Крепление стропил к балкам перекрытия — нюансы опирания стропильной системы

Крепление стропил к балкам перекрытия — нюансы опирания стропильной системы

Классическая стропильная система опирается на мауэрлат, который передает нагрузку на стены. Однако в некоторых случаях возникает необходимость передать нагрузку на балки перекрытия. Если вы собираетесь монтировать крышу самостоятельно, рекомендую разобраться, как осуществляется крепление стропил к балкам перекрытия и для чего вообще выполняется такой способ монтажа.

Стропильные ноги можно уложить не только на балки, но и мауэрлат

Какими бывают соединения

Перед тем как перейти к тонкостям монтажа креплений стропил к балкам перекрытия или мауэрлату, нужно немного рассказать о видах этих крепёжных элементов. Стоит признать, что за тысячелетия развития строительной индустрии было создано множество материалов, инженерных конструкций и технологий возведения зданий.

Тем не менее в результате постоянного прогресса в большинстве случае используют всего три вида креплений стропил к балкам перекрытия:

• крепление стропил, которые предварительно были удлинены по специальной методике;
• крепление стропил к мауэрлату;
• задействование специальных элементов для лучшей фиксации креплений.

Последний тип крепления стропил к балкам перекрытия позволяет обеспечить более высокую надёжность всей конструкции. При выборе способа фиксации главной задачей конструктора является равномерное распределение нагрузки.

Также нужно более подробно остановиться на втором пункте. У новичков в строительном ремесле сразу же возникнет закономерный вопрос о значении термина мауэрлат. По факту это толстая балка, которая укладывается параллельно коньку. При этом делается это вдоль оси стены. Проще говоря, именно на нём держится вся стропильная система.

Чаще всего в качестве мауэрлата используют брус. Оптимальным считается сечение 15 на 15 сантиметров. При подборе бруса вы должны учитывать, что он будет держать на себе весь вес крыши.

Мауэрлат должен быть надёжно закреплён к стене. Для этого лучше всего использовать шпильки. Их нужно вмуровать в армированный бетонный пояс. Также можно применить проволоку достаточной для надёжной фиксации толщины.

Какие способы крепления стропил применяются

При возведении крыш применяется два вида стропильных конструкций — это висячие и наклонные стропила. Постараемся кратко рассмотреть оба вида таких конструкций и их крепление к мауэрлату.

Для равномерного распределения нагрузок наклонной конструкции крыши выбирают распорный и безраспорный способы крепления стропил к мауэрлату. Когда используют безраспорную конструкцию стропильных ног, тогда отсутствует распорное давление между стенами и опорами строения.

Чтобы устроить распорную конструкцию, применяют только жёсткое крепление стропил по фронтону без использования ползунов. Усилие от крыши через стропильные ноги воспринимают несущие стены и опоры. Крепление стропил к мауэрлату делается таким образом:

• Опорой для стропильной ноги служит мауэрлат. Стропила крепят, используя принцип скользящей ноги, а верхнюю часть закрепляют на прогоне конька.
• Нижнюю часть стропильной ноги закрепляют на мауэрлате, используя ползун. В верхней части стропила соединяются болтовыми соединениями или другими способами.
• Стропильные конструкции и прогоны конька соединяют в прочную конструкцию, её ещё называют коньковым узлом, с помощью деревянного бруска. Скрепляют их гвоздями, которые необходимо забить с обеих сторон параллельно коньку.

Крепление стропильных конструкций к мауэрлату безраспорным способом несколько отличается от того, что было описано ранее:

• Будет правильным решением делать крепление, используя ползуны. В этом случае в нижней части стропильной ноги не будет вспомогательного упора. В верхней части элементы конструкций упираются одно в другое и соединяются они между собой различными накладками.
• Крепление производят с помощью жёсткого защемления нижних концов стропил с мауэрлатом. Для этого используют нижнюю опорную планку или запил, а верхний конец опирается на прогон конька в горизонтальную врубку. Можно использовать крепление с помощью ползуна, тогда будет небольшая возможность для вертикальных вращений в местах соединения.

В случаях, когда конструкцией крыши предусмотрено устройство висячих стропил, а такое бывает, если нет внутренних опор в здании или столбов, нижний конец стропильной ноги имеет свес и выходит за пределы опорной стены. Вся нагрузка, исходящая от крыши распределяется по наружным стенам.

Система имеет вид симметричного треугольника, сторона которого может иметь длину от 7 до 12 метров. В её конструкции предусмотрены горизонтальные растяжки из бруса, а также стропильные ноги, которые устанавливают под наклоном с определённым углом. Верхние концы стропил на коньке устанавливают в выполненный запил. Усиление конструкции производят с помощью ригеля.

Жесткий способ

Крепление стропил на балки можно провести с использованием нескольких методов. Один из таких способов крепежа называется жестким. Такое крепление стропил к балке производится в следующей последовательности:

1. Вначале подготавливают балку. В ней необходимо вырезать выемку. Делать ее нужно с таким расчетом, чтобы глубина была не боле трети от толщины балки перекрытия. Также место крепления стропил должно быть не ближе двадцати сантиметров от края. В этом случае можно избежать скола балки.
2. Выемка делается в зависимости от используемого способа крепления стропил. Чаще всего используют два способа жесткого крепежа – это с одним или с двумя шипами. Если крыша дома имеет крутые скаты, то она будет испытывать меньшую снеговую нагрузку. В этом случае применяют способ крепления стропил с одним шипом. При меньшем угле наклона лучше использовать крепеж с двумя шипами. В этом случае стропила будут более надежно сцеплены с балками и смогут выдержать большие нагрузки.
3. Следующий шаг – это подготовка стропильных ног. В их нижней части нужно вырезать выступы, которые будут точно повторять выемки в балках перекрытия.
4. В обоих случаях, как с балкой, так и со стропилами, всю работу нужно проводить аккуратно. Нужно чтобы выступ совпал с выемкой. Чтобы облегчить эту задачу желательно заранее сделать шаблон.
5. Далее крепим стропила на свои места. Они устанавливаются в выемки. Но такое крепление стропил все равно не сможет выдержать нагрузки. Поэтому его усиливают гвоздями, вбитыми под углом. Кроме того, лучше использовать дополнительно металлические планки и уголки.

Есть еще одна рекомендация от специалистов по поводу крепления стропил к балкам перекрытия. Такие соединения нужно усиливать, обмотав кованой проволокой достаточного сечения. При этом она закрепляется на стене к заранее вмонтированным анкерам. В этом случае стропильная система крыши будет более прочной и долговечной.

Соединение: стропильная нога + балка

Любая крыша под воздействием на нее различных видов нагрузки осуществляет стремление «поплыть» по сторонам и книзу. Чтоб не довести до такого, применимы разные способы, которые станут препятствовать смещениям сегментов стропильных систем.

Одним из проверенных временем и опытом мастеров методов является вырезка разъемов в стропильных ногах, что будет возможным осуществить путем соединений при помощи зуба с упором, с шипом или опоры стропила на балочное перекрытие.

Врубку в первом варианте используют, если у кровли большой уклонный угол. Это значит, что прикрепление стропил ведется под углом более 35 о . В стропильной ноге делают зуб с упором и с шипом, а в теле балки под шип делают соответствующее гнездо (заглубление врезки до одной трети толщины самого бруса, иначе будет осуществляться ослабление конструкции). Врез проводят, отступив от края на расстояние не более 40 см, в таком случае обычно удается избегнуть скола. А чтоб не допускать сползания соединений вбок, одинарный зуб создается вместе с шипом.

Врубки с 2-ми «зубами» могут применяться для пологой кровли, в случае, когда угол меж соединяемыми элементами не будет свыше 35 о . Сам процесс реализуется одной из следующих методик:

• в 2 шипа;
• в упоры – без участия шипов;
• в упоры, дополняемые шипами;
• скрепление замочного плана с 2-мя шипами (возможны и иные вариации).

Для 2-х зубов вход по своей глубине обыкновенно одинаковый. Однако, в некоторых вариантах 1-й из дополняемых шипами зубьев заглубляется на треть от толщины всей балки, а 2-й – на половину.

При обустройстве крышных конструкций может быть задействована и методика, когда соединяются друг с другом: стропильная нога плюс потолочная балка из перекрытия (используется довольно нечасто). В этом случае в ноге сооружают упорный зуб таким образом, чтоб 1-я из плоскостей укладывалась на плоский балочный срез, а 2-я – фиксировалась в вырез, который заглубляют в треть толщины балки. Для пущей прочности кроме врубок зачастую выполняется еще и дополнительное присоединение с помощью болтов и хомутов.

Крепление стропил к балкам

Висячие стропила имеют всего одну точку опоры – стену, что приводит к возникновению горизонтальных распорных давлений во всей стропильной системе. В этом случае, чтобы погасить распорные силы, применяют затяжку – брус или доски, соединяющие воедино ноги встречных стропил при жёстком соединении стропильных верхушек. В результате получается безраспорный треугольник, который связывается со стеной дома.

Иногда вместо затяжки применяются балки перекрытий, которые укладываются перпендикулярно стенам, в одной плоскости со стропилами. Чаще всего такое крепление стропил используется при возведении лёгких мансард.

Следует отметить, что какая бы ни была лёгкая крыша, крепление стропил к балкам лучше производить, когда заведомо известно, что стены дома крепкие, так как нагрузка от стропил на стены дома будет точечная, и не распределится равномерно, как в случае крепления стропил к мауэрлату.

Балки перекрытия для облегчённых крыш выбираются не толстые, чаще всего сечением 5х15 см. Для создания свеса крыши, балку нужно брать такой длины, чтобы можно было концы её вынести за стены не менее чем на 550 мм с каждой стороны. Стропило тоже выносится за стену и крепится (упирается) к краю балки.

Виды креплений ↑

Одна из задач, которую необходимо решить еще на стадии проектирования, это как наиболее равномерно распределить нагрузку на стены строения, создаваемую весом крыши, в том числе и стропилинами. От этого подбирается схема каркаса (висячая или наслонная), и уже после определяются виды крепежей.

Однако, несмотря на выбранную схему стропильной системы, все виды фиксации отдельных деталей можно разбить на несколько основных групп:

1. Крепеж стропилин к брусьям мауэрлата ;
2. Соединение отдельных стропил между собой при наращивании длины;
3. Обеспечение прочностных характеристик и жесткости стропильного каркаса путем фиксации с дополнительными элементами: подкосами, бабками, прогонами и прочими.

Однако стоит знать, что, например, крепеж стропилин к мауэрлату не всегда возможен. Такая ситуация может возникнуть в нескольких случаях:

На сложных двухскатных или вальмовых типах крыш , когда угол наклона плоскостей скатов различный. В такой ситуации крепеж стропил осуществляют на балках перекрытия здания. В ситуациях, когда проводится реконструкция старого строения и углы наклона разные. Монтаж происходит также на перекрытии здания. Когда состояние стен не позволяет установить на их срезах мауэрлат (в старых строениях), а монтаж балок перекрытия более целесообразен.

С сочетанием всех этих вариантов соединений обеспечивается сборка всего каркаса крыши. Но, выполнение таких работ невозможно без использования соответствующей номенклатуры крепежей.

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:

• Висячие стропила устанавливают на небольшие дома, гаражи и прочие хозпостройки, у которых пролёт между стенами составляет не более 5-6 метров. Верхними концами они соединяются друг с другом без дополнительной опоры, а нижние, опирающиеся на стены, стягивают горизонтальными элементами – затяжками. Затяжки уменьшают распирающие нагрузки от стропил на стены, принимая их на себя.

Способы креплений стропил к мауэрлату

Все известные методы можно разделить на два типа: жесткое крепление и скользящее крепление. Тип крепления выбирают исходя из формы и конструкции кровли и от вида используемых стропил – наслонных или висячих. При жестком соединении исключена возможность поворотов, сдвигов, кручения, изгибов между элементами. Крепление стропила к деревянному мауэрлату правильно производить следующими способами:

• с помощью уголков с опорным подшивным брусом перекрытия;
• с выполнением седла (запил) на стропильной ноге с использованием гвоздей, скоб или проволоки.

Скользящее или шарнирное крепление стропил к мауэрлату, как и скользящее соединение стропил с балками, имеет две степени свободы. Это достигается использованием специального крепежа перекрытия, который дает возможность перемещения в заданных пределах одного из элементов узла. В данном случае перемещаемым элементом выступает стропильная нога по отношению к неподвижному мауэрлату.

Все эти методы позволяют элементам в узле двигаться между собой. Наиболее часто такие виды крепления рекомендуют деревянным домам из бруса и бревен. Скользящее соединение устойчиво к усадке здания, и вся конструкция перекрытия мягко подстраивается под изменения при усадке.

Креплению стропила к мауэрлату уделяется огромное внимание. Ведь каждый соединительный узел должен быть выполнен надежно и качественно, запил должен быть вырублен точно по трафарету с плотным прилеганием. В любых соединениях не допускается использование подложек, прокладок и других деформирующихся и теряющихся элементов.