Соединение стропил в коньке

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

Как только балки перекрытия будут готовы к установке на них стропил, приступайте к изготовлению всей остальной конструкции и соединению стропил с балками.

Для соединения стропильной ноги с балкой ее конец обрезают под нужным углом, либо делают более сложную врубку на шипы. Давайте рассмотрим оба таких варианта.

Можно обойтись без врубки, если задействовать потом крепежные элементы – это нормальное решение. Итак, чтобы сделать простой срез на стропилах, изготовьте шаблон:

• Шаг 1. Возьмите строительный угольник и приложите его к доске.
• Шаг 2. Отметьте место реза на верхушке стропила.
• Шаг 3. При помощи столярного транспортира нарисуйте параллельную линию первому пилу поперек стропила. Эта линия поможет вам определить линию от веса на краю здания.

Вот как это выглядит на практике:

Изготовить такие стропила намного проще, чем для врубки. Главное – правильно определить угол наклона крыши и правильное место будущего среза:

В итоге в жизни такая конструкции выглядит вот так у двускатной крыши:

Сама конфигурация крепления больше зависит от угла наклона ската. Например, для крыши с крутыми скатами, где снеговая нагрузка – небольшая,  вы можете применить крепление с одинарным зубом. При методе одинарного зуба часто изготавливают дополнительные шипы, который помогают стропилам не двигаться под нагрузками. А под такой шип уже нужно будет гнездо в балке.

Но, наверняка вы знаете, что любые такие места способны ослабить балку, а поэтому их глубина должна быть не более чем 1/4 толщина балки и не ближе, чем на 20 см от края балки (чтобы не образовался скол).

А вот если у вас крыша с уклоном менее 35 градусов, тогда есть смысл использовать двойной зуб, ведь такое крепление позволяет достичь высокой прочности узлов. Как и в предыдущем варианте, вы можете дополнить двумя шипами.

При таком методе у каждого зуба может быть как одинаковая глубина, так и разная. Например, первый зуб вы можете врубить только на 1/3 толщины опорной балки, а второй уже – наполовину:

Суть в том, что две стропильные ноги в конструкции с опиранием на балки закрепляются затяжкой. Но, если концы этих ног будут скользить, тогда целостность затяжки будет быстро нарушена. Чтобы предотвратить такое скольжение, вставлять, вернее, врубать стропильную ногу в самую затяжку необходимо при помощи зуба – с шипом или без него.

В процессе врубания стропила в конец затяжки нужно максимально отодвинуть зуб. Если же вам необходимо усилить крепление таких стропил, тогда используйте двойной зуб. Еще один момент: сами зубы могут быть разной величины.

И, наконец, желательно прикрутить конец стропильных ног при помощи скрученной проволоки, чтобы ветер не мог сорвать такую крышу. В качестве проволоки лучше возьмите оцинкованную, и закрепите ее одним концом к стропильные ноге, а другим – в костыль, который предварительно закладывают в кладке стены на расстоянии 30-35 см от верхнего края.

Вот хороший пример аккуратной врубки стропила на затяжку, которая одновременно служит балкой перекрытия уже в четырехскатной крыше:

Металлический крепеж для такого узла все равно необходим, потому что врубка сама по себе не может удержать стропильные ноги под нагрузкой.

Какие бывают виды стропил

Перед тем, как начнется установка стропил, вы должны уже определиться с их типом. Фактически вариантов всего два – наслонные и висячие. Задача стропил – это удержание всех элементов крыши. Если речь идет о небольшой постройке, то достаточно использовать простые стропила, однако для перекрытия протяженных помещений используют уже стропильные фермы, которые образуются за счет использования различных дополнительных элементов. Установка стропильной системы производится в соответствии с уклоном кровли, ожидаемой нагрузкой от снега и ветра, а также учитывается тип кровельного покрытия и функции чердачного помещения. Висячие стропила – это конструкция, которая опирается только на две точки, например, на стены постройки, а промежуточные подпорки не используются. Очевидно, что в том случае, когда угол наклона скатов менее 45 градусов, горизонтальная составляющая усилия, передаваемого стенам, будет больше вертикальной, а значит, потребуется принимать определенные меры. Обычно способ нивелировать подобное воздействие вырабатывают еще до того как ставить стропила. Наиболее простым вариантом являются затяжки, которые соединяют стропильные ноги. Это могут быть и деревянные элементы, и конструкции из металла. Место расположения подобных усилителей зависит от назначения чердачного помещения. Например, если необходимо создать мансарду, то затяжки находятся у основания стропильных ног, а в других случаях могут быть и выше.

Когда выполняется монтаж стропильной системы наслонного типа, требуется третья точка опоры, которой обычно является стойка, смонтированная под коньком. Особенность такой конструкции заключается в том, что она может быть использована только там, где есть центральная несущая стена или какие-то надежные опоры, проходящие под коньком. В противном случае применение её нецелесообразно.

Что влияет на стропила

Перед тем как приступать к изготовлению стропил, следует определиться с их видом, способом крепления и линейными размерами. Только в этом случае можно быть уверенным в прочности и безопасности конструкции.

Как влияют различные факторы на параметры стропилин? 

Физический фактор
Краткое описание влияния на параметры стропилин

Величина нагрузки на крышу

Стропила должны выдерживать снеговые и ветровые нагрузки. Во время расчетов нужно брать из таблиц строительных норм и правил фактические максимальные значения снегового покрова, учитывать силу и розу ветров. Данные позволяют узнать общую нагрузку на скат крыши в зависимости от его площади и угла наклона. Далее уже можно определить размеры стропилин, их количество и шаг. При этом обязательно закладывается коэффициент запаса прочности. Дело в том, что пиломатериалы не имеют стабильных и одинаковых значений прочности, слишком много непредвиденных факторов влияют на эти показатели. Для большинства случаев для изготовления стропильных ног используются доски 50×150 мм или 50×200 мм.

Тип крыши

Двускатные крыши могут быть наслонными и висячими. Для висячих крыш нужно делать стропила из более прочных досок

При этом принимается во внимание метод фиксации элементов к мауэрлату. Если делается врубка, то ширина досок должна увеличиваться на величину врубки. Дело в том, что пропил в этом месте автоматически уменьшает ширину материала, воспринимающего нагрузки

Если на доске толщиной 200 мм сделать поперечный пропил длиной 60 мм, то в расчет принимается только оставшаяся ширина 140 мм. Соответственно, если при расчете нагрузок выбраны стропила из досок 200 мм, но во время крепления делаются непредусмотренные пропилы 60 мм, то ширина заготовок для стропилин увеличивается до 260 мм. Это замечание делается для тех, кто любит злоупотреблять различными зарубками и пропилами для упорных площадок концов стропилин. В настоящее время есть много специальных приспособлений, позволяющих прочно зафиксировать стропилину в нужном положении без запиливания

Дело в том, что пропил в этом месте автоматически уменьшает ширину материала, воспринимающего нагрузки. Если на доске толщиной 200 мм сделать поперечный пропил длиной 60 мм, то в расчет принимается только оставшаяся ширина 140 мм. Соответственно, если при расчете нагрузок выбраны стропила из досок 200 мм, но во время крепления делаются непредусмотренные пропилы 60 мм, то ширина заготовок для стропилин увеличивается до 260 мм. Это замечание делается для тех, кто любит злоупотреблять различными зарубками и пропилами для упорных площадок концов стропилин. В настоящее время есть много специальных приспособлений, позволяющих прочно зафиксировать стропилину в нужном положении без запиливания.

Назначение здания

Для жилых зданий стропилины должны иметь запас по прочности в размере не менее 1,4 от расчетных значений. Для нежилых сооружений коэффициент понижается до 1,2. Вывод – размеры стропильных досок на домах больше, чем на гаражах и иных пристройках.

Назначение чердачных помещений

Жилые чердачные помещения (мансарды) должны иметь утепленную крышу. Ширина стропилин должна соответствовать толщине утеплительного слоя. Одновременно нужно корректировать шаг между стропильными ногами в зависимости от стандартной ширины утеплителя. Если в данной климатической зоне оптимальная толщина утеплителя крыши 200 мм, то такую же ширину рекомендуется выбирать и для стропилин. Различные наращивания узких стропильных ног во время утепления кровли не считаются правильным решением.

Эти знания помогут принимать правильные решения как во время изготовления стропил, так и во время их фиксации непосредственно на месте. Ошибки в строительстве стропильной системы слишком дорого обходятся, не стоит проявлять излишнюю самоуверенность. 

Составные части крыши

Двускатная крыша — самая распространенная конструкция в частном строительстве. Представляет собой две плоскости, наклоненные в противоположные стороны под углом к горизонту 20-42°, соединенные в вершине — коньке.Благодаря такой форме снег, дождь и талая вода стекают с поверхности крыши, не задерживаясь. При увеличении угла наклона возрастает парусность конструкции, что при сильных порывах ветра может привести к отрыву.

Несущий каркас крыши состоит из стропильной системы, которая включает элементы:

• Мауэрлат — опорная балка, расположенная по периметру дома в верхней части стен. Нагрузка от вышележащей конструкции, снега и ветра передается коробке через нее.

Крепление мауэрлата

Мауэрлат

Стропильные ноги или стропила — наклонные элементы, которые монтируют с шагом 80-200 см и соединяют горизонтальными прогонами. Передают усилия от кровли на мауэрлат. По виду опирания их разделяют на наслонные или висячие.

Крепление стропильной ноги к мауэрлету.

Конек — горизонтальный брус для крепления стропил, верхняя точка крыши.
Стойки, подкосы, распорки, ригели — горизонтальные, вертикальные и диагональные элементы для придания жесткости каркасу.
Лежень — горизонтальный брус для опирания стоек, уложенный на внутреннюю несущую стену.
Обрешетка, настил — основание для слоев кровельного пирога, добавляет стропильной системе устойчивость.
Кобылка — элемент, удлиняющий стропила. Применяют при недостаточной их длине для формирования свесов.
Затяжка — потолочная балка, элемент перекрытия этажа или усиливающая стропильную систему горизонтальная связь.

По обрешетке монтируют слои гидро-, шумо- и пароизоляции, утеплитель, если чердак жилой, и кровельные материалы.

Стропильная система двускатной крыши в частном строительстве обычно изготавливается из дерева. Материал доступен, прост в обработке, позволяет возводить легкие пространственные конструкции, не перегружающие стены и фундамент.

Схемы стропильной системы двухскатной крыши.

Иногда для сооружения каркаса применяют металлический прокат — швеллеры, трубы, двутавры, уголки. Такой способ в индивидуальном строительстве используется значительно реже. Конструкции из стали дороже, сборка требует профессиональной квалификации и оборудования.

Сечения стандартных несущих элементов составляют:

• мауэрлат (лежень) — брус толщиной от 100, высотой от 150 мм, бревно диаметром 170-190 мм;
• стропила — брус 50х150, 100х150 мм, стесанные на один кант бревна, доски, уложенные на ребро;
• стойки — 100х100 мм;
• доски обрешетки — толщина 25 мм.

При больших пролетах домов и высоких нагрузках размеры сечений несущих элементов определяют расчетом на прочность.При соответствующей подготовке антисептиками древесина устойчива к гниению. Специальные составы — антипирены — защищают материал от возгорания.

Помимо несущего каркаса и покрытия крыша содержит элементы:

• свесы — выступающие за пределы наружных стен продолжения скатов, оберегают ограждающие конструкции от стекающей воды;

ендовы, разжелобки — элементы для обустройства стыков при пересечении плоскостей кровли, необходимый узел в кровлях, состоящих из нескольких двускатных форм.

С боков крышу ограничивают фронтоны — части стен треугольной формы. Чердак может выполнять функции мансарды и использоваться как жилое помещение для постоянного или временного проживания.

Элементы стропильной конструкции

Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:

1. Мауэрлат – основа конструкции кровли. «Фундамент» крыши крепится по периметру стен и равномерно распределяет нагрузку, защищает постройку от опрокидывания. Мауэрлат изготавливается из бруса, в деревянном доме роль этого составляющего выполняет верхняя обвязка стен.
2. Стропильные ноги – удерживают вес кровельного пирога. Между стропилами укладываются листы утеплителя, а сверху монтируется обрешетка.                                                                                                       
3. Прогоны – брусья, горизонтально расположенные вдоль кровли. Выступают как опора для стропильных ног. Различают коньковый прогон (находится на вершине кровли, удерживает стропила) и боковые прогоны (находятся посередине стропильных ног).
4. Стойки – дополнительные упоры для конька и стропил, берут на себя часть веса конструкции.
5. Подкосы – наклонные брусья, подпирающие стропильные ноги. Усиливают прочность и жесткость сооружения.

Монтаж стропильной системы двускатной крыши

Два вида стропильной системы определяют две разновидности технологии их сборки. Рассмотрим каждую по отдельности.

Монтаж наслонных стропил

Существует определенная последовательность сборки наслоных стропил.

1. Устанавливаются две крайние опорные стойки под коньковый брус. Они не только будут подпирать брус, но и являться элементами, формирующими фронтоны здания. Крепят их в нижней части к мауэрлату. При этом строго выставляют по вертикали, а верхние торцы в одной горизонтальной плоскости. Для этого между стойками натягивают прочную нить, уровнем проверяют ее на горизонтальность. Если есть отклонения, то одну из опор (низкую) приподнимают при помощи деревянных подпорок.
2. По горизонтально натянутой нити монтируют промежуточные опорные стойки с шагом 2-2,5 м. Чтобы брусы стоек не смещались, их подпирают временными крепежными элементами: подпорками или затяжками.
3. На стойки укладывают коньковый брус, который к ним же и крепится.
4. Производится попарно установка стропил двускатной крыши. Монтаж можно начинать с любой стороны. Крепление сразу проводится к мауэрлату и к коньку. Главное – выдержать расстояние между ногами, которое определяется в зависимости от тяжести и несущей способности кровельного материала. Обычно в проекте дома этот параметр указывается.
5. Если есть необходимость, монтируются промежуточные опорные стойки и подкосы.

Установка стропил на конек по натянутой нитиИсточник kbumb.ru

Монтаж висячих стропил

Технология установки висячих стропил другая. Для этого вся конструкция, собранная из двух стропил и затяжки, собирается на земле. То есть подготавливаются кровельные фермы в необходимом количестве, которые затем поднимаются на крышу. Иногда мастера собирают фермы на крыше. Собрали одну – установили, собирают следующую.

Необходимо отметить, что такие фермы имеют значительную массу. Поднимать их вручную сложно и опасно, поэтому используют услуги подъемного крана. А это увеличивает себестоимость сооружения.

Собранные на земле стропильные фермы висячего типаИсточник moydom-irk.ru

Самое сложное – выставить фермы. Все они устанавливаются по месту монтажа с запланированным шагом, где временно закрепляются укосинами и подпорками. Затем между крайними фермами натягивается нить. Ее надо выставить так, чтобы она, во-первых, был натянута строго по горизонту, во-вторых, по конструкции, которая выше остальных.

Остается только приподнимать стропильные конструкции, которые оказались ниже натянутого уровня. И последнее – монтаж обрешетки, которая закрепит все фермы в одну стропильную систему

Обратите внимание, что в нижней части стропила будут закрепляться к мауэрлату

Варианты соединения (сращивания) стропилин

Есть несколько способов сращивания стропилин:

• соединение дощечек встык;
• сращивание стропилин способом «косой прируб»;
• повышение длины стропилин внахлест.

соединение стропильной ноги  встык достигается путем соединения торцевых частей 2-ух дощечек, обрезанных строго под угол в девяносто градусов. Место стыковки дощечек прикрывается накладками с двух сторон, притом, длина накладок обязана быть не меньше 50см.

соединение стропилины встык

Добавочные коротыши, закрывающие соединение стропилин по длине,  прибиваются гвоздками или длинными саморезами как в шахматах. Порой соединение дощечек можно сделать с использованием пластин из металла скрепляемых с древесиной с помощью болтов и гаек.

Способ косого прируба предполагает соединение стропильных ног под угол в сорок пять градусов. Кончики каждого объединяемого компонента обязаны быть обрезаны под  углом. Приложенные друг к другу кончики дощечек  скрепливаются   сквозным соединением с помощью болтов, имеющих диаметр  12-14 мм.

способ косого прируба

3-ий вариант соединения стропилин, именуемый внахлест, состоит в том, что кончики дощечек  ложатся  друг на друга с заходом не меньше метра. При этом вид среза торцов дощечек не играет значительной роли, и бывает любым. Объединяют дощечки меж собой или гвоздками, саморезами или болтами с шайбами и гайками все в том же шахматном порядке.

соединение внахлест

Стропильные ноги могут быть спаренными или составными.

При сооружении вальмовых кровель самая большая длина стропилин встречается у  тех, какие с торца строения создают треугольные фронтоны. По другому их называют накосными или по диагонали. Для данного вида стропилин наиболее вариант который больше подходит будет спаривание стропильных дощечек. Вариант состоит в наложении 2-ух дощечек друг на друга и закрепления их меж собой как в шахматах гвоздками или при помощи саморезов по дереву. Если спаренные стропилины требуется удлинить, то изготавливается это сразу встык и внахлест со второй частью спаренного стропилины.

стропилины составные

Сращивание стропилин по длине есть хорошая возможность получить,  применяя систему составного стропилины. Для этого берутся две похожие по размеру дощечки, между ними ставятся коротенькие обрезки дощечки одинаковой толщины. Длина вкладышей обязана быть равной высоте 2-ух дощечек или больше, но никак не менее.

Скрепление дощечек меж собой совершается с помощью гвоздей или шурупов, размещенных в 2 ряда. Применение составных стропилин дает возможность экономить пиломатериал, потому как снизу стропилины, где совершается главная нагрузка, его можно выполнить усиленым ,составным из 2-ух дощечек, а в верхней коньковой части оставить одну дощечку. Т. е. снизу стропилину станет иметь толщину равную трем дощечкам (с учитыванием вкладыша), вверху толщину одной дощечки.

Необходимо помнить, что составные стропилины нельзя применять в виде накосных или диагональных стропилин, при устройстве вальмовых или полувальмовых крыш.

Сращивание стропилин с мауэрлатом или балками перекрытия происходит путем устройства врубок и врезок.  Такие соединения предполагают под собой вход одного компонента в иной, благодаря специализированной  комбинации соединения. Есть разные варианты врезок, но они все относятся к категории узлов соединения системы стропил. Также между собой соединяются стропильные ноги сверху – на коньке крыши.

Сооружение системы стропил из дощечек обойдется дешевле, чем из бруска, а крепость всей конструкции  от этого меньше не становится.

Принципы крепления

Чтобы качественно соединить крепление стропил друг другу в коньковом узле, требуются самые обычные инструменты: карандаш, рулетка, пила, строительный уровень, шуруповерт и крепеж. Качество выполнения работ зависит от соблюдения следующих правил:

-Тип используемого крепления для каждого соединительного листа определяется при расчете и проектировании стропильной системы. Чтобы не возникло путаницы, эта информация отражается на чертеже.

-Чтобы все узлы крепления имели одинаковый размер и угол, из изготовляют по одному, предварительно размеченному и изготовленному, шаблону.

-Если в процессе фиксации используются болт или саморезы и необходимо проделать отверстия, то их диаметр должен превышать размеры крепежного элемента. Это предотвращает образование на древесине трещин, коробления и деформации.

-Затягивая болты, саморезы или заколачивая гвозди, из не заглубляют ниже поверхности досок, а наоборот, оставляют небольшой зазор, чтобы древесина не повредилась при изменении влажности.

-Каждый соединение стропильных ног в коньке должно быть плотным, но не тугим. После завершения монтажа, обязательно проводится проверка на плотность прилегания всех узлов.

Коньковый узел крыши – участок, на который ложится самая большая нагрузка. Поэтому от правильности расчета и качества соединения стропил зависит несущая способность всей стропильной системы.

Сращивание встык досками

Работы намного удобнее делать на земле, подготовьте ровную площадку. На землю подложите бруски – стропилины придется подрезать, нужен просвет для дисковой пилы. Перед сращиванием точно узнайте длину стропилин. Замерять ее нужно на строении, используйте любые тонкие длинные доски, веревку или строительную рулетку. Если появится ошибка в несколько сантиметров – не проблема. Во время соединения стропильных ног на крыше эта ошибка без проблем устраняется.

Подготовка всего необходимого

Шаг 1. Положите одну доску на бруски, ровно под прямым углом отрежьте торец. Отрезать лучше ручной электрической циркульной пилой.

Отрезается торец доски

Доски для стропил довольно тяжелые, во время отрезания придайте им такое положение, чтобы они не зажимали полотно пилы или преждевременно не разламывались во время дорезания. Таким же способом подготовьте и вторую доску

Обращайте внимание, чтобы срез был только под прямым углом. Торцы сращиваемых досок должны плотно прилегать друг к другу по всей поверхности, это нужно для увеличения прочности сращенной стропилины

Дело в том, что даже при ослаблении соединения шпилек торцы во время изгиба будут упираться друг в друга по всей длине среза и держать нагрузку. Шпильки и накладные доски будут удерживать конструкцию лишь от расползания по длине.

Шаг 2. Установите рядом две подготовленные доски для стропилины. Заготовьте доску для накладки. Мы уже упоминали, что ее длина должна быть примерно в четыре раза больше ширины доски. Если скаты крыши имеют небольшой уклон, расстояние между стропилами большое, а крыша будет утепляться минеральной ватой, то нагрузки на изгиб значительно возрастают. Соответственно, длину доски для сращивания надо увеличивать.

Две доски устанавливаются рядом

Шаг 3. Положите накладку на две рядом лежащие доски для сращивания. Довольно часто толщина и ширина досок даже из одной партии отличаются на несколько миллиметров. Если у вас такой случай, то ровняйте доски с той стороны, к которой будет прибиваться обрешетка.

Обрезка доски для сращивания

Накладка уложена на доски

Шаг 4. В шахматном порядке и на нормируемых расстояниях просверлите отверстия под шпильки. Для того чтобы во время высверливания отверстий отдельные элементы не смещались, нужно их временно между собой закрепить. Используйте в этих целях длинные и тонкие саморезы, сколачивать гвоздями не рекомендуется. Они разрезают или разрывают волокна древесины, прочность доски немного уменьшается. Саморезы не режут волокна, а раздвигают их в стороны, после выкручивания доски почти полностью восстанавливают свои первоначальные характеристики прочности.

Доски стягиваются саморезами

Шаг 5. Высверлите отверстия, не располагайте их на одной линии, а то доски могут треснуть во время эксплуатации.

Сверление отверстий

Отверстия готовы

Можно встретить рекомендации после высверливания отверстий разъединять доски и укладывать между ними джут для исключения появления мостиков холода. Это не только напрасный труд, но и вредный. Почему? Во-первых, никакие мостики холода в местах сращивания не возникают, наоборот, они имеют самую большую толщину и, соответственно, самую низкую теплопроводность. Но даже если они появятся, то никаких негативных последствий не будет, это стропильная система крыши, а не комнатное окно или дверь. Во-вторых, джут уменьшает усилие трения между элементами сращивания, а это очень негативно сказывается на их прочности. В-третьих, если на материал попадает конденсат, что весьма вероятно, то удаляться из него влага будет очень долго. К каким последствиям приводит длительный контакт деревянных конструкций с влагой рассказывать нет необходимости.

Джут укладывать не стоит

Шаг 6. Вставьте в подготовленные отверстия шпильки, оденьте с двух сторон шайбы и прочно стяните гайками. Рекомендуется стягивать до тех пор, пока шайбы не вдавятся в дерево. Лишнюю длину шпилек можно отрезать круглошлифовальной машинкой с диском по металлу.

Забиваются шпильки

Закручиваются гайки

Лишняя длина шпилек отрезается

Аналогичным образом сращиваются все остальные стропилины.