Закрепляем стропила: все популярные способы
Т.к
главная задача мауэралата распределить нагрузки от кровли, обязательно уделите особое внимание креплению к нему стропил. Дело в том, что от этого зависит то, не поведет ли со временем крышу, не станет ли она проседать или создавать более сильные нагрузки на одну из стен
Это серьезно!
Существуют две технологии привязки стропил к мауэрлату:
- Жесткая. Здесь полностью исключаются любые смещения стропильной ноги, изгибы или сдвиги. Для стабильности применяется подшивной брусок, который не дает скользить стропильной ноге. А металлические уголки не дают стропилам двигаться в стороны.
- Скользящая. Такое крепление необходимо, если дом строился из бревна или бруса, которые со временем заметно оседают. И сам мауэрлат здесь обычно не используется – только верхний венец сруба. Если применить жесткую систему крепления стропил, то уже на следующий год крыша потеряет до 50% своей прочности – ее просто поведет.
А теперь обо всем более подробно.
Жесткое крепление стропил к мауэрлату
Главная задача жесткого крепления – полностью исключить возможность смещения стропил в любую сторону. Здесь седло выреза на стропиле упирают в мауэрлат и крепко фиксируют гвоздями, забитыми под угол
Но крайне важно, чтобы все такие вырезы на стропилах были одинаковыми, по одному шаблону и не больше 1/3 ширины стропила
Второй способ – одинарное крепление специальной крепежной пластиной. Дополнительно под стропило в некоторых случаях подшивают метровый брус, который еще и служит упором, а крепление выполняется металлическим уголком.
Армирующий пояс
Схема крепления мауэрлата к армопоясу.
Такая конструкция требует дополнительных трудовых и финансовых затрат, но обеспечивает максимальную надежность и долговечность сооружения.
Наиболее распространенный способ изготовления армирующего пояса включает установку деревянной опалубки. Внутри опалубки монтируется каркас из стальной арматуры диаметром 12-14 мм. Основные прутья размещаются вдоль стены, а между ними в вертикальном и поперечном направлении крепятся соединительные элементы из прутка или проволоки диаметром 6-8 мм. К металлическому каркасу привариваются вертикальные шпильки с резьбой для установки мауэрлата. Шаг установки шпилек 120-180 см. После установки армирующих элементов производится заливка бетонным раствором. Брусья мауэрлата крепятся на шпильки с помощью гаек.
При сооружении армирующего пояса можно использовать стандартные U-образные бетонные блоки. Такие элементы устанавливаются с помощью цементного раствора на стены. Внутри желоба монтируется армирующий каркас по описанной технологии. После изготовления каркаса производится заливка бетонным раствором.
Коротко о главном
Во время возведения постройки создаются висячие и наслонные системы из стропил. Опираются они с разным уровнем жесткости. Опорный узел может иметь нулевую, первую, вторую и даже третью степень свободы. Другими словами, во время монтажных работ его создают подвижным или полностью неподвижным.
Для крепления стропильных ног чаще применяют перфорированные пластины и уголки из металла. В зависимости от необходимой степени свободы могут использоваться скользящие крепежные е элементы. Для повышения надежности дополнительно выполняют запилы в стропилах и даже мауэрлате, который всегда монтируется на стенах из кирпича и другого подобного материала.
Если не выполняется укладка мауэрлата, тогда обязательно создается затяжка. При этом стропила не монтируются непосредственно на стенах из пено- или газобетона.
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна
В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Прямой и косой прируб для соединения затяжки
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
Монтаж нижних концов стропил
Способ, посредством которого осуществляется фиксация нижних концов стропил, определяется типом постройки.
В случае деревянной постройки опорой может служить верхняя обвязка стен, но при пено- и газоблоках такой способ не подходит. Суть проблемы заключается в необходимости крепления стропил к мауэрлату, поскольку каменные блоки не могут удерживать стропила.
Если основу стен составляют пеноблоки, это создает определенные условия, при которых традиционно применяемые способы не работают надлежащим образом. Например, гвоздь длиной 10 см возможно выдернуть руками из блока – по этой причине фиксация скрутки не получается. Кроме того, необходимо учитывать наличие значительного давления в горизонтальной плоскости.
Если используются кладочные материалы, одним из максимально эффективных решений считается создание армпояса, благодаря чему можно не придумывать новые методы крепления стропил. Как правило, армированный пояс представляет собой расположенную в верхней части стены железобетонную конструкцию. По ширине она равна толщине стены, а высота обычно составляет 200 мм.
Выполнение заливки требует опалубки: как правило, она устраивается из соединенных стяжками досок. До начала заливки в опалубку монтируют анкерные болты или же шпильки. Их расположение должно быть строго вертикальным. Они служат крепежными элементами для бруса, монтаж которого осуществляется после обретения бетоном необходимой прочности. Помимо строго вертикального расположения шпилек, необходимо следить, чтобы длина шага не превосходила 150 см. При использовании меньшего по диаметру крепежа он не обеспечит требуемой степени надежности и прогнется.
Метод крепления стропил к мауэрлату – самый популярный способ фиксации их нижнего участка. Работа должна выполняться с максимальной тщательностью, поскольку долговечность конструкции напрямую зависит от прочности участков соединения. Создание такого соединения требует устройства выреза в стропильных ногах, чтобы их можно было надевать на балку мауэрлата.
В мауэрлате может устраиваться ответная выемка. Данный момент определяется тем, из дерева какой породы изготовлен брус. В случае, когда основой элемента является древесина лиственных сортов, будет достаточно создать прорезь. Действуя с прорезью в стропильной ноге, она образует упорный замок.
Процесс закрепления стропил к выполненному из хвойных деревьев мауэрлату осуществляется без прорези, так как ее наличие будет снижать надежность конструкции.
Требования к мауэрлату
Мауэрлатный узел изготавливается из того же материала, что и вся кровельная конструкция. Поэтому он бывает не только деревянным, но металлическим. Главным условием является то, что подстропильная балка должна быть или надежно состыкованной, или ( в идеальном варианте) единой неразрывной конструкцией.
Мауэрлат можно установить как отдельную конструкцию только в строениях, несущие стены которых выполнены из дискретных материалов. В деревянных постройках роль мауэрлата может выполнять последний венец, с особой прочностью закрепленный на предыдущих. В каркасных домах необходимость в мауэрлате отсутствует.
Для мауэрлата необходимо использовать брус, сечение которого равно 1/3 толщины капитальной стены. Специалисты рекомендуют выбирать сухие брусья хвойных пород с сечением 100*100, 150*150 мм, 150*200 мм. Более массивные балки брать не стоит, так как они создают лишнюю нагрузку на стену, и их достаточно тяжело поднимать.
Если мауэрлат выполняется из состыкованных балок, каждая из них должна быть максимально длиной. К примеру, стандартная длина пиломатериала составляет 6 метров. На 8 метровую стену необходимо установить два 4-метровых бруса. Использовать 6-метровый брус и дополнительный отпилок нельзя.
Также необходимо соблюдать следующие правила:
- Расстояние от перекрытия до верха мауэрлата должно быть не меньше 300 мм.
- Промежуток от низа мауэрлата до верха чердачного перекрытия не должно превышать 500 мм.
- От внешнего края необходимо отступить, как минимум, на 5 мм.;
- Отступ от внешней границы стены должен быть не менее 50 мм.
- Желательно устроить небольшой кирпичный выступ с наружной стороны, чтобы в него упирался брус.
- Перед закреплением балок на стене их надо защитить от влаги. Для этого её можно обернуть рубероидом, который закрепляется при помощи степлера.
Какими способами могут крепиться к балкам стропила
Мы рассмотрим все возможные методы фиксации элементов, некоторые из них используются крайне редко и только во время строительства аутентичных домов по старинным технологиям. Такие работы выполняют плотники высочайшего класса, умеющие работать топором, долотом, стамеской и прочими традиционными плотницкими инструментами.
Специальными металлическими крепежными пластинами
Строители применяют два типа пластин. Соединение прочное, делается быстро и без ручного труда. В развитых странах стропильные фермы домов собираются на производственных линиях, при этом все процессы почти полностью автоматизированы. Технология сборки дает возможность увеличивать производительность оборудования и снижать себестоимость продукции. Элементы домов на строительной площадке быстро собираются, количество ручного труда сводится к минимуму. Деревянный дом под ключ ставится всего за две-три недели в зависимости от этажности и размеров.
Крепежные пластины
Какие пластины применяются для крепления стропилин к балкам?
Зубчатые
В нашей стране, к сожалению, малоизвестны, в развитых странах используются давно. Зубчатое крепление – металлические пластины с различными линейными размерами. По всей площади имеются зубья, которые вбиваются в деревянные конструкции. Длина и расстояние между зубьями выбирается с учетом размеров стропильных ног и балок перекрытия. Такое соединение дает возможность автоматизировать процесс производства ферм стропильной системы. Зубчатые пластины устанавливаются с двух сторон соединяемого узла.
Стальные зубчатые пластины
Зубчатые пластины можно забивать и вручную, но необходимо следить за правильностью их положения.
Перфорированные
Хорошо известные крепежные элементы, универсального использования. Могут фиксировать все элементы стропильной системы, имеют различные размеры и толщину. Пластины накладываются на узел, стягивание выполняется саморезами, болтами или обыкновенными гладкими гвоздями. Могут монтироваться с одной или двух сторон соединения. Преимущества – нет строгих требований по качеству пиломатериалов, большое количество отверстий позволяет выбирать самые удачные места вкручивания саморезов. Недостатки – требуют довольно много ручного труда. Работать с ними тяжелее, чем с зубчатыми. Кроме того, возрастает время монтажа стропильной системы.
Использование перфорированного крепежа
Общий вид на стропильные фермы
Крепление ригеля к стропилам
Крепить стропила к балкам перекрытия рекомендуется том случае, когда оба элементы изготовлены из одинаковых досок. Такой метод на сегодняшний день считается самым распространенным.
Болтовое
Крыши небольших хозяйственных зданий и пристроек не имеют значительных нагрузок, во время их изготовления используются упрощенные методы соединения стропилин и балок перекрытия. Самый распространенный вариант – болтами. Проделываются отверстия в балках перекрытия и стропилинах, элементы располагаются рядом, в отверстия вставляются болты, узел прочно стягивается.
Соединение стропил болтами
Соединение врезкой
Более сложное соединение, требуется практический строительный опыт. Врезка полностью исключает вероятность подвижек стропилин в местах соединения с потолочными балками, узел более прочный и статичный. На балке выпиливается углубление, а на стропилине выступ, детали должны плотно входить друг в друга.
Такой метод фиксации делается только на доме, что усложняет процесс строительства. Кроме того, каждое соединение подготавливается индивидуально, что еще больше увеличивает сроки строительства и повышает его стоимость. Еще один недостаток врезки – каждое соединение уменьшает толщину досок стропилин и балок, это становится причиной уменьшения их несущих показателей. Как следствие, проектировщики должны во время расчетов предусматривать увеличенные размеры пиломатериалов с учетом уменьшения их ширины в результате запиливания. А это негативно сказывается на стоимости строения.
Конструктивные узлы опоры стропил на балки перекрытия
Соединение врубкой
Старинный метод, в настоящее время применяется крайне редко. Работы делаются плотниками, умеющими обращаться с ручными инструментами и топором. Врубка делается только на толстых стропилинах и балках. Топором, долотом и стамеской делается соединение шип/паз под необходимым углом. Работа физически тяжелая, в качестве дополнительного соединения могут использоваться металлические самодельные скобы. Длина скоб и диаметр прутка выбираются с учетом конкретного места установки и предполагаемой максимальной нагрузки.
Варианты врубки стропил в балку
Современный крепеж для стропильных конструкций
Ранее сборка кровельного каркаса выполнялась при использовании различных креплений из дерева. Строители обычно применяли нагели, бруски, клинья, накладки. Они также использовали скобы и штыри. Сейчас крепеж стропил и других деталей крыши выполняется с помощью металлических элементов. Производители их изготавливают в разном исполнении. Разнообразие крепежных элементов позволяет быстро и удобно осуществлять монтаж.
В основном крепеж для стропильной системы производится из металла, у которого толщина может составлять от 1,5 до 3 мм. Это прочный расходный материал. Он позволяет надежно фиксировать детали каркаса крыши. Его производители изготавливают разных размеров и формы.
Элементы из металла для крепления стропильных деталейИсточник elka-palka.ru
Часто во время монтажа стропил и других деталей крыши используют:
- уголки KP – усиленный крепеж с большой несущей способностью;
- накладки;
- стропильные скобы;
- опоры для балок;
- пластины;
- опорные элементы для бруса;
- кронштейны WB для стыковки стропил и брусьев на стенах постройки;
- крепления LK – обладают повышенной прочностью, производятся в разном исполнении;
- уголки в обычном исполнении – подходят для выполнения большинства соединений;
- саморезы;
- вязальная проволока разного диаметра;
- болты с шайбами и гайками;
- перфорированная лента в бухтах.
Современные варианты крепежа позволяют надежно фиксировать детали крыш под любым углом. Благодаря использованию таких элементов обеспечивается жесткость всего каркаса. Пластины, уголки для стропил, накладки и другой подобный крепеж производится с отверстиями, позволяющими быстро провести их фиксацию саморезами и даже болтами.
Популярные металлические элементы для крепленияИсточник maxmaster.ru
Для фиксации также применяют гвозди. Однако после использования такого крепежа необходимо загибать конусовидную его часть. Только так гарантируется надежное соединение деревянных деталей кровельного каркаса и фиксация на них металлических элементов.
Существует большое количество модификаций углового крепежа KP. Любая его разновидность сводит к минимуму вероятность срыва резьбы на болтовых соединениях. Такой крепеж также предотвращает деформацию деревянных деталей каркаса крыши даже во время его усадки.
Кронштейны WB часто применяются, когда необходимо закрепить несущую деревянную балку. Использование таких металлических элементов позволяет не делать врезки на стропилах. При этом не снизится надежность создаваемых опорных узлов.
При монтаже подстропильной системы применяются крепления LK. С их помощью выполняют соединение балок со строительными ногами. Этот вариант крепежа широко используется при возведении бревенчатых срубов.
Крепежные элементы LK для соединения стропил с балкамиИсточник teletype.in
Разновидности металлических пластин
Пластины из металла для соединения деревянных деталей стропильных систем изготавливаются двух видов. Это перфорированные и гвоздевые крепежные элементы.
Пластины с отверстиями (перфорацией) фиксируются болтами. Они также могут крепиться с помощью саморезов. Эта разновидность метизов чаще всего применяется для фиксации перфорированных пластин, которые позволяют соединять детали стропильных конструкций под разными углами.
Если необходимо, то пластину можно без труда подрезать в соответствии с требуемыми размерами. При этом их монтаж всегда выполняется с двух сторон соединяемых деталей.
Гвоздевой вариант пластин монтируется без гвоздей. Фиксация выполняется с помощью специального пресса. Поэтому такие крепежные металлические элементы чаще применяют в работе мастера из специализированных компаний. При этом забить гвоздевые пластины молотком не получится, потому что монтажный процесс осуществляется только при равномерном давлении на всю их площадь.
Гвоздевые металлические пластиныИсточник krasnypress.ru
Способы крепления стропил к мауэрлату и стойкам в деревянной крыше
Поскольку стропильные системы из дерева наиболее популярны в частном и малоэтажном строительстве, в основном мы будем рассматривать способы соединения элементов именно для деревянных конструкций.
Различают два основных вида соединений: методом врубки без дополнительных соединительных деталей и соединение с помощью крепежа. Также используются комбинированные способы – врубка с дополнительным крепежом.
Еще одно существенное различие: узлы соединений могут быть жесткими и скользящими. В первом случае стропильная нога не может смещаться относительно мауэрлата даже на несколько миллиметров, что, с учетом температурной и влажностной деформации дерева, может привести к повреждению стропильной системы в целом. Скользящие узлы креплений допускают небольшие смещения для компенсации этих деформаций.
Ниже представлены два варианта крепления – только с врубкой (запилом) и с дополнительным крепежом.
В обоих случаях обеспечивает жесткое, неподвижное положение балки. Следует заметить, что при врубке (запиле) без металлических соединительных деталей небольшая свобода перемещений все же остается – это связано с тем, что и стропило, и мауэрлат изготовлены из дерева и деформируются под действием влажности и температуры одинаково. Металлические скрепы лишают их такой возможности.
Крепление стропил к мауэрлату при использовании металлических скреп может осуществляться с одной степенью свободы или двумя.
Как видно из приведенной схемы, для одной степени свободы (то есть незначительного поворота стропильной ноги под действием нагрузок на кровельное покрытие) используется жесткое крепление в виде запила и уголка, а для двух степеней применяется ползун или уголок с креплением на один гвоздь. В этом случае стропильная нога может не только поворачиваться, но и немного смещаться вдоль своей оси.
При этом, в зависимости от того, какие элементы соединяются, используется разное количество гвоздей и способ их забивки – под прямым углом или на косую.
| Скрепляемые детали | Минимальное количество гвоздей | Минимальная допустимая длина, мм | Как забивать |
| Стропила к коньку | 3…4 | 60…80 | Через конек в торец стропильной ноги или на косую |
| Балки чердачного перекрытия или стропила к мауэрлату (обвязке) | 2…3 | На косую | |
| Затяжки и связи к стропилам | 3 | Под прямым углом |
Важно: при забивании гвоздей с обоих сторон они должны идти навстречу друг другу, фактически перекрещиваться внутри балки или мауэрлата.
Крепление мауэрлата при помощи химического анкера
Данная технология на строительном рынке появилась относительно недавно и дает возможность надежно фиксировать различные архитектурные элементы к непрочным поверхностям. Химический анкер можно использовать для крепления мауэрлата к фасадной стене из пустотелого кирпича.
Клеевой состав в капсулах предназначен для монтажа одного анкера
Работать с применением химических анкеров намного проще и быстрее, чем вмуровывать металлические шпильки в стену. Кроме того, расположение мест фиксации мауэрлата можно выбирать уже после сборки стропильной системы, что исключает ошибки во время разметки.
Химический анкер состоит из специального клеевого состава, металлической втулки с внутренней резьбой и шпильки.
Преимущества химического анкера в сравнении с распорным дюбелем в пустотелых стройматериалах
Как устанавливать химический анкер?
Вначале ставится на место мауэрлат и делается разметка мест установки дюбелей. Затем высверливаются отверстия в брусе, а потом продалбливаются отверстия в стене.
Готовые отверстия в кирпичной кладке наполняются клеевым составом, в него вставляется дюбель. После завершения процессов полимеризации обеспечивается надежная фиксация крепежа в стене из пустотелого кирпича.
Надо знать, что полимерный клей – дорогостоящий материал. В целях экономии финансовых средств рекомендуется заранее определить необходимое количество клея. Делается это по формуле .
Примерный расход клеевого состава можно определить заранее
Перед использованием химического анкера нужно внимательно прочитать инструкцию производителя и выполнять все его рекомендации. Относительно высокая стоимость химических анкеров всегда окупается экономией времени во время монтажа стропильной системы кровли дома.
