Сборка деревянного скелета: способы крепления стропил

В малоэтажном строительстве, где пролеты между несущими стенами небольшие, установка балок перекрытия — рациональное решение. Здесь нет смысла монтировать тяжелое железобетонное сборное или монолитное перекрытие. Реконструкция или ремонт здания часто подразумевает замену перекрытий. Тут также без балок не обойтись. Но какие класть конструкции, чтобы построить безопасное перекрытие и не потратить лишние деньги? Рассмотрим все по порядку.

Основные элементы стропильной системы

Деревянный каркас крыши собирается из таких частей, как:

  • мауэрлат — своеобразное основание под элементы кровли, прикрепляемое по всему периметру здания к верхней кромке наружных стен, чтобы рассредоточить давление кровельного пирога;

    Мауэрлат служит основанием для каркаса кровли

  • стропильные ноги — незаменимые детали деревянного костяка крыши, определяющие угол наклона скатов и вид верхней части дома;
  • коньковый прогон — брус, зафиксированный в горизонтальном положении и, словно позвоночник, соединяющий все стропила каркаса кровли в их верхней части;

    Коньковый прогон располагается ровно посередине здания

  • боковой прогон — горизонтальный брус, который отличается от конькового прогона тем, что закрепляется в середине стропильных ног каждого ската крыши;
  • затяжка — распорка, объединяющая два противоположных стропила, чтобы они не разъезжались;

    Затяжка и подкосы необходимы для правильного распределения нагрузки на мауэрлат

  • стойки — вертикальные элементы каркаса, размещённые под коньковым и боковыми прогонами с целью поддержки стропил и конькового бруса, а ещё, если есть необходимость, подставленные под среднюю часть стропильных ног;

    Стойки могут поддерживать не только конёк кровли, но и стропила

  • подкосы — детали, упирающиеся в лежень, за счёт чего стропильные ноги становятся более устойчивыми;
  • лежень — брус, размещённый на верхней кромке внутренней стены здания параллельно коньку и служащий площадкой для крепления стоек и подкосов;

    Лежень располагается на внутренней стене параллельно брусу мауэрлата

  • конёк кровли — область совмещения двух скатов, вдоль которой устанавливается сплошная обрешётка, необходимая для упрочнения описываемой части крыши;

    Конёк образуется в самой высокой зоне стропильной системы

  • кобылки — элементы, используемые при обустройстве свеса, когда стропильные ноги недостаточно длинные;

    Кобылки удлиняют стропильные ноги

  • свес крыши — зона деревянного каркаса, оберегающая стены дома от контакта с большим количеством атмосферных осадков;

    Карнизный свес сооружается, чтобы защитить стены от дождя

  • обрешётка — брусья или доски, прибиваемые перпендикулярно стропилам и служащие платформой для крепления кровельных материалов.

    Доски обрешётки выкладывают перпендикулярно стропилам

Конструкция стропильной системы

Система стропил является своеобразным каркасом крыши. Все узлы и элементы должны обладать достаточной жесткостью для выдерживания нагрузки при распоре и сдвиге. Конструкционные элементы изготавливают из дерева, чтобы кровля имела легкий вес. Материал необходим качественный, с небольшим числом трещин и сучков. Для мауэрлата, прогона и подушек берут сорта твердых пород дерева.

В систему стропил входят следующие элементы:

  • Мауэрлат – своего рода фундамент кровли, служащий опорой. Благодаря ему вес одинаково распределяется по периметру постройки. Это толстая балка, прикрепленная к стене, уложенная строго параллельно балке конька.
  • Ноги стропил. Определяют внешний вид верха дома и уклон крыши.
  • Коньковый прогон. Это брус, положенный в горизонтальном положении, на котором закрепляют стропила.
  • Боковой прогон. Аналогичен коньковому, но фиксируется по центру стропильных ног на скате.
  • Затяжка. Соединяет крайние стропила, чтобы они не расходились.
  • Подкос (ноги под стропами). Состыковывается с лежнем и стропильной ногой, что делает его более стойким.
  • Лежень. Устроенный поверху внутренней стены постройки, параллельно коньку, брус. Служит для установки подкоса и стойки.
  • Конек крыши. В этом месте соединяются скаты кровли, набивается сплошная обрешетка для повышения прочности.
  • Свес. Часть крыши, ограждающая стены от контакта с большим объемом атмосферных осадков.
  • Кобылки. Устанавливаются для увеличения длины стропил, если их не хватает при монтаже свесов.
  • Обрешетка. Сплошная или из реек, служащая основой для кровельного материала.

Важно выбрать подходящие методы соединения участков системы, качественно их соединить с общей кровлей для стойкости к расчетной нагрузке.

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).
Читайте также:  Расчетно-графическая работа-усиление ж/б балок с нормальными трещинами

Обратите внимание! В большинстве наиболее популярных стропильных систем осуществляется крепление стропил к мауэрлату. Мауэрлатом называют массивный брус или балку с сечением 150х150 мм или 200х200 мм, укладываемый вдоль несущих стен сооружения, на которые впоследствии будут опираться стропильные ноги. Он смягчает давление на стены дома, а также равномерно распределяет вес кровельного пирога. Прикрепить мауэрлат к верхнему поясу стен можно с помощью анкерных болтов или вмурованных металлических шпилек.

Стропильная система двухскатной кровли

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.

Как исправить ситуацию

Чтобы выполнить усиление балок перекрытий, можно пойти двумя путями:

1. повышение несущей способности; 2. уменьшение нагрузки.

Первый вариант самый распространенный, поскольку снижение нагрузки означает переоборудование помещения под другое назначение, что сделать сложно и не всегда возможно. Чтобы воспользоваться вторым, нужно рассмотреть несколько вариантов усиления балки.

К таким способам относятся:

1. Наращивание сечения. Важно отметить, что есть смысл делать накладки сверху или снизу. Дополнительная ширина не даст такого эффекта. Это можно объяснить формулами, по которым рассчитываются балки. Для наращивания используют деревянные доски, которые закрепляют на балки.

2. Установка промежуточных опор. Чаще всего здесь не рассматривается усиление стойками, поскольку их опирание будет происходить на нижележащее перекрытие. Можно использовать подкосы, но только при условии гармоничного вписания их в интерьер.

3. Металлические обоймы. Металл крепят с двух сторон. Для небольших повреждений можно применять полосовую сталь. Для серьезных деформаций лучше выбрать швеллер. Важно предусмотреть гидроизоляцию между металлом и деревом в обязательном порядке.

4. Прикрепление накладок из углепластика. Такой композитный материал – не распространенное решение, но стоит его рассмотреть. Крепление осуществляется на клей, элементы достаточно легкие для выполнения работ своими руками.

Усиление стоит выполнять только после выбора среди предложенных вариантов наиболее оптимального для каждого случая в отдельности.

Усиление деревянными или металлическими протезами

Усиление концов балки деревянными протезами

Усиление металлическими протезами

Усиление углепластиком (углеволокном)

Схема расположения листов углепластика

Усиление металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

Усиление балки швеллерами

Удачи вам!

Правила укладки балок перекрытия

Если возводится кирпичное здание, то для устройства в нем межэтажных перекрытий в стенах оставляют специальные отверстия, которые предусмотрительно оставляют во время кладки стен. Если дом строится деревянный, то отверстия, в которые впоследствии будут прокладываться балки, просто вырубаются в нужных местах. Укладка балки должна быть произведена таким образом, чтобы опорная длина концов, заходила на в проемы не менее, чем на 15 см.

Горизонтальность укладки проверяется уровнем или ватерпасом. Чтобы выдержать точное расстояние между устраиваемыми балками, можно использовать отрезок рейки нужной длины. Она и будет служить показателем того расстояния, через которое следует установить следующую балку. Крепить эти опорные элементы следует через каждые два бруса. Производятся они с помощью анкеров.

Для выравнивания балок по горизонтали в проемы, в которые они укладываются, можно подкладывать под их концы деревянные плашки. Не следует забывать и об утеплении при производстве этих работ. Все свободное пространство, которое остается в проемах после устройства в него балки. следует заполнить утеплителем. Обычно в этих целях используется стекловата.

Читайте также:  Глубина опирания плит перекрытия на кирпичную стену

Также важно сделать гидроизоляцию. Поэтому в каждый проем прокладываются куски рубероида в два слоя или плотного полиэтилена. Расположить балки можно как в параллельном, так и перекрестном направлении. Но последнее довольно сложно в монтаже, и на практике используется редко.

Расчет балок перекрытия

В основу расчета сечения бруса, который послужит опорной балкой, заложено следующее правило: сечение опоры должно быть не меньше 1/25 его длины. Например, если длина бруса составляет 6 метров, то толщина его должна быть не менее 25 см. Форма помещения, над которым возводится перекрытие зачастую прямоугольной формы.

Целесообразнее укладывать балки таким образом, чтобы длина их была наименее короткой. То есть опорой для их концов должны служить проемы в самых длинных стенах этого помещения. Например, если его размеры 3/6 метров, то балки следует устанавливать длиной в три метра. Но это условная цифра, так как она обозначает только ширину пролета.

Сама же балка должна быть больше на 50-60 см. по той причине, что должна опираться на стены обоими концами не менее, чем на 25 см. Далее, чтобы произвести правильный расчет балок перекрытия следует учесть весовую нагрузку. Для жилых зданий ее средняя величина 400 кг/м2

Для чердачного перекрытия эта величина может быть вдвое меньшей. Далее в расчет закладывается расстояние между балками. Оно может быть как 1 метр, 75 см. или другое. Оптимальная ширина пролета для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшая форма бруса — прямоугольная, с соотношением высоты балки к ее ширине 1,4:1.

Далее по специальной формуле рассчитывается максимальный изгибающий момент. Если расстояние между балками будет 1 метр, то он составит 80000 кг/см. Существуют специальные таблицы, в которых приведены средние показатели для некоторых пород дерева, учтено процентное соотношение влажности древесины, коэффициент срока ее службы и многие другие показатели.

Все это можно найти на специализированных сайтах или в литературе по строительству домов. В том случае, если на балки перекрытия будут сначала опираться лаги, а потом уже доски, то следует рассчитать и сечение лаг.

Смотрите также:

  • Почему арендатор участка не может вступить в СНТ?
  • Как забрать документы у бывшего председателя СНТ?
  • Какая высота забора из евроштакетника должна быть между участками?
  • Кому грозит штраф за выращивание картофеля?
  • Дача на селе. Садоводческим землям могут сменить статус земли
  • Конституционный суд разрешил садоводам и дачникам разводить домашнюю живность на своем участке
  • Крепление бруса на подвесе

    В интерьерах иногда используют элементы декора, для которых требуется закрепить брус к потолку на свободном подвесе или же имитировать такой подвес. Иногда подвеска бруса нужна по конструктивным соображениям. Этот вид крепления выполняют посредством специального подвеса, рассчитанного на определенную нагрузку. Подвесная система такого вида может иметь дополнительную возможность регулировать высоту подвеса бруса.

    Подвесы крепят к потолку дюбелями, а на брус устанавливают вторую часть крепления, затем элементы соединяют. Практика показывает, что такие крепления, вопреки ожиданиям, могут выдержать немалые нагрузки. Но все же лучше не иметь над головой подобный фактор риска, и для дизайна имитировать подвес, а брус крепить надежно, в стену. Подвесную систему в данном случае устанавливают, чтобы усилить крепление, и в дизайнерских целях, «для красоты».

    Деревянные балки и требования к ним

    В принципе, балочные перекрытия тоже могут быть разными: железобетонными, металлическими, либо деревянными. Первые два варианта не уступают по техническим характеристикам плитным перекрытиям, но они достаточно сложны для исполнения,  и поэтому в частном строительстве практически не используются. А вот деревянные балки — совсем другое дело!

    Итак:

    • Несмотря на кажущуюся простоту, здесь тоже есть масса нюансов, которые необходимо соблюсти. Прежде всего, следует правильно выбирать пиломатериал. Чаще всего для этой цели используют твёрдую древесину хвойных пород: лиственницу, сосну, ель, кедр. Цена здесь не имеет никакого значения – просто балки из хвойных пород лучше всего работают на изгиб.

    Сосновый брус для балочного перекрытия

    • Есть, конечно, поборники лиственной древесины, которые утверждают, что и осина с берёзой прекрасно справляются с такой задачей. Только вот строительные нормы рекомендуют вообще все несущие деревянные конструкции — а не только балки перекрытия, изготавливать из хвойного пиломатериала. Твёрдые породы лиственной древесины, годятся лишь для соединительных деталей (нагелей, шкантов, и т.д.).
    • Брус для перекрытия можно, и даже предпочтительно, использовать строганый, а не клееный. Он должен быть хорошо просушен и обработан перед монтажом огнебиозащитным составом. В отапливаемых зданиях, цельные балки должны монтироваться без пересечения со стенами и перегородками, а конструкция перекрытия, как таковая, должна гарантировать им хорошую вентиляцию.
    Читайте также:  Какой пароизоляцией накрыть утеплитель каменную вату на чердаке?

    Схема междуэтажного перекрытия

    • Глухая (монолитная) заделка балок в стены не допускается – их укладывают в гнёзда, и обязательно на амортизирующие прокладки из лиственной древесины. Концы балок, монтируемых с помощью металлического крепежа, должны быть защищены влагонепроницаемым слоем, так как при образовании конденсата, коррозия металла может повлечь за собой и коррозию древесины.

    Но прежде, чем приступить к монтажным работам, несущие элементы перекрытия нужно рассчитать. Поэтому далее вашему вниманию будет предложена инструкция по подбору сечения балок и определению шага их установки.

    Основные классификации перекрытий для потолка

    Специалисты выделяют два признака классификации данной конструкции – назначение и техническое исполнение. Классификация по назначению разделяет следующие перекрытия:

    • Цокольные. Первый и базовый уровень пола общего каркаса, благодаря которому первый этаж отделяется от фундаментной платформы с ростверком. В проектах с подвальными помещениями также существует и подпольный уровень перекрытия.
    • Междуэтажные. Потолочные перекрытия в домах с несколькими этажами. Как правило, это конструкция, отделяющая первый и второй этажи.
    • Чердачные. Плиты или балочные системы, которые разделяют нижний жилой этаж и верхнюю зону чердака или мансарды.

    Что касается технического исполнения, то различия касаются несущей части. Уже говорилось о том, что основу конструкции могут составлять как плиты, так и балки. И здесь же имеет место классификация по используемому материалу перекрытия, которую следует рассмотреть отдельно.

    Крепление бруса к стене

    Крепление бруса к стене — не простой вопрос. Брус всегда был популярен в строительстве частных домов. В настоящее время все чаще появляются строительные материалы с новыми свойствами, развиваются технологии. Комбинация бруса с новыми стройматериалами и монтажными системами иногда вызывает вопросы — каким же образом технически правильно будет выполнить крепления бруса к разным поверхностям?

    Для крепления необходим крепежный материал. Сегодня имеется множество видов крепежа для любых соединений элементов. Их отличия — область применения и технические характеристики, которые регламентируют допустимую нагрузку на крепежный элемент и технологию крепежа.

    Уголковые крепежные элементы из металла имеют отверстия для крепления саморезами, гвоздями или дюбелями. Металлы для уголков применяются не подверженные окислению и достаточно прочные. Запас прочности уголка нужно принимать не менее 2, то есть уголок должен выдержать вес в два раза больше, чем вес элемента, который будет на него опираться. При этом нужно еще учесть и посчитать, какие конструкции будут опираться на этот брус.

    Деревянные брусья крепят к стенам с разными целями — чтобы укрепить на этих стенах навесную мебель, книжные полки или декоративные элементы интерьера, а также бытовую технику. При установке дверных коробок, для облицовки снаружи и внутри, для устройства козырька над входной дверью или навеса для веранды также нужно делать крепления бруса к стенам. Главное, сначала нужно определиться с материалом этой стены, и подходить к газобетонным блокам, гипсокартонной облицовке и стене из кирпича, конечно, придется совсем по-разному.

    Выбор способа крепежа зависит от материала стены и особенностей создаваемой конструкции. Конечно, в контексте газобетона речь не о том, чтобы крепить прогоны из бруса к стенам из ячеистобетонных или керамических блоков, это невозможно без устройства армопояса или усиливающих опору конструкций, а только о креплении брусков, например, для обрешетки под гипсокартон.

    Также речь не о том, чтобы крепить брус к кирпичным и бетонным стенам для устройства перекрытий или полов с лагами из бруса, поскольку в этих конструкциях брус и его крепление должны нести значительные нагрузки. Конструкция крепления бруса при этом — монтаж в стену в процессе кладки или бетонирования, или опирание на армопояс.

    Торец бруса дополнительно пропитывают огнебиозацитным составом перед замоноличиванием или закладкой в стену и защищают слоем гидроизоляционного материала. Антисептики на масляных основах применять не рекомендуют, поскольку они затрудняют испарение влаги. Концы деревянных балок срезают под 70 град, для того, чтобы влага лучше испарялась. Зазор между стеной ниши и балкой обязателен, в него закладывается теплоизоляция, поскольку балка опирается на наружную стену.

    При укладке балок из бруса на армопояс их крепят специальными анкерными пластинами, покрытыми антикоррозионным составом.

    Уголковый крепеж применяют для крепления бруса к бетонным и кирпичным конструкциям. Надежное и прочное соединение возможно при использовании качественных уголков из металла, способного выдерживать нагрузку.

    • Перед установкой уголковых элементов на поверхность наносят разметку положения и контуров бруса, пользуясь измерительными инструментами. Можно пользоваться обычным отвесом и строительным уровнем, но лазерный уровень позволит быстро сделать разметку и по вертикали, и по горизонтали одновременно.
    • Затем уголковые элементы фиксируют дюбелями, саморезами, для более легких конструкций используют гвозди. Полностью саморезы не затягивают, чтобы можно было слегка подкорректировать положение элемента.
    • Брус вставляют в уголки и присоединяют к ним саморезами, затем затягивают крепления уголков к стене полностью. Уголок зажимают крепежными элементами, при необходимости корректируя его положение точно по разметке.