Как крепить стропила

Строительство крыши любого типа начинается с проектирования расположения стропильной системы, на основании которого затем производятся расчеты объемов пиломатериалов, количества и вида крепежных деталей, утеплителя, кровельного материала и т.д. Крыши бывают разных типов - односкатные, двухскатные, четырехскатные, которые делятся на шатровые и вальмовые и смешанного типа. От этого зависит крепление стропил к мауэрлату и способы их монтажа.

Стропильные системы для крыши сильно отличаются и по внешнему виду, и по количеству материалов, и по сложности расчетов.

Стропила - опорные балки крыши из бревна или бруса, опирающиеся внизу на стены или мауэрлаты, а сверху соединенные между собой под углом. В большинстве случаев форму и тип кровли диктуют климатические условия и вкус заказчика.

Проектирование креплений стропил

Для проектирования стропильной системы необходимо правильно рассчитать ветровую и снеговую нагрузки, т.е. оптимальный вес кровельной системы в целом. На основании этих расчетов проектируется материал и толщина несущих стен. Допущенные ошибки при оценке нагрузок и другие недочеты могут вызвать деформацию всей конструкции с нарушением целостности покрытия и даже обрушения кровли. При проектировании следует учесть следующие факторы:

•  тип и форма кровли;
•  наличие внутренних опор и их расположение;
•  тип и вес кровельного материала;
•  скат крыши и угол его наклона;
•  стропильная система и ее конструкция;
•  размеры (длина) перекрываемого пространства;
•  сечение бруса для стропил.

Крепление стропильной системы: виды и особенности

•  с помощью шпилек, при этом стропила крепятся встык с двумя укрепляющими накладками из металла или водостойкой фанеры;
•  с помощью гвоздей или специальных скоб этот недорогой и надежный способ применяется при креплении стропильных ног;
•  с помощью гвоздевых пластин или полос, которые изготавливаются из оцинкованной стали и имеют один или несколько рядов (в зависимости от размера) штампованных зубьев высотой до 8мм, при их использовании получается очень прочное соединение.

В зависимости от месторасположения несущих стен, стропильные ноги подразделяются на наслонные и висячие.

Первые устанавливают в домах с односкатными или двухскатными крышами, где есть средняя или центральная несущая стена. Они могут быть из досок или коротких деревянных брусьев, у которых в конструкции предусмотрены две или три жесткие точки опоры: конек и несущие стены. Коньковый брус в такой конструкции укреплен стойками, которые упирают в лежни. Если длина будущих стропил больше 6-6,5 метров, то надо заложить дополнительные опорные конструкции, капитальные стены или столбчатые опоры. При одной дополнительной опоре ширина перекрываемого помещения увеличится до 12 метров, а с двумя опорами - до 16 метров. Также для придания дополнительной жесткости конструкции крыши используют дополнительные опоры: подкосы, прогоны и ригели. Кроме этого, именно при длине перекрытия больше 6-7 метров целесообразно применять металлические балки и ферму.

По виду нагрузок выбирают надежное крепление необходимого стропила к мауэрлату и коньку, для наслонных стропил используют распорный и безраспорный способы.

При безраспорной конструкции стропильных ног не образуется распирающее давление между стенами и опорами строения. При устройстве распорной конструкции применяются только жесткие крепления (без использования ползунов) по фронтону. Стены и опоры строения принимают усилие стропильных ног. Стропила в распорной конструкции крепим к мауэрлату, благодаря наличию «зуба» - опорного бруска. По конструкции верх устанавливаемого стропила упирается в верхнюю часть противоположного.

Крепление стропила к необходимому мауэрлату в таких конструкциях монтируется к кирпичной стене постройки. Это может быть жесткая рама, в которой опорные элементы крепления связаны между собой с помощью косого заруба и закреплены гвоздями, шурупами или болтами. В углах рамы устанавливают уголки как крепеж. Саму раму надо закрепить на стены с помощью анкерных соединений или скобами, которые вбивают в деревянные пробки. Такая конструкция используется при возведении кровли небольших домов, а если постройка большая, то мауэрлаты укладываются в специально устроенные железобетонные желоба с анкерными креплениями по фронтону. Желоб крыши в такой конструкции несет основную нагрузку и используется для зданий из газосиликатных блоков, пенобетона, шлакоблоков и других достаточно легких материалов.

Способы крепления стропил к мауэрлату:

1. Мауэрлат служит опорой стропильных ног. Верхний конец надо закрепить на прогон конька с креплением стропил к стене, при этом используется принцип скользящей опоры.
2. Нижний конец стропила и его ног крепится к мауэрлату или штучным брускам с помощью ползуна, сверху стропила соединяются гвоздями или болтами.
3. Стропила и прогон конька жестко скрепляются в узлы, называемые коньковыми, с помощью деревянных брусков, которые крепятся гвоздями параллельно коньку или брусу с обеих сторон.

Рассмотрим теперь, как крепить стропила к мауэрлату при безраспорной конструкции крыши правильно.

1. Правильно делать крепление с помощью «ползунов», при этом нижняя часть стропила лишена каких-либо вспомогательных упоров, а элементы верхней части упираются друг в друга и могут соединяться между собой благодаря специальным накладкам. При этом способе крепления второй конец стропила и его ноги, опирающиеся на коньковый прогон, могут тоже иметь как небольшую степень вращения, так и жесткое защемление.
2. Закрепить надо жестким защемлением нижнего конца стропил с мауэрлатом, используя опорную планку или запил, при этом верхние концы опираются на прогон к коньку горизонтальной врубкой или крепятся с помощью «ползунов» и имеют небольшую возможность вертикального вращения в месте соединения.

Висячие стропила

Сам термин говорит о том, что нижний конец стропил выходит за пределы кровли, как бы свешивается. Применяется такой вид в том случае, когда постройка не имеет внутренних опор в виде стен или столбов и стропильная система всем весом опирается на наружные стены. Самый распространенный вариант крыши для данного вида - симметричная треугольная ферма. Конструктивно она состоит из висячих стропил, длина которых может доходить до 7-12 метров, растяжек из горизонтального бруса и стропильных ног, устанавливаемых с определенным наклоном. При помощи затяжек стропильные ноги своими нижними концами опираются на мауэрлаты. Здесь применяется запил для крепления верхних концов стропил к коньку. Эту конструкцию целесообразно усилить специальной стяжкой - ригелем.

Существуют еще два менее распространенных способа: укрепление от балок перекрытия и для построек из бруса и бревен - крепление на верх стропила и стен к мауэрлату.

Давайте более подробно рассмотрим самые ответственные узлы сборки стропильных систем - крепление стропила к главному мауэрлату. В этом строительном процессе есть свои особенности, которые необходимо учесть, чтобы избежать дефектов. Не является исключением и крепление стропил к балкам.

Стропила балочные

Для надежного соединения стропила с балкой, чтобы при монтаже исключить скольжение стропильных ног, правильно применять три основных метода крепления:

•  «зуб» с технологической деталью «шип»;
•  «зуб» с упором;
•  упор в нижний конец балки перекрытия.

Крепление стропил к балкам состоит из нескольких моментов:

• в пятке стропила вырубают крепежный элемент «зуб с шипом», одновременно в балке крыши прорубают упор с гнездом для шипа;
• гнездо для шипа должно иметь глубину 1/4 или 1/3 часть от толщины балки, при вырубке на большую глубину (запил) прочность балки ослабевает;
• место вырубки гнезда не должно находиться на расстоянии менее 25-40 см от свисающего края балки, иначе ее конец может расколоться под давлением стропила;
• шип, вырезаемый на «зубе», предотвращает возможность бокового сдвига стропила.

Крепление стропил к балкам двумя «зубьями» производят аналогично монтажу с одним «зубом»- используют такие усиленные соединения в тех местах, где надо увеличить опорную площадь стропила. Далее весь узел перекрытия нужно укрепить к вмурованному в стену анкеру или костылю.

Способы креплений стропил к мауэрлату

Все известные методы можно разделить на два типа: жесткое крепление и скользящее крепление. Тип крепления выбирают исходя из формы и конструкции кровли и от вида используемых стропил - наслонных или висячих. При жестком соединении исключена возможность поворотов, сдвигов, кручения, изгибов между элементами. Крепление стропила к деревянному мауэрлату правильно производить следующими способами:

• с помощью уголков с опорным подшивным брусом перекрытия;
• с выполнением седла (запил) на стропильной ноге с использованием гвоздей, скоб или проволоки.

Скользящее или шарнирное крепление стропил к мауэрлату, как и скользящее соединение стропил с балками, имеет две степени свободы. Это достигается использованием специального крепежа перекрытия, который дает возможность перемещения в заданных пределах одного из элементов узла. В данном случае перемещаемым элементом выступает стропильная нога по отношению к неподвижному мауэрлату.

Все эти методы позволяют элементам в узле двигаться между собой. Наиболее часто такие виды крепления рекомендуют деревянным домам из бруса и бревен. Скользящее соединение устойчиво к усадке здания, и вся конструкция перекрытия мягко подстраивается под изменения при усадке.

Креплению стропила к мауэрлату уделяется огромное внимание. Ведь каждый соединительный узел должен быть выполнен надежно и качественно, запил должен быть вырублен точно по трафарету с плотным прилеганием. В любых соединениях не допускается использование подложек, прокладок и других деформирующихся и теряющихся элементов.