Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши: узел опирания

Разновидности односкатных кровель

Крыши с одним скатом делятся на два вида:

• невентилируемые;
• вентилируемые.

Невентилируемый вариант подходит для террас. При этом угол наклона крыши минимальный – он составляет от 3 до 6 градусов. Это дает возможность использования поверхности для посадки растений, устройства бассейна и т.д. Минусом данного типа является необходимость в дополнительном уходе в холодное время, особенно при наличии большого количества осадков.

При выборе вентилируемой разновидности угол наклона может колебаться в пределах 5-25 градусов. Пустое пространство между слоем тепло- и гидроизоляции обеспечивает свободную циркуляцию воздуха в кровельном пироге и значительно удлиняет срок эксплуатации кровли.

Такая крыша также нуждается в очищении от массы снега.

Крепеж

Для крепления стропил к мауэрлату используется металлические изделия:

• гвозди длиной 150 мм;
• саморезы;
• стропильные уголки;
• держатели балок;
• скользящие опоры;
• зубчатые пластины;
• перфорированные накладки;
• скобы;
• болты, шпильки с гайками.

Желательно, чтобы крепеж был оцинкованным или нержавеющим. Обычный быстро корродирует и разрушается, вызывая ослабление соединений.

Для гвоздей диаметром до 6 мм предварительная рассверловка отверстий не требуется. При большем сечении для предупреждения образования трещин нужно просверлить гнездо размером, равным 0,9 диаметра гвоздя. В деревянных строениях, а также в небольших кирпичных зданиях для крепления мауэрлата и стропил используются скобы. Древесина склонна к раскалыванию, поэтому рекомендуется провести предварительную рассверловку отверстий.

Когда нужно запиливать стропильные ноги?

Основные несущие элементы крыши, которые определяют угол наклона крыши, несут на себе нагрузки:

• обрешетки;
• финишного покрытия;
• снега;
• ветра;
• точечных усилий, создаваемых обслуживающим персоналом, например, при очистке снега, выполнении осмотров и мелкого ремонта.

Вышеуказанные нагрузки распределяются на несущие конструкции оболочки и на внутренние стены капители с помощью раскосов для больших проемов (более 6 м) навесных крыш. Стены большинства современных зданий предназначены для восприятия вертикальных нагрузок и, в очень ограниченной степени, боковых нагрузок, обычно вызываемых сильными ветрами.

Поэтому в обязанности проектировщиков и архитекторов входит обеспечение снижения воздействия этих нагрузок как на ограждающие конструкции здания (стены), так и на конструкцию в целом.

Для того чтобы усилия в сечениях балок распределялись таким образом, чтобы боковая (горизонтальная) сила стремилась к своему наименьшему значению, а большая ее часть шла на вертикальную нагрузку, в односкатных крышах в перераспределяющих элементах вырезаются специальные прямоугольные углубления.

• В кирпичных, каменных и бетонных стенах в карнизных частях опорных стен с внутренней (чердачной) стороны устраивают специальный вырез, иногда называемый — четвертью, в который укладывают прямоугольный брус — мауэрлат (в простейшем случае это может быть ошкуренное простое бревно).
• В каркасных постройках в этом качестве используется горизонтальная обвязка верхних частей вертикальных стоек, чаще всего состоящая из двух досок толщиной не менее 3 см каждая, сбитых гвоздями.
• В срубах из калиброванного бревна или бруса, это обычно самый верхний венчающий усиленный элемент стены.

Как и почему крыша распирает и разрушает стены дома

Под действием нагрузок нижние концы стропил стремятся разъехаться в стороны. Силы, действующие на нижних концах стропил и направленные горизонтально в противоположные стороны, называют распором.

Распор стропил бывает так велик, что стены не выдерживают, изгибаются, стены и стропила трескаются, крыша в результате местами проседает — дом разрушается. Такую картину не редко можно видеть, если строительство крыши выполнено не умелыми строителями, и, к тому же, без проекта.

Почему распор передается на стены?

Ведь выше, в статье написано, что в стропильной системе с висячими стропилами распор компенсируется затяжкой, а в схеме с наслонными стропилами распора вообще не возникает. Эти утверждения правильны, если рассматривать схемы стропильных систем на бумаге.

В реальности все детали стропильных систем под действием нагрузок деформируются, то есть, меняют свои размеры и положение в пространстве — укорачиваются, удлиняются, изгибаются, поворачиваются.

К деформациям от действия нагрузок добавляются колебания размеров деталей при изменении влажности и температуры. В местах соединений также имеется некоторая подвижность элементов стропильной системы.

Представим себе, что в системе с висячими стропилами затяжка, по каким-то из указанных причин, удлинилась и перестала воспринимать на себя усилие распора. В результате распор начнет передаваться на стены.

В системе с наслонными стропилами, то же самое произойдет, если, например, сожмется стойка. Верхний конец стропил потеряет опору. Наслонные стропила начнут работать как висячие. Вся нагрузка распора начнет передаваться на стены. Кроме того, увеличится нагрузка и на стропила, которые не рассчитаны на работу в режиме висячих стропил.

Здесь два варианта. Или не выдержат стены — под действием распора разойдутся в стороны, позволив стропилам немного повернуться и снова опереться на стойку. Или разрушится, треснет стропило, не выдержав не расчетной нагрузки.

Легко деформируются под действием распора деревянные стены из бруса, бревна, а также каркасные.

В литературе по строительству можно встретить утверждение, что стены из каменных материалов выдерживают большую нагрузку распора. Но в современном частном домостроении, благодаря применению утеплителей, толщина каменных стен значительно уменьшилась. Для кладки стен часто используются более легкие и хрупкие материалы, например, газобетон.

Защита каменных стен современного частного дома от повреждений распором не менее актуальна, чем для деревянных.

Крепление стропил односкатной крыши

Схема крепления достаточно простая, так как представляет собой параллельно разложенные доски, которые опираются на две стены. Для установки ног используют специальные переходные элементы, которые изготовлены из древесины.

В зависимости от того, какой материал используется, в качестве переходной детали можно применять:

• Мауэрлат. В вышеуказанной системе крыши с одним скатом, это две деревянные балки, которые лежат отдельно и завершают стены.
• Верхняя часть стопы, которая сложена из брусьев.
• Верхняя обвязка всего каркаса.

Хоть конструкция указанной крыши отличается простотой, есть и некоторые тонкости крепления стропил, о которых важно знать. Дело в том, что узлы, которые применяются, должны учитывать все негативные моменты такого материала, как древесина

Дело в том, что узлы, которые применяются, должны учитывать все негативные моменты такого материала, как древесина.

При проектировании следует учитывать решение следующих задач:

• Возможность легкого перемещения деталей из дерева один от другого
• Адаптация к тем последствиям, которые могут быть после просадки каждой стены, для принятия устойчивой позиции
• Исключение всех возможных причин нарушения того или другого соединения

Крепление треугольников происходит по схеме: горизонтальная сторона устанавливается на мауэрлат, фиксируется

Очень важно чтобы она имела достаточно много площади для состыковки с другими элементами

Стропильные ноги важно установить под определенным углом к элементам опорного характера. Стоит понимать, что двух точек достаточно мало для прочного крепления, поэтому есть методы, которые применяются для избегания негативных последствий

Прежде всего, важно увеличить общую площадь взаимодействия стропилины, а также опорной детали с помощью:

• Выбрать врубки
• Запилить верхние, а также нижние края ног. С помощью таких действий можно легко создать опорную площадку, повысить устойчивость.

Этапы и технология возведения крыши

Крыша возводится в несколько этапов, правильность выполнения каждого из них имеет огромное значение для конечного результата, поэтому к их реализации следует подойти максимально ответственно. Процесс начинается с расчетов, он позволяет определить количество необходимого материала и сформировать дальнейший план действий.

Необходимые расчеты

Несущая система должна обладать повышенными техническими характеристиками для обеспечения высокой прочности и надежности. Помимо оптимального метода крепления, необходимо правильно выбрать шаг размещения стропильных ног. Данный параметр зависит от габаритов стропил, а точнее от сечения и расстояния между опорными точками, конструктивных особенностей крыши.

Подготовка материала к монтажу

Этап заключается в подготовке стропил нужного размера и разметке шага на основании. Длина конструктивных элементов зависит от разновидности кровли и варьируется в пределах от 60 до 200 см

Важной и сложной задачей является определение правильного угла наклона

Проверка надежности мауэрлата

При создании опорной системы для закрепления кровли необходимо обеспечить высокую надежность фиксации брусьев. После установки каждого крепежного элемента нужно проверять качество соединения. Для этого следует приложить усилие к мауэрлату и стропилам. Если система будет двигаться, люфтить или прогибаться, то качество конструкции на низком уровне. В этом случае заменяют крепежные элементы и дополняют систему опорными элементами.

Крепление стропил к мауэрлату: немного «матчасти»

Для начала, предлагаем рассмотреть иллюстрацию, на которой показаны два вида стропильных систем:

Место крепления стропильной ноги с основой называется опорным узлом. Таких узлов в системе много, но мы коснемся подробно именно нижних креплений рамы со стропилами. Мауэрлат и стропильные ноги практически всегда изготавливаются из древесины, реже – из металла. Дерево использовать выгоднее и удобней, так как этот материал легок по весу, прост в монтаже и долговечен при правильной установке и эксплуатации.

Виды опорных узлов по уровню жесткости

Опорные узлы — места, в которых стропила крепится к элементам крыши:

В случае железных соединений, узлы являются неподвижными, жесткими (сварка или болты). Дерево – материал более мягкий и динамичный, который может набухать, рассыхаться и деформироваться. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять опорные узлы с поправкой на возможные изменения формы древесины. Такие узлы могут иметь разную степень подвижности:

• Узел нулевой подвижности – жесткое крепление уголками с обеих сторон, при котором крепление стропила к мауэрлату остается неподвижным.
• Соединение первой степени подвижности – балка может вращаться по кругу.
• Соединение второй степени подвижности – круговое вращение со смещением, предусматривается установление специальных ползунов или салазок.
• Подвижное соединение третьей степени – возможность горизонтального, вертикального и кругового движения.

Для любого узла, будь он подвижный, либо нет, следует применять, как минимум, два вида фиксации. Например, зарубленные планки дополнительно фиксируются изнутри с помощью опорного бруса, а динамичные соединения укрепляются болтами и специальными стальными уголками.

Установка прогона

Крыша односкатная имеет исключительно коньковый прогон, в более серьезных конструкциях монтируют боковые дополнительные прогоны. В первом случае установку производят на вертикальные опоры, закрепленные вспомогательными приспособлениями. Из обрезной доски (5 см) изготавливаются распорные элементы и устанавливаются между стойками. Конец распорки закрепляется внизу стойки, а другой край прибивается сверху. В итоге получается система повышенной жесткости из треугольников, распорная доска – это гипотенуза, а стойка и прогон – катеты.

Если стойки в высоту больше 2 метров, то для монтажа сооружают леса. Это облегчит процесс, ускорит работу и увеличит безопасность. Дополнительная польза: к лесам можно фиксировать несущие стойки и другие части кровли.

После создания прогона выполняют крепление стропил. Предварительно конструкцию собирают на земле, после чего собранной поднимают и монтируют. Этот метод целесообразно применять при наличии подъемного крана и бригады строителей.

Прогоны и стропильная система – важные элементы кровли, на создание которой уходит много времени и сил. Монтаж начинается с расчета и завершается проверкой надежности, а также отделочными работами. Задача рабочего – обеспечить максимальную надежность конструкции с максимальной устойчивостью к деформациям и повреждениям

Важно использовать вспомогательные элементы, например, уголки для крепления стропил

Специфика изготовления и укладки стропилин

Понятно, что для строительства балочной системы нужны пиломатериалы — длинномерные изделия из столярки с четкими геометрическими параметрами. Вам нужна доска или брус, в котором, разумеется, нет пазов и монтажных швов.

Зачем нужны пазы и канавки? Дело в том, что доски и брусья имеют очень маленькую площадь соприкосновения, когда они ребристые. Они имеют лишь тонкую линию контакта с рельсом и поэтому могут сдвинуться с места при малейшей нагрузке, увлекая за собой всю конструкцию.

Для увеличения опорной поверхности на переходе между балкой и кладочной решеткой или между балкой и дополнительной обрешеткой в брусе или в доске выбирается угловой паз, пропил или опорный брус. Если верхняя часть балки соединяется с противоположной частью транца, необходим швеллер, плоскость которого должна быть точно перпендикулярна горизонту для обеспечения надежной фиксации.

Как правило, при строительстве балок выбранные опоры из дерева должны быть строго горизонтальными и вертикальными. При малейшем нарушении горизонтальной и вертикальной устойчивости она будет потеряна, и части конструкции будут смещаться под собственным весом и нагрузкой до полного разрушения системы.

Обратите внимание, что балки обязаны допускать небольшое смещение и поворот при превышении нагрузок. Эти движения необходимы для того, чтобы конструкция слегка изгибалась и смещалась, но не разрушалась и оставалась стабильной

Эти тонкости следует знать, и мастеру-строителю, решившему выполнить строительство и монтаж балок своими руками, и владельцу строящегося дома, не хочется платить за неаккуратную работу строителей. Рассмотрите совместные варианты, чтобы разобраться в сути процесса.

Сооружение каркаса крыши по висячей технологии

Возьмем пример строительства стропильной системы над бревенчатым срубом. Проем между стенами небольшой, проще и разумнее закрыть его подвесной конструкцией, монтаж которой будет производиться на остатках потолочных балок — коврах.

Деревянный каркас практически идеально подходит для установки подвесной системы, так как его легче построить горизонтально, поэтому балки не нужно подгонять при нарушении геометрии пола. Кладочная решетка не требуется, но балки нужно будет сдвинуть вверх, чтобы обойти верхнюю часть рамы и создать полезное пространство на чердаке.

Перед установкой балок необходимо выполнить несколько этапов подготовки деревянного дома. Выровняйте накладки по обе стороны столба с помощью бечевки, прикрепленной к гвоздям, прибитым к двум внешним балкам. Обрежьте накладки так, чтобы край каждой балки заканчивался плоской горизонтальной площадкой.

Конструкционные особенности вальмовой крыши

• Основой конструкции, к которой крепятся несущие элементы крыши, является коньковый брус, располагаемый по центру кровли в самой верхней ее части.
• От торцов конька к противоположным стенам под углом 90 градусов отходят 6 центральных стропил, опирающихся на брус-мауэрлат, проложенный по периметру стен.
• Диагональные (вальмовые) стропила соединяют углы кровли с коньковым брусом, образуя треугольник – вальму. Опираются они на стену и торец конька.
• Промежуточные стропила формируют кровлю между центральными стропилами продольной стороны здания. Они опираются на коньковый брус и мауэрлат.
• Отличительные особенности строительства вальмовой крыши – это наличие коротких стропил, опираемых на диагональные. За счет данного приема и образуются на крыше треугольные участки кровли.

Особенности разметки при строительстве вальмовой крыши своими руками

Прочностные показатели возводимой крыши и ее устойчивость к ветровым нагрузкам во многом зависят от того, насколько точно была осуществлена разметка вальмовой крыши. Поэтому процесс работы выполняется в определенной последовательности.

1. Приняв прямоугольник, образуемый мауэрлатом за основу, делим его торцовые стороны пополам и проводим осевую линию, на которой и будет устанавливаться коньковый брус.
2. Изготавливаем мерную планку из подручного материала. И наносим на нее отметку, соответствующую половине ширины прямоугольника. Вторая отметка покажет величину выноса кровли за периметр стен (стропильный свес).
3. От углов вдоль продольной стороны мауэрлатной обвязки стен располагаем мерную планку и переносим метку на брус. В итоге получаем четыре одинаковых квадрата по торцам здания и прямоугольник в его центральной части. Это дает нам важный элемент разметки вальмовой крыши — длину конькового бруса, равняющегося по величине ширина образованного прямоугольника.
4. С обеих сторон здания вдоль узкой стороны прямоугольника делаем на мауэрлате разметку для крепления промежуточных стропил, отстоящих друг от друга на расстоянии 800 – 1000 мм. Аналогичные метки переносим на осевую линию для определения мест крепления стропил к коньку.

Особенности монтажа стропильной системы при строительстве вальмовой крыши

1. Работа начинается с установки конькового бруса, поднимаемого на необходимую высоту, равную высоте крыши. Опирается конек на вертикальные стойки, дополнительно соединяемые для прочности подкосом.
2. Шесть равных по длине центральных стропил опирают на торцы конька (по три с каждой стороны). Вторым концом стропила опираются на мауэрлат с учетом величины стропильного свеса – по одному стропилу монтируется в центре торцовых стен и по два с продольной стороны здания под углом 90 градусов к ней.
3. Немаловажная часть монтажа стропильной системы при строительстве вальмовой крыши – установка диагональных стропил, являющихся основой формируемой вальмы. Таких стропил четыре и проходят они от торца конькового бруса через углы, образуемые обвязочным брусом стен. Опора вальмовых стропил осуществляется на специально подрезаемую пятку для удобства крепления к коньку и мауэрлату. Эти стропила так же оснащаются свесом.
4. Следующий шаг работы – установка промежуточных стропил, осуществляемая по разметке: стропило крепят к коньку и мауэрлату, оставляя свободно висящим нижний конец для формирования навеса крыши над стеной.
5. Итогом монтажа стропильной системы вальмовой крыши является установка коротких стропил. Опираются они на диагональные стропила и мауэрлат, располагаясь параллельно центральному стропилу в торцовой части крыши на расстоянии 800 – 1000 мм друг от друга.

https://youtube.com/watch?v=n_Yr2QB3diM

Стропильная система возводимой своими руками вальмовой крыши считается одной из наиболее прочных и долговечных, главное правильно произвести монтаж ее несущих элементов

(Visited 3 496 times, 1 visits today)

Как правильно утеплить мансарду?

Кровля из камыша. Плюсы и минусы

В чем заключается ремонт мягкой кровли?

Крыша балкона своими руками

Что такое жидкая кровля?

Снегозадержатели на крышу: как защититься от обвала снега?

Выбираем качественные кровельные материалы

Как выбрать битумную черепицу?

Общие сведения по результатам расчетов

• Угол наклона крыши
  — Угол наклона ската и стропил. Программа так же подскажет подходит ли данный угол для выбранного
  кровельного материала. Что бы увеличить или уменьшить, измените параметры ширины основания или высоты
  подъема.

• Площадь поверхности крыши
  — Общая площадь всей поверхности кровли, с учетом длины свеса. Соответствует количеству необходимого
  кровельного и подкровельного материала

• Примерная пиковая нагрузка на 1м2 кровли
  — Нагрузка на 1 квадратный метр стропильной системы, с учетом снеговой, ветровой нагрузки, а также с учетом угла наклона ската, веса кровельного материала, веса обрешетки, контробрешетки, стропил и утеплителя
• Вес кровли без учета климатических нагрузок
  — Включает в себя вес кровельного материала, обрешетки, контробрешетки, стропил и утеплителя. По умолчанию объемная плотность пиломатериала 600 кг/м3, а плотность утеплителя 35 кг/м3

• Вес кровли с учетом климатических нагрузок
  — Включает в себя вес кровельного материала, обрешетки, контробрешетки, стропил и утеплителя, а также снеговую и ветровую нагрузку в пике с учетом угла наклона ската

• Количество рубероида
  — Количество подкровельного материала в рулонах шириной 1 метр и длиной по 15 метров, с учетом нахлеста.

• Длина стропил
  — Длина стропила от конька до основания ската

• Запас прочности
  — Запас прочности подходящего сечения стропил в зависимости от минимального сечения.

• Минимальное сечение стропил
  — Расчётное сечение стропил с учетом выбранных параметров и нагрузок. По умолчанию указаны нагрузки для
  московского региона.
• Количество стропил
  — Общее количество стропил при заданном шаге на всю стропильную систему.

• Количество рядов обрешетки и контробрешетки
  — Общее количество рядов обрешетки и контробрешетки по заданным размерам на всю кровлю

• Кол-во рулонов паро-гидроизоляции с нахлестом
  — Количество целых рулонов паро-гидро-изоляции с учетом нахлеста. Величина нахлеста рассчитывается автоматически в зависимости от угла наклона ската.

Подбор сечения

При возведении дома профессиональными строителями по заранее подготовленному проекту выполняется расчет по двум предельным состояниям, который определяет высоту и ширину несущих балок по двум требованиям:

• жесткости;
• прочности.

Зависимость конструкции от величины пролета

При строительстве частного дома своими руками расчет можно не выполнять, но необходимо учесть рекомендации в зависимости от пролета. Стропила на односкатной кровле всегда наслонные.

1. Пролет до 4,5 метров. Схема предполагает использования цельных стропильных ног, без раскрепления подкосами или стойками. Удобно и пользовать, если планируется устройство мансарды: позволяет увеличить свободное пространство за счет отсутствия промежуточных опор. Рекомендуемое сечение стропил при шаге 0,6 м — 50х150 мм, для шага 1,1 м потребуется увеличение до 75х175 мм.
2. Пролет до 6 метров. В этом случае все зависит от угла наклона и пролета. В некоторых случаях хватит стандартной длины доски или бруса — 6 м. При большом угле наклона и пролете приближенном к 6 м потребуется стыковать стропильные ноги по длине. В качестве дополнительной опоры предусматривают подкосы (подстропильные ноги). В месте примыкания подкоса к стропилу стыкуют ногу по длине. Рекомендуемое сечение при шаге 0,6 м — 50х200 мм, при шаге 1,1 м — 100х200 мм.
3. Пролет более 6 метров. В этом случае нужно сделать промежуточные стойки, которые возьмут на себя часть нагрузки и уменьшат провисание балки. Правильно устанавливать опоры так, чтобы каждый пролет стропильной ноги был менее 6 метров. Расчет в этом случае выполняют как для многопролетной балки с учетом промежуточных опор. При строительстве своими руками сечение берут так же как и для пролета до 6 м (предыдущий пункт). В этом случае все стропила являются составными.

Если между стропилами планируется своими руками укладывать утеплитель (теплый чердак, мансарда), то расчет учитывает минимальную высоту балок.

Если планируется укладка минеральной ваты, то дополнительно учитывают вентиляционный зазор 5 см. Частично его обеспечивают за счет несущих балок, а частично за счет контробрешетки, которая монтируется поверх них.

Разметка и распил накосных стропил вальмовой крыши

Прежде чем начать вырезать балки для вальмовой крыши, вам понадобится инструмент для разметки. Вы можете легко сделать это приспособление самостоятельно из кусков доски до начала строительства стены.

Вы можете сделать свою собственную доску довольно легко. Вы можете начать с куска картона 25 x 100 мм или фанеры тех же размеров и длиной 60 см. Например, если вы делаете брус из доски 5×20, используйте для шаблона 2,5×20 см. С помощью небольшого столярного или плотницкого квадрата нарисуйте линии гребня и суставы клюва птицы.

Если вы используете небольшой балочный уголок, на котором угол крыши обозначен вдоль гипотенузы цифрами 4, 6, 8 и т.д. (или углы в градусах), поместите его на доску, совместите прямой угол с вершиной луча и соедините точки,

Если вы используете большой квадрат для вырезания рамы, поместите короткую сторону («язычок») в точку 4, а длинную сторону («лезвие») в точку 17 на один из краев доски и проведите линию вдоль «язычка» для вертикальной секции. Переместите квадрат вниз по фигуре и проведите вторую вертикальную линию, чтобы вырезать линию клюва птицы.

Высота над стропилом для клюва птицы такая же, как и у обычного стропила до его опускания. Возьмите бревно и измерьте от вершины по вертикальной линии до линии посадки клюва птицы. Перенесите это расстояние на вертикальную линию кончика клюва птицы в форме. В этой точке поместите один конец маленького треугольного бруска (или «язычка» большого треугольника) вдоль вертикальной линии и проведите линию оседания перпендикулярно вертикальной линии.

Ниже «птичьего клюва» отпилите 15 см от нижней части лепнины до ширины плетеной балки. Форму можно использовать для разметки проекций балок вместо того, чтобы размечать каждую балку по отдельности с помощью рулетки и карандаша.

Приколите полоску 2,5×5 к верхней части формы так, чтобы след от клюва птицы был виден сверху.