Разметка и распил накосных стропил

Крепеж для стропил

Крепление стропил к коньковому прогону выполняется с помощью трех видов крепежей: крепежные метизы, деревянные соединительные элементы и металлические крепежные детали.

Крепежные метизы — это все, что вбивается или ввинчивается непосредственно в дерево. Чтобы соединить стропила с коньковым брусом используют:

1. Ершенные гвозди длиной 150-200 мм. Самый старый и простой тип крепления, который применяют при возведении практически каждой стропильной системы.
2. Кровельные скобы — П-образный крепеж с заостренными плечами длиной 60 мм, который изготавливают из проволоки или прута диаметром 8-12 мм. Очень надежный и простой тип крепежа.
3. Саморезы и шурупы для крепления металлических соединительных элементов. Заменять длинными саморезами ершенные гвозди нежелательно, поскольку такой узел менее надежен.
4. Болты для сквозных креплений. Болты М16 нужны для создания шарнирного соединения стропил, болты М10 или М12 — для установки соединительных элементов, в основном, деревянных.

Металлические зубчатые пластины (МЗП), которые часто используют для соединения висячих стропильных ног, для крепления стропил на конек стропильной системы не подходят. Для их монтажа нужен специальный пресс, который создаст усилие, достаточное для того, чтобы все шипы пластины плотно зашли в дерево. Создать такое усилие просто молотком невозможно, поднять пресс к коньку — тоже.

К этой категории относятся:

1. Косынки — треугольные накладки, которые по форме повторяют узел крепления конька и стропил.
2. Ригели — деревянные доски-накладки, у которых края подрезаны на угол, равный наклону стропил.
3. Нагели — деревянный крепежный элемент, работающий на сдвиг. Деревянные нагели в строительстве сейчас практически не используют, за исключением устройства срубов по традиционной технологии.

Деревянные накладки, как и вся стропильная система, «дышат» — меняют свои размеры при изменении влажности. Поэтому для домов из бруса лучше, когда стропильная система с коньковым прогоном связана именно с помощью подвижных деревянных накладок, а не закреплена металлическими пластинами.

Для строительства стропильных систем современных домов практически всегда применяют крепежи из металла. Они прочны, долговечны, выдерживают очень большую нагрузку и менее трудоемкие в использовании, по сравнению с традиционными видами крепежных элементов.

Крепление конькового прогона и стропил к нему выполняют с помощью таких металлических деталей:

1. Усиленные уголки для дерева. Металлический уголок с перфорированием, по центру усиленный продавленным ребром жесткости. Все способы крепления стропил к коньковому брусу без вырубки требуют использование таких уголков.
2. Перфорированные металлические пластины. Нужны для крепления стропил в месте стыка, заменяют собой деревянные накладки.
3. LK-крепления. Металлический ассиметричный уголок со сдвинутыми плечами, форма которого напоминает цифру 4. Используется для крепления стропил к коньковому брусу без вырубки. Устанавливаются сбоку, а не сверху прогона.

Как правило, металлический крепеж делают из оцинкованной стали. Но для большей надежности ставят пассивированные соединительные элементы, поскольку они лучше защищены от коррозии.

Виды стропильных систем: выбираем подходящую

Двускатные крыши по типу стропильной системы подразделяются на наслонные и висячие. Первые предполагают монтаж стоек и общего лежня, крепящегося к мауэрлату, вторые характеризуются наличием затяжки между основанием стропил.

Висячие стропила применяются для небольших строений без внутренних несущих стен, наслонные – для зданий с несущей средней перегородкой. Выбор стропильной системы зависит от размеров дома, предполагаемого угла наклона ската и кровельных материалов, что вкупе определяет величину нагрузки на всю конструкцию. Правильно выбрать вид системы и сделать точный расчет может только профессиональный строитель.

Расчет стропильной системы

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки

Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

• для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
• для металлочерепицы — 14 гр.;
• ондулин — 6 гр.;
• профнастил — 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50×100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу.  Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

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.

Вырубка посадочного места

Важно понимать, что выполнить идеальный запил на строительной площадки невозможно. Причины могут быть разными: недостаток высокоточных инструментов, неравномерное положение мауэрлата, неудобная позиция и так далее

Поэтому относительно проектного значения, может измениться угол наклона ската. Тут, главное, сохранить единую линию положения стропил.

Самый простой способ сделать одинаковый запил на стропилах — использовать шаблон. Правда, не во всех случаях этот вариант подойдет, так часто крыши бывают неровными. Тогда придется рассчитывать угол и место вырубки на каждой стропиле индивидуально.

Для основы шаблона возьмите обрезок доски, кусок ДВП или фанеры, подойдет даже плотный картон. На заготовке проведите линию от нижнего края на расстоянии не больше третье часть ширины стропилины. Такую же черту необходимо провести на всех брусьях которые планируете подрезать. Дело в том, что глубже делать распил не рекомендуется из-за потери прочности. Далее, отметьте точки, в которых стропила будет прилегать к мауэрлату, сделайте перпендикулярную черту, относительно прошлой линии.

Теперь перейдем к изготовлению шаблона, определив углы вертикальной и горизонтальной части зарубки. Для этого приложите заготовку к торцу мауэрлата, сохранив уклон будущей крыши. Напротив угла должна быть точка пересечения линий, которые сделали до этого. Проведите линии треугольника и вырежьте получившийся шаблон.

Прежде чем переносить разметку на стропила проверьте точность готового изделия. Пройдитесь по крыше и проверьте степень примыкания по всей длине мауэрлата. При необходимости сделайте коррективы, но не стоит ожидать идеального варианта. Перепады в 2—3 миллиметра допустимы.

Далее, приложите шаблон к стропилам и перенесите разметку

Важно, чтобы распил был произведен на равном расстоянии от коньковой стороны. Первый пропил должен быть сделан поперек волокон

Важна максимальная концентрация, чтобы не выйти за очерченные границы. Если не уверены в собственных силах, тогда воспользуйтесь ручным инструментом. Так вы снизите процент брака и время на переделку.

Второй срез выполняется топором, так как электропила может быть застопорена. Тут так же понадобится сноровка и сила

Важно проследить чтобы топор был довольно острым, тогда дело будет спориться лучше и можно избежать сколов

Наконец, сверьте получившийся запил с шаблоном и при необходимости внесите поправки. После чего можно выполнить монтаж готовой стропильной ноги или сделать посадочные места на оставшихся деталях.

Методы крепления стропильных ног к мауэрлату

Для начала отметим, что может быть два основных типа крепления к мауэрлату: скользящие и жёсткие.

В скользящих само крепление состоит из пары индивидуальных элементов, один из них способен свободно передвигаться в отношении к иному.

По собственной конструкции они могут быть закрытыми и открытыми.

Закрытое крепление

Это уголок, с одной стороны которого выполнена специализированная проушина в виде щели, а иной поверхностью его крепят к мауэрлату. В щелевидной проушине крепится петля из металла, оборудованная дырочками, благодаря которым она крепится к стропилу. Незакрепленная, свободная вертикальная сторона уголка позволяет стропилу немножко смещаться если понадобится, не нагружая и не деформируя собственным влиянием стены.

Открытое крепление

Принцип устройства открытого крепления в общем такой же. Разница заключается в том, что никакая петля в проушину не ставится. После монтажных работ верхняя часть полки уголка загибается вниз для фиксирования соединения.

Жёсткие крепления

Жёстких креплений есть значительно приличное количество видов. Самый оптимальный подбирают исходя из разных факторов: тяжести и громоздкости древесных составляющих, подобранного способа установки стропильных ног.

Сюда относятся самые разные разноразмерные металлические уголки, LK крепления, держащие установленные при помощи запила стропильные системы.
При этом последние не повреждаются гвоздками или крепежными шурупами.

Крепления LK делаются в разнообразных размерах, и под любую толщину доски или бруска без труда можно выбрать подходящий. Это не зависит от размеров подобных креплений чтобы их сделать всегда применяется металл одной толщины – 2 мм. Разобраться в них очень просто – разнообразные размеры крепежа обозначаются по-разному.

Необходимо отметить, что подобные крепления комфортны не только для фиксации мауэрлата и стропильных ног. Также они подходят для фиксирования мауэрлата с перекрывающими балками

Важное достоинство подобного крепежа – самая большая надежность и жесткость соединения частей из дерева

Фиксация на мауэрлате стропильных ног с запилом при помощи уголков должна выполняться с обеих сторон. Именно так можно обеспечивать требуемую жесткость.

Также выпускаются уголки, которые служат для фиксирования стропильных ног без запилов. Они имеют существенную высоту полок, для их крепления необходимо больше шурупов. Делаются они из металла в 2; 2,5 либо даже 3 мм толщиной.

Еще 1 хороший вариант крепления стропильных ног. Они ставятся между 2-мя досками, спиленными под заданным углом, а внизу дополнительно крепятся LK-креплениями или уголками из металла. Подобная фиксация обеспечивает хорошую жесткость и большую надежность. Этот способ прекрасен, когда потребуется зафиксировать стропило под конкретным углом, немножко приподняв его над плоскостью мауэрлата, при этом зафиксировав его на внешнюю вертикальную сторону.

Еще 1 метод применяется, когда мауэрлат создан из не огромного бруса. Такой брусок можно улучшить при помощи древесных подкладок разной толщины. Отрезки досок подсоединяются гвоздками или при помощи саморезов к мауэрлату там, где встанут стропила.

Тогда в стропильных системах проделываются специализированные вырезы нужной глубины и формы. Можно надежно закрепить стропила к стенке при помощи прочной проволки из стали, которая хорошо крепится на стальной палку, надежно вбитый.

Стропильные системы можно скобками закрепить к мауэрлату. Данный метод применяется уже давно, и считается очень популярным. Если все сделать правильно, подобная стропильная ферма прослужит очень долго. Скобы бывают различной величины, также они могут вбиваться в разных местах.

Перфоленту TM можно считать дополнительным элементом крепежа. Её используют, если нужна добавочная фиксация крепежного узла, для его усиления. В некоторых случаях она оказывается незаменяемой.

Крепление стропил к мауэрлату

Правильное крепление стропил к коньковому брусу и к мауэрлату является непременным условием профессионально выполненного монтажа крыши.

Для монтажа стропил к мауэрлату используют один из двух типов сопряжения:

• скользящий;
• жесткий. 

Выбор зависит от формы крыши и ее конструкционных особенностей, а соответственно от того, какие выбраны стропила – наслонные или висячие. 

Жесткий метод предполагает, что соединение стропил и мауэрлата выполняется таким образом, что исключается возможность поворотов, сдвигов, изгибов, кручения между этими двумя элементами (читайте: «Чем и как крепить стропила к мауэрлату»).

Для достижения такого результата можно воспользоваться одним из ниже перечисленных способов:

• используя уголки для крепления стропил и опорный подшивной брус;
• путем выполнения запила на стропильной ноге и дальнейшего закрепления соединения с помощью гвоздей, скоб и проволоки. 

Что касается второго метода, то его используют чаще, чем первый. Он предусматривает, что с боков под углом прибиваются гвозди в направлении друг к другу (в результате они перекрещиваются внутри мауэрлата). После этого третий гвоздь забивают вертикально. Полученные узлы крепления стропильной конструкции обеспечивают высокую жесткость (прочтите также: «Узлы крепления стропил — элементы конструкции»). 

Дополнительно оба способа сопряжения подстраховывают, используя крепление стропил к кирпичной стене или бетонной с помощью проволоки-катанки и анкеров. Подготавливают стропила к монтажу, если они имеют одинаковый угол наклона по всей кровле путем использования шаблона. 

Установка стропильной системы, детали на видео:

Скользящее соединение, его еще называют шарнирным, достигается при помощи создания специального крепежа, который обеспечивает возможность перемещаться свободно в заданных пределах одному из сопрягаемых элементов. В данном конкретном случае такой деталью является стропильная нога, а двигаться она будет по отношению к мауэрлату. 

Существуют следующие способы установки стропил к мауэрлату, обеспечивающие смещение:

• при помощи запила и последующей укладки стропила местом запила на мауэрлат;
• путем забивания с боков двух гвоздей наискосок в направлении один к другому;
• соединением с применением одного гвоздя, который прибивают в вертикальном положении сверху вниз сквозь стропильную ногу в мауэрлат. В качестве альтернативы можно использовать крепежные пластины для стропил, у которых имеются отверстия для гвоздей;
• методом крепления при помощи скобы;
• путем выпуска стропильной ноги за пределы стены с применением единичного крепления пластинами;
• при помощи использования специально разработанного для стропил стального крепежа, который называют «салазками». 

Все описанные способы с одной стороны дают возможность стропильной ноге упереться в мауэрлат, а с другой в случае подвижки конструкции ее элементы могут перемещаться по отношению друг к другу. 

Скользящий тип встречается при постройке домов довольно часто, особенно такое соединение стропил и мауэрлата популярно при обустройстве деревянных домов, которые возводятся из бревен или бруса. Со временем изначальная геометрия строения искажается, поскольку происходит усадка стен и использование жестких сопряжений приводит к тому, что целостность стен нарушается. Крепление стропил к срубу при помощи скользящего соединения позволяет бревенчатым стенам, фронтонам и другим элементам здания подстраиваться под усадку. 

Также не устраивается жестким способом крепление стропил в коньке. Сборку всей конструкции выполняют сначала на земле. Прежде, чем установить стропила для крыши выполняют замеры, выпиливают врезки в мауэрлате и стропильных ногах, после этого выполняют тщательную подгонку.

Технология выполнения висячих стропил

1. Устанавливают мауэрлат и балки перекрытия. Висячая стропильная система не имеет вертикальных и горизонтальных опор, поэтому стойки и прогоны ставить не нужно. Для удобства размечают центр крыши, по которому будет проходить конек, с помощью временно прибитых по центрам фронтонов досок. Один край доски должен обозначать центр крыши. На досках отмечают высоту крыши по коньку.
2. Выполняют шаблон. Для этого доску прикладывают нижним концом к мауэрлату, а верхним – к отметке высоты крыши. Размечают верхний запил по краю доски, обозначающему центр крыши, и нижний, по мауэрлату, не более чем на 1/3 ширины доски. Прикладывают шаблон с обеих сторон, уточняя симметричность стропил.
3. По шаблону выполняют необходимое количество стропильных ног. Раскладывают их попарно. Две стропильных ноги, образующие ферму, ставят верхними срезами друг к другу и скрепляют накладкой из металла или косынкой из доски на саморезы или шпильки. Нижнюю часть крепят к мауэрлату на уголки и саморезы и гвозди.

Удлинение составными стропилинами

Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.

Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.

Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:

• Устройство наслонной системы по двум боковым прогонам, которые служат опорой для расположения участка состыковки основной доски с присоединяемыми элементами.
• Установка диагональной стропилины, определяющей наклонное ребро вальмовых и полувальмовых конструкций.
• Строительство ломаных крыш. В качестве опоры под соединение используется обвязка нижнего яруса стропилин.

Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.

Стропильная система

Когда я был помощником плотника, я восхищался умениями кровельных плотников. Они без всяких усилий делали сложных вырезы на стропилах каркасного дома, зная лишь только размеры крыши. Это озадачивало меня. В те годы я пытался повторить их действия, но меня раз за разом настигала неудача. Тогда старший плотник взял меня с собой на одну из крыш и помог мне разметить и разрезать стропильную систему с помощью плотницкого угольника и «Библии» кровельщика (есть такая очень популярная книга в Америке, купить можно на Амазоне, Ларри Хоун использовал в своем фильме именно такую – прим. переводчика).

Этот опыт вдохновил меня на овладение искусством делать правильные вырезы в стропилах каркасных домов. Не могу сказать, что стал мастером этого дела, но я проделал длинный путь и немного разобрался в том, как правильно это делать.

Для более комфортных подсчетов вам пригодится строительный калькулятор или специальное приложение для смартфона.

Виды вальмовых стропильных систем

Типы конструкций стропильных систем крыш — схемы

1. Наслонная.
2. Висячая.

Первый вариант считается наиболее приемлемым. Такой тип стропильной системы для вальмовой кровли подразумевает наличие дополнительной опоры под коньком. Для этого в доме должна быть несущая стена, расположенная посередине строения. На нее устанавливают опорные балки, на которые монтируют коньковый пролет. Такая конструкция более прочная. В ней стропильные пары упираются не только на мауэрлат, но и на коньковый пролет.

В случае если осевой несущей стены нет, то применяют висячую систему. Тут стропила сверху крепятся друг к другу, а снизу упираются в мауэрлат. Такой тип системы используется для небольших домов, когда длина одного ската не превышает шести метров. Но в случае вальмовой крыши лучше все-таки использовать наслонную систему стропил. Это поможет избежать проблем при монтаже и дальнейшей эксплуатации.

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

Как только балки перекрытия будут готовы к установке на них стропил, приступайте к изготовлению всей остальной конструкции и соединению стропил с балками.

Для соединения стропильной ноги с балкой ее конец обрезают под нужным углом, либо делают более сложную врубку на шипы. Давайте рассмотрим оба таких варианта.

Соединение стропила с балкой без врубки

Можно обойтись без врубки, если задействовать потом крепежные элементы – это нормальное решение. Итак, чтобы сделать простой срез на стропилах, изготовьте шаблон:

-Шаг 1. Возьмите строительный угольник и приложите его к доске.

-Шаг 2. Отметьте место реза на верхушке стропила.

-Шаг 3. При помощи столярного транспортира нарисуйте параллельную линию первому пилу поперек стропила. Эта линия поможет вам определить линию от веса на краю здания.

Вот как это выглядит на практике:

Изготовить такие стропила намного проще, чем для врубки. Главное – правильно определить угол наклона крыши и правильное место будущего среза:

В итоге в жизни такая конструкции выглядит вот так у двускатной крыши:

Виды врубки стропильной ноги в балку перекрытия

Сама конфигурация крепления больше зависит от угла наклона ската. Например, для крыши с крутыми скатами, где снеговая нагрузка – небольшая,  вы можете применить крепление с одинарным зубом. При методе одинарного зуба часто изготавливают дополнительные шипы, который помогают стропилам не двигаться под нагрузками. А под такой шип уже нужно будет гнездо в балке.

Но, наверняка вы знаете, что любые такие места способны ослабить балку, а поэтому их глубина должна быть не более чем 1/4 толщина балки и не ближе, чем на 20 см от края балки (чтобы не образовался скол).

А вот если у вас крыша с уклоном менее 35 градусов, тогда есть смысл использовать двойной зуб, ведь такое крепление позволяет достичь высокой прочности узлов. Как и в предыдущем варианте, вы можете дополнить двумя шипами.

При таком методе у каждого зуба может быть как одинаковая глубина, так и разная. Например, первый зуб вы можете врубить только на 1/3 толщины опорной балки, а второй уже – наполовину:

Суть в том, что две стропильные ноги в конструкции с опиранием на балки закрепляются затяжкой. Но, если концы этих ног будут скользить, тогда целостность затяжки будет быстро нарушена. Чтобы предотвратить такое скольжение, вставлять, вернее, врубать стропильную ногу в самую затяжку необходимо при помощи зуба – с шипом или без него.

В процессе врубания стропила в конец затяжки нужно максимально отодвинуть зуб. Если же вам необходимо усилить крепление таких стропил, тогда используйте двойной зуб. Еще один момент: сами зубы могут быть разной величины.

И, наконец, желательно прикрутить конец стропильных ног при помощи скрученной проволоки, чтобы ветер не мог сорвать такую крышу. В качестве проволоки лучше возьмите оцинкованную, и закрепите ее одним концом к стропильные ноге, а другим – в костыль, который предварительно закладывают в кладке стены на расстоянии 30-35 см от верхнего края.

Вот хороший пример аккуратной врубки стропила на затяжку, которая одновременно служит балкой перекрытия уже в четырехскатной крыше:

Металлический крепеж для такого узла все равно необходим, потому что врубка сама по себе не может удержать стропильные ноги под нагрузкой.