На что крепить стропила на гвозди или саморезы
Что выбрать – саморезы или гвозди для крепления обрешетки к стропилам и как правильно крепить
Несущий каркас любой скатной крыши – это стропила с закреплённой на них обрешёткой, а также различные прогоны, затяжки, подкосы и другие дополнительные детали. Для их соединения друг с другом применяются разные крепёжные элементы, обеспечивающие прочность, стабильность, долговечность всей кровельной системы. Давайте разберёмся, какими гвоздями прибивать обрешётку к стропилам, и почему лучше отдать предпочтение им, а не более удобным в применении саморезам.
Надёжность и долговечность сложной кровельной системы зависит от правильно подобранного крепежа
Особенности деревянного «скелета» крыши
При работе с деревом необходимо учитывать его особенности, как материала, а также направление нагрузок, воздействующих на конкретные элементы конструкции.
По сравнению с бетоном или металлом, дерево – материал мягкий и упругий, но эти его свойства могут меняться в большую или меньшую сторону в зависимости от влажности. Деревянные конструкции подкровельной системы впитывают в себя влагу из воздуха, когда на улице идёт дождь, и водяные пары, поднимающиеся из внутренних помещений дома. В сухую погоду происходит обратное движение: дерево отдаёт лишнюю влагу в атмосферу. При этом материал расширяется или сужается, меняется упругость его волокон и расстояние между ними, что, в свою очередь, влияет на его способность удерживать в себе крепёж.
Воздействие окружающей среды на древесину
Поэтому прежде чем крепить обрешётку к стропилам или выполнять узловые соединения конструкции, нужно решить, какие метизы лучше использовать. Для этого необходимо определить влияющие на них нагрузки. При этом учитывают:
В зависимости от направления приложения усилий, крепёж может испытывать изгибающие, растягивающие, выдёргивающие, срезающие нагрузки.
Если снеговая нагрузка имеет вертикальное направление, то ветровая зависит от направления воздушного потока и может действовать горизонтально (боковая нагрузка на срез) или снизу вверх (на вырывание).
Воздействие ветровой нагрузки на крышу
Чтобы решить, чем крепить обрешётку к стропилам – гвоздями или саморезами, давайте посмотрим, как эти метизы ведут себя в сложных условиях.
Что выбрать – саморезы или гвозди
Гвоздь представляет собой длинный стальной стержень с заострённым кончиком. При вбивании в древесину он расклинивает её волокна, которые, стремясь вернуться в исходное положение, сдавливают стержень со всех сторон. Это давление и удерживает его в материале.
Стержень самореза оснащён резьбой – спиралевидным выступом, который при вкручивании в дерево нарезает в его толще бороздки. Этот крепёж в древесине удерживают не только боковые силы сдавливания, но и сопротивление стенок этих бороздок.
Принципы гвоздевого и резьбового соединения деревянных деталей
Сравним устойчивость этих метизов к вертикальным (вырывающим) и боковым (срезающим и изгибающим) нагрузкам.
Устойчивость к вертикальным нагрузкам
Если рассматривать расклинивающие и резьбовые метизы с точки зрения вырывающих нагрузок, то последние явно прочнее. Чтобы вырвать из дерева гвоздь, необходимо преодолеть силы упругости, удерживающие его стержень. Для выдёргивания самореза этого недостаточно, нужно ещё и разрушить бороздки, сжимающие резьбу.
Для примера, вбитый в сосновый брус гвоздь длиной 40 мм выдёргивается из него при усилии, равном 32 кг, а вкрученный в него саморез с такой же толщиной и длиной 22 мм можно достать, только приложив усилие, равное 74 кг.
Поэтому, выбирая, чем крепить обрешётку крыши, гвоздями или саморезами, многие отдают предпочтение саморезам, справедливо полагая, что такое соединение гораздо крепче.
Вырыванию самореза противостоит сопротивление винтовых бороздок
Однако помимо вертикальных нагрузок на элементы крепления воздействуют и боковые, возникающие при смещении деревянных деталей друг относительно друга из-за ветрового давления или неравномерного набухания древесины.
Устойчивость к боковым нагрузкам
Боковые нагрузки, воздействующие на крепёж, имеют динамический характер: они то усиливаются, то ослабевают. Гвоздь благодаря своей относительной гибкости выдерживает их легко: при смещении деталей он изгибается.
Дело в том, что гвозди делают из стальной проволоки методом холодной ковки, не подвергая термической обработке. А саморезы – из химически и термически обработанной стали, обладающей высокой твёрдостью, необходимой для нарезания резьбы. Но повышенная твёрдость не позволяет им изгибаться и смещаться вслед за материалом, поэтому при нагрузке на сдвиг они ломаются.
Разная реакция гвоздя и самореза на боковую нагрузку
Прежде чем крепить обрешётку саморезами, нужно учесть и тот факт, что дерево, впитывая влагу, набухает, а толщина скреплённых элементов увеличивается. Гвозди при этом выдавливаются из пробитого ими канала, а вот саморезы удерживаются резьбой и не могут смещаться, поэтому часто разрываются у основания, под самой головкой.
Почему лучше гвозди
Вырывающие усилия действуют на соединение обрешётки со стропилами в гораздо меньшей степени, чем боковые. Они могут быть значительными в тех случаях, когда подкровельное пространство не защищено от порывов ветра, направленных на внутренние стенки скатов. Примером могут служить навесы, крыши открытых террас и павильонов. Но в большей степени от них страдают листовые кровельные покрытия, которые могут оторваться от стропил вместе с плохо закреплённой обрешёткой.
Сорванная ветром кровля
Гораздо чаще крепёж не выдерживает разнонаправленного смещения частей деревянной конструкции и влияния атмосферных факторов в течение длительной эксплуатации. Гвозди показывают большую выносливость к таким «волновым» воздействиям.
Обратите внимание! Для обустройства кровли необходимо использовать метизы с антикоррозионной защитой из оцинкованной или нержавеющей стали.
Виды гвоздей для крепления обрешётки
Проведённое сравнение гвоздей и саморезов не совсем корректно, так как в нем были проанализированы крепёжные свойства только одного вида гвоздей – обычных строительных с гладким стержнем. Есть и другие виды, отличающиеся гораздо более высокой устойчивостью к вырывающим нагрузкам – винтовые и ершённые. Выбрать, какие гвозди нужны для обрешётки крыши, будет проще после их описания.
Гладкие
Надёжность соединений гладкими гвоздями самая невысокая. Основная их проблема – набухшая древесина выталкивает крепёж наружу, и выступающая над поверхностью шляпка может повредить лежащее на обрешётке покрытие.
Соединение получится более прочным, если вбивать гвоздь не перпендикулярно, а слегка изменив угол наклона
Зато такие метизы незаменимы для возведения временных конструкций – их проще всего вытянуть при демонтаже.
Ершённые
Стержень таких гвоздей как бы состоит из усечённых конусов, расположенных один над другим основанием вверх. Другое название – кольцевые гвозди. Они легко входят в древесину при забивании, но за счёт того, что её волокна обжимают пространство над выступами, не расшатываются и не выдавливаются наружу при её набухании и высыхании.
Гвозди ершённые
Именно этот вид метизов считается самым надёжным для устройства кровельных систем, строительства каркасных домов. Но работа с ними требует высокого профессионализма и точности, так как разобрать неправильное соединение без разрушения материала практически невозможно.
Для справки! Выбирая гвозди или саморезы для стропил и обрешётки, многие отдают предпочтение саморезам за скорость и лёгкость работы с ними: вкручивать крепёж шуруповёртом намного проще и удобнее, чем забивать молотком. Но для быстрого монтажа ершённых гвоздей тоже есть специальный инструмент – нейлер.
Винтовые
Конструктивно винтовые гвозди похожи на саморезы по дереву – они тоже имеют резьбу, не доходящую до шляпки, но она не такая острая и частая. При забивании такой гвоздь поворачивается вокруг собственной оси, что аналогично процессу вкручивания. Волокна древесины при этом раздвигаются неравномерно, обеспечивая высокую степень трения и хорошее сцепление с метизом.
Оцинкованные винтовые гвозди
Такой крепёж тоже обладает высоким сопротивлением к вытягивающим нагрузкам. Чтобы выдернуть его из дерева, усилий потребуется в несколько раз больше, чем для выдёргивания обычного гладкого гвоздя. Поэтому собранные с его помощью конструкции служат десятилетиями.
Совет! Выбирая, чем крепить стропила – гвоздями или саморезами, предпочтение тоже лучше отдать винтовым или ершённым гвоздям.
Выбор гвоздей по длине
Важное значение для надёжности соединения имеет длина гвоздей. Она подбирается с учётом толщины обрешётки с таким расчётом, чтобы крепёж прошёл её насквозь и углубился в стропила ещё на 1,5-2 её толщины. Например:
Расчёт количества крепежа
Все знают, как крепить обрешётку: она прибивается во всех местах пересечения со стропилами. Но количество гвоздей на каждый узел может отличаться в зависимости от ширины элементов подкровельного настила.
Доски, прибитые в одной точке, со временем под воздействием переменных температуры и влажности воздуха начинают коробиться и деформироваться. Чтобы этого не происходило, их прибивают на два гвоздя, отступив от краёв по 1,2-1,5 см.
Это правило распространяется на доски обрешётки шириной до 200 мм
При использовании широких досок расход крепежа увеличится за счёт дополнительного третьего гвоздя, вбиваемого по оси.
На один гвоздь можно прибивать только обрешётку из брусков сечением 40х40 мм или 50х50 мм.
Монтаж обрешётки из бруса
Зная количество стропил, шаг между элементами обрешётки и их ширину, определить расход крепежа будет не сложно. Но покупать его нужно с запасом на случай брака в работе или дефектов самих метизов.
Стропильная система крыши подвергается различным нагрузкам, а дерево, из которого собирается конструкция, подвержено изменениям размеров и внутренней структуры. Все это вкупе приводит к возникновению напряжений в местах стыков обрешётки со стропилами или контробрешёткой. Саморезы из-за своей твёрдости и хрупкости их не выдерживают и ломаются, в отличие от более устойчивых к боковым нагрузкам гвоздей. У них другая «болезнь» – плохое противодействие вертикальным нагрузкам, но её можно избежать, используя винтовые или ершённые гвозди с насечками на стержне.
Монтаж стропильной системы. Что использовать – гвозди или саморезы
Стропильная система является несущим каркасом скатной крыши. Она представляет собой совокупность различных конструктивных элементов, скрепленных между собой различными способами. В состав стропильной системы входят мауэрлат, стропильные ноги, затяжки, прогоны, основание под кровлю и другие более мелкие узлы и детали. Все они соединены между собой шпильками, гвоздями и другими крепежными элементами. От того, насколько правильно выбран вид крепежа, зависит прочность стропильной системы, надежность и долговечность крыши в целом.
Традиционно при монтаже стропильной системы использовались нагели, гвозди и скобы, но с появлением электрических шуруповертов возросла популярность шурупов и саморезов, и они все чаще используются при выполнении строительных работ.
Несмотря на то, что внешне саморез и шуруп очень похожи, они различаются резьбой и способом монтажа:
— шуруп имеет резьбу в виде буравчика, не доходящую до головки и применяется для крепления деталей к мягким материалам, например, к дереву. Мощные шурупы с шестигранными головками называются «глухарями»;
— саморез имеет специальную резьбу по всей длине стержня и образует ответную резьбу в соединяемых деталях.
Чтобы закрепить деталь с помощью шурупа, необходимо предварительно просверлить отверстие. При монтаже детали с помощью самореза такое отверстие не требуется.
Обычный строительный гвоздь имеет круглый заостренный стержень и плоскую головку. При монтаже ответственных узлов используются гребенчатые, или ершенные гвозди. Благодаря поперечной насечке на стержне прочность крепления ершенным гвоздем в 5 раз выше, чем при использовании обычного гвоздя. В условиях повышенной влажности применяются винтовые гвозди, увеличивающие прочность крепления в 4 раза.
Прочность удержания гвоздей и шурупов также отличается. Например, чтобы выдернуть из сосновой доски не оцинкованный гвоздь 2,6х40 мм, необходимо приложить усилие 32 кг, а для выдергивания более короткого шурупа размером 2,6х22 мм потребуется усилие 74 кг. Крепление, выполненное оцинкованными гвоздями, значительно прочнее, чем при использовании простых черных гвоздей.
Гвоздю такие нагрузки не страшны: его стержень легко выдерживает многочисленные изгибы, а если при набухании древесина выдавливает гвоздь, крепление все равно остается прочным. Торчащая головка гвоздя хорошо заметна, и вбить его до конца во время очередного осмотра крыши не составляет труда.
Несложно представить, что происходит с саморезом при изменении температуры, особенно при увлажнении и набухании стропил и балок: резьба не позволяет стержню сместиться и его разрывает в одном или двух местах. Очень часто стержень лопается у основания головки, при этом крепление оказывается полностью разрушенным. Прочность стали и качество термообработки самореза значения не имеют, т.к. замерзающая вода способна разрушить и более крепкие узлы.
Использование саморезов, шурупов и, в частности, «глухарей» возможно при монтаже скользящих опор стропил, хомутов и прочих стальных деталей, но следует понимать, что такое крепление окажется более дорогим, а монтаж более трудоемким.
При монтаже стропильной системы скатных крыш одноквартирных и блочных домов высотой 2-3 этажа рекомендуется использовать гвозди следующих размеров:
Узел стропильной системы
Длина гвоздя, не менее (мм)
Количество гвоздей, не менее (шт.)
Крепление стропильной ноги к коньковой доске
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.