Виды и монтаж скользящей стропильной системы

Виды и монтаж скользящей стропильной системы

Деревянное домостроительство долгие годы сохраняет лидирующие позиции. Однако, древесина в качестве строительного материала имеет некоторые качественные характеристики, среди которых высоки процент усадки, что неминуемо провоцирует развитие деформационных изменений в конструкции. Именно по этой причине используются скользящие стропильные опоры.

Функции и характеристики скользящей опоры для стропил

Скользящие стропила применяются при строительстве домов из массива древесины. Сооружения этого типа после возведения дают усадку до 15% от своих изначальных параметров. Изменения происходят неравномерно, в зависимости от факторов, которые воздействуют на те или иные конструкции.

Подвижное соединение стропил и мауэрлата позволяет полностью нейтрализовать искривление каркаса, продлевает межремонтные сроки, которые действуют в отношении кровельных каркасов жесткого типа.

• исключение распирания несущих стен при их усыхании и уменьшении в размерах;
• предотвращение деформации каркаса при усилении внутреннего давления;
• сохранение формы кровли независимо от процессов, происходящих с древесиной.

Плавающее соединение стропил показало свою эффективность на примере сотен зданий, возведенных на основе данного способа. Независимо от изменения параметров здания, его кровля сохраняет свою форму, прочность и устойчивость.

Основные достоинства данной технологии:

• создание дополнительного запаса прочности для каркаса;
• простота монтажа, для которого нет необходимости приобретать дорогие инструменты или иметь солидный опыт работ;
• сокращение доли тяжелого ручного труда, связанного с балансировкой каркаса и создания врубов;
• нет необходимости устанавливать кобылки на кровле, так как стропила выступают на достаточное расстояние от стен;
• возможность балкам свободно изменять размер при перепадах температуры и влажности.

Правильный выбор материала и соблюдение технологии установки подвижного крепежа для стропил гарантирует качественный конечный результат. При любой степени усадки строение будет сохранять точные геометрические формы.

Особенности скользящей опоры для стропил

В первые годы эксплуатации дома из дерева усаживаются. Происходит постепенное изменение их размеров и геометрических форм под действием перепадов температур и влажности.

В результате высота всей стены изменяется из-за изменения высоты каждого бревна или бруса.

Можно прийти к выводу, что усадка стены напрямую зависит от ее высоты, то есть чем выше стена, тем сильнее будет усадка.

Максимальная усадка будет у той стены, которая располагается под коньком, поскольку она имеет наибольшую высоту.Наружные стены усаживаются меньше. Их усадка со временем приводит к изменению наклона кровли.

Cтропила, расположенные в коньке крепят с обеих сторон металлическими пластинами на шпильках. Благодаря такому креплению они могут вращаться относительно друг друга.

Нижние концы стропил при усадке не только поворачиваются, но и сдвигаются относительно стены. Поэтому если стропильную ногу закрепить к стене жестко и неподвижно, то она будет выпирать после усадки.

Стропильные ноги должны иметь возможность небольшого, но в то же время ощутимого поворота и сдвига вдоль внешней стены. Прочность крепления при этом не должна снижаться.

Раньше для этих целей использовали отожжённую проволоку. Скользящая опора для стропил является более эффективной заменой этому методу.

Если в стропильной конструкции используется клееный брус, то использование скользящей опоры является единственным способом, который обеспечивает необходимую подвижность и надежность.

Крепление необходимо располагать вдоль смещения балки. Для этого снимают слой древесины с верхнего бруса. На образовавшейся площадке крепят неподвижную нижнюю часть опоры. При выполнении монтажа опору нужно разместить таким образом, чтобы запас ее хода на сдвиг был максимальным.

Рекомендуется выполнять крепления опоры по обеим сторонам стропил. Но если угол ската крови незначительный и высота кровли небольшая, то одного крепления бывает достаточно.

Разновидности

Использование подвижных креплений для фиксации стропильных ног к мауэрлату – единственный способ предотвратить деформацию крыши в процессе усадки деревянных домов. Как правило, ползуны имеют достаточно типичную конструкцию, состоящую из статичного основания-направляющего и уголка с петлей, который по нему передвигается. Различают следующие разновидности подвижных креплений:

Открытого типа. Скользящие крепления для стропил открытого типа представляют собой разборную конструкцию, состоящую из направляющей, прочно фиксируемого к стропильной ноге, и уголка, который крепится к мауэрлату стропильного каркаса. Отличаются различные модели всего по 2 факторам: количеству крепежных отверстий, которых может быть от 1 до 5, а также запасом хода. Минимальный запас хода скользящей опоры составляет всего 60 мм, а минимальный – 160 мм. Чем этот параметр больше, тем лучше крепление защищает от деформаций, обеспечивая максимальную подвижность стропилам.

Профессиональные кровельные мастера считают, что подвижные крепления для стропил открытого типа намного удобнее для монтажа, особенно если сборка стропильного каркаса выполняется руками неопытного работника. С другой стороны, закрытые опоры надежнее в эксплуатации, а также выдерживают большие нагрузки.

Разновидности скользящих опор

Подвижное, скользящее крепление стропил к основе единственно возможный способ предотвращения деформации крыши. Все такие ползающие опоры имеют одинаковый принцип устройства. Они состоят из неподвижной основы, которая служит направляющей и подвижного элемента в виде уголка, ползающего по этой основе под воздействием продольной или поперечной нагрузки.

Опора для стропил бывает:

1. Открытого типа;
2. Закрытого типа.

Считается, что опора открытого типа, разборное крепежное устройство, состоящее из стационарной направляющей, которая монтируется к стропильной ноге и ползающего уголка, с креплением к мауэрлату, намного удобнее в монтаже. Ее использование не доставит затруднений даже новичку кровельщику. Она имеет разновидности по количеству отверстий для крепления и величине хода от 60 мм до 160 мм. Максимальное значение данного параметра более эффективно, так как обеспечивает лучшую подвижность стропила.

Опора для стропил закрытого типа отличается тем, что она неразборная. Монолитная цельная конструкция устройства монтируется в собранном виде также как описанная выше опора открытого типа. Уголок, крепится к мауэрлату, он оснащен петлей, через которую продевается направляющая, закрепленная на стропиле. Очевидно, что требуется предельная точность при монтаже закрытой опоры, требуются точные размеры и расчеты. С другой стороны, крепление с помощью опоры закрытого типа обеспечивает наиболее эффективную эксплуатацию кровельной системы.

Отдельно стоит выделить популярность такого наименования крепежного элемента кровли как скользящая опора для стропил kucis. Она в зависимости от модели имеет длину хода в:

• 60 мм;
• 120 мм;
• 160 мм.
  Изготавливается kucis из низкоуглеродистой стали 08ПС в соответствии с ГОСТ 14918-80 для перфорированных элементов. Скользящая опора имеет высокие прочностные характеристики, способна выдерживать серьезные нагрузки. Ее стандартные размеры:
• в толщину не менее 2 мм;
• в ширину – 40 мм;
• в высоту – 90 мм.

Размеры длины обеспечивают диапазон хода стропила 60 мм – 160 мм.

Скользящая опора: особенности конструкции

Скользящая опора позволяет надежно зафиксировать стропильную ногу на мауэрлате или балке перекрытия, оставив ей возможность сместиться на определенное расстояние вдоль собственной оси. Данный крепежный элемент состоит из двух частей:

• направляющая (металлическая планка, которая крепится на стропило);
• уголок с опорной площадкой (монтируется на балку перекрытия, мауэрлат или верхний венец).

В верхней части уголка расположена петля, которая надевается на направляющую. Такое конструктивное решение оставляет стропильному брусу определенную степень свободы в одном направлении и на строго ограниченное расстояние, которое определяется длиной направляющей.

Различаются скользящие опоры двух типов: открытые и закрытые. Конструкция открытого типа состоит из двух отдельных элементов. Стальная изогнутая пластина (направляющая) снабжена двумя или тремя крепежными отверстиями на каждом конце. Неподвижная часть (уголок) может иметь до пяти отверстий в опорной площадке. Длина хода крепления зависит от модели и может составлять 60-160 мм. К наиболее популярным вариантам относятся скользящие опоры марки Kucis с длиной хода 90 мм, 120 мм и 160 мм.

Закрытая скользящая опора представляет собой неразборную конструкцию, которая монтируется в полностью собранном виде. Ее неподвижная часть представляет собой уголок, на длинной стороне которого расположен держатель, в который продета крепежная планка.

Скользящая опора для стропил предназначена для эксплуатации в сложных условиях: конструкция подвергается высоким нагрузкам и воздействию влаги за счет контакта с конденсатом или с водой, попавшей под скаты кровли. Для изготовления скользящей опоры используется сталь, толщина которой должна составлять не менее 2 мм. Ширина пластин, как правило, составляет 40 мм, а высота уголка равняется 90 мм.

Обычно сырьем служит низкоуглеродистая сталь – благодаря низкому процентному содержанию углерода металл легко обрабатывается. Чтобы повысить прочностные характеристики изделия, применяется метод раскисления. Изготовление изделий ведется с применением технологии холодной штамповки. Защита материала от коррозии обеспечивается за счет обработки методом горячей оцинковки – это позволяет предотвратить преждевременное разрушение крепления.

При отсутствии заводского гальванического защитного антикоррозионного покрытия, на скользящую опору перед установкой рекомендуется нанести слой масляной краски, чтобы защитить материал от ржавления. Для монтажа скользящих опор требуется использовать саморезы, устойчивые к коррозии – крепеж без защитного слоя быстро выйдет из строя и послужит причиной разрушения кровли.

Монтаж скользящих опор

Опоры под деревянные стропила могут устанавливаться попарно (с каждой стороны стропильной ноги), либо по одной. Второй вариант применяется в случае, если строительство ведется в регионе с низкой снеговой и ветровой нагрузкой, и масса кровельной конструкции относительно невелика. В остальных случаях рекомендуется монтировать крепления с обеих сторон каждого стропила.

Если стропильная нога монтируется не на мауэрлат или балку перекрытия, а на круглое бревно верхнего венца, под крепление неподвижной части скользящей опоры следует вырезать ровную площадку. Ширина площадки должна соответствовать размерам Г-образной части скользящей опоры. Это позволит надежно зафиксировать крепление к основанию.

Скользящая опора должна монтироваться таким образом, чтобы стропило могло свободно смещаться в направлении расположения своей оси. Для этого в мауэрлате могут выполняться пропилы, которые выполняют функцию направляющих и предотвращают перекос конструкции. Установка скользящих опор начинается после того, как все стропильные ноги соединены в коньке, а в мауэрлате выполнены пропилы. Длина хода скользящей опоры Kucis (или другой марки) выбирается в соответствии с расчетными параметрами смещения стропил в ходе усадки и температурно-влажностных колебаний стен дома. Важно учитывать, что врезка в мауэрлат не должна превышать 3/4 его глубины, в противном случае конструкция крыши будет значительно ослаблена.

На первом этапе монтажа скользящей опоры выполняется установка направляющей планки на стропило. Она должна располагаться параллельно его ребрам и надежно фиксироваться саморезами с защитным покрытием. Затем закрепляется неподвижный уголок. Начальное расположение петли уголка – нижняя часть направляющей планки, так как стропильный брус в процессе усадки дома садится вниз.

Площадка опоры должна располагаться строго перпендикулярно направлению оси стропильной ноги.

При неправильном монтаже элементы скользящей опоры не смогут свободно смещаться относительно друг друга, а возникшее трение может привести к перегибам или повреждению крепежа – заклиниванию пластины или отрыву уголка от венца.

Конструкция конька

Рассматривая усадку строительных конструкций деревянного дома, следует помнить, что под влиянием перепадов температуры, изменения влажности и других факторов, движение элементов стропильной системы неравномерно. К примеру, сильнее всего оседает стена, находящаяся под коньком. Необходимо учитывать, что стены домов с фронтонами из бруса или бревна больше подвержены усадке, нежели боковые.

Скользящие опоры позволяют компенсировать смещение и дают возможность сохранить геометрию крыши. Кроме того, данный вид крепления дает возможность значительно упростить монтаж стропильной системы – в этом случае не требуется выполнять сложные вырезы в стропильных ногах, чтобы обеспечить надежную опору.

Помимо применения скользящих опор стоит обратить внимание на шарнирную конструкцию конька. Деформация стен воздействует и на сочленения стропил в коньке. Жесткое крепление стропильных ног в верхней части может привести к нарушению формы крыши. Чтобы избежать искривления плоскостей, рекомендуется использовать специальные крепежные пластины для шарнирного соединения, либо крепить стропильные ноги в коньке внахлест при помощи болтового соединения. Это даст необходимую степень свободы стропильной конструкции.

Виды и характеристики ↑

Данный элемент имеет составную конструкцию, открытую или закрытую. В нее входят:

направляющая, которую крепят на стропило; металлический кронштейн, уголок, загнутый определенным образом на 90⁰, имеющий опорную площадку.

По верхней части уголок имеет петлю, которую надевают на направляющую. При подобном подходе стропильный брус приобретает некоторую степень свободы. Он может двигаться в определенную сторону на промежуток, соответствующий длине направляющей. Зона скольжения обеспечивает кровле запас смещения, а также устойчивость при усадке дома.

Размеры скользящей опоры для стропил:

длина опоры варьируется в диапазоне 10–48 см; высота – 9 см; ширина – порядка 4 см.

Скользящую опору часто называют перфорированной.

Монтаж

Скользящие стропила монтируются в том случае, когда материалом для фронтонов являются бревна или брус, а крепление прогона конька осуществляется в теле фронтона. Такое требование необходимо для предупреждения распирания стен при изменении величины угла уклона кровли в процессе усадки.

Стропила укладываются на коньковый прогон сверху и закрепляются с помощью шарнирного соединения. В этом случае сохраняется возможность изменить угол, под которым соединяются стропильные ноги.

Изготовление такого соединения производится на основе соединяемых шпильками перфорированных пластин. Вторым вариантом является накладывание верхних частей и соединение с помощью шпилек с шайбами и гайками.

При этом должны соблюдаться некоторые условия:

1. Соединение мауэрлата (в данном случае – верхнего венца сруба) со стропильными ногами осуществляется с помощью скользящих опор. Как правило, их размеры соответствуют следующим параметрам:
   • 90 х 90 х 40;
   • 120 х 90 х 40;
   • 160 х 90 х 40;
   • 270 х 90 х 40 мм

Выбор длины определяется предполагаемой величиной смещения стропильных ног.

Монтаж опор стропильной системы

Интенсивные усадочные процессы происходят в первые несколько лет после сборки сруба – от 1 до 5 лет. Но и после этого деревянный сруб остаётся «живым» — он набирает и отдаёт влагу, меняя свои геометрические параметры. Поэтому монтаж скользящего крепежа для установки стропильной системы – лучшее решение для домов из цельного бруса или бревна.

Ничего сложного в установке таких крепежей нет. Для работы потребуются саморезы и шуруповерт. К коньковому прогону стропильные ноги крепят на стальную площадку со шпилькой, чтобы обеспечить свободное движение по оси при усадке. А вот соединение стропил с мауэрлатом потребует скользящих крепежей.

Проще всего заранее рассчитать места соединения и прикрутить скользящие крепежи к мауэрлату. После чего поднимать фермы и крепить их по мету. Можно поступить и наоборот – прикрутить «скользячки» к стропильным ногам и поднимать их наверх, заканчивая монтаж крепежа там. Но так выше риск повредить их при подъёме.