Способы крепления стропила к мауэрлату: основные способы и схемы крепления стропильных ног

Общие сведения. Устройство кровли из металлочерепицы

Подбираем материал для стропил

Итак, если вы определились с будущими нагрузками, самое время подобрать подходящий материал. В качестве его для изготовления стропил обычно используются:

• Древесина. Массив, доски или клееный брус.
• Облегченный металлический профиль. Речь идет о профилях из оцинкованной стали.
• Черный металл. Это двутавры и стальные швеллера.
• Тяжелые железобетонные конструкции для промышленного строительства.

Если на стропильную систему большие нагрузок не ожидается, то стропила делайте из сухой строганной доски с небольшим сечением. А вот если в вашей местности не редкость снег по колено и кровельный материал будет не из легких – тогда некоторые из составных элементов вам придется изготавливать клееными. Вот и вся разница.

Из доски удобнее всего делать удлиненные боковые стропила и диагональные стропильные ноги. Итак, доска в 40 мм толщиной, которую часто используют для хозяйственных построек, для крыши не годится. Не менее 50 мм! Причем чем длиннее планируется стропильная нога, тем шире должна быть сама доска. Так, стропила длиной 6 метров и вовсе придется делать из доски шириной 150 мм, а еще длиннее – из доски 180 мм.

Для крыши каркасного дома это действительно один из самых лучших вариантов!

А еще стропила из доски – наиболее экономичны, и при этом почти не уступают в прочности брусовым

Важно только правильно подобрать сечение и использовать качественный материал. Поэтому при покупке материала обязательно захватите собой специальный прибор для замера влажности древесины и воспользуйтесь им

Нет ничего хуже сырых стропил. И дело не только в будущей плесени: такую крышу станет вести и коробить, ведь этот материал меняет свои формы при высыхании. У стропил полетят крепления и даже отскочит местами покрытие вашей двускатной крыши. Одним словом, проблем не оберетесь!

Зато из обычной доски удобнее всего сращивать стропила по длине:

И, вам будет интересно узнать, что стропила можно изготавливать не только из дерева! Так, былую популярность себе сегодня возвращают железные стропильные системы, которые когда-то использовались исключительно для промышленного строительства. И, заметим, у этого материала для крыши немало своих преимуществ, наиболее ценное из которых – полное отсутствие грибка от сырости. Подкровельное пространство ведь как раз чаще всего «радует» случайными протечками.

А сама работа с такими стропилами при монтаже не сложнее, чем с деревянными — смотрите сами:

Брус более прочен, но плох тем, что имеет большой вес и в местах креплений приходится делать врубки. Для бревна это не только проблема, но и некоторая потеря несущей способности такой стропильной ноги. Но пока что этот материал – самый популярный для изготовления стропил.

Более всего для изготовления стропил подходит пиломатериал, который отвечает требования ГОСТ 8486-86 или 2695-83. А это:

• Влажность не более 18%, измеренная влагометром.
• Трещины, которые не сквозные и не превышают половины длины доски.
• На каждый погонный метр – не более трех сучков, и каждый из них – не более 30 мм диаметром.

А потому при покупке древесины на стропила обязательно проверяйте документы у продавца, которые говорят о качестве продукции.

Важен также и сорт древесины. Чем меньше сучков и трещин будет на брусьях, тем лучше. Некоторые сорта также радуют хорошей влагостойкостью и сопротивляемостью гниению и вредителям. Для крыши это то, что надо. Поэтому рекомендуем делать стропила из древесины хвойных пород, которая богата смолой, а смола – это естественный барьер от гниения. Но специальная обработка все-таки нужна.

И учтите также такой факт: при изготовлении стропильной системы материала нужно приобретать на 5-7% больше, чем необходимо, ведь не всегда будет получаться сделать идеальный разрез стропила или врубок нужной глубины. Перерасход все равно будет, а потому запаситесь им заранее, чтобы на всю стропильную систему у вас было дерево одной влажности и свойств.

В противном случае, если какие-то отдельные элементы крыши вам пришлось приобретать отдельно, они могут сохнуть дольше (дерево всегда сохнет), или наоборот. Перекосы могут получиться немалыми, т.е. на весь каркас крыши постоянно будут воздействовать разные физические силы растяжения и давления. Любой опытный кровельщик вам скажет, как это плохо и чем это чревато. А потому – материал для изготовления стропил берите больше, чем планируете. Если все пройдет гладко – будет из чего смастерить первую скамейку перед новым домом.

Общие рекомендации

Прочности крыши зависит не только от того как правильно были сделаны запилы

Примите во внимание следующие советы:

1. Для стропил подбирайте качественные материалы, так как, даже если сделаете точные запилы, брусок может не выдержать нагрузки. Тут нельзя экономить, так эта деталь принимает все нагрузки на себя.
2. Места крепления с мауэрлатом должны быть без дефектов древесины, например, сучков. Хотя они и прочнее древесины, но вокруг образуются завихрения, которые при малейшей нагрузке ломаются.
3. При устройстве крыши не стесняйтесь обращаться за помощью, так как это опасное и ответственное дело.

Грамотно выполненный узел примыкания стропильной ноги и мауэрлата гарантирует долгий срок службы конструкции.

Стропильная система

Когда я был помощником плотника, я восхищался умениями кровельных плотников. Они без всяких усилий делали сложных вырезы на стропилах каркасного дома, зная лишь только размеры крыши. Это озадачивало меня. В те годы я пытался повторить их действия, но меня раз за разом настигала неудача. Тогда старший плотник взял меня с собой на одну из крыш и помог мне разметить и разрезать стропильную систему с помощью плотницкого угольника и «Библии» кровельщика (есть такая очень популярная книга в Америке, купить можно на Амазоне, Ларри Хоун использовал в своем фильме именно такую – прим. переводчика).

Этот опыт вдохновил меня на овладение искусством делать правильные вырезы в стропилах каркасных домов. Не могу сказать, что стал мастером этого дела, но я проделал длинный путь и немного разобрался в том, как правильно это делать.

Для более комфортных подсчетов вам пригодится строительный калькулятор или специальное приложение для смартфона.

Крепление стропил к мауэрлату

Крепление стропил к стене чаще всего выполняется с использованием мауэрлата – специальной опорной конструкции, позволяющей равномерно распределить нагрузку от крыши на стены и фундамент сооружения. К мауэрлату стропила могут монтироваться двумя способами – при помощи жесткого или скользящего крепления.

При жестком методе крепления полностью исключается возможность каких либо взаимодействий (сдвигов, изгибов, поворотов) между соединенными элементами конструкции. Это достигается, если:

• используются уголки для крепления стропил с подшивным опорным брусом;
• выполняется запил (седло) на стропильной ноге с дальнейшим закреплением соединения скобами, гвоздями и проволокой.

В первом случае опора стропильных ног осуществляется с применением опорного бруса. Стропильная нога жестко упирается по линии давления, а затем фиксируется металлическим крепежом с установкой по бокам металлического уголка, препятствующего поперечному смещению.

Второй вариант крепления применяется чаще. В этом случае узел крепления стропил предусматривает использование гвоздей, которые забиваются с боков под углом по направлению друг к другу (внутри мауэрлата происходит скрещивание), а затем третий гвоздь вбивается в нижнюю часть стропила вертикально.

Скользящее (шарнирное) сопряжение элементов позволяют обеспечить стропилам возможность некоторого перемещения относительно мауэрлата в заданных пределах. Применяется несколько способов крепежа. Это может быть запил стропильной ноги с креплением на скобу, вертикально забитый гвоздь либо на два боковых, вбитых под углом. Также используются специальные скользящие крепления для стропил – «салазки».

Скользящее соединение преимущественно используется при строительстве деревянных домов из бревен или бруса. В этом случае исключается деформация стропильной системы при постепенной усадке дома. Скользящие соединения в узлах крепления стропил к стенам обеспечивают постепенную подстройку конструкции крыши под изменение геометрии сооружения. Остальные элементы кровли монтируются по стандартной технологии.

Крепление к коньку

Крепление стропил к коньку имеет свои особенности. Наиболее распространены три способа монтажа:

• соединение стропильных ног встык;
• крепление на прогон (коньковый брус);
• соединение внахлест.

Соединение верхних частей стропильных ног встык между собой – простой и надежный способ монтажа. Верхний край каждого стропила следует обрезать под углом в соответствии с выбранным углом наклона скатов. Затем противоположные стропила необходимо соединить местами среза и скрепить двумя гвоздями от 150 мм. Гвозди требуется вбивать под углом с таким расчетом, чтобы части, вошедшие в противоположную стропилину, имели достаточную длину для обеспечения плотного крепежа.

Как укрепить стропила, соединенные встык? Для этого рекомендуется использовать металлические или деревянные накладки. Деревянная накладка крепится с обеих сторон стропильной пары в районе соединения при помощи гвоздей, металлическая – болтами.

Соединение стропил на прогоне (коньковый брус) по исполнению схоже с первым способом. Таким же образом обрезаются стропильные ноги в верхней части, но монтируются по одной к горизонтальному брусу.

Соединение стропил внахлест подразумевает соединение стропильных ног не срезанными торцами, а боковыми плоскостями внахлест. Соединение выполняется с применением шпилек с шайбами или болтов. Соединение внахлест – наиболее простой способ монтажа стропильных ног.

Установка обрешетки

Надежность кровли в значительной степени зависит от правильно выполненной обрешетки. Она может быть сплошной или разреженной. Выбор типа и шага обрешетки зависит от используемого кровельного материала.

Обрешетка монтируется из бруска или доски, обычно необрезной. Брусок обычно крепится к стропильным планкам (контробрешетке) на один гвоздь в каждой точке крепления. Если обрешетка выполняется из доски, то к каждому стропилу доска крепится на два гвоздя, вбитых по краям.

Длина материала для обрешетки обычно меньше длины ската кровли. Правильное крепление обрешетки к стропилам подразумевает надежное сращивание досок или бруса по длине. Стык должен приходиться на стропилину, при этом гвоздями крепятся оба конца сращиваемых элементов.

Прежде чем приступать к монтажу стропильной системы рекомендуется выбрать оптимальный вариант, как закрепить стропила.

Особенности

Правила СНиП опираются на непреложную истину: стык не должен просесть в том месте, где требуется сплошная, непрерывная доска (либо брус). При этом испытание соединения выполняется на нагрузку – после укладки по месту стыка, если скат крыши достаточно пологий, проходит несколько рабочих. Нагрузка от нескольких человек – масса каждого составляет 80-100 кг – имитирует снеговую и ветровую нагрузку на скат, под которым залегают стыки удлиняемых стропил.

Сращение стропил производится в месте дополнительного упора. В качестве него выступит продолжение одной из стен, выполненной как несущая, а не перегородка. Например, таковыми являются стены коридора, отгораживающие его вместе с прихожей и тамбуром от комнат и кухни-гостиной. Те, в свою очередь, выходят окнами на разные стороны придомового участка. Если дополнительных несущих стен в проекте нет и не предвидится, устанавливаются V-образные опоры из бруса или доски, заметно толще той, что используется в качестве стропил.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Морилка

Стропильная система каркасного дома

Когда я был юным плотником (или я бы сказал, помощником плотника), я восхищался умениями кровельных плотников. Они без всяких усилий делали сложных вырезы на стропилах каркасного дома, зная лишь только размеры крыши. Это озадачивало меня.
В те годы я пытался повторить их действия, но меня раз за разом настигала неудача. Тогда старший плотник взял меня с собой на одну из крыш и помог мне разметить и разрезать стропильную систему с помощью плотницкого угольника и «Библии» кровельщика (есть такая очень популярная книга в Америке, купить можно на Амазоне , Ларри Хоун использовал в своем фильме именно такую – прим. переводчика). Этот опыт вдохновил меня на овладение искусством делать правильные вырезы в стропилах каркасных домов. Не могу сказать, что стал мастером этого дела, но я проделал длинный путь и немного разобрался в том, как правильно это делать.

Для более комфортных подсчетов вам пригодится строительный калькулятор или специальное приложение для смартфона.

Основные элементы стропильной системы

Деревянный каркас крыши собирается из таких частей, как:1. Мауэрлат — своеобразное основание под элементы кровли, прикрепляемое по всему периметру здания к верхней кромке наружных стен, чтобы рассредоточить давление кровельного пирога (Мауэрлат служит основанием для каркаса кровли);

2. Стропильные ноги — незаменимые детали деревянного костяка крыши, определяющие угол наклона скатов и вид верхней части дома;3. Коньковый прогон — брус, зафиксированный в горизонтальном положении и, словно позвоночник, соединяющий все стропила каркаса кровли в их верхней части (Коньковый прогон располагается ровно посередине здания);4. Боковой прогон — горизонтальный брус, который отличается от конькового прогона тем, что закрепляется в середине стропильных ног каждого ската крыши;5. Затяжка — распорка, объединяющая два противоположных стропила, чтобы они не разъезжались (Затяжка и подкосы необходимы для правильного распределения нагрузки на мауэрлат);

6. Стойки — вертикальные элементы каркаса, размещённые под коньковым и боковыми прогонами с целью поддержки стропил и конькового бруса, а ещё, если есть необходимость, подставленные под среднюю часть стропильных ног (Стойки могут поддерживать не только конёк кровли, но и стропила);

7. Подкосы — детали, упирающиеся в лежень, за счёт чего стропильные ноги становятся более устойчивыми;8. Лежень — брус, размещённый на верхней кромке внутренней стены здания параллельно коньку и служащий площадкой для крепления стоек и подкосов (Лежень располагается на внутренней стене параллельно брусу мауэрлата);

9. Конёк кровли — область совмещения двух скатов, вдоль которой устанавливается сплошная обрешётка, необходимая для упрочнения описываемой части крыши (Конёк образуется в самой высокой зоне стропильной системы);

10. Кобылки — элементы, используемые при обустройстве свеса, когда стропильные ноги недостаточно длинные (Кобылки удлиняют стропильные ноги);11. Свес крыши — зона деревянного каркаса, оберегающая стены дома от контакта с большим количеством атмосферных осадков (Карнизный свес сооружается, чтобы защитить стены от дождя);12. Обрешётка — брусья или доски, прибиваемые перпендикулярно стропилам и служащие платформой для крепления кровельных материалов (Доски обрешётки выкладывают перпендикулярно стропилам).

Устройство стропильной системы

Итак, чтобы конструкция служила длительный период времени, была крепкой, а также надежной, стоит подумать не только о фундаменте, но и о крыше. Строительная система такого элемента играет огромную роль, ведь именно крыша берет на себя негативные моменты от изменений погодных условий, а также других ситуаций.

Стропильная система односкатной крыши должна характеризоваться определенными требованиями, среди которых:

• Жесткость
• Маленький вес
• Качественный материал

Такие требования обязательно учитываются, чтобы конструкция служила долго.

Жесткие характеристики элемента играют важную роль, ведь именно с помощью жестких элементов происходит соединение разных деталей. Такие элементы не должны подвергаться процессам деформации, а также распора ни при каких обстоятельствах.

Основанием такой конструкции является треугольник, который делают с помощью специальной надежной рамы. Каждый элемент данной рамы закрепляется один к другому параллельно, а с помощью крепкой фиксации обеспечивается устойчивость всей конструкции.

Стропильная система односкатной крыши: схема

Но, если такие рамы будут плохо прикреплены, будут подвижными, это приведет только к негативным последствиям. Подобная крыша может разрушиться не только от сильного ветра, но и сама по себе.

Если говорить о весе, то эта крыша не должна быть тяжелой. Именно поэтому данная система производится, в большинстве случаев, из дерева. В том случае, если вес достаточно большой, необходимо делать несущее основание из металла.

Есть случаи, когда используют деревья хвойного характера, влажность которых составляет не меньше 18 процентов. Среди обязательных условий при использовании деревьев отметим:

1. Антисептическая обработка
2. Использование антипирентов

Только в таком случае узлы, в области которых происходит точное крепление всей системы, будут отличаться высокой прочностью, а также надежностью.

Высокое качество используемых материалов – одно из главных правил. Дерево должно отвечать следующим характеристикам:

Применяется 1-3 разных сорта
Важно обратить внимание, чтобы было как меньше трещин, а также сучков. На один метр материала допускается наличие 3 сучков с высотой не больше 3 сантиметров
Трещины тоже допускаются в минимальном количестве, только не по всей глубине.
Элементы несущего характера желательно делать из деталей, толщина которых не меньше 5 см., а площадь от 40 м2.
Доски из хвойных деревьев можно применять только с длиной не больше 6,5 метров, а из лиственных деревьев – до 4,5 м.
Подушки, прогоны, а также мауэрлат желательно изготавливать из деревьев, которые относятся к твердым лиственным породам

Такой материал предварительно стоит обработать с помощью того или другого качественного антисептика.

Вырубка посадочного места

Важно понимать, что выполнить идеальный запил на строительной площадки невозможно. Причины могут быть разными: недостаток высокоточных инструментов, неравномерное положение мауэрлата, неудобная позиция и так далее

Поэтому относительно проектного значения, может измениться угол наклона ската. Тут, главное, сохранить единую линию положения стропил.

Самый простой способ сделать одинаковый запил на стропилах — использовать шаблон. Правда, не во всех случаях этот вариант подойдет, так часто крыши бывают неровными. Тогда придется рассчитывать угол и место вырубки на каждой стропиле индивидуально.

Для основы шаблона возьмите обрезок доски, кусок ДВП или фанеры, подойдет даже плотный картон. На заготовке проведите линию от нижнего края на расстоянии не больше третье часть ширины стропилины. Такую же черту необходимо провести на всех брусьях которые планируете подрезать. Дело в том, что глубже делать распил не рекомендуется из-за потери прочности. Далее, отметьте точки, в которых стропила будет прилегать к мауэрлату, сделайте перпендикулярную черту, относительно прошлой линии.

Теперь перейдем к изготовлению шаблона, определив углы вертикальной и горизонтальной части зарубки. Для этого приложите заготовку к торцу мауэрлата, сохранив уклон будущей крыши. Напротив угла должна быть точка пересечения линий, которые сделали до этого. Проведите линии треугольника и вырежьте получившийся шаблон.

Второй срез выполняется топором, так как электропила может быть застопорена. Тут так же понадобится сноровка и сила

Важно проследить чтобы топор был довольно острым, тогда дело будет спориться лучше и можно избежать сколов

Наконец, сверьте получившийся запил с шаблоном и при необходимости внесите поправки. После чего можно выполнить монтаж готовой стропильной ноги или сделать посадочные места на оставшихся деталях.