Варианты крепления стропил к мауэрлату. Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат Узел опирания металлической балки на мауэрлат

Важным элементом кровельной конструкции считается мауэрлат, поскольку крыша фактически опирается именно на опорный брус. Он помогает равномерно и рационально распределить его крыши. К нему же присоединяют стропила.

Крепление стропил к мауэрлату – значимый этап при возведении крыши. Прочность и безопасность кровли зависит во многом от качества монтажа стропильной системы, в частности, от правильного выбора крепежных элементов и грамотного соединения узлов несущей конструкции.

Узлы крепления стропил к мауэрлату

Способов крепления стропил к мауэрлату – два:

• жесткий и
• скользящий.

Очевидно, что от технологии крепления стропильной ноги к опорному брусу будет зависеть ее «поведение» в различных погодных условиях. К примеру, при перепадах температур, снежных завалах несущая конструкция не может быть статичной. Действительно, в условиях повышенной влажности древесина расширяется, а высокая температура вызывает сжатие. Если использовать жесткую фиксацию, то возникает риск смещения, нельзя исключать даже разрывов. Из-за неграмотного монтажа может появиться распорное усилие, представляющее опасность для стен. Поэтому грамотное крепление стропил к мауэрлату – определенный гарант безопасности.

Различают следующие узлы опирания:

• шарнирные

• одна степень свободы. Дает возможность балке из дерева или металла поворачиваться по кругу. Такого состояния можно добиться, используя при фиксации один ввинченный гвоздь либо саморез;
• две степени свободы. Допускается вращение балок по кругу или небольшое перемещение в горизонтальной плоскости. Достигается путем крепления стропилин либо с использованием салазок, либо при помощи скользящей опоры – ползуна из крепежных уголков;
• три степени свободы. Передвижение стропил возможно по кругу, а также в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Подобный эффект получают за счет специально изготовленного шарнира, который ввинчивают в мурлат;

• нулевая степень свободы. Концы балки жестко зафиксированы с обоих концов, что не дает ей смещаться. Такой вариант преимущественно используют в кирпичных строениях.

Варианты крепления стропильной ноги

Для выполнения нижнего узла опирания стропильной ноги на опорный брус в основном выбирают один из следующих способов:

• скользящий, представляющий собой подвижное соединение: нижний конец балки удерживается на мауэрлате только с помощью крепежных элементов, которые не препятствуют его скольжению по брусу;
• распорный – это неподвижный узел сцепления с жесткой опорой стропилин в брус.

Оба эти варианта имеют одинаковое право на жизнь и используются с учетом формы крыши, особенностей стропильной системы.

Способы крепления с запилом и без

Сразу отметим, что крепление стропил к мауэрлату без запила используют исключительно в случае скользящего соединения. Для удержания свободно лежащей на мауэрлате нижней кромки стропильных ног, как правило, используют уголки. Очевидно, что подобная фиксация может не выдержать существенных нагрузок, поэтому его рекомендуется использовать преимущественно при перекрытии сравнительно небольших пролетов.

Значительно надежнее считается устройство нижнего узла сопряжения, в котором используется крепеж с запилом, блокирующим зубом. Его выпиливают в стропильной доске. Как правило, он занимает не более четверти балки. Выполнить его можно по-разному:

• жесткая фиксация, которая работает на сжатие, образованное упором, направленным на внутреннюю сторону опорного бруса;
• подвижная фиксация, образованная зубом на внешней стороне. Чтобы стропильные ноги не соскальзывали с мурлата, их фиксируют крепежными элементами, которые работают на растяжение, к примеру, скобами либо уголками.
• запил в стропильном брусе доске порой заменяют упорным бруском, который прибивают к стропильной ноге.

Крепеж для стропил и правила работы с ними

Современный строительный рынок предлагает широкий ассортимент элементов крепежа. Помимо классических вариантов – скоб, крученых гвоздей или проволоки-катанки, которую складывают в несколько рядов, здесь можно найти специальные комплекты, предназначенные для работ со стропилами.

Внимание!

В процессе соединения деталей из дерева при помощи шурупов (болтов) под ними обязательно используют металлические шайбы. Этот нехитрый прием поможет избежать утапливания крепежей в древесине.

Работы по выполнению крепления осуществляют в определенном порядке. Предлагаем вашему вниманию несколько самых простых методов распиловки и последующей подгонки стропил.

Стропильные ноги фиксируют одним из вариантов крепежа. Следует учесть, что каждый из них имеет свои тонкости. В основе выбора лежат такие параметры, как угол наклона скатов и оптимальный узел опирания.

О вальмовой крыше мы уже говорили на сайте. Там была описана конструкция крыши с опиранием стропил на мауэрлат. После опубликования статьи, я получил много просьб показать, как сделать вальмовую крышу с опиранием стропил на балки перекрытия, а также ответить на вопрос, можно ли сделать вальмовую крышу с разными углами наклона скатов.

Таким образом захотелось одним примером ʺубить сразу двух зайцевʺ. Сейчас мы рассмотрим конструкцию вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия и с разными углами наклона скатов.

Итак, допустим мы имеем коробку дома из 8,4х10,8 метров.

ШАГ 1: Устанавливаем мауэрлат (см. рис.1):

Рисунок 1

ШАГ 2: Устанавливаем длинные балки перекрытия сечением 100х200 см с шагом 0,6 метров (см.рис.2). На я больше останавливаться не буду.

Рисунок 2

Самыми первыми ставим балки, которые проходят строго посередине дома. По ним мы будем ориентироваться, устанавливая коньковый брус. Затем ставим остальные с определённым шагом. Например, у нас шаг 0,6 метра, но мы видим, что до стены осталось 0,9 метра, и могла бы поместиться ещё одна балка, а её нет. Такой пролёт оставляем специально для «выносо́в». Ширину его не стоит делать меньше 80-100 см.

ШАГ 3: Устанавливаем выноса́. Шаг их определяется при расчёте стропил, о котором чуть позже (см. рис.3):

Рисунок 3

Пока ставим только выноса, соответствующие длине конька, которая будет равна 5 метрам. Длина конька у нас больше разницы между длиной и шириной дома, которая составляет 2,4 метра. К чему это приводит? Приводит это к тому, что угловое стропило не будет расположено под углом 45° в плане (на виде сверху), а угол наклона скатов и вальм будет отличаться. У скатов уклон будет более пологий.

Выноса на мауэрлате достаточно закрепить гвоздями. К длинной балке перекрытия их крепим, например, так (рис.4):

Рисунок 4

Никаких запилов в этом узле делать не надо. Любой запил ослабит балку перекрытия. Здесь мы используем два металлических стропильных крепления типа LK по бокам и один большой гвоздь (250 мм), забитый насквозь через балку в торец выноса. Гвоздь забиваем самым последним, когда вынос уже скреплён с мауэрлатом.

ШАГ 4: Устанавливаем коньковый брус (см. рис.5):

Рисунок 5

Все элементы этой конструкции кроме подкосов выполнены из бруса 100х150 мм. Подкосы из доски 50х150 мм. Угол между ними и перекрытием не менее 45°. Мы видим, что под крайними стойками лежат брусья опирающиеся сразу на пять балок перекрытия. Делаем это для распределения нагрузки. Также для снижения нагрузки на балки перекрытия и передачи части её на несущую перегородку, установлены подкосы.

Высоту установки конькового бруса и его длину мы определяем для своего дома сами, делая предварительный эскиз на бумаге.

ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем стропила.

В первую очередь делаем шаблон стропил скатов. Для этого берём подходящую по длине доску нужного сечения, прикладываем её, как показано на рисунке 6 и делаем разметку с помощью небольшого уровня (линии синего цвета):

Рисунок 6

Высота бруска, который мы наложили на вынос для разметки нижнего запила, равна глубине верхнего запила. Мы её сделали 5 см.

По полученному шаблону делаем все стропила скатов, опирающиеся на коньковый брус, и закрепляем их (см. рис.7):

Рисунок 7

В подобных конструкциях, где стропила опираются не на длинные балки перекрытия, а на короткие выноса, мы всегда ставим под стропила над мауэрлатом небольшие подпорки, формируя как бы небольшой треугольник и разгружая узел крепления выноса к балке (см. рис.8):

Рисунок 8

Заносить эти подпорки дальше внутрь крыши и уж тем более ставить их на стык выноса с балкой не нужно. Через них передаётся большая часть нагрузки с кровли (это можно будет увидеть в расчётной программе) и балка перекрытия может просто не выдержать.

Сейчас немного о расчётах. Выбирая сечение стропил для данной крыши, мы рассчитываем только одно стропило – это стропило ската. Оно здесь самое длинное и угол наклона его меньше, чем угол наклона стропил вальм (пояснение – скатом мы называем скат крыши в форме трапеции, вальмой – скат крыши в форме треугольника) Расчёты производим во вкладке ʺСтроп.3ʺ. Пример результатов на рисунке 9:

Рисунок 9

Да, забыл сказать. Кто уже скачивал данную расчётную программу с моего сайта до 1 декабря 2013г. Там вкладки ʺСтроп.3ʺ нет. Для скачивания обновлённой версии программы снова зайдите на статью по ссылке:

Данная статья также была немного откорректирована благодаря отзывам некоторых читателей, за что им отдельное спасибо.

ШАГ 6: Добавляем выноса и крепим ветровые доски (см. рис.10). Выносов добавляем столько, чтобы осталось место для крепления углового выноса. Ветровые доски на углах пока просто сшиваем между собой, контролируя их прямолинейность. Проверьте визуально, не провисли ли углы. Если да, поставьте под них прямо с земли временные подпорки. После установки угловых выносов, эти подпорки убираем.

Рисунок 10

ШАГ 7: Размечаем и устанавливаем угловые выноса.

Для начала нам необходимо натянуть шнурку по верху балок перекрытия, как показано на рис.11

Рисунок 11

Теперь берём брус подходящей длины (сечение такое же как у всех выносов) и кладём его сверху на угол, чтобы шнурка была посередине него. Снизу на этом брусе карандашом отмечаем линии запилов. (см. рис.12):

Рисунок 12

Убираем шнурку и устанавливаем отпиленный по отмеченным линиям брус (см. рис.13):

Рисунок 13

Угловой вынос крепим к мауэрлату с помощью двух кровельных уголков. К балке перекрытия крепим его уголком на 135° и большим гвоздём (250-300 мм). Уголок 135° при необходимости подгибаем молотком.

Таким образом ставим все четыре угловые выноса.

ШАГ 8 : Изготавливаем и устанавливаем угловые стропила.

У вальмовой крыши, которую я описывал ранее, углы наклона скатов и вальм были одинаковые. Здесь эти углы разные и поэтому угловое стропило будет иметь свои особенности. Мы также делаем его из двух досок такого же сечения, что и стропила. Но доски эти сшиваем между собой не совсем обычно. Одна будет чуть ниже другой (примерно около 1 см, в зависимости от разницы углов наклона скатов и вальм).

Итак, в первую очередь на каждую сторону крыши натягиваем по 3 шнурки. Две по угловым стропилам, одну по среднему стропилу вальмы (см. рис.14):

Измеряем угол между шнуркой и угловым выносом – нижний запил. Назовём его «α» (см. рис.15):

Рисунок 15

Также отмечаем точку «В»

Высчитываем угол верхнего запила β = 90°- α

В нашем примере α = 22° и β = 68° .

Теперь берём небольшой обрезок доски с сечением стропила и запиливаем на нём один конец под углом β. Получившуюся заготовку прикладываем к коньку, совмещая одно ребро со шнуркой, как показано на рис.16:

Рисунок 16

На заготовке провели линию параллельную боковой плоскости соседнего стропила ската. По ней мы сделаем ещё один запил и получим шаблон верхнего запила нашего углового стропила.

Также когда мы прикладываем заготовку, нужно отметить на стропиле ската точку «А» (см. рис.17):

Рисунок 17

Теперь изготавливаем первую половинку углового стропила. Для этого берём доску подходящей длины. Если одной доски не хватает, сшиваем две доски. Сшить можно временно обрезком дюймовки длиной около метра на саморезы. Делаем по шаблону верхний запил. Измеряем расстояние между точками «А» и «В». Переносим его на стропило и делаем нижний запил под углом «α».

Устанавливаем полученное стропило и закрепляем (см. рис.18):

Рисунок 18

Скорее всего из-за своей длины первая половинка углового стропила будет прогибаться. Нужно примерно посередине поставить под него временную стойку. На моих рисунках она не показана.

Теперь изготавливаем вторую половинку углового стропила. Для этого измеряем размер между точками «С» и «Д» (см. рис.19):

Рисунок 19

Берём доску подходящей длины, делаем верхний запил под углом β, отмеряем расстояние «С-Д», делаем нижний запил под углом α. Устанавливаем вторую половинку углового стропила и сшиваем её с первой гвоздями (100 мм). Гвозди вбиваем в разбежку примерно через 40-50 см. Результат показан на рис.20:

Рисунок 20

Верхний конец второй половинки углового стропила нужно запилить ещё раз. Делаем это бензопилой прямо по месту (рис.21):

Рисунок 21

Таким же образом мы изготавливаем и устанавливаем три оставшиеся угловые стропила.

ШАГ 9: Устанавливаем стойки под угловые стропила. В первую очередь обязательно нужно поставить стойку упирающуюся в место соединения углового выноса с балкой перекрытия (см. рис. 22):

Рисунок 22

Если длина пролёта перекрываемого угловым стропилом (его горизонтальная проекция) больше 7,5 метров, ставим ещё стойки примерно на расстоянии ¼ величины пролёта от верхней точки углового стропила. Если пролёт больше 9 метров, добавляем стойки посередине углового стропила. В нашем примере этот пролёт равен 5,2 метра.

ШАГ 10: Устанавливаем два центральных стропила вальм. В начале 8-го шага мы уже натянули шнурки для их замера.

Делаем стропила таким образом – измеряем малкой угол нижнего запила «γ», вычисляем угол верхнего запила «δ»:

δ = 90° — γ

Замеряем расстояние между точками «К-Л» и делаем по нему стропило. Концы запиливаем по определённым нами углам. После этого верхний конец нужно ещё раз запилить (заострить его) с учётом угла «φ», который так же замеряем с помощью малки (см. рис.23):

Рисунок 23

ШАГ 11: Добавляем выноса на углы. Самые крайние выноса, которые не достают до мауэрлата, делаем облегчёнными, из доски 50х200 мм (см. рис.24):

Рисунок 24

ШАГ 12: Устанавливаем нарожники. Как изготавливать нарожники, я подробно описывал в первой статье про . Здесь принцип абсолютно такой же, поэтому повторяться не буду (см. рис.25):

Рисунок 25

К угловому стропилу нарожники крепим с помощью металлического уголка 135°, при необходимости подгибая его.

После установки всех нарожников, нам остаётся подшить карнизы снизу и сделать обрешётку. Об этом мы уже много раз говорили.

Надежность конструкции крыши напрямую зависит от того, насколько правильно будет смонтирована вся ее несущая система. А основными ее элементами являются стропила. Вся же система состоит из стропильных ног, которые поддерживают и распирают дополнительные элементы, такие как подкосы, затяжки-ригели, боковые прогоны, опорные стойки и растяжки. Стропильные ноги соединяются на коньковой балке сверху, а нижние их края очень часто опираются на , закрепленный на боковых несущих стенах здания.

Так как на мауэрлат выпадает самая большая нагрузка, его изготавливают из мощного бруса. Его сечение определяется массивностью всей стропильной системы, но в основном размер составляет от 150 × 150 до 200 × 200 мм. Этот несущий элемент пр едназначен для равномерного распределения нагрузки от всей конструкции крыши и кровли на несущие стены строения. Крепление стропил к мауэрлату осуществляется различными способами. Они выбираются по месту в зависимости от типа стропильной системы (которая может быть наслонной или висячей), ее сложности и массивности, от величины суммарных нагрузок, которым будет подвергаться вся конструкция крыши.

Разновидности соединительных узлов «стропила — мауэрлат»

Прежде всего, существуют скользящие и жесткие крепления стропил к мауэрлату.

1. Скользящие крепления состоят из двух отдельных элементов, один из которых имеет возможность перемещаться относительно другого.

Эти крепления могут быть разными по конструкции — закрытыми и съемными .

• Закрытое крепление состоит из уголка, который крепится одной стороной к мауэрлату, а на другой стороне имеет специальную щелевидную проушину. В ней устанавливается металлическая петля с отверстиями для креплений к стропилу. Благодаря свободной, не закрепленной вертикальной стороне уголка, крепление дает возможность стропилу при необходимости несколько смещаться, не оказывая деформирующего воздействия на стены здания.

• Открытое крепление устроено по тому же принципу, и отличается лишь тем, что металлическая петля не вставляется в проушину, а просто верхняя часть вертикальной полки уголка после монтажа загибается вниз, фиксируя тем самым соединение.

Видео: пример установки подвижного крепления на стропильную ногу и мауэрлат

2. Видов жестких креплений — гораздо больше. Они выбираются в зависимости от массивности деревянных элементов конструкции и способа установки на мауэрлат.

Сюда можно отнести металлические уголки разных размеров, крепления LK, которые надежно зафиксируют стропило, устанавливаемое с помощью запила, не повредив его крепежными саморезами или гвоздями.

• Крепления LK производится в нескольких размерных вариантах, поэтому их можно подобрать под любую толщину бруска или доски. Толщина металла, из которого изготавливаются это крепежные элементы, составляет 2 мм, какой бы размер они ни имели. В зависимости от величины, крепежные детали имеют разное обозначение.

Необходимо отметить, что эти крепления подходят не только для соединения стропил на мауэрлате – их используют и для фиксации узлов «балки перекрытия – мауэрлат».

Главное преимущество этой крепежной детали — это максимальная жесткость и надежность соединения деревянных элементов.

• Закрепление стропил с запилом на мауэрлате с помощью уголков осуществляется с двух сторон, что обеспечивает т ребуемую жесткость .

Существуют уголки, предназначенные для крепления стропил без запилов . Они имеют более высокие полки и прикручиваются большим количеством саморезов. Их производят из металла толщиной в 2; 2,5 или 3 мм.

О некоторых уголках, приведенных в таблице, нужно сказать несколько слов дополнительно, так как их описание требует уточнений:

— КР 11 и КР21 — это усовершенствованные уголки, маркированные часто, как К Р1 и КР2 . В этих элементах имеется отверстие для анкерного крепления, имеющее овальную форму, которое снижает риск ср ыва болта в случае усадки конструкции.

— КР5 и КР6 — это уголки, применяемые для крепления элементов, на которые выпадает большая несущая нагрузка. Уголок К Р6 тоже снабжен овальным отверстием, и его рекомендовано использовать при создании стропильной системы на новом доме, который будет еще давать усадку. Эти модели востребованы при монтаже конструкций, имеющих большой вес.

— Уголок К М произведен из перфорированной стали и используется для крепления стропил с большим сечением. Особенно он хорошо подходит для деревянных строений. Этот уголок закрепляет элементы конструкции очень надежно , и при его использовании не требуется врезки стропила в мауэрлат — достаточно на первом выпилить правильный угол.

— Уголок KMRP используется для скрепления деталей стропильной системы под прямым углом, в том числе и стропила с мауэрлатом. Он также отличается от обычных уголков своим вытянутым отверстием, с помощью которого возможно смещение при усадке без повреждения крепежного болта. Его можно использовать в конструкции, где нельзя сделать врезку одного элемента к другому.

Производятся уголки KMRP из стали толщиной в 2 мм. Выпускаются три разновидности:

• Другим вариантом закрепления стропил на мауэрлате является установка их между двумя досками, спиленными под определенным углом, и дополнительно в нижней части зафиксированных с помощью металлических уголков или креплений LK.

Такое закрепление дает хорошую жесткость и надежность . Этот способ хорошо подходит в тех случаях, когда стропило нужно закрепить под нужным углом, приподняв его над горизонтальной плоскостью мауэрлата, но закрепив его на вертикальную внешнюю сторону.

• Способ крепления стропил на мауэрлат, сделанный из бруса не слишком большого сечения. Осуществляется путем усиления бруска с помощью деревянных подкладок, имеющих необходимую толщину.

Отрезки досок прикрепляются к мауэрлату с помощью гвоздей или саморезов, в тех местах, где будут установлены стропильные ноги.

В этом случае в стропилах делаются вырезы нужной конфигурации и глубины. Надежно фиксируются стропильные ноги к стене с помощью стальной проволоки, которую закрепляют на вбитый стальной костыль.

• Кроме вышеописанных способов крепления, стропила прибиваются к мауэрлату с помощью скоб. Нужно отметить, что этот метод достаточно распространен и используется уже очень давно. При правильном закреплении этих элементов, стропильная система прослужит долгие годы.

Скобы могут иметь различный размер, вбиваются в разных местах соединения.

• Еще один крепежный элемент, который применяется как вспомогательный — это перфорированная лента ТМ . Ее используют для усиления крепежного узла при необходимости дополнительной его фиксации.

В некоторых случаях этот элемент может быть незаменим, поэтому его тоже нельзя исключать при установке стропильных ног на мауэрлат.

Особенности стропильных систем

Выбирается в зависимости от расположения несущих стен здания. У каждой из систем предусмотрены свои дополнительные подпорные или стягивающие элементы.

Наслонные стропила

Система с наслонными стропилами отличается тем, что имеет одну или несколько опорных точек, кроме несущих стен. В связи с этим, с боковых стен снимается значительная часть нагрузки.

В виде дополнительных подпорных элементов применяют боковые стойки и «бабки», подпирающие и закрепляющиеся на балки перекрытия. А сами балки, в свою очередь, одновременно служат затяжками для конструкции, и также облегчают нагрузку от стропильной системы на несущие стены.

Наслонные стропила крепятся к мауэрлату чаще всего скользящими соединениями, которые способны сдвигаться при усадке или деформации стен, оставляя невредимой конструкцию крыши. Особенно это важно учесть в новых постройках, так как любое недавно выстроенное здание обязательно дает усадку под влиянием колебаний температуры и грунтовых подвижек.

Висячие стропила

Висячими стропила называются в связи с тем, что они не имеют других опор, помимо двух боковых несущих стен. Получается, что они как бы нависают над внутренним пространством строения. В этом случае вся нагрузка от конструкции каркаса крыши выпадает именно на мауэрлат.

Для крепления к мауэрлату висячих стропил используются жесткие крепления с отсутствием степени свободы движения, так как каркасная конструкция имеет всего две точки опоры.

Висячая система стропил является распорной, поэтому оказывает большое давление на стены.

Для снятия части нагрузки со стен строения применяются такие дополнительные элементы, как подкосы, «бабки» и затяжки-ригели, которые, подтягивают систему к коньковому бруску и равномерно распределяют нагрузку на все стены. Ригели устанавливаются параллельно балкам перекрытия и стягивают стропила между собой. Без этих дополнительных деталей конструкция может стать ненадежной .

Расчет установки стропил

Чтобы стропильная система была надежной и прочной, кроме оптимального способа соединения нужно выбрать правильный шаг расположения стропильных ног. Этот параметр выбирается в зависимости от размеров стропил (их и длины между точками опоры), а также – от конструкции крыши.

В данной таблице можно получить информацию о необходимых параметрах для монтажа надежной стропильной системы.

Воспользуйтесь , в статье на нашем портале.

Цены на различные виды крепежа для стропил

Крепеж для стропил

Несколько правил по креплению стропил к мауэрлату

Для того чтобы крепления были надежны , необходимо соблюдать ряд правил, которые предусмотрены для этого процесса:

• Если для крепления используются металлические соединительные детали, то они должны быть закреплены к деревянным соединяющимся элементам с максимальной тщательностью – качественными саморезами нужной длины.
• Если стропила будут укладываться в запилы в мауэрлате, то размеры должны быть точно выверены. Это позволит обеспечить плотную надежную установку стропила в подготовленный запил, которые должен иметь глубину на ⅓ мауэрлата. Однако, следует помнить, что такое правило будет справедливо лишь в том случае, если мауэрлат изготовлен из мощного бруска, имеющего размер в сечении не менее 150 × 150 мм.

• Чтобы не ослаблять мауэрлат, чаще всего запилы выполняют в самой стропильной ноге под нужным углом, а дополнительно узел затем фиксируются уголками. Запил не должен в этом случае превышать ¼ толщины стропила. Это крепление — жесткое и может быть применено в висячей стропильной системе.

• При использовании болтов для скрепления стропил с откосами, затяжками и другими деревянными элементами, нужно обязательно устанавливать на болт шайбу или металлическую пластину, во избежание затопления гайки в древесину и, соответственно, ослабления конструкции.
• Крепление стропил к мауэрлату только на гвозди или саморезы считается ненадежным , поэтому нужно обязательно использовать уголки или другие металлические крепежные элементы различных конфигураций.

• При установке стропил на деревянные стены, будь то висячая или наслонная система, рекомендовано крепить их к мауэрлату скользящим креплением, особенно в том случае, если кровельный материал имеет достаточно большой вес.

Видео : несколько примеров крепления стропил к мауэрлату

Конструкция крыши получится прочной и прослужит длительный срок, не деформируясь по, самыми разными внешними воздействиями, если расчеты всех элементов произвести верно , грамотно подобрать и правильно смонтировать все крепежные узлы.

Надёжность всей кровли зависит от правильности выполнения монтажных работ. Основными элементами конструкции считаются стропильные ноги.

Для придания устойчивости элементы закрепляются при помощи боковых раскосов, металлического уголка или скоб. Балки соединяются между собой в коньковой части перекрытия, внизу происходит крепление стропил к мауэрлату. Элемент выдерживает максимальную нагрузку, для его изготовления используются пиломатериалы с сечением 15 × 15 или 20 × 20 см.

Особенности стропильных систем

Вариант установки стропил зависит от расположения стен жилого здания. Каждая из конструкций имеет свои стягивающие детали или подпорные элементы.

Наслонные

Рассматриваемая система устройства кровли отличается наличием нескольких дополнительных точек крепления, кроме опоры на несущие стены. Использование такой схемы позволяет снять часть нагрузки из ограждающих конструкций. В качестве дополнительных подпорок здесь используются боковые стойки, а также дополнительные элементы (бабки), которые фиксируют конёк. Брусья применяются в качестве затяжек, что позволяет уменьшить нагрузку на несущие стены здания.

Наслонная система стропил закрепляется на мауэрлате при помощи гибких связей. Это позволяет обеспечить целостность кровли во время усадки или деформации несущих стен. Подобный способ крепления стропил к мауэрлату идеально подойдёт для новых жилых зданий. Ограждающие конструкции новых домов непременно просядут под воздействием грунтовых вод или резких перепадов температуры.

Висячие

Висячая система получила своё название благодаря отсутствию дополнительных опорных точек. Стропильные ноги опираются на несущие стены. Балки будто нависают над зданием, вся нагрузка от крыши будет равномерно распределена по лежачему брусу, мауэрлату. Висячие стропила закрепляются при помощи жёстких связей, ведь каркас кровельной конструкции опирается только в двух местах здания.

Висячая схема расположения стропил считается распорной, она оказывает значительные нагрузки на несущие стены. Чтобы снять часть усилий, используются дополнительные детали, такие как затяжки, ригели, подкосы или бабки. Элементы позволяют равномерно распределить усилия, подтягивают конструкцию к коньку. Ригели связывают стропильные ноги, их устанавливают в запилы параллельно к балкам перекрытия.

Расчёт установки стропил

При расчёте стропильной системы делается упор на надёжность и прочностные характеристики конструкции. Необходимо выбрать правильный шаг между балками. Параметр рассчитывают по расстоянию между опорными точками и сечению брусков, а также схеме изготовления кровли.

Таблица расчётов

Создание запила

Фиксация балок без запила применяется для скользящего соединения. Уголок для крепления стропил к мауэрлату позволяет надёжно закрепить балки. Способ фиксации не позволяет конструкции кровли выдерживать значительные нагрузки, поэтому его используют для перекрытия четырехскатной крыши с небольшими пролётами.

Получить надёжный узел опирания можно при помощи пропила или блокирующего зуба. Врезку делают в стропильной ноге на четверть толщины изделия. На практике применяют несколько вариантов устройства запила:

1. Жёсткое крепление – работает на сжатие внутренней стороны опорной балки.
2. Подвижное крепление получают в том случае, когда зуб образуется на внешней стороне бруса (чтобы стропила не смогли соскользнуть из мауэрлата, их дополнительно закрепляют скобами или уголками).
3. Вместо запила может использоваться упорный брус, который прибивают к балке.

Важно! Запил необходимо делать на стропильных ногах, а не мауэрлате. Вырезы на этой конструкции только ослабят опорный брус.

Установка стропил

Монтаж стропил начинают с установки мауэрлата.

Прогон прикрепляется к стенам при помощи анкерных болтов. Крепят стропила к мауэрлату двухскатной крыши в следующей последовательности:

1. Делают шаблон будущей конструкции стропильных ног. Для этого достаточно соединить одинаковые по длине доски гвоздём.
2. Получившееся изделие закрепляют в местах фиксации стропильных ног. Фиксируют положение «ножниц» при помощи ещё одной доски, которая идёт параллельно балкам перекрытия. Это поможет зафиксировать угол конструкции.
3. Делают ещё один шаблон из листа фанеры. С его помощью определяют величину зарезки балок в местах опирания на мауэрлат.
4. При помощи ранее изготовленных шаблонов делают монтажные запилы и соединяют брусья под необходимым углом, что позволяет получить стропильную ферму.
5. Поднимают фермы на крышу и закрепляют на мауэрлате. Работу начинают из установки крайних конструкций. Далее в верхних частях ферм забивают по гвоздю и натягивают шнур. Верёвка станет ориентиром для установки последующих ферм. Остальные стропила устанавливают на расчётном расстоянии, но не менее 60 см между соседними балками перекрытия.

При необходимости фермы дополнительно закрепляют ригелями, подкосами и подпорками. Конёк фиксируют на специальных опорах при помощи промежуточных и диагональных стропил.

При установке балок необходимо соблюдать следующие правила:

1. При использовании шпилек и болтов подкладывают под них шайбы. Это позволит повысить прочность соединения стропильных ног.
2. Стропила к мауэрлату часто крепят при помощи специальных уголков. Их закрепляют гвоздями или саморезами нужной длины.
3. Запил стропил к мауэрлату делают на 1/4 его толщины. Нарушать целостность пиломатериала не рекомендуется, ведь он должен выдерживать значительные нагрузки. Жёсткое крепление чаще применяется для висячей системы.
4. Фиксация стропил и мауэрлата гвоздями или саморезами не позволяет добиться желаемого результата. Для устройства надёжного соединения применяется металлический уголок с несколькими отверстиями на полочках.
5. При установке стропил на кирпичные или газобетонные стены брусья закрепляют на мауэрлате с использованием скользящего крепежа. Метод особенно актуален для конструкций с тяжёлым кровельным материалом.

Важно! Только правильный расчёт сечения балок, подбор шага между стропильными ногами и грамотная фиксация крепёжных узлов позволят увеличить срок эксплуатации кровли.

Жёсткое крепление

Крепёж считается одним из самых надёжных, он выполняется за счёт врубки на балках или закрепления подпорных брусков. Если строители применяют метод врубки, не стоит переживать о возможном изменении скатного угла, но плоскость стропил должна находиться на одном уровне. Перед проведением работ необходимо снять контрольные замеры. Запилы делают на каждой балке отдельно или по заранее изготовленному шаблону, всё зависит от положения мауэрлата.

Шаблон делают из куска фанеры, отрезка доски или плотного картона. На заготовке проводят линию параллельно нижней кромке на 1 см от высоты бруса. На балках проводят такую же параллельную черту и перпендикуляр в месте прилегания изделия к мауэрлату. Глубина будущей зарубки не должна превышать третьей части ширины стропила. Прикладывают шаблон к торцевой части мауэрлата, определяют угол положения стропила и проводят необходимые линии на заготовке, вырезают ненужную часть.

Проверяют готовый шаблон на разных участках мауэрлата, прорезь должна совпадать с лежачим брусом. Если это так, то определяют точки соприкосновения стропильных ног с мауэрлатом, совмещают параллельные линии и наносят разметку на пиломатериал. Делают зарез при помощи ножовки или бензопилы. Работу необходимо проводить с особенной аккуратностью, чтобы не сделать лишний запил.

После пропила прямой линии делают угловой срез. Операцию рекомендовано проводить при помощи острого топора. Сруб несколько раз проверяют на совмещение мауэрлата с вырезом на шаблоне. Ферму устанавливают в нужном месте и закрепляют скобами. Положение каждой стропильной ноги дополнительно фиксируют раскосами. Элементы убирают после монтажа обрешётки.

Нашивка бруска

В небольших по размеру каркасных зданиях запил стропил может не потребоваться. Углубление в балке заменяет упорный брусок, который закрепляется на изделии при помощи гвоздей. Надёжность этого способа зависит от качества проведённых работ. Операции выполняют в следующем порядке:

1. Устанавливают стропила и фиксируют их положение при помощи раскосов.
2. Отрезают кусок доски (от 50 см), определяют угол наклона ската и закрепляют доску к балке. Для этого используется металлический уголок и шурупы нужной длины, шпилька или болт с гайками и шайбами. При отсутствии прочного и надёжного пиломатериала закрепляют две тонкие доски на обеих сторонах балки. Дополнительные крепления в таком случае не потребуются.

Совет! При установке каждой последующей фермы надо ориентироваться по направлению шнура, контролировать положение конька и нижней части балок.

Скользящий

Если крышу устанавливают на срубе, практикуется крепление стропил без мауэрлата. Вместо этого элемента используются несущие стены здания. Деревянная постройка даёт усадку, что может привести к деформации кровли, появлению прогибов и перекосов. Чтобы этого не случилось, используется скользящий метод закрепления стропил.

Работу проводят в следующем порядке:

1. Проводят монтаж крайних ферм, фиксируют их положение при помощи раскосов и натягивают шнур.
2. Покупают специальные фиксаторы (они должны соответствовать ГОСТу), определяют места их установки.
3. Снимают часть лежачего бруса, что позволит увеличить площадь соприкосновения стропил с мауэрлатом.
4. Укладывают балки в посадочные места и устанавливают крепежи.

Если кровельная конструкция шатается, дополнительно усиливают фермы раскосами и подпорками. Эти требования справедливы и для односкатной крыши.

Наслонный метод

Способ закрепления балок применяется во время ремонта, если не хватает длины пиломатериалов. Работу проводят в следующем порядке:

1. Определяют угол ската.
2. Вычисляют длину стропила от конька к мауэрлату.
3. Делают зуб с запилом или прибивают к балке упорные доски.
4. Проводят дополнительную фиксацию ферм к мауэрлату скобами или уголком с саморезами.

На завершающей стадии работ делают кобылки для карнизов, проводят монтаж обрешётки. По завершении этого процесса дополнительные раскосы, которые удерживают фермы, можно снять.

Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы - поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы - возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией. Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

Рис. 19. Примеры схематического изображения узлов

В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун - узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3–4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый угол. В данном случае, гвоздевое крепление выступает как шарнир. Однако если количество гвоздей увеличить и рассчитать их на нагрузку не допускающую среза (изгиба), то поворот становится невозможном, здесь мы получаем балку с защемленным концом, но при нагрузке превышающей расчетную, узел опять становится шарниром. Поэтому очень важно изначально определить нагрузку под которой будет работать система. Поскольку превышение фактической нагрузки сверх расчетной, приводит к изменению схемы работы узлов и разрушению всей конструкции.

Сопряжения наслонных стропил относящиеся к различным схематичным изображениям узлов представлены на рисунке 20.

В зависимости от решаемой задачи при проектировании крыши узловые сочленения стропил могут быть отличными от представленных на рисунках 20. Главное, это запроектировать в узлах с двумя степенями свободы: поворот, возникающий от изгиба стропил и сдвиг в горизонтальном направлении. А в узлах с одной степенью свободы - поворот стропила. Как правило, сдвиг верха или низа стропил обеспечивают горизонтальные врубки, а ограничение сдвига - упор стропил друг в друга и/или в стыкуемый элемент: мауэрлат либо прогон.

Попробуем объяснить принцип закрепления стропилины на примере. Все мы легко можем представить себе обычную приставную лестницу. Лестница, как лестница, ничего особенного: две жерди (тетивы) и поперечные палки–ступени. Мысленно приставим такую лестницу к стене, а для чистоты эксперимента сведем к минимуму силы трения - обольем пол и стену маслом. Что будет если нагрузить лестницу - залезть на нее? Лестница рухнет. В нижней и верхней опоре у нее по две степени свободы. В нижнем, у нее есть поворот и горизонтальное смещение, в верхнем - поворот и вертикальное смещение. Что нужно сделать, чтобы лестница стала устойчивой и держала нагрузку (вес человека)? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней либо вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. Получаем устойчивую и стабильную систему. Мысленный эксперимент с лестницей вы можете додумать сами, ставя ее в различные ситуации, например, если лестница длинная и опирается на стену сверху, тетивами с горизонтальными запилами или без запилов. Как она будет себя вести? Такой мозговой штурм, помогает в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а нужно просто спрогнозировать покатится лестница под нагрузкой или останется неподвижной.