Технология опирания стропил на мауэрлат

Приемы крепления стропил к мауэрлату

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.

Узлы опирания стропил на мауэрлат. Как крепить балки к мауэрлату

  1. Шарнирный узел с одной степенью свободы подразумевает возможность вращения деревянной или металлической балки по кругу. Такое свойство возможно при крепление балки к мауэрлату с помощью одного ввинченного гвоздя или самореза.
  2. Шарнирный узел с двумя степенями свободы позволяет балке вращаться по кругу или немного перемещаться в горизонтальном направлении. Чтобы придать движению балок такую свободу, нужно крепить стропила к мауэрлату с помощью установки салазок или закрепляя стропила привычными крепёжными уголками, создавая скользящую опору — ползун.
  3. Шарнирный узел с тремя степенями свободы обеспечивает передвижение стропил и в вертикальном, и в горизонтальном направлении, крепление балки не препятствует её круговому вращению, как и в двух раннее перечисленных степенях свободы. Чтобы сделать такое закрепление, необходимо изготовить эксклюзивный шарнир, который будет ввинчен в мауэрлат.
  4. Узел с нулевой степенью свободы — это самый распространённый способ крепления стропил в кирпичных зданиях. Оба конца балки крепко закреплены строительными уголками, саморезами с обоих сторон. Такой способ крепления не позволяет балке смещаться.

В этом видео показано один из вариантов скользящего крепления стропил к мауэрлату.

А в этой статье рассказывается про пластиковый шифер.

Крепление стропильной ноги к мауэрлату

Правильная разметка и расчёт каркаса крыши на чертеже, а затем качественное осуществление плана в строении крыши играет огромное значение. В течении каждого года крыша строения регулярно подвергается риску нарушения целостности и даже деформации прилегающих стен, вследствии выпадения большого количества атмосферных осадков, смены температурных режимов. Помимо внешних факторов риска, основа крыши и стены должны выдерживать собственный не малый вес каркаса и покрытий.

Многоуровневый каркас крыши состоит из главных несущих звеньев: стропильных ног и мауэрлата. Их правильная установка гарантирует долговечность крыши, точное расположение всех перекрытий, а значит и оптимальное функционирование защитных звукоизоляции, гидроизоляции, пароизоляции.

Из всего многообразия разновидностей мы рассмотрим двускатные крыши, ведь именно они нуждаются в поддерживающей основе — мауэрлате.

Для его создания нужно использовать тот материал, который планируется применять ко всем несущим и поддерживающим элементам каркаса. Если каркас будет полностью деревянным, то и брусья для мауэрлата должны быть деревянными.

Необходимо позаботиться о правильной форме брусьев для основы крыши. Не желательно применение неровных балок с выступающими сучками. Если вы не имеете возможности подобрать ровные балки, следите, чтобы длина маленьких веточек не была больше, чем одна треть от ширины бруска. В идеале все брусья обрабатываются и к этапу сборки крыши поставляются калиброванными и фрезерованными минимум с обеих, а лучше со всех четырёх сторон.

Для каркаса крыши, следовательно и для мауэрлата, часто используются железо или железобетон. Такой каркас отличается высокой прочностью. Если по вашим индивидуальным расчётам стены выдержат вес металлического каркаса, вы можете выбрать этот вариант. Для металлического каркаса используются блоки мауэрлата того же материала.

Размеры брусьев варьируются от десяти сантиметров, обычно употребляют балки не меньше пятнадцати сантиметров. Ширина бруса напрямую зависит от длины и ширины стропил. Например, если сечение бруса двухскатной крыши равно 40х150 мм, то используются балки мауэрлата с сечением от 100х100 мм. При сечении бруса 100х250 мм изготавливается мауэрлат от 150х150 мм.

Мауэрлат крепится на внутреннюю часть наружной стены с помощью анкеров, стальной проволоки или шпилек. В процессе укладки брусьев мауэрлата, нужно соединять их на всех стыках металлическими скобами.

А здесь статья про технические характеристики металлочерепицы.

Способы крепления

Как крепить стропила к мауэрлату? По способу крепления стропил к мауэрлату каркасы для крыш делятся на:

  1. Наслонную стропильную систему.
  2. Висячую стропильную систему.

Наслонные стропила

Наслонные стропила относят к виду безраспорных каркасных конструкций, что определяет их минимальное давление на несущие стены. Точками опоры наслонных стропил служат внешние стены здания и вертикальные стойки, расположенные посередине каркаса крыши на предварительно установленной затяжке.

Узлы крепления наслонных стропил к мауэрлату чаще всего делают шарнирными. При употреблении в креплениях ползунков и подвижных шарниров каркас крыши способен опуститься на несколько сантиметров. Это необходимо для архитектурного сооружения в первые годы после постройки. При смене температурных режимов и погодных условий новое здание даёт небольшую усадку. Если вслед за опорными стенами крыша не меняет своего положения, элементы постройки могут подвергнуться растрескиванию или деформации, чего не произойдёт благодаря наслонному креплению стропил на подвижных шарнирах.

Висячие стропила

Висячие стропила используют для зданий не имеющих несущих стен внутри. Точки опоры висячих стропил — только внешние несущие стены. Крепёж таких конструкций представлен узлом с нулевой степенью свободы. Другие способы недоступны, так как крепление стропил к мауэрлату на стенах является единственной опорой всей конструкции крыши.

Висячие стропила — это распорные конструкции. Стропила, закреплённые висячим образом, способны оказывать лишь горизонтальное распирающее давление на стены, однако это давление очень высоко.

Для уменьшения давления на балки и стены используют ригели — это специальные затяжки. Они устанавливаются перпендикулярно по отношению к стропилам, ближе к нижней части конструкции и надёжно прикрепляются к каждой балке, собирая параллельно стоящие стропила в единое целое. Без ригелей строить крышу с висячими стропилами нецелесообразно.

А тут статья про характеристики кровельного материала ондулин.

В этом подразделе https://ru-house.net/stroitelstvo/krysha/metall/ собрана вся информация о маталлических видах кровли.

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.


На фото показан один из способов крепления стропил к мауэрлату.

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.

Мауэрлат: расчет сечения и установка; технология крепления стропил

Как известно, стропильная конструкция нужна для того, чтобы удерживать кровлю. Но что удерживает ее саму? Опорой под стропильными ногами служит особый конструктивный элемент — мауэрлат

Мауэрлат представляет собой бревно или брус, который укладывают поверх ограждающей стены. Именно он соединяет крышу со стенами и равномерно распределяет нагрузки на них. Очевидно, что небрежность в проектировании и монтаже мауэрлата может привести к самым серьезным последствиям. Прежде всего, нужно правильно рассчитать сечение мауэрлата, исходя из предполагаемой нагрузки на него. Как правило, для изготовления этого элемента используют брус 100 × 150 или 150 × 150 мм, который соединяют посредством врубок и фиксируют анкером. В бревенчатых домах опорой для стропил являются бревна верхнего венца.

Если кровля имеет большую площадь и уклон, для стропил нужно сделать промежуточные опоры или соединительные «затяжки», лежащие только на коньковом прогоне и мауэрлате. Иначе возможна деформация стен

Важно, чтобы стена под мауэрлатом могла выдерживать нагрузки. Если материалы, из которых она сложена, относительно рыхлые (пенобетонные, газобетонные блоки, поризованный кирпич и др.), их нужно усилить, уложив поверх железобетонный пояс. Как его сделать? Рассмотрим основные варианты.

Закрепление мауэрлата на армирующем бетонном слое

Чаще всего по периметру стен устанавливают опалубку, укладывают внутрь арматурный каркас из прутов толщиной 10–12 мм, а затем заливают бетон марки не ниже М250–М300. Если стены сложены из газобетона, вместо опалубки можно использовать U-образные блоки из того же материала. Еще один вариант — установка двух рядов тонких пено- или газобетонных блоков с внутренней и наружной сторон стены.

Чтобы закрепить мауэрлат, раньше использовали Г-образные арматурные пруты, которые закладывали в железобетонный пояс во время его заливки. Когда смесь застывала, мауэрлат надевали на них, вставляя в заранее просверленные каналы. Эта технология практикуется и сейчас, но куда чаще вместо прутов ставят анкерные болты (шпильки) диаметром 12–16 мм. Их закладывают с шагом около 60–100 см. Как и в описанном выше случае, мауэрат надевают на шпильки, а затем привинчивают его гайками с широкими шайбами.

Так как влага из бетона может просачиваться в древесину, между мауэрлатом и железобетонным поясом прокладывают рулонную гидроизоляцию (битумную или полимерно-битумную). Чтобы полотно не сползало, его края загибают и крепят скобами на боковинах бруса.

Перед установкой мауэрлат необходимо пропитать антисептическим средством, чтобы избежать поражения вредоносными микроорганизмами

Случается так, что геометрия стены не совпадает с геометрией крыши. А значит, и линия укладки мауэрлата не совпадает с линией шпилек. Тогда крепежные элементы приходится срезать, просверливать отверстия в армопоясе, забивать туда новые анкеры и уже к ним крепить мауэрлат.

Крепление стропил к мауэрлату

Существует несколько технологий опирания стропил на мауэрлат. Распространенная практика: в стропильной ноге вырезают «пятку» — угол (не более 1/3 от высоты ноги), за счет которого балку надевают на мауэрлат. При этом балка выступает за пределы стены, образуя карнизный свес. Это популярная, проверенная временем технология, но стоит учитывать, что вырез в балке ослабляет ее (конечно, если нет запаса прочности). Так что многие строители предпочитают делать паз в самом мауэрлате, вставлять туда стропильную ногу и закреплять ее.

Читайте также:  Ящик из фанеры своими руками

Есть и другой вариант: стропильную ногу обрезают, оставляя небольшую «пятку» со стороны помещения. Ее торец опирают на мауэрлат, а карнизный свес формируют за счет «кобылки» — небольшого бруска, прибитого к стропилу. Минимальный нахлест «кобылки» на стропило составляет 60 см.

Крепление стропил к мауэрлату в срубе

Стропила фиксируют металлическими уголками. Ставить их на саморезы не стоит, так как шляпки могут срываться от нагрузок. Лучше прибивать уголки к стропилам ершенными гвоздями, а на мауэрлате фиксировать болтами с резьбой по дереву и шестигранной шляпкой.

Если же стены сложены из бревна или бруса, обычно делают «плавающий» крепеж. В мауэрлате выпиливают паз, укладывают в него стропило и соединяют их специальными металлическими пластинами. Они могут смещаться, благодаря чему стропильная нога скользит по мауэрлату. Это снижает напряжения в стропильной системе, которые неизбежно возникают при осадке сруба.

Чтобы крыша не сместилась от сильного ветра, стропила рекомендуют притягивать через одно проволокой к штырям, забитым в верхней части наружных стен

Если крыша — мансардная, важно теплоизолировать пространство за мауэрлатом со стороны улицы. И это лучше сделать до укладки гидроветрозащитного полотна, ведь тогда не придется проталкивать теплоизоляцию в щель между мауэрлатом и мембраной. Кроме того, желательно заполнить все зазоры монтажной пеной, иначе зимой конструкция будет промерзать.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен, чтобы ничего не пропустить!

Варианты крепления стропил к мауэрлату

Надёжность всей кровли зависит от правильности выполнения монтажных работ. Основными элементами конструкции считаются стропильные ноги.

Для придания устойчивости элементы закрепляются при помощи боковых раскосов, металлического уголка или скоб. Балки соединяются между собой в коньковой части перекрытия, внизу происходит крепление стропил к мауэрлату. Элемент выдерживает максимальную нагрузку, для его изготовления используются пиломатериалы с сечением 15 × 15 или 20 × 20 см.

Особенности стропильных систем

Вариант установки стропил зависит от расположения стен жилого здания. Каждая из конструкций имеет свои стягивающие детали или подпорные элементы.

Наслонные

Рассматриваемая система устройства кровли отличается наличием нескольких дополнительных точек крепления, кроме опоры на несущие стены. Использование такой схемы позволяет снять часть нагрузки из ограждающих конструкций. В качестве дополнительных подпорок здесь используются боковые стойки, а также дополнительные элементы (бабки), которые фиксируют конёк. Брусья применяются в качестве затяжек, что позволяет уменьшить нагрузку на несущие стены здания.

Наслонная система стропил закрепляется на мауэрлате при помощи гибких связей. Это позволяет обеспечить целостность кровли во время усадки или деформации несущих стен. Подобный способ крепления стропил к мауэрлату идеально подойдёт для новых жилых зданий. Ограждающие конструкции новых домов непременно просядут под воздействием грунтовых вод или резких перепадов температуры.

Висячие

Висячая система получила своё название благодаря отсутствию дополнительных опорных точек. Стропильные ноги опираются на несущие стены. Балки будто нависают над зданием, вся нагрузка от крыши будет равномерно распределена по лежачему брусу, мауэрлату. Висячие стропила закрепляются при помощи жёстких связей, ведь каркас кровельной конструкции опирается только в двух местах здания.

Висячая схема расположения стропил считается распорной, она оказывает значительные нагрузки на несущие стены. Чтобы снять часть усилий, используются дополнительные детали, такие как затяжки, ригели, подкосы или бабки. Элементы позволяют равномерно распределить усилия, подтягивают конструкцию к коньку. Ригели связывают стропильные ноги, их устанавливают в запилы параллельно к балкам перекрытия.

Расчёт установки стропил

При расчёте стропильной системы делается упор на надёжность и прочностные характеристики конструкции. Необходимо выбрать правильный шаг между балками. Параметр рассчитывают по расстоянию между опорными точками и сечению брусков, а также схеме изготовления кровли.

Таблица расчётов

Расстояние между стропилами (см)Длина стропил (см)
300350400450500550600
604×154×17,55×155×155×17,55×205×20
905×155×17,55×207,5×17,57,5×17,57,5×207,5×20
1107,5×12,57,5×157,5×17,57,5×17,57,5×207,5×2010×20
1407,5×157,5×17,57,5×207,5×207,5×2010×2010×20
17510×157,5×207,5×2010×2010×2010×2510×25
21510×1510×17,510×2010×2010×2510×25

Создание запила

Фиксация балок без запила применяется для скользящего соединения. Уголок для крепления стропил к мауэрлату позволяет надёжно закрепить балки. Способ фиксации не позволяет конструкции кровли выдерживать значительные нагрузки, поэтому его используют для перекрытия четырехскатной крыши с небольшими пролётами.

Получить надёжный узел опирания можно при помощи пропила или блокирующего зуба. Врезку делают в стропильной ноге на четверть толщины изделия. На практике применяют несколько вариантов устройства запила:

  1. Жёсткое крепление – работает на сжатие внутренней стороны опорной балки.
  2. Подвижное крепление получают в том случае, когда зуб образуется на внешней стороне бруса (чтобы стропила не смогли соскользнуть из мауэрлата, их дополнительно закрепляют скобами или уголками).
  3. Вместо запила может использоваться упорный брус, который прибивают к балке.

Важно! Запил необходимо делать на стропильных ногах, а не мауэрлате. Вырезы на этой конструкции только ослабят опорный брус.

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.

Рекомендации по креплению

При установке балок необходимо соблюдать следующие правила:

  1. При использовании шпилек и болтов подкладывают под них шайбы. Это позволит повысить прочность соединения стропильных ног.
  2. Стропила к мауэрлату часто крепят при помощи специальных уголков. Их закрепляют гвоздями или саморезами нужной длины.
  3. Запил стропил к мауэрлату делают на 1/4 его толщины. Нарушать целостность пиломатериала не рекомендуется, ведь он должен выдерживать значительные нагрузки. Жёсткое крепление чаще применяется для висячей системы.
  4. Фиксация стропил и мауэрлата гвоздями или саморезами не позволяет добиться желаемого результата. Для устройства надёжного соединения применяется металлический уголок с несколькими отверстиями на полочках.
  5. При установке стропил на кирпичные или газобетонные стены брусья закрепляют на мауэрлате с использованием скользящего крепежа. Метод особенно актуален для конструкций с тяжёлым кровельным материалом.

Важно! Только правильный расчёт сечения балок, подбор шага между стропильными ногами и грамотная фиксация крепёжных узлов позволят увеличить срок эксплуатации кровли.

Жёсткое крепление

Крепёж считается одним из самых надёжных, он выполняется за счёт врубки на балках или закрепления подпорных брусков. Если строители применяют метод врубки, не стоит переживать о возможном изменении скатного угла, но плоскость стропил должна находиться на одном уровне. Перед проведением работ необходимо снять контрольные замеры. Запилы делают на каждой балке отдельно или по заранее изготовленному шаблону, всё зависит от положения мауэрлата.

Шаблон делают из куска фанеры, отрезка доски или плотного картона. На заготовке проводят линию параллельно нижней кромке на 1 см от высоты бруса. На балках проводят такую же параллельную черту и перпендикуляр в месте прилегания изделия к мауэрлату. Глубина будущей зарубки не должна превышать третьей части ширины стропила. Прикладывают шаблон к торцевой части мауэрлата, определяют угол положения стропила и проводят необходимые линии на заготовке, вырезают ненужную часть.

Проверяют готовый шаблон на разных участках мауэрлата, прорезь должна совпадать с лежачим брусом. Если это так, то определяют точки соприкосновения стропильных ног с мауэрлатом, совмещают параллельные линии и наносят разметку на пиломатериал. Делают зарез при помощи ножовки или бензопилы. Работу необходимо проводить с особенной аккуратностью, чтобы не сделать лишний запил.

После пропила прямой линии делают угловой срез. Операцию рекомендовано проводить при помощи острого топора. Сруб несколько раз проверяют на совмещение мауэрлата с вырезом на шаблоне. Ферму устанавливают в нужном месте и закрепляют скобами. Положение каждой стропильной ноги дополнительно фиксируют раскосами. Элементы убирают после монтажа обрешётки.

Нашивка бруска

В небольших по размеру каркасных зданиях запил стропил может не потребоваться. Углубление в балке заменяет упорный брусок, который закрепляется на изделии при помощи гвоздей. Надёжность этого способа зависит от качества проведённых работ. Операции выполняют в следующем порядке:

  1. Устанавливают стропила и фиксируют их положение при помощи раскосов.
  2. Отрезают кусок доски (от 50 см), определяют угол наклона ската и закрепляют доску к балке. Для этого используется металлический уголок и шурупы нужной длины, шпилька или болт с гайками и шайбами. При отсутствии прочного и надёжного пиломатериала закрепляют две тонкие доски на обеих сторонах балки. Дополнительные крепления в таком случае не потребуются.

Совет! При установке каждой последующей фермы надо ориентироваться по направлению шнура, контролировать положение конька и нижней части балок.

Скользящий

Если крышу устанавливают на срубе, практикуется крепление стропил без мауэрлата. Вместо этого элемента используются несущие стены здания. Деревянная постройка даёт усадку, что может привести к деформации кровли, появлению прогибов и перекосов. Чтобы этого не случилось, используется скользящий метод закрепления стропил.

Работу проводят в следующем порядке:

  1. Проводят монтаж крайних ферм, фиксируют их положение при помощи раскосов и натягивают шнур.
  2. Покупают специальные фиксаторы (они должны соответствовать ГОСТу), определяют места их установки.
  3. Снимают часть лежачего бруса, что позволит увеличить площадь соприкосновения стропил с мауэрлатом.
  4. Укладывают балки в посадочные места и устанавливают крепежи.

Если кровельная конструкция шатается, дополнительно усиливают фермы раскосами и подпорками. Эти требования справедливы и для односкатной крыши.

Наслонный метод

Способ закрепления балок применяется во время ремонта, если не хватает длины пиломатериалов. Работу проводят в следующем порядке:

  1. Определяют угол ската.
  2. Вычисляют длину стропила от конька к мауэрлату.
  3. Делают зуб с запилом или прибивают к балке упорные доски.
  4. Проводят дополнительную фиксацию ферм к мауэрлату скобами или уголком с саморезами.

На завершающей стадии работ делают кобылки для карнизов, проводят монтаж обрешётки. По завершении этого процесса дополнительные раскосы, которые удерживают фермы, можно снять.

Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат

Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы — поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы — возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией. Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

рис. 19. Примеры схематического изображения узлов

В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун — узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3–4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый угол. В данном случае, гвоздевое крепление выступает как шарнир. Однако если количество гвоздей увеличить и рассчитать их на нагрузку не допускающую среза (изгиба), то поворот становится невозможном, здесь мы получаем балку с защемленным концом, но при нагрузке превышающей расчетную, узел опять становится шарниром. Поэтому очень важно изначально определить нагрузку под которой будет работать система. Поскольку превышение фактической нагрузки сверх расчетной, приводит к изменению схемы работы узлов и разрушению всей конструкции.

Сопряжения наслонных стропил относящиеся к различным схематичным изображениям узлов представлены на рисунке 20.

рис. 20.1. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Шарнир с одной степенью свободы (только поворот) рис. 20.2. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Ползун — шарнир с двумя степенями свободы (поворот и сдвиг) рис. 20.3. Узел опирания стропил на прогон. Жесткое защемление

В зависимости от решаемой задачи при проектировании крыши узловые сочленения стропил могут быть отличными от представленных на рисунках 20. Главное, это запроектировать в узлах с двумя степенями свободы: поворот, возникающий от изгиба стропил и сдвиг в горизонтальном направлении. А в узлах с одной степенью свободы — поворот стропила. Как правило, сдвиг верха или низа стропил обеспечивают горизонтальные врубки, а ограничение сдвига — упор стропил друг в друга и/или в стыкуемый элемент: мауэрлат либо прогон.

Попробуем объяснить принцип закрепления стропилины на примере. Все мы легко можем представить себе обычную приставную лестницу. Лестница, как лестница, ничего особенного: две жерди (тетивы) и поперечные палки–ступени. Мысленно приставим такую лестницу к стене, а для чистоты эксперимента сведем к минимуму силы трения — обольем пол и стену маслом. Что будет если нагрузить лестницу — залезть на нее? Лестница рухнет. В нижней и верхней опоре у нее по две степени свободы. В нижнем, у нее есть поворот и горизонтальное смещение, в верхнем — поворот и вертикальное смещение. Что нужно сделать, чтобы лестница стала устойчивой и держала нагрузку (вес человека)? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней либо вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. Получаем устойчивую и стабильную систему. Мысленный эксперимент с лестницей вы можете додумать сами, ставя ее в различные ситуации, например, если лестница длинная и опирается на стену сверху, тетивами с горизонтальными запилами или без запилов. Как она будет себя вести? Такой мозговой штурм, помогает в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а нужно просто спрогнозировать покатится лестница под нагрузкой или останется неподвижной.

Технология опирания стропил на мауэрлат

Мауэрлат является одним из основных элементов кровельной конструкции. К нему осуществляется крепление стропил. От качественного создания стропильной конструкции зависит эксплуатационный период всей крыши.

Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат.

Основные способы опирания стропил

Существует несколько технологий опирания стропил на мауэрлат. Можно осуществить жесткую фиксацию конструкции. Она не допускает любого смещения стропильной ноги. Для этого следует воспользоваться подшивным брусом, благодаря которому предотвращается соскальзывание стропил в месте опирания, и металлическими уголками, устраняющими любой боковой сдвиг конструкции.

Скользящее соединение стропильной ноги используется в деревянных домах. Причем основным элементом для ее упора выступает верхний венец, а не мауэрлат. Для предотвращения повреждения кровли узел опирания стропил делается максимально свободным. Для этого следует воспользоваться скользящей опорой, которая при усадке сруба подвергается смещению по закрепленной на ноге направляющей.

Скользящий узел опирания может быть выполнен и по иной технологии. В стропилах делается запил, который должен примыкать к верхнему венцу сруба. Для фиксации балок допустимо использование любых крепежных элементов: скоб, гвоздей или стальных пластин.

Крепежи для осуществления монтажных работ

Опорный узел крепления на мауэрлат диагональной стропильной ноги.

Чтобы качественно соединить узлы стропил с мауэрлатом, вам понадобятся такие материалы и инструменты, как:

Особое внимание следует уделить наличию всех крепежных деталей. Фиксация консолей балок происходит с помощью балочных кронштейнов из оцинкованной стали, которые не уменьшают несущей способности конструкции. Кронштейны в балки врезать не нужно.

Нужно купить и перфорированную монтажную ленту, которая усилит узлы мауэрлата. С ее помощью производится прочное соединение всех элементов конструкции. Лента тоже не врезается в балки. Для ее надежной фиксации применяются гвозди и саморезы.

Помимо кронштейнов и перфорированной ленты, для осуществления надежного опирания стропил к мауэрлату следует приобрести:

Схема креплений наслонных стропил.

  • универсальные соединители бруса;
  • крепежи для стропил;
  • закладные опоры;
  • проволоку-катанку;
  • стальные уголки;
  • стоечный крепеж;
  • саморезы;
  • гвозди;
  • скобы;
  • пластины;
  • оцинкованные гвозди;
  • шпильки с шайбами и гайками;
  • анкерные болты.

Создание конька и установка нижней части стропил

Монтажные работы начинаются с коньковой части кровельной конструкции. Осуществить монтаж стропил можно одним из трех способов:

Соединение конструкции встык предполагает разрезание верхней части стропильной ноги. Делается это под углом, который равняется наклону кровельного ската. На коньке происходит соединение пары ног. Для получения одинакового узла опирания элементов мауэрлата следует воспользоваться готовым шаблоном.

Особенностью фиксации стропил на прогон является наличие коньковой балки. Такой вариант обустройства мауэрлата отличается повышенной надежностью. Но зачастую такая система опирания стропил предусматривает монтаж дополнительных опорных конструкций, что приведет к снижению функциональности чердака. Естественно, что этот способ не подойдет для маленьких крыш.

Опирание наслонных стропил на стену с армопоясом.

Технология монтажа стропил внахлест во многом схожа с их установкой на коньковый прогон. Основное отличие — соединение верхней части ног происходит внахлест. Это приводит к прочному соединению конструкции, поскольку шпильки удерживают сразу два элемента.

Соединение нижних концов стропил осуществляется в зависимости от материала возведения стен. При наличии деревянного домостроения опорным элементом может выступать верхняя обвязка стены. Если при строительстве дома использовались пеноблоки (или газобетон), то опирание стропил производится на мауэрлат.

Устройство армированного железобетонного пояса — оптимальное решение в случае применения кладочных строительных материалов. Такая технология не предусматривает создания каких-либо способов фиксации стропильной системы. В качестве крепежных элементов для бруса выступают вертикально расположенные анкерные болты. Главное, чтобы при заливке бетонного раствора шпильки располагались в строго вертикальном положении.

Соединение стропил с балками и мауэрлатом

После фиксации верхней и нижней части стропил их следует закрепить к балкам. Понятно, что можно соединить стропила с балкой просто гвоздями. Но это не является лучшим решением. Такое крепление не будет максимально надежным. Для предотвращения скольжения всех элементов фиксация стропильной конструкции к балкам происходит путем использования соединений «шип» и «зуб».

При наличии крутого ската крыши (более 35º) применяется технология врубки с помощью одного зуба. В нижней части стропила делается зуб с шипом. Гнезда, создаваемые в балке, должны иметь глубину на уровне 30% от толщины балки. Устройство стропильных соединений осуществляется на расстоянии 0,3-0,4 м от крайней части балки. Это предотвращает появление сколов балок, возникающих в результате большой нагрузки от давления ног.

Схема усиления стропил дополнительными подкосами.

При обустройстве крыши с наклоном до 35º установка стропил производится путем расширения площади сопряжения основных элементов конструкции. Обычно стропильную ногу перекрывают балкой. С этой целью в стропильной ноге вырезаются отверстия под два зуба:

Глубина врубки при фиксации стропил к балке составляет в пределах 30% толщины балки.

Более качественные соединения можно получить, если воспользоваться болтами или хомутами. Такая технология предполагает применение проволочных петель, с помощью которых производится фиксация узла к анкерным болтам, находящимся в стене строения.

Опирание на мауэрлат является наиболее распространенным вариантом фиксации нижней части стропил. В стропильной ноге делается вырез такого размера, чтобы ее без проблем можно было надеть на мауэрлат. В ином случае при эксплуатации крыши может произойти смещение бруска.

В некоторых случаях мауэрлат должен быть «оснащен» обратной выемкой. Это зависит от породы дерева, из которой изготовлен брус. Если для его производства применялась древесина из лиственных пород, то делается прорезь, которая в комбинации с выемкой стропил создаст замочный элемент. При изготовлении бруса из хвойного дерева вырез не потребуется, так как он приведет к ослаблению конструкции.

Наиболее приемлемым вариантом для мауэрлата является жесткое сопряжение стропильной системы.

Технология монтажа стропильной системы к мауэрлату.

Эта технология может быть выполнена одним из двух способов:

  • с помощью подшивных брусков и уголков, сделанных из металла;
  • путем устройства седел на стропилах.

Первый вариант заключается в том, что для размещения стропил на мауэрлат используется опорный брус. Производится жесткое опирание стропильной ноги. Надежная фиксация конструкции осуществляется металлическими уголками. Это предотвращает поперечное смещение конструкции.

Более популярным является второй вариант. Для крепежа используются гвозди, которые направляются друг к другу и забиваются под углом. Два забитых гвоздя скрещиваются. После чего вбивается еще один гвоздь. Третий гвоздь должен располагаться в вертикальном положении. Сделанный узел крепления будет характеризоваться максимальной жесткостью, если осуществить дополнительное крепление с помощью проволоки-катанки.

Варианты и технология крепления стропил к мауэрлату

Залогом долгой и беспроблемной жизни в новопостроенном доме служит прочная и безопасная кровля. Основу ее надежности составляет правильный расчет всех элементов выбранной стропильной системы и добротно выполненный монтаж. Качество же монтажа базируется на правильном подборе материалов, крепежных изделий и способов соединения всех узлов конструкции.

Варианты крепления

Устройство любой крыши включает в себя нескольких основных элементов:

  • Стропильный каркас — главный опорный элемент кровли, можно сказать, ее скелет.
  • Обрешетка — ребра для кровли, если продолжать анатомическую аналогию.
  • Кровельный пакет — верхнее кожное покрытие, следуя тому же образу.

Все разновидности стропильных систем можно свести в конечном счете к двум основным классам:

Висячие стропила

Эта разновидность устройства крыши образуется жестким треугольным сопряжением ферменной конструкции из стропильных досок и нижнего бруса‑затяжки, который, в свою очередь, опирается на мауэрлат. Такое устройство создает нагрузку на стены здания, имеющую преимущественно вертикальную компоненту.

Конструкция с висячими стропилами

Мауэрлат — толстый опорный брус, плотно закрепленный наверху стены и служащий основанием, а фактически фундаментом, для стропильного каркаса. Он выполняет важную роль равномерного распределения по стенам дома как статических нагрузок от веса кровли и оборудования на ней, так и динамических воздействий от снега, ветра, веса работающих на крыше людей и т. п.

Стропильные системы висячего типа могут удерживаться на месте лишь благодаря собственному весу, а дополнительное их сцепление со стеной выполняется исключительно для компенсации сдвигающих усилий при значительных ветровых нагрузках. Оно обеспечивается креплением нижнего бруса‑затяжки висячих стропил к мауэрлату и, не представляя большой технической сложности, может быть выполнено любыми доступными крепежными деталями: скобами, угольниками, гвоздями, хомутами и т. п.

Наслонные стропила

Конструкция с наслонными стропилами

Наслонные стропила — вариант устройства кровли, когда брусья стропилин, лежащих под углом, имеют две точки опоры на своих концах: мауэрлат и коньковый брус. Последний, в свою очередь, опирается через промежуточные стойки на внутреннюю стену дома либо на толстый продольный брус — «матицу».

Стропильная система наслонного типа имеет более сложное распределение нагрузок: помимо вертикальной «гравитационной» здесь уже имеют место и «скользящая» горизонтальная, и «распирающая» угловая составляющие.

Ввиду сложности треугольника сил, их компенсацию должно обеспечивать надежное соединение стропильных ног с мауэрлатом.

Узлы опирания и их крепление

Одной из особенностей наслонного стропильного каркаса является то, что его элементы могут иметь между собой как неподвижные, так и подвижные шарнирные узлы‑сопряжения. Все три неподвижных узла каркаса обычно применяются в кирпичных или каменных домах, где дополнительную жесткость им придают прочные стены здания.

Узлы крепления стропил к мауэрлату

Соединение верхних концов стропильных досок с коньком либо нижних с мауэрлатом или оба вместе часто выполняют шарнирно‑подвижными. Это необходимо для снижения возникающих в стропильном каркасе внутренних напряжений, причиной которых могут быть:

  • температурные колебания;
  • осадка дома;
  • деформации деревянных конструкций, такие как кручение или изгиб;
  • неравномерные нагрузки от ветра и снега.

Если работать под коньком на большой высоте, устанавливая крепление, не очень удобно, то лучше выбрать вверху жесткое сопряжение для стропильных досок. Для нижних же их концов оставить небольшую свободу продольного перемещения.

Крепление стропильной ноги

Нижний узел опирания стропила на мауэрлат выполняют обычно одним из двух способов:

  • Распорный — вариант неподвижного нижнего узла сцепления, когда стропилина жестко упирается в брус.
  • Скользящий — подвижное соединение, при котором стропило скользит по брусу, удерживаясь на нем только крепежными элементами.

Оба этих способа широко распространены и имеют свои особенности и разновидности.

Способы крепления с запилом и без

Сопряжение без запила используется только при скользящем соединении. Стропильная нога свободно лежит нижней своей кромкой на мауэрлате, удерживаемая только крепежом, в качестве которого чаще всего используются уголки. Такой вариант крепления нельзя назвать абсолютно надежным при значительных нагрузках со стороны кровли, поэтому он используется в основном для перекрытия небольших пролетов.

Для более надежного сочленения элементов нижнего узла в стропильной доске выпиливается блокирующий зуб‑запил. Он может быть выполнен следующими способами:

    С упором во внутреннюю сторону мауэрлата, образуя жесткое крепление, работающее на сжатие.

С упором на внутреннюю часть

С прибиваемой доской

В большинстве случаев запил необходимо выполнять в стропильной доске, а не в мауэрлате, чтобы не ослаблять и не деформировать его.

Крепеж для стропил

В недалеком прошлом в качестве крепежных изделий для элементов кровельных каркасов применялись традиционные скобы и гвозди, а в простейшем случае — обычная проволока‑катанка, сложенная в несколько рядов. Сегодня на строительном рынке можно найти крепежные детали различных видов для любых применений. Выпускаются промышленностью и специализированные комплекты для применения в стропильных системах.

Гвозди, используемые в соединениях, во избежание вытаскивания, следует брать крученые либо со специальной насечкой.

Правила выполнения работ

  • Заготовку стропильной ноги необходимо положить верхним краем на коньковый брус, а нижний ее угол совместить с внутренним ребром бруса мауэрлата.
  • Приложив кусок доски, служащий шаблоном, отчертить на стропилине линию, параллельную верхней грани мауэрлата.
  • Если необходимо, разметить с наружной или внутренней стороны упорный зуб‑запил.
  • Отрезать по линиям разметки.

При выполнении запилов необходимо строго соблюдать отмеренные и размеченные углы для плотного прилегания всех плоскостей деревянных элементов конструкции.

  • Установить стропило на свое место, точно совместив все запилы.

Зафиксировать его выбранным методом крепления. Каждый из приемов крепления имеет свои особенности для правильного исполнения:

    Гвозди забиваются под углом сквозь стропильную доску в мауэрлат по два с каждой стороны.

Сейчас специально для стропил в продаже появились уголки‑«салазки» со скользящей пластиной. Они обеспечивают надежное соединение с полной компенсацией деформаций.

Выполнив монтаж нижнего узла стропильной ноги, можно приступить к сопряжению ее с коньковым брусом.

Возведение кровли занимает едва ли не половину всего времени строительства дома. Да и материальные затраты на нее примерно такие же. При этом мельчайшие ошибки, допущенные при проектировании и строительстве крыши, могут стать источником значительных проблем при ее эксплуатации.

Приступая к этому ответственному и сложному этапу в строительных работах, необходимо тщательно и неоднократно проверить все наметки и расчеты. Совсем неплохо при этом посоветоваться со специалистами или обратиться к справочным изданиям.

Подробнее о технологи крепления своими руками смотрите в видео.

Ссылка на основную публикацию