Крепление стропил к балкам перекрытия — принципы, варианты, особенности

Крепление стропил к балкам перекрытия: принципы, варианты, особенности

Вопросу прочности системы кровли всегда уделяют самое пристальное внимание, потому как от данного этапа строительства многое будет зависеть. Например: защищенность жилища от окружающей среды, неблагоприятных погодных условий. А ошибки, сделанные в организации такого важного фактора, как крепление стропил к балкам перекрытия, грозят различными бедами, от незапланированных ремонтов и до демонтажа кровли с возведением альтернативного каркаса. Стропила и балки перекрытия – незаменимые сегменты конструкции системы кровли. Обычно при их изготовлении используют древесину. А крепятся они также различными способами, о которых поговорим в сегодняшней статье.

Особенности систем стропил

Но вначале, буквально несколько слов об особенностях стропильных систем – они ведь тоже бывают разные, и от этого напрямую зависит: как крепить стропила к балкам. Проектируя конструкцию, обычно выбирают самый подходящий в конкретном случае вариант. Имеются стропила:

Первого типа сегменты берутся для возведения легких кровель довольно больших площадью. Опорой им будут стены здания. Система со вторым типом стропил – посложнее, в ней стропильные ноги опираются на добавочные точки.

• При сооружении стропил вся конструкция может базироваться на мауэрлате. Такой способ наиболее популярен и эффективен при сооружении крыши кирпичных и блочных жилищ.
• Если же вверху стен идет, к примеру, монолит – бетонная балка, или же стены здания выполняются из брусьев (бревна), крыша обычно опирается не в мауэрлат, а в горизонтальные балки перекрытия, что перекрывают коробку строения поперек.
• Кровельные конструкции с опорой в балки – простейшая вариация возведения мансардной, более легкой крыши. В проекте главное правильным образом рассчитывать толщину и балок перекрытия, и ног стропил, учитывая возможные нагрузки на всю конструкцию кровли. А при осуществлении монтажа нужно правильным образом выполнять опору стропил в балки перекрытий. Крыши с опорами системы стропил на перекрывающие балки (без участия мауэрлата) могут монтироваться при том условии, что стенки постройки будут в состоянии выдержать довольно масштабные нагрузки в точках приложения.

Стоит дополнительно отметить, что правильный выбор варианта монтажа стропил, а также максимальное соблюдение технологий зодчества будет оптимально гарантировать отсутствие риска повреждения для всех узлов креплений стропил к балкам в частности, кровли в целом.

Методика крепления

В нынешних условиях практикуется несколько вариаций крепления стропил к стенкам строений.

• Используя мауэрлаты.
• К балкам (перекрытию).
• Конструкция с затяжками.
• Скрепление с венцом вверху при строительстве срубов из брусьев.
• Верхняя обвязочная система для строения, которое возводится по каркасным технологиям.

Детали для крепежа

Для монтажа стропильных систем применяются деревянные, а также детали из металла. К первым можно отнести: брусок, треугольник и нагель, тому подобное. Металл в деталях крепежа довольно широко представлен: гвоздями, уголком, болтами и шурупами, хомутами и скобками. А также спецустройствами для установки стропила, которые именуются «салазки».

Крепления такого рода применяемы при монтажных работах на несущих балках перекрытия, в ходе возведении зданий из древесины. Их главные преимущества: не требуется врезок в сами балки, а закрепление осуществляется с помощью болтов с шурупами больших гвоздей.

Мауэрлат

Популярным методом закрепления стропильных систем внизу считается соединение с мауэрлатом. Но, несмотря на распространение, чтоб выполнить данную работу качественно, необходимо знать некоторые нюансы. Ведь если что-то пойдет не так, это может отразиться на надежности и сроке эксплуатации всей крыши.

• Перед тем, как осуществлять крепеж стропила к мауэрлату, снизу стропильных ног необходимо сделать специальные врезки. Устанавливать конструкцию без них не рекомендовано, так как в нагрузке грань бруска будет соскальзывать с гладкого покрытия балки.
• Что же касается выемок в самом мауэрлате (сделать их или же не стоит), может зависеть от тех материалов, из которых он изготовлен.
• В случае использования древесины из твердой лиственной породы, опытные мастера советуют сделать надрез в балке мауэрлата – она совокупно с проделанным резом стропильной ноги надежно создаст замок «в упор». А когда вы используете мауэрлат из хвойных пород, прорезь осуществлять нежелательно – она приведет к возможному послаблению для всего обустройства.
• От методики скрепления стропил с мауэрлатом может зависеть надежность крыши при различных условиях погоды.

Соединение: стропильная нога + балка

Любая крыша под воздействием на нее различных видов нагрузки осуществляет стремление «поплыть» по сторонам и книзу. Чтоб не довести до такого, применимы разные способы, которые станут препятствовать смещениям сегментов стропильных систем.

Одним из проверенных временем и опытом мастеров методов является вырезка разъемов в стропильных ногах, что будет возможным осуществить путем соединений при помощи зуба с упором, с шипом или опоры стропила на балочное перекрытие.

Врубку в первом варианте используют, если у кровли большой уклонный угол. Это значит, что прикрепление стропил ведется под углом более 35 о . В стропильной ноге делают зуб с упором и с шипом, а в теле балки под шип делают соответствующее гнездо (заглубление врезки до одной трети толщины самого бруса, иначе будет осуществляться ослабление конструкции). Врез проводят, отступив от края на расстояние не более 40 см, в таком случае обычно удается избегнуть скола. А чтоб не допускать сползания соединений вбок, одинарный зуб создается вместе с шипом.

Врубки с 2-ми «зубами» могут применяться для пологой кровли, в случае, когда угол меж соединяемыми элементами не будет свыше 35 о . Сам процесс реализуется одной из следующих методик:

• в 2 шипа;
• в упоры – без участия шипов;
• в упоры, дополняемые шипами;
• скрепление замочного плана с 2-мя шипами (возможны и иные вариации).

Для 2-х зубов вход по своей глубине обыкновенно одинаковый. Однако, в некоторых вариантах 1-й из дополняемых шипами зубьев заглубляется на треть от толщины всей балки, а 2-й – на половину.

При обустройстве крышных конструкций может быть задействована и методика, когда соединяются друг с другом: стропильная нога плюс потолочная балка из перекрытия (используется довольно нечасто). В этом случае в ноге сооружают упорный зуб таким образом, чтоб 1-я из плоскостей укладывалась на плоский балочный срез, а 2-я – фиксировалась в вырез, который заглубляют в треть толщины балки. Для пущей прочности кроме врубок зачастую выполняется еще и дополнительное присоединение с помощью болтов и хомутов.

На коньке

Современные мастера при возведении крыш применяют несколько разновидностей креплений стропильной системы на коньке:

• стык в стык;
• на прогон;
• внахлест на прогон верхнего конька.

Соединение стык в стык. Вверху сегмент стропила срезают углом (что равен запланированному кровельному наклону). А затем упирают в противоположную ногу, где таким же образом выполняется обрезание, но только в ассиметричном направлении. Это делать лучше по предварительным шаблонам. В некоторых случаях обрез выполняется при монтаже, а выпил осуществляется через 2 бруса.

Установка на прогон схожа с вышеуказанной вариацией. Отличия будут в монтаже самой коньковой балки. Эта конструкция отличается большой надежностью, однако ею можно злоупотреблять не всегда, так как тут потребуется добавочное осуществление монтажа опорных балок. Как результат: чердак не очень удобен для дальнейшего использования. Данный метод позволит выполнить работы по установке пар стропильных ног на месте, без всяческих предварительных «реверансов» и шаблонов. Верхние сегменты ног в таком случае упираются в балку конька, а нижние – в мауэрлат.

Внахлест на прогон конька. Здесь выполнение монтажа происходит так же, как в предыдущем варианте, лишь верхние стыки стропил осуществляются внахлест, соприкасаясь сверху не торцами, а своими боковыми сторонами. Крепежом в данном случае будут выступать болты (как вариант – шпильки).

Принцип расчета

На подготовительном к строительству этапе нужно заранее выполнить расчет стропил с балками перекрытия. В проектировании каркаса кровли учитываются климатические и другие особенности конкретного региона, характерная для него снеговая, ветровая нагрузка. На основании этих данных и СНиПа, определяющих относительные и допустимые прогибы, и будет выполняться расчет сечения для всех элементов системы: кровельных балок, стропил, других частей фермы. Требуется также выполнить и конструкционные вычисления, определяющие шаг укладки для балок. А межбалочное расстояние в свою очередь определяет шаг для размещения стропильных ног.

Как видим, возвести систему стропил крыши вполне реально и своими руками, если изучить весь процесс пошагово: от покупки материала до определения выдерживаемой конструкцией здания нагрузки и способов крепления стропил к балкам перекрытия.

Рекомендуем посмотреть видео об установке стропил:

Строительство домов

Стропила служат основой всей кровельной конструкции, а их монтаж – одна из наиболее ответственных задач при строительстве дома. Каркас будущей крыши можно изготовить и установить самостоятельно, соблюдая технологические особенности кровель разных конфигураций. Приведем основные правила по разработке, расчету и выбору стропильной системы, а также опишем поэтапно процесс установки «скелета» крыши.

Содержание

Стропильная система: правила расчета и разработки

Стропильная система – несущая конструкция, способная оказывать сопротивление порывам ветра, принимать на себя все наружные нагрузки и равномерно распределять их на внутренние опоры дома.

При расчете стропильной конструкции учитывают следующие факторы:

1. Угол наклона крыши:
   • 2,5-10% — плоская кровля;
   • более 10% — скатная кровля.
2. Нагрузки на крышу:
   • постоянные – общий вес всех элементов «кровельного пирога»;
   • временные – давление ветра, тяжесть снега, вес людей, которые проводят на крыше ремонтные работы;
   • форс-мажорные, например, сейсмические.

Величину снеговых нагрузок рассчитывают исходя из особенностей климата региона по формуле: S=Sg*m, где Sg – вес снега на 1 м2, m –расчетный коэффициент (зависит от наклона кровли). Определение ветровой нагрузки базируется на таких показателях: тип местности, нормативы ветровой нагрузки региона, высота здания.

Коэффициенты, необходимые нормативы и расчетные формулы содержаться в инженерно-строительных справочниках

При разработке стропильной системы надо рассчитать параметры всех составляющих конструкции.

Элементы стропильной конструкции

Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:

1. Мауэрлат – основа конструкции кровли. «Фундамент» крыши крепится по периметру стен и равномерно распределяет нагрузку, защищает постройку от опрокидывания. Мауэрлат изготавливается из бруса, в деревянном доме роль этого составляющего выполняет верхняя обвязка стен.
2. Стропильные ноги – удерживают вес кровельного пирога. Между стропилами укладываются листы утеплителя, а сверху монтируется обрешетка.
3. Прогоны – брусья, горизонтально расположенные вдоль кровли. Выступают как опора для стропильных ног. Различают коньковый прогон (находится на вершине кровли, удерживает стропила) и боковые прогоны (находятся посередине стропильных ног).
4. Стойки – дополнительные упоры для конька и стропил, берут на себя часть веса конструкции.
5. Подкосы – наклонные брусья, подпирающие стропильные ноги. Усиливают прочность и жесткость сооружения.

Материалы для изготовления стропил

Стропила чаще всего изготавливают из деревьев хвойных пород (ель, лиственница или сосна). Для обустройства кровли применяют хорошо просушенную древесину с уровнем влажности до 25%.

Деревянная конструкция имеет один существенный недостаток – со временем стропила могут деформироваться, поэтому в несущую систему добавляют элементы из металла.

С одной стороны металл добавляет жесткости стропильному сооружению, но с другой – снижает срок эксплуатации деревянных частей. На металлических площадках и опорах оседает конденсат, который приводит к загниванию и порчи древесины.

Совет. При установке стропильной системы из металла и дерева надо позаботиться о том, чтоб материалы не соприкасались друг с другом. Можно использовать влагозащитные средства или применять пленочную изоляцию

В промышленном строительстве используют металлические стропила, выполненные из стального проката (двутавра, тавра, уголков, швеллера и т.д.). Такая конструкция более компактна, чем деревянная, но хуже удерживает тепло, и поэтому требует дополнительной теплоизоляции.

Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции

Существуют два виды стропильных конструкций: висячие (распорные) и наслонные. Выбор системы определяется типом кровли, материалом перекрытия и природными условиями региона.

Висячие стропила опираются исключительно на внешние стены дома, промежуточные опоры не задействуются. Стропильные ноги висячего типа выполняют работу на сжатие и изгиб. Конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся к стенам. При помощи деревянных и металлических затяжек можно снизить эту нагрузку. Затяжки монтируют у основания стропил.

Висячая стропильная система часто используется для создания мансарды или в тех ситуациях, когда пролеты на крыше составляют 8-12 м, а дополнительные опоры не предусмотрены.

Наслонные стропила монтируются в домах с промежуточной столбчатой опорой или дополнительной несущей стеной. Нижние края стропил фиксируются на внешних стенах, а их средние части – на внутреннем простенке или несущем столбе.

Установка единой кровельной системы над несколькими пролетами должна включать распорные и наслонные стропильные фермы. В местах с промежуточными опорами монтируют наслонные стропила, а где их нет – висячие.

Особенности обустройства стропил на разных крышах

Двускатная крыша

Двускатная крыша, согласно строительным нормам, имеет угол наклона до 90°. Выбор наклона во многом определяется погодными условиями местности. В районах, где преобладают обильные осадки лучше устанавливать крутые скаты, а там, где господствуют сильные ветра – пологие кровли, чтоб максимально снизить давление на сооружение.

Распространенный вариант двускатной крыши – конструкция с углом наклона 35-45°. Такие параметры специалисты называют «золотой серединой» расхода строительных материалов и распределения нагрузки по периметру здания. Однако в таком случае чердачное помещение будет холодным и здесь не получится обустроить жилую комнату.

Для двускатной крыши применяется наслонная и висячая стропильная система.

Шатровая крыша

Все скаты крыши имеют одинаковую площадь и одинаковый угол наклона. Конькового прогона здесь нет, а стропила соединяются в одной точке, поэтому монтаж такой конструкции достаточно сложен.

Шатровую крышу целесообразно устанавливать при выполнении двух условий:

• основание постройки квадратной формы;
• в центре сооружения имеется несущая опора или стена, на которую можно будет зафиксировать стойку, поддерживающую стык стропильных ног.

Создать шатровую крышу можно и без стойки, но при этом конструкцию надо усилить дополнительными модулями – стойками затяжками.

Вальмовая крыша

Традиционная конструкция вальмовой кровли предполагает наличие накосных стропил (диагональных), направленных к углам постройки. Угол наклона ската такой крыше не превышает 40°. Диагональные прогоны обычно делают с усилением, так как именно на них приходится существенная часть нагрузки. Изготовляют такие элементы из сдвоенной доски и прочного бруса.

Места стыковки элементов обязательно подпираются стойкой, которая повышает надежность сооружения. Опора располагается на расстоянии ¼ длины больших стропил от конька. На месте фронтонов двускатной крыши устанавливаются укороченные стропила.

Стропильная конструкция четырехскатной кровли может включать очень длинные диагональные элементы (более 7 м). В этом случае под стропила надо монтировать вертикальную стойку, которая будет опираться на балку перекрытия. В качестве опоры можно использовать шпренгель – балка располагается в углу крыши и фиксируется на смежных стенах. Шпренгельную ферму усиливают подкосами.

Ломаная крыша

Ломаные крыши обычно создаются для обустройства большей мансарды. Установку стропил при таком варианте кровли можно разбить на три этапа:

1. Монтаж П-образной конструкции – опоры для прогонов, которые удерживают стропильные ноги. Основание конструкции – балки перекрытия.
2. Устанавливается не менее 3-х прогонов: два элемента проходят по углам П-образного каркаса, а один (коньковый прогон) монтируется по центру мансардного перекрытия.
3. Монтаж стропильных ног.

Двухскатная крыша: установка стропил своими руками

Расчет угла наклона и нагрузок

Расчет двухскатной крыши конечно можно произвести самостоятельно, но все же лучше это доверить профессионалам, чтоб исключить погрешности и быть уверенным в надежности конструкции.

При выборе угла наклона надо учесть, что:

• угол 5-15° подходит не для всех кровельных материалов, поэтому сначала выбирают тип покрытия, а потом делают расчет стропильной системы;
• при угле наклона свыше 45° — возрастают материальные расходы на закупку составляющих «кровельного пирога».

Пределы нагрузки от воздействия снега колеблются от 80 до 320 кг/м2. Расчетный коэффициент для крыш с углом наклона меньше 25° составляет 1, для кровли с уклоном от 25° до 60° — 0,7. Это значит, что если на 1 м2 приходится 140 кг снежного покрова, то нагрузка на крышу со скатом под углом 40° составит: 140*0,7=98 кг/м2.

Для подсчета ветровой нагрузки берется коэффициент аэродинамического влияния и колебания ветрового давления. Значение постоянной нагрузки определяется суммированием веса всех составляющих «кровельного пирога» на м2 (в среднем – 40-50 кг/м2).

Исходя из полученных результатов, узнаем общую нагрузку на кровлю и определяем количество стропильных ног, их размер и сечение.

Монтаж мауэрлата и стропил

Установку стропил своими руками начинают с монтажа мауэрлата, который фиксируется анкерными болтами к продольным стенам.

Дальнейшее возведение конструкции выполняется в такой последовательности:

1. Сделать шаблон, по которому собирается стропильная система. Взять две доски (длина одной доски равна длине стропил) и соединить между собой гвоздем.
2. Получившиеся «ножницы» уложить двумя краями в места, где будут крепиться стропильные ноги. Зафиксировать угол между балками поперечной перекладиной.
3. Из фанеры изготовить еще один шаблон – он понадобится для изготовления монтажных запилов на стропилах.
4. С помощью шаблона вырезать на стропилах монтажные запилы и соединить их под выбранным углом наклона ската. В результате получается стропильная ферма.
5. Фермы поднять на крышу и прикрепить к мауэрлату:
   • установить фронтальные (крайние) фермы;
   • между вершинами фронтальных ферм натянуть веревку – она обозначит месторасположение будущего конька и станет ориентиром для крепления остальных стропильных ног;
   • монтаж остальных ферм (расстояние между стропильными элементами – не меньше 0,6 м).
6. При необходимости, укрепить конструкцию подкосами, ригелями и подпорами.
7. Коньковый прогон установить на специальные опоры и прикрепить к нему короткие, диагональные и промежуточные стропила.

Установка стропил: видео

Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

1. Затяжки для усиления стропил изготовляются по такому принципу: чем ближе к коньку располагаются затяжки, тем массивнее они должны быть. Их надо делать из деревянного бруса большего сечения и обязательно проконтролировать надежность соединительных узлов.
2. Для того чтоб капли дождя не попадали верхние края стен дома и на стропильную конструкцию, необходимо сделать свес (длина от 55 см).
3. Стропила из древесины перед установкой обязательно надо обработать антисептическим, противогрибковым средством и антипиренами для обеспечения пожаробезопасности.
4. При болтовом соединении стропильных элементов обязательно надо использовать металлические пластины или шайбы – они помогут не допустить «утапливания» гайки в древесину.

Способы соединения элементов стропильной конструкции: видео

Способы крепления стропил к балкам перекрытия и мауэрлату

Крыши зданий представляют собой сложную конструкцию. Основными элементами являются стропила и мауэрлат. Такой элемент возводимой крыши, как мауэрлат, выполняет функции своеобразного фундамента. Он служит опорой всех несущих элементов сооружения. Поэтому требуется правильно и надёжно произвести крепление стропил к мауэрлату, а также к балкам перекрытия.

Несколько основных правил крепления стропил к мауэрлату

• Необходимо обеспечить надёжное, прочное и качественное соединение скрепляемых деталей.
• В местах прилегания стропил к мауэрлату необходимо обеспечить высокую точность запилов.
• Крепёжные работы производить с помощью металлических уголков, пластин, кронштейнов, шпилек с резьбой или болтов с гайками.
• Болты и гайки применять только с металлическими пластинами или шайбами.
• Гвозди и шурупы применяют в качестве временного варианта крепления. В дальнейшем их меняют на уголки, пластины или болты.

Крепление стропил всегда было важным моментом при возведении крыши. Гарантией надёжности такого сооружения выступает не только правильный расчёт и выбор материала, но и правильно выполненный монтаж стропил к мауэрлату, а также к балкам перекрытия.

Какие способы крепления стропил применяются

При возведении крыш применяется два вида стропильных конструкций — это висячие и наклонные стропила. Постараемся кратко рассмотреть оба вида таких конструкций и их крепление к мауэрлату.

Для равномерного распределения нагрузок наклонной конструкции крыши выбирают распорный и безраспорный способы крепления стропил к мауэрлату. Когда используют безраспорную конструкцию стропильных ног, тогда отсутствует распорное давление между стенами и опорами строения.

Чтобы устроить распорную конструкцию, применяют только жёсткое крепление стропил по фронтону без использования ползунов. Усилие от крыши через стропильные ноги воспринимают несущие стены и опоры. Крепление стропил к мауэрлату делается таким образом:

• Опорой для стропильной ноги служит мауэрлат. Стропила крепят, используя принцип скользящей ноги, а верхнюю часть закрепляют на прогоне конька.
• Нижнюю часть стропильной ноги закрепляют на мауэрлате, используя ползун. В верхней части стропила соединяются болтовыми соединениями или другими способами.
• Стропильные конструкции и прогоны конька соединяют в прочную конструкцию, её ещё называют коньковым узлом, с помощью деревянного бруска. Скрепляют их гвоздями, которые необходимо забить с обеих сторон параллельно коньку.

Крепление стропильных конструкций к мауэрлату безраспорным способом несколько отличается от того, что было описано ранее:

• Будет правильным решением делать крепление, используя ползуны. В этом случае в нижней части стропильной ноги не будет вспомогательного упора. В верхней части элементы конструкций упираются одно в другое и соединяются они между собой различными накладками.
• Крепление производят с помощью жёсткого защемления нижних концов стропил с мауэрлатом. Для этого используют нижнюю опорную планку или запил, а верхний конец опирается на прогон конька в горизонтальную врубку. Можно использовать крепление с помощью ползуна, тогда будет небольшая возможность для вертикальных вращений в местах соединения.

В случаях, когда конструкцией крыши предусмотрено устройство висячих стропил, а такое бывает, если нет внутренних опор в здании или столбов, нижний конец стропильной ноги имеет свес и выходит за пределы опорной стены. Вся нагрузка, исходящая от крыши распределяется по наружным стенам.

Система имеет вид симметричного треугольника, сторона которого может иметь длину от 7 до 12 метров. В её конструкции предусмотрены горизонтальные растяжки из бруса, а также стропильные ноги, которые устанавливают под наклоном с определённым углом. Верхние концы стропил на коньке устанавливают в выполненный запил. Усиление конструкции производят с помощью ригеля.

Опорные узлы стропил при креплении к мауэрлату

Места, где производят крепления стропил, называют опорным узлом. Их бывает несколько видов:

• Узел шарнирный, у которого одна степень свободы. При таком соединении имеется возможность кругового вращения балки.
• Узел шарнирный, у которого имеется две степени свободы. Такое соединение даёт возможность балке кроме кругового вращения ещё и возможность горизонтального смещения. Крепление производится с помощью салазок или ползунов.
• Шарнирный узел, который имеет три степени свободы, даёт балке возможность горизонтального и вертикального перемещения. Имеется возможность кругового вращения, но для этого необходимо изготовить специальный шарнир. Его устанавливают на мауэрлат.
• Наибольшее распространение получили узлы с нулевой степенью свободы. При таком способе крепления для стропил производится жёсткое крепление обоих концов стропильными уголками с обеих сторон. Такой способ исключает возможность для смещения балки.

О креплении стропильных ног к мауэрлату

На протяжении многих лет крыша подвергается воздействию разных внешних нагрузок, порой они бывают значительными. Поэтому для обеспечения высокой надёжности необходим тщательный расчёт конструкции и подбор строительного материала.

Крепление элементов конструкции является важным этапом при возведении крыши здания. От того каким способом будет прикреплена стропильная нога к мауэрлату, будет зависеть поведение крыши в случаях больших нагрузок от выпавшего снега или сильного ветра.

В конструкции крыши применяются в основном элементы из дерева, которое способно впитывать влагу, а потом усыхать от воздействия высоких температур. Это говорит о том, что нельзя допускать полностью жёсткого соединения всей конструкции во избежание разрывов. Существует всего два способа крепления стропил, это жёсткий и скользящий.

Жёсткий вид соединения

Такой вид соединения полностью исключает любой способ движения между элементами конструкции. Для достижения такой цели используют два способа. Это использование уголков с применяемыми подшивными опорными брусками и создание запилов или седла на стропильной ноге.

Когда применяют первый способ крепления, то стропило опирается на мауэрлат через опорный брус, длина которого может быть до одного метра. Фиксация стропила производится уголками с обеих сторон, что исключает возможность для его смещения.

Второй способ применяется в строительстве чаще. При таком соединении гвозди забивают под углом по отношению друг к другу так, чтобы они скрещивались в мауэрлате. Третий гвоздь вбивается вертикально, чем создаётся очень жёсткое соединение узла крепления стропил к балкам перекрытия.

Для страховки при обоих видах жёсткого крепления применяют дополнительные соединения стропил со стеной. Для этой цели используют анкеры или проволоку.

Скользящий вид соединения

Скользящее соединение — это такое шарнирное соединение, при котором имеется две степени свободы. Их достигают возможностью одного из элементов конструкции к смещению. Обычно это стропило имеет возможность для небольшого смещения. Этого можно достичь следующим образом:

• На стропиле создаётся запил, которым производится укладка на мауэрлат. Крепление можно производить гвоздями, которые забивают с боков и наискосок. Вместо гвоздей иногда используют металлическую пластину с отверстиями или строительную скобу.
• Единичное крепление металлической пластиной стропила, которое выпущено за стену.
• Выполнение соединения специальным металлическим крепежом, которое называют салазками.

Крепление стропил к балкам перекрытия любым из этих способов позволяет стропильной ноге упираться в мауэрлат, но имеется небольшая возможность для движения относительно друг друга. Скользящие соединения целесообразно применять при строительстве домов из брёвен и бруса. Искажение геометрии стен дома от усадки или усушки не приведёт к разрушительным действиям конструкции.

Специалисты рекомендуют собирать такие конструкции на земле. Имеется хорошая возможность правильно произвести разметку и подогнать все элементы конструкции, а затем уже всё установить на стенах здания.

Варианты и способы крепления стропил к балкам перекрытия

Крепление стропил к балкам перекрытия осуществляется при возведении мансардных крыш с незначительным весом. Узлы крепления получаются максимально надежными, если правильно выбрать вариант монтажа и следовать технологии.

Особенности стропильной системы

При проектировании конструкции крыши необходимо выбрать подходящий вариант для стропильной системы. Среди прочих следует выделить наслонные и висячие стропила. Для легких крыш внушительной площади обычно используются фермы висячего типа. Для них в качестве опоры выступают стены.

Более основательной и сложной является система с наслонными стропилами. В них стропильные ноги обладают дополнительными точками опоры. При возведении крыши стропильная система опирается на мауэрлат, который представляет собой конструкцию на продольных стенах или установленную по периметру дома. Этот вариант крепления стропил к балкам перекрытия используется в том случае, если дом возводится из блоков или кирпича.

Если по верху стен располагается бетонная монолитная балка или стены выполнены из бревна или бруса, то крыша опирается на горизонтальную балку, а не на мауэрлат. Балки в этом случае перекрывают коробку постройки в поперечном направлении. Наиболее простым вариантом устройства легкой мансардной крыши является кровельный каркас, который опирается на балки.

В процессе проектирования необходимо рассчитать стропильные ноги и толщину балок, учитывая нагрузки на кровельную систему. При монтаже необходимо обеспечить опирание стропил на балки. Крепление стропил к балкам перекрытия без мауэрлата может осуществляться лишь в том случае, когда стены постройки смогут выдержать внушительные точечные нагрузки.

В каких случаях стропильная система опирается на балки перекрытия

Если для висячих стропил балки перекрытия выполняют роль опоры, то система создает высокие нагрузки на строительные конструкции. Такой подход актуален при возведении деревянных домов, ведь брус или бревна, ориентированные горизонтально, обеспечивают равномерное распределение нагрузки. А вот в случае с кирпичными стенами нераспределенное давление может быть разрушительным, что особенно верно для тех мест, где находятся балки перекрытия, в этом случае край стены крошится.

Для рассредоточения давления мауэрлат укладывается на гребень стены. Его изготавливают из толстого бруса квадратного сечения со стороной 150 мм. А вот когда осуществляется крепление стропил к балкам перекрытия, то под тяжестью кровли стены не будут разрушаться, ведь мауэрлат станет выполнять роль разгрузочного элемента. Для того чтобы обезопасить блочные или кирпичные стены, когда на них оказываются высокие нагрузки, в их верхней части следует выполнить армированный пояс из бетона.

Принципы крепления

На сегодняшний день стропила к балкам перекрытия могут крепиться одним из нескольких способов. При этом нужно исключить вероятность соскальзывания стропил с опоры. Использовать для этого необходимо соединения с шипами и пазами, которые подготавливаются в обоих элементах.

Альтернативным решением выступает металлический крепёж. Крепление стропил к балкам перекрытия может проводиться с помощью болтов. В этом случае комплект состоит из гайки, болта и шайбы. На конце балки, которая выступает с тыльной стороны, необходимо сформировать треугольный вырез. Его гипотенуза должна быть расположена под углом, который соответствует наклону стропил. Нижняя часть стропильной ноги запиливается под тем же углом.

Когда стропило будет установлено на балку, его необходимо укрепить гвоздями, а после высверлить сквозное отверстие, которое будет располагаться перпендикулярно стропильной ноге. Отверстия необходимы для болтов, их нужно расположить снизу и пропустить через вырез, который находится в балке.

Шайба надевается на болт, а с помощью гайки можно будет закрепить узел. Деревянные элементы ослабляются со временем, если крепление стропил к балкам перекрытия односкатной крыши осуществляется с помощью сквозных отверстий. По этой причине наиболее распространены соединения шипом, упором и зубом.

Рассматривая варианты крепления, вы должны отметить, что конфигурация будет зависеть от угла наклона скатов. Если скат является крутым, то он будет испытывать пониженную снеговую нагрузку, в этом случае достаточно использовать крепление с одинарным зубом. Двойное применяется при монтаже кровли, если угол наклона меньше 35 °. Этот вид крепления позволяет увеличить площадь опоры и обеспечить высокую прочность узла.

Крепление стропил к балкам перекрытия, фото которого вы отыщете в статье, может осуществляться методом врубки. В этом случае речь идёт об ординарном зубе, который выполняется с вырезом шипа, что исключает боковой сдвиг под нагрузкой. Под шип необходимо предусмотреть гнездо, которое располагается в балке. Для того чтобы не ослабить ее, глубину гнезда необходимо рассчитать с учетом толщины балки, первая составит от 1/3 до 1/4 последней.

Отступив от края балки перекрытия 25 см, необходимо сделать вырез, чтобы исключить сколы. Двойной зуб дополняется парой шипов, замочным соединением и упором с шипом. Последний может быть ещё и без шипа. У обоих зубов глубина врезки должна быть одинаковой, но можно при необходимости использовать врезку на разную глубину. В данном случае речь идет о том случае, когда первый зуб дополняется шипом. Рубка осуществляется на треть толщины опорной балки. Второй зуб при этом врубается наполовину.

Дополнительные рекомендации по креплению

Рассматривая способы крепления стропил к балкам перекрытия, вы должны учесть, что пазы не могут удерживать стропильные ноги, на которые оказывается нагрузка. Помимо врубки, с помощью металлического крепежа необходимо зафиксировать соединительный узел. Если речь идет о неподвижных соединениях, то гвозди должны быть вбиты под углом. Можно применить металлические накладки или соединения в виде хомутов. Крепление стропил к балкам перекрытия двухскатной крыши при любой технологии дополняется кованой проволокой, которая укрепляет соединение и фиксируется на анкере. Последний монтируется в стену.

Как обеспечить надежность соединения

Стропила с балкой будут надежно соединены, если вы используете качественный крепёж. Это должны быть стальные элементы с антикоррозионной обработкой, в основе которых лежит прочный материал. Запилы и врубки следует выполнять максимально аккуратно, при этом не стоит используются прокладки и вкладыши, которые снижают прочность узла, а со временем деформируются или вылетают. Важно использовать шаблоны, если есть необходимость сделать врубку или запил. В процессе работы используется стропильный крепеж.

Крепление стропил к срубу

Система стропил на сруб устанавливается по определенному алгоритму. Это обусловлено множеством факторов. Во-первых, строение из древесины обладает своими геометрическими размерами, которые могут изменяться в процессе усадки. Во-вторых, на крепление может повлиять влажность воздуха. Обязательно нужно проверить на горизонтальность последний венец, чтобы стропила легли правильно, а передача нагрузки на конструкцию была равномерной.

Места установки стропил необходимо разметить. Если фронтоны изготавливаются из бруса и бревен или брусьев, то на них будет опираться коньковая балка, в этом случае технология крепления стропил будет отличаться от жёсткой фиксации, где используются металлические уголки или врубки.

Как избежать ошибки

Фронтоны в процессе усадки будут изменять свои первоначальные размеры, уменьшаясь по высоте на 15 см. Поэтому жесткое крепление стропил к балкам перекрытия гвоздем станет причиной деформации стропильных ног. В результате во всей кровле образуются щели. Для того чтобы исключить такие проблемы, при установке стропил используют скользящие крепления.

Необходимость обеспечения нахлеста при болтовом соединении

Если вы всё ещё не решили, по какой технологии устанавливать стропила, следует учесть, что соединение ног в коньковой части делается подвижным, ведь угол при усадке фронтонов должен изменяться. Стропильные ноги фиксируются с нахлестом, а использовать для этого необходимо болтовое соединение.

В качестве альтернативного решения выступает использование монтажных металлических пластин, при этом важно обеспечить зазор и расположить элементы встык. Стропильные ноги снизу фиксируются с помощью паза, который выполняется в верхнем венце. Стропило должно устанавливаться со свесом, а его величина будет определяться в процессе проектирования. При необходимости крепление стропил мансарды к балкам перекрытия осуществляется таким образом, чтобы элемент располагался ребром на бревне, паз при этом не требуется. Может применяться вариант, когда местом крепления выступает горизонтальный брус перекрытия.

Для справки

В процессе возведения крыши необходимо обращать внимание на все мелочи. От этого, как и от качества используемых материалов, будет зависеть долговечность и прочность строения. Например, при фиксации стропил к балкам перекрытия, что встречается довольно редко, необходимо соблюдать технологию. Такой подход актуален и для деревянных, блочных и кирпичных домов. В том числе и тех, что возведены из пеноблоков.

Заключение

В каждом из этих случаев нужно соблюдать свои особенности монтажа. Например, если стропила крепятся в случае с двускатной крышей к балкам перекрытия, то конструкция получается достаточно прочной. Точечная нагрузка при этом возрастает, но на прочность стен это не оказывает никакого влияния. Всё объясняется одним обстоятельством: при строительстве используются длинные брусья, а балка перекрытия оказывает давление на них, как и стропила. В результате удаётся добиться равномерного распределения нагрузки по всей стене.

Как крепить стропила?

При возведении крыши возникает необходимость надежного крепления стропил к основанию для передачи возникающих снеговых и ветровых нагрузок. В противном случае может произойти деформация, требующая новых затрат на ремонт.

Как правило, при строительстве легкой крыши для загородных построек (баня, дом, и т.д.) выбирают конструкцию с наслонными или висячими стропилами.

Давайте посмотрим, как правильно крепить стропила к балкам, чтобы конструкция служила в течение долгих лет, надежно укрывая постройку от снега, дождя и порывов ветра.

Как могут крепиться стропила

Прежде, чем приступать к строительству крыши, следует сделать тщательный расчет, учитывающий:

• собственный вес конструкций стропильной системы;
• вес кровли;
• снеговую нагрузку;
• ветровую нагрузку.

В конструкцию стропильной системы входят:

Вся конструкция при этом может опираться на мауэрлат, представляющий собой брус, уложенный сверху по периметру стен и надежно к ним закрепленный, или на деревянные балки перекрытия.

Оба эти способа имеют свои особенности. Главным же отличием является распределение нагрузки. В случае с креплением к брусу верхней обвязки (мауэрлату) нагрузки равномерно распределяются по периметру стен. А в случае крепления к балкам без устройства мауэрлата, нагрузки сосредоточены в точках их приложения.

Устройство стропильной системы без мауэрлата с креплением к балкам перекрытия часто встречается при возведении срубов. Но такой способ совсем не подойдет для кирпичных стен. При опирании стропил на балки, перекрывающие коробку здания, кирпичная кладка может начать со временем разрушаться в местах приложения нагрузок.

При индивидуальном загородном строительстве сегодня чаще всего используют следующие способы крепления стропил к стенам:

• крепление к верхнему венцу сруба без мауэрлата;
• устройство верхней обвязки и крепление к ней стропильной системы при строительстве каркасных зданий;
• крепление стропил к балкам перекрытия;
• крепление к мауэрлату.

Детали для крепления стропил

Для надежной фиксации стропил используют различные детали, такие как нагели, треугольники, бруски, крепежные пластины, накладки, затяжки, и т.д.

При возведении деревянного каркаса стропильной крыши используются металлические элементы – хомуты, болты, гвозди, шпильки, уголки.

Металлические уголки выпускаются для крепления стропил с запилом и без запила. Отличаются они разной толщиной металла и разным количеством отверстий для саморезов/болтов.

Также выпускаются усиленные уголки, имеющие ребро жесткости в области сгиба. Основные крепежные элементы показаны ниже (для увеличения, нажмите на изображение):

Соединение стропил с мауэрлатом

Если проектом был выбран способ строительства крыши с мауэрлатом, стропильные ноги крепятся непосредственно к нему несколькими разными способами.

При скользящем креплении этого удается избежать за счет устройства специальных скользящих опор. Но такое крепление можно использовать только при устройстве наслонных стропил, имеющих разгрузку не только на наружные стены, но и на промежуточные опоры.

Жесткие крепления встречаются чаще и могут быть выполнены различными способами. Как может выполняться такое крепление показано на рисунке ниже:

Все висячие стропила крепятся жестко, так как у них всего две точки опоры.

Стропила при этом могут крепиться как с выполнением специального выреза, так и без него.

Выполняя выемку, следует помнить, что ее размер не должен превышать ¼-1/3 части толщины конструктивного элемента, в котором она выполняется, чтобы не произошло его ослабление.

Врубка с двойным зубом может быть выполнена следующими способами: упор без шипа, два шипа, упор, дополненный шипом.

Видео установки стропил представлено ниже:

Соединение с усиливающей подкладкой

В некоторых случаях используют соединение с помощью усиливающей подкладки. Подкладка представляет собой брусок, укладываемый поверх мауэрлата в местах крепления стропил и надежно закрепляющийся к нему.

При этом в стропильной ноге делается выпил по форме подкладки для надежного соединения с ней.

Стропила при соединении с использованием подкладки могут крепиться с помощью натянутой стальной проволоки, закрепленной к стальному костылю, вбитому в стену.

Также нередко крепление стропил к мауэрлату осуществляется с помощью стальных скоб.

Усиление стропильной системы показано в следующем видео:

Как соединить стропила на коньке крыши

На сегодняшний день при возведении стропильных крыш чаще всего используют два основных способа соединения стропил в верхней (коньковой) части крыши. Это соединение встык и крепление к коньковому прогону.

Соединение стропил встык выполняется путем обрезания верхней части стропил под углом и соединения с противолежащей стропильной ногой непосредственно упирая одно стропило в другое. Для выполнения такого соединения удобно использовать шаблон, чтобы соблюсти величину угла при опиливании. Также можно распил производить при монтаже стропил, соединив два стропила в верхней части и сделав пропил сразу по двум брускам.

Для надежного скрепления при таком способе соединения используют различные деревянные и металлические накладки, монтируемые на гвозди, шурупы или саморезы.

Прогон при этом опирается на стойки, устанавливающиеся на лежень, который укладывается с верхней стороны чердачного перекрытия.

Подбор сечения стропил в зависимости от шага и длины

Чтобы подобрать сечение брусков, из которых предполагается возведение стропильной крыши, можно воспользоваться следующей таблицей: