опорный брус для кровли
Как крепить стропила: самые простые и надежные способы крепления
Когда при строительстве дома очередь доходит до устройства кровли, возникает резонный вопрос: как крепить стропила? Ответ на него зависит от многих факторов: конструкции крыши и расчётной нагрузки на неё, крутости скатов, материала и несущей способности стен, предполагаемой усадки строения и т.д. Каждый из этих факторов влияет на выбор способа крепления и стропильного крепежа. Кроме того, к стенам и между собой стропила тоже крепятся по-разному.
Общие сведения
Чтобы лучше ориентироваться в данной теме, нужно знать, что такое стропила, какими они бывают, к чему крепятся, в каких случаях выбирают тот или иной вид стропильной системы.
Стропилами называют несущие конструкции скатных крыш, которые принимают на себя всю нагрузку от кровли и снегового покрова на ней, передавая её на стены здания. В частном домостроении они чаще всего изготавливаются из бруса или досок большого сечения, поставленных на ребро. Гораздо реже используют металлические конструкции в виде сборных элементов или готовых ферм. Из чего и как делать стропила, решается исходя из расчётной нагрузки на них и предпочтений заказчика.
Конструктивно стропила подразделяются на висячие и наслонные:
Крепление стропил в нижней части
В нижней части стропила могут опираться прямо на стену, если она сложена из бревна или бруса. На стены из штучных материалов (кирпич, бетонные, газобетонные блоки и т.д.) их опирать нельзя, так как ставить стропила можно только на прочные основания, не передающие влагу.
Но это не единственная причина. Опорой для кровли должна служить конструкция, которая равномерно распределяет нагрузку по стенам. Поэтому на их верхней части по всему периметру монтируют мауэрлат – толстую деревянную балку, исключающую точечную нагрузку на элементы кладки. Между ней и материалом стен обязательно прокладывают гидроизоляцию.
Также кровельная система может крепиться к балкам перекрытия. Это делается в случае с каркасными строениями или мансардными крышами. Часто балки перекрытия используют в качестве затяжек для висячих стропил. Они должны выступать за внешнюю плоскость стен минимум на полметра, чтобы образовать карнизный свес. А стропильная нога устанавливается на край балки.
Крепление к деревянной стене
Перед тем как установить стропила на бревенчатые или брусовые стены не нужно делать на них никакой обвязки – монтаж осуществляется прямо на несущие конструкции. При этом способ крепления зависит от предполагаемой усадки строения:
При устройстве кровли на новых деревянных домах используют скользящее крепление. При усадке здания его геометрия может меняться, вызывая избыточное напряжение в местах жёсткого крепления и деформацию конструкции крыши. Чтобы этого не происходило, стропилам оставляют возможность двигаться в поперечном направлении, подстраиваясь под усадку. Для этого используют специальный крепёж, позволяющий им это делать. Это может быть стальной уголок с длинной прорезью на одной полочке вместо монтажных отверстий. Или скользящая опора, как на следующем фото.
Крепление к мауэрлату
О том, как крепить стропила к мауэрлату двухскатной крыши, нужно задуматься ещё на этапе монтажа самого мауэрлата. Если он закреплён на стене сбоку с помощью скоб, вбитых в деревянные пробки, то он не в состоянии нормально воспринимать распорные нагрузки. Поэтому крепление стропильной системы должно быть жёстким, исключающим сдвиги или повороты элементов относительно мауэрлата и друг друга.
Возможные варианты показаны на схеме:
Видео описание
Подробнее об этом на видео:
Дома, построенные из газосиликатных блоков, пеноблоков и других относительно хрупких материалов, обязательно усиливаются по верхнему периметру стен монолитным бетонным поясом. Без него невозможно надёжное крепление мауэрлата, так как подобные материалы плохо удерживают в себе крепёж. Как правило, ещё во время заливки бетонного пояса в него вертикально устанавливают шпильки, на которые впоследствии и «насаживается» мауэрлат и фиксируется гайками.
В этом случае деревянная обвязка стен получается более надёжной и хорошо противостоит распорным нагрузкам. Помимо уже описанных способов, как крепить стропила к мауэрлату, можно использовать и другие. Например, с помощью накладной перфорированной пластины с запилом стропильной ноги или без него. Или на скобу либо три перекрещённых гвоздя без запила. Важно только срезать опорную часть стропила так, чтобы она точно совпадала с плоскостью мауэрлата.
Обратите внимание на то, что при установке без запила стропильные ноги придётся удлинить, нарастив их кобылками, чтобы образовался выпуск для карнизного свеса.
Чтобы снизить распирающую нагрузку на мауэрлат двухскатной крыши, используют скользящие (шарнирные) соединения. Это могут быть и специальные крепёжные элементы, и один вертикально вбитый гвоздь, и крепление на скобу с разнонаправленными зубьями.
Шарнирные сопряжения нижней части стропильных ног чаще всего применяются и тогда, когда надо решить, как крепить стропила на односкатной крыше. Но в этом случае верхнюю часть закрепляют жёстко на коньковой балке или стене односкатной крыши, выполняющей её функции.
Видео описание
Видео об устройстве стропильной системы для односкатной кровли:
Современный стальной стропильный крепёж очень облегчает работу по созданию каркаса крыши. При их применении стоит воспользоваться следующими советами и рекомендациями:
Крепление к балкам
Основная задача при таком соединении заключается в предотвращении скольжения стропил по балкам, иначе они будут «разъезжаться». Этого допускать нельзя. Так как подстропильные балки часто выполняют двойную роль – балок перекрытия и затяжек для висячих стропил, то сопряжение должно быть особенно надёжным.
Лучше всего использовать врубки различных видов. Самые распространённые – в один или в два зуба, с усилением болтами и хомутами:
Иногда стропила упирают в конец балки и скрепляют их саморезами, гвоздями либо накладными пластинами. Или сбивают их боковыми поверхностями. Такие соединения очень ненадёжны и допускаются только на лёгких бюджетных нежилых постройках.
Выбираем брус для крыши: на что обратить внимание
Выбрать правильный брус для крыши — это сделать если не половину, то минимум треть работы по строительству надежной и долговечной стропильной системы. В конце концов, срок службы каркаса крыши, в первую очередь, зависит от качества пиломатериалов и только потом — от мастерства кровельщиков. В частности, как бы хорошо ни была спроектирована и смонтирована стропильная система, если в ее основе недосушенные стропила из бруса, то их прогиб и растрескивание уже на следующий год после установки — вполне вероятный сценарий.
Для тех, кто хочет сделать крышу минимум на 50 лет, а не ремонтировать ее уже через 10-15 лет, рассказываем, каким должен быть качественный брус на крышу и как его правильно выбрать.
Содержание
Ключевые требования к брусу для кровли
Полный список требований к пиломатериалам для кровли содержится в СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции». Согласно нормативу, брус для кровли частного дома должен быть:
Внешняя и внутренняя обрешетка крыши — это не несущая, а ограждающая конструкция, поэтому требования к ней не такие жесткие. Для обрешетки можно использовать брус влажностью 15-20%, при этом количество и размеры здоровых сучков особого значения не имеют.
Также для обрешетки можно использовать «синюю» древесину — брус, поменявший свой цвет из-за поражения грибком во время хранения. Но дерево нужно предварительно отбелить: выжечь грибок с помощью хлорсодержащего состава. Такая обработка нарушает структуру древесины и делает ее более рыхлой, поэтому отбеленный брус нежелательно использовать для обрешетки, если расстояние между стропилами большое.
Какой брус для крыши выбрать
Кроме основных требований, при выборе, с какого бруса сделать крышу, нужно учитывать:
Порода древесины для бруса
Обычно брус для кровли делают из сосны, ели или лиственницы. Встречаются пиломатериалы из дуба, ясеня и других пород древесины, но это исчезающе редкие случаи, поэтому их рассматривать не будем.
Сосна дешевая, прочная и повсеместно распространенная, но она склонная к растрескиванию, сучковатая и очень смолистая. Поэтому сосновый брус при поверхностной обработке нужно покрывать огнезащитными составами в два, а то и в три слоя. Кроме того, важно хранить его правильно — если пиломатериалы из сосны наберут избыточную влагу во время хранения, после монтажа они почти гарантированно растрескаются.
По сравнению с сосной ель легче, у нее не так много смолы. Но за это приходится платить меньшей устойчивостью к нагрузке на изгиб. Поэтому еловые стропила из бруса — неудачное решение, в то время как для мауэрлата, затяжек и конькового прогона ель подходит хорошо.
Очень прочная и долговечная лиственница отлично подходит для деревянных несущих конструкций, но из-за высокой цены ее используют редко — в основном для стропильных систем коттеджей премиального уровня. К тому же, подобрать качественный брус на крышу из лиственницы сложно. Первосортный материал обычно используют для производства отделочных материалов и мебели, поэтому в качестве пиломатериалов для кровли часто предлагают неликвидные остатки со всеми вытекающими из этого последствиями.
Сорта древесины для бруса на крышу
По ГОСТ пиломатериалы делятся на пять сортов, из которых для деревянных несущих конструкций на крыше подходят три: отборный, первый, в некоторых случаях, второй:
По европейскому стандарту DIN 68126 для несущих конструкций подходит сорта Extra, A, B. Их характеристики почти полностью перекликаются с отборным, первым и втором сортом по ГОСТ соответственно.
Виды бруса для крыши
Для стропильной системы подходит брус трех видов: цельный, калиброванный, клееный.
Цельный брус — это просто бревно, опиленное с четырех сторон. Из-за дешевизны и доступности именно такой брус для кровли используют в большинстве случаев. И это рациональный выбор: недостатки, которые приписывают этому материалу, вроде растрескивания или подверженности грибку, актуальны для свежего или плохо высушенного леса. То есть для тех категорий пиломатериалов, которые для стропильной системы не используют.
Калиброванный брус делают так же, как и цельный. Только после опиливания его еще раз обрабатывают, чтобы размеры бруса как можно точнее соответствовали эталону. Поэтому калиброванные пиломатериалы существенно дороже, но вывести их в плоскость намного проще, чем цельные. Это хороший вариант для каркаса крыши, особенно если планируются стропила из бруса.
Клееный брус состоит из нескольких ламелей — досок, которые сначала высушили, а потом скрепили друг с другом специальным клеем с чередованием направлений волокон. В результате получается очень прочный материал, который не растрескивается и не коробится. Это лучший вид бруса для кровли по характеристикам, но стоят клееные пиломатериалы в 2,5-3 раза дороже цельных. Поэтому использование в стропильной системе частного дома клееного бруса — это почти всегда неоправданные траты.
Размеры бруса для крыши
Сечение элементов стропильной системы нужно рассчитывать под конкретные условия — универсальных решений нет. Но при выполнении этих расчетов часто отталкиваются от стандартных размеров балок и стропил, меняя наклон скатов и шаг стропильных ног, чтобы добиться нужной несущей способности. Эти размеры такие:
По длине брус для кровли должен перекрывать пролет. Если это невозможно из-за большого расстояния, тогда брус сращивают вполдерева примерно посередине между начальной и конечной точкой.
Подведем итоги
Брус для крыши должен быть:
Какие стропила для крыши следует применять? Виды и расчет стропил крыши
Возведение кровли – процесс непростой, требующий определенных знаний и навыков. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, которые, несомненно, интересуют начинающих застройщиков. А начнем, пожалуй, с самого главного – с типов существующих крыш и стропильных систем, что используются при их возведении.
Стропила (стропильные ноги) это основные несущие элементы любой скатной крыши. Именно они принимают на себя основные нагрузки и воздействия окружающей среды, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также несут на себе весь кровельный пирог. Стропила это составляющие стропильной системы, куда входят еще многие элементы, такие как стойки, подкосы, прогоны, мауэлат и т.д..
Типы и конструкция стропил
Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.
Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.
Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.
Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.
Опорой для стропил служит:
Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.
Стропила для разных видов крыш
В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.
Стропила для односкатной крыши
Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.
Стропильная система односкатной крыши состоит из отдельных элементов, точками опоры которым служат противоположные стены здания. Чаще всего в этом случае используются стропила для крыши длиной около 4,5 метров. Если производится перекрытие относительно большой площади необходимо использовать подстропильные ноги и стойки.
Стропила для двухскатных крыш
Стропила, предназначенные для двухскатной крыши, представляют собой конструкцию, сложенную в виде домика. Процесс ее обустройства более сложен, нежели в односкатной кровли. Чаще всего этого вида стропила применяются при возведении небольших построек. Они подразделяются на два основных типа – наслонные и висячие.
Стропила для вальмовой кровли
Вальмовая крыша отличается наличием дополнительных скатов, что создаются при помощи стропильной системы вальмовой кровли. Конструкция этой кровли состоит из двухскатной крыши, которая по длине не полностью закрывает боковую часть строения, а также вальма, покрывающего боковую, не закрытую часть кровли.
Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.
Особенности стропил четырехскатной крыши
К четырехскатным крышам можно отнести и вальмовые и шатровые кровли. Их очевидным преимуществом является отсутствие фронтонов, что подразумевает изрядную экономию стройматериалов, а значит и денежных средств. К тому же эти дома отличает замечательный внешний вид, выглядят они на редкость эффектно.
Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.
Стропила для ломаной кровли
Применение ломаной крыши способствует значительному увеличению площади чердака, которая, в ряде случаев используется в качестве мансарды. При возведении такой стропильной системы применяются два коротких стропила, в месте перегиба которых применяется стойка. Вследствие этого уклон нижней части крыши составит 80 градусов, а уклон верхней части лишь 25-30 градусов.
Разновидности стропил для крыши
При строительстве любой кровли находят свое применение стропила всего лишь двух видов – наслонные и висячие. Висячие стропила имеют две точки опоры, которые находятся у основания, к примеру, опора на несущие стены здания, наслонные помимо этого могут опираться на столбчатые опоры, либо внутренние стены.
Материал для изготовления стропил
Дерево и металл – вот основной материал, из которого чаще всего изготавливаются стропила.
При возведении кровельных перекрытий жилых домов, хозяйственных построек применяются деревянные стропила, реже металлические. Металлические (железобетонные) стропила в основном используются при строительстве кровель с большими пролетами и нагрузками на кровлю, в основном для перекрытия производственных зданий. Цена данных стропильных конструкций довольно высока, так все ее элементы выполняются из металла, в основном используется швеллер.
Стропила из дерева
В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:
Расчет стропил крыши
До того как начать расчет стропил крыши, необходимо четко осознавать какие типы нагрузок и с какой силой они будут действовать в течение всего года на кровлю нашего дома.
Факторы, которые влияют на кровлю, принято классифицировать в зависимости от интенсивности:
Постоянные нагрузки
Размер стропил для крыши нужно начинать рассчитывать с общего веса «пирога» кровли. Чтобы получить конечное значение требуется вычислять вес квадратного метра каждого из используемых материалов. В большинстве случаев кровля будет состоять из следующих компонентов:
При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.
Снеговые нагрузки
Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.
Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:
где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.
Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.
Ветровые нагрузки
Данный тип нагрузок имеет очень высокий уровень критичности, потому что она может влиять на кровлю интенсивными ветрами, вне зависимости от угла крыши. Даже маленький угол наклона делает возможной ситуацию со срывом крыши под воздействием аэродинамических нагрузок. Слишком большой уклон способен привести к тому, что вся крыша будет испытывать на поверхности сильное ветровое давление.
Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:
где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.
После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.
Расстояние между стропил
Шаг стропил — это расстояние между стропильных ног. Среднее значение данного параметра при частном строительство, обычно составляет один метр, однако точная цифра выбирается исходя из полного расчета несущих способностей выбранной системы кровли.
Чтобы самостоятельно вычислить расстояния между стропил, необходимо следовать следующему алгоритму:
На первый взгляд расчет стропил крыши кажется сложным и не понятным, но потратив всего несколько часов можно во всем разобраться, тем самым точно подобрать нужный размер стропильных ног.
Размеры стропил
Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.
Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.
Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!