Мауэрлат узлы крепления стропильных ног
Опирание деревянных стропил на мауэрлат может выполняться по двум технологиям :
- жесткое крепление к мауэрлату;
- скользящее крепление к мауэрлату.
При жестком креплении полностью исключаются любые виды смещения стропильной ноги, которая упирается в мауэрлат (изгибы, сдвиги, кручение). С этой целью при монтаже стропильной системы кровли установка стропил может выполняться с применением подшивного бруска, который предотвращает соскальзывание стропильной ноги в месте опирания. Боковые сдвиги при этом методе соединения исключаются благодаря установке металлических уголков.
Во втором варианте жесткого крепления стропильной ноги на мауэрлат необходимо выполнить запил (седло) в нижней части стропильного бруса или доски. Плоскость опирания должна быть горизонтальной, для этого запил в стропилах производится под углом, соответствующим наклону ската. Для фиксации узла с обеих сторон стропила под углом вбивается по гвоздю (внутри мауэрлата они должны быть скрещенными), сверху вертикально через стропило в мауэрлат вбивается третий гвоздь.
Скользящее крепление обычно используется при возведении стропильной системы на доме из бруса или бревна. Основанием для опирания стропильных ног в этом случае служит не мауэрлат, а верхний венец сруба. Чтобы избежать деформации крыши при усадке дома, необходимо выполнить узел с определенной степенью свободы для стропильной ноги. Нередко с этой целью используется специальный крепежный элемент из металла – скользящая опора («салазки»). Его верхняя часть представляет собой петлю, которая смещается по направляющей, закрепленной на стропильной ноге, при изменении геометрии сруба.
Используются и другие методы монтажа скользящего узла. В стропильной ноге выполняется запил, балка устанавливается срезом на верхний венец, после чего закрепляется одним из способов :
- посредством одного вертикально забитого гвоздя;
- с помощью забитых с двух сторон гвоздей, скрещивающихся в мауэрлате;
- посредством скобы;
- выполнив единичную фиксацию стальными крепежными пластинами.
Такой метод крепления оставляет возможность элементам системы смещаться друг относительно друга при изменении геометрии строительных конструкций.
Коньковые соединения
Устройство стропильной системы кровли с двумя скатами подразумевает наличие в верхней части крыши горизонтального ребра, образованного в результате примыкания скатов – конька. Коньковый узел может выполняться несколькими способами, выбор зависит от типа стропильной системы и особенностей самого здания.
Наслонная конструкция подразумевает крепление стропильных ног на коньковый прогон – горизонтальную балку, расположенную на стойках параллельно длинным стенам дома. Верхние концы стропильных ног следует запилить под углом, соответствующим углу наклона скатов. Примыкания срезанных торцов стропил к коньку должны быть максимально плотными. В качестве крепежных элементов используются гвозди. Наслонные стропила применяются, если есть возможность установить на внутренней стене или столбчатых опорах стойки для крепления конькового прогона. Кроме того, стены должны быть оснащены мауэрлатом для опирания стропил.
Сборка стропильной фермы висячего типа требует соединить верхние концы пары стропильных ног. Для этого торец каждого из стропил подрезается под углом, равным углу наклона крыши, балки соединяются плоскостями срезов — требуется обеспечить плотность их примыкания. Фиксируются при помощи двух гвоздей, забитых под углом в верхние плоскости стропил. Затем с каждой стороны прибивается по деревянной накладке или металлической пластине, которые закрывают место стыка.
Чтобы обеспечить коньку необходимую прочность, может выполняться врубка в полдерева: в этом случае вместо плоскости сопряжения соединения встык, стропила соединяются уступом. Далее сверлится сквозное отверстие под шпильку или болт диаметром 12 или 14 мм, для крепления используются гайки с широкими шайбами.
Если на стене сруба предстоит установить скользящие опоры или создать примыкания (сопряжения стропила с мауэрлатом) с некоторой степенью свободы, коньку следует уделить особое внимание. Рекомендуется выполнить подвижный узел соединения, чтобы крыша не деформировалась при неравномерной усадке сооружения
С этой целью концы стропил соединяются металлическим пластинчатым шарниром
С этой целью концы стропил соединяются металлическим пластинчатым шарниром.
Как правильно рассчитать каркас двускатной крыши дома?
Самый стандартный и простой вариант предусматривает, что в основе конструкции лежит равнобедренный треугольник. В этом случае достаточно для вычислений наличие школьной базы.
Как гласит знаменитая Пифагорова теорема, высота делит равнобедренный треугольник на два равных прямоугольника. Из этого следует, что необходимо знать значение ширины крыши и ее высоту до конька. Затем можно сделать вычисление площади поверхности крыши и рассчитать необходимое количество строительных материалов. В расчетах необходимо учитывать также припуски на карниз и размещение материала внахлест.
Возможные варианты конструкции мансарды ↑
Стропильная система мансардной крыши может иметь различную конструкцию. По внешним признакам стропильную систему мансарды можно разделить в основном на следующие типы:
- скатные (одно-, двух-, трех- либо четырех),
- вальмовые крыши с мансардой или полувальмовые, а также
- ломаные.
1stropilnaya-sistemaodnosk
2stropilnaya-sistemaodnosk
Односкатная крыша, несомненно, простейший вариант для исполнения. Это отличное решение для небольшого загородного домика.
Самой популярной среди кровель мансардного типа считается конструкция с двумя скатами. Стропильная система двухскатной крыши с мансардой единодушно считается конструкцией, которая отличается простотой и надежностью. Она способна выдержать существенные нагрузки. Однако имеются и недостатки. В частности, из-за простой формы невозможно сделать дизайн интересным.
Правда, этот минус компенсируют, добавив декоративные элементы. Отметим более существенный минус – это ограниченный внутренний объем мансардной крыши. Он значительно меньше, нежели у ломаной крыши.
Совет
Недостаток полезной площади можно несколько выправить, если построить полумансарду. Так называют помещение, высота боковых стен которого колеблется в пределах 150–180 см. Это позволит не только увеличить внутреннее полезное пространство, но и сохранить все плюсы конструкции двухскатной мансардной крыши.
А вот ломаный вариант крыши позволяет сформировать достаточно большое помещение мансарды без возведения стен. Оно более функционально и намного удобнее.
Монтаж мансардной крыши особо сложен для вальмовых, купольных или сводчатых конструкций. Для устройства мансарды этого типа необходим профессиональный подход. Они отличаются большим количеством изломов на скатах – местом устройства ендов.
https://youtube.com/watch?v=4GmY-G95sWc%3F
Основные элементы, из которых состоит каркас двухскатной крыши
Стропильная система двухскатной крыши под строительство дома из бруса состоит из: стропильной ноги, мауэрлат, кобылки, конька, подкосов, стоек и обрешетки. Для того, чтобы собрать крышу своими руками, нужно представлять конструкцию полностью. Подробнее о каждом элементе поговорим ниже.
Мауэрлат
Мауэрлат в каркасе двухскатной крыши
Мауэрлат- это основная несущая часть конструкции каркаса двускатной крыши. Состоит она из бруса, располагающегося по всему периметру дома, на несущих стенах. Под строительство дома из клееного бруса или другого вида пиломатериалов крепится при помощи привязки и металлических скоб.
Через мауэрлат нагрузка со всей стропильной системы переходит на несущие стены дома. Размер мауэрлата для деревянного дома подойдет 100х100 мм или 150х150 мм. Используют для этого узла хвойные породы древесины. Перед укладкой брус обрабатывают антисептиком и гидроизолируют при помощи битумной ленты.
Стропильная нога
Из стропильных ног собирается основной контур будущей крыши. Для каркаса крыши деревянного дома используют материал сечением 50х150 или 100х150 мм. Укладываются стропильные ноги в форме треугольника. На стропильных ногах держится вся система, и от качества материала зависит, выдержит ли крыша ветровые и снежные нагрузки.
Вес всей конструкции крыши через ноги передается на мауэрлат. Стропильные ноги монтируют с шагом 60-120 см, в зависимости от тяжести и крепления будущей кровли. Чем она тяжелее, тем чаще шаг монтажа ног стропильной системы.
Конек
Конек — это соединительная балка двух стропильных частей ската в верхней части. Он монтируется строго горизонтально на соединении ног.
Для деревянной двускатной крыши в качестве конька используют брус сечением 100х100 мм. Его предварительно обрабатывают антисептиком.
Кобылка
Кобылка в стропильной системе
Кобылка — это элемент, который играет роль свеса крыши. Эту часть крепят к стропильной ноге, если ее длины не хватит для формирования свеса минимум 200 мм. Если стропильной ноги хватит, то можно не монтировать кобылку.
Для монтажа используются доски меньшего размера и сечения, чем ноги. Кобылка делает монтаж каркаса проще, так как балки для ног уже не нужны большой длины. Если крыша собирается своими руками, то специалисты рекомендуют выбрать именно такой вариант.
Лежень
Это брус, который располагают на внутренних несущих стенах сруба горизонтально. На лежень приходиться основная нагрузка от стоек стропильной системы, а он передает ее несущей стене.
В монтаже используется материал сечением в 100х100-150х150 мм.
Стойки
Стойки крепятся вертикально от конька к внутренней несущей стене. Для их изготовления используют материал сечением 100х100-150х150 мм после расчетов. В стропильной системе они играют роль перераспределения нагрузки от конька к несущей стене.
Затяжки
Затяжки, соединенные с ногами каркаса, имеют форму треугольника. Это крепежный элемент в системе. Именно благодаря затяжкам ноги не разбегаются в разные стороны под давлением конструкции и кровли.
Подкосы
Подкосы состоят из кусочков досок, монтированных под углом. С помощью подкосов нагрузка от стропильных ног перераспределяется к несущим стенам. В соединении с затяжками подкосы образуют фермы. Ферма состоит из нескольких подкосов и одной затяжки. Используют фермы для передачи нагрузки, если пролеты слишком большие.
Обрешетка
Устройство обрешетки крыши
Если кровля будет рулонная, например битумная, то вместо досок в качестве обрешетки используют листы фанеры или OSB. Так подложка под кровлю приобретает жесткую и ровную поверхность, по которой легко раскатать тот же рубероид.
Все перечисленные части каркаса двухскатной конструкции перед монтажом просушивают и обрабатывают антисептическими пропитками, делать это можно своими руками. В противном случае стропильная система быстро загниет.
Элементы висячих стропил и факторы, влияющие на их выбор
Жилые дома, в основном, имеют в своей конструкции внутренние опорные несущие стены, поэтому применение висячих стропил в них, напрямую связанно с будущим обустройством мансарды. Висячая стропильная система, по сравнению с наслонной, является более сложной. Сложна операция изготовления не только самих стропил, но и монтаж их на стену. При использовании наслонных стропил узлы конструкции собираются вручную из легких элементов. В случае с висячими стропилами, собранная, громоздкая конструкция подается на крышу краном, либо разбирается внизу, подается вручную наверх и собирается заново.
Простейшая стропильная ферма представляет собой треугольник, состоящий из двух стропильных ног, упертых друг в друга и затяжки. Получившаяся конструкция – распорная, но на наружные стены сооружения распор не передается ввиду его нейтрализации затяжкой. Таким образом, в висячей стропильной системе, на стены сооружения передаются только вертикальные усилия, горизонтальные отсутствуют, что делает конструкцию узлов опирания на стены достаточно простой.
Затяжка сооружается либо из деревянных брусьев, либо из металлических планок, а месторасположение зависит от типа кровельной конструкции. Например, при возведении крыши мансардного типа затяжки устанавливаются у основания стропильной конструкции и являются балками перекрытия. Мауэрлат в такой системе не является необходимой частью конструкции. Он может заменяться доской, которая кладется на гидроизоляционную основу, и служит для выравнивания стропильных ферм относительно горизонта, а также для предотвращения смятия древесины в районе узла опирания фермы.
Перед началом проектирования висячей стропильной системы необходимо учитывать следующие важные факторы:
- климатический регион, сюда входит учет снеговых и ветровых нагрузок, а также общее количество атмосферных осадков;
- вид кровельной системы (односкатная, двухскатная, шатровая, вальмовая и т.д.);
- угол наклона ската крыши;
- вид кровельного перекрытия (шифер, металлочерепица, профнастил и пр.).
Зная вышеперечисленные факторы нагрузок, рассчитывается сечение стропильных ног и ширина пролета висячих стропил. Устройство висячих стропил во многом зависит от применяемой конструкции и характеризуется наличием дополнительных элементов таких как: подкосы, ригели и бабки.
Конструкция висячих стропил во многом зависит от длины пролета в сооружении и наличия или отсутствия мансардного помещения на чердаке.
Виды простых крыш
Несмотря на то, что это одна из самых простых типов систем для жилых зданий, есть несколько видов конструкции. Разнообразие позволяет увеличивать варианты использования крыш при строительстве домов по стандартным или индивидуальным эксклюзивным проектам.
| Тип стропильной системы двухскатной крыши | Архитектурные особенности и краткое описание |
|---|---|
Простая симметричная | Наиболее часто используемый вариант, имеет два полностью одинаковых ската прямоугольной формы. Нагрузки между отдельными элементами распределяются равномерно вне зависимости от их расположения. Количество дополнительных упоров не ограничивается, конкретное решение принимается в зависимости от планов использования чердачных помещений. Расчеты можно делать при помощи бесплатных программ, размещенных на строительных сайтах. |
Асимметричная стропильная система двухскатной крыши | Конек смещен в одну из сторон дома или скаты с различными углами наклона. Более сложная для расчетов стропильная система крыши. Если в упрощенном варианте можно рассчитывать один скат и полученные данные автоматически применять для второго, то для асимметричной стропильной системы такой вариант использовать нельзя. Преимущества – оригинальный внешний вид. Недостатки – сложность расчетов и монтажа и уменьшение используемого чердачного пространства. |
Ломанная двухскатная стропильная | Чаще всего используется во время строительства мансардных помещений, позволяет существенно увеличивать объем чердачных помещений. Расчеты по сложности относятся к средней категории. Стропильная система с наружным изломом. Редко встречаются системы с внутренним изломом, кроме оригинального внешнего вида, они никаких преимуществ не имеют. |
Неопытным застройщикам рекомендуется делать расчеты самых простых типов стропильных систем двухскатных крыш.
Основная информация, находящаяся на плане кровли
План – это, прежде всего чертеж. Благодаря нему можно разобрать все волнующие вас вопросы на листе бумаге, а понимание и использование необходимого количества материалов существенно сэкономят ваши деньги. В современном строительстве используется уйма разновидностей, например, в качестве покрытия для скатных крыш применяется профнастил, гибкая черепица, ондулин и так далее. Верное количество данных материалов никак нельзя предугадать, а вот рассчитать можно. Что касается плоских крыш, то здесь такая же ситуация, ведь наплавляемая кровля или наливное покрытие также требует расчетов.
Я рассказываю о плоской крыше лишь по нескольким причинам. И основной из них является дешевизна. Благодаря недорогим материалам можно добиться качественной крыши за очень несущественную сумму. К слову, возвести двухскатную крышу будет примерно в два раза дороже.
Итак, что же вы увидите, взглянув на чертеж плоской крыши?
- Разуклонку
- Водосточные воронки (если оформлена внутренняя система)
- Расположение вентиляционных каналов
- Ширину парапета
- Место выхода на крышу
Наверняка вы задались вопросом, а причем здесь разуклонка к плоской крыше? Дело в том, что без нее удаление избыточной влаги, поступающей из атмосферных осадков невозможна, и вам придется проводить просушку основания вручную, а этого явно никому не захочется делать.
Чертежи должны создаваться высококвалифицированными специалистами, которые вложат в него все свои знания. Помимо основных элементов кровли, на планах часто отображают и вспомогательные элементы, например, теплоизоляционные и гидроизоляционные слои, описывают стропильную систему или основание крыши. На некоторых чертежах можно встретить схему расположения кровельного покрытия и места его стыковки. Помните, что чем больше мельчайших деталей вы обработаете, тем качественнее будет ваша крыша.
ВАЖНО: Грамотно составленный план возводимой кровли позволяет использовать в расчетах точные размеры строения. При этом расходы, связанные с перекупкой материала существенно сокращаются
Как построить: монтаж
Любое строительство предусматривает план кровли двухскатной крыши, чертеж, если выбрана симметричная конструкция, выглядит так:
Простой чертеж двускатной кровли
Чертеж двускатной крыши с домом
Чтобы правильно сделать двухскатную крышу, необходимо соблюдать последовательность технологического процесса:
- установить мауэрлат;
- смонтировать стропила;
- установить подкосы, стойки, схватки;
- смонтировать обрешетку, гидроизоляцию;
- утеплить кровлю;
- застелить кровлю специальным покрытием.
Мауэрлат – это основа, на которой держится кровля, фундамент системы, он делает кровлю единой конструкцией. Изготовлен из деревянного бруса. Служит для следующих целей:
- держит конструкцию на стенах;
- является компенсацией распирающих стропил.
К стене мауэрлат обычно прикрепляют:
- на скобы. На стене закрепляют бруски из дерева, с ними и соединяют мауэрлат;
- проволоку. Ее закладывают в кладку стены, а потом оборачивают ею брус;
- шпильки. Этот способ похож на закрепление на скобы, только шпильки – длиннее, значит, мауэрлат закреплен надежнее.
Между стеной и мауэрлатом обязательно кладут утеплитель. Если этого не сделать, то брус быстро начнет гнить и разрушаться из-за разницы температур снаружи и внутри здания. В качестве утеплителя выступают рубероид и гидроизол – недорогие, но качественные материалы, простые в эксплуатации.
Конструкционно стропильная система двухскатной крыши в самостоятельном исполнении может быть:
Наклонная подходит для устройства двухскатной крыши любого размера. В «составе»: стойка и лежень – «дублирует» мауэрлат и принимает на себя некоторую нагрузку. Доски прислоняются друг к другу, держит их стойка. Смонтировать такое крепление стропил не составит труда
Важно качественно провести монтаж стойки
Висячая стропильная система используется, если ширина кровли составляет около 5-6 метров. Доски крепятся на стену, которая выполняет роль несущей. Важная деталь – затяжка – это балка из дерева или металла. Она соединяет доски между собой, не давая им упасть.
По времени установка стропил занимает около 60 процентов от продолжительности всего процесса. Когда сделаны стропила, можно подумать о том, чем застилать поверхность снаружи. Для таких целей применяют:
Шифер – самый дешевый, металлочерепица – дорогой, но прочный и красивый материал. Если средства позволяют, то предпочтительнее остановить выбор именно на нем. Шифер и профнастил приходят в негодность из-за сильного ветра, обильных осадков, града. Металлочерепица выдержит практически все капризы природы.
Завершают процесс строительства двухскатной крыши своими руками укладкой кровельного материала. Начинают от краев к центру конструкции, части должны заступать друг на дружку, так создаётся дополнительный барьер для влаги, пыли, грязи, ветра. Способ крепления зависит от вида основы – наплавление, фиксация гвоздями или специальным клеем.
Виды и схемы
Начинается сооружение наслонной стропильной крыши с определения угла ее наклона: на этот показатель влияют не столько архитектурные требования, сколько климатические особенности данной местности. Также некоторого учета требует и тип используемого кровельного материала. Там, где часто выпадают осадки, кровлю желательно делать с наибольшим возможным наклоном. В регионах с сильными ветрами крышу рекомендуется применять максимально пологую, из-за угрозы срыва конструкции резкими порывами ветра.
Если на чердаке хочется обустроить жилое помещение, потребуется применение ломанной двухскатной крыши. В таких конструкциях верхние части более пологие, а нижние обладают значительной крутизной. В результате достигается расширение площади чердака, что дает возможность обустроить там мансардное жилище. Данный вид крыши обладает более сложной стропильной схемой двускатной крыши.
Стропильные фермы крыши и её виды
Стропильная система — основа крыши, которая делает упор на несущие элементы строения и служит также каркасом для различных видов материалов для кровли: утеплителей, гидроизоляции, разнообразных покрытий.
Габариты и конструкция стропил зависят от:
- приобретённого материала;
- размеров строения;
- габаритов дома;
- стройматериала для стропил;
- индивидуальных предпочтений заказчика;
- актуальных для определённого региона нагрузок на крышу.
Стропильная система имеет:
- обрешётку — брусья, в перпендикулярном направлении укладывающиеся на стропильные ноги;
- стяжки, воспринимающие растягивающие усилия;
- стойки из дерева, расположенные в вертикальном положении;
- мауэрлат — брус, монтаж которого осуществляют вдоль стены, на него делают упор стропила;
- стропильные ноги — это своего рода балки из дерева, принимающие на себя основную нагрузку крыши.
Каждый из приведённых факторов очень важен, поскольку необходимо понимать, какой тип стропильной системы будет оптимально подходить для той или другой определённой ситуации.
Когда речь заходит о малоэтажных домах, то самую большую распространённость получают конструкции из дерева. Во многих случаях применяют три вида стропильных ферм: висячие стропила, наслонные стропила и смешанную систему стропил.
Характеристика висячих стропил
Висячие стропила — это наиболее элементарный вид стропильных систем, их характеристики:
- У стропил делают лишь несколько опорных точек, которыми выступают, в частности, несущие стены строения. В подобном случае ноги для стропил работают и на изгиб, и на сжатие. Стропильные ноги ложатся на мауэрлат — это утолщённый брус или изделие из соединённых досок. Мауэрлат прочно крепится на торце основных стен. Стропильные ноги врубают в мауэрлат, а в качестве дополнительного крепежа используют кронштейны или скобы.
- Вся конструкция распирает ограждение стены.
- Чтобы компенсировать распирание, создают затяжки, которые соединяют стропильные пары. В основном они устанавливаются в самом низу, благодаря чему затяжки параллельно выступают и перекрытием крыши. В некоторых вариантах их располагают выше, но тогда затяжки приобретают более мощные, ведь нагрузка на затяжки многократно увеличится.
- Затяжки не только компенсируют распирающее усилие, но и не дают разъединяться стропильным ногам.
Особенности наслонных стропил
Для наслонной системы стропил дом должен быть дополнительно оборудован несущей стеной, расположенной посередине. Различают наслонные стропила по таким признакам:
- Концы наслонных стропил должны делать упор на следующие части строения:
- стены по периметру;
- столбчатые опоры или основные стены, расположенные внутри.
- Действие стропильных ног — работа на изгиб, поскольку отсутствует нагрузка на сжатие. Вот почему для монтажа наслонной системы стропил применяют более тонкие элементы, а вся конструкция намного легче. Причём экономия пиломатериалов весьма существенная.
- Проектируя наслонные стропила, следует учитывать тот факт, что есть обратная зависимость шага ног стропил и угла ската кровли. Иными словами, чем сложнее конструкция кровли, тем чаще надо монтировать балки стропил.
- Использование промежуточных опорных точек уменьшает сечение балок и длину пролёта, который надо перекрыть.
Смешанная система стропил
Конструкция комбинированной системы наиболее сложная, поскольку включает в себя части двух других видов стропил — висячего и наслонного. Применяется она для мансардной кровли. Стены комнат, которые находятся на втором этаже, образуют вертикальными опорами, эти опоры являются и промежуточными стойками для стропильных балок.
Часть стропил, которые соединяют один конец стоек, функционирует как ригель для скатов, расположенных сбоку, причём для верхней части конструкции они являются затяжкой.
Одновременно горизонтальные брусья выполняют такие функции: для верхних скатов — мауэрлат, для боковых — коньковый брус. Чтобы увеличить прочность кровли, монтируют подкосы, которые соединяют боковые скаты и вертикальные стойки.
Комбинированная система строп в изготовлении самая сложная и трудоёмкая, но эти недостатки вполне компенсируются увеличением несущих качеств кровли в отсутствии лишних опор, особенно, когда есть необходимость перекрывать значительные пролёты в здании.
Увеличить несущие качества кровли можно с помощью смешанной стропильной системы
Выбор материала
В основе стропильных конструкций лежит древесина. Существуют жесткие стандартны качества и размеров материала:
- влажность дерева должна быть меньше 18%;
- на каждом метре доски должно быть не больше 3-х сучков, их диаметр не должен превышать 3 см;
- недопустимы сквозные трещины;
- глубина несквозных трещин должна быть меньше половины длины доски.
У бруса должно быть сечение от 4 до 15 до 10 на 25 см. Показатель зависит от того, на каком расстоянии ноги будут располагаться друг от друга, а также от числа нагрузок от осадков на определенную область крыши.
При выборе материала внимание уделяется трещинам, сколам и другим дефектам. Найти ровную древесину невозможно
Важно, чтобы максимальная длина сучков не превышала трети толщины бруса
