Крепление стропильных ног к мауэрлату
Чтобы крыша прослужила долго, элементы стропильной системы нужно закрепить правильно. От выбранного метода зависит не только долговечность конструкции, но и ее поведение при сильных ветрах, снегопадах и перепадах температур. Сам «скелет» крыши находится в движении, поскольку на него влияют перепады влажности и температур, которые при большой протяженности элементов дают существенные подвижки, вызывающие напряжения в конструкции. Следствием этого явления могут быть подвижки и смещения, а значит, прочность крыши может сильно пострадать, если использовать жесткую фиксацию элементов.
На практике применяют как жесткое, так и подвижное крепление. Выбор какого-то определенного варианта зависит от типа крыши и ее особенностей. Первый вариант предполагает полное исключение каких-либо взаимных движений элементов конструкции, поэтому применяют:
- уголки и подшивной опорный брусок;
- запилы на стропильной ноге.
Сам монтаж может производиться с помощью гвоздей, проволоки или скоб. Подшивной опорный брусок используется совместно с уголками, чтобы избежать поперечных смещений элемента конструкции. Второй способ монтажа используется не реже. В этом случае гвозди забиваются под углом и должны пересекаться внутри мауэрлата, после чего сверху вбивают еще один. Жесткий узел крепления стропила является одним из наиболее надежных вариантов. Оба типа соединений можно дополнительно усилить за счет использования проволоки или анкеров.
Для того чтобы угол наклона стропил по всей крыше был одинаковый можно изготовить шаблон, который позволит избежать проведения замеров в процессе установки.
Сопряжение с несколькими степенями свободы создается с использованием специального крепежа. В этом случае возможно несколько вариантов:
- Создание запила. В мауэрлате выполняется запил, в который должна укладываться стропильная нога. Крепление может осуществляться с помощью нескольких гвоздей, расположенных под углом, одного гвоздя, забитого вертикально, или металлической пластины.
- Выпуск стропила за пределы стены и использование крепежных пластин.
- Использование «салазок». Салазки – это элементы, обеспечивающие элементу конструкции подвижность в определенных пределах.
Каждый из описанных выше вариантов позволяет смонтировать узлы стропильной кровли так, чтобы их элементы опирались в мауэрлат, но имели некоторую свободу и могли двигаться, чтобы компенсировать возникающие напряжения. Скользящее соединение используется в различных типах построек, но особый интерес представляет для деревянных домов, поскольку они склонны к усадке, а жесткая фиксация конструкции крыше приведет к ее разрушению. Подвижные же крепления обеспечивают некоторую свободу стенам и фронтонам, поэтому они легко подстраиваются под усадку.
Особенности устройства двухскатной крыши
Двухскатная крыша имеет две плоскости скатов, которые могут обладать равной или различной площадью. В зависимости от этого определяется тип кровли, но в любом случае двухскатная крыша является наиболее простым из вариантов, востребованных в строительстве частных домов.
Двухскатные кровли красивы и практичны в эксплуатации
Конструкция двухскатной крыши включает в себя комплекс элементов, обеспечивающих надёжность и защиту здания. При сооружении такой кровли обязательно присутствуют следующие детали:
- стропила, состоящие из стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов;
- мауэрлат, представляющий собой ряд бруса, который служит для соединения стен и кровли;
- конёк — образуется путём соединения стропильных ног и представляет собой самое верхнее ребро крыши;
- кобылки — являются дополнительными элементами, удлиняющими стропильные ноги;
- лежень в виде горизонтального бруска, нужен для распределения нагрузки;
- свес крыши, который защищает стены здания от влаги, предотвращая потёки;
- обрешётка — требуется для монтажа утеплителя, кровельного материала, паро- и гидроизоляции.
Конструкция двухскатной кровли проста и не отличается большим весом Каждый основной элемент крыши выполняет определённую функцию. Например, стропильная система является основой для внешнего кровельного материала, утеплителя, гидро- и пароизоляции. Стропила создают форму кровли, а двухскатная крыша представлена в виде треугольника. Вертикальные стойки, схватка, прогон и другие детали дополняют стропильную систему и делают её надёжной. Основанием всего этого является мауэрлат, который служит для соединения кровли со стенами здания.
Установка двускатной крыши своими руками
Работы по монтажу стропильной системы начинаются с установки мауэрлата.
Крепление несущего устройства на стене
Мауэрлат делают из древесины повышенной прочности — дуб, лиственница и т. д. При отсутствии таких материалов можно использовать сосну.
Брус бывает стандартной длины — 4 или 6 метров. Поэтому соединение нескольких деталей по длине неизбежно. Оно производится с запилом соединяемых концов «вполдерева», например, для бруса сечением 150х150 миллиметров выполняется выборка размером 75х150 длиной 300 мм. Концы соединяются внахлёст. Крепление производится двумя или четырьмя винтами М12 или М14 с установкой шайб большого диаметра. По такому же принципу брусья соединяются по углам. Готовая конструкция представляет собой правильный прямоугольник, который устанавливается на верхнюю плоскость стены по периметру.
Два бруса сращиваются при помощи выборки древесины на каждом из них. Затем они скрепляются болтами
Технология установки мауэрлата предусматривает его размещение строго по оси стены или со смещением в любую сторону. При этом нельзя размещать опорный брус ближе 5 сантиметров от края. Для увеличения срока службы мауэрлат следует устанавливать с прокладкой гидроизоляции по поверхности стены. Чаще всего для этого применяется рубероид.
Способы крепления мауэрлата к стене
- Установка на анкерные болты. Идеальный вариант при монолитном исполнении стен. Резьбовые шпильки замуровываются в стену при её отливке.
- Нагели из древесины. Их заколачивают по просверленному отверстию. При такой фиксации используется дополнительный металлический крепёж.
- Скобы кованые. Их применяют с заранее установленными закладными деталями из древесины.
- Шпилька или арматура. Штыри замуровываются в процессе кладки стены и выводятся через опорный брус по просверленным отверстиям. Диаметр крепёжных деталей должен быть 12–14 миллиметров, выступ над поверхностью бруса — 10–14 сантиметров.
- Стальная проволока. Жгут из двух или четырёх проволочных жил устанавливается при кладке стены за 2–3 ряда до её окончания. Затяжка мауэрлата производится с использованием ломика. Часто применяется в качестве дополнительного крепления опорного бруса.
- При устройстве армирующего пояса также используется крепление на шпильки или анкерные болты.
Места установки креплений должны находиться приблизительно посередине между стропильными ногами.
Типы двухскатных классических крыш
Типы двухскатов
Если с принципиальным устройством всё понятно, то по конкретным решениям нужно ещё разбираться. Здания бывают разнообразные, и для каждого требуются конкретные решения. Различных схем существует очень много, но все их можно разделить на два типа по одному критерию: крепление конька. Рассмотрим их более подробно.
Система наслонных стропил
Наслонная система
Следует сразу отметить, что эта конструкция любима кровельщиками за её надёжность и простой монтаж.
Основа для крепления стропильных пар в этой системе являются маурлаты и коньковый прогон, который устанавливается на вертикальные балки, которые в свою очередь крепятся на лежень.
Таким образом, получается следующая картина — каждая пара стропил крыши жёстко крепится в трёх местах: два узла на маурлатах и одно на коньковом прогоне. Получается очень крепкая конструкция, с отличным запасом прочности.
В зависимости от длины стропил и угла наклона скатов конструктив может дополняться усиливающими элементами: затяжками, ригелями, подкосами, подстропилами и т.д. Также при отсутствии в здании капитальной внутренней перегородки в качестве лежня допустимо использование потолочной балки.
Висячая стропильная система
Наслонная система
Принципиальное отличие от наслонной системы является то, что в качестве опоры для стропил только маурлаты, т.е. деревянные брусья, жёстко зафиксированные на торцах внешних стен дома. Вверху, на коньке у стропил опоры нет, они лишь сколачиваются между собой, и как бы «висят» в пространстве, — это и является определяющих критерием данной технологии.
Эта система используется при возведении небольших по ширине зданий, как правило, это не более 7-8 метров. При увеличении этих значений при этой технологии потребуется устанавливать дополнительные элементы – ригели и затяжки, которые в некоторой степени будут преобразовывать силы давления на внешние стены и более равномерно распределяют нагрузку.
Чем больше ширина здания, тем большим количеством усиливающих элементов будет оснащена кровля. На схеме выше наглядно показано отношение ширины укрываемого пролёта к количеству дополнительных деталей.
Устройство капельного полива в теплице своими руками: из бочки, пластиковой бутылки и даже автоматической системы. Для томатов и других культур (Фото & Видео)+Отзывы
Строительство стропильной системы
Для примера мы рассмотрим пошаговую инструкцию одной из наиболее сложной крыши – четырехскатной. Понимая технологию строительства этой стропильной системы, не составит труда понять технологию и собирать самостоятельно более простые односкатные или двускатные.
Шаг 1. Возьмите две длинные доски, с их помощью легче определиться с длиной стропильных ног, углом наклона скатов и высотой крыши. Доски временно зафиксируйте к вертикальной опоре на стене дома. Поднимайте или опускайте их до тех пор, пока не найдете приемлемое положение. Если размеры дома позволяют, то лучше делать конструкцию стропильной системы такой, чтобы длина ног не превышала 6 м. Такие пиломатериалы можно купить, не будет необходимости наращивать. Наращивание не только отнимает много времени, но и ослабляет конструкцию, требует установки дополнительных опор.
Шаг 2. Залейте армирующий пояс. Он не только увеличивает высоту чердачного пространства, но и дает возможность удлинять свес стропильных ног и дополнительно защищать фасадные стены от атмосферных осадков. Ширина пояса должны равняться не менее 30 см, высота в зависимости от размеров дома.
Как заливать армирующий пояс?
- Высверлите в стенах отверстия длиной 15–20 см, вставьте в них металлические прутья диаметром 12–15 мм. Обязательно вверху должна быть резьба. Если найти в реализации такие элементы сложно, то можно к обыкновенной строительной арматуре приварить шпильки с резьбой. Расстояние между анкерами примерно 1 м.
Установите по периметру дома опалубку. Для этого пользуйтесь обрезными досками 20×150 мм, чтобы их не распирал бетон через 1,5–2,0 м зафиксируйте колышками. Не надо бояться, что армирующий пояс не по всей длине будет иметь идеально ровную ширину, этот элемент при дальнейшем строительстве крыши закрывается.
- Приготовьте бетон. Раствор надо делать прочным, на одну часть цемента давать часть песка и две части щебня. Приготовить его можно вручную прямо на плитах перекрытия дома или на земле бетономешалкой, а потом подавать массу наверх вручную.
- Уложите в опалубку арматуру, достаточного одного прутка по всему периметру. Пруток обязательно поднимите минимум на 5 см над поверхностью перекрытия. Он не должен лежать посредине пояса, в таком положении арматура не работает. В качестве подкладок можно использовать любые отрезки дерева или кусочки бетонных блоков.
Залейте пояс бетоном, работать надо внимательно, строго выдерживать горизонтальность положения верхней плоскости. Для проверки пользуйтесь обыкновенным уровнем.
Дайте минимум три дня для застывания бетона. Помните, что 50% прочности он наберет лишь через две недели, только тогда конструкцию можно полностью нагружать. Если погода очень теплая и ветреная, то бетонный пояс следует минимум два раза в сутки обильно поливать водой. Бетон набирает прочность не во время высыхания, а во время благоприятного протекания химических реакций, для этого постоянно требуется влага.
Когда бетон застынет, опалубку убирают
Строительство стропильной системы условно состоит из четырех этапов: установки мауэрлата, монтажа подконькового бруса, установки стропил (вальмовых и диагональных) и обустройства обрешетки.
Устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками
Перед тем, как начинать устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками необходимо определиться с ее типом и рассчитать потребность в материалах. Висячую систему устраивают в тех случаях, когда в конструкции здания не предусмотрена внутренняя несущая стена, или если необходимо просторное чердачное пространство, например для строительства мансарды. Количество пиломатериала рассчитывают, исходя из площади перекрытия и высоты крыши.
Стропильные ноги можно скрепить между собой на земле, а не «по месту». Это дает возможность более точно выдержать углы по шаблону. В случае висячей конструкции, этот способ единственно возможный. Смонтированные на земле треугольники просто устанавливаются на предназначенные для них места и закрепляются.
Монтаж стропильной системы своими руками
Порядок проведения работ при сооружении стропильной конструкции может быть следующий:
установка и крепление мауэрлата на наружные стены. Он укладывается с той стороны, куда планируется делать наклон крыши. Предпочтительно, чтобы эти стены были параллельны внутренней несущей стене здания. Под брус необходимо положить слой гидроизоляции любого типа;
укладка лежня производится аналогично сооружению мауэрлата;
Устройство стропил для сруба
на лежень вертикально устанавливаются стойки. Закрепить их можно в паз или металлическими уголками. От высоты стоек напрямую зависит угол, под которым наклонена кровля, поэтому если требуется сделать крышу с заданным углом, то вычислить высоту стоек можно с использованием простейших тригонометрических формул. К примеру, для угла в 45 градусов, необходимо, чтобы высота стоек была равна расстоянию между мауэрлатом и лежнем. Расстояние между стойками должно соответствовать желаемому расстоянию между стропилами двускатной крыши;
все стойки соединяются между собой коньком, который должен лечь строго горизонтально.
На этом устройство основных несущих элементов можно считать законченным. Следующим этапом в устройстве стропильной системы двухскатной крыши своими руками является установка стропил.
Стропильная система для двухскатной крыши
Установка стропил двухскатной крыши своими руками
Как уже было сказано ранее, стропильные ноги можно скреплять между собой внизу на земле. Для этого изготавливается шаблон из небольших брусков с заданным углом и длиной. Затем по нему делается необходимое количество стропильных ног. Если система висячая, то они еще соединяются затяжками. После этого производится установка стропил двухскатной крыши своими руками на место и закрепление их на коньке.
Схема строения стропил для двухскатной крыши
Крепление стропил к мауэрлату
Обеспечить надежность всей конструкции можно, только если все соединения и крепления выполнены грамотно и качественно. Одним из самых ответственных мест во всей конструкции является точка, где стропильная нога контактирует с мауэрлатом. В этом месте равнодействующая всех сил, действующих на кровлю, направлена в направлении стропильной ноги, «смотрящей» под углом вниз. Поэтому стропила со временем могут разъехаться. Задача стоит такая, чтобы эту равнодействующую направить перпендикулярно стен, то есть в направлении действия силы тяжести.
Сделать это можно двумя способами:
Упереть стропильную ногу под углом в мауэрлат и прибить гвоздями. В этом случае нужно будет делать кобылки, так как свес не образуется.
-
Сделать прямоугольный вырез в стропильной ноге, которым она будет упираться в мауэрлат. Такая конструкция более надежная.
Удлинение стропильных ног с помощью кобылок
Крепление стропил к мауэрлату любым из этих способов позволит избежать деформации стропильной конструкции.
Устройство обрешетки и мелких элементов
Когда вся основная конструкция уже установлена и нет сомнений в ее надежности, можно приступить к монтажу остальных элементов. Вначале можно закрыть фронтоны досками. Это позволит обрезать пиломатериал «по месту» более ровно. Если требуется монтаж кобылок для устройства свеса, то производятся и эти работы. К кобылкам крепят карнизную доску и подшивают карниз.
Обрешетку делают из досок с необходимым шагом или сплошную. Начиная с нижней, прибивают доски на нужном расстоянии друг от друга. Первая доска должна быть прибита строго параллельно карнизу.
Если нет возможности приобрести большое количество обрезного материала, то обрешетку можно делать и из необрезной доски
Важно только, чтобы кора была удалена, а первая доска все равно была обрезная
Монтаж стропил двускатной крыши дело ответственное, так как от этого зависит прочность и долговечность всей сооруженной конструкции. Выполнить эту работу нужно качественно.
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна
В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Прямой и косой прируб для соединения затяжки
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
Виды стропильной системы
Принято классифицировать стропильные системы, чтобы задача по выбору варианта будущей кровли решалась легче:
- Односкатные. Самые простые. Больше подходят для подсобных помещений, бань, небольших частных домов, беседок. Предусматривает наклонное положение конструкции под небольшим углом (не более 25°);
- Двускатные. Используются для небольших домов и дачных построек. Имеют вид треугольника, при котором стропильные доски соединены балкой и находятся под определенным углом;
- Двухскатные ломаные. Имеют два ската с переломом, благодаря которому есть возможность увеличить площадь мансарды;
- Трехскатные (полувальмовые). Имеют два ската формы трапеции, которые соединены одним торцевым треугольным скатом (вальмой);
- Четырехскатные (вальмовые). Используются для жилых построек, требуют значительных трудозатрат. Имеют два торцевых треугольных ската и два трапециевидных;
- Шатровые. Используются для построек квадратной формы. Состоят их четырех треугольных скатов, верхний угол которых соединен в центре кровли;
- Многощипцовые. Состоят из трапециевидных или других скатов разных форм, соединенных между собой.
Устройство двускатной крыши своими руками
Постройка загородного дома сопряжена с немалыми расходами. Поэтому многие люди ищут варианты удешевления этого процесса за счёт использования современных материалов и технологий. В настоящее время очень популярными стали каркасные здания с двускатными кровлями. Это происходит во многом по той причине, что выполнить такую конструкцию по силам даже человеку с минимальными знаниями строительного дела при соответствующей предварительной подготовке.
Двускатная крыша образуется стропильными фермами треугольной формы, соединёнными между собой продольным верхним брусом (коньковым прогоном) и обрешёткой
Однако сооружение крыши — ответственный момент, требующий серьёзного отношения. Нужно рассчитать:
- правильный угол наклона;
- длину стропил;
- расстояние между ними;
- способы соединения различных деталей между собой.
Без опыта производства таких работ не стоит браться за сложные конструкции, но построить небольшой дом с простой двускатной крышей вполне по силам своими руками.
Элементы входящие в каркас кровли
Устройство крыши частного дома можно посмотреть на схеме:
- Мауэрлат – опорный брус или доска, проложенный по периметру сооружения для равномерного распределения нагрузки от кровли к несущим стенам здания.
- Стропила— наклонные балки, которые опираются с одной стороны на мауэрлат, а с другой — на конек.
- Конек — горизонтальный брус в верхней точке кровли, являющаяся опорой для стропил.
- Лежень — балка перекрытия, находящаяся на на внутренней несущей стене, служит основанием для опорных стоек, чтобы перераспределить нагрузку при большом пролете.
- Балки перекрытия – балки, формирующие потолок в жилом помещении и пол на чердаке.
- Опорные стойки – вертикальные брусья или доски, поддерживающие стропила.
- Подкосы – диагональные подпорки.
- Обрешетка —настил для кровельного покрытия.
