Крепление стропил: способы фиксации и соединения стропильных ног

Крепление стропил: способы фиксации и соединения стропильных ног

Стропильная система – каркас крыши дома, который несет на себе и равномерно распределяет вес кровельного пирога, порой доходящий до 500 кг/м2. Надежность этого своеобразного остова зависит от трех факторов: точности расчета, исходя из чего подбирается количество и сечение опорных элементов, материал, из которого он изготавливается, а также от правильности технологии крепления. Зная, как правильно крепить стропила, можно существенно увеличить несущую способность каркаса, сделав его более прочным и надежным. Ошибки в монтаже, напротив, приводят к ощутимым потерям прочности и деформациям крыши. В этой статье мы расскажем об основных видах и способах креплений, с помощью которых можно качественно установить стропила своими руками.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

• Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
• Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
• Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
• Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
• Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
• Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
• Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

Крепление стропил в нижней части

В нижней части стропила могут опираться прямо на стену, если она сложена из бревна или бруса. На стены из штучных материалов (кирпич, бетонные, газобетонные блоки и т.д.) их опирать нельзя, так как ставить стропила можно только на прочные основания, не передающие влагу.

Но это не единственная причина. Опорой для кровли должна служить конструкция, которая равномерно распределяет нагрузку по стенам. Поэтому на их верхней части по всему периметру монтируют мауэрлат – толстую деревянную балку, исключающую точечную нагрузку на элементы кладки. Между ней и материалом стен обязательно прокладывают гидроизоляцию.

Также кровельная система может крепиться к балкам перекрытия. Это делается в случае с каркасными строениями или мансардными крышами. Часто балки перекрытия используют в качестве затяжек для висячих стропил. Они должны выступать за внешнюю плоскость стен минимум на полметра, чтобы образовать карнизный свес. А стропильная нога устанавливается на край балки.

Крепление к деревянной стене

Перед тем как установить стропила на бревенчатые или брусовые стены не нужно делать на них никакой обвязки – монтаж осуществляется прямо на несущие конструкции. При этом способ крепления зависит от предполагаемой усадки строения:

• Если дом уже дал усадку или в случае реконструкции и замены кровли на старом деревянном доме, крепление делают жёстким, вырубая в верхнем бревне пазы под стропила и жёстко закрепляя их скобами или металлическими уголками с двух сторон.

При устройстве кровли на новых деревянных домах используют скользящее крепление. При усадке здания его геометрия может меняться, вызывая избыточное напряжение в местах жёсткого крепления и деформацию конструкции крыши. Чтобы этого не происходило, стропилам оставляют возможность двигаться в поперечном направлении, подстраиваясь под усадку. Для этого используют специальный крепёж, позволяющий им это делать. Это может быть стальной уголок с длинной прорезью на одной полочке вместо монтажных отверстий. Или скользящая опора, как на следующем фото.

Крепление к мауэрлату

О том, как крепить стропила к мауэрлату двухскатной крыши, нужно задуматься ещё на этапе монтажа самого мауэрлата. Если он закреплён на стене сбоку с помощью скоб, вбитых в деревянные пробки, то он не в состоянии нормально воспринимать распорные нагрузки. Поэтому крепление стропильной системы должно быть жёстким, исключающим сдвиги или повороты элементов относительно мауэрлата и друг друга.

Возможные варианты показаны на схеме:

Особенности монтажа стропильной системы деревянного дома

Отличие деревянных домов состоит в том, что сруб дает усадку, а это приводит к изменению геометрии стропильной системы. Если элементы закрепить жестко, крыша может развалиться. Поэтому крепления делают плавающими. Есть специальные скользящие крепления, которыми в этом случае крепят стропила к верхнему венцу и к прогонам, если такие есть (смотрите фото).

Способ крепления стропильной системы деревянного дома

Чтобы стропило свободно двигались при усадке, длинную его часть крепят строго параллельно его краю, о опрору размещают строго перпендикулярно. При необходимости под нее вырезается площадка. Размечают крепление так, чтобы крюк оказался в крайнем нижнем положении или около него. Крепят на специальные саморезы, которые идут в комплекте (обычные не подходят). Если монтаж производится на бревно, чтобы стропильная нога не соскользнула по нему, в нижней части вырезается полукруглое отверстие, на которое она будет опираться.

Такой крепеж продают на любом строительном рынке, называется он «скользячка». Как крепить скользячку к брусу смотрите в видео.

Монтаж стропильной системы своими руками

Чтобы установить каркас для кровли, нужно иметь минимальный набор бытовых инструментов и уметь ими пользоваться.

• перфоратор;
• шуруповерт;
• молоток;
• уровень, рулетка;
• ножовка или мотопила;
• электродрель;
• малярная кисть;
• стальные шпатели;
• цемент и песок;
• антипирен, антисептик;
• гидроизоляционные материалы.

Делать стропильную систему нужно в средствах защиты кожи и органов дыхания. Сборка каркаса проводится на высоте, поэтому нужно продумать вопросы безопасности строителя и людей, находящихся внизу. Необходимо поставить ограждения или повесить предупреждающие знаки.

Стандартная инструкция пошаговой сборки стропильной системы:

1. Определение таких показателей, как толщина снежного покрова, скорости ветра и сейсмоактивности.
2. Выведение формулы расчета стропил, составление схемы конструкции.
3. Выравнивание уровня стен здания с помощью цементного раствора, стесывания или деревянных реек.
4. Укладывание мауэрлата. Изготовление рамы, которая придает ему способность противостоять растягиванию.
5. Проведение разметки и укладка лежней.
6. Наметка точек установки стропильных ног.
7. Выпиливание фрагментов каркаса.
8. Монтаж гидроизоляции.
9. Обработка древесины от насекомых, гниения и возгорания.
10. Установка лежней.
11. Размещение стропил в соответствии с разметкой, соединение на конек или между собой.
12. Монтаж вертикальных элементов.
13. Установка подпорных стоек.
14. Обустройство обрешетки.

В заключение проводится проверка качества сборки и устранение дефектов.

Способы крепления к мауэрлату

Делают крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши по-разному. При выборе оптимального способа учитывают несколько факторов:

• вид стропил системы — висячие, наслонные;
• ее массу, включающую вес будущей кровли;
• конструкцию стен и материал, из которых они изготовлены;
• величину будущих нагрузок на крышу.

Деревянные стены

В этом случае способ сопряжения мауэрлата и стропил существенно отличается от вариантов для зданий, построенных из другого материала, так как необходимо обеспечить подвижность ног. Причина всем известна: это усадка, присущая деревянным постройкам. Она одна в состоянии нарушить конструкцию, если крепление элементов будет жестким. Поэтому здесь оптимальны подвижные типы креплений, они дадут возможность стропилам двигаться в обоих направлениях.

Есть два популярных вида соединений: запил без вспомогательных деталей и использование крепежа. Нередко выбирают комбинацию — делают врубку, а затем, для надежности, добавляют крепежные элементы. Скользящие крепления для стропил деревянного дома — две отдельных детали, одна из которых может достаточно свободно перемещаться относительно другой.

Кирпич, газо-, пенобетон

Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши кирпичного или бетонного здания делают металлическими уголками, скобами, кронштейнами, гвоздями, саморезами и многими другими крепежными элементами.

1. Уголки. Их монтируют на боковых сторонах стропил, фиксируют с помощью саморезов.
2. Перфорированная монтажная лента. Она может быть как главным, так и вспомогательным элементом. Крепится саморезами или гвоздями.
3. Пластины из металла. Их используют для фиксации таких же стропил. Крепят из саморезами либо болтами с гайками.
4. Проволока. Действуют так же, как и при креплении мауэрлата, максимальный диаметр материала — 6 мм.
5. Скоба — отрезок прута, изогнутый в виде буквы «П». Его забивают молотком: один конец элемента в мауэрлат, другой — в стропило.
6. Кронштейны, изготовленные из оцинкованного металла. Их крепят анкерами, гвоздями либо саморезами.
7. Перфорированный крепеж LK. Это изделие изготавливают из металла толщиной 2 мм. Для фиксации стропил пользуются гвоздями или саморезами.

Если для соединения деревянных элементов используются гвозди, диаметр которых менее 6 мм, то никаких дополнительных манипуляций не требуется. Для крепежа больших размеров в древесине необходимо заранее сверлить отверстие, чуть меньшее, чем диаметр гвоздя. Эта операция даст возможность избежать появления трещин в материале.

О «креплении креплений»

Опытные кровельщики до сих пор не пришли к единодушному мнению, какой крепежный элемент идеален для соединения конструкций. Речь идет всего о двух претендентах на звание — о саморезе и гвозде. Какое крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши эффективнее, практичнее? Идеала нет, оба имеют недостатки и достоинства.

1. Гвозди любят за то, что для них нужен только самый элементарный инструмент, — молоток, однако некоторые сетуют на то, что их вручную забивать слишком долго. Самый лучший вид гвоздей для фиксации стропил — зазубренные, которые гарантируют надежное соединение с древесиной.
2. Саморезы для изготовления стропильной системы используют особенные — оцинкованные элементы, которым не страшна коррозия. Завинчивать их легко, подойдет даже самый простой аккумуляторный шуруповерт. Минус — долгое, нудное удаление саморезов при демонтаже конструкции, однако крышу обычно строят не для того, чтобы вскоре ее разбирать.

Несмотря на то, что единодушия в «стане» кровельщиков не наблюдается, многие из них уже нашли себе фаворита. Для фиксации стропильных ног они выбрали ершеные оцинкованные гвозди. Их длина — на 3-5 мм больше толщины материала.

Как избежать дополнительных расчётов?

Создавать проект дома поручите профессионалу. Он подскажет какого диаметра в сечении нужны балки, длину планок и прочих деталей. Ведь специалист знает, что крышу удерживает стропильная система. На неё идёт самая большая нагрузка и нужны верные расчёты, качественные стройматериалы.

Советов у таких домостроев, как вы сам, лучше не спрашивать. Да, они построили свой дом, но насколько он крепкий? Не известно.

Лучше всего обратиться к знакомому прорабу и просить у него дельных советов. Ведь он владеет документацией. Существуют чёткие нормы, допустимой нагрузки на 1 м2, которых нужно придерживаться при возведении дома. В документации прописано, какая нагрузка даётся и какой материал с ней справится.

Возьмите на встречу с прорабом блокнот с ручкой и сразу запишите его советы. Так, вы точно ничего не забудете, не перепутаете. Построите так, как он, со знанием дела, рекомендует.

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.

Устройство крыши: знакомимся с главными элементами

Конструктивно двускатная кровля представлена жестким деревянным каркасом, который в основном изготавливают из хвойных пиломатериалов определенного сечения. Конкретный размер элементов каркаса и шаг крепления рассчитывают исходя из габаритов дома и нагрузки, приходящейся на кровлю.

К основным составляющим двускатной крыши относятся:

1. Стропила – длинные боковые ребра каркаса, основа для крепления обрешетки. Важное значение имеют следующие параметры балок: длина, поперечное сечение, частота шага установки.
2. Затяжка – нижняя обвязка торцов стропильных ног, обеспечивающая достаточную прочность и жесткость каркаса. Часто этот элемент выполняет несколько функций:
   • надежно фиксирует нижние концы стропил к балкам;
   • выступает в качестве балок для пола мансардных помещений;
   • служит основой для потолка нижнего этажа дома.
3. Стойка – вертикальный опорный брус, на который опирается верхнее соединение стропил (прогон). Наличие данного элемента, с одной стороны, снижает нагрузку на стропильную ферму, с другой – разделяет подкровельное пространство.

Элементы наслонных стропил: а — для односкатных крыш; б, в — для двускатных; 1 — стропило; 2 — обрешетка; 3 — мауэрлат; 4 — кобылка; 5 – стойки; 6 – подкос; 7 – прогон.