Соединение стропил; узлы и способы

Соединение стропил — узлы и способы

Стропильная система – это основная конструкция крыши, которая обеспечивает надежность всей кровли. В её состав входит достаточно много элементов, связанных между собой различными способами соединения.

Но основную нагрузку несут стропильные ноги, поэтому от качества соединения стропил, их установки на мауэрлат зависит прочность крыши и безопасность внутреннего пространства дома.

Стропильные системы бывают наслонными и висячими. Но независимо от их конструкции они в любом случае передают нагрузки от веса кровли и свой собственный вес на несущие стены, колонны или другие конструкции. Кроме того, соединения стропил происходит не только с мауэрлатом (брус — основа стропильной конструкции), но и с другими элементами стропильной системы. Также они иногда требуют увеличения длины, и в этом случае происходит соединение стропил между собой.

Виды стропильных соединений

Таким образом, все узлы соединения стропил можно разделить условно на несколько групп:

• узел соединения стропил с мауэрлатом;
• узлы соединения стропил с дополнительными элементами стропильной системы, придающие прочность и жесткость;
• узлы стыкования стропил при их удлинении.

Способов соединения стропил с мауэрлатом существует два. Это жесткое соединение и скользящее. Но делать все соединения только жесткими нельзя, поскольку дереву присущи такие свойства, как расширяться и сжиматься в зависимости от погодных условий. При жестком соединении стропил могут возникнуть большие распорные нагрузки на несущие стены, что приводит к их деформации.

Жесткое соединение стропил

Такое соединение применяют чаще всего при наслонных стропилах, когда нужно соединить стропильную ногу с мауэрлатом. При этом соединение стропил на коньке жестким уже не устраивается.

При жестком креплении стропил с мауэрлатом должны исключаться любые действующие усилия – крутящие, скользящие, сдвигающие, поворачивающие. Чтобы получить узлы соединения стропил жесткими используют два метода:

• путем устройства врубки на стропильной ноге;
• путем нашивки на стропило подпорного бруска.

Врубка или седло на стропильной ноге делается на глубину, не превышающую 1/3 высоты доски. Для создания жесткого соединения, стропило упертое седлом в мауэрлат, закрепляется двумя гвоздями, забиваемыми под углом друг к другу с боков стропильной доски, и одним вертикальным.

При таком креплении создается особо прочное жесткое соединение. Таким способом наиболее часто соединяются стропила с мауэрлатом при возведении любых крыш.

Другой способ соединения стропил с мауэрлатом заключается в том, что к стропилу подшивается брусок длиной в один метр, при помощи которого стропило упирается в мауэрлат. Сбоку оно крепится при помощи металлических уголков, чтобы исключить сдвиг в стороны.

Если стропильная нога крепится к затяжке, то чтобы оно не скользило на конце и не произошло раскола конца затяжки, крепление делают по методу шипа или двойного зуба на расстоянии от края затяжки 30см или больше.

Для дополнительного крепления стропил со стенами здания, независимо от применяемого метода соединения, их прикручивают проволокой, которая закладывается в кладку на стадии возведения стен или при помощи анкеров, которые также монтируются во время устройства стен.

Скользящее соединение

Скользящее соединение выполняют при устройстве наслонных стропил. Висячие стропила в таком соединении не нуждаются, поскольку опираются на коньковый прогон и не создают распорных нагрузок на несущие стены здания. Чаще всего висячие стропила применяют для зданий, возводимых из оцилиндрованного бревна или бруса.

После постройки дерево еще несколько лет продолжает изменять свои физические свойства, т. е. происходит усадка здания. При этом стропильная система постоянно находится в движении и жесткое крепления может привести к изменениям в стенах. Перед тем как соединить стропила в узле крепления, ему создают условия для некоторой свободы движения. Добиваются этого тремя способами.

На стропильной ноге делается запил, который упирается в мауэрлат. Крепление стропила производится забиванием двух гвоздей с обеих сторон стропильной ноги наискосок в мауэрлат или забиванием одного гвоздя сверху в мауэрлат. Вместо крепления гвоздями могут применяться скобы и металлические пластины с готовыми отверстиями под гвозди.

• Стропило выпускается на определенную длину за границы стены и крепится к мауэрлату при помощи металлических уголков.
• Используется специальная металлическая система крепления под названием «салазки».
• В каждом случае стропило упирается в мауэрлат, но при определенных обстоятельствах оба элемента могут совершать подвижки по отношению друг к другу.
• Подкосы, распорки и бабки висячих стропил крепятся к ним с помощью скоб и хомутов. Кроме этого стропильные ноги крепятся к стенам проволочным скрутками, чтобы снизить риск срыва крыши сильным ветром.

Соединение стропильных ног

Иногда при больших пролетах крыши требуется удлинить стропильные ноги. Пиломатериал, поступающий в продажу, больше шести метров в длину не бывает, поэтому приходится делать соединение стропил по длине. Способов соединения существует несколько:

• сращиванием досок косым прирубом;
• соединением встык;
• соединением внахлест.

При соединении косым прирубом торцы стропильных брусьев или досок соединяются под углом в 45 градусов. Соединяются сверху при помощи болта диаметром от12 до 14 мм.

Соединение встык делается обрезанием торцов стропильных брусьев или досок строго под углом в 90 градусов. Стыки прикрываются с двух сторон накладками из досок, которые прибиваются гвоздями или прикручиваются саморезами в шахматном порядке, либо накладки делают в виде металлических пластин с зубьями.

При соединении внахлест торцы брусьев или досок могут быть обрезаны под любым углом. Доски накладываются друг на друга с заходом концов не менее чем на один метр. Крепление досок производится так же в шахматном порядке.

Соединение стропил с другими элементами крыши

Соединение стропил в коньке производится разными способами.

• Можно обрезать доски под углом, так чтобы получить плотное соединение и после этого скрепить посредством гвоздей, которые забиваются с двух сторон.
• Можно крепить стропильные ноги непосредственно к коньковому брусу, сделав на торце запил нужной формы.
• Соединяют доски стропил друг с другом на коньке внахлест, пробивая их гвоздями или прикручивая саморезами.
• Для любого из этих способов рекомендуется дополнительно укреплять соединения накладками из доски или металлическими пластинами.
• Висячие стропила крепятся между собой при помощи одинарного или двойного зуба ( при повышенных нагрузках) или «в шип».

Все узлы соединения стропил с элементами крыши для надежности могут крепиться металлическими деталями крепления — болтами, скобами, шурупами, саморезами. При креплении болтами, в деревянных деталях готовится отверстие диаметром на 1 мм меньше, чем диаметр применяемого болта. Железные скобы, забивают с боков стропил и соединяемых деталей.

Соединение стропил между собой в верхней части с помощью ригеля совершают способом « вполдерева», при этом крепление усиливают нагелями или болтами, дополнительно вбивают металлические скобы.

Когда стропила устанавливаются одинакового размера, специалисты советую делать шаблон, по которому будут производиться все последующие врезки, врубки, запилы на всех остальных стропилах. Это ускорит работу и дает гарантию правильности сделанных соединений.

Под опорным узлом понимается место соединения стропильной ноги с мауэрлатом. Существуют разные способы крепления стропил к мауэрлату.
По типу соединения:

• жесткий – стропильная нога намертво фиксируется к брусу;
• скользящий, при котором стропильная нога обладает определенной степенью свободы перемещения вдоль своей продольной оси.

• врубка;
• нашивка упорного бруска.

По наличию запилов на стропильной ноге или мауэрлате:

• с запилом;
• без запила.

Какой именно узел опирания стропил подойдет в том или ином случае, зависит от типа дома, наклона крыши, ширины стропил, предполагаемых нагрузок и других параметров. Для лучшего понимания рекомендуем ознакомиться с видео по узлам опирания стропил:

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.

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.

Виды металлических креплений ↑

В зависимости от сложности кровельной конструкции выбираются способы крепления стропил, под которые приобретаются различные элементы крепежа, изготавливаемые из металла.

• стальные уголки;
• стяжки из толстой проволоки;
• саморезы;
• болты с гайками;
• пластины;
• разновидности усиленного уголка КР;
• кронштейны WB;
• монтажная лента перфорированная ТМ;
• крепежные элементы LK.

Важно! При использовании кронштейнов в качестве крепежа стропил к мауэрлату не требуется делать врезку на стропиле, тем самым удается сохранить его максимально возможную несущую способность. Для изготовления кронштейнов берется оцинкованный металл, толщина которого составляет 0,2 см. Крепятся кронштейны с помощью анкерных болтов, гвоздей или шурупов.

Виды стропильных соединений

Подобным образом, все узлы соединения стропилин можно поделить образно говоря на группы:

• узел соединения стропилин с мауэрлатом;
• узлы соединения стропилин с добавочными компонентами системы стропил, придающие крепость и жесткость;
• узлы стыкования стропилин при их удлинении.

Способов соединения стропилин с мауэрлатом есть два. Это твёрдое соединение и скользящее. Но делать все соединения только твёрдыми невозможно, потому как дереву свойственны подобные характеристики, как увеличиваться и сжиматься в зависимости от условий погоды. При твёрдом соединении стропилин могут появиться большие распорные нагрузки на несущие стены, что ведет к их деформирования.

Жёсткое соединение стропилин

Подобное соединение используют очень часто при наслонных стропилинах, когда необходимо объединить стропильную ногу с мауэрлатом. При этом соединение стропилин на коньке жёстким уже не устраивается.

При твёрдом креплении стропилин с мауэрлатом должны исключаться любые существующие старания – крутящие, скользящие, сдвигающие, поворачивающие. Чтобы получить узлы соединения стропилин твёрдыми применяют два способа:

• путем устройства врубки на стропильной ноге;
• путем нашивки на стропилину подпорного бруска.

Врубка или седло на стропильной ноге изготавливается на глубину, не превышающую 1/3 высоты дощечки. Для изготовления жёсткого соединения, стропило упертое седлом в мауэрлат, крепится 2-мя гвоздками, забиваемыми под угол друг к другу с боков стропильной дощечки, и одним по вертикали.

При подобном креплении формируется очень крепкое твёрдое соединение. Именно так очень часто соединяют стропилины с мауэрлатом при сооружении разных кровель.

Иной вариант соединения стропилин с мауэрлатом состоит в том, что к стропилине подшивается брусок длиной в 1 метр, с помощью какого стропило упирается в мауэрлат. С боковой стороны оно закрепляется с помощью уголков из металла, чтоб убрать сдвиг по сторонам.

Если стропильная нога закрепляется к затяжке, то чтоб оно не скользило на конце и не случилось раскола конца затяжки, крепление выполняют методом шипа или двойного зуба на расстояние от края затяжки 30см или больше.

Для добавочного крепежи стропилин со стенками строения, независит от используемого способа соединения, их крепят проволокой, которая закладывается в кладку на этапе строительства стен или с помощью анкеров, какие также устанавливаются во время устройства стен.

Скользящее соединение

Скользящее соединение исполняют при устройстве наслонных стропилин. Висячие стропилины в таком соединении не имеют нужды, потому как опираются на коньковый прогон и не делают распорных нагрузок на несущие стены строения. Очень часто висячие стропилины используют для строений, сооружаемых из бревна оцилиндрованного или бруска.

После постройки дерево еще пару лет изменяет собственные физические свойства, т. е. совершается проседание строения. При этом система стропил постоянно находится в движении и жёсткое крепежи приводит к переменам в стенках. Прежде чем объединить стропилины в узле крепежи, ему делают требования для некоей свободы движения. Достигают этого тремя вариантами.

На стропильной ноге изготавливается запил, который упирается в мауэрлат. Крепление стропилины делается забиванием 2-ух гвоздей с двух сторон стропильной ноги наискось в мауэрлат или забиванием одного гвоздя сверху в мауэрлат. Взамен крепежи гвоздками используются скобки и железные пластины с готовыми отверстеями под гвозди.

• Стропило выпускается на конкретную длину за границы стены и закрепляется к мауэрлату с помощью уголков из металла.
• Применяется специализированная железная конструкция крепежи с названием «салазки».
• В любом случае стропило упирается в мауэрлат, но при конкретных обстоятельствах оба компонента могут выполнять подвижки в отношении друг к другу.
• Подкосы, распорки и бабки висячих стропилин фиксируются к ним при помощи скобок и хомутов. Плюс ко всему стропильные ноги фиксируются к стенам проволочным скрутками, чтоб уменьшить риск срыва кровли крепким ветром.

Images

Как крепить стропила – когда нужен мауэрлат?

Прежде чем разобраться — как крепить стропила, нужно определить: куда их устанавливать и крепить. Чаще всего стропила закрепляют на специально построенном фундаменте (основе) кровли — мауэрлате. Этот элемент изготавливается из бревен или брусьев, обеспечивает не только устойчивое крепление стропил, но и позволяет равномерно распределить нагрузку на капитальные стены и даже фундамент домостроения.

В домостроениях, полностью построенных из деревянных брусьев или бревен, опорную функцию для стропил выполняет обвязка внешних стен вверху, и другие детали не устанавливаются.

Для домов и строений, капитальные стены которых построены из таких стройматериалов, как кирпич, газо-, пено- или шлакобетонные блоки, мауэрлат устанавливается в обязательном порядке. Такое требование вызвано тем, что стены такого типа очень плохо выдерживают нераспределенные точечные нагрузки. Также штучные стройматериалы недостаточно крепкие для хорошей фиксации конструкции стропил, так как под нагрузкой крепежные детали могут разрушить блок и будут вырваны из него. Поэтому укладка мауэрлата для таких домов обязательна.

Для наиболее прочного крепления деревянных брусьев мауэрлата, укладываемых по периметру на капитальных стенах дома, необходимо создать вверху стен армирующий пояс из бетона. В монолитную балку 20х20 см вмуровывается крепежные детали для опорных брусьев. Обычно для такого крепежа используются анкера или металлические шпильки диаметром не менее 1,4 см, располагаемые в монолитной балке строго вертикально. Нижние концы анкеров и шпилек загибают, чтобы их не вырвало из армпояса под действием нагрузки. Элементы такого крепежа располагаются на расстоянии не больше чем на 1,5 м друг от друга.

Важно: Использование шпилек, диаметр которых меньше 1,4 см, часто приводит к деформации нагруженных крепежных элементов.

В брусьях мауэрлата делают отверстия, соответствующие расположению анкеров или шпилек в стенах. Брус одевается на анкер, на его резьбовую свободную часть надевают шайбы, а затем навинчивают гайки. Такая технология обеспечивает надежность закрепления фундамента кровли на стенах дома.

Перед укладкой брусьев размещают гидроизолятор (например, рубероид), чтобы не допустить разрушение дерева брусьев под действием воды.

Несколько правил для выбора способа соединения стропил с мауэрлатом

1. Стандартная влажность древесины равна 12%. Свежесрубленное дерево может иметь влажность до 100%. При усушке древесины происходит ее деформация. Если применять для стропил изделия, не достигшие стандартной влажности, в жестком соединении мауэрлата и стропил может возникнуть разрушение целостности древесины. Желательно использовать изделия стандартной влажности, а также исключить возможность увлажнения деревянных деталей путем обработки влагозащитными покрытиями.

2. Если часть стропильной ноги находится в теплом помещении, а часть в холодном, разный температурно-влажностный режим эксплуатации также влияет на работу всей конструкции крыши. В данном случае необходимо сделать дополнительную защиту в местах, где проходят стены или перекрытия от биологического повреждения древесины и воздействия на нее влаги (обработка специальными веществами). При таких условиях эксплуатации применяются стропила только прямоугольного сечения.

3. При подрезке стропильной ноги следует учитывать, что длина части, которая опирается на мауэрлат, должна быть меньше высоты стропил.

4. Место сопряжения стропил и мауэрлата в каменных наружных стенах следует утеплять, защищая от промерзания.

5. Важно, чтобы на металлических деталях соединений исключалась возможность выпадения конденсата. Если это все же происходит, то деревянную часть соприкосновения с металлом нужно защитить от увлажнения (эластичные прокладки, мастики, уплотнительные ленты, рубероид, гидроизол и т. д.).