Шаблон для стропильных ног. Устройство стропильной системы крыши. IV. Крепление каждого стропила к мауэрлату

Стропильная система – основа крыши, от нее зависит надежность и прочность кровли, ее способность противостоять осадкам и ветру. Конструкция стропильной системы определяется формой крыши и особенностями планировки дома, а также применяемыми материалами. Стропильная система, возводимая своими руками, обычно выполняется из дерева, но возможно применение и других материалов, например, металлического профиля.

Виды стропил и их применение

Выбор стропильной системы – ответственный шаг, требующий знания конструкции каждого из видов кровли. Стропила могут быть:

1. Наслонные стропила, опирающиеся на коньковый прогон и мауэрлат. Применяются при возведении односкатной, простой двускатной крыши, а также как один из элементов вальмовой и ломаной мансардной крыши.
2. Скользящие стропила – разновидность наслонных стропил, применяемая для деревянных строений, дающих большую усадку. Их отличием является скользящее крепление стропил к мауэрлату, что позволяет компенсировать усадку стен без деформации кровли.
3. Висячие стропила – система из стропил, стянутых ригелями или затяжками, обычно применяется при строительстве простой двускатной крыши, а также в качестве верхних стропил мансардной крыши. В висячей стропильной системе коньковый прогон отсутствует, и в верхней части симметричные стропильные ноги опираются непосредственно друг на друга.
4. Накосные стропила, иначе называемые угловыми или диагональными. Применяются для выполнения трехскатной или четырехскатной крыши, а также для кровли со сложной геометрией.

Элементы стропильной системы

Любые стропила предназначены для распределения и передачи нагрузки кровли на стены дома. Основными элементами, на которые опираются стропила, являются:

• Мауэрлат – брус, закрепленный на верхней плоскости стен по периметру всего дома;
• Лежни – опорные брусья, уложенные на внутренние несущие перегородки или колонны;
• Балки перекрытия верхнего этажа;
• Стойки и опоры;
• Прогоны – горизонтальные опорные элементы, уложенные вдоль оси крыши на стойки.

Стропильная ферма состоит из следующих элементов:

• Стропильные ноги – доски или брус, образующие контур крыши и уложенные с определенным шагом;
• Затяжки или ригели – горизонтальные элементы, стягивающие парные стропильные ноги между собой;
• Подкосы – опоры, поставленные под углом и поддерживающие стропильные ноги;
• Кобылки – доски, закрепленные на нижнем конце стропил и образующие свесы крыши;

Нарожники – короткие стропила, опирающиеся на диагональные стропила в вальмовой крыше.

Все эти элементы в частном строительстве обычно выполняют из дерева – бруса или доски хвойных пород, высушенного естественным образом. Дерево пропитывают антисептиком, что позволяет продлить срок его службы. Толщина и сечение элементов определяется расчетом.

Технология выполнения наслонных стропил

1. До начала строительства необходимо выполнить эскиз крыши и рассчитать ее размеры. Сечение и шаг стропил, а также необходимость установки дополнительных опор и подкосов также определяются расчетом.
2. Укладывают и выставляют опорные элементы: мауэрлат, лежни и балки перекрытий, стойки, коньковый и промежуточные прогоны. Подробно эти операции описаны в статьях, посвященных различным типам крыши:
3. Изготовляют шаблон стропил. Для этого берут доску с шириной, соответствующей расчетной длине стропил, с такой же шириной, но с меньшей толщиной – она легче и ее проще точно подогнать по месту. Доску прикладывают к месту установки крайнего стропила одним концом к коньковому прогону, другим – к мауэрлату.
4. В верхней части шаблона размечают верхний запил. Форма запила должна быть такой, чтобы доска ложилась на коньковый прогон и при этом плотно прилегала к противоположному стропилу. Глубина запила должна составлять не более 1/3 ширины доски.
5. После выпиливания верхнего запила шаблон еще раз прикладывают по месту и размечают нижний запил – он должен опираться на мауэрлат, не оставляя больших зазоров. Конец шаблона опиливают под углом так, чтобы срез находился в вертикальной плоскости.

   

6. Полученный шаблон прикладывают в месте установки всех стропильных ног, проверяя, нужна ли будет подгонка по месту. Если шаблон подходит идеально (что случается редко) можно сразу изготовить необходимое количество стропильных ног. Если же нужна корректировка нижнего запила, то по шаблоны вырезают только верхнюю часть каждого стропила, а нижний запил каждый раз делают по месту.
7. Стропила ставят с установленным расчетом шагом. Обычно он составляет от 50 до 120 см и зависит от типа кровельного покрытия, а именно от его тяжести, и от ожидаемой снеговой нагрузки. Наиболее тяжелыми покрытиями являются шифер и керамическая черепица, но они в настоящее время применяются редко. Чаще выбор делается в пользу более современных, легких и надежных материалов: металлочерепицы, ондулина, мягкой кровли. Для них шаг стропил можно выбрать около 100 см, не выполняя сложных расчетов.
8. Сначала устанавливают стропила со стороны фронтонов. Стропильную ногу опирают на коньковый прогон и мауэрлат и закрепляют на два гвоздя 100-150 мм в каждом узле крепления. Установив стропильную пару, дополнительно скрепляют ее: в верхней части с помощью накладок из металла и саморезов с одной стороны и уголков с ребром жесткости с другой, в нижней части – скобами или также на уголки.

   

9. После установки стропил с обоих фронтонов крыши между ними натягивают бечевку и выравнивают остальные стропила по ней. Крепление стропил производят аналогично.

   

10. Устанавливают подкосы, если того требуют результаты расчета. Подкосы выполняют из того же материала, что и стропила. Прикладывают доску подходящей длины под нужным углом к стропилу и размечают нижний запил. Важно учесть, на что будет опираться подкос: на балку перекрытия или на лежень, от этого зависит форма нижнего запила. После выполнения нижнего запила подкос ставят по месту и отмечают линию отреза по стропилам. Подготовленный подкос ставят враспор между балками и стропилами и закрепляют с помощью металлических накладок или уголков.

Установка подкосов на крыше

Технология выполнения вальмовых диагональных стропил

1. Поскольку стропила для вальмовой крыши устанавливают диагонально, обычные способы их крепления не подходят. К тому же нагрузка на диагональные стропила значительно выше, чем на наслонные или висячие, поэтому материал для их выполнения должен иметь большее сечение. Можно использовать брус толщиной от 100 мм, однако практика показывает, что удобнее выполнить эти стропила из двух сложенных и скрепленных досок стандартной толщины.
2. Диагональные стропила верхним концом опирают на стойки, нижним – на сходящиеся под прямым углом брусья мауэрлата. Их размечают по месту, и основной их особенностью является то, что запилы выполняют не перпендикулярно к плоскости доски, а под углом в 45 градусов. При выполнении стропил из срощенных досок выполняют сначала одну сторону с косыми запилами, потом вторую, в зеркальном отображении.
3. Доски стягивают между собой на саморезы, гвозди или шпильки. Закрепляют вальмовые стропила с помощью накладок и саморезов.

Лучше понять основные приемы возведения стропильной системы своими руками поможет видео.

При выполнении любой стропильной системы своими руками важно тщательно закреплять все узлы и соединения и помнить, что крыша – это основная защита вашего дома от ненастья. Поэтому важно не только сделать качественный каркас, но и выбрать подходящий , например, профнастил, и правильно уложить его.

Среди основных этапов возведения крыши особо ответственным считается устройство ее каркаса – стропильной системы. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации кровля находится под воздействием весьма серьезных постоянных и периодических нагрузок – снеговых, ветровых и других.

Изготовление стропил и последующее устройство несущей конструкции – краеугольный камень строительства крыши. Фактически это несущий «скелет», воспринимающий на себя все нагрузки, которые испытывает крыша. Таким образом, именно стропильная системы во многом определяет уровень защищенности здания от всевозможных воздействий.

Виды стропил

Чрезвычайная важность несущей конструкции диктует особый подход к выбору ее вида, материала изготовления и других важных деталей. Все их определяют еще на стадии проектирования конструкции.

Стропильные фермы, как правило, изготавливают из древесины либо металла. В редких случаях их выполняют из железобетона.

Металлические фермы поступают на стройплощадку уже готовыми, изготовленными в заводских условиях. Их подымают с помощью крана, после чего закрепляют сваркой.

Изготовление стропил из дерева по способу выполнения более разнообразно:

• они поступают уже готовыми, выполненными в заводских условиях;
• конструкция может собираться также на строительной площадке из отдельных элементов, изготовленных в заводских условиях;
• изготовление стропильной системы прямо на строящемся объекте из элементов, раскроенных на месте.

Использование заготовок, изготовленных на заводе, требует предельного соответствия проекту, так как переделать готовые фермы либо изменить размеры деталей будет очень сложно, а в некоторых случаях – просто невозможно.

На заметку

Тем не менее такое решение имеет несомненный плюс – при правильно возведенных стенах, установить каркас не сложнее, чем собрать детский конструктор.

Готовые заводские изделия преимущественно используют в процессе строительства сложных кровель. К примеру, так собирают каркас над эркером. Что же касается быстровозводимых зданий, то при их строительстве фермы поставляют в комплекте.

Если вы решили следовать последнему варианту, изготовить и собрать стропила самостоятельно, прежде нужно изучить всю терминологию, связанную с крышей, чтобы путаница ненароком не привела к непредсказуемым негативным последствиям.

Основные компоненты системы стропил

Главной составляющей стропильной конструкции считается ферма. Она представляет собой плоскую конструкцию в форме треугольника. Из каких элементов она состоит и количество составляющих в конструкции каркаса зависит от особенностей крыши, скажем, типа или габаритов.

Отметим некоторые из основных составляющих:

• Стропильные ноги (стропилины) – на них набивают обрешетку, на которую укладывают кровельное покрытие. Ферму образуют две балки. Соединившись в коньке, они формируют треугольник. Их уклон совпадает с уклоном скатов кровли.
• Затяжка – эта перекладина, которая скрепляет стропила по горизонтали, что не дает разъехаться стропильным ногам в стороны при нагрузках. Затяжка необходима в конструкции висячих стропил.

• Схватку используют в наклонных стропилах. Она соединяет стропилины по горизонтали, повышая устойчивость фермы.
• Ригель напоминает затяжку, однако работает он по другому принципу – вместо того чтобы растягиваться, он сжимается. Ригель скрепляет стропила в верхнем разделе.
• Стойка дополнительно фиксирует стропилины по горизонтали.
• Подкос обеспечивает системе дополнительную устойчивость. Этот элемент устанавливают под углом.
• Кобылки используют для удлинения стропил при создании свесов.

Последовательность действий при монтаже стропильной системы

Работа на высоте не очень располагает к многочисленным примеркам, поэтому конструкцию крыши необходимо тщательно продумать заранее и просчитать ее. Это значительно облегчит монтаж крыши.

Стропила по своей конструкции однотипные, поэтому чтобы получить из деревянного бруса стропила целесообразно использовать шаблон. Зная все необходимые размеры, сделать его несложно. Это должна быть точная горизонтальная копия фермы, которая образуется стропилами в вертикальной плоскости. Его можно выполнить несколькими способами.

Шаблон для стропил можно сделать под такие параметры крыши, как ее уклон и габариты строения.

С помощью подобного приспособления и карандаша на заготовке в следующей последовательности размечают типовые запилы:

• Коньковая часть стропильной ноги. Шаблон прикладывают к заготовке и проводят линию среза.
• Длина ската. Взяв за начало отсчета нижнюю точку запила коньковой части, откладывают расстояние, равное L (длина ската), и отмечают точку С. Затем прикладывают шаблон и проводят по горизонтали линию полки стропильного зуба.

• Разметка зуба. По полученной линии откладывают отрезок СA, который равен по длине толщине балки, формирующей верхнюю обвязку в конструкции стены. Затем согласно шаблону проводят линию АD, которая должна быть параллельной «коньковому» запилу. Очевидно, что точка D расположится на нижней стороне будущего стопила. Таким образом получают треугольник ACD, который фактически и будет зубом стропилины.
• Разметка свеса.

Разметив одно стропило, остальные изготавливают при помощи технологической рейки, на которую перенесены контрольные точки.

Можно воспользоваться и другим вариантом.

• Для изготовления шаблона используют доски-дюймовки. Они должны быть длиннее запроектированной длины стропила на 100 – 150 мм. Это дает возможность корректировать при необходимости места соединения с обвязкой.
• Две доски сшивают в вершине при помощи гвоздя или болта. Такое соединение не будет препятствовать их свободному вращению вокруг точки соединения. Полученная конструкция будет напоминать ножницы.
• Посередине будущего щипца устанавливают рейку и отмечают проектную высоту ферм. Еще одной меткой, проставляемой выше, отмечают высоту зуба, то есть длину вертикали, которая соединяет основание зуба и его вершину.
• Теперь можно определить угол наклона ската. Для этого «ножницы» выставляют свободными краями таким образом, чтобы каждая доска упиралась углом в гнездо будущего зуба.
• Точку соединения и верхнюю метку на рейке, которая определяет общую длину стропильной ноги и зуба, совмещают.

• Высоту зуба откладывают от вершины нижнего угла каждой стропилины. Заготовку шаблона опускаютс крыши вниз, затем выпиливают зуб согласно разметке.
• Далее, заготовку возвращают вновь на крышу, затем заводят зубья в соответствующие гнезда. Нельзя исключать, что вершина шаблона и метка на рейке при этом не совпадут. В подобных случаях нужно вырвать фиксирующий гвоздь и исправить положение вершины. Отметку нужно сделать заново.
• После того как завершена подгонка вершины, на досках прочерчивают линию их будущего стыка по вертикали.

Стропила раскраивают как на земле, так и на перекрытии дома. Оба варианта имеют свои плюсы и минусы: на земле, безусловно, удобнее работать, зато сборка на крыше позволяет примерять готовую деталь на месте, и в случае необходимости – подправлять погрешности.

Порядок сборки ферм

Торцевые фермы рекомендуется предварительно собирать, не соединяя их капитально. Дело в том, что именно они обеспечивают правильную геометрию крыши, следовательно к их установке нужно относиться особенно тщательно: пару нужно многократно вымерять, а в случае необходимости корректировать.

Правильность установки проверяют следующим образом. Нижний угол каждой из временно закрепленных ферм соединяют бечевкой с вершиной противоположного угла. Таким образом, на плоскости ската образуются диагонали. Теперь можно проверять геометрию ската.

На угловых, ломаных или имеющих другую сложную форму крыш промеры производят на всех имеющихся на ней ровных плоскостях.

Самым ответственным и сложным этапом считается установка стропильной системы. Эксплуатация кровли связана с постоянными и периодическими нагрузками в виде снега или порывов ветра.

Чтобы разобраться, как сделать стропильную систему своими руками, необходимо определиться с ее составляющими. Стропильный каркас используется для любого типа крыш, он отличается уровнем сложности при монтаже. Односкатные и двускатные крыши считаются простыми конструкциями. Вальмовые или шатровые крыши обеспечивают надежную кровлю, но сложны в расчетах и установке стропил.

При выборе размера материала для каркаса приходится учитывать множество факторов. Сечение стропил и несущего основания должны выдерживать вес кровли, климатические нагрузки, массу установленных на крыше приборов (если таковые будут установлены).

Основные элементы

Для остова двускатной кровли необходимы следующие элементы:

1. Мауэрлат – брус значительного размера 150×150 мм или 200×200 мм, который укладывается и закрепляется по периметру стен. Он связывает стропильную систему и конструкция здания в общую структуру, распределяет нагрузку, оказываемую на стены.
2. Конек – наивысшая точка крыши, в которой соединяются стропильные ноги. Продольная балка помогает удерживать конструкцию, обеспечивает стабильность при ветровых нагрузках.
3. Стропила – изготавливаются из доски сечением в 70×150 мм, на них приходится вся нагрузка. Из досок создаются стропильные ноги, которые крепятся с шагом не меньше 60 см.
4. Лежень – брус, находящийся параллельно коньку. Его размеры равны мауэрлату. Лежень является опорой для стоек и других элементов.
5. Затяжки – перекладины из досок, соединяющие стропильную ногу.
6. Стойки – брусья, установленные вертикально, они устанавливаются для поддержки конькового прогона.
7. Свесы – части стропил, выступающие за границу стен. Они позволяют отводить осадки от дома.
8. Подкосы – служат для укрепления стропил, позволяют создавать прочные конструкции.
9. Обрешетка – доски, необходимые для связывания стропил и укладки кровельного материала.
10. Кобылки – когда длины стропил недостаточно для свеса, набивают дополнительные доски «кобылки».

Разновидности стропильных систем

Для устройства каркаса двускатной крыши используется несколько типов стропильных систем.

Наслонные – выбор такой конструкции подразумевает наличие опоры в виде стены по центру здания. Они получают три точки опоры и испытывают нагрузку только на изгиб. Верхняя часть стропильной ноги опирается на прогон, а нижняя на мауэрлат. Эта система позволяет использовать более тонкие пиломатериалы, снизить расходы и выполнить конструкцию меньшего веса.

Висячие – стропильные ноги опираются только на стены, поэтому испытывают большую нагрузку. Для придания прочности соединяются затяжкой. Такие стропила обычно собирают внизу и подают прямо для установки.

Сложные формы крыш требуют нестандартных решений, для них используются сочетания висячих и наслонных стропил.

При установке четырехскатной крыши основой каркас выступают диагональные стропила, соединяющие коньковый прогон и углы здания. На них опираются нарожники – короткие стропила, которые вместе с рядовыми боковыми стропилами составляют основу ската крыши.

Подготовка материала

Срок службы стропильной конструкции зависит от качества пиломатериала и его обработки. Для элементов конструкции необходимо подбирать сухую древесину, с уровнем влаги ниже 22%. Она должна быть гладкой и без сучков. Перед монтажом все детали проходят обработку двумя слоями антисептика и средства, препятствующего горению. При обработке стоит пользоваться кистью, а не распылителем, тогда состав лучше впитается. При выборе пиломатериала отдается предпочтение древесине хвойных пород.

Крепление

Стойкость конструкции обеспечит грамотный монтаж стропильной системы своими руками. Для соединения стропил используют различные виды крепления: скобы, гвозди, фасонные стальные детали – уголки и платины, которые прикручиваются саморезами.

Сечение стропил

На размеры бруса, используемого для стропил, оказывают влияние:

• величина пролета;
• воздействие климатических особенностей;
• угол ската и шаг крепления стропильных ног.

Постоянная нагрузка высчитывается от суммарного веса кровельного материала, утепления и гидроизоляции. С увеличением расстояние между стропилами, требуется материал большего сечения. Коэффициент ветровой и снеговой нагрузки обязательно закладывается при расчете сечения. Распространенным размером стропил является 50×150 мм и 60×200 мм.

Длина стропил

Основанием симметричной двускатной крыши является равнобедренный треугольник. Зная высоту конька, можно вычислить длину стропила по теореме Пифагора. В этом случае она является гипотенузой, а половина ширины дама и высота крыши – катеты.

Установка стропил

Первым этапом при монтаже стропильной системы для любого вида крыши, является укладка и крепеж мауэрлата. Под него обязательно укладывается гидроизоляция в виде рубероида. Этот брус требует просверливания отверстий по длине, в которые вставляются замурованные в кладку шпильки и закручиваются гайкой.

Создав основу для каркаса, изготавливают шаблон, по которому на земле собираются все стропильные ноги для висячей системы. Чтобы создать образец берут две тонкие доски равные по длине стропилу и скрепляют на концах гвоздем. Эта заготовка устанавливается на ширину прогона, а получившийся угол фиксируется отрезками доски.

Для разметки монтажных запилов в верхней и нижней части стропил используется второй шаблон. Его основой служит фанера. Собирая ноги, нужно строго следовать шаблону, чтобы не пришлось переделывать конструкцию. Верхняя часть стропил соединяется деревянной или металлической пластиной.

Если собранные стропильные фермы имеют значительный вес, придется пользоваться техникой или приспособлениями для подъема.

Первая пара стропил устанавливается на противоположных фронтонах. Она фиксируется временными подкосами и выставляется по уровню. Между ногами протягивается шнур, как ориентир для установки остальных стропильных ферм. Конструкция соединяется ригелями, подкосами и опорами.

При небольшом пролете стропила не скрепляются коньковым прогоном. Крыша с шириной более пяти метров требует усиления конструкции коньковой балкой. Этот брус крепится как под стропилами, так и над ними. Соединение происходит с запилом и пластинами. При большой длине стропил устанавливаются опорные стойки, предохраняющие от провисания.

Завершением работы по установке стропильной системы станет крепление обрешетки.

Чтобы знать, как правильно выполнить стропильную конструкцию, можно посмотреть видео, рассказывающее об этапах работы.

Видео

Стропила – самая существенная часть кровельного скелета. Ноги стропил передают распор на мауэрлат и несущие стены дома. От чего же зависит качество всей стропильной системы и крыши в целом? Специалисты напоминают, что надежность любой кровельной конструкции будет зависеть, в первую очередь, от качества крепления стропила к мауэрлату. Какие принципы и особенности этого процесса должен знать каждый начинающий строитель и как крепить стропила к мауэрлату своими руками, вы узнаете прямо сейчас.

Крепление стропил к мауэрлату: немного «матчасти»

Для начала, предлагаем рассмотреть иллюстрацию, на которой показаны два вида стропильных систем:

Место крепления стропильной ноги с основой называется опорным узлом. Таких узлов в системе много, но мы коснемся подробно именно нижних креплений рамы со стропилами. Мауэрлат и стропильные ноги практически всегда изготавливаются из древесины, реже – из металла. Дерево использовать выгоднее и удобней, так как этот материал легок по весу, прост в монтаже и долговечен при правильной установке и эксплуатации.

Виды опорных узлов по уровню жесткости

Опорные узлы — места, в которых стропила крепится к элементам крыши:

В случае железных соединений, узлы являются неподвижными, жесткими (сварка или болты). Дерево – материал более мягкий и динамичный, который может набухать, рассыхаться и деформироваться. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять опорные узлы с поправкой на возможные изменения формы древесины. Такие узлы могут иметь разную степень подвижности:

• Узел нулевой подвижности – жесткое крепление уголками с обеих сторон, при котором крепление стропила к мауэрлату остается неподвижным.
• Соединение первой степени подвижности – балка может вращаться по кругу.
• Соединение второй степени подвижности – круговое вращение со смещением, предусматривается установление специальных ползунов или салазок.
• Подвижное соединение третьей степени – возможность горизонтального, вертикального и кругового движения.

Для любого узла, будь он подвижный, либо нет, следует применять, как минимум, два вида фиксации. Например, зарубленные планки дополнительно фиксируются изнутри с помощью опорного бруса, а динамичные соединения укрепляются болтами и специальными стальными уголками.

О типах крепежа стропилин к основе

Поговорим о современных крепежных элементах. Для прочности и долговечности опорных узлов используются разнообразные металлические крепления: держатели балок, равносторонние, крепежные, анкерные, усиленные уголки, пластины, опоры, профиля, соединители, анкера и пр. Все эти запчасти сделаны из качественного металла. Для динамических узлов (1,2 и 3 типа) используют ползуны, уголки и перфорированные пластины. Для жесткого крепления применяют стационарные соединители, анкера и уголки.

Такие крепежи для стропильной системы используют чаще всего:

Для самостоятельного монтажа, более других, подходят перфорированные крепления, так как они имеют много отверстий для саморезов и болтов.

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

Итак, мы отметили, что опорные узлы, соединяющие мауэрлат с досками, могут быть разной степени подвижности: от «0» до «3». Нулевая степень – это жесткие крепления, которые исключают любые изменения положения балок.

Жесткие соединения: когда они необходимы

Мауэрлат устанавливают тогда, когда необходимо передать распорную нагрузку от стропил на несущие стены. Это делается, в основном, в домах из кирпича, панелей и блоков. Деформацию и усушку кровли в данном случае стараются исключить, чтобы не допустить изменения нагрузки на опорные стены. Здесь и появляется необходимость неподвижного соединения стропильной системы с мауэрлатом.

Неподвижные узлы, закрепляемые с запилом

Многие специалисты рекомендуют делать соответствующе запилы в месте крепления стропил к балкам перекрытия для большей прочности и неподвижности соединительных узлов. Эти запилы должны плотно стыковаться с мауэрлатом. Дополнительно такие узлы укрепляются болтами, анкерами и металлическими пластинами:

Или же длинными саморезами:

И еще один важный момент: размер запила бруска не должен превышать 1/3 его сечения. В противном случае стропильная система может потерять свои несущие способности:

Жесткие узлы без заруба стропил

Способ крепления с помощью подшивного бруска используется в наслонных стропильных системах. Стропилина срезается по шаблону и скашивается (для придания крыше нужного уклона) в месте прилегания к мауэрлату. Изнутри такие стропила усиливаются опорными брусками и укрепляются уголками с двух сторон к раме основы:

Еще один вариант не стыкового узла – жесткое крепление стропил, усиленное брусьями-накладками с обеих сторон. Две доски длиной не менее метра окаймляют каждую стропильную ногу. Один конец таких опор срезается под углом, который соответствует наклону ската крыши (в том числе, стропилин). Доски крепятся срезом к мауэрлату с помощью длинных болтов и усиленных стальных уголков. Брусья крепятся по заранее размеченным местам, сначала по одному. Затем вплотную к накладкам с одной стороны монтируются сами стропила, которые сразу укрепляются такой же накладкой с другой стороны. Есть вариант установки сразу двух брусьев-накладок, а после, стропил, но этот способ используют реже, так как он требует более точных расчетов.

Когда нужно делать подвижные соединения?

Вот мы и подошли к динамичным опорным узлам – соединениям, которые могут менять свое положение. Для чего это нужно? Вспоминаем физические свойства материалов – многие из них дают усушку либо набухание. В первую очередь, это касается зданий из чистого дерева – бруса, сруба и пр. Натуральная древесина обязательно дает усадку, благодаря которой ваша крыша может не только деформироваться, но и разрушиться основательно. Чтобы избежать таких фатальных последствий, мастера рекомендуют выполнять скользящие крепления стропильных ног с мауэрлатом (либо верхним венцом сруба).

Обязательное условие при установке скользящих узлов – опора стропильной рамы на прочный коньковый брус. Так как опорные нижние узлы динамичные, то максимальная жесткость должна быть достигнута на коньке кровли. Верхние края стропил подпиливаются для плотного соединения между собой и коньковым брусом, соединяются и усиливаются ригелями, металлическими лентами, пластинами и уголками. Лучше соединять с венцом сруба уже закрепленный в коньке стропильный элемент.

Что представляет собой скользящее крепление?

Подвижное соединение выполняется с помощью установления скользящих креплений, называемых «салазки» или «ползуны». Такой узел предусматривает определенную свободу стропильных ног, что позволяет предотвратить деформацию кровельной системы после естественной усадки деревянных строений:

Вот какие виды скользящих опор бывают:

Делать ли запил на стропилах, если дом из бруса: альтернативное мнение эксперта

Я предлагаю все-таки запиливать, но не стропила, а верхний венец. Во-первых, в этом случае снижается риск искривления стропил, во-вторых — уменьшается «мостик холода», в третьих – уменьшается касательное давление на мауэрлат (верхний брус сруба) и в-четвертых — упрощается утепление крыши в дальнейшем. Недостаток такого способа — при запиле верхнего венца балки уменьшается высота конька, поэтому, если в будущем планируется поднятие высоты потолка, следует предусмотреть на 1 венец больше. Но! Такие схемы годятся только для домов из дерева, так как в кирпичных и бетонных строениях мауэрлат должен быть целым, чтобы сохранить несущие качества.

Как правильно закрепить стропила к балкам?

В простых домах, в основном каркасных, мауэрлат может быть и упразднен. В этом случае стропила крепятся к балкам перекрытия. Самый надежный вариант сборки такой системы – подготовка стропильных ферм. Каждая ферма состоит из двух стропильных ног, соединительного ригеля и нижней затяжки. Для прочности фермы усиливают центральными балками и подкосами:

Балки перекрытия укладываются в таком направлении, чтобы стропильные фермы пересекали их перпендикулярно в разных плоскостях. Затяжка выполняет основные несущие функции, крепится к балкам перекрытия анкерами, сквозными болтами, шпильками и усиливается пластинами и металлическими уголками.

Возможен вариант крепления стропильных ног прямо на балку, которая и будет дополнительно выполнять функции затяжки. Для создания качественных опорных узлов в такой системе рекомендуется два способа крепления:

1. Соединение стропил с балкой двойным зубом – запилы выполняются на балке и скосе стропильной ноги (по два стыковых заруба на каждой).
2. Крепление болтом и хомутом. Может предусматриваться сквозное крепление, но если доски имеют большое сечение, делаются врубки и детали соединяются длинными болтами.

Крепление стропила к мауэрлату: поэтапное описание

Для примера опишем процесс жесткого крепления соединений стропила к мауэрлату на простой двускатной крыше.

I. Подготовка мауэрлата и стропил к работе

На этом этапе необходимо выпилить стропильные ноги заданной длины и произвести разметку их шага на основе. Оптимальная длина шага стропильных ног – 60-200 см. Также следует точно определить угол наклона стропил.

Мастер-класс по монтажу мауэрлата:

II. Создание запила

Выполняем запил на каждой стропильной ноге для плотного соединения с основой. Для усиления прочности можно предусмотреть дополнительный заруб на раме либо стропилине и установить упорный брус под каждую стропильную ногу.

III. Установка стропил на мауэрлат

Накладывать стропилины нужно аккуратно, чтобы не повредить остальные элементы здания (окна, стены и пр.). Заводим доски срезом на балки и опираем их на коньковый брус. Сначала устанавливаем крайние стропильные ноги, между которыми нужно протянуть нитку для выравнивания всех остальных стропилин.

IV. Крепление каждого стропила к мауэрлату

Теперь, когда все фермы установлены на свои места, нужно прочно закрепить опорные узлы. Используем для этого несколько из предложенных выше креплений:

• Гвозди + стальные уголки по левой и правой стороне стыков между доской и основанием.
• Сквозные болты или шпильки + опорный брус под укос стропилины.
• Анкера или болты + уголки или стальные пластины и пр.

Усилить крепление помогут две накладные доски с обеих сторон стропильной ноги, установленные на заранее размеченных местах мауэрлата. Также можно использовать проволочное крепление, как усилитель прочности соединений. Для этого нужно подготовить стальную проволочную скрутку из 2-3 проволок. Ее длины должно хватить на обвитие стропильной ноги в месте стыка с мауэрлатом и закрепления концов скрутки на металлическом костыле. В качестве костыля можно взять длинный стальной болт, который монтируется в стену на 30-40 см ниже мауэрлата, строго под опорным узлом.

Также рассмотрим один из дедовских способов — крепление скобами:

И в завершение предлагаем посмотреть видеоролик:

В чем секрет качества стропильной системы: три главных правила мастера

• Качественный пиломатериал – полдела на пути к успешному строительству. Мауэрлат и стропила не должны иметь трещин, червоточин и сучков.
• Точность измерений, запилов и однородность положения креплений – не менее важный момент. Если все стропильные ноги одинаковой длины и сечения, то лучше подготовить шаблон для выполнения срезов и зарубок.
• Запилы на мауэрлате – потеря несущих функций основы на 50% и выше. Процент снижения прочности зависит от глубины зарубок.

Когда стропильная система готова, приходит очередь монтажа обрешетки, утепления и настила кровельного материала. Но это уже другая интересная тема, о которой мы обязательно расскажем в следующей статье. А пока, желаем вам добротных материалов, легкой работы и хороших помощников!

Одним из сложных моментов в строительстве каркасного дома, перед которым останавливаются некоторые начинающие строители, является вопрос о том, как правильно делать вырезы в стропилах дома. Если внимательно изучить материал, опыт бывалых строителей, то окажется, что делать их достаточно просто.
Для того, чтобы вырезы в стропилах не ставили вас в тупик, я и пишу эту статью.

При написании статьи я опирался на опытного американского плотника. Некоторые части статьи я просто перевел, техническую часть написал по подобию, но со своими размерами, в метрической системе и без строительного калькулятора (не у каждого есть калькулятор), плюс немного изменил схему подсчета (так как, опять же, калькулятор есть не у всех). Для российских реалий эта статья стала более адаптированной.
_______________________________________________________________________________

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.

Переходим к измерениям

(я покажу, как все подсчитать вручную, без калькулятора – прим. переводчика ).

Вот какие измерения стропильной системы нам нужны: угол наклона стропил (Pitch), подъем (Rise), пробег (Run) и диагональ (Diagonal). Если вам известные размеры любых двух измерений из этих четырех, вы можете легко найти и все остальные.

Подробнее смотрите на видео:

(для тех же, кто понимает по-английски – прим. переводчика )

Посмотрите на нашу модель крыши (картинка выше), изначально мы должны знать размеры двух ее элементов: ширина здания и толщина коньковой доски .

Ширина здания, к примеру, будет 8,8 метров . (8,75 метров и обшивка дюймовкой с каждой стороны дома 0,05м):

Каждая стропилина стоит на своей половине здания и стыкуется друг с другом на коньковой доске. Поэтому от полной ширины здания нужно вычесть толщину коньковой доски , иначе вы сделаете ошибку при подсчет длины стропила. Давайте возьмем ее толщину 50 мм.

Считаем общую ширину здания без коньковой доски : 8,8 метров – 0,05 метров (50 мм) = 8,75 м.

Теперь нужно разделить полученный результат на 2, чтобы получить «пробег » (Run) каждой стропилины.
Считаем «пробег» каждой стропилины: 8,75м/2 = 4,375м .

Теперь нам нужен еще один элемент, который нам заранее известен, это угол уклона крыши. В нашем случае пусть он будет 6 к 12 (26,5 градусов – прим. переводчика).

Раз наша крыша имеет уклон 6/12 , а значит, подъем у нас в два раза меньше , чем пробег (т.к. 6 в 2 раза меньше 12).
Считаем подъем : 4,375/2 = 2,187м. (пол миллиметра округлим)

Считаем диагональ :
Пробег(«2)+Подъем(«2)=Диагональ(«2) («2) — я обозначил «в квадрате».
19,1406 + 4,7851 = Диагональ(«2)
Диагональ = квадратный корень из 23,9257
Диагональ = 4,891 = 4 метра 89 см 1мм

Шаблон стропилины.

Следующий шаг после расчетов – изготовление шаблона для стропил . Для этого нужно прикрутить бобышки к вашему угольнику (так удобнее, но можно и без этого) на 6 и 12 дюймах (или 15 и 30 см в метрической системе).

Теперь я прикладываю угольник к боку доски по ее ширине и начинаю отмечать место реза на верхушке стропила (в месте примыкания к коньковой доске – прим. переводчика). Учтите, что большинство резов в каркасном домостроении делают именно так: по длине режут доску на тонкой стороне, а по ширине в горизонтальном положении.

Я делаю этот пил на верхушке стропила с помощью циркулярной пилы (на видео) до того как отметить вырез в нижней части стропила (так называемый «птичий клюв» или входящий угол или врубка – прим. переводчика). Это удобно тем, что я могу зацепить конец рулетки за пил на верхушке и один отметить расстояние на стропиле до «птичьего клюва» (см. ниже на картинке)

Теперь от верхней точки этой линии отмеряем «диагональ» 4 метра 89 см 1мм.

Затем, используя обычный столярный угольник (некоторые плотники предпочитают измерительный угольник-транспортир Swanson), я рисую параллельную линию первому пилу поперек стропила. Данная линия представляет линию отвеса (т.е. параллельна стене и перпендикулярна перекрытию каркасного дома) на стропиле на краю здания.

Как нарисовать такую линию по альтернативному угольнику Swanson, покажет следующее короткое видео:

Я лично свой угольник Swanson очень люблю, он мой верный помощник в стройке с самых первых дней.

Итак, «птичий клюв» начинается с этой линии. Если вы строите и у вас нас четких размеров стропил и резов (проекта), вы должны выбрать на этом этапе размер горизонтального выреза, плоскости стропила, которая лежит на перекрытии (см. на нижнем фото слева снизу). Канадские коды требуют, чтобы размер этого пила был как минимум 38 мм.

Горизонтальный размер должен быть такой, чтобы стропило сильно не ослаблялось, т.е. рез не заходил дальше, чем на треть доски (см. рисунок ниже).

По мнению автора, это самый быстрый способ отметить этот рез (на фото выше). Для этого нужно перевернуть угольник на 90 градусов к предыдущему пилу и прижать бобышки к доске, при этом медленно ведя угольником в сторону верха стропила, пока от начертанной линии и углом доски по направлению угольника не будет нужного расстояния (в оригинале было 4 дюйма).

Существует и другой метод (на рисунке ниже).

Прикладываем угольник к прочерченной линии и двигаем угольник по вертикальной линии до тех пор, пока нужная отметка горизонтальной шкалы (110-120 мм) не коснется края доски.

Давайте рассмотрим наш случай.

Возьмем для примера, что у нас стропила из доски 200×50мм . Для нее при угле наклона кровли 6 к 12 безопасно будет сделать горизонтальный вырез 120 мм . В таком случае от доски вертикально отнимется 60мм (т.к. с таким уклоном у нас всегда у нас вертикальный размер в 2 раза меньше, чем горизонтальный, помните?) и стропило точно не будет ослаблено.
А вот интересные прикидки по врубкам при других углах и разной ширины доски (по мнению одного авторитетного строителя каркасов с форума):

Считаем «подъем» в реальности.

Да, у нас уже есть размер «подъема» и он равен 2,1875 метров . Но давайте посмотрим на нашу схему стропильной системы. Очевидно, что наш размер – не тот что у доски, которая поддерживает конек (даже если и временно).

Сначала нужно добавить к нашему «подъему» так называемый H.A.P. , который равен размеру оставшемуся вертикально над обвязкой стены под низом стропилин, где мы делали вертикальный вырез (на фото выше).

Считаем наш H.A.P : 223,6 мм (полная ширина доски, стоящей под углом 26,57 градусов) вычитаем 60 мм (наш вертикальный вырез) = 163 мм.

Теперь к нашему подъему (2,1875 метров) добавляем H.A.P (0,1635 м. ), получается 2,35 м .

Мы оказались в самой верхней точки схождения стропилины у коньковой доски. Но нам нужна не она. Теперь мы наконец получим высоту нужной доски под коньковую доску.

Высота доски под конек : 2,35 м вычитаем высоту коньковой доски 200 мм = 2,15 м, т.е. 2 м 15см.

Находим полную длину стропил.

После всей этой кутерьмы хотелось бы узнать длину ВСЕГО стропила, т.е. с карнизным свесом. Тут все просто.

Например, нам нужен свес 80 см, значит, при крыше 6 к 12 вниз свес опускает на ½ от длины свеа, т.е. 0,4 метров.

Считаем диагональ свеса = 0,16 (0,4 в квадрате) + 0,64 (0,8 в квадрате)= 89,5 см

Итого полная длина каждого стропила со свесом = 4 метра 89 см 1мм + 89 см 5 мм = 5 метров 78 см 6 мм .

Маленький бонус к тексту.
Угольник Swanson заслуживает отдельного видео (ниже). А для тех, кто проникся им и решил купить, обязательно иметь под рукой перевод книги, которая идет с ним в продаже на англ. языке.

Лично мне он очень помог при постройке моего каркасника.

Итак, надеюсь, после прочтения этой статьи вам стало гораздо понятнее, как правильно делать вырезы в стропилах вашего каркасного дома. Если остались еще вопросы, обращайтесь.

Напомню, что можно не заморачиваться с расчетами стропил и просто заказать строительство у проверенной строительной бригады. Я с радостью вам помогу это сделать.