Как правильно закрепить стропила: крепление к мауэрлату, перекрытию, к стене
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!
Содержание
Как вы видите, все выполнимо своими руками:
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:
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:
Несколько ценных советов
Если в узловых соединениях вы применяете плоские или фасонные стальные крепежные элементы, тогда:
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:
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:
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.
Способ #4 — крепление с большой степенью свободы
Это — наиболее редко встречающееся на практике крепление стропил к мауэрлату:
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.
Крепление стропил: рассматриваем способы
Существуют различные способы крепления стропил при возведении каркаса крыши. Выбор, прежде всего, зависит от особенностей проекта стропильной системы. Важно, чтобы узлы крепления имели высокую прочность и выдерживали эксплуатационные нагрузки, характерные для климата региона.
Стропильный крепеж
Чтобы обеспечить надежное соединение частей стропильной системы, применяются особые крепежные элементы. Стропильным крепежом называются деревянные и металлические изделия, которые применяются при монтаже узлов стропильной системы. В их число входят деревянные элементы:
Выбор стропильного крепежа зависит от требований к прочности узлов конструкции, расчетных нагрузок и конфигурации кровли.
Крепление нижней части стропильной ноги
Нижней частью стропильные ноги опираются на стену. Связывание стропил со стенами может выполняться различными методами:
При монтаже висячих стропил важно учитывать, что стропильные ноги, жестко соединенные вверху, оказывают распорное горизонтальное давление на стены. Чтобы погасить распорные усилия, встречные стропила соединяются затяжкой, выполненной из доски или бруса. Таким образом, со стеной здания связывается безраспорный треугольник.
Альтернативой затяжке могут выступать балки перекрытий, которые уложены перпендикулярно стенам. Такая конструкция без мауэрлата применяется для возведения легких мансард, при условии, что стены способны выдержать точечные нагрузки. К примеру, крепление стропил к кирпичной стене в обязательном порядке требует монтажа мауэрлата, так как точечная нагрузка противопоказана стенам, выполненным из штучных материалов. Чтобы создать кровельный свес, балки должны выходить за плоскость стены не менее чем на 50 см с каждой стороны. Так же за стену выносится и стропильная нога, которая прикрепляется к краю балки.
Чтобы предупредить разрушение кровли под нагрузками, прикрепленная стропилина не должна иметь возможность скользить по балке, поэтому требуется обеспечить надежное соединение.
Основные способы крепления к балкам
Применяются следующие варианты крепления стропил, как самостоятельно, так и в комбинации:
Использование одного либо двух зубьев обусловлено величиной угла наклона стропила. Вышеперечисленные способы крепления позволяют передавать нагрузку от одного элемента стропильной системы другому.
Врубка одинарным зубом применяется при монтаже кровель с углом наклона скатов более 35 градусов. В пятке стропила выполняется зуб с шипом, в балке вырезается упор, в котором предусмотрено гнездо для шипа. Глубина гнезда не должна превышать 1/3 толщины балки. Врубка выполняется на расстоянии 25-35 см от края балки, выходящего за плоскость стены дома. Шип предотвращает боковой сдвиг стропильной ноги.
Для крыши с меньшим углом наклона скатов стропильные ноги монтируются таким образом, чтобы увеличить площадь контакта между стропилиной и балкой, благодаря чему увеличивается опорная площадь конструкции. С этой целью выполняется врубка в два шипа, в замок или упором с шипом либо без шипа и другие комбинации.
Помимо врубки, связывание стропильных ног с балками может выполняться при помощи болтового соединения либо болта и хомута.
Крепление стропил к мауэрлату
Крепление стропил к стене чаще всего выполняется с использованием мауэрлата – специальной опорной конструкции, позволяющей равномерно распределить нагрузку от крыши на стены и фундамент сооружения. К мауэрлату стропила могут монтироваться двумя способами – при помощи жесткого или скользящего крепления.
При жестком методе крепления полностью исключается возможность каких либо взаимодействий (сдвигов, изгибов, поворотов) между соединенными элементами конструкции. Это достигается, если:
В первом случае опора стропильных ног осуществляется с применением опорного бруса. Стропильная нога жестко упирается по линии давления, а затем фиксируется металлическим крепежом с установкой по бокам металлического уголка, препятствующего поперечному смещению.
Второй вариант крепления применяется чаще. В этом случае узел крепления стропил предусматривает использование гвоздей, которые забиваются с боков под углом по направлению друг к другу (внутри мауэрлата происходит скрещивание), а затем третий гвоздь вбивается в нижнюю часть стропила вертикально.
Оба вида крепления требуют дополнительной фиксации стропильных ног со стенами здания с использованием проволоки катанки и анкеров.
Скользящее (шарнирное) сопряжение элементов позволяют обеспечить стропилам возможность некоторого перемещения относительно мауэрлата в заданных пределах. Применяется несколько способов крепежа. Это может быть запил стропильной ноги с креплением на скобу, вертикально забитый гвоздь либо на два боковых, вбитых под углом. Также используются специальные скользящие крепления для стропил – «салазки».
Скользящее соединение преимущественно используется при строительстве деревянных домов из бревен или бруса. В этом случае исключается деформация стропильной системы при постепенной усадке дома. Скользящие соединения в узлах крепления стропил к стенам обеспечивают постепенную подстройку конструкции крыши под изменение геометрии сооружения. Остальные элементы кровли монтируются по стандартной технологии.
Крепление к коньку
Крепление стропил к коньку имеет свои особенности. Наиболее распространены три способа монтажа:
Соединение верхних частей стропильных ног встык между собой – простой и надежный способ монтажа. Верхний край каждого стропила следует обрезать под углом в соответствии с выбранным углом наклона скатов. Затем противоположные стропила необходимо соединить местами среза и скрепить двумя гвоздями от 150 мм. Гвозди требуется вбивать под углом с таким расчетом, чтобы части, вошедшие в противоположную стропилину, имели достаточную длину для обеспечения плотного крепежа.
Как укрепить стропила, соединенные встык? Для этого рекомендуется использовать металлические или деревянные накладки. Деревянная накладка крепится с обеих сторон стропильной пары в районе соединения при помощи гвоздей, металлическая – болтами.
Соединение стропил на прогоне (коньковый брус) по исполнению схоже с первым способом. Таким же образом обрезаются стропильные ноги в верхней части, но монтируются по одной к горизонтальному брусу.
Соединение стропил внахлест подразумевает соединение стропильных ног не срезанными торцами, а боковыми плоскостями внахлест. Соединение выполняется с применением шпилек с шайбами или болтов. Соединение внахлест – наиболее простой способ монтажа стропильных ног.
Чтобы облегчить и упростить монтаж стропильной системы, рекомендуется в первую очередь изготовить шаблоны. Для шаблона берется доска, по длине равная стропильной ноге, на ней выполняются все необходимые вырезы. Используя шаблон, на земле подготавливаются стропила, затем подаются на крышу и монтируются.
Установка обрешетки
Надежность кровли в значительной степени зависит от правильно выполненной обрешетки. Она может быть сплошной или разреженной. Выбор типа и шага обрешетки зависит от используемого кровельного материала.
Обрешетка монтируется из бруска или доски, обычно необрезной. Брусок обычно крепится к стропильным планкам (контробрешетке) на один гвоздь в каждой точке крепления. Если обрешетка выполняется из доски, то к каждому стропилу доска крепится на два гвоздя, вбитых по краям.
Нельзя крепить доски обрешетки на один гвоздь по центру на каждой стропильной ноге, так как такой способ монтажа не предохранит от выкручивания и порчи кровельного настила под высокими нагрузками.
Длина материала для обрешетки обычно меньше длины ската кровли. Правильное крепление обрешетки к стропилам подразумевает надежное сращивание досок или бруса по длине. Стык должен приходиться на стропилину, при этом гвоздями крепятся оба конца сращиваемых элементов.
Стыки элементов обрешетки следует выполнять со смещением, чтобы стыки на соседних рядах не приходились на одну стропилину.
Прежде чем приступать к монтажу стропильной системы рекомендуется выбрать оптимальный вариант, как закрепить стропила.
Как сделать крепление стропил к стене – варианты и способы из практики
Крепление стропил крыши дома можно выполнить различными способами, все зависит от конструктивных особенностей стропильного каркаса. Самое главное, чтобы соединение было прочным и могло выдерживать различные нагрузки, связанные с климатическими условиями местности.
Способы крепления стропил
Перед тем, как приступить к возведению крыши, важно разобраться во всех тонкостях процесса, в частности, как крепить стропила между собой. Прочно соединить элементы каркаса можно только с помощью специальных стропильных крепежей. В этом качестве могут выступать детали из дерева и металла.
К деревянным элементам, которые используются для соединения узлов стропильного каркаса, можно отнести следующее:
К металлическим элементам, используемым для этой цели, относят следующее:
Использование того или иного вида крепежного элемента определяется требуемой прочностью конструкции, ее геометрией, а также величиной нагрузки.
Правила соединения нижних пяток стропильных ног
Чаще всего стропила нижней частью упираются в стену, при этом связка элементов может проводиться таким образом:
Монтаж висячей стропильной системы ведется с учетом того, что жесткое крепление верхней части элементов обеспечивает распорное давление на стены здания. Чтобы снизить степень нагрузки, используют затяжки, соединяющие стропильные ноги одной фермы. В этом случае соединение стены здания происходит с безраспорным треугольником.
Если уложить балки потолочного перекрытия перпендикулярно к стенам, то можно избежать использования затяжек. Стропильная система без мауэрлата применяется при строительстве легких мансардных крыш, но с учетом того, что на стены может оказываться точечная нагрузка. Например, стены из кирпича или других штучных материалов не могут подвергаться точечным нагрузкам, в этом случае обязательно наличие мауэрлата. Для создания кровельного свеса балки должны иметь выступы за внешние стены примерно на 0,5 метра. На аналогичное расстояние выносятся и стропилины, так как их крепление выполняется на краю балки.
Не следует допускать скольжения стропил по балкам, поэтому соединение важно сделать очень прочным. Только в этом случае можно предотвратить деформации кровли под определенными нагрузками.
Методы крепления стропилин к балкам, стене, брусу
Для большинства частных застройщиков актуальным является вопрос, как крепить стропила к брусу. Крепление стропильных ног может выполняться следующими способами:
Уклон скатов определяет количество зубьев. С помощью перечисленных способов нагрузка от одного элемента стропильного каркаса может передаваться другому:
Связь стропил и балки также может выполняться посредством болтов или болтов и хомутов.
Варианты крепления стропил к мауэрлату
Крепление стропилин к стене в большинстве случаев выполняют посредством мауэрлата. Этот элемент предназначен для равномерного распределения нагрузки от кровельной конструкции на несущие стены строения и его фундамент. Существует два способа крепления стропильных ног к мауэрлату: жесткое и скользящее крепление.
Жесткое крепление
Такой способ соединения не позволяет соединенным элементам конструкции сдвигаться, изгибаться или поворачиваться. Добиться такого результата можно в следующем случае:
В обоих случая требуется дополнительная фиксация стропил и стен дома с использованием проволоки или анкерных болтов.
Скользящее крепление
Скользящее крепление балок к мауэрлату пользуется популярностью в деревянном домостроении, которому свойственна естественная усадка. Использование в этом случае скользящего соединения предотвращает деформацию стропильной системы. Скольжение стропильных ног позволяет подстроиться конструкции крыши под изменяющуюся форму основного строения. Монтаж остальных элементов крыши выполняется по стандартной схеме.
Крепление стропил в коньковой зоне
Стропила и конек соединяются по особой технологии, которая подразумевает следующие варианты:
Чтобы монтаж стропильного каркаса не показался слишком сложным, рекомендуется использовать заранее приготовленные шаблоны из досок. Для этого берут материал, соответствующий размерам стропил и делают на нем соответствующие вырезы. По шаблону готовят все стропильные ноги и поднимают их на крышу.
Монтаж обрешетки
Правильно смонтированная обрешетка является залогом надежной кровли. В зависимости от выбранного кровельного покрытия обрешетку можно сделать сплошной или разреженной.
В большинстве случаев для изготовления обрешетки используют бруски или доски. Фиксация брусков выполняется одним крепежным элементом в узле соединения, доска прибивается двумя гвоздями, которые располагают по краям. Не рекомендуется прибивать доску одним гвоздем, так как в этом случае может привести к выкручиванию материала под действием больших нагрузок.
Допускается использование короткого пиломатериала для обрешетки. Сращивание элементов нужно делать непосредственно на стропилах, фиксируя при этом концы обоих соединяемых деталей. Стыки элементов обрешетки на соседних рядах рекомендуется располагать на разных стропилах.
Для качественной установки стропильного каркаса, нужно выбрать наиболее правильное крепление стропил.
