Как крепить стропила

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.

Расчет стропильной системы

Для начала следует выяснить, что такое стропила. Это несущие конструкции кровли скатного типа, изготовленные из стропильных ног, которые располагают под уклоном, наклонных подкосов и вертикальных.

При необходимости снизу их могут «обвязывать» подстропильными горизонтальными балками.

Воспринимаемые стропильной системой нагрузки бывают временными и постоянными. К первым относят такие явления, как выход на крышу людей для ремонта или обслуживания кровли, снеговая и ветровая нагрузка, а также особые нагрузки, как, например, сейсмические колебания, воздействующие на здание.

Постоянные нагрузки – это вес кровельной конструкции в целом.

Таблица значений ветровой нагрузки на стропильную систему

Расчет показателей нагрузки на стропильную систему выполняют следующим образом:

• Показатель снеговой нагрузки определяется произведением расчетного значения веса снежного покрова на квадратный метр горизонтальной поверхности и коэффициента перехода от веса снежного покрова земли на снеговую нагрузку на кровлю. Значение множимого принимают по специальным таблицам в зависимости от района расположения постройки, тогда как множитель (коэффициент) принимается равным 1 при уклоне кровельных скатов менее 25 градусов и 0,7 – при уклоне 25-60 градусов. Если же уклон составляет свыше 60 градусов, коэф-т в учет не берут.

• Параметр средней ветровой нагрузки вычисляется произведением значения ветровой нагрузки, характерного для определенного района (также принимается согласно таблицам), и коэффициента, учитывающего изменение давления ветра по высоте, которое принимается по таблице и зависит от типа местности.

Что может понадобиться

Установка стропил на балки перекрытия – это, чаще всего, вынужденная мера. Как уже было указано выше, лучше всего крепить стропила к мауэрлату. В этом случае вся нагрузка будет равномерно распределяться по периметру стены, что прибавит ей срок службы. Но если крепление стропил крыши будет все-таки проводится к балкам перекрытия, то следует к этому подготовиться.

В первую очередь вам следует запастись крепежными приспособлениями. Для такой работы чаще всего используются следующие материалы и элементы:

• стальные уголки;
• саморезы;
• стяжки из толстой проволоки;
• пластины;
• болты с гайками;
• кронштейны WB;
• крепежные элементы LK.
• разновидности усиленного уголка КР;
• монтажная лента перфорированная ТМ.

При покупке стоит очень внимательно отнестись к выбору. Стропила – эта важный элемент крыши. Поэтому их крепление должно быть надежным. В связи с этим при выборе приспособления и материалов нужно обращать внимание на их качество. Металлические элементы должны быть без следов ржавчины. Также крепежные элементы должны быть качественными. Лучше заплатить чуть больше, но зато получить надежное и долговечное крепление.

Конечно, не стоит забывать и про сами стропила. Тут к подбору материала нужно подойти ответственно. В первую очередь нужно провести расчет стропильной системы, чтобы узнать какое сечение вам понадобится. Для этого можно использовать специальные программы. В них вводятся данные о площади крыши, используемых материалах, о нагрузках и так далее. Результатом вычисления программ становятся сечение материалов и примерный чертеж мест крепления стропил.

После этого подбирается материал – это может быть как деревянный брус, так и доски. Тут нужно внимательно «изучить» материал. Доски или брус не должен иметь следов гниения, крупных сучков и трещин. Кроме того, древесина должна вылежаться. В этом случае в ней будет мало влаги, а значит, стропила не начнут коробиться со временем.

Дополнительное опирание

В тех случаях, когда стропильную ногу необходимо разгрузить, подкосы или стойки устанавливают, как правило, не на балки перекрытия, а на лежень, который укладывается на несущие стены. Такую конструкцию называют наслонной.

Конструкции с опорой на несущие стены называются наслонными

Но, бывают случаи, когда строение не имеет ни внутренних несущих стен, ни колонн. В результате конструкцию можно сделать только висячей.

Классическая висячая система подразумевает опирание ноги только на две точки – мауэрлат или балку перекрытия и коньковый прогон. Однако если здание большое или кровля пологая с длинными скатами, может потребоваться усиление конструкции для предотвращения деформации скатов.

Схема устройства висячей системы

В таких ситуациях и приходят на помощь стойки и подкосы, установленные на перекрытия. Напомню, что подкосы, в отличие от стоек, устанавливаются под углом. Чаще всего их монтируют с двух сторон стойки, подпирающей коньковый прогон, но встречаются и другие варианты их расположения.

Стойки крепятся к стропилам при помощи зубчатых пластин

Соединение стойки с балками обычно осуществляется при помощи зубчатых или перфорированных пластин. Также выполнятся и установка укосов, единственное, как и при монтаже стропил, торцы зарезаются под углом, равным углу их наклона.

Проектирование

Проектирование — это крайне важный этап строительства. Именно на нём делаются чертежи, выбираются материалы и крепления стропил к балкам перекрытий. Очень важно на данном этапе правильно рассчитать ветровую и снеговую нагрузку. От проведённых расчётов будет зависеть вес всей системы.

На этапе проектирования крыши и креплений стропил к балкам перекрытия необходимо учитывать несущую способность стен. Если сделать крышу слишком тяжёлой, то всё здание может обвалиться в один момент.

Есть целый ряд факторов, которые необходимо учесть при проектировании крыши и креплений стропил к балкам перекрытия:

• форма кровли,
• кровельный материал,
• схема расположения внутренних опор,
• система стропил,
• угол наклона ската крыши,
• длина от одной стенки к другой.

Именно эти параметры в первую очередь влияют на проектирование крыши и креплений стропил к балкам перекрытия.

Принципы расчета балок и стропил

На этапе подготовки к строительству выполняется расчет стропил и балок перекрытия. При проектировании кровельного каркаса следует учитывать климатические особенности региона, в первую очередь – характерные снеговые и ветровые нагрузки. На основании табличных данный и требований СНиПа относительно допустимых величин прогиба, выполняется расчет сечений элементов стропильной системы – балок кровли, стропил, деталей ферм. В том числе требуется выполнить конструкционные вычисления для определения шага укладки балок. Расстояние между балками определяет шаг установки стропил.

Горизонтальные балки укладываются на стены или мауэрлат перпендикулярно длине здания. При проектировании следует учитывать, что балки с обеих сторон должны не менее чем на 40 см выходить за плоскость стены. Чтобы обеспечить необходимую точность, в первую очередь монтируются крайние балки, а затем их концы попарно соединяются натянутыми шнурами, относительно которых укладываются остальные балки. Ближе к концам в балках выполняются специальные пазы для надежного крепления стропил.

Нужен ли мауэрлат, если есть балки ↑

Когда висячие стропила опираются на брусья перекрытия, которые уложены прямо на стену, то при таком устройстве возникают серьезные точечные усилия, воздействующие на строительные конструкции. Как правило, подобный подход практикуют при возведении деревянного дома. В этом случае это оправдано, поскольку благодаря горизонтальному расположению бревен и брусьев, использованных при строительстве стен, нагрузки, которые они испытывают, равномерно распределяются.

Для кирпичной кладки или при использовании ячеистых блоков нераспределенное давление может оказаться губительным – в местах, где расположены брусья перекрытия, стены с краю начинают крошиться. Именно по этой причине давление следует рассредоточить. Для этого на ее гребень рекомендуется укладывать мурлат, который выполняют из толстого деревянного бруса. Таким образом, положительный ответ на вопрос, нужен ли мауэрлат под балки перекрытия в подобных конструкциях, не подлежит сомнению.

Если кровельная конструкция предусматривает сопряжение стропил и перекрытия, то прежде необходимо обеспечить надежное крепление балок перекрытия к мауэрлату. На последний фактически будет возложена разгрузочная функцию.

Как самостоятельно сделать двухскатную крышу?

Основная цель этой статьи – рассмотрение процесса самостоятельного возведения двухскатной крыши для загородного частного дома. Почему именно двухскатной? Дело в том, что такая форма наиболее удобна как с точки финансовых затрат, так и простоты монтажа по сравнению с другими конфигурациями. Еще один вариант – односкатная крыша, однако, для малоэтажного строительства она практически не подходит и обычно применяется разве что для пристроек, гаражей и других подобных конструкций. Впрочем, можно найти и весьма удачные решения с односкатными крышами.

Строительные бригады могут возводить одну и ту же крышу немного по-разному. Наверное, какой-то способ можно назвать более надежным и простым, чем представленный в данной статье, но это – тема для отдельного разговора. Выделяются две разновидности стропильных ферм двухскатных крыш: в первом случае производится укладка стропил на мауэрлат, во втором – укладка стропил на перекрытия предыдущего этажа. В данной статье рассматривается второй вариант.

Расчеты здесь и дальше приводятся для кирпичной коробки размерами 8х8 метров и 3 метра в высоту. Как и при других вариантах возведения крыши, здесь первым шагом станет установка мауэрлата. Монтировать мауэрлат нужно на внутренней стороне стен, а снаружи заложить кирпичом из эстетических соображений. При установке необходимо следить, чтобы верхняя часть мауэрлата не выдавалась за облицовочный кирпич на 2-3 см. Это нужно, чтобы нагрузка крыши ложилась именно на мауэрлат, в противном случае она будет передаваться облицовочному кирпичу, что в корне неверно.

Балки перекрытий

Следующий шаг – монтаж балочных перекрытий. Для начала необходимо установить крайние балки перекрытия. Их вынос определит ширину карниза. Ширина карниза в зависимости от пожеланий заказчика может быть 40-50 см. Балками выступают специальные брусья, сечение которых необходимо высчитывать отдельно, учитывая различные моменты (снеговую нагрузку, ветровую нагрузку и другие факторы).

В первую очередь ставим балки обозначенные цифрами 1,2,3,4.

Для указанной кирпичной коробки размером 8х8 метров сечение бруса выбирается 100х200 мм. Когда крайние балки сечения установлены, необходимо натянуть шнурку по верхней части и выставить другие балки. При этом обычно требуется либо подтесывать под ними мауэрлат, либо подкладывать тонкие фанерки. Что примечательно, такое приходится делать часто, особенно учитывая, что заказанный брус может быть немного разным по сечению. Если заказать брус 200 мм, то могут привезти 190-210. Такое уж в нашей стране на лесопилках оборудование.

Учитывать шаг балок нужно, основываясь на размере шага стропил, которые будут укладываться в дальнейшем. К примеру, если берутся половые доски 50х150 мм, то хорошо будет выбрать шаг 60-70 см, даже лучше остановиться на 60 см, принимая во внимание, что такую ширину обычно имеют кровельные утеплители. После установки длинных балок необходимо поставить короткие. Шаг для них чаще всего 1 метр.

Для прикрепления балок к мауэрлату подойдут гвозди на 150. Иногда допускается применение саморезов и металлических стропильных уголков. В принципе, если строители используют различные крепежные элементы, то в результате выполнить работу становится проще. Разнообразие крепежных элементов существенно облегчает жизнь и неопытному строителю, потому что не требуется утруждать себя созданием зарубок и запилов.

Настил досок

Следующий шаг – настил досок. Допустимо использование дюймовок, а также половых досок. Закреплять их не нужно, они необходимы только чтобы можно было нормально ходить. Далее следует устанавливать коньковый брус. Для этого сперва нужно установить при помощи уровня или отвеса стойки 50х100 мм, укрепить их временными распорками. Оптимально будет выбрать шаг для стоек в районе 3 метров. Первым делом устанавливаются крайние стойки, потом между ними натягиваются шнурки, затем промежуточные.

Когда стропильная ферма будет готова, промежуточные стойки можно убрать и работать над созданием на втором этаже жилых помещений. Подбирать высоту стоек необходимо в зависимости от желаемой формы крыши. Оптимальный выбор – высота, равная расстоянию от земли до мауэрлата. Сначала нужно установить стойки, затем положить сверху и закрепить несколькими саморезами коньковый брус. В качестве последнего допустимо использовать доску размером 50х200 мм.

Монтаж стропил

Первый шаг – создание шаблона из доски примерно 25х150. Нужно приложить доску к торцу конькового бруса, затем к балке и начертить две линии. Затем отпилить доску, и вот шаблон готов. В идеале выкладывать стопу дома нужно с высокой точностью и обязательной установкой балок перекрытия. В этом случае можно быстро нарезать стропила по шаблону и сразу же их установить. Впрочем, сделать это бывает непросто, особенно когда крыша обновляется на старом доме.

Для начала нужно сделать верхний запил в соответствии с шаблоном. После этого следует приложить заготовку к балке, разметить нижний запил. Таким образом потребуется установить все стропила. Чтобы нагрузка не ложилась на коньковый брус, и он не изгибался, после установки одного стропила нужно сразу же ставить ему противоположное.

Что делать, если скат у крыши достаточно большой и длины стандартных 6-метровых досок не хватает? Решить проблему можно двумя способами. Первый: просто заказать более длинные доски. Сразу же стоит оговориться, что стоить они будут дороже на 15-25%. Зато в этом случае установка пройдет гораздо оперативнее и сил потребуется меньше.

Второй вариант – сращивание двух досок. Например, можно нашивать обрезки по 1,5-2 метра, главное, чтобы сечения двух заготовок были одинаковыми. Стык делается внизу, под него следует установить дополнительную стойку. Прикрепить стропило к коньковому брусу можно несколькими гвоздями. Прикрепить балку к перекрытию можно крепежными пластинами, саморезами и парочкой гвоздей. Реже в ход идут скобы. При работе со скобами непрофессионалы часто допускают ошибки. Необходимо следить, чтобы скоба работала на растяжение.

Следующий шаг – установка стоек и ригеля под все стропила кроме крайних. При строительстве мансардной крыши стойки выступают каркасом для боковых стен, а ригеля выполняют функции потолочных балок.

После усиления стропильной фермы следует перейти к фронтонам. Для начала нужно установить дополнительные стойки, выступающие каркасом фронтона. Установку можно контролировать с помощью шнурки, протянутой по низам стропил. После этого следует сделать оконный проем. Выбор конфигурации и размеров – широкий простор для фантазии.

После окончания работ с каркасом необходимо обшить фронтон дюймовкой.

Далее нужно подшивать карнизные доски. Лобовую доску потребуется пришить к торцам балок. Размеры лобовой доски – 200х25 мм. С нижней части карнизов нужно подшить два пояса из лобовой доски 25х100.

Если в дальнейшем потребуется устанавливать водосточную систему и металлические держатели, нужно установить последние на стропила сразу же. На данном этапе желательно обшить сайдингом лобовые доски. Можно использовать пластиковые держатели желобов, которые следует прикреплять к лобовым доскам.

Обрешетка

Необходимо закрепить на стропилах гидроизолированную пленку, используя специальный строительный степлер. Удобнее всего работать по периметру, если, конечно, уже установлены стропила. Можно поставить их сразу же, потому что это в любом случае потребуется сделать при монтаже кровли, водосточной системы и обшивке карнизов сайдингом.

После закрепления пленки нужно прибить контробрешетку к стропилам. Потребуется оставить немного места под нахлест следующей части гидроизоляции. После этого можно приступать к изготовлению обрешетки, покрыть которой нужно всю крышу.

На следующем этапе останется создать фронтонный отлив с фронтонным свесом. Для начала к вылезающим концам обрешетки нужно подшить ветровую доску фронтонного свеса 25х150 мм, вставить ее и закрепить с помощью саморезов кобылки фронтонного свеса. Нужно соблюдать расстояние – примерно 1 метр между ними.

Снизу к кобылкам потребуется подшить два пояса.

Далее нужно обшить сайдингом фронтонные свесы. Для этого потребуется заготовить треугольные кобылки из досок 50х150, закрепить их на выносах, прибить к ним два пояса.

Способы крепления стропил

В нижней части стропила могут быть соединены как с мауэрлатом, так и с балками перекрытия. Иногда, например, при каркасном строительстве, их закрепляют прямо на стене. А в верхней части стропильные ноги совмещают с коньком. Каждый обозначенный узел можно создать несколькими способами.

Соединение с мауэрлатом

Жёсткое крепление стропил на мауэрлате гарантирует отсутствие любых смещений элементов узла. Оно выполняется путём врубки в определённой последовательности:

Для ускорения работы из куска доски или толстого картона делают шаблон. На заготовке проводят линию, отступив от бокового края расстояние, равное 1/3 ширины стропила, а затем отмечают точку прилегания к брусу мауэрлата, по которой чертят вторую линию, перпендикулярную первой.

Если ширина стропила составляет более 200 мм, то запил делают на глубине 70 мм

Треугольный запил позволяет стропилу упираться в мауэрлат

Технологию крепления стропильных ног к мауэрлату нашивкой упорного бруска могут взять себе на заметку строители без опыта. При таком методе создания узла, как заметил автор статьи, существует возможность изменять положение стропил до тех пор, пока оно не станет совершенно правильным.

Чтобы соединить главные элементы кровельного каркаса с мауэрлатом нашивкой упорного бруска, делают следующее:

На крыше сначала устанавливают стропила, образующие фронтоны. На некоторое время их фиксируют металлическими уголками.

Опорный брус позволяет зафиксировать стропило без запилов

Стропило и опорный брус закрепляются на мауэрлате металлическими уголками

При строительстве каркаса крыши для деревянного сруба, который всегда даёт усадку, предпочитают использовать скользящий метод крепления стропил на мауэрлат. Благодаря ему можно избежать деформации стропильной конструкции и ухудшения устойчивости верхнего ряда брёвен, который заменяет мауэрлат.

Выбор скользящих стропил обоснован только тогда, когда для главных элементов каркаса кровли предусмотрен коньковый брус, в который они могли бы упираться своей верхней частью.

Когда стропила закрепляют на мауэрлате скользящим методом, предпринимают определённые шаги:

В магазине покупают фиксаторы, предназначенные специально для крепления скользящих стропил с обеих сторон. Они называются плавающими металлическими механизмами или скользящими опорами для стропил.

Скользящая опора для стропил помогает закрепить стропило без создания запилов

Чтобы избежать вдавливания стропила в стену, верхнему бревну придают плоскую форму

Наслонный метод крепления стропил к мауэрлату берут на вооружение, когда купленные пиломатериалы оказались короче, чем нужно. Также этот способ фиксации главных элементов стропильной системы используют во время ремонта крыши сложной конфигурации.

При закреплении стропил на мауэрлате наслонным методом выполняют всего 3 задачи:

Определяют, при какой длине каждое стропило своим торцом будет вставать на мауэрлат. Для этого измеряют угол наклона упорной плоскости. Используя его, на стропильной ноге от торца к боковой части проводят черту. Если ширина доски позволяет, то ближе к кромке стропила направление линии меняют, уводя её резко вправо. В результате этого из наклонной она превратится в вертикальную, а запил получится с зубом, который не даст стропилу смещаться вперёд. Когда выполнить это условие не представляется возможным, то после монтажа стропил к их низу прибивают опорные бруски длиной 40 см.

При наслонном методе крепления стропил к мауэрлату чаще всего создают запил с зубом

Наслонные стропила иногда просто прибивают к мауэрлату гвоздями

Видео: установка стропил

Совмещение с балками перекрытия

Крепить стропила к балкам перекрытия можно только будучи уверенным, что стены здания выдержат давление каркаса кровли. Всё-таки при отсутствии мауэрлата нагрузка на дом получается не равномерной, а точечной.

Без страха и сомнений стропила крепят на балки перекрытия, если строят лёгкую мансардную крышу. При этом в качестве потолочных балок используют доски сечением 5×15 см.

Стропила соединяют не с мауэрлатом, а с балками чердака, если точно знают, что они выдержат оказываемое давление

Чтобы прочно закрепить стропильные ноги на балках перекрытия, выполняют следующие задачи:

1. На стропилах делают врубку с шипом, причём доску начинают резать, отступив от края торцевой области хотя бы 2,5 см. Вырез в стропиле не должен получиться большим. Лучшая глубина — 1/3 или ¼ толщины балки перекрытия.
2. В потолочных досках тоже создают небольшие выемки. Они пригодятся, чтобы крепче соединить стропила с заменившими мауэрлат балками. Отказаться от пазов можно лишь тогда, когда доски сделаны не из древесины твёрдых лиственных пород, которая отличается особой прочностью.

Чтобы соединить два элемента, в стропиле следует сделать врубку, а в балке — выемки

Крепление к стене

Если по неким причинам стропила приходится фиксировать прямо на стенах, то их обязательно потребуется соединить затяжкой. Она, как лично убедился автор статьи, помогавший строить крышу хозяйственного помещения, снимет с дома часть напряжения, передаваемого стропильными ногами.

Стропила ни в коем случае нельзя напрямую соединять с внешними стенами здания, если они построены из пено- или газоблоков. Эти материалы беспрепятственно передают свою влагу древесине и неспособны удержать в себе крепежи.

На стене стропила можно закрепить скользящим методом, однако это не самое разумное решение

Чтобы надёжно зафиксировать стропильные ноги на стенах, необходимо принять определённые меры:

1. Под нужным углом сделать на стропилах запил с одним зубом.
2. Торцом установить стропила на стены и вбить в них по гвоздю длиной 10–12 см.
3. При необходимости по бокам стропил прикрепить металлические уголки.

Коньковый узел

Поскольку конёк кровли испытывает серьёзное давление всей стропильной системы, кровельщики с большим опытом создают коньковый узел пятью способами: встык, на балку, внахлёст, в паз, в полдерева.

Чтобы создать коньковый узел, соединив противоположные стропила встык, делают следующее:

1. От верхнего торца каждой стропильной ноги отпиливают прямоугольный треугольник. Резы должны быть одинаковыми. В противном случае концы стропил не удастся вплотную приблизить друг к другу.
2. В соединённые торцы стропильных ног под углом вбивают гвозди. Если делать это горизонтально, они не смогут пройти через обе деревянные доски.

Соединение стропил встык — наиболее привычный способ создания конькового узла

При креплении стропил на балку, а точнее, на специальный коньковый прогон, действуют особым образом:

1. Концы противоположных стропильных ног срезают под одним и тем же углом.
2. Заострённые концы стропил подставляют к коньковому брусу и прикрепляют к нему металлическими уголками или гвоздями.

При соединении стропил с коньковым прогоном коньковая область становится плоской

Когда стропила соединяют с балкой, конёк получается не остроконечным, а плоским.

Если коньковый узел делать, скрепляя стропила внахлёст, то потребуется выполнить несколько простых задач:

1. Соединить концы стропильных ног так, чтобы они пересекались друг с другом.
2. Зафиксировать нахлёст металлической шайбой или болтом с гайкой.

Соединение стропил внахлёст освобождает строителя от работы пилой

Для соединения стропильных ног в коньковый узел при помощи паза совершают несколько искусных плотницких действий:

1. В одной стропильной ноге создают выпил, а в другой — шип.
2. Стропила состыковывают друг с другом, вставляя зуб в выемку.

Как коньковый узел образуется при помощи паза, показывает узел-61 на картинке

Выбрав метод соединения стропил в полдерева, делают следующее:

В концах противоположных стропил создают две одинаковые выемки, глубина которых равна половине толщины используемой доски.

При соединении стропил врубкой в полдерева пользуются болтом с шайбой

Видео: строительство каркаса крыши с соединением стропил коньковым прогоном

К строительству стропильной системы не стоит приступать до тех пор, пока не удастся разобраться в особенностях крепления стропил к другим элементам несущей конструкции крыши. Кстати, среди различных способов фиксации стропильных ног существуют варианты не только для опытных строителей.