Сборка деревянного скелета: способы крепления стропил


Конструкция из стропил — это скелет крыши, обязанный принимать на себя и равномерно распределять вес кровельных материалов. Если правильно собрать деревянный костяк под утеплитель, гидроизоляционную плёнку и финишное покрытие, то получится добиться заметного увеличения грузоподъёмности стропильной системы.

Основные элементы стропильной системы

Деревянный каркас крыши собирается из таких частей, как:

  • мауэрлат — своеобразное основание под элементы кровли, прикрепляемое по всему периметру здания к верхней кромке наружных стен, чтобы рассредоточить давление кровельного пирога;

    Мауэрлат служит основанием для каркаса кровли

  • стропильные ноги — незаменимые детали деревянного костяка крыши, определяющие угол наклона скатов и вид верхней части дома;
  • коньковый прогон — брус, зафиксированный в горизонтальном положении и, словно позвоночник, соединяющий все стропила каркаса кровли в их верхней части;

    Коньковый прогон располагается ровно посередине здания

  • боковой прогон — горизонтальный брус, который отличается от конькового прогона тем, что закрепляется в середине стропильных ног каждого ската крыши;
  • затяжка — распорка, объединяющая два противоположных стропила, чтобы они не разъезжались;

    Затяжка и подкосы необходимы для правильного распределения нагрузки на мауэрлат

  • стойки — вертикальные элементы каркаса, размещённые под коньковым и боковыми прогонами с целью поддержки стропил и конькового бруса, а ещё, если есть необходимость, подставленные под среднюю часть стропильных ног;

    Стойки могут поддерживать не только конёк кровли, но и стропила

  • подкосы — детали, упирающиеся в лежень, за счёт чего стропильные ноги становятся более устойчивыми;
  • лежень — брус, размещённый на верхней кромке внутренней стены здания параллельно коньку и служащий площадкой для крепления стоек и подкосов;

    Лежень располагается на внутренней стене параллельно брусу мауэрлата

  • конёк кровли — область совмещения двух скатов, вдоль которой устанавливается сплошная обрешётка, необходимая для упрочнения описываемой части крыши;

    Конёк образуется в самой высокой зоне стропильной системы

  • кобылки — элементы, используемые при обустройстве свеса, когда стропильные ноги недостаточно длинные;

    Кобылки удлиняют стропильные ноги

  • свес крыши — зона деревянного каркаса, оберегающая стены дома от контакта с большим количеством атмосферных осадков;

    Карнизный свес сооружается, чтобы защитить стены от дождя

  • обрешётка — брусья или доски, прибиваемые перпендикулярно стропилам и служащие платформой для крепления кровельных материалов.

    Доски обрешётки выкладывают перпендикулярно стропилам

Главные соединительные узлы

Главными узлами стропильной системы выступают:

  • стропильная ферма — соединение стропильной пары, растяжки, а также стоек и раскосов;
  • коньковый узел — совмещение двух противоположных стропил;
  • звено из мауэрлата и опирающегося на него стропила;
  • модуль, включающий в себя прогон, стойку и лежень;
  • соединение стропила с подкосом и стойкой.

Наиболее сложное звено каркаса кровли, как считает автор, это стропильная ферма, которая отличается тем, что:

  • собирается на земле, а потом переправляется на кровлю, поскольку только так получается удачно подогнать одну деревянную деталь под другую;

    Стропильная ферма состоит как минимум из трёх элементов

  • помимо главных элементов — двух противоположных стропил и растяжки, включает дополнительные фрагменты — стойки и раскосы, уменьшающие давление конструкции на стены;
  • создаётся при помощи различных типов врубок практически без применения металлических крепёжных приспособлений.

Коньковый узел тоже имеет несколько особенностей:

  • образуется в результате соединения двух противоположных стропил за счёт специальных срезов или выемок;

    Для создания конькового узла существует множество методов

  • фиксируется посредством металлических планок, болтов или гвоздей.

Стропила и мауэрлат становятся единым звеном, для которого характерно следующее:

  • соединение происходит за счёт вырубки в каждой стропильной ноге, соответствующей форме элемента, служащего для неё опорой;

    Стропила закрепляют на мауэрлате, чтобы они не смещались в сторону

  • усиление связи стропил и мауэрлата достигается посредством крепления металлических уголков, строительных скоб, гвоздей или болтов.

Модуль из прогона, стойки и лежня формируют, вбивая в места их соединений строительные скобы, стальные нагели или накладки из полос стали.

Узел из лежня, стойки и прогона позволяет разделить нагрузку между внешними и внутренними стенами здания

Подкосы, стойки и стропила собирают в единый модуль, создавая вырубки. Чтобы их соединение не было слабым, применяют строительные скобы.

Узел из подкосов, стойки и стропил позволяет смягчить давление на внутреннюю стену дома

Способы крепления стропил

В нижней части стропила могут быть соединены как с мауэрлатом, так и с балками перекрытия. Иногда, например, при каркасном строительстве, их закрепляют прямо на стене. А в верхней части стропильные ноги совмещают с коньком. Каждый обозначенный узел можно создать несколькими способами.

Соединение с мауэрлатом

Жёсткое крепление стропил на мауэрлате гарантирует отсутствие любых смещений элементов узла. Оно выполняется путём врубки в определённой последовательности:

  1. Для ускорения работы из куска доски или толстого картона делают шаблон. На заготовке проводят линию, отступив от бокового края расстояние, равное 1/3 ширины стропила, а затем отмечают точку прилегания к брусу мауэрлата, по которой чертят вторую линию, перпендикулярную первой.

    Если ширина стропила составляет более 200 мм, то запил делают на глубине 70 мм

  2. Под углом наклона кровельного ската шаблон подставляют к краю мауэрлата, следя за тем, чтобы отмеченная на куске дерева точка находилась строго напротив угла бруса. От неё карандашом ведут две черты — вертикальную и горизонтальную, в результате чего получают на заготовке треугольник, который аккуратно выпиливают.
  3. Изготовленный шаблон оценивают на правильность, насаживая на мауэрлат в нескольких местах. Если сделанный паз оказался меньше или больше чем нужно, то лекало изготавливают заново, исправляя допущенную ошибку.
  4. Шаблон кладут на горизонтально расположенное стропило. Треугольник в лекале обводят карандашом. То же самое делают с другими стропильными ногами. При этом следят за тем, чтобы горизонтальная линия паза в лекале каждый раз находилась в одном и том же месте стропила. В противном случае выемки будут созданы на разных расстояниях от конька.
  5. Начерченные на стропилах треугольники выпиливают ручной ножовкой. Инструментом действуют не спеша, дабы случайно не увеличить глубину паза в стропильной ноге. Обладая навыками работы с электрической пилой, выемки можно делать и этим прибором. Правда, надо иметь в виду, что инструмент, работающий от электросети, намного хуже слушается руки и способен уйти в сторону.

    Треугольный запил позволяет стропилу упираться в мауэрлат

  6. Правильность размера сделанных пазов проверяют лекалом. При обнаружении несоответствий выемку корректируют ножовкой.
  7. Наверх дома ставят две крайние стропильные ноги. Пазами их вставляют в мауэрлат, фиксируя с боковых сторон металлическими уголками или скобами.
  8. По нижнему краю между двумя установленными элементами протягивают верёвку. Затем к мауэрлату одну за другой прикрепляют оставшиеся стропильные ноги.

Технологию крепления стропильных ног к мауэрлату нашивкой упорного бруска могут взять себе на заметку строители без опыта. При таком методе создания узла, как заметил автор статьи, существует возможность изменять положение стропил до тех пор, пока оно не станет совершенно правильным.

Чтобы соединить главные элементы кровельного каркаса с мауэрлатом нашивкой упорного бруска, делают следующее:

  1. На крыше сначала устанавливают стропила, образующие фронтоны. На некоторое время их фиксируют металлическими уголками.

    Опорный брус позволяет зафиксировать стропило без запилов

  2. От широкой доски отрезают фрагмент длиной более 40 см.
  3. Кусок древесины вертикально ставят на мауэрлат вплотную к временно установленному стропилу. Взглянув на другую сторону стропила, определяют, сколько требуется отрезать от фрагмента доски. Для этого между стропилом и доской прочерчивают наклонную линию.
  4. На куске древесины по проведённой карандашом черте делают рез. Готовый брусок подставляют под стропило, чтобы проверить, хорошо ли он встаёт на своё место. Если проблем не возникает, то упорные бруски создают для всех остальных стропильных ног.
  5. Фронтонные стропила по очереди освобождают от крепежей. Под них подставляют ранее изготовленные упорные бруски. С обеих сторон соединение стропильных ног, коротких досок с запилом и мауэрлата фиксируют металлическими уголками. Дополнительно связь упорного бруска и стропила усиливают посредством металлической пластины.

    Стропило и опорный брус закрепляются на мауэрлате металлическими уголками

При строительстве каркаса крыши для деревянного сруба, который всегда даёт усадку, предпочитают использовать скользящий метод крепления стропил на мауэрлат. Благодаря ему можно избежать деформации стропильной конструкции и ухудшения устойчивости верхнего ряда брёвен, который заменяет мауэрлат.

Выбор скользящих стропил обоснован только тогда, когда для главных элементов каркаса кровли предусмотрен коньковый брус, в который они могли бы упираться своей верхней частью.

Когда стропила закрепляют на мауэрлате скользящим методом, предпринимают определённые шаги:

  1. В магазине покупают фиксаторы, предназначенные специально для крепления скользящих стропил с обеих сторон. Они называются плавающими металлическими механизмами или скользящими опорами для стропил.

    Скользящая опора для стропил помогает закрепить стропило без создания запилов

  2. Временно, чтобы посмотреть, в каком месте главные элементы каркаса кровли соприкасаются с мауэрлатом, устанавливают фронтонные стропильные ноги.
  3. С целью увеличить область совмещения двух элементов стропильной системы с брусьев мауэрлата снимают острый угол. Если в качестве основания для деревянного каркаса кровли выступают брёвна, то с них срезают верхний слой, чтобы зона крепления стропильных ног была не круглой, а плоской. В случае невыполнения этого условия стропила в скором времени начнут продавливать мауэрлат, что повлечёт за собой деформацию целой стропильной системы. Поставленную задачу необязательно выполнять по всему периметру. Достаточно снимать углы только в зонах упора стропил. Там на расстоянии, немного превышающем ширину доски, требуется сделать два пропила. Древесину в получившейся выемке надо аккуратно удалить долотом, выравнивая поверхность.

    Чтобы избежать вдавливания стропила в стену, верхнему бревну придают плоскую форму

  4. Фронтонные стропильные ноги осторожно кладут на обработанные участки и окончательно фиксируют крепёжными элементами. Их устанавливают таким образом, чтобы у стропил появилась возможность опускаться в случае усадки.
  5. Между крайними стропильными ногами по нижней части натягивают верёвку. Её воспринимают как ориентир при установке остальных элементов каркаса кровли.

Наслонный метод крепления стропил к мауэрлату берут на вооружение, когда купленные пиломатериалы оказались короче, чем нужно. Также этот способ фиксации главных элементов стропильной системы используют во время ремонта крыши сложной конфигурации.

При закреплении стропил на мауэрлате наслонным методом выполняют всего 3 задачи:

  1. Определяют, при какой длине каждое стропило своим торцом будет вставать на мауэрлат. Для этого измеряют угол наклона упорной плоскости. Используя его, на стропильной ноге от торца к боковой части проводят черту. Если ширина доски позволяет, то ближе к кромке стропила направление линии меняют, уводя её резко вправо. В результате этого из наклонной она превратится в вертикальную, а запил получится с зубом, который не даст стропилу смещаться вперёд. Когда выполнить это условие не представляется возможным, то после монтажа стропил к их низу прибивают опорные бруски длиной 40 см.

    При наслонном методе крепления стропил к мауэрлату чаще всего создают запил с зубом

  2. По намеченной линии от каждого стропила отрезают лишний кусок. Работу выполняют ручной ножовкой.
  3. Дабы наслонные стропила не уходили вбок, после установки на мауэрлат их фиксируют металлическими уголками или скобами. Также для крепления можно использовать гвозди, главное, чтобы они не были большими. Забивание толстых гвоздей чревато растрескиванием древесины.

    Наслонные стропила иногда просто прибивают к мауэрлату гвоздями

  4. Для стропил подыскивают кобылки — специальные элементы несущей конструкции крыши, которые помогут вывести стропильные ноги за пределы внешних стен здания. В качестве кобылок обычно используют обрезные доски толщиной не менее 3 см. По длине они подбираются с учётом предполагаемой протяжённости карнизного свеса. Изготовленные кобылки прибивают к стропильным ногам.

Видео: установка стропил

Совмещение с балками перекрытия

Крепить стропила к балкам перекрытия можно только будучи уверенным, что стены здания выдержат давление каркаса кровли. Всё-таки при отсутствии мауэрлата нагрузка на дом получается не равномерной, а точечной.

Без страха и сомнений стропила крепят на балки перекрытия, если строят лёгкую мансардную крышу. При этом в качестве потолочных балок используют доски сечением 5x15 см.

Стропила соединяют не с мауэрлатом, а с балками чердака, если точно знают, что они выдержат оказываемое давление

Чтобы прочно закрепить стропильные ноги на балках перекрытия, выполняют следующие задачи:

  1. На стропилах делают врубку с шипом, причём доску начинают резать, отступив от края торцевой области хотя бы 2,5 см. Вырез в стропиле не должен получиться большим. Лучшая глубина — 1/3 или ¼ толщины балки перекрытия.
  2. В потолочных досках тоже создают небольшие выемки. Они пригодятся, чтобы крепче соединить стропила с заменившими мауэрлат балками. Отказаться от пазов можно лишь тогда, когда доски сделаны не из древесины твёрдых лиственных пород, которая отличается особой прочностью.

    Чтобы соединить два элемента, в стропиле следует сделать врубку, а в балке — выемки

  3. Стропила устанавливают на балки. Под углом в них забивают гвозди. Для усиления связи к элементам узла прикрепляют металлические накладки.

Крепление к стене

Если по неким причинам стропила приходится фиксировать прямо на стенах, то их обязательно потребуется соединить затяжкой. Она, как лично убедился автор статьи, помогавший строить крышу хозяйственного помещения, снимет с дома часть напряжения, передаваемого стропильными ногами.

Стропила ни в коем случае нельзя напрямую соединять с внешними стенами здания, если они построены из пено- или газоблоков. Эти материалы беспрепятственно передают свою влагу древесине и неспособны удержать в себе крепежи.

На стене стропила можно закрепить скользящим методом, однако это не самое разумное решение

Чтобы надёжно зафиксировать стропильные ноги на стенах, необходимо принять определённые меры:

  1. Под нужным углом сделать на стропилах запил с одним зубом.
  2. Торцом установить стропила на стены и вбить в них по гвоздю длиной 10–12 см.
  3. При необходимости по бокам стропил прикрепить металлические уголки.

Коньковый узел

Поскольку конёк кровли испытывает серьёзное давление всей стропильной системы, кровельщики с большим опытом создают коньковый узел пятью способами: встык, на балку, внахлёст, в паз, в полдерева.

Чтобы создать коньковый узел, соединив противоположные стропила встык, делают следующее:

  1. От верхнего торца каждой стропильной ноги отпиливают прямоугольный треугольник. Резы должны быть одинаковыми. В противном случае концы стропил не удастся вплотную приблизить друг к другу.
  2. В соединённые торцы стропильных ног под углом вбивают гвозди. Если делать это горизонтально, они не смогут пройти через обе деревянные доски.

    Соединение стропил встык — наиболее привычный способ создания конькового узла

  3. С двух сторон созданный коньковый узел усиливают металлическими пластинами. Через дырочки в этих крепежах в стропила вкручивают саморезы.

При креплении стропил на балку, а точнее, на специальный коньковый прогон, действуют особым образом:

  1. Концы противоположных стропильных ног срезают под одним и тем же углом.
  2. Заострённые концы стропил подставляют к коньковому брусу и прикрепляют к нему металлическими уголками или гвоздями.

    При соединении стропил с коньковым прогоном коньковая область становится плоской

Когда стропила соединяют с балкой, конёк получается не остроконечным, а плоским.

Если коньковый узел делать, скрепляя стропила внахлёст, то потребуется выполнить несколько простых задач:

  1. Соединить концы стропильных ног так, чтобы они пересекались друг с другом.
  2. Зафиксировать нахлёст металлической шайбой или болтом с гайкой.

    Соединение стропил внахлёст освобождает строителя от работы пилой

  3. Усилить крепление, выдавив вокруг болта немного резинового уплотнителя.

Для соединения стропильных ног в коньковый узел при помощи паза совершают несколько искусных плотницких действий:

  1. В одной стропильной ноге создают выпил, а в другой — шип.
  2. Стропила состыковывают друг с другом, вставляя зуб в выемку.

    Как коньковый узел образуется при помощи паза, показывает узел-61 на картинке

  3. Связь двух элементов каркаса усиливают деревянным нагелем или гвоздём.

Выбрав метод соединения стропил в полдерева, делают следующее:

  1. В концах противоположных стропил создают две одинаковые выемки, глубина которых равна половине толщины используемой доски.

    При соединении стропил врубкой в полдерева пользуются болтом с шайбой

  2. Торцы стропильных ног соединяют, словно элементы конструктора.
  3. Крепление «шип в паз» усиливают двумя гвоздями или деревянным нагелем.

Видео: строительство каркаса крыши с соединением стропил коньковым прогоном

К строительству стропильной системы не стоит приступать до тех пор, пока не удастся разобраться в особенностях крепления стропил к другим элементам несущей конструкции крыши. Кстати, среди различных способов фиксации стропильных ног существуют варианты не только для опытных строителей.


Стропильная система двухскатной крыши: схема устройства

Стропильной системой называют несущий каркас крыши, дополненный обрешеткой. Существует несколько способов её структурирования, но в частном домостроении наибольшей популярностью пользуется вариант с двумя симметричными скатами.

Всё дело в том, что устройство стропильной системы двухскатной крыши является наиболее простым конструктивно и целесообразным с точки зрения себестоимости вариантом.


Этап III. Изготовление мауэрлата

Если стены сарая были изготовлены из кирпича, бетона, блоков или других подобных им передающих влагу материалов, тогда стропила двускатной крыши должны опираться на эти стены через специальный деревянный брусок. Он называется мауэрлатом.

В противном случае сырые стены, которые намокли от дождя, будут передавать влагу деревянным элементам крыши. В итоге те будут гнить, разрушаться и перекашивать крышу. Нам этого не нужно, не правда ли?

Но главная задача мауэрлата – равномерно передать нагрузку от крыши к стенам сарая. Мауэрлат нужен не всегда: чем проще и меньше по габаритам ваша хозпостройка, тем более упрощено и ее строительство. А если сарай большой, но стены у него из бруса или камня, примером, тогда беспокоиться о точечном давлении стропильной системы крыши также не стоит.

Соединить стропила между собой и с мауэрлатом вы можете как при помощи специальных металлических креплений, так и путем врубки.

Вот и все премудрости строительства стропильной системы сарая.


Основные преимущества вальмовой крыши

Помимо оригинального дизайна вальмовые кровли имеют ряд достоинств, которые выгодно выделяют конструкцию среди других моделей:

  • отсутствие фронтонов способствует неуязвимости конструкции к сильным ветровым нагрузкам. Чем меньше величина уклона скатов крыши, тем меньшее воздействие оказывает давление ветра на стропильную систему
  • обтекаемая форма всех четырех скатов способствует устойчивости конструкции к любому виду атмосферных осадков
  • что касается эффективности энергосбережения, то такая конструкция во многом превосходит двухскатные кровли
  • утеплить вальмовую крышу гораздо легче, так как термоизоляционный пирог располагается под скатами. В моделях крыш с фронтонами — требуется особое утепление вертикального фасада, более подверженного силе ветра
  • система накосных, центральных и нарожных стропил обеспечивает надежную конструкцию, стойкую к деформациям под воздействием внешних нагрузок
  • в зависимости от уклона, есть возможность рационального использования пространства под вальмовой крышей для мансарды и обустройства в крыше окон.

Наряду с особенным внешним видом вальмовая крыша обладает высокой степенью надежности и прочности

Главными недостатками четырехскатных моделей остаются сложность устройства стропильной системы вальмовой крыши и невозможность обустройства мансарды в моделях с небольшим уклоном. Однако при должном изучении чертежей вальмовых крыш и продуманных до мелочей мероприятий по возведению, строительство таких конструкций становится реально выполнимой задачей.


Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

  • Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
  • Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
  • Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
  • Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.


Инструменты для возведения стропильной системы

Для монтажа стропильной системы двухскатной крыши понадобятся следующий набор инструментов:

• рулетки, разной длины 5, 10, 20 метров
• маркеры, карандаши
• шнур, для натяжки
• молотки, разных назначений, гвоздодер
• ножницы, для раскроя
• кровельный нож
• шпатель

  • скотч
  • ножовки, электропила, электродрель с различными сверлами и насадками
  • шуруповёрт с насадками
  • разметки, уровни горизонтальный и вертикальный
  • рейки, линейки
  • пена монтажная
  • страховочный ремень и веревка — для безопасной работы.

Весь инструмент на кровле содержать в сумке для инструментов, в целях безопасности.


Завершающие работы по стропильному каркасу и четырехскатной крыше

Последний этап сборки каркаса – монтаж подкосов и растяжек. Первые – представляют собой деревянные балки, которые устанавливаются под углом в 45 0 между лежнем и боковыми стропилами. Вторые – соединяют между собой элементы каркаса для придания большей жесткости конструкции.

После того, как стропильная система собрана, приступают к монтажу паро-, тепло и гидроизоляции, обрешетки, а так же самого кровельного материала.

Для закрепления вышеуказанного материала можно посмотреть видео.


Сравнение четырехскатной и двускатной кровли – что лучше?

При постройке дома хозяина в первую очередь интересует стоимость. Поэтому большее предпочтение отдают двускатной форме крыши при планировании перекрытия дома и она дешевле.

Простота конструкции делает ее постройку проще даже самому владельцу, незачем нанимать дополнительных работников.

К тому же подобная форма проверена веками поэтому и популярна. Два уклона крыши упираются в стены постройки, образуя форму треугольника.

Она значительно упрощает скатывание осадков особенно снега, в отличии от односкатной. К тому же подобрать необходимый материал для перекрытия значительно проще.

Но что касается практичности, то следует учитывать возможные порывы ветра, которые могут достигать такой силы, что срывают кровлю. Тем самым подвергая опасности не только жильцов дома, но и тех, кто может пострадать, когда сорванная кровля упадет.

В этом случае стоит обратить внимание на вальмовый вид крыши. Он значительно практичнее и безопаснее, за счет сложности и прочности конструкции.

Вальмовое перекрытие позволяет не только обезопасить постройку, но и придать зданию особенную изюминку.

Выбор в любом случае останется за хозяином, что ему будет по душе безопасность или экономия.


Смотрите видео: : На что крепить пластины и уголки? Мы откроем вам секрет!


Предыдущая статья

Правильная посадка и уход за луком стурон (севок)

Следующая статья

Листья растения черный кувшин - почему листья непентеса становятся черными