На что крепить стропила
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.
Как крепить стропила правильно – виды соединений и креплений
Надежность стропильной конструкции, которая является каркасом кровли в доме, зависит, в том числе, и от правильности крепления ее элементов. Ошибки, допущенные в процессе монтажа, могут привести к деформации крыши. Поэтому так важно знать, как крепить стропила.
На остов крыши оказывается значительная нагрузка, в некоторых случаях достигающая 500 кг/м². Его прочность зависит не только от качественного крепления деталей, но и от точности проектных расчетов относительно количества монтируемых опорных элементов и их сечения, а также используемых стройматериалов. Если стропила скреплены правильно, у каркаса улучшается несущая способность.
Основные элементы стропильной конструкции
Стропильный каркас – это, прежде всего, система взаимосвязанных опорных составляющих из древесины или металла. Данные элементы способны придать конструкции нужную форму, величину наклона и равномерно распределить на несущие стены ее вес.
Основными деталями каркаса являются стропильные ноги, изготавливаемые из балок, смонтированных под углом. Их попарно скрепляют вдоль ската, при этом в верхней части соединения они образуют конек.
Стропила бывают двух видов:
Чаще всего системы стропил фиксируют на мауэрлате. Такое название получил массивный брус (балка), имеющий сечение 150х150 или 200х200 миллиметров. Его укладывают вдоль несущих стен, на которые в дальнейшем станут опираться ноги стропил.
Мауэрлат уменьшает давление на стены постройки и одновременно равномерным образом распределяет вес, который имеет кровельный пирог. Для крепления балки к верхнему краю несущих стен задействуют анкерные болты или металлические шпильки, которые вмуровывают.
Чтобы кровельный каркас приобрел жесткость, устойчивую форму и требуемую несущую способность, все элементы стропильной системы нужно надежно зафиксировать и сделать тесно взаимосвязанными между собой. Каждый из узлов, соединяющих части каркаса, достаточно уязвим и под нагрузкой возможна его деформация, по этой причине процесс крепления следует выполнять в соответствии с технологией.
Существует несколько видов соединений, применяемых при обустройстве кровельного каркаса:
До того, как закрепить стропила к брусу или другим элементам кровельного каркаса, нужно не забывать, что все запилы уменьшают прочность конструкции, поэтому мастера советуют для соединения использовать уголки и накладки.
Способы крепления к мауэрлату и между собой
Прежде всего, перед тем, как приступать к креплению стропил к коньковому прогону или к мауэрлату, нужно приобрести качественную крепежную фурнитуру, которая предлагается на строительном рынке в огромном ассортименте.
При подборе крепежа необходимо учитывать:
Применяются следующие способы фиксации стропил:
По мнению специалистов, наиболее надежный способ из всех вышеперечисленных – использование уголков из металла, поскольку они прочно стыкуют деревянные элементы и жестко фиксируют угол между ними. Уголок, который перекрывает стык между ногой стропил и мауэрлатом или коньковым брусом, также является своеобразным распором.
Виды креплений стропил
Поскольку дерево относится к природным материалам, оно при изменении уровня влажности и по мере высыхания дает значительную усадку, что приводит к изменению линейных размеров конструкции. По этой причине строители советуют обустраивать крышу для домов из бруса и бревен через год после завершения их возведения.
Для соединения стропил пользуются такими видами креплений:
На практике при возведении кровель нередко задействуют один из вариантов совмещения подвижных и жестких крепежных узлов. Наибольшее распространение получили системы, у которых присутствует одно жесткое и два скользящих варианта фиксации. В итоге обеспечивается требуемая подвижность при высокой прочности каркаса.
Разнообразие элементов для крепежа
По мнению опытных кровельщиков, наиболее эффективным получается крепление стропил саморезами или гвоздями.
Данные крепежные изделия имеют как достоинства, так и недостатки:
Кровельщики с большим опытом работы рекомендуют использовать для фиксации оцинкованные ершенные гвозди, длина которых превышает толщину пиломатериалов на 3 – 5 миллиметров.
Как крепить стропила правильно – виды соединений и креплений
Надежность стропильной конструкции, которая является каркасом кровли в доме, зависит, в том числе, и от правильности крепления ее элементов. Ошибки, допущенные в процессе монтажа, могут привести к деформации крыши. Поэтому так важно знать, как крепить стропила.
На остов крыши оказывается значительная нагрузка, в некоторых случаях достигающая 500 кг/м². Его прочность зависит не только от качественного крепления деталей, но и от точности проектных расчетов относительно количества монтируемых опорных элементов и их сечения, а также используемых стройматериалов. Если стропила скреплены правильно, у каркаса улучшается несущая способность.
Основные элементы стропильной конструкции
Стропильный каркас – это, прежде всего, система взаимосвязанных опорных составляющих из древесины или металла. Данные элементы способны придать конструкции нужную форму, величину наклона и равномерно распределить на несущие стены ее вес.
Основными деталями каркаса являются стропильные ноги, изготавливаемые из балок, смонтированных под углом. Их попарно скрепляют вдоль ската, при этом в верхней части соединения они образуют конек.
Стропила бывают двух видов:
Чаще всего системы стропил фиксируют на мауэрлате. Такое название получил массивный брус (балка), имеющий сечение 150х150 или 200х200 миллиметров. Его укладывают вдоль несущих стен, на которые в дальнейшем станут опираться ноги стропил.
Мауэрлат уменьшает давление на стены постройки и одновременно равномерным образом распределяет вес, который имеет кровельный пирог. Для крепления балки к верхнему краю несущих стен задействуют анкерные болты или металлические шпильки, которые вмуровывают.
Чтобы кровельный каркас приобрел жесткость, устойчивую форму и требуемую несущую способность, все элементы стропильной системы нужно надежно зафиксировать и сделать тесно взаимосвязанными между собой. Каждый из узлов, соединяющих части каркаса, достаточно уязвим и под нагрузкой возможна его деформация, по этой причине процесс крепления следует выполнять в соответствии с технологией.
Существует несколько видов соединений, применяемых при обустройстве кровельного каркаса:
До того, как закрепить стропила к брусу или другим элементам кровельного каркаса, нужно не забывать, что все запилы уменьшают прочность конструкции, поэтому мастера советуют для соединения использовать уголки и накладки.
Способы крепления к мауэрлату и между собой
Прежде всего, перед тем, как приступать к креплению стропил к коньковому прогону или к мауэрлату, нужно приобрести качественную крепежную фурнитуру, которая предлагается на строительном рынке в огромном ассортименте.
При подборе крепежа необходимо учитывать:
Применяются следующие способы фиксации стропил:
По мнению специалистов, наиболее надежный способ из всех вышеперечисленных – использование уголков из металла, поскольку они прочно стыкуют деревянные элементы и жестко фиксируют угол между ними. Уголок, который перекрывает стык между ногой стропил и мауэрлатом или коньковым брусом, также является своеобразным распором.
Виды креплений стропил
Поскольку дерево относится к природным материалам, оно при изменении уровня влажности и по мере высыхания дает значительную усадку, что приводит к изменению линейных размеров конструкции. По этой причине строители советуют обустраивать крышу для домов из бруса и бревен через год после завершения их возведения.
Для соединения стропил пользуются такими видами креплений:
На практике при возведении кровель нередко задействуют один из вариантов совмещения подвижных и жестких крепежных узлов. Наибольшее распространение получили системы, у которых присутствует одно жесткое и два скользящих варианта фиксации. В итоге обеспечивается требуемая подвижность при высокой прочности каркаса.
Разнообразие элементов для крепежа
По мнению опытных кровельщиков, наиболее эффективным получается крепление стропил саморезами или гвоздями.
Данные крепежные изделия имеют как достоинства, так и недостатки:
Кровельщики с большим опытом работы рекомендуют использовать для фиксации оцинкованные ершенные гвозди, длина которых превышает толщину пиломатериалов на 3 – 5 миллиметров.
Как крепить стропила крыши разной конструкции?
Возведение стропильной системы – целое искусство, требующее особого мастерства. Две одинаковые на первый взгляд крыши могут иметь абсолютно разный «скелет», и даже крепежные элементы внутри себя. И выбор способа соединения стропильных элементов между собой зависит от целого ряда факторов, среди которых личное предпочтение не играет роли. В ход идут топор, металлические пластины, гвозди и даже скобы – все для того, чтобы придать стропильной конструкции нужную жесткость, надежность и в то же время подвижность.
Все зависит от задач, которые стоят перед крышей, особенностей материала стен дома и климатических условий местности. А в чем преимущества и недостатки каждого из видов, мы сейчас расскажем.
Содержание
Врубка: технология, проверенная временем
Наиболее старый способ крепления стропил крыши — это врубка. Еще с давних времен, когда дома на Руси строились без единого гвоздя, стропила устанавливали именно так:
Вот как это выглядит на практике:
Еще хороший пример монтажа стропил при помощи врубки:
Но стоит заметить, что у врубки есть существенный недостаток — неравномерное высыхание древесины. Причем в ширине такое стропило практически не уменьшается, всего на 0,01% а вот в длине — да. Серьезные испытания, не правда ли?
И особенно негативно это сказывается на узлах с угловым и перпендикулярным соединением стропил. В таких узлах появляются щели, из-за чего в какой-то степени деформируется вся стропильная система. Поэтому в этой технологии появились небольшие изменения: узлы стали изготавливать на разрезных кольцах и зубчатых шайбах.
Болты: надежная фиксация
Одними из самых надежных для стропил считаются металлические болты:
Так они выглядят на практике:
Такие соединения стропил изготавливают следующим образом: ферму кладут на ровную поверхность и фиксируют струбцинами. Далее в местах укладки зубчатых шайб сверлят отверстия под болты — диаметром, превышающим диаметр болта на 1,5 мм. При этом важно держать сверло строго вертикально. К слову, первую готовую ферму используют в качестве шаблона для следующих.
Теперь между элементами фермы крепят зубчатые шайбы, и в просверленные отверстия вставляют шпильки из высокопрочной стали и шайбы 6 мм размерами 100 Х 100 мм. Именно такие размеры препятствуют смятию древесины. Кроме того, шпильки и болты из обычного металла не подходят, ведь при напряжении может сорваться резьба. Дальше двусторонние шайбы как бы запрессовываются в древесину:
Если все сделано правильно, шайба работает на сжатие и растяжение. И после усушки древесины узел подтягивают еще раз. При этом сам болт будет нести 25% нагрузки, а шайба — до 75%.
По такой же схеме собирают фермы с узлами на разрезных кольцах. Сам разрез на кольце необходим для компенсации температурного расширения металла. И такое крепление деревянных стропил куда более надежное, чем у болта без шайбы и кольца, лучше срабатывает в условиях смены температур и обеспечивают куда большую площадь поверхности соединяемых деталей. В этом случае уже не нужна запрессовка кольца, т.к. его достаточно опустить в подготовленные канавки.
К слову, наряду с болтом применяется не только метод врубки, но и фиксация стропил при помощи боковых накладок с гвоздями.
Гвозди: просто и жестко
Довольно популярный и простой способ крепления стропил к стене — фиксация гвоздями. Нет ничего проще, чем взять доску и прибить ее к деревянной стене парой гвоздей. Причем сами гвозди вполне могут служить неким шарниром, если закрепить стропила только концом.
Но если использовать больше гвоздей и увеличить жесткость, то поворот уже будет невозможным. Только если нагрузка не станет превышать расчетную, иначе узел снова будет подвижным. Вот почему при таком способе крепления важно точно рассчитать нагрузку, иначе будут нарушены схемы узлов и разрушится вся система.
Сами гвозди нередко становятся дополнительным способом фиксации в сочетании с врубкой:
Металлические накладки: вариант для ферм
Для стропильного каркаса хорошо подходят стальные перфорированный накладки с острыми элементами по всей площади. Это как раз то, на что крепят стропила чаще всего за рубежом. И главное преимущество такой привязки стропил в том, что здесь нет необходимости делать запил в стропилах и мауэрлате. А потому нетронутая древесина сохраняет свои высокие прочностные характеристики:
Сегодня этот тип крепежа стропил к стене дома по праву считается самым надежным:
По этому же принципу устроены металлические уголки:
Деревянные чурки: забытые технологии
К слову, и до появления металлических пластин и уголков кровельщики находили, чем скрепить стропила между собой: это были деревянные чурки. Это бруски квадратного сечения, которые фиксируют между стропилами и мауэрлатом, чем значительно увеличивают жесткость стропильной конструкции:
На практике она выглядит так:
Причем встречается и вариант удвоенной прибоины:
Проволока: надежная привязка
Теперь перейдем к тому, как стропила крепится к стене из бруса естественного уровня влажности? Дело в том, что деревянные конструкции подвержены изменениям уровня влажности и температуры, ввиду чего при постепенной усушке немного изменяется высота каждого бруса или бревна. И чем выше высота стен, тем больше степень ее усадки со временем. Т.е. в случае с односкатной крышей больше потеряет в высоте стена под коньком, и меньше та, что будет расположена ниже.
В таком случае стропилам важно обеспечить возможность небольшого поворота и при этом даже едва заметного сдвига вдоль стены. И уже достаточно давно для этой цели привязку стропил к стене делают при помощи отожженной проволоки. Ею верхнее бревно фиксируют к стропильной ноге.
Причем важно знать, как правильно крепить проволокой стропила на крыше разных форматов. Так, если речь идет о доме или бане солидного вида, скреплять стропила важно сразу с двух сторон. Если же уклон скатов небольшой, а сама кровля — низкая, тогда достаточно одной проволоки.
Скользящее крепление: для сруба и бревна
Когда возводят деревянные дома или бани, необходимы скользящие стропила. Они позволят сохранить стропильную систему целостной и ровной, когда стены будут неравномерно усаживаться в течение года.
Этот элемент конструкции отлично приспосабливается к деформации конструкции стен. Стропила крепятся к несущему брусу не жестко, благодаря чему предотвращается распирание стен. Ведь и бревно, и профилированный брус подвержены естественной усадке. Бывает, что и одна стена по окончанию усадки становится ниже другой, и при жестком креплении стропил друг к другу “поведет” всю крышу.
Само скользящее крепление стропил к стене представляет собой уголок с петлей и металлический кронштейн:
Монтировать этот элемент нужно под углом 90 градусов к опоре, так можно обеспечить небольшую подвижность системы. В процессе усадки эти крепежи нужно будет два раза выводить в крайнее положение, чтобы установить стропила под правильным углом к стене дома.
Сами скользящие опоры делятся на такие виды: открытого типа и закрытого. Первые представляют собой изогнутую стальную пластину, у которой на концах есть по два или три отверстия. При этом длина хода подвижного элемента должна быть от 60 мм до 160 мм. В неподвижной части элемента обычно до пяти отверстий.
А вот закрытая подвижная конструкция — целостная, и уже не разбирается на части. У нее — форма уголка с держателем, на который надевают планку крепления. Выглядит это так:
Но по-настоящему подвижное крепление сдвинется ощутимо только в случае максимальных нагрузок, что маловероятно для обычной стандартной крыши.
А какой способ крепления стропил вы считаете самым практичным?