Узлы крепления стропильной системы кровли

Стропильная система любой кровли должна соответствовать таким важным требованиям, как:

• Максимальная жесткость. Любой узел каркаса должен выдерживать нагрузки, не подвергаясь при этом деформации или смещению. Получаемый при обустройстве стропильной системы треугольник должен обеспечивать жесткость конструкции, и ее максимальную устойчивость;
• Оптимальный вес. В зависимости от кровельного материала выбирают материал, используемый для стропил. Обычно выбирают деревянный брус, но для тяжелых крыш может быть использован и металл.

Узлы стропильной системы и ее общий план

Общая конструкция стропильной системы – ее тип и наличие тех или иных узлов и элементов определяется исходя из:

• проектируемой формы крыши
• размеров перекрываемого пространства
• наличия и расположения внутренних несущих стен или опор

Рассмотрим стропильные конструкции на примере простых двухскатных крыш с различным расстоянием между несущими стенами.

До 6 метров

Для перекрываемого пролета длиной до 6 метров я советую строить простейшую наслонную стропильную систему, в которой стропила опираются непосредственно на мауэрлат (опорный брус по периметру дома). Жесткости этой конструкции вполне хватает для монтажа кровли из любого материала. При этом расход материалов для стропильной системы – минимальный.

До 8 метров

Если же расстояние между несущими стенами до 8 метров – я рекомендую связывать противоположные стропила ригелем.

12 метров и более

Еще один вариант наслонной стропильной системы – с использованием промежуточных стоек, опирающихся на внутренние стены или столбы. Если возможно устройство одной опоры для кровли – такая стропильная система может перекрыть расстояние между внешними стенами в 12 метров, а при наличии двух дополнительных опор – до 16 метров.

Для строения с расстоянием между несущими стенами до 12 метров (при отсутствии внутренних опор) я выбираю висячую стропильную конструкцию, в которой стропила опираются на сплошную (в крайних случаях – составную) затяжку, а затяжка – на мауэрлат.

Основными узлами для такой конструкции будут следующие:

• коньковый узел,
• узел опирания стропил,
• узел «балка-стойка-подкосы»,
• узел «стропило-подкос-стойка».

и другие узлы, в зависимости от наличия или отсутствия в конструкции ригелей, затяжки и т.д.

Определившись с общей конструкцией и основными узлами, я составляю план стропильной системы, который является частью проекта.

Жесткий тип крепления

Для односкатной или двускатной кровли может быть применен жесткий метод крепления стропильной конструкции к основанию балки.

Схема данного крепления полностью исключает практически любые воздействия на соединения узлов.

При последующей эксплуатации крыши, можно будет избежать каких либо изгибов, поворотов или сдвигов конструкции кровли.

Высокая статичность конструкции достигается при данном методе крепления за счет использования металлических уголков, а также применения опорного бруса.

Выполняется соединение стропильной конструкции с основанием балки с помощью запила.

Кроме этого, скрепление может быть осуществлено за счет использования скоб, или вбивания гвоздей соответствующих размеров.

Жесткое крепление одинаково подходит как для односкатной, так и для двускатной конструкции кровли.

Если для крепления основной балки со стропильной балкой используется запил, то в этом случае основной упор балка делает на сам мауэрлат.

В таком случае в обязательном порядке обустраивается так называемый подшивный брусок, который способен обеспечить достаточно жесткое упирание самой балки.

При использовании жесткого соединения, дополнительно рекомендуется произвести фиксацию балки к основанию с обоих боков при помощи специальных металлических уголков, что поможет в будущем избежать поперечных смещений.

Достаточно часто монтаж стропильной системы к основанию осуществляют под определенным углом.

Так, вбивая боковые гвозди, следует задать конструкции определенный уклон, после чего сверху в балку для фиксации вбивается еще один. Это позволяет обеспечить максимальную жесткость всей конструкции.

Кроме этого, для жесткого крепления можно также использовать для фиксации элементов между собой проволоку или анкера.

Способы фиксации

Решая вопрос, как крепить стропила к мауэрлату или коньковому прогону, необходимо правильно подобрать крепежную фурнитуру. Современный строительный рынок располагает огромным ассортиментом разнообразных по конструкции и размеру креплений. Главными критериями выбора крепежа являются материал, использованный для изготовления стропила, их сечение, а также вид нагрузки, которому они подвергаются. Существуют следующие способы крепления стропил:

С помощью металлических уголков. Металлические уголки с отверстиями под саморезы или гвозди являются самым надежным и прочным вариантом жёсткого крепления стропил к мауэрлату, стенам или коньковому прогону. Они позволяют много кратно увеличить жесткость и несущую способность конструкции стропильного каркаса.

Опытные мастера считают, что наиболее надежным способом фиксации стропил является использование металлических уголков, которые прочно соединяют деревянные элементы между собой, жестко фиксируя угол между ними. Уголок, перекрывающий стык между стропильной ногой и коньковым брусом или мауэрлатом, служит своеобразным распором между ними.

Конструкция и основные узлы висячих стропил

Висячие стропила представляют собой треугольную конструкцию, состоящую из двух стропильных ног, соединенных в верхней точке и нижней затяжке, которая соединяет между собой нижние концы стропильных ног. Благодаря нижней затяжке, стропила не передают распорные усилия на несущие стены, оказывая только вертикальное давление на стены.

При использовании висячих систем узел опирания стропил на маэурлат делать не обязательно, так как сам мауэрлат не устраивается, что упрощает сам процесс возведения крыши и удешевляет строительство.

Простейшая трехшарнирная конструкция стропильной фермы предполагает две стропильные ноги и затяжку. В этом случае высота конька должна быть не меньше 1/6 ширины пролета, перекрываемого такой треугольной фермой.

варианты врубки стропил в балку

Специалистами рекомендуется использовать ортогональный способ врубки стропильных ног в балку или в затяжку, когда продольная ось стропильной ноги располагается перпендикулярно к площадке врубки. В карнизном узле при такой лобовой врубке нижний торец стропила выполняется под прямым углом и в таком виде присоединяется в врубке затяжки или потолочной балки.

Узлы стропильной системы крыши в этом случае могут выполняться по методу одинарного или двойного зуба.

Для больших пролетов устройство висячих стропил предусматривает наличие составной затяжки, которая должна поддерживаться бабкой.

Бабка – это вертикальный брусок, который работает на растяжение. Если бабку делают из металла, то в этом случае её называют тяжем. Составную затяжку делают из двух или более брусьев, соединенных между собой косым или прямым прирубом.

Кроме этого стыки закрепляются болтовыми соединениями. Бабку могут выполнять даже из металлического прута, так как она работает на растяжение, прочность на сжатие ей не нужна. Бабка и вертикальная стойка по внешнему виду очень похожи, но существенная разница в том, что стойка принимает нагрузки на сжатие, поэтому она упирается нижним концом в балку, затяжку или лежень. Бабка или подвеска выполняет функцию подвески затяжки к коньковому узлу и имеет не жесткое соединение, которое может регулироваться. Такая система в настоящее время применяется редко.

Узлы опирания на мауэрлат

Если в чердачном пространстве планируется мансардное помещение, то висячие стропила усиливают затяжкой, которая располагается наверху. В этом случае, узлы стропильных конструкций делают при попрании на мауэрлат скользящим способом.

Затяжка же принимает на себя растягивающие нагрузки и чем выше она расположена, тем большие нагрузки она испытывает.

Если нагрузки на крышу будут распределяться не равномерно, то возникает риск съезжания кровли в сторону наибольших нагрузок. Для того, чтобы избежать этого делают соединения ползунами только, когда стропила выносятся на определенную длину за стены дома.

Верхняя затяжка врубается в стропильные ноги способом “полусковородень” внахлест и скрепляется болтами. Иногда верхнюю затяжку подвешивают еще и при помощи бабки к коньковому узлу, страхуя её от провисания.

Если нагрузки на крышу предполагаются неравномерные, то есть смысл сделать нижний узел крепления стропила и мауэрлата неподвижным с помощью опорного бруска или способом врубки зубом. В этом случае стропильная конструкция становится распорной и действует на несущие стены с распирающими нагрузками.

Поэтому мауэрлат крепится к стенам жестко и прочно. Если такой возможности нет, то делается стропильная конструкция с верхним ригелем и нижней затяжкой. Теперь уже стропильная ферма не оказывает на стены распирающего действия. Ригель должен крепиться к стропильным ногам жестким соединением, в противном случае вся конструкция будет неустойчивой.

При расчетах сечения ригеля и стропильных ног нужно учитывать, что на ригель будет оказываться нагрузка от подвесного потолка мансардного помещения.

Коньковое соединение – обеспечим крепкую вершину крыше

Конек представляет собой горизонтальное ребро в месте соединения двух скатов. Существует наслонная и стропильная система висячего типа. В первом случае конек устанавливается на стойки, расположенные параллельно длинным стенам. Очень важно обеспечить максимальное примыкание стропил к коньку, для этого делаются соответствующие запилы. Фиксация делается посредством гвоздей.

Конек в месте соединения двух скатов

Если речь идет о висячей конструкции, то концы стропильных ног соединяются попарно. Чтобы обеспечить подобное сопряжение, торец каждой балки подрезается под углом, равным наклону кровли. Далее стропила соединяются плоскостями срезов и фиксируются гвоздями, забитыми под углом. Обязательно необходимо закрыть место стыка металлической пластиной либо деревянной накладкой.

Попарное соединение стропильных ног

При соединении врубкой в полдерева достигается максимальная прочность. Для этого в месте сопряжения стропильные ноги соединяют с уступом. Затем сверлится отверстие под болт 14 мм. Дальнейшая фиксация достигается за счет болтового соединения. Когда речь идет о скользящей системе, то в этом случае концы ног соединяются посредством металлических пластинчатых шарниров.

Правила выполнения работ

• Заготовку стропильной ноги необходимо положить верхним краем на коньковый брус, а нижний ее угол совместить с внутренним ребром бруса мауэрлата.

• Приложив кусок доски, служащий шаблоном, отчертить на стропилине линию, параллельную верхней грани мауэрлата.

• Если необходимо, разметить с наружной или внутренней стороны упорный зуб‑запил.
• Отрезать по линиям разметки.

При выполнении запилов необходимо строго соблюдать отмеренные и размеченные углы для плотного прилегания всех плоскостей деревянных элементов конструкции.

• Установить стропило на свое место, точно совместив все запилы.

Зафиксировать его выбранным методом крепления. Каждый из приемов крепления имеет свои особенности для правильного исполнения:

Гвозди забиваются под углом сквозь стропильную доску в мауэрлат по два с каждой стороны.

Сейчас специально для стропил в продаже появились уголки‑«салазки» со скользящей пластиной. Они обеспечивают надежное соединение с полной компенсацией деформаций.

Выполнив монтаж нижнего узла стропильной ноги, можно приступить к сопряжению ее с коньковым брусом.

Возведение кровли занимает едва ли не половину всего времени строительства дома. Да и материальные затраты на нее примерно такие же. При этом мельчайшие ошибки, допущенные при проектировании и строительстве крыши, могут стать источником значительных проблем при ее эксплуатации.

Приступая к этому ответственному и сложному этапу в строительных работах, необходимо тщательно и неоднократно проверить все наметки и расчеты. Совсем неплохо при этом посоветоваться со специалистами или обратиться к справочным изданиям.

Подробнее о технологи крепления своими руками смотрите в видео.

Жесткое и скользящее соединение нижней части стропил

Мауэрлатный крепёж для стропильной системы применяется довольно часто. Всего имеется 2 способа крепления:

• скользящий
• жесткий

Для первого применяется жесткое соединение, не позволяющее соскальзывать, прогибаться и выскакивать. При этом используются специальные уголки с бруском для опоры. Узел закрепляется на проволоку метизами. Забивание гвоздей производиться под углом, чтобы обеспечить их перекрещивание между собой. Забивание последнего гвоздя производится строго по вертикали. Этот способ обладает своей популярностью.

Крепление скользящего типа

При выборе второго метода крепеж производится с использованием механизма, обеспечивающем передвижение конструкции в заданном направлении.

Осуществляется врезка на опорах конструкции, а после ее укладывание на мауэрлат.

Закрепляются элементы двумя скрещенными гвоздями, а сверху вбивается вертикальный гвоздь.

С помощью металлических скоб к мауэрлату крепятся доски.

Далее осуществляется крепление стропил к стене дома на салазках и пластинах.

Основная нагрузка, созданная конструкцией, перекладывается на мауэрлат, и при этом обеспечивается беспрепятственное передвижение всех составляющих.

Этот метод идеален для конструкций, которые в процессе эксплуатации проседают.

Необходимо знать, что риск вероятности повреждения стен существует.

Полезные советы

• Варианты крыш, представленные выше устанавливаются практически на любые материалы, но практичнее всего использовать древесину.
• При выборе наслонной или висячей системы важно определить внутреннюю конструкцию дома
• Под чердачное пространство лучше всего выбирать двускатную или мансардную крышу (в крайнем случае вальмовую)
• При выборе конструкции нужно заранее определить тип кровельного материала
• Выбрать правильное расположение дома, в зависимости от розы ветров
• Заранее оценить свои финансовые возможности

Смотрите видео: каково устройство стропильной системы крыши?