При строительстве дома практически нет таких соединительных элементов или узлов, которые не имели бы особого значения, поскольку от каждого из них зависит общая надежность конструкции в той или иной ее области. Стыковка стропил в зоне конька — довольно сложная задача, которую можно выполнять разными способами. Из них мастер обычно выбирает самые надежные, применимые к той или иной конструкции.
Стыковка балок в коньковой зоне
Всегда следует помнить, что любые ошибки, допущенные во время монтажных работ при возведении кровельной конструкции, от стропильной системы до кровельного материала, рано или поздно негативно скажутся на качестве всего здания. Поэтому при составлении проекта дома обязательно нужно продумать подключение каждого из узлов. И особенно важно выбрать надежное крепление стропильных ног при формировании конька.
Несколько слов о базовой конструкции стропильной системы
В первую очередь необходимо несколько минут уделить внимание общему устройству стропильной системы, чтобы запомнить, как называются ее основные элементы, так как в дальнейшем описании монтажных работ они будут встречаться довольно часто.
Основные элементы стропильной системы скатной кровли
- Мауэрлат — это дерево, прикрепленное к несущей стене. Он служит для фиксации на ней нижней стороны стропильной ноги и равномерного распределения нагрузки от всей кровельной системы на стены.
Мауэрлат — надежный фундамент под стропильную систему
Этот элемент стропильной системы необходимо правильно выбрать и закрепить на стене, так как от него зависит надежность монтажа всех остальных несущих частей. О том, как установить мауэрлат на двускатную крышу своими руками, подробно рассказывается в соответствующей публикации нашего портала.
- Опоры балки или просто стропила — образуют каркас откоса, закрепленный на мауэрлате внизу, а вверху — на гребне они проходят или между ними, образуя гребень.
- Коньковая балка закреплена на стойке, поддерживаемой подкосами. Он предназначен для жесткой фиксации стропил.
- Зажим представляет собой турник, который дополнительно соединяет пару стропильных ног, придавая конструкции дополнительную жесткость. Крепления имеют особое значение в подвесных стропильных системах, когда невозможно создать промежуточные опоры на капитальных стенах. Перемычки, помещенные между двумя балками мауэрлата, часто используются как балки перекрытия. Устанавливаются ближе к коньку — могут служить основой подшивки потолка мансарды.
- Ребра жесткости и опора представляют собой элементы усиления, предназначенные для придания стропильной системе дополнительной жесткости и прочности. Обычно их используют в тех случаях, когда требуется большая длина стропильных ног, более 5 ÷ 6 метров.
Элементы армирования для многослойной балочной системы
- Стойка используется как опора конькового прогона и часто устанавливается в каждую из ферм, если возводится многоуровневая балочная система, имеющая дополнительные опоры в виде внутренних перегородок столицы.
- Лежен — это балка, которая укладывается на несущие перегородки дома и предназначена для закрепления на ней стоек или столбов.
Важность правильности креплений стропил на коньке
Такой элемент, как конек, присутствует в конструкции большинства видов крыш. Он не доступен в шатровом, сводчатом и остроконечном вариантах балочных систем.
опора для балок
Конек — самая высокая точка стропильной системы крыши
Конек — это самая высокая точка кровли, где соединяются элементы, образующие откосы — стропила. Поэтому основная задача конькового узла — придать прочность и жесткость всей стропильной системе. От того, насколько правильно будет выполнено крепление, эксплуатация кровельной конструкции станет более длительной без необходимости ремонта.
Основные способы монтажа стропил
Монтаж стропил на несущие стены здания можно производить различными способами, о которых нужно знать перед выбором типа соединений несущих элементов откосов на коньке:
- Стропила и подкос соединяют треугольником с землей, затем в готовом виде поднимаются к коробке дома, где фиксируются на уложенном на стены мауэрлате. Установленные фермы соединяются между собой боковыми откосами или коньком.
Треугольные фермы могут быть установлены внизу, на земле по общему шаблону, а затем готовы к установке с определенным шагом на мауэрлат
- На землю монтируются две крайние треугольные фермы, которые будут выходить на торцы, стороны фронтона конструкции. Затем они поднимаются и закрепляются на мауэрлате. Верхние углы конька двух противоположных балок соединяются натянутой веревкой, которая становится своеобразным уровнем, по которому будут выставляться оставшиеся пары центральных балок, уже собранные на месте. Впоследствии собранные фермы соединяются коньковым прогоном.
Канат, натянутый между двумя вершинами противоположных ферм, становится точкой отсчета для установки остальных пар балок.
- Все элементы индивидуально поднимаются на пол и собираются по месту установки. В этом случае на торцевых стенах, по центру устанавливаются вертикальные стойки, которые задают высоту конька. Затем стойки соединяются между собой коньковым прогоном, на котором закрепляются стропильные ноги.
Установленная сразу на нужной высоте коньковая балка становится основой для крепления всех пар балок
Если стропила соединяются в ходу, они не требуют управления натяжным шнуром. Поэтому стойки и балку нужно устанавливать очень аккуратно, ровно и отвесно, под прямым углом друг к другу.
Разновидности соединений стропил на коньке
Как уже было сказано выше, существует несколько способов стыковки стропил при формировании конька, и для этого используются разные крепежи.
К основным вариантам при строительстве частного жилья можно отнести три типа подключений:
Соединение опор балки образцом «полумачта»
- Спил «полудерево», когда половина его толщины выделяется по краям балки перекрытия. Эти выбранные участки накладываются друг на друга и фиксируются одним из подходящих для этого случая крепежом, например, закрученным пропущенным болтом.
Стропила накладываются друг на друга
- Перекрытие — концы стропил накладываются друг на друга и скрепляются между собой сквозным креплением.
Точная регулировка стропильных ног за счет одновременного раскроя комбинированных стропил под необходимым углом
- Путем обрезки торцевых сторон стропил этот способ стыковки выполняется чаще. Его выполняют путем нахлеста стропил, затем их одновременно подрезают. Таким образом получается равномерный разрез двух лучей под одинаковым углом в зеркальном отображении, так что они идеально подходят друг к другу.
Следует отметить, что существуют и другие способы присоединения, например, «охватываемый паз» или стык к коньковой балке, возможно, с креплением к балке для большей прочности между балками дополнительных брусков или досок.
Для большей надежности между точками крепления стропил к коньковой балке устанавливаются дополнительные бруски
Часто одна из сторон стропильной ноги, верхняя или нижняя, закрепляется на подвижных, шарнирных (верхних) или раздвижных (нижних) опорах. Это важно обеспечить в тех случаях, когда крыша устанавливается на недавно построенном новом доме, особенно на бревенчатом коттедже. Такой подход обусловлен тем, что в первые годы эксплуатации конструкция обычно дает усадку и при жестком креплении конструкция крыши может быть повреждена, деформирована, так как изменится «геометрия» системы и разводка нагрузки будут нарушены.
Советы профессионалов о том, какой консервант для древесины лучше выбрать, читайте в нашей новой статье на нашем портале.
Элементы для скрепления стропил на коньке
Существует множество вариантов крепления стропил друг к другу или к коньку — они могут быть жесткими или навесными. Чтобы определиться с их выбором, нужно знать, какие они бывают и какие стропильные соединения подходят.
Для фиксации стропил в зоне конька используют такой крепеж, как металлические накладки или деревянные пластины, дерево, металлические уголки различной конфигурации, скобы, мебельный крепеж, деревянные клинья, гвоздевые пластины. Эти крепления крепятся саморезами, шурупами, болтами и гвоздями. Выбор крепежа во многом зависит от выбранной конструкции соединения.
Различные подходы к креплению стропил в коньковой зоне
Фиксация болтом
Крепление стропил к коньку болтом позволяет им сдвигаться в ту или иную сторону относительно оси при усадке конструкции. Если такая опора применяется к верхней части, нижняя сторона стропильной ноги должна быть жестко закреплена на мауэрлате.
- На схеме выше под первым номером показано соединение стропил методом «паз-штифт» и фиксируется болтом, допускающим небольшой люфт друг относительно друга при усадке здания.
Следует особо отметить, что этот способ подходит для легких холодных кровель, которые не будут отягощены большой нагрузкой, так как стропила в узле крепления несколько ослаблены вырезами для соединения паз-шип и сквозным отверстием, выполненным в их.
- На шестом рисунке схемы также показано крепление стропил болтом, но в этом случае они устанавливаются между собой «внахлест», а убегающие — методом распила. Этот метод соединения обеспечивает меньший диапазон смещения, но все же возможен в определенных пределах. В этом варианте стропила менее ослаблены, так как не имеют вырезов для соединения и выдерживают большую нагрузку. Однако использовать такую технологию соединения для крыш с большой площадью скатов все же не рекомендуется.
Соединение ножек балки двумя болтами при помощи металлической пластины
- Если планируется произвести жесткое крепление стропильных ног, смонтированных в торцевой части, болтами в коньковой части, используются два крепежа, устанавливаемые в сквозные отверстия, через две металлические пластины, которые монтируются с обеих сторон соединения.
Дополнительный угол, закрепленный на стропильной ноге и на коньковой балке, делает стык более жестким
- Если вы хотите сделать соединение стропил внахлест жестким и закрепить его болтом, то применяют дополнительные крепежные элементы — металлические уголки, прикрепленные к коньковой балке.
Скрепления стропил пластинами
На схеме выше под номерами два и три показаны варианты жесткого крепления с использованием металлических пластин и деревянных пластин. В этом случае очень важно правильное расположение дополнительных элементов. Подобный способ крепления используется, когда соединение стропил производится от одного конца к другому путем обрезки и подгонки их краев, а также при установке стропил на коньковую балку.
Соединение балок металлическими пластинами и болтами
- Перфорированные металлические пластины крепятся к стропилам гвоздями, шурупами или болтами. Для жесткости соединения стропила можно дополнительно прикрепить к прогону с помощью металлических уголков. Этот вид крепления достаточно прочен и может использоваться для устройства крыш с большой площадью и нагрузкой.
- Сайдинг из дерева более надежен, так как работает не только как крепеж, но и как крепление стропил.
Жесткое защемление коньковой балки между двумя перекрытиями — затяжками
Если планируется сделать усиленный вариант крепления, для кровельного покрытия, имеющего большой вес, стропила крепят в два ряда внахлест, между которыми зажимают коньковое стропило. Такой способ крепления жестко удерживает стропила в зоне конька, но в этом случае необходимо установить на мауэрлат скользящее соединение, что позволит избежать деформации системы при усадке конструкции.
шурупы для дерева
Раздвижная опора на мауэрлате
- Отдельной линией идет крепление стропил на конек с треугольным перекрытием, повторяющим угол наклона скатов кровли.
Стропила соединяются по коньку треугольной пластиной. Обратите внимание на расположение дополнительных затяжек
Такой способ крепления обеспечивает высокую степень жесткости крепления, но если откосы имеют большую площадь, то стропильные ноги дополнительно соединяются затяжками. Они расположены под коньковым соединением и предназначены не только для придания конструкции жесткости, но и для снятия части расширяющей нагрузки стропильной системы с несущих стен.
Эти элементы также могут служить каркасом для отделки потолка, если вы планируете оборудовать на чердаке гостиную или кладовую.
Накладки и раскосы можно прикрепить к стропилам гвоздями или саморезами.
Закрепление стропил врубкой
На стропильных ногах делаются вырезы под коньковый брус
Этот способ крепления показан на схеме выше четвертым и пятым номерами. При таком подходе на стропилах делают вырезы по ширине конька. Вырезы делают на 5 ÷ 7 мм шире ширины прогона, так как необходимо предусмотреть расстояние для расширения по температуре и влажности. Разрез можно использовать в сочетании с другими застежками, такими как «внахлест», «канавка-штифт», внахлест и металлические уголки.
Шарнирное крепление стропил
Ноги балки соединяются в коньке на петлю
Такой способ соединения стропил в строительстве применяется не часто, хотя он достаточно удобен в установке и позволяет уравновесить стропильную систему при усадке несущих стен. В этом методе нет необходимости регулировать угол стропильных ног, так как его можно сформировать с помощью петли. Его закрепляют между стропилами на необходимом расстоянии, которое будет зависеть от угла наклона скатов кровли. Болт выполняет роль шарнира, фиксируя стропила после установки их на стропило под нужным углом.
Скрепление стропил гвоздевыми пластинами
Так называемые специальные ногтевые пластины очень удобны для соединения деревянных деталей
Помимо перечисленных выше элементов, для крепления стропил к коньковому соединению используются гвоздевые пластины.
Однако их можно использовать только тогда, когда фермы собраны в лежачем положении на земле и уже установлены в готовом виде на мауэрлат, так как этот вид плит крепится к стропильным ногам с помощью специального пресса. Этот процесс практически невозможно осуществить с отягощением в вертикальном положении.
Кровельные фермы, собранные с помощью гвоздевой пластины
Используя такой способ крепления деревянных деталей, можно значительно ускорить процесс монтажа, но для этого придется приобрести или арендовать специальный пресс.
отвертка
Специальный пресс для установки пластин для соединения гвоздей
Таким способом крепятся не только стропильные ноги, но и другие элементы конструкции. Гвоздевые пластины помогают существенно сэкономить на шурупах, болтах или гвоздях, так как вам потребуется приобретать многие из этих крепежных элементов, учитывая количество соединительных узлов в стропильной системе.
Для крепления стропил широко используются различные стальные уголки
Помимо этих креплений, в качестве вспомогательных используются металлические уголки и кронштейны необходимого размера, вбитые одновременно в оба стропила на их коньковой части. Однако работать с кронштейнами необходимо с особой осторожностью, так как они легко могут разделить стропильную балку.
Сращивание стропил на разных типах крыш
Теперь, ознакомившись с основными способами соединения и фиксации стропильных ног на коньке, следует рассмотреть, какие из них используются для установки различных стропильных систем.
Двускатная система крыши
Один из вариантов соединения стропил на двускатной крыше
Стыковку стропильных ног в систему двускатной крыши можно произвести:
— стыковые, то есть они упираются друг в друга и при этом их концы подгоняются обрезкой;
— С фиксацией на коньке с двух сторон.
- Если стропила соединяются встык, то их обычно скрепляют внахлест, которые прикручивают саморезами или болтами.
Соединение опор балки и вертикального водостока скобами и внахлест
- Если стропила крепятся на коньке, их фиксируют на нем металлическими уголками, угловыми скобами или прикручиваемыми саморезами внахлест.
При большой длине стропильных ног можно установить дополнительные прогоны
На этой схеме показана конструкция с двумя прогонами:
1 — Опоры перекладины.
2 — Стойка.
3 — Затягивает (шпалы).
4 — Гонки.
5 — Мауэрлат.
6 — Кровати.
- Стропильные ноги двускатной стропильной системы могут поддерживаться двумя стропильными стропилами, которые устанавливаются и закрепляются на стойках. Для пространственного эффекта конструкции также применяются анкерные тяги (перекладины). Все эти элементы надежно удерживают ножки балки, снимая основную нагрузку с конька, благодаря чему балки можно соединять внахлест или пазогребневым соединением».
- Если стропильная система собирается без использования стропильных ног, только стыковка торцевых концов стропильных ног, то их также нужно поставить с одной или двумя парами опор, которые крепятся к стропилам гвоздями, шурупами или болтами.
- Для крепления стропильной ноги к перекладине при установке встык используют боковые пластины из дерева или металла, а также можно использовать гвоздевые пластины, если ферма собрана заранее.
Набор готовых шпалер в сборе с ногтевыми пластинами
- Если стропильные ноги изготовлены из бревна, их крепят к перекладине без использования внахлест. Для соединения с торцами ригеля делают выемки на ½ их толщины, затем прижимают к стропилам и закрепляют гвоздями или саморезами. Кроме того, такие стропильные ноги укрепляют подкосами. Это особенно важно учитывать, если расстояние между несущими стенами больше 7000 мм.
- Угловые кронштейны используются для более надежного крепления стропильных ног на коньке в зданиях, расположенных в регионах с сильными ветрами. Скобы помогут предотвратить возможное смещение и деформацию элементов стропильной системы.
Стропила из бревен делают только с толстыми несущими стенами и надежно армируют, так как вся стропильная система получится достаточно массивной. Если для конструкции планируется использовать именно этот материал, рекомендуется заранее произвести точные расчеты несущей способности стен и самой системы, а лучше доверить их специалистам.
Воспользуйтесь калькулятором для расчета высоты конька стропильной системы с необходимыми пояснениями.
Еще один момент, который необходимо учитывать при составлении проекта кровли и при ее установке, это то, что чем круче уклон кровли, тем прочнее должны быть горизонтальные армирующие элементы конструкции. И наоборот, если скаты крыши немного наклонены, особое внимание следует уделить прочности вертикальных опорных элементов стропильной системы.
Вальмовая и полувальмовая крыша
Есть две похожие конструкции: тазобедренный и полуобедренный. Они различаются конфигурацией оконечных откосов: если в первых двух полных откосах от гребня до уровня карниза, то на втором скате он заканчивается выше уровня карниза или венчается сверху венцом небольшой вертикальный треугольный фронтон.
Крепление стропил в коньковой балке в обеих конструкциях имеет свои особенности, несколько отличные от обычной двускатной кровли. Монтаж этих балочных систем усложняется дополнительными элементами, образующими бедра — косыми ножками или диагональными балками. Также помимо обычных стропильных ног, которые в этой конструкции называются центральными и промежуточными, параллельно им устанавливаются укороченные (салфетки).
Примерная схема конструкции вальмовой стропильной системы.
Если выбрана вальмовая крыша, размер конька будет меньше длины постройки. По «классической» схеме при одинаковых углах наклона боковых откосов и вальмы длина конька будет уменьшаться на ширину здания. Карнизная сторона боковых откосов будет равна длине ската стена, без учета свесов. Таким образом, боковые откосы будут иметь форму трапеции, а торцевые стороны — треугольной формы.
В таких крышах установка коньковой балки (консоли) отличается от стандартной конструкции, так как нагрузка на нее будет намного выше, чем в обычной стропильной системе с двумя скатами.
Опорные стойки, на которых будет крепиться прогон, следует установить на грядку, уложить и закрепить на перегородке капитального дома или на мощных балках перекрытия. Крайняя опора бедренной балки в данной конструкции закрепляется на балке с отступом от края 150 ÷ 200 мм. Это расстояние будет зависеть от ширины диагональных стропил, которые должны быть прикреплены к этому участку прогона головы с внешними стропилами трапециевидной части крыши. Такой соединительный узел довольно сложно поддается самонастройке, а углы сходящихся на нем элементов необходимо тщательно рассчитывать и регулировать путем обрезки.
Система кровли павильона поддерживается капитальной перегородкой в центре здания
Мауэрлат в вальмовой и среднеребренной конструкции кровли необходимо размещать по всему периметру строительной коробки, представляя собой единый жестко связанный каркас, так как это необходимо для фиксации вальмовых элементов и равномерного распределения всех нагрузок на стены.
Диагональные (косые) стропила, образующие края бедра, должны иметь ступенчатую выемку по всей своей длине с обеих сторон или вмонтированные черепные бруски. Это нужно для упрощения крепления ножек укороченной бедренной балки — клинья. Поскольку диагональные стропила длиннее центральных, и на них приходится максимальная нагрузка, часто они состоят из двух досок, скрепляя их между собой. Черепные планки на диагональных стропилах крепятся гвоздями или саморезами.
Работы по установке элементов бедра выполняются в следующем порядке:
- Готовые диагональные стропила устанавливают и крепят методом пропила к краю коньковой балки и к центральным стропилам фронтальной части конструкции. Нижняя часть стропил крепится точно к углу здания на мауэрлат. Крепление может производиться металлическими уголками и угловыми скобами.
Стык центральной и косой балок на коньковой балке
- Следующим этапом может быть установка двух подкосов, которые закрепляются на стойке основной стропильной системы одним краем, а на внутренних сторонах диагональных стропил на уровне примерно ⅓ длины от верхнего крепления — с другим. Крепление осуществляется при помощи металлических уголков или колодок и саморезов (гвоздей).
Часто для усиления стропильных ног используют фермы
- Кроме того, при необходимости диагональные наклонные стропила следует укрепить снизу опорами-опорами, закрепленными на шпренгеле. Шпренгель — это балка, которая устанавливается по диагонали в углах каркаса мауэрлата, на который опирается стойка, поддерживая балки. Эти элементы можно скрепить металлическими уголками или скобами.
- Верхний край стоек срезается под углом, равным уклону диагональных стропил и закрепляется к ним саморезами. При необходимости стойка может быть дополнительно усилена подкосами, закрепленными на ней и на шпренгеле.
Вариант крепления укороченных стропил (стропил) на одну стойку подступенка
- Затем, в зависимости от наклона диагональных балок, на них наносят разметку и закрепляют путем разрезания на черепных стержнях. В нижней части конструкции на мауэрлат крепятся наручники.
Расчет и установка вальмовой крыши — задача не из легких!
Если принято решение строить только такую крышу, придется хорошо поработать как над расчетами, так и над подготовкой необходимых элементов конструкции. Подробнее о стропильной системе вальмовой крыши читайте в специальной публикации нашего портала.
Монтаж любой стропильной системы — мероприятие крайне ответственное, так как от качества ее монтажа зависит срок службы всей конструкции в целом. Поэтому, если вы решили проделать эту работу самостоятельно, рекомендуется пригласить в качестве помощника опытного мастера, который не будет допускать грубых ошибок, которые часто допускают новички.
В конце публикации — небольшой видеоролик, показывающий процесс монтажа и установки стропильных ног.
