирпич, бетонные, газобетонные блоки и т.д.) их опирать нельзя, так как ставить стропила можно только на прочные основания, не передающие влагу.
Но это не единственная причина. Опорой для кровли должна служить конструкция, которая равномерно распределяет нагрузку по стенам. Поэтому на их верхней части по всему периметру монтируют мауэрлат – толстую деревянную балку, исключающую точечную нагрузку на элементы кладки. Между ней и материалом стен обязательно прокладывают гидроизоляцию.
Также кровельная система может крепиться к балкам перекрытия. Это делается в случае с каркасными строениями или мансардными крышами. Часто балки перекрытия используют в качестве затяжек для висячих стропил. Они должны выступать за внешнюю плоскость стен минимум на полметра, чтобы образовать карнизный свес. А стропильная нога устанавливается на край балки.
Крепление к деревянной стене
Перед тем как установить стропила на бревенчатые или брусовые стены не нужно делать на них никакой обвязки – монтаж осуществляется прямо на несущие конструкции. При этом способ крепления зависит от предполагаемой усадки строения:
При устройстве кровли на новых деревянных домах используют скользящее крепление. При усадке здания его геометрия может меняться, вызывая избыточное напряжение в местах жёсткого крепления и деформацию конструкции крыши. Чтобы этого не происходило, стропилам оставляют возможность двигаться в поперечном направлении, подстраиваясь под усадку. Для этого используют специальный крепёж, позволяющий им это делать. Это может быть стальной уголок с длинной прорезью на одной полочке вместо монтажных отверстий. Или скользящая опора, как на следующем фото.
Крепление к мауэрлату
О том, как крепить стропила к мауэрлату двухскатной крыши, нужно задуматься ещё на этапе монтажа самого мауэрлата. Если он закреплён на стене сбоку с помощью скоб, вбитых в деревянные пробки, то он не в состоянии нормально воспринимать распорные нагрузки. Поэтому крепление стропильной системы должно быть жёстким, исключающим сдвиги или повороты элементов относительно мауэрлата и друг друга.
Возможные варианты показаны на схеме:
Видео описание
Подробнее об этом на видео:
Дома, построенные из газосиликатных блоков, пеноблоков и других относительно хрупких материалов, обязательно усиливаются по верхнему периметру стен монолитным бетонным поясом. Без него невозможно надёжное крепление мауэрлата, так как подобные материалы плохо удерживают в себе крепёж. Как правило, ещё во время заливки бетонного пояса в него вертикально устанавливают шпильки, на которые впоследствии и «насаживается» мауэрлат и фиксируется гайками.
В этом случае деревянная обвязка стен получается более надёжной и хорошо противостоит распорным нагрузкам. Помимо уже описанных способов, как крепить стропила к мауэрлату, можно использовать и другие. Например, с помощью накладной перфорированной пластины с запилом стропильной ноги или без него. Или на скобу либо три перекрещённых гвоздя без запила. Важно только срезать опорную часть стропила так, чтобы она точно совпадала с плоскостью мауэрлата.
Обратите внимание на то, что при установке без запила стропильные ноги придётся удлинить, нарастив их кобылками, чтобы образовался выпуск для карнизного свеса.
Чтобы снизить распирающую нагрузку на мауэрлат двухскатной крыши, используют скользящие (шарнирные) соединения. Это могут быть и специальные крепёжные элементы, и один вертикально вбитый гвоздь, и крепление на скобу с разнонаправленными зубьями.
Шарнирные сопряжения нижней части стропильных ног чаще всего применяются и тогда, когда надо решить, как крепить стропила на односкатной крыше. Но в этом случае верхнюю часть закрепляют жёстко на коньковой балке или стене односкатной крыши, выполняющей её функции.
Видео описание
Видео об устройстве стропильной системы для односкатной кровли:
Современный стальной стропильный крепёж очень облегчает работу по созданию каркаса крыши. При их применении стоит воспользоваться следующими советами и рекомендациями:
Крепление к балкам
Основная задача при таком соединении заключается в предотвращении скольжения стропил по балкам, иначе они будут «разъезжаться». Этого допускать нельзя. Так как подстропильные балки часто выполняют двойную роль – балок перекрытия и затяжек для висячих стропил, то сопряжение должно быть особенно надёжным.
Лучше всего использовать врубки различных видов. Самые распространённые – в один или в два зуба, с усилением болтами и хомутами:
Иногда стропила упирают в конец балки и скрепляют их саморезами, гвоздями либо накладными пластинами. Или сбивают их боковыми поверхностями. Такие соединения очень ненадёжны и допускаются только на лёгких бюджетных нежилых постройках.
