Ремонт и строительство Ремонт и строительство
Устройство стропильной системы – базовая часть работ по созданию крыши. От того, насколько грамотно и качественно изготовлены все элементы, как они подогнаны друг к другу и закреплены, зависит нагрузочная способность и долговечность конструкции в целом.
Содержание статьи
- 1 Что представляет из себя мауэрлат и зачем он нужен в стропильной системе
- 2 Способы крепления стропил к мауэрлату и стойкам в деревянной крыше
- 3 Способы крепления стропил к мауэрлату с одной и 2-мя степенями свободы
- 4 Порядок крепления стропил к мауэрлату двухскатной крыши
- 5 Крепление стропил односкатной крыши к мауэрлату
- 6 Сложные крыши
- 7 Заключение
- 7.1 Похожие статьи
Что представляет из себя мауэрлат и зачем он нужен в стропильной системе
Прежде чем разбираться, как выполняется крепление стропил к мауэрлату, нужно уточнить, что понимается под этими терминами.
Мауэрлат – это опорный брус по всему периметру здания. В бревенчатых и брусовых конструкциях мауэрлатом быть может крайний верхний венец сруба или отдельно закрепленный брус (бревно) меньшего сечения. В постройках из природного или искусственного камня опорный брус укладывается поверх кладки или монолитной стены и крепится к ней. Зависимо от выбранного для крыши в целом материала мауэрлат быть может деревянным или металлическим. В обоих случаях брус непременно защищают от действия влаги – конденсата – при помощи гидроизоляционных материалов. На иллюстрации ниже мауэрлат показан коричневым цветом. Такой конструктивный элемент быть может сплошным (по всей линии стены) или состоять из отдельных кусков бруса, подкладываемых под стропильные ноги.
Стропила– несущие элементы конструкции скатной крыши. В сущности это комплекс деталей, состоящий из стропильных ног — наклонных балок, опирающихся на мауэрлат, вертикальных стоек и подкосов. Дополнительно в комплекс могут включаться подстропильные балки, которые связывают стропильные ноги внизу, и кобылки – накладные элементы на стропильные ноги для увеличения свеса крыши.
В верхней части стропила связываются коньком – горизонтальной опорой увеличенного сечения, которая держится на вертикальных стойках и разделяют крышу на раздельные скаты. Соответственно, стропила крепятся одним концом к коньку, а вторым «ложатся» на стены здания, передавая нагрузку через мауэрлат.
Зависимо от того, как передается нагрузка от стропил – только на конек и мауэрлат или же дополнительно на промежуточные опоры – различают стропила висячие и наслонные.
В первом случае балка каждой стропильной ноги идет на две точки – в местах крепления к коньку и к мауэрлату. Этот метод хорош при небольших пролетах (до 4,5 метров) и при отсутствии внутренних несущих стен.
В случае, если же несущие стены есть и на них можно смонтировать промежуточные опоры, получается 2-ой тип стропил – наслонные. Зависимо от того, сколько промежуточных опор применяется (одна, две или больше) пролет между коньком и внешней стеной дома может составлять 6 и более метров.
Способы крепления стропил к мауэрлату и стойкам в деревянной крыше
Так как стропильные системы из дерева наиболее популярны в частном и малоэтажном строительстве, в основном мы будем рассматривать способы соединения элементов именно для деревянных конструкций.
Различают два основных вида соединений: методом врубки не имея дополнительных соединительных деталей и соединение при помощи крепежа. Также применяются комбинированные способы – врубка с дополнительным крепежом.
Еще одно существенное различие: узлы соединений бывают жесткими и скользящими. В первом случае стропильная нога не может смещаться относительно мауэрлата даже на несколько миллиметров, что, с учетом температурной и влажностной деформации дерева, может привести к повреждению стропильной системы в целом. Скользящие узлы креплений допускают небольшие смещения для компенсации этих деформаций.
Ниже представлены два варианта крепления – только с врубкой (запилом) и с дополнительным крепежом.
В обоих случаях обеспечивает жесткое, неподвижное положение балки. Следует заметить, что при врубке (запиле) не имея металлических соединительных деталей небольшая свобода перемещений все же остается – это связано с тем, что и стропило, и мауэрлат изготовлены из дерева и деформируются под действием влажности и температуры одинаково. Металлические скрепы лишают их этот возможности.
Крепление стропил к мауэрлату при использовании металлических скреп может осуществляться с одной степенью свободы или 2-мя.
Как видно из приведенной схемы, для одной степени свободы (т.е. незначительного поворота стропильной ноги под действием нагрузок на кровельное покрытие) применяется жесткое крепление в виде запила и уголка, а для двух степеней используется ползун или уголок с креплением на один гвоздь. В данном случае стропильная нога может не только поворачиваться, однако и немного смещаться вдоль своей оси.
Вместе с тем, зависимо от того, какие элементы соединяются, применяется разное количество гвоздей и способ их забивки – под прямым углом или на косую.
| Скрепляемые детали | Минимальное количество гвоздей | Минимальная допустимая длина, мм | Как забивать |
| Стропила к коньку | 3…4 | 60…80 | Через конек в торец стропильной ноги или на косую |
| Балки чердачного перекрытия или стропила к мауэрлату (обвязке) | 2…3 | На косую | |
| Затяжки и связи к стропилам | 3 | Под прямым углом |
Важно: при забивании гвоздей с обоих сторон они должны идти навстречу друг другу, в сущности перекрещиваться внутри балки или мауэрлата.
Способы крепления стропил к мауэрлату с одной и 2-мя степенями свободы
Ниже представлены варианты с запилом или не имея, однако с применение металлических пластин и уголков, а также болтов, хомутов и остальных металлических крепежных деталей.
Зависимо от того, сколько гвоздей применяется для крепежа и как они забиваются, можно при одном и том же варианте узла крепления получить одну или две степени свободы.
| Вариант соединительного узла | Для одной степени свободы | Для двух степеней свободы |
| А | Три гвоздя с каждой стороны в стальной уголок | По одному гвоздю в стальной уголок или вовсе не имея прибивания |
| Б | Деревянные накладки фиксируются к мауэрлату при помощи стального уголка 3-мя гвоздями. Другой вариант – пробой через деревянный брусок | Деревянные накладки прибиваются не имея уголка, по одному гвоздю с каждой стороны |
| В | Стальной уголок креплением на три гвоздя | По одному гвоздю в уголок или не имея прибивания |
| Г | По три гвоздя через стальной уголок или напрямую стропило к мауэрлату | Смещение невозможно из-за треугольного запила |
| Д | Смещение возможно при отсутствии опорного деревянного бруска | |
| Е | Смещение возможно при отсутствии запила |
Размеры запила на стропильных ногах и продольных опорах чердачного перекрытия определяются международными строительными правилами для одно- и двухэтажных жилых домов (International Residential Code for One- and Two- Family Dwellings 2012).
Вот так будет выглядеть та же схема при переводе на отечественные единицы измерения.
В сущности запил стропил к мауэрлату выполняется не больше чем на четверть высоты сечения балки. Частично его можно заменить использованием опорного деревянного бруска (крайнее фото справа).
Порядок крепления стропил к мауэрлату двухскатной крыши
Чтобы установка прошла максимально быстро и просто, не имея ошибок, стоит придерживаться определенного порядка действий.
В случае, если установка делается так, чтобы вверху стропильные ноги не просто опирались на конек, а имели запил, последовательность работ немного меняется. После обрезки первого стропила под упор на мауэрлат и выполнения запила под конек эта деталь применяется как шаблон для всех последующих. Стропила вместе с тем заходят друг за друга, обрезаются после закрепления всех балок.
При выполнении запила на нижнем конце стропила поступают аналогично – подгоняют одну опору и применяют ее как шаблон для остальных.
После первичной установки каждая стропильная нога дополнительно закрепляется металлическими фиксирующими элементами – гвоздями, шурупами (непременно с использованием металлических шайб!), скобами, хомутами и т.д.
Крепление стропил односкатной крыши к мауэрлату
При односкатной крыше конек как таковой отсутствует, стропила с двух сторон опираются на мауэрлаты, расположенные на разной высоте для получения нужного угла ската.
Вместе с тем пролет стропил нередко оказывается больше, чем допустимо из условий прочности балок. Соответственно, в односкатных крышах монтируются дополнительные опоры и/или раскосы (подстропильные ноги).
Крепить стропила к стойкам и мауэрлату можно любым из описанных выше способов, учитывая необходимость создания жестких связей – максимум с 2-мя степенями свободы. Скользящие фиксаторы здесь используются редко, в основном опирание стропил на мауэрлат закрепляется уголками и пластинами так, чтобы получилась только одна степень свободы.
Сложные крыши
Чем больше скатов и, соответственно, их пересечений имеет крыша, тем больше усложняется стропильная система. Так, в многощипцовых конструкциях часть стропил опирается не на конек (прогон), а на опору ендовы. Такие балки называются накосными стропилами ендовы, их нужно подгонять по месту и жестко скреплять для предотвращения перекоса конструкции в целом.
Для вальмовой крыши применяются не только прямые (расположенные под прямым углом к коньку и мауэрлату), однако и диагональные стропила – по линиям пересечения скатов. На них опирается часть прямых стропил. Здесь также оптимален жесткий узел крепления.
В шатровых крышах большинство стропил является именно диагональными, и все прямые (нарожники) опираются на них. За счет чего особенно важна точная подгонка запилов и усиленные крепления.
В арочных крышах вместо прямых балок стропил используются изогнутые шпангоуты, собранные из отдельных ламелей. Количество вертикальных стоек при этот конструкции заметно возрастает, так как нужно более равномерно распределить нагрузку по изогнутому составному элементу. Опирание таких арочных стропил только жесткое, с запилом.
Заключение
Любая стропильная конструкция – от простейшей до самых сложных – требует внимательного отношения к расчетам балок на прочность, соблюдения правил подготовки материала и точного выдерживания размеров элементов. Только в данном случае крыша приобретает необходимую нагрузочную способность, сопротивляемость ветровым и снеговым нагрузкам, прочность и долговечность.
