Как закрепить стропила на двухскатной крыше?

Подбираем материал для стропил

Итак, если вы определились с будущими нагрузками, самое время подобрать подходящий материал. В качестве его для изготовления стропил обычно используются:

• Древесина. Массив, доски или клееный брус.
• Облегченный металлический профиль. Речь идет о профилях из оцинкованной стали.
• Черный металл. Это двутавры и стальные швеллера.
• Тяжелые железобетонные конструкции для промышленного строительства.

Если на стропильную систему большие нагрузок не ожидается, то стропила делайте из сухой строганной доски с небольшим сечением. А вот если в вашей местности не редкость снег по колено и кровельный материал будет не из легких – тогда некоторые из составных элементов вам придется изготавливать клееными. Вот и вся разница.

Из доски удобнее всего делать удлиненные боковые стропила и диагональные стропильные ноги. Итак, доска в 40 мм толщиной, которую часто используют для хозяйственных построек, для крыши не годится. Не менее 50 мм! Причем чем длиннее планируется стропильная нога, тем шире должна быть сама доска. Так, стропила длиной 6 метров и вовсе придется делать из доски шириной 150 мм, а еще длиннее – из доски 180 мм.

Для крыши каркасного дома это действительно один из самых лучших вариантов!

А еще стропила из доски – наиболее экономичны, и при этом почти не уступают в прочности брусовым

Важно только правильно подобрать сечение и использовать качественный материал. Поэтому при покупке материала обязательно захватите собой специальный прибор для замера влажности древесины и воспользуйтесь им

Нет ничего хуже сырых стропил. И дело не только в будущей плесени: такую крышу станет вести и коробить, ведь этот материал меняет свои формы при высыхании. У стропил полетят крепления и даже отскочит местами покрытие вашей двускатной крыши. Одним словом, проблем не оберетесь!

Зато из обычной доски удобнее всего сращивать стропила по длине:

И, вам будет интересно узнать, что стропила можно изготавливать не только из дерева! Так, былую популярность себе сегодня возвращают железные стропильные системы, которые когда-то использовались исключительно для промышленного строительства. И, заметим, у этого материала для крыши немало своих преимуществ, наиболее ценное из которых – полное отсутствие грибка от сырости. Подкровельное пространство ведь как раз чаще всего «радует» случайными протечками.

А сама работа с такими стропилами при монтаже не сложнее, чем с деревянными — смотрите сами:

Брус более прочен, но плох тем, что имеет большой вес и в местах креплений приходится делать врубки. Для бревна это не только проблема, но и некоторая потеря несущей способности такой стропильной ноги. Но пока что этот материал – самый популярный для изготовления стропил.

Более всего для изготовления стропил подходит пиломатериал, который отвечает требования ГОСТ 8486-86 или 2695-83. А это:

• Влажность не более 18%, измеренная влагометром.
• Трещины, которые не сквозные и не превышают половины длины доски.
• На каждый погонный метр – не более трех сучков, и каждый из них – не более 30 мм диаметром.

А потому при покупке древесины на стропила обязательно проверяйте документы у продавца, которые говорят о качестве продукции.

Важен также и сорт древесины. Чем меньше сучков и трещин будет на брусьях, тем лучше. Некоторые сорта также радуют хорошей влагостойкостью и сопротивляемостью гниению и вредителям. Для крыши это то, что надо. Поэтому рекомендуем делать стропила из древесины хвойных пород, которая богата смолой, а смола – это естественный барьер от гниения. Но специальная обработка все-таки нужна.

И учтите также такой факт: при изготовлении стропильной системы материала нужно приобретать на 5-7% больше, чем необходимо, ведь не всегда будет получаться сделать идеальный разрез стропила или врубок нужной глубины. Перерасход все равно будет, а потому запаситесь им заранее, чтобы на всю стропильную систему у вас было дерево одной влажности и свойств.

В противном случае, если какие-то отдельные элементы крыши вам пришлось приобретать отдельно, они могут сохнуть дольше (дерево всегда сохнет), или наоборот. Перекосы могут получиться немалыми, т.е. на весь каркас крыши постоянно будут воздействовать разные физические силы растяжения и давления. Любой опытный кровельщик вам скажет, как это плохо и чем это чревато. А потому – материал для изготовления стропил берите больше, чем планируете. Если все пройдет гладко – будет из чего смастерить первую скамейку перед новым домом.

Виды стропильных систем

Стропильные системы отличаются по многим факторам, их состав зависит от особенностей планировки деревянного или кирпичного дома, совокупного веса кровельного пирога, материала, из которого изготавливается каркас, а также вида кровельного покрытия.

Важной характеристикой конструкции считается их несущая способность, определяющая, какой вес они могут выдержать без деформации. По характерным особенностям различают следующие виды стропильных систем:

Наслонная

Стропильным каркасом наслонного типа называют каркас, стропила которого имеют 2 точки опоры. Верхний конец ноги опирается на коньковый прогон, устанавливаемый на вертикальные стойки, закреплённые на внутренних стена. А нижним концом она устанавливается на мауэрлат.

Сборка стропильной системы наслонного типа на двухскатную крышу возможна, только если внутри дома располагается не менее 1 несущей перегородки или капитальной колонны. Такую конструкцию часто называют безраспорной, потому что вторая точка опоры стропил компенсирует распирающую нагрузку на стены дома, которую предполагает висячая схема установки каркаса.

Стропильные ноги наслонного типа испытывают нагрузку только на изгиб, который можно ликвидировать различными подкосами. Наслонная стропильная система позволяет перекрывать дома шириной до 14 метров.

Наслонная система двускатной кровли

Висячая

Висячая стропильная система отличается тем, что ее стропила опираются только нижним концом на мауэрлатный брус, установленный на наружные несущие стены. Верхний конец стропильных ног такой конструкции ни на что не опирается, а как бы висит в воздухе, из-за чего возникает 2 типа нагрузки: на изгиб и на распирание.

Распирающая нагрузка такой схемы расположения элементов на наружные стены настолько велика, что компенсировать ее приходится с помощью многочисленных ригелей и завязок, за счет которых происходит завязывание стропильных пар между собой.

Устройство двускатной крыши с висячими стропилами состоит из треугольных ферм, жесткая форма которых не подвергается нагрузкам. Считается, что сложность висячей схемы намного выше.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками монтируется без труда, если правильно рассчитать шаг стропил, то есть расстояние между стропилами и величину их сечения.

Висячая стропильная система двускатной кровли

Комбинированная

Сочетая в себе лучшее от той и другой системы, признана самой надежной. Применяют ее в случаях, когда внутри помещения в качестве опоры внутри дома используются не стены, а колонны. Тогда висячие и наслонные стропила можно чередовать, чтобы усилить конструкцию за счет дополнительных элементов, не увеличивая расход строительных материалов.

Комбинированная стропильная система

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 — 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 и создаётся при помощи различных типов врубок практически без применения металлических крепёжных приспособлений.

Коньковый узел тоже имеет несколько особенностей —  он образуется в результате соединения двух противоположных стропил за счёт специальных срезов или выемок. Для создания конькового узла существует множество методов и фиксируется посредством металлических планок, болтов или гвоздей.

Соединение стропил и мауэрлата 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, а 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.

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.

Основные элементы стропильного каркаса

Стропильный каркас крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов из дерев или металла, которые придают конструкции форму, уклон, а также равномерно распределяют ее вес между несущими стенами. Его главным компонентом являются стропильные ноги, представляющие собой установленные под углом балки, которые соединяются попарно вдоль ската, образуя в верхней точке своего соединения конек. Существует две основных разновидности стропил:

• Наслонные. Наслонными стропилами называют опорные элементы, которые в конструкции крыши имеют две точки опоры – на коньковый прогон и мауэрлат. Стропильная система такого типа используется в сооружениях, имеющих внутри одну или более несущие стены, на которые можно «наслонить» стропила. Такое крепление стропил позволяет разгрузить их за счет использование дополнительных вертикальных опор.
• Висячие. Висячими называются элементы, которые имеют только одну точку опоры, располагающуюся там, где происходит крепление стропил к стене или мауэрлату. Стропильная система висячего типа испытывает нагрузку не только на изгиб, но и на распирание, поэтому она усиливается горизонтальными компенсирующими элементами (ригелями, затяжками, схватками).

Стропильная система двухскатной кровли

Монтаж системы висячих стропил

Схема монтажа висячих стропил

После установки мауэрлата, можно приступать к монтажу стропильной системы. На первом этапе работы потребуется соорудить леса для подъема на крышу, в том числе и леса передвижные.

Это приспособление пригодится для подъема рабочих на необходимую высоту и для укладки материала, который должен быть под рукой.

После того, как вопросы безопасности и удобства работы будут решены (путем устройства лесов) можно начинать монтировать стропильные висячие системы.

Для стропил необходимо использовать брус с сечением 200×50мм (не менее). Если применить материал с меньшим сечением, то в процессе эксплуатации стропила, скорее всего, провиснут.

Все деревянные детали необходимо перед установкой обработать раствором антисептика, предотвращающего разрушение древесины.

Пошаговый порядок установки стропил из бруса:

• Используя заранее построенные леса, поднимаем наверх два бруса и выполняем их соединение.
• Вырезаем на стропильной ноге выемку, которая будет использована для устойчивой опоры на мауэрлат.
• На второй стропильной ноге необходимо вырезать аналогичную выемку.
• Делаем пометки, какая стропильная нога будет располагаться справа, а какая – слева.
• Устанавливаем стропила и соединяем их.
• В верхней части стропильных ног нужно сделать выемку так, чтобы брус соединялся не внахлест, а с упором. Соединение внахлест считается ненадежным, даже если его хорошо укрепить гвоздями.

• После того, как первые две стропильные ноги будут готовы, их нужно хорошо промерять и изготовить шаблоны (отдельно для правой и левой «ноги»). При помощи таких шаблонов можно будет спокойно готовить следующие брусья прямо на земле, не поднимая их на уровень крыши.
• Устанавливаем стропила на место, прикрепив к мауэрлату при помощи гвоздей.
• Вторую пару стропильных ног, как и все последующие, готовим на земле, используя сделанные шаблоны.
• Готовая вторая пара устанавливается на противоположном конце кровли.
• Между первой и второй парой нужно протянуть бечевку, которая будет служить уровнем, на который нужно ориентироваться при установке остальных пар.

• Стропила устанавливаются на расстоянии, которое определено проектом. Например, при угле наклона крыши 30 градусов, это расстояние составит примерно 70 см.

• Высоту стропильных ног регулируем по бечевке, которая была натянута между первыми двумя парами. Если высоты недостаточно, то исправить положение может использование деревянных прокладок.
• Расстояние между соседними парами стропил внизу регулируется по разметке, нанесенной на мауэрлат, а вверху – при помощи временно установленной доски, на которую нанесена аналогичная разметка.
• Если расстояние между опорными стенами достаточно велико, то собранная конструкция не является устойчивой. Поэтому возникает вопрос, как связать стропила? Необходимо использовать затяжку – горизонтально расположенный брус.

В том случае, если ширина дома значительна, то затяжку приходится делать, стыкуя между собой несколько досок. Скреплять доски можно при помощи гвоздей, а к стропильным ногам их прикручивают болтами или шпильками.

При установке затяжек нужно постоянно контролировать расстояние между ними. Это расстояние должно соответствовать расстоянию между стропильными ногами. Для контроля удобно использовать дощечки небольшой ширины, на которые нанесена разметка точно так же, как на мауэрлате.

Для придания жесткости конструкции рекомендуется соединить дополнительно конек стропильной пары и ее затяжку, иначе затяжка может деформироваться под собственным весом. Такую операцию нужно проделать с каждой стропильной парой!

На первом этапе строительства стропильной системы крыши ноги крепятся к мауэрлату при помощи гвоздей. После завершения сборки стоит укрепить это место более надежно, установив шинки – крепежные полоски из тонкой стали. Для этого шинкой оборачивается стропильная нога, затем через эту полосу металла с двух сторон в мауэрлат с внутренней стороны вкручиваются шурупы (или вбиваются гвозди) на глубину около30 см. Такое крепление предотвратит риск разрушения кровли в случае сильных порывов ветра.

Расчет совокупности нагрузок

При таком расчете надо сначала определить массу всех используемых материалов — для каждого из них она пересчитывается на 1 кв. м

Во внимание принимают:

• внутреннюю отделку;
• собственно стропила;
• утепляющие части;
• изоляцию от воды, ветра и водяных паров;
• обрешеточные и контробрешеточные конструкции;
• покрытия кровель.

Желательно добавить еще 10%. Тогда даже неожиданное изменение или превышение чисто кровельных нагрузок не окажется фатально для стропильной системы. Снеговое, дождевое и ветровое воздействие рассчитывают по нормативам, установленным для конкретного региона. Не будет ничего плохого, если к этим показателям добавить еще 10-15%

А профессиональный подход требует еще обращать внимание на нагрузку, возникающую при штатном обслуживании кровель, установленных на них коммуникаций и систем связи, другой инфраструктуры

Особенности монтажа стропильной системы деревянного дома

Отличие деревянных домов состоит в том, что сруб дает усадку, а это приводит к изменению геометрии стропильной системы. Если элементы закрепить жестко, крыша может развалиться. Поэтому крепления делают плавающими. Есть специальные скользящие крепления, которыми в этом случае крепят стропила к верхнему венцу и к прогонам, если такие есть (смотрите фото).

Способ крепления стропильной системы деревчнного дома

Чтобы стропило свободно двигались при усадке, длинную его часть крепят строго параллельно его краю, о опрору размещают строго перпендикулярно. При необходимости под нее вырезается площадка. Размечают крепление так, чтобы крюк оказался в крайнем нижнем положении или около него. Крепят на специальные саморезы, которые идут в комплекте (обычные не подходят). Если монтаж производится на бревно, чтобы стропильная нога не соскользнула по нему, в нижней части вырезается полукруглое отверстие, на которое она будет опираться.

Такой крепеж продают на любом строительном рынке, называется он «скользячка». Как крепить скользячку к брусу смотрите в видео.

Способы фиксации

Решая вопрос, как крепить стропила к мауэрлату или коньковому прогону, необходимо правильно подобрать крепежную фурнитуру. Современный строительный рынок располагает огромным ассортиментом разнообразных по конструкции и размеру креплений. Главными критериями выбора крепежа являются материал, использованный для изготовления стропила, их сечение, а также вид нагрузки, которому они подвергаются. Существуют следующие способы крепления стропил:

• С помощью металлических уголков. Металлические уголки с отверстиями под саморезы или гвозди являются самым надежным и прочным вариантом жёсткого крепления стропил к мауэрлату, стенам или коньковому прогону. Они позволяют много кратно увеличить жесткость и несущую способность конструкции стропильного каркаса.

• С помощью металлических накладок. Для соединения элементов стропильного каркаса также используют перфорированные стальные накладки, которые позволяют выполнить их фиксацию без изготовления запила в мауэрлате или стропилах, благодаря чему сохраняются их высокие прочностные качества.

• С помощью «чурок». Чурками называют небольшие брусочки квадратного сечения, которые устанавливаются между стропилами и коньковым прогоном или мауэрлатом в качестве распоров, увеличивающих жесткость конструкции.

• С помощью скользящих креплений. Другой вариант фиксации стропил с коньковым прогоном или мауэрлатом – использование подвижных креплений, которые в быту называют салазки или ползуны. За счет их подвижности можно компенсировать изменение размеров элементов, которое происходит в процессе усадки.

Правила фиксации

Для получения надежного и долговечного соединения несущих ног с горизонтальным брусом важно придерживаться следующих правил:

При использовании стальных уголков, пластин и других металлических деталей их необходимо прочно прикручивать к деревянным элементам несущей системы посредством саморезов.
Если для соединения несущих ног и других деревянных элементов каркаса крыши используются болты, то обязательно применяют специальную шайбу для болта или металлическую пластину. Это не позволит гайке углубиться в тело древесины и ослабить несущий элемент каркаса крыши.
Соединение мауэрлата со стропилами посредством одних гвоздей и саморезов считается ненадежным. Обязательно нужно использовать металлические пластины и стальные уголки, которые позволят усилить узел крепления.
В постройках из древесины ноги наклонной или висячей системы лучше крепить к горизонтальному брусу скользящим способом

Это особенно важно при значительном весе кровли, поскольку позволит избежать деформации крышной конструкции при усадке постройки.

Как видите, существует множество способов соединения несущих ног с горизонтальным брусом без запила

При выборе того или иного варианта важно учитывать конструктивные особенности сооружения, материал стен, вес крыши, тип кровельного покрытия, а также нагрузки, которые будет воспринимать каркас

Общие рекомендации

Прочности крыши зависит не только от того как правильно были сделаны запилы

Примите во внимание следующие советы:

1. Для стропил подбирайте качественные материалы, так как, даже если сделаете точные запилы, брусок может не выдержать нагрузки. Тут нельзя экономить, так эта деталь принимает все нагрузки на себя.
2. Места крепления с мауэрлатом должны быть без дефектов древесины, например, сучков. Хотя они и прочнее древесины, но вокруг образуются завихрения, которые при малейшей нагрузке ломаются.
3. При устройстве крыши не стесняйтесь обращаться за помощью, так как это опасное и ответственное дело.

Грамотно выполненный узел примыкания стропильной ноги и мауэрлата гарантирует долгий срок службы конструкции.

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.

Разновидности крепления стропил

В зависимости от конструктивного решения, наличия внутренних стен и расчетной нагрузке применяют различные виды крепления. Каждое из них подразумевает собственный вариант подготовки стропил для стыковки с мауэрлатом. Ниже перечислены три основных способа крепления:

• жесткий;
• наслонный;
• скользящий.

Последний вариант рассматривать не будем, так при его применении делать запилы не потребуется. Обычно его используют при устройстве крыши на домах из бруса. Он больше всего подходит, так как стены из дерева со временем дают усадку. Из-за этого стропильная система может изменить геометрию и появятся течи.

В остальных вариантах придется делать точные запилы. Понадобятся точные измерительные приборы, строительный карандаш и электрическая или бензопила.

Крепление стропильных ног без мауэрлата

Если мауэрлат не применяется, а стропильные системы фиксируются прямо к перекрывающим балкам, происходит точечное распределение нагрузки от веса всей крыши.

Чтобы это сделать применяют продолговатые балки, которые на 40 см должны выступал за линию стен. Поперек балок натягивается струна – так выполняется равный угол при крепеже. Эта струна будет служить ориентиром, когда под подошвы стропильных ног начнут выпиливать пазы. Как происходит крепление балки и стропильных ног? Известно три распространенных способа:

• упор в торец балки;
• зуб настойчивый;
• зуб шипованный.

Количество требуемых зубьев (два или один) зависит от величины наклонного угла стропильной подошвы. Стропильные кончики вставляют в пазы, дополнительно фиксируя стропильные системы на балках стальными уголками или болтовым соединением. Одинарного зуба в полной мере достаточно, если крепления с балкой осуществляется при помощи врубки.

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:
   • Односкатная крыша;
   • Двускатная крыша;
   • Трехскатная крыша;
   • Четырехскатная крыша;
   • Мансардная крыша.
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.