Важный этап при монтаже односкатной крыши — крепление стропил: правила, способы, инструкция

При любой форме крыши, в том числе и односкатной, основу кровельной конструкции выполняет стропильная система. Она должна быть прочной и долговечной.
Элементы выполняются только из качественного дерева хвойных пород, обработанного специальными защитными составами.

Имеют значение правильность и прочность соединений, а также точный расчет стропил, проведенный перед началом работ.

Как выполнить работу правильно?

Будущая кровля должна не только надежно защищать дом от осадков и других погодных явлений, но и служить украшением здания. Поэтому при выборе варианта системы стропил учитывают климатические факторы, а монтаж производится в определенном порядке, позволяющем сделать конструкцию красивой, прочной и устойчивой.

Всю работу проводят в несколько этапов:

1. 
   Предварительным этапом создают шаблон выбранного типа стропильной системы.
   Две доски поднимают на потолочное перекрытие, соединяют их концы, а другие разводят и устанавливают на опорную балку.

   Читайте также:  Какую краску выбрать для наружного окрашивания бани

   Фиксируют выбранный угол путем установки поперечной перемычки.

2. Начинают изготовление стропил. Для этого шаблон опускают на землю, следя, чтобы угол стропильных ног сохранялся.
   Первое стропило поднимают на постройку и устанавливают в качестве основания.
3. Следующий этап работ проводят на высоте. Для этого размечают место среза на мауэрлате и стропилах. После подготовки среза приступают к производству следующего стропила.
4. После того как две стропильные фермы будут готовы, их устанавливают по краям, после чего между ними натягивают шнур. Так определяют уровень монтажа промежуточных стропил.
5. Приступают к сборке остальных стропильных ферм. Шаг между ними должен составлять около 80 см. Сборку осуществляют прямо на балках.
6. Окончательный этап работ включает в себя установку подпорок и поперечных планок, монтаж систем пароизоляции, гидроизоляции и теплоизоляции. В последнюю очередь устанавливают обрешетку (основание для крепления кровельного материала).

Расчёт типоразмеров подстропильных балок

Размер балки зависит от следующих факторов:

• периметр стен;
• конструкция кровли;
• целевое использование чердачных помещений (жилое или нежилое);
• климатические особенности региона.

Подбирается мауэрлат с таким расчётом, чтобы его ширина была не меньше 1/3 толщины стен. Длина выбирается в соответствии с длиной стены. При невозможности допускается соединение между собой двух балок одинаковой длины. Чтобы обеспечить надёжность фиксации, соединение выполняется с заходом: на краях вырезаются пазы, составляющие половину толщины бруса, после чего балки скрепляются между собой гвоздями.

Способы крепления

Схема крепления стропил несложна. Она представляет собой параллельные доски, уложенные с опиранием на две стены сруба. Для правильной установки стропильных ног используют переходные деревянные элементы.

Можно выбрать способ крепления на мауэрлат (балку, уложенную в основание стен), на верхнюю часть стены, а также использовать верхнюю обвязку.

Стропильные ноги устанавливают наклонно под определенным углом. Чтобы сделать крепление прочным, искусственно увеличивают площадь контакта отдельных элементов двумя способами:

• делают врубки;
• запиливают верхние и нижние края стропильных ног.

Шаг стропил зависит от разновидности материала и составляет от 60 до 90 см. Монтаж стропильной системы производят по следующей схеме:

1. Монтаж несущего бруса вдоль стены здания. По торцу здания укладывают рубероид, а на него – подготовленный брус.
2. При подготовке бруса и стропил планируют вылет доски над свесом крыши. Расстояние вылета зависит от угла ската и составляет около 40 см.
3. Доска врезается для прочности в мауэрлат.

Видео описание

Видео об устройстве стропильной системы для односкатной кровли:
Современный стальной стропильный крепёж очень облегчает работу по созданию каркаса крыши. При их применении стоит воспользоваться следующими советами и рекомендациями:

• все скрепляемые деревянные элементы должны иметь толщину не менее 50 мм;
• фиксировать фасонный крепёж следует оцинкованными саморезами или гвоздями. Причём гвозди должны быть не обычные, а ершённые – с насечками на стволе, длиной минимум 40 мм;
• симметрично расположенные крепёжные элементы можно дополнительно стягивать шпильками, затягивая гайки с обеих сторон стропила.

Крепление с помощью шпилек М12 Источник mercabadom.ru

Фиксация стропильной ноги

Стропильная нога – это элемент стропильной или несущей системы. Она представляет собой наклонную балку, составляющую основу каркаса.
На нее крепится обрешетка, а также системы теплоизоляции, пароизоляции, гидроизоляции, обеспечивающие комфортную атмосферу в доме.

Эта основная составляющая кровли, которая формирует скаты и углы наклонов.

Стропильные ноги принимают на себя основную нагрузку и равномерно распределяют ее по площади кровли. Известно два типа крепления стропильных ног к мауэрлату:

• Жесткое или неподвижное
• Скользящее (на основе шарниров) обеспечивает подвижность и принимает нагрузку при усадке здания.

В конструкции односкатной крыши используются, преимущественно, скользящий тип креплений стропильных ног, поскольку вероятность усадки здания под воздействием климатических явлений довольно высока.

Скользящий тип фиксации позволяет учесть факторы, под действием которых могут разрушаться узлы креплений. К тому же обеспечивается возможность некоторого перемещения деталей друг относительно друга.

Таким образом, стропилинам предоставляется возможность адаптации к усадке стен.

Сложные крыши

Чем больше скатов и, соответственно, их пересечений имеет крыша, тем больше усложняется стропильная система. Так, в многощипцовых конструкциях часть стропил опирается не на конек (прогон), а на балку ендовы. Такие балки называются накосными стропилами ендовы, их необходимо подгонять по месту и жестко скреплять для предотвращения перекоса конструкции в целом.

Для вальмовой крыши используются не только прямые (расположенные под прямым углом к коньку и мауэрлату), но и диагональные стропила – по линиям пересечения скатов. На них опирается часть прямых стропил. Здесь также оптимален жесткий узел крепления.

В шатровых крышах большая часть стропил является именно диагональными, и все прямые (нарожники) опираются на них. За счет этого особенно важна точная подгонка запилов и усиленные крепления.

В арочных крышах вместо прямых балок стропил применяются изогнутые шпангоуты, собранные из отдельных ламелей. Количество вертикальных стоек при такой конструкции заметно возрастает, поскольку необходимо более равномерно распределить нагрузку по изогнутому составному элементу. Опирание таких арочных стропил только жесткое, с запилом.

Разновидности фиксации

Основные типы фиксации:

• Если крыша возводится над постройкой со стенами равной высоты, она относится к разряду наслонной.
• Если скат формируется стропильным треугольником, то применяется висячий тип стропильных ног.
  В этом случае они фиксируются обычным способом, поскольку горизонтальной стороной они опираются на мауэрлат и площадь состыковки довольно значительна (без запила).

Если наслонные стропильные ноги устанавливаются под углом к опорным элементам фиксации, то площадь соприкосновения их с мауэрлатом слишком мала. С целью увеличения площади контакта и защиты от перемещений применяется способ фиксации с запилом.

Благодаря запилу верхнего или нижнего края стропильной ноги площадь опоры значительно увеличивается, и, как следствие, повышается устойчивость соединения. Запил может быть выполнен вертикально или горизонтально.

Рекомендации по укреплению узлов

В зависимости от того, как должны быть закреплены стропила, могут быть применены узлы креплений с различными степенями свободы:

• 
  Крепление с одной степенью свободы означает, что стропилина только слегка поворачивается вокруг точки крепления.

• Крепление с двумя степенями свободы. Помимо поворота предусматривается еще и малое смещение в горизонтальном направлении.
• Узлы крепления с тремя степенями свободы – включают помимо поворота и горизонтального смещения еще и смещение в вертикальном направлении.

Несмотря на некоторую возможность перемещений, стропила остаются закрепленными довольно жестко. Они должны выдерживать выпадающую на них нагрузку.

Для построек всех типов соблюдается общая схема: если один из узлов стропила имеет жесткое крепление, то парный обладает некоторой степенью свободы. Так обеспечивается смещение, в случае повышения силы давления.

Используются следующие виды узловых схем:

• Жестко закрепленный верх и шарнирно-подвижный низ. Ее применяют при установке крыш над пристройками и на тех объектах, на которых разница в высоте опорных стенок значительна.
• Верх и низ шарнирно-неподвижны. Схема применяется на обособленных постройках, стены которых уже прошли усадку.
  Верхний узел производится в форме треугольной врубки, нижний – с запилом, упирающимся в мауэрлат.
• Свободный верх и шарнирно-неподвижный низ. Схема применяются для стропил со свисающими краями и для пристроек.
• Оба узла подвижны. Применяют, если крепежные соединения обладают первой или второй степенью свободы.
• Жесткое крепление к наклонной обвязке. Применяется в каркасном строительстве. Может применяться для односкатных крыш, сооружаемых над бетонной или кирпичной постройкой. Считается наиболее простым и доступным.

Основные типы соединительных узлов

Способы крепления стропил к поверхности мауэрлата отличаются по подвижности в диапазоне от 0 до 3. Абсолютный ноль говорит о жесткой разновидности, подвижные обозначаются третьей степенью.

Жесткие

Мауэрлат монтируется, когда нужно переместить нагрузку. Вероятность деформации необходимо свести к минимуму, чтобы не изменить распределение нагрузки на опоры. Такого результата можно достичь только за счет неподвижного соединения. Некоторые мастера создают в месте соединения запилы, что повышает прочность и снижает подвижность узлов. Запилы стыкуются с мауэрлатом.

Подвижные скользящие

Динамические соединения изменяют угол закрепления. Это необходимо при набухании и усушке материала, что часто происходит с древесиной. Хорошо себя зарекомендовала эта система в жилищах из сруба или натурального бруса. Дерево обязательно усаживается, это приводит к деформациям. Во избежание последствий монтируют подвижную фиксацию. Перед установкой узлов динамического типа следует позаботиться о создании надежной рамы на коньковый брус. Внизу узлы подвижные, поэтому максимальную стяжку организуют на коньке кровли.

С венцом сруба рекомендуется соединять стропильный элемент, предварительно зафиксированный в коньке.

Подвижная система закрепления реализуется за счет использования креплений скользящего вида, более известных под названиями «ползуны» либо «салазки». Данный узел обеспечивает свободное перемещение стропильных ног, что уменьшает деформацию кровельной системы после усадки деревянной конструкции. Ползун защищает стропила от ветровой нагрузки. Скользящие крепления разделяются на следующие виды:

• Открытый. В систему входят две раздельные части. На краях направляющей расположено 2 или 3 отверстия, точное число зависит от производителя.
• Закрытый. Монтируется в качестве монолитной конструкции в собранном виде. В пластине предварительно прорезается врубка, её ширина должна соответствовать ширине Г-образной области скользящего крепления. В противном случае ход конструкции затруднится, при этом появится трение, которое вызовет перегиб и даже повреждение стропил.

Крепление с несколькими степенями свободы выполняется посредством фиксации уголками и скобами. Система дополняется проволочными петлями, монтажными лентами из стали, металлическими полосами либо хомутами. Приспособления не ограничивают перемещение стропил, но защищают их от срыва.

Разновидности крепежа

При креплении стропил односкатной крыши применяется три вида крепежей: крепежные метизы, деревянные соединительные элементы и металлические элементы. Рассмотрим подробнее.

Крепежные метизы

Крепежные метизы предполагают вбивание или ввинчивание в дерево. При соединении стропил с мауэрлатом или верхней обвязкой используют:

• Ершенные гвозди длиной 150-200 мм. Данный метод появился давно и отличается простотой.
• Кровельные скобы п-образной формы. Метод также надежен и прост.
• Саморезы и шурупы.
• Болты. Ими крепят сквозные крепления.

Деревянные соединительные элементы

Деревянные соединительные элементы применяются для скользящих креплений. Этот способ применяется для домов из бруса.

Вся конструкция имеет возможность «дышать» под воздействием погодных условий. Применяются следующие элементы:

• Косынки – треугольные накладки, повторяющие по форме угол крепления конька и стропил.
• Ригели – деревянные доски-накладки с подрезанными на угол наклона стропил краями.
• Нагели – деревянный крепежный элемент, работающий на сдвиг.

Металлические детали

Металлические крепежные детали из оцинкованной стали применяют в современных постройках. Они надежны, прочны и долговечны.

Дополнительно применяют пассивированные соединительные элементы, хорошо защищенные от коррозии. Применяют следующие типы креплений:

• Металлические уголки для дерева.
• Перфорированные металлические пластины (используют для крепления стропил в месте стыка).
• Металлический ассиметричный уголок.

Армирующий пояс

Схема крепления мауэрлата к армопоясу.

Такая конструкция требует дополнительных трудовых и финансовых затрат, но обеспечивает максимальную надежность и долговечность сооружения.

Наиболее распространенный способ изготовления армирующего пояса включает установку деревянной опалубки. Внутри опалубки монтируется каркас из стальной арматуры диаметром 12-14 мм. Основные прутья размещаются вдоль стены, а между ними в вертикальном и поперечном направлении крепятся соединительные элементы из прутка или проволоки диаметром 6-8 мм. К металлическому каркасу привариваются вертикальные шпильки с резьбой для установки мауэрлата. Шаг установки шпилек 120-180 см. После установки армирующих элементов производится заливка бетонным раствором. Брусья мауэрлата крепятся на шпильки с помощью гаек.

При сооружении армирующего пояса можно использовать стандартные U-образные бетонные блоки. Такие элементы устанавливаются с помощью цементного раствора на стены. Внутри желоба монтируется армирующий каркас по описанной технологии. После изготовления каркаса производится заливка бетонным раствором.

Нюансы при строительстве сарая

При строительстве крыши сарая стропильные ноги крепят к несущим стенам или к мауэрлату. Для увеличения длины применяют так называемые кобылки – бруски для свеса.

В зависимости от типа постройки используют три вида стропильных ног. Они по разному передают нагрузку стенам и фундаменту:

• 
  Скользящие стропила применяют для строительства сарая из бруса.
  Верхняя их часть закреплена жестко. Нижняя – имеет свободное крепление на металлический элемент (так называемую скользячку).

  Такой крыше не страшна усадка здания. Она имеет возможность опуститься, не деформируясь.

• Наслонные стропила ставят на кирпичную или блочную конструкцию, имеющую внутренние перегородки. Такая конструкция плохо адаптирована под нагрузки.
• Висячие стропила не имеют дополнительных опор. Всю нагрузку они передают внешним стенам. Стропильную ферму собирают на земле и поднимают наверх уже в готовом виде.

Во время монтажа стропильных ног сначала устанавливают фронтонные и тыльные, а потом, ориентируясь на протянутую леску, и остальные.

Расстояние между стропилами не должно превышать метра.

Затем устанавливают дополнительные свесы (кобылки) и последней обрешетку.

Виды стропильных систем по уровню нагрузки на узлы

Существует два вида стропил — наслонные и висячие. Основные конструкционные особенности:

Висячие стропила отличаются тем, что всегда опираются верхними концами друг в друга и под их местом стыка опоры нет. А чтобы уравновесить нагрузку от крыши, в нижнюю часть их стропил соединяют еще одним элементом – затяжкой.

Получается правильный треугольник, у которого на растяжение работает только нижний элемент. Еще одна балка в крыше, куда так же нужно крепить стропила, называется лежнем. Она расположена горизонтально и поддерживает коньковый прогон.

Особенности при постройке навеса

Над пристройкой к дому или навесом возводят односкатную крышу, примыкающую к стене или крыше основной постройки. Нижние концы крепятся обычным способом к мауэрлату. Особенность – в монтаже верхней части стропильных ног.

1. В качестве предварительного этапа определяют требуемый угол наклона.
2. Затем, учитывая угол перепада, делается монтаж деревянной конструкции из бруса.
3. Крепление каркаса стропил со стеной главной постройки обязательно должно быть подвижным, поскольку из-за разной скорости усадки могут пойти трещины
4. Между балкой и стеной прокладывают эластичную прослойку из монтажной пены или другого мягкого материала с низкой теплопроводностью.
5. Если крыша навеса примыкает к крыше основной постройки, то прилегающий скат демонтируют и ставят стропильные ноги от конька основной крыши к мауэрлату пристройки.

Чтобы герметизировать места примыканий стропильных ног к крыше или стене выполняют монтаж кровельного фартука (планка с отворотами, герметизирующая стыки и швы).

Зачем нужен мауэрлат?

Мауэрлат является фундаментом строящейся крыши, через который переносится вес кровли на стены домостроения. Еще одно предназначение этого кровельного элемента — прикрепление конструкции кровли к стенам дома.

Нижняя часть мауэрлатных брусьев гидроизолируется с помощью рубероида или любого гибкого стройматериала, непроницаемого для влаги. Это делается, чтобы предотвратить гниение и разрушение деревянных деталей. Мауэрлат в строительстве применяется не всегда. Например, без мауэрлата возможно строительство каркасных, бревенчатых брусовых домов из дерева. У таких деревянных домостроений функции мауэрлата выполняет брус на самом верху или верхние бревна. Рекомендуемые размеры брусьев мауэрлата — не менее 10х10 см. Оптимальным является сечение 15х15, 10х15 см.

Предварительно дерево обрабатывается спецантисептиком, защищающим от гнили и насекомых. Лучшим из вариантов монтажа мауэрлата на стенки считается размещение сплошных брусьев на весь периметр крыши. В одно целое брусья соединяются с помощью соединения «прямой замок». Размеры этого соединения устанавливаются размерами брусьев.

Замок обязательно скрепляется гвоздями, что позволяет получить элементы, соединенные в жесткую единую систему. Бруски располагаются максимально близко к внутренней стороне кладки так, чтобы до наружной стороны стены было, на всем ее протяжении, одинаковое расстояние — не меньше 5 сантиметров. Часто у наружного края стены делается спецвыступ – кирпичный надстроенный парапет, в него затем будет упираться брус мауэрлата.

Важно: можно осуществлять крепление мауэрлата сегментировано – только, непосредственно, под ноги стропил.

Расчёт установки стропил

При расчёте стропильной системы делается упор на надёжность и прочностные характеристики конструкции. Необходимо выбрать правильный шаг между балками. Параметр рассчитывают по расстоянию между опорными точками и сечению брусков, а также схеме изготовления кровли.

Таблица расчётов