Какие элементы используются для увеличения устойчивости и несущей способности стропилин
В результате правильного выбора стропильной системы и методов фиксации ее элементов конструкция должна быть устойчивой, компенсировать естественные колебания линейных параметров и выдерживать различные нагрузки, возникающие вовремя эксплуатации. Для выполнения условий во время фиксации стропилин могут применяться дополнительные элементы фиксации.
Прогоны
Чаще всего монтируются в коньковой части системы, на них упираются верхние концы стропильных ног. Для повышения устойчивости могут предусматриваться запилы. Верхнее соединение жесткое или плавающее на болтах. На больших по размерам крышах прогоны могут устанавливаться посредине стропильных ног или в иных местах с критически нагрузками.
Мастер-класс: строительство двускатной крыши
Вертикальные стойки
Устанавливаются для усиления стропилин, за счет применения стоек можно изготавливать элементы из более тонких пиломатериалов. Вертикальные стойки верхним концом упираются от стропила, а нижним о лежень или потолочные балки перекрытия.
Стойка на схеме
Угловые опоры
Удерживают усилия на изгиб и расширение, универсального использования. Угловые упоры можно ставить в любых местах стропильной ноги, вызывающих опасения по прочности. За счет таких упоров существенно увеличивается сопротивляемость стропилин изгибающим и отрывающим усилиям.
Подкосы стропил или стропила с подкосами
Затяжки (ригели)
Назначение – удерживать стропильные ноги от расползания, используются на висячих стропильных системах. Чаще всего размещаются в верхней части фермы, для изготовления можно использовать доски толщиной примерно 20–25 мм. Дело в том, что они работают на растяжение, пиломатериалы хорошо держат такие усилия. Доски плохо работают на сжатие, быстро прогибаются и теряют первоначальные показатели прочности.
Ригель – это затяжка, установленная под самым коньком конструкции
Накладки
Используются в верхней коньковой части стропилин, за счет применения затяжек увеличивается прочность соединения узла. Затяжки могут изготавливаться из дерева, фанеры, плит ОСП или металла.
Накладки стропил на схеме
Накладки стропил на фото
Бобышки (упоры)
Имеют много специфических наименований. Представляют собой обыкновенные отрезки досок длиной 30–40 см и толщиной 40–50 мм, фиксируются в нижней части стропилин. Упираются о мауэрлат и не допускают скольжения конструкции. Применение бобышек позволяет выполнять жесткое соединение элементов без запиливания стропилин. О проблемах, возникающих в связи с запиливанием, мы в этой статье рассказывали выше.
Варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. На третьей схеме показана фиксация с помощью деревянного коротыша или бобышки
Разновидности конструкций висячих стропил
Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:
- Трехшарнирная треугольная арка
Висячие стропила с затяжкой выполняются в форме замкнутого треугольника. В такой системе на изгиб работают стропила, а затяжка работает на растяжение. Минимальная высота подъема конькового прогона составляет не менее 1/6 длины арочного пролета. Такую конструкцию применяют для мансардного чердака, где на затяжку возлагается роль чердачного перекрытия. Для того чтобы уменьшить изгибающий момент, концы стропильных ног упирают с эксцентриситетом (небольшое смещение, расстояние) относительно их продольных осей.
Треугольная трехшарнирная арка с бабкой или подвеской
При длине пролета более 6 метров становится проблематичным использование цельного бруса, также возникает существенный прогиб от собственного веса затяжки. В таком случае, её подвешивают к коньку, а подвеску изготавливают деревянной и называют бабкой, либо железной и называют тяжем. Необходимая длина затяжки достигается путем состыковки более мелких элементов, которые крепятся на хомуте подвески при помощи косого или прямого сруба и болтов.
Наиболее распространенная ошибка при устройстве подвески – это ее инсталляция по схеме стоек с упором на затяжку и карнизный узел. Принцип работы подвески основан на растяжении, а стойки на сжатии. Поэтому низ подвески (бабки) не должен достигать затяжки. Подвеска (бабка) должна висеть на карнизном угле и крепиться к затяжке при помощи деревянных накладок, гвоздей и болтов.
Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой
Висячие стропила с приподнятой затяжкой часто применяют при использовании чердачного помещения под мансарду. В такой схеме затяжка крепится не внизу стропильных ног, а продвигается вверх и чем больше высота подъема затяжки, тем большее растягивающее напряжение она испытывает. В мансардном помещении такая затяжка играет роль балки потолочного перекрытия и не несет на себе полезной нагрузки. Эта затяжка может быть защищена от провисания с помощью установки подвески.
Треугольная трехшарнирная арка с ригелем
В этой схеме нижний опорный узел меняется с ползуна на шарнирно неподвижную опору. Стропильная нога делается с врубкой в мауэрлат, что делает всю арку устойчивой конструкцией. В такой системе приподнятая затяжка меняет направление своей работы с растяжения на сжатие и называется ригелем.
Треугольная трехшарнирная арка с подвеской и подкосами
С увеличением длины стропил возрастает и их прогиб. Для предотвращения прогиба стропила подпирают подкосами. Так как, в отличие от наслонной системы, низ подкосов упереть просто некуда, то их упирают в бабку. Получается достаточно прочная конструкция с круговой передачей нагрузок: стропила давят на подкосы, подкосы растягивают подвеску, подвеска тянет вниз верхушку стропил и коньковой прогон, подкосы сжимаются стропилами.
Карнизный узел (место соединения стропила с затяжкой) имеет несколько вариантов реализации: ортогональная лобовая врубка (с одинарным или двойным зубом), пластинчатое и дощатое крепление.
Виды стропильных систем двускатной крыши
Двускатная стропильная система бывает с висячими и наслонными стропилами. Как одна, так и другая схемы могут быть применены для обустройства кровли из металлочерепицы. Чтобы знать, чем они отличаются друг от друга, и из каких элементов состоят, стоит рассмотреть каждую из них. Здесь нужно отметить, что в ниже представленных схемах указаны только лишь основные элементы стропильных систем, но при необходимости они могут быть усилены дополнительными деталями, о которых речь шла выше.
Наслонная стропильная система
Двускатная стропильная система наслонного типа опирается на внутреннюю стену здания
Наслонная стропильная система состоит из следующих основных элементов:
1 – Несущие стены.
2 – Мауэрлат.
3 – Стойка, установленная на лежень.
4 – Стропило.
5 – Обрешетка.
Наслонная система отличается от висячей тем, что устанавливается на строение, имеющее внутренние капитальные перегородки. Капитальные внутренние стены используются для закрепления на них лежня, на который устанавливаются стойки, подпирающие коньковый прогон, с которым скрепляются верхние концы стропильных ног. Затем на стропила фиксируются доски обрешетки.
Эта конструкция более популярна, чем висячая, так как надежна и проста в монтаже.
крепления для стропил
Висячая стропильная система
Висячие стропила опираются только на боковые стены здания и соединяются на коньке
Схема висячей стропильной системы выглядит так, как показано на иллюстрации, и включает следующие основные элементы:
1 – Несущие стены.
2 – Мауэрлат.
3 – Стропило.
4 – Обрешетка.
5 – Затяжка (ригель).
Висячая система стропил монтируется на две внешние несущие стены, на которые предварительно закрепляется мауэрлат. Этот вариант крыши может быть применен только в том случае, если расстояние между несущими стенами составляет не более 7000 мм, так как кроме них дополнительная опора для стропильной конструкции кровли отсутствует. Такую систему обычно оснащают затяжками, подкрепленными откосами – эти элементы снимут часть нагрузки со стен строения.
Кроме наслонных и висячих систем, существуют комбинированные варианты, которые включают в себя отдельные элементы той и другой конструкции.
Когда стропильная системы будет выбрана, рекомендовано перед покупкой материалов, составить подробный чертеж крыши с проставленными размерами — так будет легче вычислить количество всего необходимого и сумму на их приобретение. Кроме этого, такая схема значительно поможет произвести монтажные работы. Но для того, чтобы составить чертеж, придется провести некоторые расчеты.
Способы крепления стропильных балок
Как закрепить стропила на двухскатной крыше? Как сделать это правильно? Существует несколько популярных способов, помогающих закрепить стропила к мауэрлату, а именно:
- Наиболее распространенным является метод врубки. Такой способ установки стропил является прочным и жестким, поэтому его применяют только в том случае, если двухскатная крыша монтируется на дом из кирпича, блоков и прочих подобных материалов. Вам предстоит поработать пилой или топором. На нижнем конце стропила делается врубка, которая по форме точно подходит под рельеф мауэрлата;
- Еще один жесткий метод подразумевает нашивку опорного бруска. Такой метод фиксации стропил разумно использовать для двускатных крыш небольших хозяйственных построек. Для его исполнения понадобится одна толстая доска длиной около метра или две тонких. На них делается выпил с конфигурацией мауэрлата. После этого доски просто нашиваются сбоку стропил;
- Закрепить можно и подвижным методом. Он часто применяется в деревянном строительстве. Такой способ позволяет «гулять» стропилам пока сам дом дает усадку. В этом случае применяются дополнительные приспособления. Одна часть скользящей опоры монтируется на стропила, а другая на мауэрлат. Такой способ применяется только в наслонных системах, когда в верхней части крыши имеется дополнительная опора в виде конькового прогона.
Кроме крепления стропильных балок в нижней части, их следует соединить и в верхней точке. Существует несколько типов фиксации. Самый просто способ – встык. Под нужным углом верхние концы стропильных балок отпиливаются так, чтобы они точно совпадали друг с другом. Затем они соединяются и скрепляются гвоздями и металлическими пластинами. Такой способ не очень надежный, поэтому применяется для двухскатных крыш небольших строений.
Самым надежным вариантом считается в полдерева, который лучше применяется, если для используется стропильный брус. На сопряженных концах делается вырубка на половину толщины. Далее они соединяются друг с другом и закрепляются гвоздями, хомутами или металлическими элементами.
Если двухскатной крышей покрывается деревянный дом, то верхние концы стропил нужно соединять подвижным способом. В этом случае их соединяют шарнирами. Это не даст стропильной системе покоробиться во время усадки стен из бревен или бруса.
Дельные советы
Важно помнить и о нескольких советах, которые знают опытные строители и дают их начинающим
Важно не забыть обработать деревянные элементы защитными составами против насекомых и влаги. В этом случае дерево проживет намного дольше, хотя само по себе оно в любом случае – достаточно надежный и долговечный материал.
Не стоит пренебрегать мауэрлатом, даже если на участке сооружается небольшой дачный домик.
Вентиляционные зазоры при кровле крыши важно соблюдать
Они обеспечат правильный микроклимат для всех элементов кровли и, соответственно, увеличат срок ее службы.
Для мауэрлата и стропил рекомендуется выбирать древесину лиственных пород, качественную и без трещин.
Для фиксации всех узлов важно брать те крепежные элементы, которые смогут сопротивляться воздействию влаги, то есть оцинкованные или имеющие другое защитное покрытие.
Заранее нужно озаботиться наличием всех инструментов, которые могут понадобиться. Это молоток, электрический лобзик, сверла нужного диаметра, дрель, обычная ручная пила, угольники и линейки, карандаш для нанесения разметки, строительный уровень.
Все работы на кровле требуется производить со страховкой. Лучше максимально обезопасить себя от возможных падений и травм.
Стропила монтируются так, чтобы образовался карнизный свес. Он необходим для того, чтобы кровля выступала за уровень стен. Тогда дом будет лучше защищен от влаги.
Часть работ (например, создание пяток на стропилах) можно выполнять на земле, а затем уже поднимать стропильные ноги наверх и производить фиксацию.
Важно не ошибиться в расчетах при проектировании стропильной системы.
Стропила для крыши
Если не забывать об этих советах и использовать их на практике, то кровля получится надежной, аккуратной. А это – залог того, что прослужит она долго и будет радовать взгляд. Разобравшись со всеми тонкостями, создать качественную стропильную систему самостоятельно сможет даже начинающий строитель.
Видео – Технология крепления стропил
Создание стропильной системы своими руками – шаг очень ответственный. Именно от того, насколько правильно и надежно она будет собрана, будет зависеть в целом прочность и качество кровли, ее способность противостоять ветрам и снегу. Если стропила были установлены неправильно, то велик риск быстрого обрушения кровли.