Наслонные стропила: обзор конструкции, узлов и план монтажа

Древесина является одним из самых популярных материалов для строительства домов. Это объясняется большим количеством преимуществ, которыми обладает дерево. Однако наряду с этим возникает ряд трудностей, связанных с внутренней отделкой строений из бруса или бревна. Основной проблемой деревянных домов является естественная усадка стен. Для уменьшения воздействий от этого явления пользуются скользящими креплениями для гипсокартона.

Подробный обзор

Прогоны и стойки в стропильных системах

Основными элементами подстропильной конструкции, направленной вдоль здания, являются долевые балки — прогоны. Прогоны покрытий предназначены для передачи действующих нагрузок (собственный вес, вес кровли, ветровые и снеговые нагрузки) на несущие конструкции.

  1. В чердачных крышах прогоны опираются на торцевые (боковые) и внутренние несущие стены или стойки, передающие давление от веса крыши на внутренние стены или столбы.
  2. В бесчердачных крышах прогоны опираются на несущие конструкции стен, ригелей или непосредственно на столбчатые фундаменты.
  3. В подвесных перекрытиях прогоны подвешивают к конструкциям колон и ферм.

Основные виды крыш по конструктивному исполнению

Перед установкой нужно выбрать оптимально подходящую стропильную систему для кровли. Наибольшим спросом среди частных застройщиков пользуются скатные конструкции следующих видов по форме:

  • 1-скатные;

  • 2-скатные;

  • мансардные (ломаные двускатные);

  • шатровые;

  • вальмовые;

  • полувальмовые.

Рисунок 1. Основные виды крыш по конфигурации

Наиболее простыми по конструкции являются односкатные кровельные системы. При этом они требуют минимум финансовых и трудовых вложений на устройство. Однако учитывайте, что в здании с такой крышей невозможно обустроить полноценный чердак или, тем более, мансардный этаж.

Одни из самых популярных на сегодня крыш – двускатные и мансардные. Это обусловлено возможностью обустроить просторный чердак или большую мансарду. На такие конструкции расходуется меньше кровельного покрытия, однако требуется возведение фронтонов по торцевым сторонам дома. Также привлекает минимальная сложность монтажа.

Рисунок 3. Внешний вид двускатной (сверху) и мансардной крыши (снизу)

Шатровые кровли, как правило, имеют 4 ската в виде равнобедренных треугольников, сходящихся в одной точке сверху. Гармонично смотрятся на одноэтажных домах в классическом стиле. Характеризуются сложной стропильной системой, но повышенной устойчивость к ветровым нагрузкам.

Вальмовые и полувальмовые кровли тоже отличаются сложностью устройства, большим количеством конструктивных элементов в стропильной системе. Требует профессионального подхода к монтажу, без наличия определенных навыков самостоятельно построить качественную и надежную конструкцию будет очень сложно.

Рисунок 6. Полувальмовая крыша

Виды стропильных систем

Стропила могут быть висячими и наслонными .

Висячие опираются на стены и создают распор. Чтобы уменьшить его, в основании стропил делают затяжки, которые соединяют стропила и образуют с ними треугольники. Висячие системы различных типов используются для домов шириной не более 17 м. В зависимости от ширины строения, устраивают их по-разному.

Если ширина дома не больше 9 м, то стропила поддерживаются вертикальным брусом — так называемой бабкой . Она находится под коньком.

Если ширина дома от 9 до 13 м, дополнительно устанавливают подкосы, которые одним концом упираются в стропильные ноги, а другим — в бабку.

При ширине дома 13-17 м используются две вертикальные стойки, соединяющиеся в верхней ригелем (подгоном), как на рисунке.

Наслонные стропила опираются на несущую стену или колонны внутри здания. При таком способе стропило имеет три или больше точек опоры. Наслонный тип стропильной системы создает меньшую нагрузку на стены здания и более прочен, его используют для зданий большей ширины. Такие крыши могут быть устроены по-разному, в зависимости от расположения внутренних стен, они могут быть симметричными или асимметричными.

Конструктивные элементы двухскатных крыш

Вся конструкция крыши состоит из разнообразных досок, балок, брусков, которые имеют разную длину и толщину. Ниже разберем все элементы по отдельности.

Мауэрлат

Должен быть выполнен из хвойного бруса квадратного сечения, размер может быть либо 10 либо 15 сантиметров. Он монтируется поверх всех несущих стен, на которые будет опираться конструкция крыши. Крепится мауэрлат должен анкерами или резьбовыми стержнями. Этот элемент служит для распределения всей нагрузки на несущие стены.

Стропильная нога

Представляет собой брус, пятнадцать сантиметров в ширину и пять в толщину. Из них будет устанавливаться тот самый треугольник контура крыши, именно этот элемент будет брать нагрузку от погодных явлений. Оптимальным шагом между стропилами считается расстояние от 0,5 до 1,3 метра. Чем тяжелей планируется использовать покрытие крыши, тем меньше нужно делать шаги. Еще расстояние между стропилами может зависеть непосредственно от формы покрытия крыши.

Лежень

Применяется аналогичный брус как для мауэрлата. Но в этом случае он должен укладываться по плоскости вдоль внутренней несущей стены или поверх специальных колонн. Лежень выполняет похожую с мауэрата функцию, а именно, служит для распределения нагрузки от кровельных стоек.

Читайте также:  Армопояс в доме из газобетона: назначение и правила монтажа

Затяжка

Затяжки применяются для монтажа висячей стропильной системы. Они соединяют стропила во избежания расползания.

Стойки

Применяется квадратный брус, располагаются эти элементы строго по вертикали, подпирая конек, для передачи нагрузки несущей стене или колонны внутри строения.

Подкосы

Своего рода передаточное звено от стропил до несущих элементов. Скрепив воедино затяжку и подкосы, получится ферма – очень крепкая конструкция. Ферма используется при больших пролётах, где ожидается большая нагрузка на изгиб.

Обрешетка

Доски укладывается поперёк на стропила. Служат для равномерного распределения массы кровли на стропила, кроме этого, обрешетка прибавляет жесткости всей конструкции. Чаще для обрешётки используются обрезная доска, хотя допустимо и использование не обрезной доски, но с предварительно удаленной корой. Если планируется установка мягкой кровли, к примеру битумная черепица, то обрешетка делается сплошной. В этом случае применяются влагостойкие листы фанеры.

Конек крыши

Самый верхний элемент всей крыши, устанавливается горизонтально, на нём закрепляются стропильные ноги по обе стороны скатов.

Свес крыши

Этот элемент представляет собой обыкновенный свес, который свисает за пределы стен на 40-50 сантиметров, образовывая козырёк. Служит для защиты от дождя и снега.

Кобылки

Используются в том случае, когда для свеса крыши не хватает длины стропил. Кобылки закрепляются на концах стропильных ног, тем самым удлиняя их. Обычно для этого применяются доски более мелкого сечения нежили для стропил.

Разновидности

Применение подвижных креплений для фиксации стропильных ног к мауэрлату – единственный метод не допустить деформацию крыши в ходе усадки деревянных домов. В большинстве случаев, ползуны имеют достаточно обычную конструкцию, складывающуюся из статичного основания-направляющего и уголка с петлей, который по нему перемещается. Различают следующие разновидности подвижных креплений:

  • Открытого типа. Скользящие крепления для стропил открытого типа являются разборную конструкцию, складывающуюся из направляющей, прочно фиксируемого к стропильной ноге, и уголка, который крепится к мауэрлату стропильного каркаса. Отличаются разные модели всего по 2 факторам: количеству крепежных отверстий, которых возможно от 1 до 5, и запасом хода. Минимальный запас хода скользящей опоры образовывает всего 60 мм, а минимальный – 160 мм. Чем данный параметр больше, тем лучше крепление защищает от деформаций, снабжая большую подвижность стропилам.
  • Закрытого типа. Скользящая опора стропил закрытая, в отличии от открытой, не планирует и не разбирается. Это цельная, монолитная конструкция, которая продается и устанавливается сходу в собранном виде. В таком случает уголок, прикрепляемый к мауэрлату, имеет петельку, через которую в ходе изготовления крепления продевается направляющая планка, фиксируемая на стропила.

Опытные кровельные мастера уверены в том, что подвижные крепления для стропил открытого типа намного эргономичнее для монтажа, особенно в случае если сборка стропильного каркаса выполняется руками неопытного работника. Иначе, закрытые опоры надежнее в эксплуатации, и выдерживают громадные нагрузки.

Скользящий каркас из деревянных брусков

Деревянный каркас для гипсокартона лучше изготовить из плотной древесины, например сосны или дуба. Независимо от породы деревьев элементы каркаса обязательно нужно обработать антисептическими растворами от образования плесени и гнили и антипиренами, препятствующими возгоранию древесины.

Алгоритм выполнения работ выглядит следующим образом:

Скользящий каркас из деревянных брусков
  1. На полу рисуют контур будущего каркаса и делают проекцию на потолок;
  2. Далее отмечают места, где планируется установить скользящие направляющие для гипсокартона. При этом следует помнить, что от угла до ближней стойки необходимо выдержать расстояние около 0,6 метра. Кромки гипсокартона должны обязательно опираться на бруски;
  3. Для дополнительной прочности между основными брусками устанавливают промежуточные рейки с шагом 0,2 метра;
  4. В качестве креплений вертикальных элементов каркаса используют металлические уголки, на одной стороне которых имеется вертикальный овальный паз. Непосредственная фиксация выполняется шурупом с шайбой. Уголки крепятся на расстоянии 0,2-0,3 метра друг от друга;
  5. Первыми выставляют крайние бруски, между которыми для установки промежуточных элементов натягивают леску или шнур;
  6. Фиксация брусков не должна быть сильной, чтобы болты могли двигаться по крепежному уголку при усадке дома;
  7. После установки всех вертикальных опор переходят к монтажу горизонтальных распорок, их расположение может быть произвольным. Однако специалисты рекомендуют устанавливать перемычку так, чтобы угол гипсокартонного листа опирался одновременно на вертикальный и горизонтальный элемент каркаса.

Особенности монтажа конструкции

На верху стропила проделываем больших размеров запил и скашиваем его под небольшим углом. Подрезка на концах стропила обладает различными границами, характеризующимися по глубине. Главное, чтобы размер подрезки превышал размер сечения стропила.

Если не представляется возможным сделать подрезку верха стропила, используют искусственное наращивание, крепление осуществляется по обеим сторонам. Используются монтажные пластинки.

Когда будете проводить монтаж, обязательно сделайте так, чтобы верх врубки был максимально ровным, чтобы система внезапно не стала распорной. Чаще всего низ стропильной ноги присоединяют на ползуне.

Верхняя часть фиксируется с применением гвоздей или же, например, болтового крепления, стропила могут также взаимно упирать и связывать железными пластинками, имеющими зубчатое строение либо древесными накладками.

Как правильно закрепить стропила к балкам

В простых домах, в основном каркасных, мауэрлат может быть и упразднен. В этом случае стропила крепятся к балкам перекрытия. Самый надежный вариант сборки такой системы – подготовка стропильных ферм. Каждая ферма состоит из двух стропильных ног, соединительного ригеля и нижней затяжки. Для прочности фермы усиливают центральными балками и подкосами:

Читайте также:  Дымоход своими руками типа сэндвич - расчеты и правила монтажа

Балки перекрытия укладываются в таком направлении, чтобы стропильные фермы пересекали их перпендикулярно в разных плоскостях. Затяжка выполняет основные несущие функции, крепится к балкам перекрытия анкерами, сквозными болтами, шпильками и усиливается пластинами и металлическими уголками.

Как правильно закрепить стропила к балкам

Возможен вариант крепления стропильных ног прямо на балку, которая и будет дополнительно выполнять функции затяжки. Для создания качественных опорных узлов в такой системе рекомендуется два способа крепления:

  1. Соединение стропил с балкой двойным зубом – запилы выполняются на балке и скосе стропильной ноги (по два стыковых заруба на каждой).
  2. Крепление болтом и хомутом. Может предусматриваться сквозное крепление, но если доски имеют большое сечение, делаются врубки и детали соединяются длинными болтами.

Стропильные системы деревянных домов: какие нюансы нужно учитывать

Крыша дома должна совмещать в себе эстетичность и красоту, а также надежность конструкции. Под последним подразумевают, в частности, ее способность противостоять как внешним нагрузкам (тяжести снега и давлению ветра), так и внутренним нагрузкам – весу собственных элементов и кровли.

Для долговечности крыши очень важно, чтобы ее стропильная система была грамотно построена. К изготовлению и установке приступают после строительства несущих стен.

Во многих случаях для деревянных рубленых домов крыша принципиально отличается по конструкции от аналогичных для кирпичных, панельных деревянно-каркасных и других, даже в случае их полной идентичности по форме, виду и типу кровли. Эти различия связаны с необходимостью скомпенсировать усадочные явления.

Стропильная система деревянного дома должна представлять собой каркасную конструкцию, которая рассчитана и запроектирована с учетом возможных усадок по высоте стен.

«Скользящая» система крепления стропил ↑

Стандартное решение этой проблемы с усадкой – в устройстве «скользящей» стропильной системы с прогонами и коньковой балкой. В ней стропила скрепляют только в коньке, а по опорным стенам они скользят в «скользунах» (специальное устройство). В противном случае, то есть при жестком креплении к несущей стене, бревна стен на втором этаже и на фронтонах, по мере усадки, останутся без нагрузки и начнут «терять» вертикальность, а зазоры в пазах будут увеличиваться.

Благодаря прогонам и коньковой балке, удается равномерно передать вертикальную нагрузку от веса кровли, стропильной системы и обрешетки на фронтоны и каждую несущую стену сруба, поэтому венцы гарантированно плотно примыкают друг к другу.

Крайняя стропильная пара может быть установлена на некотором расстоянии от фронтона, а за счет выступа коньковой балки можно удлинить выпуск кровли. Таким образом дом окажется дополнительно защищен от атмосферных осадков.

Все это касается деревянных домов, которые изготовлены из лафета или строганого бревна, бруса, оцилиндрованного бревна, если стены на втором этаже рубленные.

«Жесткая» фиксация ↑

Стропильные системы деревянных домов: какие нюансы нужно учитывать

Если мансардный этаж имеет каркасную (безусадочную) конструкцию, применяют «жесткую» систему с затяжками (ригелями) и подкосами.

Выбор вида конструкции стропил («висячая» или «наслонная») зависит от конкретных обстоятельств. Деревянные элементы в этих случаях крепят либо, используя классические плотницкие приемы, либо при помощи перфорированных крепежных деталей из металла – гвоздевых пластин.

Усиление стропильной конструкции деревянного дома ↑

Среди важнейших факторов, которые определяют конструкцию, стоит отметить размеры пролетов, крутизну крыши (угол наклона), планировку мансардного этажа, а также тип покрытия для кровли.

Оптимальным решением, конечно, является использование стропильных ферм, чьи типовые варианты соответствуют самым жестким требованиям по нагрузкам. В основе строительной фермы лежат несколько треугольников, а, как известно, треугольник – самая жесткая и прочная геометрическая фигура. Но, если учесть, что мансарда чаще всего – жилая, то понятно, почему на практике вариант ферм, как таковой, используется редко.

Для обеспечения необходимой прочности и сохранения полезного объема мансарды обычно прибегают к увеличению сечения стропил и сокращению их шага. Эти параметры определяются либо эмпирическим, либо расчетным путем. При этом учитывают нагрузку от веса кровельного материала и обрешетки, а также ветровую и снеговую. К примеру, в Северо-Западном регионе суммарная ветровая и снеговая нагрузка колеблется в интервале 160-180 кг/м2, а натуральная черепица (одна из тяжелых) весит порядка 40 кг/м2.

Для всех подобных случаев необходима установка усиленного варианта. Надо сказать, что это не так уж сильно отражается на смете, зато долговечность и красивый внешний вид дому будет обеспечен. Еще один немаловажный факт: от несколько большой нагрузки тяжелой кровли на стены, в рубленых домах бревна плотнее прилегают друг к другу.

В деревянных домах кроме обеспечения прочностных характеристик необходимо провести также их антисептическую и противопожарную пропитку. Это повысит предел огнестойкости конструкции и ее биологическую защиту (ее не будут точить насекомые, не покроет плесень и т. д.). Срок службы используемого материала напрямую зависит от качества пропитки.

Только комплексные работы (правильный математический расчет, конструкторские чертежи и другое) позволяют построить для дома прочную и надежную крышу любой сложности.

© 2020

Крепление стропила к мауэрлату: поэтапное описание

Для примера опишем процесс жесткого крепления соединений стропила к мауэрлату на простой двускатной крыше.

I. Подготовка мауэрлата и стропил к работе

На этом этапе необходимо выпилить стропильные ноги заданной длины и произвести разметку их шага на основе. Оптимальная длина шага стропильных ног – 60-200 см. Также следует точно определить угол наклона стропил.

Мастер-класс по монтажу мауэрлата:

Крепление стропила к мауэрлату: поэтапное описание

II. Создание запила

Выполняем запил на каждой стропильной ноге для плотного соединения с основой. Для усиления прочности можно предусмотреть дополнительный заруб на раме либо стропилине и установить упорный брус под каждую стропильную ногу.

Читайте также:  Как сделать двухскатную крышу своими руками

III. Установка стропил на мауэрлат

Накладывать стропилины нужно аккуратно, чтобы не повредить остальные элементы здания (окна, стены и пр.). Заводим доски срезом на балки и опираем их на коньковый брус. Сначала устанавливаем крайние стропильные ноги, между которыми нужно протянуть нитку для выравнивания всех остальных стропилин.

IV. Крепление каждого стропила к мауэрлату

Теперь, когда все фермы установлены на свои места, нужно прочно закрепить опорные узлы. Используем для этого несколько из предложенных выше креплений:

  • Гвозди + стальные уголки по левой и правой стороне стыков между доской и основанием.
  • Сквозные болты или шпильки + опорный брус под укос стропилины.
  • Анкера или болты + уголки или стальные пластины и пр.
Крепление стропила к мауэрлату: поэтапное описание

Усилить крепление помогут две накладные доски с обеих сторон стропильной ноги, установленные на заранее размеченных местах мауэрлата. Также можно использовать проволочное крепление, как усилитель прочности соединений. Для этого нужно подготовить стальную проволочную скрутку из 2-3 проволок. Ее длины должно хватить на обвитие стропильной ноги в месте стыка с мауэрлатом и закрепления концов скрутки на металлическом костыле. В качестве костыля можно взять длинный стальной болт, который монтируется в стену на 30-40 см ниже мауэрлата, строго под опорным узлом.

Также рассмотрим один из дедовских способов — крепление скобами:

И в завершение предлагаем посмотреть видеоролик:

Особенности использования скользящих стропил

Технология использования скользящих стропил необходима для объектов, возводимых из бревен, поскольку эти строения, в отличие от других материалов, дают довольно сильную усадку при эксплуатации. Усадка бревен продолжается на протяжении нескольких лет и составляет 5 – 8 % от объёма древесины (в зависимости от влажности используемых при строительстве материалов). Большую опасность представляет не сама усадка конструкции, а неравномерность протекания этого процесса.

Неравномерная усадка несущих стен может повредить жестко соединенные стропильные конструкции, нарушив их геометрию. После этого стропила не могут служить надёжной базой для кровельных материалов, что нарушает герметичность всей конструкции, значительно увеличивая опасность эксплуатации. Поэтому скользящая стропильная система является оптимальным выходом при возведении срубов и других объектов из бревен.

Конструктивные особенности скользящих стропильных систем

Системы скользящих стропил не являются жестко закрепленными конструкциями, поскольку монтируются при помощи подвижных металлических элементов. Как и при монтаже традиционным способом, стропильные системы устанавливаются на верхнее несущее бревно сруба, но вместо жесткого закрепления при помощи скоб, болтов или саморезов, используются так называемые «скользячки» для стропил.

Особенности использования скользящих стропил

Эти элементы представляют собой конструкции из металлической полосы, одна часть которых закрепляется на бревно, а вторая — на стропила . При этом конструктивные элементы могут перемещаться относительно друг друга, создавая подвижное соединение.

Монтаж этих конструкций производится при помощи специальных саморезов, поскольку обычные саморезы не всегда смогут справиться с необходимой нагрузкой. «Скользячки» в сборе продаются во многих строительных магазинах и стоят относительно дешево. Они изготавливаются из оцинкованной стали и снабжаются готовыми монтажными отверстиями. Использование этих элементов дает возможность стропильным системам перемещаться на необходимое расстояние при усадке несущих стен, не нарушая целостность конструкции.

  • Скользящие стропильные системы следует устанавливать на объекты, имеющие правильную геометрическую форму . В противном случае, очень сложно выполнить корректную кровлю, поскольку в системах есть подвижные элементы. Перед началом монтажа стропил необходимо тщательно проверить периметр объекта и добиться его соответствия рекомендованным допускам.
  • Изготовление стропильных систем производится по заранее изготовленному шаблону. Такой подход дает возможность создать одинаковые конструкции для всех элементов кровли.
  • Коньковое соединение в стропильных системах такого типа также выполняется при помощи подвижных элементов. В качестве монтажных элементов могут быть использованы болты и шпильки, представляющие из себя соединительную ось, или подвижные шарниры, укреплённые при помощи саморезов.
  • При значительной длине перекрываемых пролетов зачастую приходится прибегать к наращиванию досок, из которых изготавливаются стропильные конструкции. В случае необходимости проведения этой операции, доски соединяются длинными болтами или специальными кронштейнами. Наращивание досок производится внахлёст по предварительно просверленным монтажным отверстиям. При сверлении монтажные отверстия необходимо располагать на некотором расстоянии (не менее 10 см) от каждого края доски. Просверливание отверстий должно носить хаотичный характер для предотвращения раскалывания доски по отверстиям.
  • Каждая опора скользящая стропил должна быть установлена строго параллельно предыдущей и перпендикулярно несущему бревну сооружения. Отступление от этого правила может привести к заклиниванию движущихся элементов конструкции и их разрушению при усадке задания.
  • Монтаж «скользячков» проводится по специальным запилам под углом 90 0 к стропильной опоре, что обеспечивает свободное движение конструкции . При установке, эти элементы необходимо выводить в крайнее положение, обеспечивая максимально возможный ход стропильной конструкции при усадке здания.

Видео-инструкция

Любое строительство состоит из комплекса мероприятий и, пожалуй, одним из важнейших этапов является оборудование стропильной системы крыши . Она выполняет несущие функции для кровли, а кровля в свою очередь защищает всё остальное строение от негативного воздействия окружающей среды. Поэтому можно говорить о том, что обеспечение прочности и устойчивости каркаса стропильной системы является одной из приоритетных задач. От того, насколько качественно выполнено соединение стропил зависит очень многое. Именно об этом и пойдет речь ниже.