Как крепить стропила к балкам перекрытия

Прочность дома зависит от множества факторов: правильно сделанных расчетов, подобранных материалов, соблюдения технологии строительства…

Какими бывают соединения

Перед тем как перейти к тонкостям монтажа креплений стропил к балкам перекрытия или мауэрлату, нужно немного рассказать о видах этих крепёжных элементов. Стоит признать, что за тысячелетия развития строительной индустрии было создано множество материалов, инженерных конструкций и технологий возведения зданий.

Тем не менее в результате постоянного прогресса в большинстве случае используют всего три вида креплений стропил к балкам перекрытия:

  • крепление стропил, которые предварительно были удлинены по специальной методике;
  • крепление стропил к мауэрлату;
  • задействование специальных элементов для лучшей фиксации креплений.

Последний тип крепления стропил к балкам перекрытия позволяет обеспечить более высокую надёжность всей конструкции. При выборе способа фиксации главной задачей конструктора является равномерное распределение нагрузки.

Внимание! Вес крыши, как и самых стропил не такой уж и маленький. Этот фактор важно учитывать при создании проекта.

Также нужно более подробно остановиться на втором пункте. У новичков в строительном ремесле сразу же возникнет закономерный вопрос о значении термина мауэрлат. По факту это толстая балка, которая укладывается параллельно коньку. При этом делается это вдоль оси стены. Проще говоря, именно на нём держится вся стропильная система.

Чаще всего в качестве мауэрлата используют брус. Оптимальным считается сечение 15 на 15 сантиметров. При подборе бруса вы должны учитывать, что он будет держать на себе весь вес крыши.

Мауэрлат должен быть надёжно закреплён к стене. Для этого лучше всего использовать шпильки. Их нужно вмуровать в армированный бетонный пояс. Также можно применить проволоку достаточной для надёжной фиксации толщины.

Виды стропильных систем

При строительстве любого здания на усадьбе, будь то дом, баня или летняя кухня, приходится уделять большое внимание выбору типа кровли.

Несмотря на то, что плотники, которых привлекают к выполнению строительно-монтажных работ, обладают достаточным опытом, на каждом новом объекте им приходится приспосабливаться к конкретным условиям. Особенно в тех ситуациях, когда дом возводится без детальных чертежей.

Выбор сечения балки перекрытия и способ крепления стропил делается по аналогии с другими объектами.

Прежде чем начинать монтаж кровельной системы, выбирается определенный тип кровли – металлочерепица, ондулин или традиционная профилированная сталь.

Перечень кровельных материалов можно продолжить.

В этом контексте важно подчеркнуть, что выбирать конкретный материал необходимо с учетом габаритов здания. Одно дело, когда требуется покрыть баньку размером 3х4 м.

В этом случае дешевле использовать балки перекрытия небольшого сечения, крепление стропил к балкам выполнить с помощью металлических уголков, а в качестве кровельного материала взять рубероид с насыпкой.

При строительстве особняка большой площади подобный подход не годится. Для такого объекта важно выбрать соответствующую стропильную систему, которая будет надежной и легкой.

Проектируя конструкцию кровли, рассчитывая сечение балок перекрытия и способы крепления стропил, необходимо учитывать следующие параметры:

  • собственную массу стропильной системы;
  • массу кровельного материала;
  • величину атмосферных нагрузок.

Это очень важный этап в процессе проектирования дома. От полученных расчетов зависят объем и глубина залегания фундамента, а также толщина стен.

Можно поступить и по-другому, когда сруб уже готов и осталось только смонтировать кровлю. В такой ситуации надо выбрать одну из двух стропильных конструкций – с висячими стропилами либо с наслонными.

Висячие стропила можно использовать для относительно небольших построек. Если ширина дома не превышает 6 м, то выбирается данная система.

Нижняя часть стропильной ноги крепится на мауэрлат, а вверху выполняется опирание одного стропила на другое. Мауэрлат – это деревянный брус, который уложен наверху стен по периметру дома.

Виды стропильных систем

Видео:

Чтобы уменьшить распирающее усилие стропил на стены, в конструкции предусмотрен поперечный брус, который называется затяжка.

Читайте также:  Стропила конусной крыши. Купольная крыша

Наслонными конструкциями оборудуют большие дома, шириной от 10 м и более. При этом внутри здания посередине должна иметься стена или специальные колонны.

Специфика удлинения стропильных ног

Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.

К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.

Специфика удлинения стропильных ног

Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.

Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точки пересечения кривой с продольной осью стропилины, в которых изгибающий момент приближается к нулевым значениям.

Учтем, что при строительстве стропильного каркаса требуется обеспечить равную по всей протяженности элемента сопротивляемость изгибу, а не одинаковые возможности прогибаться. Поэтому места сопряжения устраивают рядом с опорами.

Специфика удлинения стропильных ног

В качестве опоры принимается как установленная в пролет промежуточная стойка, так и непосредственно мауэрлат или шпренгельная ферма. Коньковый прогон можно также оценивать, как возможную опору, но участки состыковки стропильных ног лучше располагать ниже по скату, т.е. там, где на систему возлагается минимальная нагрузка.

Какие способы крепления стропил применяются

При возведении крыш применяется два вида стропильных конструкций — это висячие и наклонные стропила. Постараемся кратко рассмотреть оба вида таких конструкций и их крепление к мауэрлату.

Для равномерного распределения нагрузок наклонной конструкции крыши выбирают распорный и безраспорный способы крепления стропил к мауэрлату. Когда используют безраспорную конструкцию стропильных ног, тогда отсутствует распорное давление между стенами и опорами строения.

Чтобы устроить распорную конструкцию, применяют только жёсткое крепление стропил по фронтону без использования ползунов. Усилие от крыши через стропильные ноги воспринимают несущие стены и опоры. Крепление стропил к мауэрлату делается таким образом:

  • Опорой для стропильной ноги служит мауэрлат. Стропила крепят, используя принцип скользящей ноги, а верхнюю часть закрепляют на прогоне конька.
  • Нижнюю часть стропильной ноги закрепляют на мауэрлате, используя ползун. В верхней части стропила соединяются болтовыми соединениями или другими способами.
  • Стропильные конструкции и прогоны конька соединяют в прочную конструкцию, её ещё называют коньковым узлом, с помощью деревянного бруска. Скрепляют их гвоздями, которые необходимо забить с обеих сторон параллельно коньку.

Крепление стропильных конструкций к мауэрлату безраспорным способом несколько отличается от того, что было описано ранее:

  • Будет правильным решением делать крепление, используя ползуны. В этом случае в нижней части стропильной ноги не будет вспомогательного упора. В верхней части элементы конструкций упираются одно в другое и соединяются они между собой различными накладками.
  • Крепление производят с помощью жёсткого защемления нижних концов стропил с мауэрлатом. Для этого используют нижнюю опорную планку или запил, а верхний конец опирается на прогон конька в горизонтальную врубку. Можно использовать крепление с помощью ползуна, тогда будет небольшая возможность для вертикальных вращений в местах соединения.

В случаях, когда конструкцией крыши предусмотрено устройство висячих стропил, а такое бывает, если нет внутренних опор в здании или столбов, нижний конец стропильной ноги имеет свес и выходит за пределы опорной стены. Вся нагрузка, исходящая от крыши распределяется по наружным стенам.

Читайте также:  Выбираем и возводим каркас крыши каркасного дома пошагово

Система имеет вид симметричного треугольника, сторона которого может иметь длину от 7 до 12 метров. В её конструкции предусмотрены горизонтальные растяжки из бруса, а также стропильные ноги, которые устанавливают под наклоном с определённым углом. Верхние концы стропил на коньке устанавливают в выполненный запил. Усиление конструкции производят с помощью ригеля.

Деревянная фурнитура

Под этим подразумевают различные анкеры, заклепки, метрический крепеж. Это специально изготовленные изделия для крепления определенных частей деревянных конструкций.

Еще используют различные монтажные профили из толстого оцинкованного стального листа. В них уже проделаны отверстия для гвоздей, шурупов или болтов — иногда разного диаметра. Они значительно облегчают соединение деревянных элементов в разных конфигурациях и под разными углами.

Самым простым таким элементом является обычная стальная перфорированная пластина. Хотя есть и более узкоспециализированные детали, которые имеют очень сложные многогранные формы.

Выбирая деревянную фурнитуру рекомендуется проверить ее допустимую нагрузку. Если при проектировании деревянной конструкции архитектор предвидел использование таких крепежных элементов и определил, какие нагрузки возникают при заданных соединениях, тогда подобрать наиболее подходящую фурнитуру для своего дома не составит труда. В противном случае лучше проконсультироваться с опытными специалистами и продавцами строительного крепежа.

Установка стропил

Монтаж стропил начинают с установки мауэрлата.

Прогон прикрепляется к стенам при помощи анкерных болтов. Крепят стропила к мауэрлату двухскатной крыши в следующей последовательности:

  1. Делают шаблон будущей конструкции стропильных ног. Для этого достаточно соединить одинаковые по длине доски гвоздём.
  2. Получившееся изделие закрепляют в местах фиксации стропильных ног. Фиксируют положение «ножниц» при помощи ещё одной доски, которая идёт параллельно балкам перекрытия. Это поможет зафиксировать угол конструкции.
  3. Делают ещё один шаблон из листа фанеры. С его помощью определяют величину зарезки балок в местах опирания на мауэрлат.
  4. При помощи ранее изготовленных шаблонов делают монтажные запилы и соединяют брусья под необходимым углом, что позволяет получить стропильную ферму.
  5. Поднимают фермы на крышу и закрепляют на мауэрлате. Работу начинают из установки крайних конструкций. Далее в верхних частях ферм забивают по гвоздю и натягивают шнур. Верёвка станет ориентиром для установки последующих ферм. Остальные стропила устанавливают на расчётном расстоянии, но не менее 60 см между соседними балками перекрытия.

При необходимости фермы дополнительно закрепляют ригелями, подкосами и подпорками. Конёк фиксируют на специальных опорах при помощи промежуточных и диагональных стропил.

Подбор сечения стропил в зависимости от шага и длины

Чтобы подобрать сечение брусков, из которых предполагается возведение стропильной крыши, можно воспользоваться следующей таблицей:

Шаг стропил, мм

Длина стропил, мм

 

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

600

40х150

40х175

50х150

50х150

50х175

50х200

50х200

900

50х150

50х175

50х200

75х175

75х175

75х200

75х200

1100

75х125

75х150

75х175

75х175

75х200

75х200

100х200

1400

75х150

75х175

75х200

75х200

75х200

100х200

100х200

1750

100х150

75х200

75х200

100х200

100х200

100х250

100х250

2150

100х150

100х175

100х200

100х200

100х250

100х250

Крепление скользящего типа

Подвижное соединение применяется для домов из бруса, бревен и других материалов, дающих усадку. Если в таком доме сделать жесткий стык стропильных ног с мауэрлатом, с течением времени вся конструкция может завалиться. При ошибках в строительстве деформация начинается со стен домов и передается дальше.

Для скользящего соединения в любом строительном магазине неплохо приобрести специальный крепежный элемент, называемый «салазками». Также вы можете приобрести уголки с необычными отверстиями для соединения (продолговатой формы). Ко всем элементам крыши стропила крепятся при помощи хомутов и скоб.

Устройство межэтажного перекрытия

Перечислим порядок выполнения работ по созданию межэтажного перекрытия из дерева.

Читайте также:  Газовая горелка для горна своими руками: чертежи, схемы, фото, видео

Укладка балок

Формирование перекрытия начинается с укладки на стены силовых балок. Они укладываются перпендикулярно к длинным стенам дома. Шаг укладки обычно не превышает 1 м. Балки должны заходить на стены не менее 15 см. Вначале устанавливаются крайние балки, которые выводятся по уровню, посредством длинной и ровной доски, поставленной на торец. Плотного примыкания крайних балок к стенам быть не должно. Между ними следует оставить зазор около 3–4 см. Впоследствии этот зазор будет заполнен утеплителем.

Крайние балки крепятся на стене, после чего производится установка остальных балок. Контролируется не только их уровень, но и горизонтальность расположения. Если длина опорных балок оказалась недостаточной, допускается их наращивание таким же материалом. Для этого два бруса соединяются внахлест от 0,5 м до 1 м, после чего крепятся болтами. Такое соединение считается вполне надежным.

Устройство межэтажного перекрытия

Крепление бруса к армопоясу выполняется посредством анкерных пластин в следующем порядке:

  • Торцы балок обрезаются под углом около 70 градусов для обеспечения удаления влаги.
  • Дерево со всех сторон и с торцов покрывается антисептической и жаропрочной пропитками.

Совет: торцы балок нельзя покрывать маслянистыми пропитками или краской. В этом случае будет нарушено испарение влаги из древесины.

  • Части балок, заходящие на стену, обмазываются слоем битумной мастики, и обматываются несколькими слоями рубероида.
  • Балки крепятся анкерными пластинами к армопоясу.
  • Внешние торцы балок с наружной стороны стен утепляются пенополистиролом.

Утепление балок

Производится заполнение пустот между уложенными балками. Это можно делать и кирпичем, но предпочтительнее газоблоками. Между блоками и деревом необходимо оставить зазоры 2–3 см. Эти пустоты плотно забиваются минеральной ватой. Тем самым предотвращается образование конденсата и отсыревание дерева от контакта со стенами.

Укладка наката и утепление перекрытия

Устройство межэтажного перекрытия

Для утепления перекрытия необходимо изготовить накат. Вдоль низа уложенных балок крепятся бруски 5х5 см. Их можно закрепить длинными саморезами. На них укладываются щиты из досок, но можно использовать и отдельные вырезанные куски досок. На доски плотно укладывается утеплитель (минеральная вата или пенополистирол). Рекомендованная толщина утеплителя — от 10 см.

Укладка лаг и настил пола

Поверх созданной конструкции, перпендикулярно балкам, укладываются лаги, которые также предварительно обрабатываются специальными пропитками. Лаги обычно имеют меньшее сечение, нежели балки. Шаг укладки лаг — 50–70 см. Лаги крепятся к балкам. Поверх закрепленных лаг настилаются доски пола. Снизу перекрытие обшивается плитами OSB, ДСП, гипсокартоном или многослойной фанерой.

Особенности систем стропил

Но вначале, буквально несколько слов об особенностях стропильных систем – они ведь тоже бывают разные, и от этого напрямую зависит: как крепить стропила к балкам. Проектируя конструкцию, обычно выбирают самый подходящий в конкретном случае вариант. Имеются стропила:

Первого типа сегменты берутся для возведения легких кровель довольно больших площадью. Опорой им будут стены здания. Система со вторым типом стропил – посложнее, в ней стропильные ноги опираются на добавочные точки.

  • При сооружении стропил вся конструкция может базироваться на мауэрлате. Такой способ наиболее популярен и эффективен при сооружении крыши кирпичных и блочных жилищ.
  • Если же вверху стен идет, к примеру, монолит – бетонная балка, или же стены здания выполняются из брусьев (бревна), крыша обычно опирается не в мауэрлат, а в горизонтальные балки перекрытия, что перекрывают коробку строения поперек.
  • Кровельные конструкции с опорой в балки – простейшая вариация возведения мансардной, более легкой крыши. В проекте главное правильным образом рассчитывать толщину и балок перекрытия, и ног стропил, учитывая возможные нагрузки на всю конструкцию кровли. А при осуществлении монтажа нужно правильным образом выполнять опору стропил в балки перекрытий. Крыши с опорами системы стропил на перекрывающие балки (без участия мауэрлата) могут монтироваться при том условии, что стенки постройки будут в состоянии выдержать довольно масштабные нагрузки в точках приложения.

Стоит дополнительно отметить, что правильный выбор варианта монтажа стропил, а также максимальное соблюдение технологий зодчества будет оптимально гарантировать отсутствие риска повреждения для всех узлов креплений стропил к балкам в частности, кровли в целом.