Соединение стропил в коньке – способы и техника крепления
На опорный каркас крыши ложится большая нагрузка, создающаяся кровельным материалом, слоем термоизоляции и веса снега, лежащего на поверхности скатов. Чтобы конструкция не разрушилась, проектируют стропильную систему с учетом всех потенциально воздействующих на нее сил. В процессе расчета определяют необходимое количество и размер сечения стропильных ног, на которые ложится основной вес кровли. Однако, не менее важно, насколько качественно выполняется соединение стропил в коньке. Эта статься расскажет какие виды соединений существуют, как правильно их выполнить и от чего зависит выбор того или иного способа крепежа.
Разновидности соединительных узлов
Основа каркаса крыши – стропильные фермы, в которые отдельные элемента, соединятся между собой в конструкции различной геометрической формы, к примеру, треугольной или пятиугольной. Одной из наиболее прочных и устойчивых к внешним воздействиям фигурой является треугольник, именно такой вид имеют фермы двухскатных и полувальмовых, вальмовых и шатровых крыш. Соединительным узлом называют место сращивания или крепления стропил друг с другом, с мауэрлатом, дополнительными опорами. При сооружении стропильной системы используются следующие виды узлов:
- Узел крепления к мауэрлату. Каждая стропильная нога имеет точку крепления к основанию каркаса, называемому мауэрлатым брусом. Его задача – равномерно распределять нагрузку от веса кровли и передавать ее через несущие стены к фундаменту сооружения. Нарушение целостности мауэрлата снижает его прочность, поэтому соединение выполняю, используя бруски, металлические уголки или делая выпилы на концах стропильных ног.
Важно! В процессе строительства стропильного каркаса используют два типа соединительных узлов: жесткие и подвижные. Жесткими называют крепления, когда элементы фиксируются между собой неподвижно. Подвижные соединения имеют возможность изменять свое положение, для них применяют специальные металлические «ползунки».
Способы соединения стропил в коньке
Коньковый узел стропильной системы располагается в верхней точке крыши и образуется за счет соединения между ногами одной стропильной пары. Не этот участок каркаса ложится огромная нагрузка, чтобы конек ее выдержал, опытные кровельщики применяют следующие варианты крепления:
- Встык. Чтобы выполнит соединение стропил встык, один конец досок, используемых для изготовления ног, опиливают под углом таким образом, чтобы при совмещении они образовывали угол. Чтобы зафиксировать стропила в этом месте используют гвозди, забивая в торцевую часть ноги под углом так, чтобы он проходил через обе ноги. Чтобы усилить крепление встык используют специальные металлические пластины с отверстиями под саморезы. Из накладывают на место соединения стропил с двух сторон и закрепляют саморезами или гвоздями.
Внимание! Работа с деревянными домами из бруса и бревна требует особого подхода. Так как натуральное дерево изменяет размер в процессе изменения процента влажности, дом, построенный из этого материала, уседает в первые 5 лет эксплуатации. Чтобы компенсировать усадку, величина которой достигает иногда 20 см, требуются специальные подвижные крепления. Оно представляет собой пластины для фиксации стропил, соединенные металлическим стержнем.
Принципы крепления
Чтобы качественно соединить крепление стропил друг другу в коньковом узле, требуются самые обычные инструменты: карандаш, рулетка, пила, строительный уровень, шуруповерт и крепеж. Качество выполнения работ зависит от соблюдения следующих правил:
- Тип используемого крепления для каждого соединительного листа определяется при расчете и проектировании стропильной системы. Чтобы не возникло путаницы, эта информация отражается на чертеже.
- Чтобы все узлы крепления имели одинаковый размер и угол, из изготовляют по одному, предварительно размеченному и изготовленному, шаблону.
- Если в процессе фиксации используются болт или саморезы и необходимо проделать отверстия, то их диаметр должен превышать размеры крепежного элемента. Это предотвращает образование на древесине трещин, коробления и деформации.
- Затягивая болты, саморезы или заколачивая гвозди, из не заглубляют ниже поверхности досок, а наоборот, оставляют небольшой зазор, чтобы древесина не повредилась при изменении влажности.
- Каждый соединение стропильных ног в коньке должно быть плотным, но не тугим. После завершения монтажа, обязательно проводится проверка на плотность прилегания всех узлов.
Коньковый узел крыши – участок, на который ложится самая большая нагрузка. Поэтому от правильности расчета и качества соединения стропил зависит несущая способность всей стропильной системы.
Соединение стропил — 3 способа сращивания и тонкости монтажа
Деревянная стропильная система по сей день остается самым популярным видом обустройства скатных крыш. Размеры таких крыш бывают разными, поэтому соединение стропил и балок для экономии леса используется практически везде. Далее мы рассмотрим 3 способа сращивания стропильных ног между собой по длине, а также расскажем о вариантах стыковки стропил к мауэрлату и в коньке.
Деревянная стропильная система считается самой популярной при обустройстве разного рода скатных крыш.
Три способа сращивания балок
На больших кровлях размеры стропильных ног в длину могут доходить до 7-12 м, в то время как ходовой стандарт для бруса составляет порядка 6 м. Конечно можно сделать длинные стропила под заказ, но обойдутся они на порядок дороже, поэтому сращивание без потери качества является прекрасным выходом.
Сращивание при помощи 2 деревянных накладок считается простым и весьма надежным способом соединения.
Вы накладываете своеобразную шину с обеих сторон на стропильную ногу и сбиваете ее. В данном случае главное не экономить на накладках.
В качестве накладок лучше использовать тот же брус. На каждую сторону балки накладки должны заходить на расстояние от 1 м.
Показанные на схеме слева варианты соединений относят к одному способу под названием косой прируб
Главное здесь, чтобы с обеих сторон смежные секции упирались в порожек. Такой прием обеспечивает прочность на сжатие. Стыковка выполняется шпильками, но на этом мы остановимся чуть позже.
Способ косого прируба подходит только для соединения бруса большого сечения.
Едва ли не самый простой и популярный способ стыковки. Единственный минус здесь в том, что верхняя и нижняя точки стыковки не совпадают из-за смещения, но на больших прогонах это практически не играет роли.
Тонкости обустройства стыковочных узлов
Нарастить стропильную ногу до нужных размеров — это только часть дела, ее еще нужно состыковать с нижней опорной балкой и правильно прикрепить к коньковому брусу. Но для начала давайте разберемся, при помощи чего такое крепление выполняется.
Основные крепежные элементы
Каждый узел нужно как-то крепить, сам он держаться не будет и здесь есть несколько вариантов:
- Гвозди — крепление гвоздями самый простой и распространенный способ фиксации. Существует 2 вида гвоздей — гладкие и ершеные. Гладкие привлекательны по цене, но для прочности их нужно набивать в полтора раза больше. Ершеные чуть дороже, зато они имеют заусенца, которые при входе в массив цепляются там намертво;
Ершеные гвозди в деревянном массиве держатся на порядок лучше, чем гладкие.
- Саморезы — фиксация саморезами, по сравнению с гвоздями на порядок качественней. Плюс саморезы всегда можно выкрутить, а те же ершеные гвозди извлечь весьма проблематично;
Для монтажа стропильной системы лучше использовать саморезы с антикоррозийным покрытием.
- Шпильки — металлические шпильки и болты считаются самым прочным и надежным видом стыковки. Правда под них нужно вначале просверлить сквозное отверстие и только после этого узел можно стянуть при помощи гаек. Для прочности под гайки обязательно подкладываются широкие шайбы, плюс ставится гравер и контргайка;
Стягивание узлов шпильками считается самым надежным.
- Скобы — в недавнем прошлом гвозди, и металлические скобы были основными способами крепления. Сейчас мастера больше переходят на соединение стропил пластинами, тем не менее, для страховки во многих ответственных узлах по-прежнему забиваются мощные скобы.
Металлические скобы используются практически в каждой стропильной системе.
Варианты соединения в районе конька
Существует несколько распространенных способов соединения стропильных ног в районе конька. Выбор того или иного способа зависит от вида стропильной системы и наличия или отсутствия конькового прогона.
Наиболее распространенные способы соединения стропильных ног в районе конька.
- Самым простым соединением считается стыковка внахлест. Здесь смежные балки просто накладываются друг на друга, после чего по центру высверливается сквозное отверстие и узел скрепляется болтом или шпилькой. Соединение считается подвижным, поэтому узел должен опираться на коньковый прогон;
- Более сложным видом считается соединение типа шип-паз. При такой стыковке в одной из стропильных ног выбирается паз, а на другой вырезается шип. При соединении бруски заходят друг в друга и фиксируются саморезами или гвоздями. Стыковка относится к жестким, поэтому может выполняться как с коньковым прогоном, так и без него;
- Соединение вполдерева похоже на предыдущий вариант, только в этом случае на смежных стропильных ногах вырезаются пазы в половину толщины бруса и после стыковки, узел также скрепляется саморезами или гвоздями;
Варианты жесткой стыковки стропильных ног без опоры на коньковый прогон.
Стыковка стропильных ног при помощи накладок может выполняться как в жестком, так и в подвижном вариантах. Жесткие разновидности стыковки не требуют опоры на коньковый прогон, а шарнирное соединение выполняется только в связке с коньковым прогоном.
- Жесткое соединение при помощи двух деревянных накладок применяется довольно широко. Зачастую накладки фиксируются несколькими сквозными шпильками. Помимо стыковки такие накладки еще исполняют роль поперечных затяжек, поэтому их может быть несколько;
Деревянные накладки выступают как дополнительные элементы и исполняют роль поперечных затяжек.
- Металлические накладки бывают нескольких видов. Самый простой вариант это перфорированная пластина, которая фиксируется в нескольких точках, тем самым обеспечивая жесткое соединение. Как вариант, вместо пластины может прикручиваться уголок. Так соединение стропил уголками используется для вальмовой крыши;
На вальмовой крыше стропила стыкуются уголками через коньковый прогон.
- Для обеспечения подвижного соединения из металлических накладок собирается шарнирный узел, который скрепляется металлической шпилькой. Подвижный шарнирный узел обычно монтируется на крышах деревянных домов для компенсации деформаций при усадке дома.
Подвижный шарнирный узел компенсирует деформации при усадке дома.
Стыковка стропил со стенами дома
Любая стропильная система опирается не на несущие стены дома, а на так называемый мауэрлат. Он представляет собой брус большого сечения. Если дом блочный или кирпичный, то стропильные ноги с мауэрлатом стыкуются жестко. То есть в стропильной ноге делается треугольный вырез, который и опирается на мауэрлат.
В блочных домах стропила с мауэрлатом стыкуются жестко.
Деревянные дома первые несколько лет довольно сильно усаживаются, поэтому здесь используются скользящие крепления стропил к мауэрлату. То есть балка опирается на брус и с обеих сторон прикручиваются подвижные металлические крепления.
Скользящее соединение стропил используется только на крышах деревянных домов.
В деревянных домах все соединения стропил делаются подвижными.
Как крепить стропила
Можно ли выделить какую-то главную деталь в кровле? Вряд ли это получится, так как здесь каждый элемент выполняет свою функцию. Например, стропила – это часть крыши, имеющей скаты, которую можно назвать каркасом. Именно на них будет укладываться кровельный материал, будут крепиться другие элементы. Именно от того, как собрана и установлена стропильная система, будет зависеть и итоговая форма кровли. Но если работы по созданию крыши выполняются самостоятельно, то как крепить стропила? На самом деле, это достаточно сложный этап работ, от которого будет зависеть и прочность, и надежность, и даже геометрическая правильность крыши.
Как крепить стропила
Несколько слов о стропильной системе
Стропильная система – это каркас крыши со скатами, собранный из непосредственно самих стропильных ног, а также мауэрлата и конькового бруса. Мауэрлат – это опорный брус, который располагается по периметру верхней части стен дома, а коньковый брус устанавливается непосредственно в верхней части кровли в том месте, где происходит соединение двух противоположных стропильных ног под углом.
Основные части стропильной системы
Проектирование стропильной системы – важная задача, во время которой приходится правильно рассчитывать ветровую и снеговую нагрузки, которые будут приходиться на кровлю, а также учитывать и другие параметры. Первые показатели будут зависеть от того, в каком климатическом регионе будет находиться строящийся объект. Далее на основе полученных данных производится расчет толщины непосредственно стен дома (несущих), а также выбирается качество и тип материала для самой кровли, высчитывается угол наклона ее скатов и другие моменты.
Проектирование стропильной системы – важная задача
Внимание! Недочеты и ошибки, допущенные при проектировании, могут негативно сказаться на качестве кровли. В ряде случаев они могут привести к быстрому обрушению или разрушению крыши.
В конструкцию стропильной системы могут входить сами стропила, стяжки, которые будут располагаться между ними, прогоны, дополнительные опоры – так называемые подстропильные ноги – и прочие элементы. Собранная стропильная система опирается обычно на тот самый мауэрлат либо на балки перекрытия. Мауэрлат помогает равномерно распределять нагрузку по всему периметру стен. В этом главное отличие данного способа крепления. Если крепить стропильную систему на балки перекрытий, то есть без установки мауэрлата, то основная нагрузка будет приходиться на точки крепления, а не распределяться равномерно по всем стенам.
Мауэрлат помогает равномерно распределять нагрузку по всему периметру стен
На заметку! Последний случай – не вариант, если стены сделаны из кирпича, который начнет разрушаться со временем в местах, испытывающих максимальную нагрузку. А вот для деревянного сруба такой способ вполне подойдет.
Детали стропильных систем на примере двускатной крыши, которые можно использовать для различных конструкций
Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого, в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла
Таблица. Зависимость сечения стропильных ног от их длины и шага.