Крепление стропил: рассматриваем способы

Как могут крепиться стропила

Прежде, чем приступать к строительству крыши, следует сделать тщательный расчет, учитывающий:

• собственный вес конструкций стропильной системы;
• вес кровли;
• снеговую нагрузку;
• ветровую нагрузку.

В конструкцию стропильной системы входят:

• стропила;
• прогоны;
• стяжки;
• подстропильные ноги.

Вся конструкция при этом может опираться на мауэрлат, представляющий собой брус, уложенный сверху по периметру стен и надежно к ним закрепленный, или на деревянные балки перекрытия.

Оба эти способа имеют свои особенности. Главным же отличием является распределение нагрузки. В случае с креплением к брусу верхней обвязки (мауэрлату) нагрузки равномерно распределяются по периметру стен. А в случае крепления к балкам без устройства мауэрлата, нагрузки сосредоточены в точках их приложения.

Устройство стропильной системы без мауэрлата с креплением к балкам перекрытия часто встречается при возведении срубов. Но такой способ совсем не подойдет для кирпичных стен. При опирании стропил на балки, перекрывающие коробку здания, кирпичная кладка может начать со временем разрушаться в местах приложения нагрузок.

При индивидуальном загородном строительстве сегодня чаще всего используют следующие способы крепления стропил к стенам:

• крепление к верхнему венцу сруба без мауэрлата;
• устройство верхней обвязки и крепление к ней стропильной системы при строительстве каркасных зданий;
• крепление стропил к балкам перекрытия;
• крепление к мауэрлату.

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

Общие сведения о материале

Керамзитобетон — принципиально новый стеновой теплоизоляционный материал, который возможно использовать как в несущих, так и в ограждающих конструкциях. Данный материал представляет собой одну из 6 глубоко усовершенствованных разновидностей бетона — так называемый легкий бетон.

Соответственно, керамзитоблоки представляют собой блоки, изготовленные из керамзитобетона. Основными составляющими данного материала являются цемент, вода, вспененная и обожженная глина.

• при помощи изменения пропорций вышеперечисленных составляющих можно добиться требуемой плотности и прочности. Чем больше цемента добавить в керамзитную смесь, тем крепче и прочней будет произведенный блок;
• при этом единственным недостатком станет пропорциональное увеличение теплопроводности. Другими словами, стены станут более холодными.

Сегодня керамзитобетонные блоки практически полностью заменили применяемые ранее шлакоблоки. Они прекрасно подходят для того, чтобы недорого построить дом. Сам процесс изготовления керамзитобетонных блоков идентичен процессу изготовления шлакоблоков.

Основное отличие заключается в том, что заполнителем в шлакоблоках выступал доменный шлак. Соответственно, теплопроводимость таких блоков оставляла желать лучшего, как и прочность.

Дом из этого материала был весьма недолговечным. Сегодня параметры таких газосиликатных блоков на порядок превосходят шлакоблоки по данным характеристикам, являясь вдобавок экологически чистыми.

• керамзитоблоки, обладая отличными прочностными характеристиками, подходят не только для малоэтажного строительства. Дом получается теплым и прочным. При этом характерные сквозные пустоты в данных блоках позволяют обустраивать в теле стены скрытый каркас, который резко увеличивает несущую способность стены;
• размеры газосиликатных блоков несколько крупней двойного кирпича (камня). Отметим, что кладка таких блоков ничем не отличается от кладки из простого керамического кирпича, однако является более удобной и легкой, и времени на то, чтобы построить дом, уйдет намного меньше.

Использование вместо кирпича керамзитобетонных блоков на малоэтажном строительстве (например, чтобы построить частный дом) существенно уменьшает себестоимость работ — от 6 до 6 0 %.

Данные блоки прекрасно сочетаются с подавляющим числом железобетонных изделий; строительных материалов, необходимых, чтобы построить дом; металлоконструкций, оконных и дверных проемов.

Монтаж обрешетки

Правильно смонтированная обрешетка является залогом надежной кровли. В зависимости от выбранного кровельного покрытия обрешетку можно сделать сплошной или разреженной.

В большинстве случаев для изготовления обрешетки используют бруски или доски. Фиксация брусков выполняется одним крепежным элементом в узле соединения, доска прибивается двумя гвоздями, которые располагают по краям. Не рекомендуется прибивать доску одним гвоздем, так как в этом случае может привести к выкручиванию материала под действием больших нагрузок.

Допускается использование короткого пиломатериала для обрешетки. Сращивание элементов нужно делать непосредственно на стропилах, фиксируя при этом концы обоих соединяемых деталей. Стыки элементов обрешетки на соседних рядах рекомендуется располагать на разных стропилах.

Для качественной установки стропильного каркаса, нужно выбрать наиболее правильное крепление стропил.

Крепление мауэрлата при помощи химического анкера

Данная технология на строительном рынке появилась относительно недавно и дает возможность надежно фиксировать различные архитектурные элементы к непрочным поверхностям. Химический анкер можно использовать для крепления мауэрлата к фасадной стене из пустотелого кирпича.

Клеевой состав в капсулах предназначен для монтажа одного анкера

Работать с применением химических анкеров намного проще и быстрее, чем вмуровывать металлические шпильки в стену. Кроме того, расположение мест фиксации мауэрлата можно выбирать уже после сборки стропильной системы, что исключает ошибки во время разметки.

Химический анкер состоит из специального клеевого состава, металлической втулки с внутренней резьбой и шпильки.

Преимущества химического анкера в сравнении с распорным дюбелем в пустотелых стройматериалах

Как устанавливать химический анкер?

Вначале ставится на место мауэрлат и делается разметка мест установки дюбелей. Затем высверливаются отверстия в брусе, а потом продалбливаются отверстия в стене.

Готовые отверстия в кирпичной кладке наполняются клеевым составом, в него вставляется дюбель. После завершения процессов полимеризации обеспечивается надежная фиксация крепежа в стене из пустотелого кирпича.

Надо знать, что полимерный клей – дорогостоящий материал. В целях экономии финансовых средств рекомендуется заранее определить необходимое количество клея. Делается это по формуле .

Примерный расход клеевого состава можно определить заранее

Перед использованием химического анкера нужно внимательно прочитать инструкцию производителя и выполнять все его рекомендации. Относительно высокая стоимость химических анкеров всегда окупается экономией времени во время монтажа стропильной системы кровли дома.

Классификация соединительных узлов

Каркас крыши состоит из целого ряда элементов, надежно скрепленных между собой. Но основную эксплуатационную нагрузку несут стропила, поэтому от прочности их крепления на мауэрлат и соединения между собой зависят функциональные характеристики крыши и безопасность всей конструкции.

Стропильные системы, висячие и наслонные, передают нагрузку от собственного веса, веса кровельного пирога и атмосферных воздействий на несущие стены и другие конструкции. Нижние концы стропил опираются на опорную балку или мауэрлат, верхние попарно скрепляются непосредственно друг с другом или монтируются к коньковому прогону. Кроме того, для жесткости конструкции применяются дополнительные опоры, ригели, подкосы и другие элементы. При необходимости увеличить длину стропил выполняется наращивание стропильных ног. В целом, узлы соединения стропил можно подразделить на несколько основных групп :

• узел соединения с «фундаментом» крыши»;
• узел конькового соединения;
• узел крепежа дополнительных элементов стропильной системы;
• стыкование стропил при наращивании.

Все виды соединения стропил подразумевают использование определенных крепежных элементов.

Наращивание стропил

Соединение стропил между собой по длине позволяет изготовить стропильную ногу необходимых размеров из имеющегося пиломатериала. Чаще всего сращивание выполняется следующими методами соединения :

• встык;
• внахлест;
• способом косого прируба;
• в три доски;
• с опорой на прогон.

Крепление встык. Для сращивания стыкуемые концы требуется отрезать строго под углом 90°. После плотного совмещения получившихся торцов, на стропила в месте стыка монтируется деревянная накладка или металлический крепежный элемент (пластина с зубьями). Накладки из доски устанавливаются с обеих сторон и прибиваются в шахматном порядке гвоздями соответствующей длины, либо крепятся саморезами.

Метод косого прируба. Подрезка концов выполняется под углом 45°. Срезанные концы стыкуются, после чего посередине сверлится сквозное отверстие для болтового крепежа. Бруски стягиваются болтом диаметром 12 или 14 мм с широкой шайбой.

Крепление внахлест. Деревянные элементы укладываются с нахлестом и по всей длине сшиваются гвоздями, которые должны располагаться в шахматном порядке. В отдельных случаях могут применяться шпильки с гайками и шайбами. Такое соединение стропил по длине не требует точного выполнения срезов торцов.

Длинную стропильную ногу можно изготовить, используя три доски и прокладки. В этом случае одна из досок укладывается между двумя другими с нахлестом не менее метра и крепится гвоздями в шахматном порядке. Затем в пустой промежуток между крайними досками вставляются и пришиваются гвоздями деревянные прокладки, равные по толщине средней доске, чтобы обеспечить жесткость конструкции.

Соединение стропил по длине с опорой на промежуточный прогон выполняется в том случае, когда все стропильные ноги наращиваются на одном расстоянии от свеса крыши. Горизонтальный прогон монтируется на стойках, которые опираются на внутреннюю несущую стену или колонны. В случае, когда место сращивания приходится на прогон, появляется возможность обеспечить необходимую жесткость длинной стропильной ноги. Обе части стропила соединяются между собой скобами либо другими элементами, и дополнительно гвоздями крепятся к прогону.

Наращенная стропильная нога должна по всей длине иметь одинаковую жесткость и прочность, в противном случае в процессе эксплуатации крыша деформируется.

Дельные советы

Важно помнить и о нескольких советах, которые знают опытные строители и дают их начинающим

Важно не забыть обработать деревянные элементы защитными составами против насекомых и влаги. В этом случае дерево проживет намного дольше, хотя само по себе оно в любом случае – достаточно надежный и долговечный материал.
Не стоит пренебрегать мауэрлатом, даже если на участке сооружается небольшой дачный домик.
Вентиляционные зазоры при кровле крыши важно соблюдать

Они обеспечат правильный микроклимат для всех элементов кровли и, соответственно, увеличат срок ее службы.

Для мауэрлата и стропил рекомендуется выбирать древесину лиственных пород, качественную и без трещин.
Для фиксации всех узлов важно брать те крепежные элементы, которые смогут сопротивляться воздействию влаги, то есть оцинкованные или имеющие другое защитное покрытие.
Заранее нужно озаботиться наличием всех инструментов, которые могут понадобиться. Это молоток, электрический лобзик, сверла нужного диаметра, дрель, обычная ручная пила, угольники и линейки, карандаш для нанесения разметки, строительный уровень.

Все работы на кровле требуется производить со страховкой. Лучше максимально обезопасить себя от возможных падений и травм.
Стропила монтируются так, чтобы образовался карнизный свес. Он необходим для того, чтобы кровля выступала за уровень стен. Тогда дом будет лучше защищен от влаги.
Часть работ (например, создание пяток на стропилах) можно выполнять на земле, а затем уже поднимать стропильные ноги наверх и производить фиксацию.
Важно не ошибиться в расчетах при проектировании стропильной системы.

Стропила для крыши

Если не забывать об этих советах и использовать их на практике, то кровля получится надежной, аккуратной. А это – залог того, что прослужит она долго и будет радовать взгляд. Разобравшись со всеми тонкостями, создать качественную стропильную систему самостоятельно сможет даже начинающий строитель.

Видео – Технология крепления стропил

Создание стропильной системы своими руками – шаг очень ответственный. Именно от того, насколько правильно и надежно она будет собрана, будет зависеть в целом прочность и качество кровли, ее способность противостоять ветрам и снегу. Если стропила были установлены неправильно, то велик риск быстрого обрушения кровли.

Основные термины

1. Стропила – это балки из бревен или брусьев, являющиеся опорой для кровельного «пирога», включающего как финишное кровельное покрытие, так и гидро- и пароизоляционные слои. Нижняя часть стропил – стропильные ноги – могут опираться как на саму стену постройки, так и на мауэрлат. Верхние части стропил соединяются между собой встык или внахлест под углом, а затем крепятся к коньковому брусу или прогону. Основные виды стропил – это:

Наслонные, которые подходят для крыш, имеющих промежуточные столбчатые опоры. Нижняя часть таких стропил (нога) опирается на мауэрлат, средняя – на промежуточную стену или опору, верхняя – на конек. Таким образом, стропила испытывают меньшую нагрузку.

Висячие, которые не имеют дополнительной опоры, а значит, работают и на изгиб, и на сжатие, а также создают существенное распирающее усилие. Чтобы укрепить конструкцию, используют затяжку – горизонтальный брус, который крепится у стропильных ног и одновременно может служить балкой перекрытия.

2. Мауэрлат – это массивная балка, обычно брус сечением не менее 15х15 см, которую укладывают на осевые стены параллельно коньку. Крепление мауэрлата к стене происходит при помощи шпилек, утопленных в армированном поясе из бетона. На выступающие части шпилек и насаживается мауэрлат, а затем крепление усиливается гайками. Мауэрлат необходим для того, чтобы нагрузка от кровельной конструкции была равномерно распределена по всей протяженности осевых стен, а не представляла собой отдельные точки. В легких конструкциях, например, домах из бруса или бревенчатых срубах допускается крепление стропил непосредственно на верхний венец или брус стены, без возведения мауэрлата. Капитальные здания из кирпича и бетонных блоков должны обязательно иметь мауэрлат.

Максимально исчерпывающую информацию о стропилах можно получить в Википедии.

Крепление стропил к балкам перекрытия

Этот способ обычно используется на деревянных домах. Крепление стропил к балкам без мауэрлата не позволяет равномерно распределить нагрузки. Фактически это крепление стропил к стене, и давление на стены будет точечным. При составлении такого проекта обязательно нужно учитывать вес покрытия и снежного покрова.

Поперечные балки в такой конструкции делают выступающими за стену на ширину свеса. Карниз на фронтальном разрезе будет выглядеть как треугольник.

Самый надежный способ соединения стропила с балкой – паз/гребень и фиксация метизами:

• при одинаковой толщине балки и стропила – перфорированной пластиной;
• при разной толщине – уголком.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Монтаж висячих стропил

Когда все предварительные этапы завершены, можно приступать непосредственно к монтажу стропильной системы, который выполняется по следующему алгоритму:

• Сначала нужно разметить центр крыши и высоту конька, после чего на фронтонах выставляются две доски с отметками;
• Далее нужно сделать шаблон монтажа стропильных ног, для чего нужно взять обрезок доски и прислонить ее одним концом к мауэрлату, а другим – к отметке высоты конька, и сделать на этой доске запилы;
• При помощи шаблона изготавливаются стропильные балки в необходимом количестве;
• Подготовленные и обработанные стропила раскладываются попарно;
• Сначала монтируется первая ферма, которую после сборки нужно установить на фронтоне здания, используя для крепежа саморезы или уголки с гвоздями;
• На другой стороне здания устанавливается вторая ферма;
• Между двумя установленными арками натягивается шнурок, от которого нужно будет отталкиваться при монтаже остальных ферм;
• Все остальные фермы устанавливаются последовательно, с соблюдением рассчитанного шага и уровня.

Завершив установку висячей стропильной системы, можно приступать к следующим этапам монтажа кровли.

Заключение

Деревянные висячие стропила достаточно удобны и подходят для решения множества задач. Монтаж висячей системы достаточно прост – необходимо лишь грамотно спланировать будущую конструкцию и тщательно провести каждый этап ее сборки. 

Основные работы по монтажу

Инструменты и материалы:

Двускатная конструкция крыши: 1 — Стропила; 2 — Стяжка; 3 — Мауэрлат; 4 — Коньковая балка.

• брус 80*200;
• уголок стальной;
• рулетка;
• циркулярная пила;
• карандаш и картон;
• проволока;
• анкеры;
• перфоратор.

Теперь начинается установка стропил на стены. Стропильная система зависит от типа выбранной крыши, но чаще всего используется двускатная:

1. Стропила.
2. Стяжка.
3. Мауэрлат.
4. Коньковая балка.

Такой вариант достаточно прост в монтаже, к тому же не потребуется делать дополнительные перегородки под крышей. В самом начале устанавливаются балки для стяжки с шагом 0,8-1,2 м в зависимости от массы кровельных материалов (для ондулина или камыша 1,2 м хватит за глаза, тогда как для сланца — 0,8 м и не больше). Крепление к мауэрлату осуществляется при помощи специальных уголков из оцинкованной стали. Лишь теперь стена готова, чтобы начать крепление стропил.

Длина их рассчитывается таким образом, чтобы стена не ограничивала их длину, а балка уходила на 50 см за ее пределы. На месте стыка дерева и стены нужно выпилить треугольники, четко повторяющие контуры угла, с которым идет стык. Тут лучше всего изготовить картонный макет, с которого снимется мерка, и при помощи циркулярки произвести распиловку.

В самом начале прихватываются 3 балки между собой, причем 2 направляющие, а 1 коньковая. Не нужно коньковую балку прихватывать сразу жестко, чтобы не напрягать материал. Поднимать нужно таким образом, чтобы углы идеально совпали. После того, как была поднята 1 сторона, нужно поднимать противоположную и лишь после этого фиксировать их наглухо при помощи стальных уголков.

Каждая поднятая балка тут же обматывается оцинкованной проволокой, после чего проволока переплетается и уводится вниз. На расстоянии 5 рядов кладки нужно сделать перфоратором отверстие, затем проволоку нанизать на анкер и вкрутить его до полной фиксации.

Габариты стропильных ног.

Крепление стропил на этом завершается, но нужно помнить целый ряд факторов:

1. При работе с перфоратором используются только сверла и коронки с алмазной насадкой. Любые другие варианты с большой долей вероятности расколют материал.
2. Весь металл строго оцинкованный. Если крепить стропила на простую сталь, то со временем она проржавеет, а вместе с ней в негодность придет дерево.
3. Вся древесина самым тщательным образом обрабатывается антисептиком против влаги и насекомых. Такой шаг добавит до 20 лет эксплуатационного срока.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками

Половину ширины дома умножаете на данный коэффициент. Получаете высоту конька для вашей бани. Например, ширина бани 4 метра, угол выбран 35°. Считаем: 4 м / 2 * 0,76 = 1,52 м — высота конька от перекрытия.

Устройство двускатной крыши

Теперь о стропильных ногах. Их делают из брусков сосны или ели, а лучше — лиственницы. Сечение 50*150 мм или 50*100 мм. Выбор толщины брусков зависит:

• От выбранного кровельного материала. Чем больше он весит, тем толще должны быть бруски.
• От климатических условий. Много снега или сильный ветер — берите более мощные.
• От шага установки. Чем меньше шаг, тем более тонкие можно устанавливать стропила. Шаг может быть от 60 см до 120 см. В каждом случае нужно считать, но обычно получается, что выгоднее поставить чаще более тонкие бруски, чем реже, но более толстые — разница в стоимости пиломатериалов очень значительная. Она даже перекрывает большее количество работы при меньшем шаге установки стропил.

Зависимость сечения бруса для стропил от расстояния и длины

Длина стропильной ноги высчитывается тоже по математической формуле: высота конька делится на синус угла наклона (вторая формула на рисунке). Синусы углов наклона тоже есть в таблице. Находите нужное значение и считаете. Например, для найденного нами конька 1,52 м и угла наклона 35° стропила будут нужны 1,52 м / 0,57 = 2,67 м.

Свес крыши и кобылки

Но кровля не заканчивается ровно над несущей стеной. Она продолжается за пределы стен примерно на 40 см. Этот выступ называют свесом крыши. Это сделано для того, чтобы вода стекала дальше от фундамента, не подмывала его. Потому и стропильные ноги берут длиннее. Если их длины не хватает, их доращивают досками, которые называют «кобылками».

Для организации свеса кровли к стропилам добавляют доски — кобылки

Узлы опирания и их крепление

Одной из особенностей наслонного стропильного каркаса является то, что его элементы могут иметь между собой как неподвижные, так и подвижные шарнирные узлы‑сопряжения. Все три неподвижных узла каркаса обычно применяются в кирпичных или каменных домах, где дополнительную жесткость им придают прочные стены здания.

В деревянных строениях роль мауэрлата часто выполняет последний венец бревенчатого сруба или брус верхней обвязки каркасных стен.

Узлы крепления стропил к мауэрлату

Соединение верхних концов стропильных досок с коньком либо нижних с мауэрлатом или оба вместе часто выполняют шарнирно‑подвижными. Это необходимо для снижения возникающих в стропильном каркасе внутренних напряжений, причиной которых могут быть:

• температурные колебания;
• осадка дома;
• деформации деревянных конструкций, такие как кручение или изгиб;
• неравномерные нагрузки от ветра и снега.

Если работать под коньком на большой высоте, устанавливая крепление, не очень удобно, то лучше выбрать вверху жесткое сопряжение для стропильных досок. Для нижних же их концов оставить небольшую свободу продольного перемещения.

Определяем высоту, на которую требуется поднять стену

Чтобы обеспечить найденный угол уклона односкатной кровли, необходимо одну из стен поднять выше. Насколько выше узнаем, вспомнив формулы расчета прямоугольного треугольника. По ним находим и длину стропильных ног.

Как высчитать параметры односкатной крыши

При расчете не забудьте, что длина получается без учета свесов, а они нужны чтобы защитить стены дома от осадков. Минимальный свес — 20 см. Но при таком маленьком выступе за пределы здания смотрится односкатная крыша куцей. Поэтому обычно делают свесы не менее 60 см на одноэтажных зданиях. На двухэтажных они могут быть и до 120 см. В данном случае ширина свеса определяется исходя из эстетических соображений — крыша должна смотреться гармонично.

Пример рисунка в ScratchUp

Проще всего определить насколько надо продлить кровлю в дизайнерских программах, позволяющих прорисовать здание в масштабе и «поиграться» со свесами. Отображаться все должно в 3-х измерениях (наиболее популярная программа ScratchUp). Покрутите в ней разные размеры свесов, определитесь, с каким смотрится лучше (это если проекта нет), а потом заказывайте/делайте стропила.

Проектирование стропильной конструкции

Расчет несущих конструкций в строительстве принято выполнять по методу предельных состояний, т.е. по моменту потери сопротивления конструкцией под воздействием внешних нагрузок вплоть до разрушения или недопустимых повреждений.

Стропильная система достигает предельного состояния, если:

• прочность конструкции полностью исчерпана и она разрушается;
• прогибы элементов несущего каркаса провоцируют недопустимые нарушения в узлах стропильной системы, причем дальнейшая эксплуатация крыши невозможна без выполнения ремонта.

Расчет стропильной конструкции крыши ведется с учетом предельных нагрузок со стороны:

• собственного веса;
• ветрового давления;
• веса снега;
• веса людей, обслуживающих или ремонтирующих кровлю (нагрузка от человека обычно принимается как 80 кгс/кв.м).

Для получения информации, на основании которой ведутся расчеты, необходимо располагать:

• СНиПом кровельной конструкции;
• таблицей расчета сечения стропильной ноги;
• таблицей сечения стропильной затяжки;
• климатической картой региона (определение ветровой и снеговой нагрузки).

Расчет сечения бруса, из которого выполняются элементы стропильной конструкции, производится по специальной формуле, в которой учитывается длина стропильной ноги, шаг между стропилами, сопротивляемость выбранного сорта древесины нагрузкам извне.

Таблицы подбора сечений элементов применяются при проектировании простых кровельных конструкций. Разработка проекта крыши сложных форм требует профессионального подхода.

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.

Что такое мауэрлат и зачем он нужен в стропильной системе

Прежде чем разбираться, как выполняется крепление стропил к мауэрлату, необходимо уточнить, что понимается под этими терминами.

Мауэрлат – это опорный брус по всему периметру здания. В бревенчатых и брусовых конструкциях мауэрлатом может быть крайний верхний венец сруба или отдельно закрепленный брус (бревно) меньшего сечения. В постройках из природного или искусственного камня опорный брус укладывается поверх кладки или монолитной стены и крепится к ней. В зависимости от выбранного для крыши в целом материала мауэрлат может быть деревянным или металлическим. В обоих случаях брус обязательно защищают от действия влаги – конденсата – с помощью гидроизоляционных материалов. На иллюстрации ниже мауэрлат показан коричневым цветом. Этот конструктивный элемент может быть сплошным (по всей линии стены) или состоять из отдельных кусков бруса, подкладываемых под стропильные ноги.

Стропила– несущие элементы конструкции скатной крыши. Фактически это комплекс деталей, состоящий из стропильных ног — наклонных балок, опирающихся на мауэрлат, вертикальных стоек и подкосов. Дополнительно в комплекс могут включаться подстропильные балки, которые связывают стропильные ноги внизу, и кобылки – накладные элементы на стропильные ноги для увеличения свеса крыши.

В верхней части стропила связываются коньком – горизонтальной балкой увеличенного сечения, которая держится на вертикальных стойках и разделяют крышу на отдельные скаты. Соответственно, стропила крепятся одним концом к коньку, а вторым «ложатся» на стены здания, передавая нагрузку через мауэрлат.

В зависимости от того, как передается нагрузка от стропил – только на конек и мауэрлат или же дополнительно на промежуточные опоры – различают стропила висячие и наслонные.

В первом случае опора каждой стропильной ноги идет на две точки – в местах крепления к коньку и к мауэрлату. Такой способ хорош при небольших пролетах (до 4,5 метров) и при отсутствии внутренних несущих стен.

Если же несущие стены есть и на них можно смонтировать промежуточные опоры, получается второй тип стропил – наслонные. В зависимости от того, сколько промежуточных опор используется (одна, две или больше) пролет между коньком и внешней стеной дома может составлять 6 и более метров.