Узел мауэрлата и стропильной ноги: Узел крепления стропильной ноги к мауэрлату чертеж. Крепежи для осуществления монтажных работ. Основные узлы стропильных систем

Узел крепления стропильной ноги к мауэрлату чертеж. Крепежи для осуществления монтажных работ. Основные узлы стропильных систем

Кровельная система представляет собой часть устройства крыши с наружной стороны, которая поддерживается несущей конструкцией. В ее состав входит обрешетка и стропильная система. Треугольник, лежащий в основе данной системы, должен являться жестким и наиболее экономичным конструктивным элементом, который содержит узлы крепления стропил кровли.

Главные характеристики узлов стропильной системы

Основные узлы крепления стропильной системы кровли показаны на рис. 1. Они подразумевают наличие стропильной ноги (мауэрлата – 1), стропильной ноги (конькового прогона – 2), стойки (затяжки – 3). Конструкция стропильной системы – это основной несущий элемент кровли.

Все узлы крепления кровли должны иметь достаточную прочность, это должно исключать значительную степень риска, связанного с обрушением кровли. Последствия допущенной ошибки при соединении элементов могут оказаться самыми непредсказуемыми.

Рисунок 1. Основные узлы крепления стропильной системы кровли: 1 – мауэрлат, 2 – коньковый прогон, 3 – затяжки.

Вначале производят установку стропил на мауэрлате при наличии у строения кирпичных стен. Аналогичные узлы предусматриваются и для блоков из бетона, тогда необходимо создать железобетонный пояс жесткости, а в его конструкцию обязательно вставить шпильки. Их расположение должно быть на расстоянии от 1 до 1,5 м друг от друга, а их диаметр должен составлять более 14 мм. Верх шпилек должен быть оснащен специальной резьбой.

Мауэрлат просверливают, делая отверстия, которые необходимы для крепления элементов на нем. Каждое из отверстий должно иметь размер, совпадающий с диаметром шпильки, а его шаг должен соответствовать расстоянию между шпильками. На каждый выступающий конец шпильки надевают гайку и затягивают ее, за счет чего и обеспечивается прочность соединения мауэрлата и стены. Соединять стропила с мауэрлатом следует так, чтобы не произошло ослабление их несущей способности.

Описание основных крепежных элементов для монтажа стропильной системы

Если в процессе строительства дома было использовано оцилиндрованное бревно либо брус, то создавать армопояс не обязательно. производят на верхнем брусе либо на бревне стенки. С данной целью соединения мауэрлата со стропилами применяют разные способы врубок (врезок).

Каким крепежом крепят металлические стропила:

1. Пластинами.
2. Крепежными элементами LK.
3. Уголками.
4. Кронштейнами WВ.
5. Саморезами.
6. Разновидностями уголка КР.
7. Стяжками из проволоки.
8. Монтажной лентой перфорированной ТМ.
9. Болтами с гайками.
10. Кронштейнами WВ.

Если при соединении стропил с мауэрлатом применяют кронштейны, то их врезку на стропилах не производят, что способствует укреплению несущей способности. Обычно производят металлические кронштейны, а металл является оцинкованным и имеет размер толщины в 0.2 см. Кронштейны укрепляют гвоздями, анкерными болтами или шурупами.

Применять крепежный элемент LK можно, создавая узлы крепления не только стропил с мауэрлатом, но и других различных элементов, составляющих конструкции кровли. Крепежный элемент LK укрепляется к древесине, как и кронштейны, при этом исключение будет составлять использование анкерных видов болтов.

Монтажная перфорированная лента позволяет усилить соединительные узлы при возведении кровельных систем. Ее применяют не только с целью создания более прочных узлов, но и для укрепления элементов для дополнительного применения с целью придания жесткости либо прочности системе в целом. Крепят перфорированную монтажную ленту шурупами или гвоздями, поэтому используется она с целью усиления конструкции системы стропил любой кровли, целостность которой не будет нарушаться.

С использованием уголков КР и их различных модификаций узлы крепления усиливают, чтобы они могли эффективно участвовать при соединении мауэрлата и стропил. Обеспечение соответствующей прочности узлам кровли допустимо при использовании уголков, что позволяет повысить несущие характеристики кровельной конструкции.

Использование соединительных элементов из металла не связано с врезкой уголков в систему кровли. Это не будет являться причиной понижения несущей способности кровельной системы. Применять уголки для соединения можно с применением шурупов либо гвоздей, выступы которых напоминают ерша.

Как соединяют узлы в коньковой части?

Существует три основных типа крепления в коньковых частях кровельной системы:

1. Соединение встык.
2. Крепление на основе конькового прогона.
3. Коньковый стык внахлест.

С целью крепления первым способом обрезают коньковую часть с верхнего края под углом, который является одинаковым с углом ската крыши. Затем его упирают в необходимое стропило, которое должно быть тоже обрезано под углом, но с противоположной стороны кровли. Для обрезки углов иногда используют специальный шаблон.

Гвозди для соединения стропил под коньком должны быть размером 150 мм и больше, их понадобится две штуки. Каждый гвоздь забивается в стропила в их верхней части под соответствующим углом. Острый конец прибитого гвоздя обычно входит в срез стропила с противоположных сторон. Укрепления конькового стыка можно добиться путем наложения на него пластины из металла сбоку либо деревянной накладки так, чтобы достаточно было притянуть ее с помощью болтов либо гвоздей.

Соединение вторым способом, то есть через коньковый прогон, связано с укреплением стропил на коньковом брусе. Прогон представляет собой одну из дополнительных опорных балок или брусов, который является подпоркой стропил. Он располагается параллельно коньку или мауэрлату. Способ отличается от предыдущего тем, что между стропилами, которые спилены под углом, укладывается коньковая балка, что является трудоемким процессом, поэтому данный способ используется реже.

Более распространен способ, который схож с первым, но отличается он тем, что крепление производится внахлест, а метод стыка не применяется. Стропила должны при этом соприкасаться торцами, а не боковыми поверхностями. Стянуть стропила следует болтом или шпилькой, гвоздями. Это соединение применяется многими мастерами на практике.

В целом устанавливать стропила на мауэрлате можно путем создания конструкций кровельных стропильных систем, которые являются распорными либо безраспорными. Это определяет выбор соответствующего способа соединения мауэрлата и стропил, которые можно аналогично укрепить к коньку.

Основные недочеты при монтаже узлов крепления стропильной системы

Проблема выбора способа крепления стропильной системы к конструкции строения является очень важной при создании узлов крепления. Зачастую при создании узлов мауэрлат служит опорой для стропил. Крепление мауэрлатного бруса осуществляется “намертво” с помощью анкерных болтов к армированному поясу жесткости.

Возможным недочетом является незаанкерованный пояс жесткости, что может привести к опрокидыванию мауэрлатного бруса и нарушению устойчивости кровельной стропильной системы. Происходит расшатывание крыши, а кровля при этом сползает. Из-за ошибочного размещения анкерных болтов или неправильно выполненных отверстий крепление является уже неэффективным.

Если гайки навинчивают с перетягом на болты, то узел крепления становится непрочным и подвергается скорому разрушению. Для создания узла крепления при этом иногда применяется проволочная скрутка.

При строительстве стропильной системы следует соблюдать безопасность соединений.

Например, если стропильная конструкция совмещается с перекрытием без учета несущей способности перекрытия чердака, то это является наиболее опасным моментом, который может повлечь разрушение постройки.

Если затяжку меняют на сборную железобетонную балку перекрытия, предназначенную на изгиб, то использование сборных железобетонных балок должно быть эффективным за счет их жесткого закрепления в армированном поясе жесткости перекрытия, который устроен с использованием арматурного каркаса. Его ось должна идти в одном направлении с действующими силами.

Вместе с тем наличие недочетов в процессе создания стропильной системы, которая является несущей деревянной конструкцией перекрытия, зачастую возникает по причине недопонимания функций, выполняемых затяжкой и ригелем во всей кровельной системе.

Затяжка отличается от ригеля тем, что она представляет собой продольную, а ригель – поперечную балку.

Строительство стропильной системы связано с созданием распорной системы, работающей по принципу расхождения внизу плоскостей, что происходит под влиянием не только их собственного веса, но и нагрузки, которая приходится на линию пересечения плоскостей, чему должна препятствовать поперечная балка, то есть затяжка.

Приступая к устройству крыши, следует выяснить все моменты, связанные с допущением определенных ошибок, возникающих при выполнении работ по устройству стропильной системы. Устройство кровли дома связано с возможными трудностями и недочетами, не позволяющими достичь поставленной цели.

В любом здании основные элементы, на которые выпадает максимальная нагрузка — это фундамент, стены и крыша. Качество монтажа кровли во многом зависит от того, правильно или нет, выполнено устройство стропильной системы. Если узлы крепления стропильной системы не отвечают определенным требованиям, то такая крыша не прослужит даже минимального эксплуатационного срока без ремонтных работ.

Требования к стропильной системе

Стропильная система любой кровли должна соответствовать таким важным требованиям, как:

• Максимальная жесткость. Любой узел каркаса должен выдерживать нагрузки, не подвергаясь при этом деформации или смещению. Получаемый при обустройстве стропильной системы треугольник должен обеспечивать жесткость конструкции, и ее максимальную устойчивость;
• Оптимальный вес. В зависимости от кровельного материала выбирают материал, используемый для стропил. Обычно выбирают деревянный брус, но для тяжелых крыш может быть использован и металл.

  Важно! Чтобы предотвратить повреждение стропил, их гниение и образование грибка на древесине, ее обрабатывают антисептиком, а металлические конструкции — антикоррозионными составами.

• Высокое качество используемых материалов. Древесина, используемая в качестве стропильных ног должна не иметь трещин и сколов.

Разновидности стропильных систем

Крыша может быть обустроена одним из видов стропильной системы, которых существует всего два:

• Висячие стропила;
• Наслонные стропила.

Висячая стропильная система

Такая система оптимальна в случае двускатной кровли, когда величина пролета между стенами составляет не более 6-ти метров, но при установке дополнительных элементов применима и для более широких вариантов проемов. Нижней основой для опоры служит мауэрлат, верхняя же часть конструкции упирается друг в друга. Такая конструкция содержит и затяжку — необходимую для снятия нагрузки со стен, за счет уменьшения распора стропил. Балочные затяжки устанавливаются снизу стропильных ног и могут выполнять функции балок перекрытия.

Внимание! Роль затяжки необязательно может выполнять деревянный брус, им может стать и перекрытие из железобетонных конструкций, которым в некоторых домах оборудуется верхний этаж.

Если затяжка расположена выше нижней части стропильной системы, то она называется ригелем . К важным моментам обустройства стропильной системы такого типа можно отнести:

• Не следует допускать, чтобы кровельный свес опирался на нижнюю часть стропильных ног, которые выводятся за пределы стенки. В такой ситуации лучше всего использовать кобылку (ширина свеса при этом устанавливается в пределах одного метра). При таком обустройстве стропило будет опираться на мауэрлат. Сечение бруса для кобылки выбирается меньшим, чем для стропил;
• Чтобы придать крыше дополнительной жесткости, и не допустить ее шатания и разрушения сильными порывами ветра, на скате прибивается ветровая доска, к мауэрлату от конька;
• При влажности материала, используемого для обустройства стропильной системы более 18%, следует предусмотреть шаткость, которую будет вызывать постепенное высыхания древесины. Именно поэтому крепеж должен осуществляться болтами или винтами, а не гвоздями.

Наслонная стропильная система

Такое обустройство применимо для кровель с расстояниями между стен от 10 метров (максимум 16 метров). Уклон может быть выполнен под любым углом, а внутри здания находятся несущие стены или поддерживающие колонны. Сверху для стропил основной опорой служит коньковый прогон, а снизу эту функцию выполняет мауэрлат. Поддержку внутреннего прогона осуществляет или внутренняя стена, или стойки. За счет наличия только вертикального типа нагрузок, отпадает необходимость в монтаже затяжки.

При 16-ти метровом пролете замена прогона конька выполняется двумя боковыми конструкциями, опорой для которых будут служить стойки.

Важно! Отсутствие изгибов стропильных ног обеспечивается такими узлами, как подкосы и ригели.

Особое внимание на обустройство крыши с использованием стропильной системы наслонного типа следует обратить на такие нюансы:

Особенности расчетов стропильной системы двускатной крыши показаны в видео:

Основные узлы стропильных систем

К основным узлам стропильной системы кровли можно отнести:

• Стропила. Они выполняют функцию скелета, оказывая поддержку внутренних и внешних элементов крыши, а также служат основой для прокладки коммуникаций;
• Мауэрлат. Это своеобразный кровельный фундамент, представляющий собой балку, на которую устанавливается вся конструкция. Он выполняет важную функцию — равномерное распределение нагрузки всей конструкции;
• Прогон. Предназначен для скрепления между собой стропильных ног и может располагаться как сверху, так и сбоку;
• Затяжка. Служит для фиксации стропил в нижней части конструкции;
• Подкосы и стойки. Обеспечивают максимально устойчивое расположение стропильных балок;
• Конек. Место соединения скатов кровли;
• Кобылки. Это продолжения стропильных ног, которые иногда обустраиваются;
• Ригель. Необходим для качественной и надежной опоры несущих элементов;
• Лежень. Поперечный брус, необходимый для распределения нагрузки.

Кроме перечисленных элементов, в конструкцию входят узлы крепления стропильной системы кровли. При их выполнении необходимо обязательно соблюдать определенные правила.

Важно! Выполнять простое крепление основания к перекладине категорически не стоит, так как это может привести к полному разрушению стропильной системы.

Следует использовать такие виды креплений:

• С упором на конец перекладины ;
• Зубьями в упор ;
• Зубьями в шип .

Выбирать количество зубьев следует в зависимости от уклона ската, а дополнительная надежность конструкции может быть создана при помощи уголков из металла.

К основным узлам крепления стропильной конструкции относятся:

• Балочный узел;
• Мауэрлатный узел;
• Коньковый узел.

Балочный узел

При таком узле соединения элементов, в стропило выполняется вставка из зубьев в шип, а в поперечном участке перекладины делается углубление, соответствующее зубьям. Такое углубление или гнездо должно составлять не более 30% толщины бруса.

Крепление выполняется специальными метизами с уголками из металла, или древесными брусьями, шипами и накладками.

Внимание! Если кровля выполнена из материалов с незначительным весом, а уклон ее ската не превышает значение 35º, то следует размещать основания опор таким образом, чтобы они упирались в площадь большую, чем сама балка.

Мауэрлатный узел

Такое крепление может быть выполнено как по жесткой технологии, так и по скользящей. Жесткая технология предполагает установку между мауэрлатом и стропилом прочного соединения, предотвращая возможность соскальзывания, прогиба или выскакивания. Для этого используются специальные опорные уголки с брусками. Полученный в результате узел скрепляется проволокой с применением метизов. При этом забивать гвозди следует наискосок, чтобы они входили в древесину наперекрест. Последний гвоздь должен быть вбит по вертикали.

В случае скользящего крепления совмещение выполняется с применением специального механизма, который позволяет передвигать стропильную ногу в необходимом направлении. Для этого выполняется врезка на опорах, на которые потом укладывается мауэрлат. Закрепляется конструкция, как и в предыдущем случае, скрещенными гвоздями. Такой способ обустройства узлов соединения позволяет всем узлам стропильной конструкции смещаться в некоторых пределах.

Внимание! Жесткое крепление при неопытности строителей может привести к повреждению стен постройки.

Коньковый узел

В этом случае крепление также может быть выполнено двумя видами — встык и внахлест. При стыковом соединении верхушка опор обрезается со скосом, как и угла наклона крыши. Они опираются в такие же подрезанные противоположные опоры. Крепление выполняется с использованием гвоздей, в количестве двух штук. Их забивают сверху под определенным углом. Швы, которые образуются между опорами, соединяют металлическими накладками или пластинами. Во втором случае скрепление выполняется стыковкой внахлест, не торцевыми частями, а боковыми участками и закрепляются при помощи болтов.

Заключение

Выполняя работы по монтажу крыши, обустройству стропильной системы следует уделить тщательное внимание, не допуская нарушения технологических процессов. Это обеспечит конструкции прочность, долговечность и надежность.

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 расчитать 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 представленны 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.

Вероятно, что людям не связанным инженерными профессиями, но помнящим из курса школьной физики принцип разложения наклонного вектора силы на горизонтальную и вертикальную ось, трудно понять куда девается горизонтальная составляющая в нижней части стропильной ноги. Попробуем объяснить принцип безраспорной системы 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 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 в этой облитой маслом среде и держала нагрузку — вес человека? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней или вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. При закреплении верха лестницы распор от разложения наклонной силы действующей вдоль продольной оси лестницы остается вверху и действует на стену, а в низу его нет.

Если с другой стороны стены поставить такую же лестницу и нагрузить ее тем же весом, то получим распор в верхней части равный распору от первой лестницы, но направленный в противоположную сторону. Эти горизонтальные силы взаимно уничтожают друг друга. Получаем устойчивую и стабильную систему.

Мысленный эксперимент с лестницей в масле 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?

Это довольно интересно произвести такой мозговой штурм, помогающий в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а просто спрогнозировать покатится лестница по горизонтальной плоскости или останется неподвижной ввиду осутствия в нижней части горизонтальной составляющей силы.

Правильное крепление стропил к мауэрлату. Узлы опирания

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.

Содержание

• Узлы опирания стропил на мауэрлат. Как крепить балки к мауэрлату
• Крепление стропильной ноги к мауэрлату
• Способы крепления
• org/ListItem»> Наслонные стропила
• Висячие стропила
• Технологии крепления стропильной ноги к мауэрлату

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.

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.

Нужно закрепить брусья основания как можно более качественно. На них будут установлены стропильные ноги, от чёткой фиксации которых зависит износостойкость и надёжность всей крыши.

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.

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 — фундамент для крыши. Прочное закрепление стыка стропил с мауэрлатом гарантирует долговечность построенной крыши.

Стропильная система — устройство, конструкция и комплектующие

Чтобы перестроенный дом служил долгие годы, был крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, принимающая на себя все превратности погоды. И она должна выдерживать нагрузки в виде порывов ветра, сильных снегопадов и проливных дождей. Давайте поговорим о том, как это работает и как построить эту систему.

Содержимое:

1. Требования к стропильной системе
2. Основные части конструкции стропильной системы
3. Формы крыш и кровельных систем
4. Виды стропильных систем — чем они отличаются между собой
5. Соединительные элементы
6. Видео: Стропильная система крыши, что нужно знать для правильного проектирования

Требования к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего каждая деталь системы, а также узлы должны быть жесткими, не деформироваться ни под действием перерезывающей силы, ни под давлением. В основе всей конструкции лежит треугольник. Именно такую ​​форму рамы (фермы) закрепляют параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает кровле необходимую устойчивость. А вот если ферма оказалась мобильной, не далеко до беды. Такая неполноценная крыша может сама рухнуть, а стены рухнуть.

Легкий вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому стропильная система обычно выполняется из дерева. Если вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или взять хвойное, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы крыши будут прочными и крепкими.

Материал высокого качества

Дерево для стропил должно быть следующим:

• Древесина берется 1 — 3 сорта. Трещины и сучки должны быть сведены к минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины не допускаются на всю глубину, до половины длины доски.
• Несущие элементы выполнены из деревянных деталей толщиной 5 см, площадью 40 см ² .
• Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные — до 4,5 м.
• Прогоны, подушки и мауэрлат изготавливаются из твердых пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких частей состоит эта система.

№1. Мауэрлат – это основа всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон – вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает разойтись стропильным ногам, соединяя их снизу.

#5. Стойки и подкосы — придают стропильным ногам дополнительную устойчивость. Они упираются в лежащую (лежащую ниже параллельно хребту).

#6. Обрешетка — Набивается перпендикулярно стропилам и представляет собой распил брусков или досок. Он предназначен для передачи всей нагрузки от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши — Это место соединения двух скатов крыши. По коньку набивается сплошная обрешетка для усиления этой части крыши.

#8. Кобылы – используются для создания свеса в случае, если длины стропильных ног недостаточно.

#9. Карниз – это элемент, предназначенный для защиты от чрезмерных осадков на стенах.

Теперь рассмотрим сложный объект, такой как стропильная ферма. Он имеет плоскую форму, и в него входят, кроме стропил, раскосы, стойки и раскосы. Их располагают так, чтобы нагрузка на стены внутри дома не возникала. Опорами являются только внешние его стены, а нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетным путем. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких частей. На чердаке перекрытием служит нижний пояс фермы.

Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме того, в некоторых случаях используются фермы из бетона и металла.

Формы крыш и стропильные системы

Односкатная крыша.

Простейшее устройство стропильной системы имеет крышу с одним скатом, которая наклонена под углом от 14 до 26°. Если дом небольшой, а его пролет не превышает 5 м, то требуется система стропильного типа. Он опирается на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). При пролете более 5 м нужно использовать стропильные фермы.

Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами тоже несложная, под ней чердак или мансарда. Его уклон составляет от 14 до 60°. Если наружные стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Стропила крыши необходимо использовать при большом пролете и наличии внутренних опор.

Устройство висячих и наслонных стропил двухскатной крыши.

• Подробнее об этом в материале: Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Его уклон составляет от 20 до 60°, а пролет может быть до 12 м. При этом должны быть внутренние опоры. Передних стен в этом случае нет, что позволяет экономить материалы. Однако монтаж такой крыши сложнее, чем двускатной. Для такой конструкции крыши стропильные системы делают либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.

Особенности устройства четырехскатной крыши.

Ломаная крыша

Крыша ломаная, или чердачная, внизу может иметь уклон до 60°. Но выше он обычно более пологий. За счет этого увеличивается площадь мансарды. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно использовать наслонную стропильную систему. Тем не менее, фермы предпочтительнее.

Сломанное устройство крыши.

• Выше перечислены наиболее распространенные, но не все формы крыш; подробнее смотрите в материале: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Виды стропильных систем — чем они отличаются между собой

Тот или иной тип стропильной системы выбирается не стихийно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а внутри нет стен. Внизу стропила опираются на мауэрлат, а вверху – друг на друга. Также существует затяжка, уменьшающая подкос стропил на стенах дома. Затяжки из бруса размещают в самом низу стропильных ног – они одновременно служат балками перекрытия. Кстати, роль затяжки может выполнять и перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона. Если затяжка делается выше, она уже называется перекладиной. При пролете между наружными стенами более 6 м необходимо использовать опорные подкосы и раскосы для поддержания стропильных ног. При этом длина нижней части стропил, т.е. части после опоры, длинной, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

• Не стоит опирать свес крыши на низ выдернутых из стены стропил. Подпирать такие стропильные системы кровли кобылкой намного лучше (при этом ширина свеса до метра). И тогда нога будет всей плоскостью упираться в мауэрлат. Сечение кобылки обычно меньше сечения стропильных ног.
• На склоне нужно прибить ветровую доску, от конька до мауэрлата. Уклон делается со стороны чердака. Это необходимо для того, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
• Если влажность деревянного стропильного материала более 18%, приготовьтесь к тому, что стропильная система после высыхания древесины может стать неустойчивой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами — при необходимости их можно подтянуть что-то происходит. А еще лучше использовать шурупы или грубые гвозди.

Стропильные системы

Подходят для крыш с пролетом от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон, внизу – мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежачей), либо стойками. Так как нагрузки только вертикальные, затягивать не нужно.

При большом пролете (до 16 м) можно заменить прогон конька на два боковых, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не прогибались, нужны раскосы и ригели. Если делается мансарда, в качестве опоры для возводимого пилона может использоваться стена высотой от 1 до 1,5 м. Ну или использовать ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что нужно обратить особое внимание:

• Каждый из элементов этой системы не должен иметь толщину менее 5 см.
• Гладкая, рваная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не будут гнить и не будут так подвержены грибку.
• Добавление дополнительных узлов «от лампы» в расчетную систему стропил запрещено. В противном случае нагрузка может оказаться не там, где она нужна.
• Мауэрлат (его подошва) должен лежать строго горизонтально относительно стен. Необходима горизонтальная и поверхностная стыковка мауэрлата со стропильной ногой. В противном случае опора может опрокинуться.
• Стойки и распорки у них максимально симметричны.
• Чтобы стропила не промокли и не гнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в кровле мансарды предусмотрены зазоры, а в кровле мансарды воздух.
• В местах соединения стропил с кладкой необходима гидроизоляция. В противном случае конденсат погубит дерево.
• Не имея опоры или подкоса, стропильная нога делается длиной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша была надежной, необходимо правильно соединить узлы стропильной системы. Необходимо учитывать направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). Также важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усыхания, следя за тем, чтобы узлы стропильной системы не переставали работать исправно.

Раньше все детали стропильной системы скреплялись между собой врубками. Он надежен, но не слишком экономичен. Ведь для этого необходимо, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, что позволяло бы безопасно делать врубки, ослабляющие деревянные элементы.

Поэтому в настоящее время узлы стропил скрепляют не врубками, а шпильками и болтами.

Способы крепления стропильных ног.

Распространено использование перфорированных стальных пластин с антикоррозионным покрытием. Закрепите вагонку гвоздями или пластинами с утопленными в дерево зубьями. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

• Подкладки снижают расход древесины на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при распиловке;
• их может смонтировать мастер с не очень большим опытом;
• исправляются очень быстро.

Перфорированные пластины для крепления стропил.

Напоследок можно посмотреть полезное видео, в котором рассказывается обо всех самых важных моментах проектирования стропильной системы крыши.

Материал подготовлен авторами проекта techno.expertexpro.com/ru/

Видео: Стропильная система крыши, что нужно знать для правильного проектирования

Узлы стропильной системы: способы крепления

В начале планировки мансардной крыши выбирается система стропил, которая служит несущей структура. Тип необходимой кровельной системы определяется в зависимости от типа кровли.

Проект стропильной системы.

В зависимости от выбранной системы это могут быть деревянные бруски, используемые в качестве кровельного каркаса, удерживающего композитные строительные материалы всей конструкции, или бетонные элементы, создающие опоры, называемые стропильными ногами. Перед началом работ деревянные составляющие пропитывают специальными составами, предохраняющими крышу от возгорания и гниения. От качества этой процедуры напрямую зависит долговечность кровли.

Разновидности стропильных систем и их устройство в сборе

Стропильная система делится на два основных вида: накосные и висячие стропила. Поскольку узлы соединения в каждой из систем имеют разные характеристики, то определенный тип стропил выбирают исходя из свойств предпочитаемой крыши, в том числе ее архитектурных особенностей.

Основные факторы при выборе подходящего типа системы:

Виды креплений для стропил.

• общая функциональность крыши;
• сила давления кровельных материалов на конструкцию;
• распространенность и частота осадков в районе, где расположен дом.

В висячем типе стропил отсутствуют опоры, которые располагаются в зазорах. По этой причине возникает усиленная тяга, передаваемая горизонтально на стены здания. Чтобы уменьшить этот показатель, в узел опор вводят удлиненный элемент из дерева или металла, предназначенный для совмещения стропильных ног. Таким образом, висячие фермы приобретают форму треугольника. Стягивающий элемент размещается в основании стоек, он выполняет функцию ригеля (чаще всего используется в конструкциях двускатных крыш) и работает на изгиб и сжатие. От высоты тягового элемента зависит прочность соединения опор с основанием.

Схема устройства и крепления висячих стропил для мансардной крыши.

Выносной тип стропил часто устраивают в зданиях, где имеется центральная опорная колонна или подпорная стена. Стропила опираются конечными частями по бокам здания, а центральная часть опирается на колонну или другую опору внутри дома. Такая строительная площадка предназначена для операции гибки. Висячие опоры создают меньшую нагрузку на составляющие здания, поэтому их монтаж не такой трудоемкий, как в случае с висячими стропилами. Кроме того, он не требует больших материальных затрат.

Существуют также варианты обустройства кровли, сочетающие в себе оба типа стропил. При этом каждый тип чередуется, то есть зоны без несущих стен оборудуются висячими стропилами, а зоны с необходимыми опорами — носовыми.

Грамотное устройство стропильной системы

Главным фактором высокой прочности кровли в будущем здании является грамотное расположение всех узлов и точек крепления.

В случае висячих стропил для мансардной крыши предполагается наличие не менее 3-х опорных точек. Это значение может измениться, если диапазон превышает стандартные значения. Например, при пролете не более 10 м требуется только одна дополнительная опора.

Узел опоры подвески собирается исходя из размеров пролета. На малых пролетах протяжной элемент чаще всего заменяют ригелем. При большом пролете затяжные элементы провисают, а опоры идут на изгиб.

Таким образом, узлы висячего типа могут иметь следующие отличия по величине пролета:

Рисунок 1. Схема устройства Маурате.

1. 9 м. Опоры следует сдерживать деревянным брусом, который устанавливается перпендикулярно мансардному полу. В районе основания он крепится скобами, а выступающие элементы фиксируются специальными хомутами.
2. 13 м. Крепления производятся с помощью распорок, которые упираются верхней частью в основание, а нижней частью — в перпендикулярную балку. Интервал между опорами не должен быть более 5,5 м.
3. 17 м. Основание необходимо армировать специальными средствами. К верху применяется стропильная конструкция: протяжные элементы крепятся к двум деревянным брускам, а между ними монтируется шпингалет.

Способы крепления узлов

Независимо от того, требуется ли замена существующей стропильной системы или ее возведение с нуля, необходимо соблюдать определенный свод правил при креплении ее узлов.

В первую очередь следует избегать самого простого крепления ригеля и основания опоры, так как это может оказать разрушительное воздействие на всю кровельную систему.

Рис. 2. Крепление стропильной ноги к мауэрлату.

Другими словами, от нагрузки, создаваемой строительными материалами или осадками, концы опор соскальзывают и стропильная система повреждается. Это приводит к его полному разрушению. Чтобы не допустить такого исхода, необходимо повысить надежность этих узлов. Это достигается применением следующих видов крепления:

• зубья в шипе;
• зубья в упоре;
• упор на торец ригеля.

В зависимости от марки можно использовать один или два зуба. Для повышения надежности соединения можно создать дополнительные крепления с металлическими уголками.

Узлы крепления кровельной обрешетки

Основными узлами крепления стропильной системы являются:

Крепление балки

Рисунок 3. Схема соединения конька стропильной системы.

В стропильной ноге в шипе создаются зубья, а в ригеле вырезается паз, который соответствует вырезанным зубьям. При этом гнездо должно занимать не более 30% всей толщины ригеля.

Если при возведении кровли применялись легкие материалы, а ее уклон менее 35°, основания опор размещают так, чтобы площадь их наковальни была значительно больше балки. Этого можно добиться применением рамы с двумя зубьями в 2 шипа, упора (с шипом или без), а также двух шипов в замке.

Узлы системы скрепляются либо метизами с металлическими уголками, либо деревянными палками, пластинами и шипами.

Приспособление для сборки косилки

Существует 2 технологии аппаратного монтажа опор: жесткая и скользящая (рис. 1).

В первом случае устанавливается прочная связь между стропилом и мауэрлатом без возможности сползания, провисания, выскока. Это достигается размещением специальных уголков с опорной планкой. Сформированный узел необходимо закрепить надежной проволокой с помощью метизов. Гвозди забивают под определенным наклоном сбоку так, чтобы они находились в скрещенном состоянии в мауэрлате. Последний гвоздь прибивается вертикально. Этот способ является самым популярным.

Во втором случае крепление осуществляется с помощью специального механизма, позволяющего определенному элементу (в данном случае стропилу) двигаться в нужном направлении (рис. 2).

Для создания такого соединения потребуется выполнить врезку на опоры, а затем уложить их на мауэрлат. Как и в предыдущем случае, обе части сборки фиксируются при помощи двух скрещенных гвоздей и одного вертикального сверху. К мауэрлату доски крепятся металлическими скобами. После этого опорное основание высвобождается над стеной и уплотняется плитами и салазками. Таким образом, упор делается на мауэрлат, но все составляющие стропильной системы могут перемещаться в допустимых пределах.

Этот способ чаще всего применяют при устройстве кровельной системы деревянных зданий (бревенчатых, срубов), для которых характерна просадочность. Стоит помнить, что при жестком креплении есть вероятность повреждения стен здания.