npkpmz.ruДолгосрочность и прочность крыши зависит от качества конструкционных элементов (мауэрлата, стропильных ног, обрешетки и конькового прогона и др.). А также насколько грамотно и надежно они соединены между собой. Важно разобраться, из чего состоит стропильная система, какие способы крепления существуют, знать их плюсы и минусы. При возведении необходимо сделать правильные расчеты по нагрузке на основание, смонтировать и закрепить кровельные узлы согласно выбранному типу фермы.
Конструкция стропильной системы
Система стропил является своеобразным каркасом крыши. Все узлы и элементы должны обладать достаточной жесткостью для выдерживания нагрузки при распоре и сдвиге. Конструкционные элементы изготавливают из дерева, чтобы кровля имела легкий вес. Материал необходим качественный, с небольшим числом трещин и сучков. Для мауэрлата, прогона и подушек берут сорта твердых пород дерева.
В систему стропил входят следующие элементы:
- Мауэрлат – своего рода фундамент кровли, служащий опорой. Благодаря ему вес одинаково распределяется по периметру постройки. Это толстая балка, прикрепленная к стене, уложенная строго параллельно балке конька.
- Ноги стропил. Определяют внешний вид верха дома и уклон крыши.
- Коньковый прогон. Это брус, положенный в горизонтальном положении, на котором закрепляют стропила.
- Боковой прогон. Аналогичен коньковому, но фиксируется по центру стропильных ног на скате.
- Затяжка. Соединяет крайние стропила, чтобы они не расходились.
- Подкос (ноги под стропами). Состыковывается с лежнем и стропильной ногой, что делает его более стойким.
- Лежень. Устроенный поверху внутренней стены постройки, параллельно коньку, брус. Служит для установки подкоса и стойки.
- Конек крыши. В этом месте соединяются скаты кровли, набивается сплошная обрешетка для повышения прочности.
- Свес. Часть крыши, ограждающая стены от контакта с большим объемом атмосферных осадков.
- Кобылки. Устанавливаются для увеличения длины стропил, если их не хватает при монтаже свесов.
- Обрешетка. Сплошная или из реек, служащая основой для кровельного материала.
Важно выбрать подходящие методы соединения участков системы, качественно их соединить с общей кровлей для стойкости к расчетной нагрузке.
Виды ног системы
По нагруженности на участках системы стропил бывают:
- С висящими стропилами. В верхней части они упираются друг в друга, внизу ставятся на мауэрлат. Соединены растяжкой для уменьшения усилия распора. Применяются для двухскатных крыш с пролетом не более 6 метров.
- С наслонными стропильными ногами. Снизу опора — мауэрлат, вверху — прогон коньковый, поддерживаемый стойкой или внутренними стенками. Подходят для крыш с любым уклоном, пролет которых около 15 метров.
Участок, где стропило соединяется с кровлей, называется узлом опоры. Не обязательно статичный, может быть динамичным, если на составляющие редко действует нагрузка. Встречаются соединения с различной степенью свободы.
При нулевой окончания жестко закреплены углом с двух сторон и остаются неподвижными. Одна степень свободы дает балке вращаться вокруг. В узле опоры с двумя степенями у элемента каркаса есть возможность не только вращаться по оси, но и смещаться. В этом помогают специальные крепления стропильных ног к балке или мауэрлатам. При узле шарнирном, имеющим трехстепенную свободу, изделие может смещаться как вертикально, так и горизонтально, но возможно отсутствие кругового вращения.
Главные узлы соединения: ферма, коньковый узел, компонент из прогона, лежня, скрепление мауэрлата со стропилами, звено из подкоса и стойки. Фермы собирают на земле, а затем ставят на крыше. Это позволяет точно состыковать детали.
Соединяются деревянные элементы за счет различных срезов, выемок, вырубок либо металлических крепежей. Для установки стропильной системы берут саморезы, стальные уголки, болты с гайками, стяжки из проволоки большого сечения, пластины из металла, монтажную ленту с отверстиями, кронштейны, уголки с усилением.
Применяя кронштейны, отпадает необходимость в подготовке вырезов в стропиле, что позволяет сохранить их несущую способность на максимальном уровне.
Металлические пластины встречаются для гвоздей и перфорированные, в которых есть достаточно отверстий для шурупов или саморезов. Первый вид используется на заводе, так как молотком пластину вбить в стропило самостоятельно невозможно из-за необходимости создания равномерного давления. Как крепежный материал иногда применяются деревянные бруски, накладки.
Способы крепления
От выбора стропильной системы и материалов стен зависит, каким лучше способом закреплять главные элементы. При конструировании следует правильно распределить нагрузку от здания и крыши на фундамент.
Внизу стропилы могут соединяться с разными компонентами в зависимости от системы: балками, мауэрлатом, стенами. Опорные узлы создаются различными способами.
Соединение с мауэрлатом
Принято разделять несколько видов:
Жесткое
Такое соединение нужно при использовании наслонных стропил, которые следует прочно закрепить на мауэрлате. Его можно сделать двумя способами:
- Прикрутить подпорный брус на стропильную ногу.
- Выполнить врубку на стропиле.
Для первого варианта берут дополнительный брус метровой длины. Затем его примеряют к месту установки, чертят наклонную линию, отмеряя, сколько нужно отрезать. Готовый материал ставят под стропило и фиксируют уголком из стали и пластиной из металла, что предотвращает движение стропильной ноги в сторону.
В случае применения на одном из концов стропила жесткого укрепления, на втором выбирают другой вид. Иначе увеличиваются распорные нагрузки, которые могут вызвать деформацию.
При втором способе крепления стропил сначала изготавливается шаблон, в котором делается треугольный запил с учетом наклона ската кровли.
Глубиной необходимо делать не больше трети ширины стропила. Полученное изделие прикладывают в нескольких точках к мауэрлату, чтобы убедиться в правильности выреза. После проверки выпилы производят на всех ногах, контролируя, чтобы они находились на одинаковом отдалении от края.
Потом каждое стропило последовательно ставят в упор к мауэрлату и вбивают с противоположных сторон под наклоном гвозди. Каждый третий гвоздь забивают перпендикулярно. Этим способом чаще пользуются для крыш с усложненной конструкцией. Врубка осуществляется только в ногах стропил.
Скользящее
Используется для срубов, которые со временем дают усадку. Такое крепление с несколькими уровнями свободы, то есть один из элементов может смещаться в некоторых рамках. Поэтому выпускаются специальные крепежи, предназначенные для скользящих фиксаторов. Их называют «салазками» или плавающими механизмами.
Также применяют для крепления уголки из металла, у которых глубокое отверстие. Ноги стропил дополнительно закрепляются обвязками проволоки, чтобы снизить вероятность срыва кровли при порывах ветра. Распорка, бабка и подкос висячих элементов фиксируют хомутами и скобами.
С малой степенью свободы
Допускается небольшое горизонтальное движение стропильной ноги под давлением кровли и при изменениях температуры и влажности. При создании узла небольшим числом гвоздей остается возможность скольжения. Вбитые с небольшой силой в шахматном порядке не позволят смещаться элементам.
С большей свободой
Его редко применяют, только для строений, испытывающих значительные не статичные нагрузки на кровлю. Металлический уголок надежно крепят к мауэрлату саморезами, вмонтированными в армирующий пояс на этапе заливки. Стропильные ноги расположены под точным углом, который может меняться из-за неравномерных нагрузок на крышу.
Соединение с кобылками
Устройства свесов требуют кобылки из дерева длиной, превышающих свет хотя бы на 50 см для стыковки со стропилом, которые прибиваются к строительным ногам, увеличивая их длину за пределы кровли.
С помощью конькового узла
Так как конек испытывает сильные нагрузки, специалисты применяют пять способов создания конькового узла: стык, паз, балка, внахлест и в полдерева.
При соединении встык стропильная нога с одной стороны подрезается под небольшим углом, равным углу кровельного ската. Чтобы было удобнее работать и быстро обрезать все стропила, заранее изготавливают шаблон. Резы необходимо делать одинаковыми, иначе концы нельзя будет приблизить вплотную. Соединенные торцы скрепляют под коньком двумя гвоздями, забиваемыми под углом. При горизонтальном вбивании крепеж не пройдет через двойную доску. Коньковый узел дополнительно укрепляют с помощью деревянной накладки или стальной пластины.
Если закрепляют стропила к коньковому брусу, то их концы спиливают под одинаковым углом и прибивают к балке конька гвоздями или фиксируют стальными уголками. Когда соединяют ноги стропил, коньковая область становится неострой.
Наиболее популярным соединением для конькового узла является «внахлест». Стропила совмещают так, чтобы они пересеклись друг с другом торцами. Их стягивают болтом с гайкой, сбивают гвоздями. Чтобы улучшить крепление, вокруг болтового крепежа выдавливают уплотнитель из резины. В методе «внахлест» не требуется применение пилы.
Чтобы получилось соединение стропил в коньковом узле с помощью паза, в одной ноге стропильной создают выпил, во второй — шип. Скрепляют детали, вставляя в выемку выступ. Укрепляют гвоздями и деревянным нагелем.
В методе совмещения стропил в половину дерева на концах ног выпиливают пару выемок глубиной около 1/2 толщины досок. Скрепляют элементы при таком виде шайбой. Повышают надежность крепления гвоздями или нагелем.
Балочное соединение
Пользоваться этим методом возможно только в случае уверенности, что стены смогут держать массу стропильной системы. Если нет мауэрлата, давление осуществляется точечно, а не распределяется. Стропило крепится непосредственно к балкам, опирающимся на стены сооружения. Этот способ можно использовать без сомнений для мансардной крыши, если брать доски для потолка сечением 15х5 см. Стропило не должно скользить по опоре.
Есть разница в фиксации стропильных ног к перекрытиям у односкатных и двухскатных крыш. Для двух скатов нагрузка большая, поэтому следует использовать два шипа. Для кровли с одним скатом достаточно единственного выступа.
Наиболее прочным соединением будет врубка. Балки перекрытий должны выглядывать на 45 см, на их окончаниях прорезают выемку. В стропилах выполняют зарубку с двойным шипом, отступая от края около 26 см. Это препятствует сдвигу ног из-за нагрузок. Вырез производится на треть или четверть ширины балок. Исключить пазы можно в случае, если используются доски из деревьев твердых пород, имеющих высокую прочность.
Далее соединяют ноги стропил с балками. Чтобы укладка была ровной, применяют шнур, натянутый на крайние элементы. Вставленные в углубления брусья скрепляют с балками металлическим крепежом. Можно воспользоваться более простым способом – фиксировать соединение, используя деревянные накладки.
Закрепление на стене
Иногда ноги стропил нужно закрепить на стенах. Тогда их обязательно соединяют затяжкой, которая снимает часть нагрузки с дома от стропил. Этот метод нельзя использовать для строений из газо- и пеноблоков. Из этих материалов древесина втягивает влагу и в них не держатся фиксирующие элементы. Он больше подойдет для кирпичной или каркасной постройки.
Для качественной установки на стенах под определенным углом делается запил. Стропила устанавливают боком и забивают в них по гвоздю. Чтобы повысить прочность, по бокам прикрепляют стальные уголки.
