Крепление стропил: способы фиксации и соединения стропильных ног

Скелет крыши: стропила, конек и дополнительные элементы

Теперь давайте перейдем к изучению отдельных элементов. Итак, когда вы смотрите на грамотно спроектированную и со вкусом выполненную крышу, то наверняка подозреваете (или знаете наверняка), что у нее внутри есть определенный костяк. И это действительно так: как у живого организма, у крыши есть самый настоящий скелет, а у скелета позвоночник (конек), ребра (стропила) и все остальное:

Начнем с самых важных понятий: что такое стропила или стропильные ноги? Это – металлические или деревянные брусья или балки, на которых держится вся конструкция. В основном стропила соединены между собой шарнирно, т.е. подвижно, или статично, и принимают на себя все динамические и статические нагрузки.

Стропильная нога – главный функциональный элемент стропильной системы. Она определяет угол наклона ската, общую структуру кровли и служит чем-то вроде «ребер», которые крепятся к «позвоночнику» – коньку крыши:

Но если уложить кровельное покрытие прямо на стропила, между которыми достаточно широкий шаг, то оно провиснет или вовсе упадет вниз. Поэтому прямо на стропила, перпендикулярно им кладут обрешетку – доски, бруски или металлические планки.Отдельный элемент обрешетки называется обрешетиной.  Минимальное сечение бруска – 30 на 50 мм, а в остальном его параметры зависят от выбранной кровли.

Давайте тут же обозначим такой термин, как контробрешетка. Ее изготавливают сечением 30х50 мм и устанавливают вдоль стропильных ног. Она необходимы, чтобы закрепить гидроизоляционную пленку и создать под кровельным покрытием вентиялционный зазор. Причем контробрешетку устанавливают раньше, чем саму обрешетку.

Идем далее. У здания со стенами из бетона, пенобетона или кирпича еще есть такой дополнительный элемент стропильной системы как мауэрлат. Это деревянная балка, которая принимает на себя всю нагрузку от крыши и аккуратно распределяет ее по всей длине стен. Этот элемент обязательно отделен от стены плотным слоем рулонной гидроизоляции:

Чтобы стропильные ноги не разъезжались, их скрепляют внизу затяжкой, а подкосы и стойки придают стропилам дополнительную устойчивость.

Свес крыши представляет собой выход стропильных ног за стену, чтобы отвести дождевой поток подальше от дома. Если при этом длины стропильных ног недостаточно, применяют кобылки.

Есть еще такой важный элемент как балка, которую заготавливают из деревянного бруса или проката. Это важная часть конструкции, которая рассчитана на изгиб.

А вот более редкий элемент стропильной системы – это бабка. По сути, это деревянный брус, который подпирает стропильные ноги. Его устанавливают перпендикулярно затяжке, чтобы соединить стропила.

Вот как выглядят все эти элементы:

И, наконец, в том месте. где пересекаются два ската во внутреннем изгибе, образуется внутренний угол, который называется ендовой. Там, где скаты пересекаются на внешней стороне, образуются хребты (или ребра), но не стоит путать их с ребрами жесткости — это специальные элементы конструкции в виде борозд и пластинок, который иногда используется в строительстве крыши. Сама наклонная поверхность крыши называется скатом.

А сама стропильная система – это совокупность всех перечисленных элементов, которые входят в нее.

Основные соединительные узлы

Стропильный каркас называют системой, потому что все его элементы тесно взаимосвязаны и зафиксированы, в результате чего конструкция крыши приобретает устойчивую форму, жесткость и высокую несущую способность. Каждый соединительный узел между его частями является уязвимым местом, которое может легко деформироваться под нагрузкой, поэтому все крепления должны выполняться строго по технологии. Опытные мастера выделяют типы соединений в конструкции кровли:

1. Крепление стропил к коньковому брусу. Этот соединительный узел характерен только для наслонных стропильных систем, в которых верхней частью стропильная нога опирается на коньковый прогон, закрепленный на вертикальных стойках. Крепление стропил к нему может выполняться с помощью металлических накладок, гвоздей или скользящих креплений-ползунов.
2. Крепление стропил к мауэрлату. Наиболее важным крепежным узлом стропильного каркаса считается место соединения мауэрлатного бруса со стропильными ногами. Зафиксировать стропила на нем можно с помощью гвоздей, металлических уголков или деревянных брусков.
3. Соединение стропил между собой. Чтобы удлинить стропильные ноги, если длина ската превышает стандартную длину пиломатериалов, их собирают из нескольких элементов, соединенных между собой с помощью гвоздей, клея или металлических накладок.
4. Соединение стропильных ног с вспомогательными опорными элементами. В конструкции стропильного каркаса стропила могут соединяться с затяжкой, ригелем или подкосами для увеличения жесткости, прочности и несущей способности.

Основные соединительные узлы стропильного каркаса

Выбор стропильной системы

Алгоритм крепления стропил во многом определяется типом стропильной системы. Баня в абсолютном большинстве случаев имеет небольшие размеры. Такие параметры, с одной стороны, упрощают и удешевляют стропильную систему, а с другой стороны, ограничивают выбор различных вариантов ее обустройства. В настоящее время для бань чаще всего используются следующие типы крыш и стропильных систем.

Стропила односкатной крыши

Таблица. Типы стропильных систем для бани.

Тип стропильной системы	Краткие эксплуатационные показатели
Двускатная	Такие крыши монтируются на банях диной не более 6 м, если размеры превышают эти параметры, то стропильные ноги приходится наращивать, а это оказывает негативное влияние на прочность и надежность системы. Угол наклона скатов примерно 25°, есть возможность обустроить довольно просторное чердачное помещение. Ферма собирается из двух стропильных ног.
Наклонная односкатная	Самая проста стропильная система, длина бани не превышает 4 м. Стропилина одним концом опирается непосредственно на стену или мауэрлат, а вторым на специально сооруженную раму. Угол наклона ската не менее 12°. Недостаток односкатной крыши – минимальный объем чердачного пространства.

Способов крепления стропил существует довольно много, каждый мастер на месте определяется с решением, при этом принимаются к сведению особенности строения, пожелания застройщиков и квалификация исполнителя. Но самый важный фактор, влияющий на окончательное решение – выбранный метод фиксации стропильной системы должен быть максимально надежным.

Крыша с висячими стропилами

Варианты устройства стропильной системы двускатной крыши бани

Установка стропил на бане из бруса в одиночку

Сразу предупреждаем, что это не лучший выбор, делать стропильную систему намного выгоднее с помощником. Это не только безопаснее, но и быстрее и качественнее. Самостоятельно можно делать крышу на небольшой баньке с легкими стропильными фермами.

Шаг 1. На земле соберите все стропильные фермы в единую конструкцию. Поднимать стропилины по одной и уже на потолке делать сборку фермы одному невозможно. Одновременно нужно делать запилы стропильных пяток.

Собранная стропильная ферма

Запил стропильной пятки

Шаг 2. Поднимите первую стропильную ферму на баню, положите ее плашмя на потолок. Смещайте конструкцию таким образом, чтобы добиться одинакового свеса с обеих сторон строения. Сделать это с первого раза невозможно, придется долго перемещаться с одной стены на другую для выравнивания концов стропильной фермы.

Поднимается первая стропильная ферма

Шаг 3. Поднимите ее вертикально, еще раз поправьте положение и временно закрепите боковой подпоркой.

Ферма поднимается вертикально

Закреплена временная подпорка

Шаг 4. По такой же схеме поднимайте по очереди все фермы и временно фиксируйте их различными упорами

Не спешите, работайте с максимальной осторожностью

Все фермы зафиксированы

Шаг 5. После того как фермы временно установлены, проверьте их положение, при необходимости устраните обнаруженные неточности, все в норме – приступайте к окончательной фиксации стропил к верхнему венцу бани из бруса.

Фото установленных ферм

Как это делать – выбирайте сами: пользуйтесь перфорированной лентой, металлическими уголками, саморезами или гвоздями. Если есть сомнения в прочности конструкции, то дополнительно укрепите ее при помощи раскосов.

Далее прибивается обрешетка, параметры обрешетки зависят от характеристики кровельного покрытия.

Обрешетка

В пролетах крайних стропильных ферм необходимо сделать вертикальные стойки, к ним будут прибиваться доски обшивки фронтона. Если предполагается сделать вход на чердак, то сразу продумайте месторасположения дверки и прибейте для нее каркас.

Вертикальные стойки

Технология крепления к мауэрлату

Мауэрлат является одним из крайних элементов крыши сруба. На него приходится давление от большого веса всей кровли, которое равноценно должно распределяться по несущим элементам. Крепление мауэрлата производится со стропильными элементами, которые и дают это давление. Мауэрлат бывает как из цельных бревен, уложенных по периметру, так и кусками метровой длины, которые устраиваются непосредственно под стропильные элементы.

Для изготовления мауэрлата используют исключительно бревна, брусья и доски с минимальными размерами 100х100 мм, 100х150 мм и 150х150 мм. Если применяются бревна, то один из боков обрезается для максимального соприкосновения с верхним венцом сруба. Крепление мауэрлата можно производить несколькими методами.

Схема стропил со скользящей опорой.

Когда сруб выполнен из бревна или из бруса, мауэрлат монтируется по верхнему ряду и устанавливается на бревна. Закрепить можно:

• с помощью деревянных или стальных нагелей;
• стальными скобами;
• металлическим уголком;
• с использованием оцинкованной проволоки с минимальным диаметром в 4 мм.

Как собрать стропильную систему

Наконец-то стропила готовы, и можно приступать к их монтажу.

Итак, на деле все достаточно просто и чем-то похоже на детский конструктор. Проще и удобнее всего изготовить фермы прямо на земле, и только затем их поднять. Немного сложнее сборка стропил прямо на крыше, зато поднимать их туда легче. Вот от этого и отталкивайтесь: если у вас есть возможность (кран, например) затащить на крышу 200 кг одной фермы – тащите, если нет – поднимайте каждое отдельное стропило по 50 кг при помощи подручных средств и делайте сборку на месте.

Итак, первым делом для удобства сделайте шаблон, по которому будете собирать стропильные фермы, и еще один шаблон для монтажных запилов на стропилах (используйте фанеру). Вам останется только вырезать на стропилах монтажные запилы, приложив шаблон, и соединить их между собой под определенным углом. Вот этот треугольник и называется стропильной фермой.

Если же толщины или длины доски для изготовления нормальной стропильной ноги не хватает, делайте наращивание стропил. А способов – несколько:

1. Сплотить доски между собой, сложив широкими сторонами и прошив гвоздями.
2. Уложить доски в половину длины, получив в итоге особо прочную стропильную ногу, способную выдержать немалые нагрузки.
3. Сделав косой срез на торцах, чтобы создать вертикальный противоскользящий упор, и соединить болтом.
4. Уложить две доски с нахлестом по длине в метр, соединив стропило шпильками или гвоздями.

Еще учитывайте при расчетах, что на конек крыши приходится около 50% нагрузки от всей стропильной системы. А потому балку для конька всегда изготавливайте так, чтобы запас прочности у нее был минимум на 25% больше, чем рассчитано изначально.

А самые уязвимые части стропильных конструкций – нижние, те, что опираются на мауэрлат.

Закреплять стропильные узлы нужно при помощи:

• Внешней прямой скобы.
• Металлической угловой пластины.
• Внутреннего металлического стрежня.

Соединить такие стропила можно также шпильками – так даже будет прочнее. Для этого вместо среза теперь делаем врубку в полдерева и соединяем стропила уступом. Далее сверлим отверстие под шпильку 12-14 мм и закрепляем гайками с широкими шайбами.

Начнем с обзора проверенных дедовских методов:

Если вы решили сделать стропильные фермы по более надежной новой технологии вам понадобится такой инструмент:

Вот как им работать:

Более подробно:

При сборке стропильной фермы висячего типа нужно соединить верхние концы стропильных ног. Для этого подрежьте торец каждого под точно таким же углом, под которым делаете крышу, соедините балки плоскостями срезов и зафиксируйте при помощи двух гвоздей. Место стыка закройте деревянной накладкой или металлической пластиной.

Еще один полезный мастер-класс:

Уже на крыше в первую очередь вам нужно начать с установки тех стропил , которые образуют две крайние фермы двускатной крыши (их еще называют фронтонными). Чтобы дополнительно закрепить их, поставьте временные подкосы. Далее протяните между крайними вершинами ферм прочный шнур, который станет уровнем для промежуточных стропил.

Теперь поднимаем и ставим все остальные стропильные фермы на расстоянии друг от друга не менее 0,6 метров. Снова-таки, если некоторые конструкции получились у вас достаточно громоздкими, подоприте их теми же временными подпорами.

Остальное –дело техники:

Установка стропил на бане из бруса в одиночку

Сразу предупреждаем, что это не лучший выбор, делать стропильную систему намного выгоднее с помощником. Это не только безопаснее, но и быстрее и качественнее. Самостоятельно можно делать крышу на небольшой баньке с легкими стропильными фермами.

Собранная стропильная ферма

Запил стропильной пятки

Шаг 2. Поднимите первую стропильную ферму на баню, положите ее плашмя на потолок. Смещайте конструкцию таким образом, чтобы добиться одинакового свеса с обеих сторон строения. Сделать это с первого раза невозможно, придется долго перемещаться с одной стены на другую для выравнивания концов стропильной фермы.

Поднимается первая стропильная ферма

Шаг 3. Поднимите ее вертикально, еще раз поправьте положение и временно закрепите боковой подпоркой.

Ферма поднимается вертикально

Закреплена временная подпорка

Все фермы зафиксированы

Шаг 5. После того как фермы временно установлены, проверьте их положение, при необходимости устраните обнаруженные неточности, все в норме – приступайте к окончательной фиксации стропил к верхнему венцу бани из бруса.

Фото установленных ферм

Как это делать – выбирайте сами: пользуйтесь перфорированной лентой, металлическими уголками, саморезами или гвоздями. Если есть сомнения в прочности конструкции, то дополнительно укрепите ее при помощи раскосов.

Далее прибивается обрешетка, параметры обрешетки зависят от характеристики кровельного покрытия.

Обрешетка

Вертикальные стойки

Особенности крепления стропил на бане из круглого бревна

Главная сложность крепления стропил для бани из кругляка – сложность фиксации нижней части стропилин (пятки). К круглому бревну невозможно прочно зафиксировать ровную поверхность доски, элементы соприкасаются только в одной точке. А это не обеспечивает надежного упора, стропильная система теряет устойчивость. Кроме того, если баня изготовлена из обыкновенных, а не оцилиндрованных бревен, то верхний венец не лежит в одной плоскости. Как следствие – под стропильные ноги необходимо готовить специальные упоры.

Крепление стропил на бане из круглого бревна

Есть два варианта крепления стропил к брусу: делать запилы в бревнах под пятки стропилин или монтировать крышу на балках потолочного перекрытия. Второй вариант профессионалами считается более надежным и простым. Как он выполняется?

Шаг 1. На верхнем венце нанесите метки расположения потолочного перекрытия. Делать метки лучше лазерным уровнем, если его нет, то можно пользоваться и обыкновенным водяным.

Шаг 2. В крайних метках вбейте гвозди и натяните между ними веревку.

На фото видна натянутая веревка

Шаг 3. Отметьте места установки всех стропильных ног. Приставьте уровень к веревке, уприте конец о сруб. Выставляйте горизонталь и отмечайте ее на верхнем венце бани.

Наносятся метки

По этим меткам следует контролировать глубину пропиливания бревен. За счет такой простой технологии все потолочные балки расположатся в одной плоскости и строго горизонтально.

Бревно пропиливается

Далее нужно работать небольшим топором

Так будут выглядеть установленные стропила

Далее работы по креплению стропил можно продолжать одним из вышеописанных способов.

Шарнирная арка с бабкой

Данная конструкция сложнее предыдущей, зато ее вполне можно использовать для перекрытия пролетов длиной более 6 м. Основной проблемой длинных конструкций является длинная затяжка – на нее приходятся существенные нагрузки, поэтому она изгибается под собственным весом. Для компенсации этих нагрузок используется бабка – деревянный брусок, при помощи которого подвешивается затяжка. При необходимости в качестве бабки можно использовать и металлические пруты, которые имеют достаточную прочность на растяжение.

Используя такой подвес, можно устанавливать висячие стропила с затяжкой большой длины, ведь ее изгиб будет компенсирован. Основной момент при монтаже такой конструкции – бабка не должна подвергаться сжатию, то есть ее нельзя использовать как вертикальную стойку. Конечно, конструктивно стойка и подвес очень похожи, но эти элементы выполняют совершенно разную работу.

Главное отличие бабки заключается в том, что она подвешивается к карнизному узлу, а затяжка крепится к ней посредством хомутов. Для создания затяжки нужной длины используются составные элементы, которые подгоняются посредством прирубов и фиксируются болтами. Перед сборкой стоит провести расчет затяжки стропил, чтобы конструкция была оптимальной.

Такая конструкция на сегодняшний день применяется редко по причине морального устаревания. Впрочем, заложенные в ней идеи и принципы все же находят применение в других, более современных стропильных системах.

Использование жесткого крепления

Инструменты для монтажа стропил.

При установке стропила на брус методом жесткого крепления важно придерживаться некоторых требований и исключить изгиб, перекрут, повороты и сдвиги между элементами. Этих требований можно достичь:

Этих требований можно достичь:

• закрепив уголком с подшиваемым бруском для опоры;
• производя запил на стропильном элементе и крепление этого соединения гвоздями и скобами.

Используя уголок, с подшивными опорными брусками стропила устраивают на мауэрлат. Сам элемент должен иметь жесткий упор по линии нагрузки за счет подшитого бруса длиной около 1 м. Также он фиксируется с боков металлическим уголком, чтобы избежать сдвига.

Второй способ при монтаже наиболее применим. При этом варианте фиксацию гвоздями производят с боковой стороны, под углом, происходит их скрещивание внутри мауэрлата, по вертикали должен быть забит третий гвоздь. Так получается довольно жесткий узел при крепеже.

В обоих вариантах соединения подстраховываются еще одним креплением элементов со стеной, используя для этого проволоку или анкеры.

При одном угле уклона кровли стропила заготавливаются с применением шаблона, то есть одинакового размера.

Использование жесткого крепления

Инструменты для монтажа стропил.

При установке стропила на брус методом жесткого крепления важно придерживаться некоторых требований и исключить изгиб, перекрут, повороты и сдвиги между элементами. Этих требований можно достичь:

Этих требований можно достичь:

• закрепив уголком с подшиваемым бруском для опоры;
• производя запил на стропильном элементе и крепление этого соединения гвоздями и скобами.

Используя уголок, с подшивными опорными брусками стропила устраивают на мауэрлат. Сам элемент должен иметь жесткий упор по линии нагрузки за счет подшитого бруса длиной около 1 м. Также он фиксируется с боков металлическим уголком, чтобы избежать сдвига.

Второй способ при монтаже наиболее применим. При этом варианте фиксацию гвоздями производят с боковой стороны, под углом, происходит их скрещивание внутри мауэрлата, по вертикали должен быть забит третий гвоздь. Так получается довольно жесткий узел при крепеже.

В обоих вариантах соединения подстраховываются еще одним креплением элементов со стеной, используя для этого проволоку или анкеры.

При одном угле уклона кровли стропила заготавливаются с применением шаблона, то есть одинакового размера.

Способы соединения стропил

Соединение стропил с помощью металлических пластин

Выбор способа крепления стропил зависит от того, из какого материала построен дом, а также от конструкции крыши.

Крепление может быть осуществлено:

• При помощи мауэрлата.
• При помощи установки подстропильных брусков и затяжки.
• Через балки, составляющие перекрытие.
• Если осуществляется крепление стропил к срубу, то стропильные ноги могут быть прикреплены к верхнему венцу стены из бревен.
• При строительстве каркасных домов, используется крепление к верхней обвязке конструкции.

Рекомендации по выполнению работы:

Примеры крепления стропильной ноги

Для того чтобы конец стропильной ноги не соскальзывал с балки и не скалывал ее, используется соединение «зубом», при этом, врубка должна быть выполнена на расстоянии 25-30 см от края.

Соединение стропильной ноги и балки «двойным зубом»

Для увеличения площади опоры стропильной ноги на балку, используют соединение «двойным зубом». При этом для первого зуба в балке выполняют упор и шип, а для второго – только упор.

Крепления стропил скобами

• Для придания соединению прочности, используют болты или скобы для стропил. Поскольку использование болтов способно несколько ослабить сечение стропильной ноги, второй вариант является предпочтительным.
• При выполнении соединения подкоса с бабкой, в последней выполняют гнездо, в подкосе вырубают «зуб».
• Если размер пролета более 4,5 метров, то крепление стропил к коньку осуществляется посредством установки конькового бруса. Брус может быть закреплен верху стропил, для этого в нем вырезаются соответствующие углы. Возможен вариант с нижним креплением бруса, для чего выполняют небольшие вырезы в самих стропильных ногах.
• При строительстве крыши с легкой кровлей и небольшими пролетами, коньковый брус можно не устанавливать. В этом случае, концы стропильных ног скрепляются между собой внахлест. Можно использовать для крепления пластины для стропил.
• Для придания большей жесткости конструкции, в составе которой нет конькового бруса, рекомендуется между стропилами дополнительно закрепить ригель, под которым выполнить стойку.
• Для того чтобы защитить стены и фундамент здания от воздействия влаги, крыша оборудуется свесом. Так, у деревянных домов и срубов величина свеса должна быть не меньше, чем 55 см. Это обстоятельство необходимо учитывать, когда производится сборка стропил.
• В том случае, если свес большой, а балка уложена по внутреннему краю стен, возможно возникновение прогиба в кровле. Чтобы избежать подобного риска, мауэрлат укладывают с некоторым отступом от внутреннего края стен, а место прогиба в конструкции выравнивают, путем укрепления доски на «ребро».