Как правильно сделать стропила для двускатной крыши

Основа стропильной системы крыши состоит из несущих элементов стропил и опорных стоек. Их надёжно удерживают и фиксируют коньковые и боковые прогоны, затяжки-ригели, подкосы, растяжки и опорные стойки. Вся сложная конструкция крыши опирается на мауэрлат — доски бруса, служащие основанием и опорой для стропильных ног. Мауэрлат служит основой всей конструкций кровли, поэтому его называют своеобразным фундаментом для крыши.

Особенности деревянного «скелета» крыши

При работе с деревом необходимо учитывать его особенности, как материала, а также направление нагрузок, воздействующих на конкретные элементы конструкции.

По сравнению с бетоном или металлом, дерево – материал мягкий и упругий, но эти его свойства могут меняться в большую или меньшую сторону в зависимости от влажности. Деревянные конструкции подкровельной системы впитывают в себя влагу из воздуха, когда на улице идёт дождь, и водяные пары, поднимающиеся из внутренних помещений дома. В сухую погоду происходит обратное движение: дерево отдаёт лишнюю влагу в атмосферу. При этом материал расширяется или сужается, меняется упругость его волокон и расстояние между ними, что, в свою очередь, влияет на его способность удерживать в себе крепёж.

Воздействие окружающей среды на древесину

Поэтому прежде чем крепить обрешётку к стропилам или выполнять узловые соединения конструкции, нужно решить, какие метизы лучше использовать. Для этого необходимо определить влияющие на них нагрузки. При этом учитывают:

  • вес кровельного покрытия;
  • напряжения, возникающие в материале при изменении его влажности;
  • снеговую нагрузку, способную вызывать прогиб обрешётки;
  • ветровые нагрузки.

В зависимости от направления приложения усилий, крепёж может испытывать изгибающие, растягивающие, выдёргивающие, срезающие нагрузки.

Если снеговая нагрузка имеет вертикальное направление, то ветровая зависит от направления воздушного потока и может действовать горизонтально (боковая нагрузка на срез) или снизу вверх (на вырывание).

Воздействие ветровой нагрузки на крышу

Чтобы решить, чем крепить обрешётку к стропилам – гвоздями или саморезами, давайте посмотрим, как эти метизы ведут себя в сложных условиях.

Что называют стропильной системой и как она устроена

Любая, даже самая захудалая крыша имеет в своей основе прочный силовой каркас, называемый стропильной системой. От того, насколько правильно будет смонтирована эта конструкция, зависит жёсткость крыши, а значит, и способность выдерживать даже самую сильную ветровую и снеговую нагрузку.

Стропильная система представляет собой силовой остов кровли, который воспринимает всю ветровую и снеговую нагрузку

Лучшим материалом для изготовления стропил (ферм) считается брус или толстая доска из древесины хвойных пород. И этому есть своё объяснение — сосновый или еловый пиломатериал обладает относительно небольшим весом, а наличие природных смол делает его довольно долговечным. Даже если брус будет иметь небольшую остаточную влажность, его не поведёт при высыхании, что является не менее важным фактором, чем удобство в работе и длительный срок службы.

В зависимости от размера крыши опорные элементы конструкции могут иметь сечение от 50х100 мм до 200х200 мм и более. Кроме того, протяжённость кровли прямо влияет на количество стропил, ведь они устанавливаются с небольшим шагом — от 60 см до 1,2 м.

Конструктивные элементы стропильной системы

Основное требование, которое выдвигается к деревянному остову, — это способность противостоять изгибу и кручению. По этой причине для ферм деревянного каркаса лучше всего подходит форма треугольника. При этом они могут состоять из нескольких частей:

  • стропильные ноги — основание кровельного каркаса, которое оказывает наибольшее влияние на размер и геометрию скатов;
  • ригели (затяжки) — доски, которыми стягивают пару стропильных ног;
  • прогоны — поперечно устанавливаемые брусья, за счёт которых стропила соединяются в единую конструкцию;
  • стойки — вертикальные опоры, которые служат для поддержки стропильных ног или предотвращают прогиб прогонов;
  • подкосы — те же стойки, только поставленные под углом к вертикали;
  • лежни — прикреплённые к полу чердака доски, на которые устанавливаются опоры;
  • мауэрлат — установленный на несущих стенах опорный брус, к которому крепятся нижние части стропильных ног;
  • кобылки — отрезки бруса или досок, которые прибиваются к нижним концам ферм и служат для обустройства свесов крыши.
Читайте также:  Обрешетка крыши под металлочерепицу своими руками

Дополнительные элементы стропильной системы делают кровельный каркас более прочным, жёстким и устойчивым

Выбирая конструкцию кровельного каркаса, важно найти ту самую золотую середину, которая позволит получить прочную и надёжную конструкцию при минимальных затратах. По этой причине можно немного отступать от устоявшихся канонов, если дело не касается жёсткости всего сооружения. Например, вполне можно обойтись без кобылок, а карнизный свес сформировать за счёт более длинных стропильных ног. Или же использовать не сплошной мауэрлат, а отрезки бруса, уложенные только в местах крепления стропильных ног — всё зависит от инженерной смекалки и опыта кровельщика.

Классификация стропил

В зависимости от конструкции крыши и назначения чердачного помещения деревянный каркас может состоять из стропил нескольких типов:

  1. Наслонные — брусья, которые одним краем опираются на конёк, а другим связаны с мауэрлатом. Стропила этого типа чаще всего используются в простейшей двускатной или односкатной конструкции. Кроме того, наслонные стропильные ноги формируют отдельные части скатов вальмовых и ломаных мансардных крыш.
  2. Скользящие. Представляют собой модифицированные наслонные стропила. Пластинчатый шарнир в верхней части и скользящая опора на нижнем крае обеспечивают неизменность геометрии ската с течением времени. Независимая стропильная система является настоящим спасательным кругом для срубов, которые в течение нескольких лет подвергаются неравномерной усадке вследствие естественного высыхания древесины.
  3. Висячие. Используются в стропильных системах простых двухскатных крыш, а также на верхних скатах мансарды. Для соединения стропильных ног применяются ригели и затяжки, а сами фермы могут опираться лишь на мауэрлат или усиливаться подкосами.
  4. Накосные. Из-за того, что такие стропила используются для строительства скатов с торцовых частей крыши, по-другому их ещё называют диагональными или угловыми. Потребность в накосных фермах возникает при строительстве многоскатных и геометрически сложных крыш.

    Многообразие кровельных каркасов основано на использовании стропильных конструкций всего четырёх типов

Виды стропильных систем для двухскатной крыши

Насланные стропила

Опираются на мауэрлат и стойки, установленные на внутреннею стену, с равным стропилам шагом. Для придания жесткости при пролетах 6 м, дополнительно ставят подкосы.

Виды стропильных систем для двухскатной крыши

Схема наслонных стропил двускатной крыши

Висячие стропила

Если здание небольшой ширины, можно устраивать стропильную систему, когда стропила опираются на мауэрлат или стены, без промежуточных опор. Максимальный пролет — 9 метров. Такие кровли иногда, можно устраивать без мауэрлата. Стропила устанавливаются на стену, с использованием прокладок, на стропила в таком варианте, действует изгибающий момент.

Что бы разгрузить, ставятся деревянные или металлические накладки. Они надежно укрепляют угол. Для висячих стропил большего пролета устанавливается бабка и подкосы. Для висячих систем, стропило устраивают большего сечения, и пиломатериал выбирают не ниже I II сорта.

Виды стропильных систем для двухскатной крыши

Схема висячих стропил двускатной крыши

Параметры крыши

Непосредственно до начала строительных работ, на этапе проектирования, выполняют расчет оптимальных параметров кровли: величины угла наклона скатов, размеров сечения, частоты шага установки и схемы расположения стропил.

Ветровые и снеговые нагрузки в различных регионах нашей страны неравномерны. Рассчитать их для конкретной местности поможет СНиП При этом специалисты рекомендуют сделать определенный запас прочности для каркаса крыши с учетом возможных пиковых нагрузок.

Кроме того, существует еще постоянная сила воздействия на стропильную систему – давление кровельного материала. В таблице приведен вес популярных покрытий, приходящийся на 1 м 2 поверхности.

Различные виды материалов предъявляют и разные требования к оптимальному углу уклона скатов. Этот аспект также необходимо учитывать при проектировании крыши.

Угол наклона крыши в зависимости от материала

Не менее важен расчет шага установки и крепления стропил к мауэрлату, то есть расстояния между соседними фермами. Обычно эта величина составляет 0,6-1 м. Изменение данного показателя в большую сторону ведет к росту нагрузки на стропила и, как следствие, увеличению площади их сечения. Необходимо ставить опоры так, чтобы шаг крепления был одинаков для всех пар.

От указанных выше показателей напрямую зависит сечение стропил. К слову, прочностные характеристики древесины разных пород отличаются (наибольшей прочностью обладает клееный брус). Приведем таблицу расчета размеров сечения для стропил из хвойных сортов в зависимости от шага установки и длины опоры.

Закрепление на мауэрлате и стойках

Для соединения стропил с балкой-мауэрлатом потребуется определенная сноровка. В нижней части стропила делают зарез до половины его диаметра.

Форма зареза должна быть такой, чтобы стропильная нога смогла «зацепиться» за внешний угол мауэрлата, не соскользнув с него.

Запрещается соединение стропила с мауэрлатом без устройства такой выемки, так как в этом случае стропилина просто соскользнет с опорной балки, и вся конструкция рухнет вниз.

Читайте также:  Доборные элементы для кровли из металлочерепицы

В некоторых случаях выемку делают в самом мауэрлате. Для этого опорная балка должна быть сделана из древесины твердых пород или лиственницы. Нельзя делать зарубки в мауэрлате, изготовленном из сосны и других хвойных пород.

Почему так важно надежно закрепить стропила на опорной балке? Если этого не сделать, то скаты разъедутся под давлением даже небольшого снежного покрова.

Чтобы этого не случилось, была придумана методика врезания ног в мауэрлат.

Существует два метода врезки в мауэрлат:

  • в балку;
  • в прорезь в балке.

При врезке в балку в стропилине вырезают шип, а в мауэрлате – паз. Глубина щели не должна превышать 1/4 диаметра опорной балки.

Закрепление на мауэрлате и стойках

Второй метод — врезка стропилины в прорезь — используют на крутых кровлях. Угол наклона ската должен быть > 35 градусов.

Во избежание сколов врубка в мауэрлат должна находиться не ближе 4-х сантиметров от края балки. Для более пологих крыш используют метод врезки двойным зубом.

Врезка двойным зубом может производиться как:

  • два шипа с замковым соединением;
  • соединяющий упор с шипом;
  • упор без шипа.

Зубы могут входить в опорную балку на одинаковую глубину или на разную, при этом первый зуб всегда входит на меньшую глубину, чем второй.

Видео:

Крепление стропил с затяжкой в висячих стропильных конструкциях и соединения стропил с лежнями в наклонных конструкциях обязательно проводится с помощью врезки.

Дополнительно узел соединения усиливается металлическими уголками или тремя длинными гвоздями.

Теперь вы знаете, как правильно соединить стропила друг с другом и с другими элементами каркаса крыши и сможете самостоятельно выполнить эти операции.

Технологии крепления стропильной ноги к мауэрлату

Соединение стропил с мауэрлатом производится как с помощью врубки, врезки, запила, обычно занимающих не более 1/4 балки, так и без них. В зависимости от угла расположения скатов крыши и использования оптимального узла опирания, выбирается способ накладки и фиксации бруса на мауэрлат.

Скрепление элементов осуществляется с помощью различных приспособлений:

  • саморезы;
  • болты с гайками;
  • уголки;
  • разновидности уголка КР;
  • пластины;
  • стяжки из проволоки;
  • монтажная лента перфорированная ТМ;
  • кронштейны WB;
  • крепёжные элементы LK;

Установка стропил на мауэрлат — это скрепление горизонтальной несущей поверхности крыши с вертикальной. Важен грамотный расчёт и укладка всех элементов каркасной системы.

Технологии крепления стропильной ноги к мауэрлату

Мауэрлат — фундамент для крыши. Прочное закрепление стыка стропил с мауэрлатом гарантирует долговечность построенной крыши.НаверхМауэрлат: размеры и расчет материалов Надёжность основы для крыши газобетонного дома обеспечит монолитный пояс под мауэрлат ​Качественное устройство мауэрлата — надежная крыша Для чего нужен мауэрлат и что это такое? Варианты крепления мауэрлата к стене Армопояс под мауэрлат – надежный посредник между стенами и кровлей

Предварительные работы

Кирпич и дерево имеют разные физико-технические характеристики. Важно установить между кладкой и предполагаемым опорным поясом гидроизоляцию из пропитанных битумом материалов. Чтобы прикрепить мауэрлат к стене из кирпича, следует подготовить инструменты и материалы, такие как:

  • брусья из древесины;
  • фиксаторы;
  • бетонная смесь;
  • молоток и гвозди;
  • гидроуровень;
  • дрель;
  • болты и гайки.

Чтобы правильно закрепить деревянное основание, нужно соблюдать такие требования:

  • Ширина бруса должна составлять третью часть толщины стены.
  • Если вдоль стены необходимо соединять несколько брусьев, они обязательно должны иметь одинаковую длину.
  • Установка мауэрлата происходит на ровной горизонтальной поверхности.
  • Брусья предварительно обрабатывают защитным веществом.
  • Мауэрлат на кирпичной стене должен быть целостным без сквозных прорезей.

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Подход к тому, как крепить стропила, определяется в зависимости от местоположения узла крепления:

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы
  • стропила и мауэрлат;
  • два бруска при наращивании длины стропила;
  • стропила и дополнительные конструктивные элементы, упрочняющие кровельную систему.

Схема жесткого крепления стропил к мауэрлату

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Жесткое крепление стропил используется тогда, когда необходимо создать прочное соединение стропильного основания с мауэрлатом. Важное требование: на крепление не должны влиять такие факторы, как крутящее, скользящее, поворачивающее и т.д. усилие.

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Прочность конструкции обеспечивается за счет:

  • оснащения стропильной ноги запилом – так называемым «седлом»;
  • оснащения крепежного узла нашивкой в виде подпорного бруска.
Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Как правильно крепить стропила к мауэрлату данным способом? Сначала при помощи шаблона на стропильной ноге создается углубление («седло») для того, чтобы далее насадить стропило на мауэрлат. Запрещается делать какие-либо надпилы на мауэрлате, потому что нарушение целостности этого элемента может существенно снизить несущую способность всей стропильной системы!

После того, как проведена состыковка стропильной ноги и мауэрлата, производится крепление элементов при помощи трех гвоздей: два забиваются боков стропила под углом к стропилу и друг к другу, а третий – строго вертикально посередине. Более надежный способ крепления – металлические уголки, которые фиксируют гвоздями со специальными выступами на ножке.

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Еще более прочным узел сделает подпорный брусок, который монтируется под стропильной ногой и упирается в мауэрлат.

Читайте также:  Как сделать расчет мансарды, рассчитать материал, угол наклона кровли

Фотография крепления стропил к мауэрлату

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Крепление стропил к мауэрлату

Технология скользящего крепления стропил

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

О скользящем креплении захотят узнать те, кого интересует, как крепить стропила при обустройстве кровли дома из бруса или оцилиндрованного бревна. Жесткое соединение мауэрлата и стропил в данном случае не подходит, потому что деревянные дома в первые несколько лет после постройки обязательно дают усадку. Если кровле не оставить некоторый простор для движения в сторону расширения/сжатия, она может деформироваться или даже обрушиться.

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

При таком методе крепления мауэрлат и стропила соединяются при помощи специальной фурнитуры «салазки» или уголков с удлиненными отверстиями для гвоздей.

Фотография скользящего крепления стропил к мауэрлату Видео о скользящем способе крепления и его монтаже:

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Монтаж стропил на балки (при обустройстве кровли без мауэрлата)

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Если вы планируете обустройство простейшей кровли деревянного дома, стропила можно крепить к балкам перекрытия. Однако учтите, что распределение нагрузки от крыши будет точечным, а не распределенным, как при наличии мауэрлата. При таком конструктивном решении балки перекрытия должны выступать за контур стен примерно на 40 см. Чтобы все стропила были закреплены под одинаковым углом к балкам, поперек последних натягивают струну, которая послужит ориентиром для выпиливания пазов под установку стропильных ног.

Чтобы крепежный узел был более прочным, пропилы выполняют и в основании стропильной ноги, и в балке перекрытия. В первом случае это «зуб с шипом», во втором – гнездо для шипа. Чтобы не уменьшалась несущая способность балки, гнездо должно иметь глубину не более 1/3-1/4 от ее ширины.

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Далее вставленные в пазы стропильные ноги фиксируют на балках при помощи металлической фурнитуры: уголков или болтов с гайками.

Крепление стропил в верхней (коньковой) части

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

На этом этапе можно действовать по одной из трех схем:

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы
  • скрепить верхние части стропил, обрезанные под необходимым углом (идеально – по шаблону) встык при помощи длинных гвоздей, а еще лучше – металлических пластин;
  • скрепить стропила внахлест при помощи болта с гайкой, шпильки или гвоздей. Этот способ считается более надежным, чем первый, потому что стропила имеют большую площадь соприкосновения;
Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы
  • скрепить стропила встык и зафиксировать на коньковом прогоне. От первого способа данная схема отличается тем, что есть еще и коньковая балка. При этом «седло» делается не только на стропильной ноге, но и на верхней части, которая будет опираться на коньковый прогон. Если конек имеет значительные размеры, для него могут потребоваться дополнительные опоры, что совершенно не подходит для чердаков, которые будут использоваться как жилое помещение.

Удлинение стропил

Основные виды соединений, встречающиеся при обустройстве стропильной системы

Как правило, стандартные пиломатериалы имеют длину до 6 м. Если скат вашей крыши имеет большую длину, необходимо провести наращивание, или удлинение стропил. Здесь тоже можно действовать по-разному:

  • методом косого прируба (под углом 45°) и соединения частей стропила болтом диаметром не менее 12 мм;
  • встык, усиливая соединение брусьями-накладками, зафиксированными гвоздями в шахматном порядке;
  • внахлест, соблюдая пересечение участков стропила длиной не менее 1 метра и расположение крепежной фурнитуры в шахматном порядке.

Рекомендации по устройству стропильного каркаса

Выполняя сборку стропильной системы, следует придерживаться следующих рекомендаций.

  • не следует делать запилы глубиной более 1/3 любого конструктивного элемента;
  • запилы предпочтительней выполнять в стропилах, а не в опорной обвязке (мауэрлате);
  • при использовании болтов обязательно использовать шайбы или металлические пластины, чтобы не допустить втапливания головки болта в древесину;
  • для крепления стропил использовать не только гвозди и саморезы, но и специальные крепежные элементы – уголки, пластины, стяжки.
  • Устройство крыши под мягкую кровлю >

Порядок монтажа

Собирается наслонная система стропил дома этой разновидности следующим образом:

  • Из длинной доски вырезается шаблон, по которому в последующем раскраиваются стропила. Его использование позволяет сделать абсолютно одинаковые элементы, а следовательно, и собрать аккуратную крышу.
  • Устанавливаются крайние стойки (по фронтонам).
  • Между ними по уровню строго горизонтально натягивается неэластичный ориентировочный шнур.
  • К крепятся промежуточные стойки.
  • На них фиксируется коньковый прогон. Закреплять его на стойках можно методом вполдерева или уголками.
  • Монтируются крайние стропильные фермы.
  • С выбранным шагом устанавливаются промежуточные.

После того как основа каркаса кровли будет собрана, приступают к монтажу утеплителя, гидроизолятора, обрешетки и кровельного материала.