Опирание деревянных стропил на стальную балку

Обновлено: 16.05.2024

Если вы сейчас подошли вплотную к вопросу выбора конструкции стропильной системы, первым делом вам нужно решить, как именно вы будете передавать нагрузку от крыши – к дому. Например, в классической схеме устройства стропильной системы стропила равномерно опирают концами на стены или мауэрлат, по всему периметру или с двух сторон, смотря какая форма скатов. Но нередко сегодня стропила крепят прямо на балки перекрытия чердака, а не на мауэрлат, и у такой технологии есть свои ценные преимущества.

А как правильно установить стропила крыши на балки перекрытия, какие существуют технические решения и как выполнять такие узлы крепления – мы сейчас расскажем.

Содержание

Когда стропила выгодно опирать на балки?

Конечно, строительство крыши с мауэрлатом более понятно и логично, т.к. такой способ практикуется уже очень давно и изучен, а вот опирание стропил на балки вам нужно изучить, и так много полезной информации, как предоставляет наш сайт, вы не найдете нигде.

Но когда нужна такая стропильная систему и к чему такие сложности, спросите вы? Смотрите, подход незаменим, когда:

у строительного объекта достаточно хрупкие стены и на них сложно уложить мауэрлат;
на старом доме заново перестраивается крыша, а лежень уже старый;
стропильная система достаточно сложна и ей необходимы промежуточные опоры, а внутри дома таких нет;
для того, кто строит дом, этот метод сам по себе кажется более приемлемым.

А еще настоящую мансардную крышу трудно представить без опоры стропил прямо на балки за пределами стен:

Убедили? Поверьте, у такой технологии столько же преимуществ, как и у классической.

Как создать надежное основание для стропил?

Первый шаг, который вам нужно сделать – построить прочное основание для таких стропил. Например, если у балок перекрытия нет никакой подпорки (хотя бы в виде промежуточной стены дома), тогда стропильные фермы на ней нужно организовывать только по принципу висячих. Если же опора есть, стропила можно смело опирать прямо на балку без каких-либо вспомогательных элементов.

Говоря простым языком, если балка в чердачном перекрытии установлена надежно и имеет свои опоры, то на нее можно установить и стропила, а если всего этого нет, тогда стропила есть смысл крепко соединить с самими балками и подвесить как единую систему. В противном случае перед строительством крыши вам нужно подпереть балки изнутри помещения, для чего существует три разных строительных способа:

Самая простая классическая подпорка состоит из затяжки, одной подбалки и подкосов. Затяжка подвешивается посередине. Такие подвесные системы применяются сегодня чаще всего при больших пролетах.
Двойная подпорка состоит из затяжки, подвесок, двух подкосов и ригеля, который служит распоркой между досками.
Существует даже тройная подпорка, которая представляет собой отдельные три подвесные системы, или одну двойную подвесную систему и одну простую. Это уже сложная стропильная система.

Вот как выглядят такие системы:

Идеально, если вы также сможете рассчитать такие балки на прогиб и растяжение, насколько они готовы удерживать на себе всю крышу. Для этого существуют специальные онлайн-калькуляторы и формулы, хотя также будет достаточно для собственного спокойствия пригласить опытного плотника.

Способы соединения стропил с балками

Итак, у вас есть два основных пути:

Установить сначала балки перекрытия, вмонтировав их в стены, тем самым создав наслонную стропильную систему.
Собрать стропильные фермы на земле и поднять на крышу готовыми, при этом нижняя затяжка ферм будет одновременно служить опорой-балкой для будущего чердачного перекрытия.

В каждом из этих способов есть свои плюсы-минусы, но способы крепления используются разные – для ферм обычно идет крепление металлическими или деревяннымми пластинами, а для сборки на крыше – скалывание и врубка на шип.

Висячие стропила: затяжка и балка в одной роли

Если речь идет о небольшом строительном объекте, как гараж, баня или бытовка, то достаточно просто изготовить стропильные фермы на земле, и уже потом поднять их на стены постройки, закрепив на специальных штырях мауэрлата. Здесь балки перекрытия – неотъемлемая часть самих ферм, и этот тот самый случай, когда затяжка в ферме служит также опорой чердачного перекрытия.

А вот как это реализуется на практике:

А вот о вариантах, когда стропила именно опираются на балки перекрытия, а не создают с ними единую систему, мы разберемся сейчас детальнее.

Наслонные стропила: опора на балки в нескольких точках

Вот современный мастер-класс строительства классической крыши для мансарды, в которой стропила опирают на балки перекрытия прямо на крыше, а не строят фермы на земле:

Здесь балки перекрытия – уже не часть единой стропильной фермы, а самостоятельный элемент, на который опирается вся стропильная система. Причем опирание происходит не только по бокам балки, но и по всей ее длине.

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.

Виды крепежных элементов для узловых соединения с балкой

Давайте рассмотрим способы соединения стропила с балкой перекрытия:

Одно из самых надежных – это болтовое соединение, где используется комплект из болта, гайки и шайбы. Итак, делайте все шаг за шагом:

Шаг 1. На выступающем конце балки с ее тыльной стороны сделайте треугольный вырез так, чтобы его гипотенуза оказалось под углом таким же, как угол наклона стропил.
Шаг 2. Вот под этим же углом запилите нижнюю часть стропильной ноги.
Шаг 3. Установите стропила резом прямо на балку и зафиксируйте гвоздями.
Шаг 4. Теперь выстрелите сквозное отверстие для болта.
Шаг 5. Наденьте болт и зафиксируйте узел гайкой.

Еще один вполне приемлемый вариант – закрепить стропило и балку специальным металлическим крепежем:

А вот пример изготовления деревянного крепежа для такого же узла:

По возможности зафиксируйте такие стропила на балках кованой проволокой на специальном анкере, который монтируется в стену.

Дополнительная конструкция «стул» для подпорки стропил на балках

Порой установка стропил на балки перекрытия представляет собой достаточно сложную затею, в которой сами балки на все 100% служат опорой для всей крыши, и важно все это провернуть максимально грамотно.

Для того, чтобы сама стропильная а практике оказалась достаточно прочной и надежной, в качестве опорных элементов используется так называемый «стул». Это те стропильные детали, которая связывают между собой все элементы, и в разрезе действительно все это выглядит, как четыре ножки табуретки:

По сути, «стул» – это подкосы, которые поддерживают прогон на всю его высоту. Т.е. такой «стул» обычно содержит в себе вертикальные стойки, наклонные стойки и короткие подкосы. Своим нижним концом стойки стул врубается в нижний пояс стропильной системы или лежит перпендикулярно, либо сразу же – в балки перекрытия. Такие стулья также есть разных видов, в зависимости от того, опираются они на прогоны-балки или прямо на стропила.

Вот хороший пример из этой серии:

А вот это уже пример необычной конструкции стропильной системы, в которой сами стропила опираются на балки перекрытия на вдоль, а поперек, и хороша видна структура так называемых стульев-подпорок:

Комбинированная система: чередуем опирающиеся стропила

Сегодня практикуется и такой вариант крыши, которая состоит из несколько особо прочных ферм, расположенных на расстоянии 3-5 метра друг от друга, и промежуток между ними заполняют строительными парами.

Говоря простым языком, на крыше устанавливают несколько мощных главных ферм, две или три, и они на себе удерживают весь прогон. А уже в пространстве между главными фермами на такие прогоны опираются обычные стропила, по более простой схеме.

Т.е. здесь на балки перекрытия опираются далеко не все стропила, а лишь некоторые, а остальные опираются на мауэрлат. Таким образом замечательно распределяется вся нагрузка! И концепция такой системы проста: главные фермы делаются по схеме висячих стропил, а второстепенные стропильные ноги – по принципу наслонных, опираясь при этом уже только на лежень:

По сути, весь секрет такой комбинированной системы в том, что здесь прямо на треугольные шарнирные арки укладываются наслонные стропила. Таким хитрым путем из висячих стропил полностью исчезают изгибающие напряжения, и остаются только растягивающие. А это говорит о том, что здесь можно существенно уменьшить сечение стропильных элементов. Другими словами – сэкономить!

Как вы уже наверняка догадались, в вашем случае способ опирания стропил на балки перекрытия будет зависеть от того, какой объект вы строите: гараж, баню, дачный домик или целый загородный комплекс. В любом случае все эти методы проверены, активно применяются сегодня на практике и заслуживают внимания не меньше, чем более привычное использование классического мауэрлата.

Все узлы крепления балок на крыше — от мауэрлата до стропил

Если у дома деревянные перекрытия, балки играют одну из главных ролей в стропильной системе крыши. На них часто опираются стропила, а если дом большой — еще лежни, стойки и подкосы. При этом крепление балок на крыше — второй этап устройства стропильной системы, который следует сразу же после установки мауэрлата.

В статье рассказываем о том, как правильно закрепить балки и как соединить их с другими элементами кровли.

Крепление балок крыши к мауэрлату

На стенах железобетонных домов для крепления балок крыши обычно делают уступ, который ограничивают армопоясом по внешней стороне. Это позволяет жестко зафиксировать балки и сделать невозможным их сдвиг, когда конструкция уже связана в единое целое.

Для крепления балок на крыше домов из штучных материалов — кирпича, ракушечника, газоблока, пеноблока — поверх стен сначала нужно уложить мауэрлат. В большинстве случаев его делают из деревянного бруса 150×150 мм или 200×200 мм, для небольших домов и подсобных построек можно использовать брус 100×100 мм. Он нужен, чтобы заменить точечную нагрузку от балок на распределенную по всей поверхности стены.

На мауэрлате балки закрепляются тремя способами.

Без запила

В этом случае балка перекрытия просто укладывается поверх мауэрлата и фиксируется на нем скобами, перфорированными уголками или шпилькой. Независимо от вида основного крепления балки почти всегда для надежности дополнительно прибивают двумя гвоздями наискось.

С запилом

Запил нужен, чтобы защитить балки от сдвига. Как правило, такой способ крепления используют для асимметричных крыш, поскольку в этом случае нагрузка от стропил направлена от стены. Если речь об обычной двухскатной крыше, в пропиле нет необходимости — балка будет работать как затяжка, а усилие на сдвиг от противолежащих стропильных ног будет компенсироваться.

Запил для крепления балок крыши к мауэрлату нужен небольшой — до 20 мм глубиной. Этого достаточно, чтобы надежно зафиксировать доску. Но учитывайте, что пропиливают паз именно в балке. Ослаблять мауэрлат даже небольшим запилом категорически нельзя — это может привести к его растрескиванию и последующему разрушению под нагрузкой.

Установленные с запилом балки закрепляются перфорированными уголками или скобами. Гвозди для их дополнительной фиксации обычно не нужны.

С креплением на торце

Довольно редкий способ крепления для балок крыши. В основном он используется при монтаже досок перекрытия, которые не несут никакой нагрузки, кроме веса пола и предметов на нем. То есть когда балки используются только для перекрытия, а не для того, чтобы опирать на них стропила и другие элементы кровли.

При таком способе установки балок используется специальный крепеж — держатель-наконечник или подвес. Это П-образный перфорированный уголок, на который балки подвешивают к стене.

В крайнем случае, когда нет другого выбора, крепление «торец-пласть» применяют и для нагруженных конструкций. Например, при монтаже стропильных систем сложных крыш или при устройстве плоских кровель. Но в этом случае для крепления балок на крыше используют деревянные накладки, шпильки или держатели, усиленные перфорированной лентой либо проволокой.

5 способов, как соединить стропила с балкой

В висячих стропильных системах часто именно балка перекрытия играет роль затяжки. Поэтому узел крепления стропил к балкам перекрытия — второй по распространенности. Существует больше десятка методов его оформления, но чаще всего используют пять из них.

Крепление стропильной ноги к балке типа «шип-паз»

Соединение «шип-паз» используется при устройстве стропильной системы даже не столетия, а тысячелетия. Это крайне надежный способ жесткого крепления стропильных ног к балкам перекрытия, но он же — самый трудоемкий.

Для такого соединения стропила с балкой сразу на двух элементах нужно сделать запилы:

На стропильной ноге делают запилы, просто отрезая половину торцевой части доски под 90°. Если крыша крутая, то выпиливают один шип, если пологая — то два.
На балке делают ответные запилы-пазы, которые должны повторять форму шипов. Причем запиливать балки под стропила нужно не глубже, чем на треть их высоты, а от края запилы должны отстоять не менее чем на 20 см.

После соединения стропил с подстропильной балкой их дополнительно скрепляют с помощью гвоздевых (МЗП) или перфорированных пластин, уголков. Это предотвратит выход шипов из пазов при сильном ветре.

Крепление стропила к балке перекрытия на скобах

Кровельная скоба — надежный крепеж, который позволяет стянуть два элемента стропильной системы. Один ее конец забивают в верхнюю треть стропильной ноги, другой — примерно посередине балки. При этом скоба должна образовывать со стропилом угол, близкий к 90°.

Скобы обычно забиваются с обеих сторон стропильной ноги. Для защиты от бокового сдвига стропило дополнительно фиксируют двумя гвоздями, забитыми по диагонали с противоположных сторон доски.

Установка стропил на балки с помощью пластин

Использование перфорированного крепежа или гвоздевых пластин — современный вид крепления балок и стропил. Это очень простой, а потому популярный метод соединения. Но при его использовании балки и стропильные ноги скрепляются минимум в двух местах:

На стыке между балкой и стропилом. С двух сторон в этом месте ставится пластина так, чтобы стык проходил примерно посередине.
Над мауэрлатом с помощью подкоса. Треугольник, который подкос образовывает вместе со стропильной ногой и балкой, обеспечивает надежное соединение элементов друг с другом. Фиксируется подкос тоже с помощью пластин.

В случаях, когда нагрузка на продольный сдвиг невелика, допустимо скреплять стропило и балку только в месте стыка. Например, если скат крыши достаточно крутой. Или если стропила связывает друг с другом не только балка, но и затяжка или косынка ближе к коньку. Но в этом случае необходимо использовать именно перфорированную пластину, а не металлозубчатую пластину (МЗП).

Установка подстропильных балок и стропил на болтах

Если стропила существенно больше балок, то стропила нельзя опирать на балки. Даже небольшого сдвига в сторону в такой ситуации будет достаточно для повреждения узла соединения, что со временем может привести к потере устойчивости всей конструкции. Поэтому в этом случае стропильные ноги ставят на мауэрлат и скрепляют с балкой болтовым соединением.

При таком монтаже балок и стропил их боковой сдвиг невозможен. Сочетание болтового соединения с упором в виде мауэрлата также предотвращает продольный сдвиг стропильной ноги. Для дополнительной фиксации элементы можно соединить перфорированной или металлической лентой. Но это нужно, только если сечение балки совсем небольшое, а нагрузка на кровлю серьезная. В остальных случаях это будет лишним.

Комбинированные методы крепления стропил и балок

Не существует единственно правильного метода крепления стропил к балкам перекрытия. Поэтому все перечисленные в предыдущих разделах способы можно и нужно комбинировать — вместе они дадут более надежное соединение.

Например, соединение «шип-паз» хорошо сочетается с креплением с помощью скоб. С одной стороны, наличие скобы позволяет не делать глубокий запил. С другой — шип помогает снять часть нагрузки с точек входа скобы в древесину, что снижает вероятность растрескивания досок.

Соединение балок и лежней

В отличие от узла крепления балок и мауэрлата, в местах соединения балок и лежней:

Никогда не делают запил. Лежень нужен для распределения нагрузки от стоек, поэтому его сечение нельзя уменьшать.
Могут соединять торцы только двух лежней, если длина бруса недостаточна, чтобы перекрыть весь проем от стены до стены.

То есть для крепления балок к лежню на крыше подходит только одни способ: соединение с помощью перфорированных уголков. Желательно усиленных.

Установка стоек на балки крыши

Стойки к балкам крыши крепятся с помощью:

Для надежности могут использовать сразу несколько видов крепежа, но это, как правило, лишнее — усилие, которое давит на стойки, направлено вертикально вниз.

Подведем итоги

Балки — важная часть стропильной системы, если их используют в качестве несущего элемента, а не просто как опору для пола. В частности, в системах с висячими стропилами они часто играют роль затяжек, которые компенсируют распирающее усилие на стены.

Для крепления балок на крыше нужен мауэрлат. К нему они крепятся с запилом и без него, а также с помощью соединения «торец-пласть».

Как правильно крепить стропила к балкам:

с помощью соединения типа «шип-паз»;
скобами;
перфорированными и гвоздевыми пластинами;
болтами;
комбинированными методами.

С лежнями и стойками балки обычно соединяются уголками, МЗП или перфорированными пластинами.

Балки перекрытия и стропила - способы крепления

Прочности несущих систем кровли необходимо уделять особое внимание, поскольку от этого зависит защита здания от непогоды. Ошибки, допущенные при креплении стропил к балкам, чреваты большими неприятностями, вплоть до ремонта крыши или даже ее демонтажа и создания нового каркаса. Стропильные балки - это незаменимая часть всей конструкции крыши. Их изготавливают из древесины и металла, в продаже также имеется балка жб стропильная.

При разработке проекта кровли и при ее создании учитывают множество факторов, создающих нагрузки на стропильные конструкции, среди них:

вес покрытия и других элементов кровельного «пирога»;
сила ветра;
наибольшая возможная толщина снега на крыше;
наличие оборудования и других нагрузок на каркас.

стропильная система или ферма;
составные балки.

Безусловно, качество материала, из которого производятся вышеперечисленные материалы, имеет огромное значение, но не менее важным является прочность и надежность соединения элементов деревянной стропильной фермы крыши между собой.

Если в частных домах используют деревянные стропила, то в общественной застройке используют стропильные жб балки.

Двутавровые деревянные балки

Двутавровые деревянные балки - это конструктивный материал, который применяют для строительства зданий по каркасной технологии, а также для устройства перекрытий. У них отсутствуют недостатки, присущие древесине, а благодаря наличию двутаврового сечения достигнуты высокие прочностные характеристики. Стыковка двутавровых балок производится при помощи плотницкого инструмента.

Способы крепления стропил к стенам

с использованием мауэрлата (см. фото);
крепление стропил к балкам перекрытия;
с затяжкой и подстропильными деревянными брусками;
соединение с верхним венцом стен при постройке срубов;
с применением верхней обвязки дома, возведенного по каркасной технологии.

Крепежные детали для стропил

Для сборки стропильной конструкции используют деревянные элементы и металлические изделия. К деревянным крепежам относятся: бруски; треугольники; нагели и т.д.

Металлические крепежные детали – это гвозди, болты, стальные уголки, шурупы, шпильки, хомуты, скобы, специальные устройства для стропил, называемые салазками или ползунками и многое другое.

Крепления для балок WB используют при монтаже несущих балок для деревянных конструкций при постройке домов из дерева. Его преимущество заключается в том, что не требуется врезка в балку, а крепление выполняется при помощи гвоздей, шурупов или анкерных болтов.

Способы крепления стропил к мауэрлату

Наиболее распространенным способом крепления стропил в нижней части считается их соединение с мауэрлатом (читайте: "Крепление мауэрлата - способы"). Несмотря на его популярность, выполнить качественно такую работу получится не у каждого строителя, а это не может не отразиться на прочности и надежности крыши.

До того как крепить стропила к балкам мауэрлата внизу стропильной ноги делается специальный вырез. Устанавливать без этого стропила нельзя, поскольку при малейшей нагрузке плоская грань бруса соскользнет с поверхности балки. Что касается выемки в мауэрлате, то делать ее или нет, зависит от материала его изготовления.

В случае применения древесины твердых лиственных пород, специалисты рекомендуют делать в балке надрез – она вместе со сделанной в стропильной ноге прорезью будет создавать упорный замок. Когда мауэрлат изготовлен из хвойной древесины, прорези делать нежелательно, так как они приведут к ослаблению конструкции. От способа, каким выполнено крепление балок к мауэрлату зависит состояние кровли в разных погодных условиях (прочтите ещё: "Чем и как крепить стропила к мауэрлату").

Соединение балки со стропильной ногой

Крыша дома под действием на нее нагрузок стремится разъехаться в стороны и вниз. Чтобы этого не допустить, используют различные конструктивные решения, препятствующие смещению элементов каркаса кровли.

Так было придумано вырезание выемок в ноге стропил, которое можно выполнить с помощью таких соединений как:

зуб с одним упором;
зуб с шипом и упором;
опирание стропил на балки перекрытия.

Врубку с одним зубом используют, когда у крыши большой угол уклона. Это означает, что крепление стропил к балкам перекрытия производится под углом больше 35 градусов. В ноге вырезают зуб с шипом, а в балке для входа шипа создают гнездо. При этом глубина выемки не может быть более 1/3 или 1/4 части толщины балки, в противном случае происходит ослабление элемента. Врубку производят, отступив от края балки 25 – 40 сантиметров, тогда удастся избежать вероятности сколов. Чтобы не допустить сдвига соединения в бок, одинарный зуб необходимо создавать вместе с шипом.

Врубку с двойным зубом выполняют для пологих кровель, когда угол между элементами соединения не превышает 35 градусов, ее выполняют одним из таких способов:

два шипа;
упор без шипа;
упор, дополненный шипом;
соединение по типу замка с двумя шипами и другие варианты.

Для обоих зубов глубина врезки обычно одинаковая. Но в ряде случаев первый дополненный шипом зуб врубают на 1/3 толщины балки, а второй – на 1/2.

При создании крыш встречается такой способ устройства стропил, когда соединяют стропильные ноги и деревянные потолочные балки перекрытия, но его используют редко. В данном случае в ноге вырезается зуб-упор так, что одна из его плоскостей ложится на плоский край балки, а другая плоскость упирается в запил, сделанный глубиной в 1/3 часть толщины балки. Для надежности помимо врубки выполняют дополнительное соединение при помощи хомутов, болтов, проволочных петель или полосок металла.

Соединение стропил на коньке крыши

В настоящее время в сфере строительства при создании стропильной системы используется 3 способа соединения стропил на коньке:

соединение встык;
установка на коньковый прогон;
крепление внахлест на коньковый прогон.

Соединение встык. Верхнюю часть ноги стропила обрезают под углом, который равен углу наклона кровли и упирают ее в другую стропильную ногу, на которой также выполнена обрезка только в противоположном направлении. Такую работу выполняют согласно предварительно выполненному шаблону. В ряде случаев для обеспечения в упоре большего напряжения, обрезку выполняют при проведении монтажа, при этом пропил делается через оба бруска, в результате чего две плоскости плотно прилегают одна к другой. Затем стропила между собой соединяют при помощи длинных гвоздей.

Когда используется данный способ, для дополнительного крепления применяют металлическую или деревянную накладку – ее устанавливают при помощи болтов или забивают гвозди в месте стыка.

Установка на коньковый прогон. Этот способ во многом похож на предыдущий метод. Отличие заключается в монтаже коньковой балки. Подобная деревянная конструкция крыш отличается надежностью, но ее не всегда можно использовать, поскольку здесь требуется дополнительный монтаж опорных балок и тогда чердаком не очень удобно пользоваться.

Этот вариант позволяет выполнять работу по установке каждой пары стропильных ног непосредственно на месте без предварительных работ и применения шаблонов. Верхний край ноги в данном случае упирается в коньковую балку, а нижний - на мауэрлат.

Крепление внахлест на коньковый прогон. Выполнение работ проходит аналогично предыдущему варианту, только верхний стык стропил осуществляется внахлест. Они соприкасаются вверху не своими торцами, а боковыми сторонами. Крепежными элементами являются болты или шпильки.

Ремонт стропильной конструкции

Частный дом эксплуатироваться может не один десяток лет и часто возникает ситуация, когда необходимо отремонтировать элементы стропильной конструкции. Состояние каркаса крыши и кровельного покрытия необходимо постоянно контролировать, поскольку их разрушение приводит к большим неприятностям. При обнаружении дефектов надо принимать экстренные меры.

Проблема: начал загнивать конец стропильной ноги, опирающийся на мауэрлат. В такой ситуации на перекрытие чердака помещают бревно, оно должно опираться на несколько балок (установка балок перекрытия должна быть надежной). Под ремонтируемую стропильную ногу подкладывают подкосы – надо, чтобы они упирались в бревно. Между крайним подкосом и местом загнивания расстояние должно превышать 20 сантиметров. После того как поврежденный отрезок удален путем выпиливания, на его место монтируют предварительно подготовленный вкладыш.

Проблема: в середине стропильной ноги обнаружено гниение древесины. С целью усиления стропильной конструкции по обеим сторонам поврежденного элемента прибивают деревянные накладки из досок толщиной 50-60 миллиметров. Гвозди для крепления забивают по их краям в неповрежденную часть стропила.

Проблема: поврежден мауэрлат. Когда это незначительный участок, специалисты советуют установить подкосы с прикрепленной к ним при помощи скоб стропильной ногой. Подкосы монтируют с опорой на неповрежденную часть мауэрлата. В том случае, если область повреждения мауэрлата значительна, тогда к стропильной ноге прибивают накладку из досок, их в свою очередь крепят в новый мауэрлат, устанавливают который немного ниже поврежденного. Монтируют дополнительный мауэрлат в стену с использованием штырей, при этом монтаж мауэрлата выполняют в соответствии проекта.

Проблема: в стропильной ноге появилась трещина, в результате чего произошел прогиб кровли. Для проведения ремонта надо заготовить 2 доски, одна из них станет отжимной стойкой, а вторая - для нее опорой. Опорную доску крепят перпендикулярно несущим балкам перекрытия чердака. Отжимную стойку устанавливают на ранее закрепленную опору и подводят ее под прогиб ноги. Между концом отжимной стойки и опорной доской вбивают 2 клина один навстречу другому. Их продолжают забивать, пока прогиб не будет устранен. На место, где располагается трещина, накладывают две доски, длина которых не менее, чем на метр превышает размер поврежденного участка. Их закрепляют болтами. Затем клинья выбивают, убирают опорную доску и временную стойку.

Проблема: требуется усиление стропильной системы, поскольку новый кровельный материал тяжелее прежнего. Для этого увеличивают основное сечение стропил, наращивая его досками. Какую величину необходимо нарастить (но не более 5 сантиметров) определяют при помощи расчетов (читайте также: "Расчет деревянной балки перекрытия"). Прокладку и стропильную соединяют с использованием гвоздей.

Расчет деревянной балки перекрытия

При создании кровельной системы используют такие несущие элементы как балка стропильная и ферма, их внешний вид можно увидеть на фото. Стропильные конструкции предназначаются для перекрытия пролетов и служат основанием для укладки настила на кровлю. При составлении проекта здания и крыши для него в обязательном порядке выполняется расчет балок перекрытия, исходя из нагрузок, которым они будут подвергаться.

Элементы стропильных систем

Балки стропильные и фермы, лежащие в основе всех стропильных систем, по-разному распределяют оказываемые на них внешние и внутренние усилия. Балка является одноэлементной конструкцией, воспринимающей нагрузку по всей своей длине. Изгибающие моменты в ее сечениях вызывают нормальные разнозначные усилия, при этом у крайних волокон они самые большие.

Деревянная стропильная ферма относится к стержневым конструкциям, она испытывает давление только в местах соединения стержней, где действуют вызываемые узловой нагрузкой нормальные однозначные усилия. Так для сборного железобетона признано рациональным использование безраскосных ферм с круговыми очертаниями в месте нахождения верхнего пояса.

Виды железобетонных балок

односкатными с нижним ломаным поясом или расположенными параллельно поясами;
трапециевидными двускатными с постоянным уклоном верхнего пояса;
с ломаным и криволинейным верхним поясом.

При обустройстве разных видов покрытий используют то или иное изделие, для чего и выполняется расчет нагрузки на балку. Как правило, односкатные балки необходимы для устройства кровель, имеющих уклон в одну сторону, например, на пристройках. Элементы железобетонные стропильные с параллельными поясами изготавливаются легко, поскольку арматурные каркасы для них отличаются постоянной высотой – их применяют в строительстве горизонтальных кровель.

При создании двускатных крыш чаще всего используют балки с постоянным уклоном верхнего пояса, который равен для кровель с незначительным наклоном 1:30, а для кровель с большим наклоном - 1:12. Но у них имеется недостаток: возникает необходимость выполнения арматурных каркасов с переменной высотой. При необходимости создания в уровне покрытия пропуска для инженерных сетей, используют балки двускатные решетчатые, имеющие пролет 18 и 12 метров.

Балки, у которых очертания верхнего пояса делают в виде ломаной или кривой линии, широкого применения не нашли, поскольку их производство основано на сложной технологии, хотя для них свойственно выгодное распределение материалов по длине пролета.

Выбор сечения у железобетонных балок

для поперечного сечения ригелей наиболее экономичной формой сечений считается двутавровая, у которой толщина стенки составляет от 60 до 100 миллиметров. Этот параметр зависит от способа расположения каркаса арматуры, укладки бетона и его уплотнения в вертикальном положении;
у V-образных опор толщина стенки постепенно увеличивается и тем самым обеспечивается прочность балок и стойкость к возникновению трещин, переходя на опоре из наклонных в прямоугольное или трапециевидное сечение, имеющее ширину, равную ширине полок. Для балок, имеющих длину 6 и 9 метро, часто используют тавровое сечение;
высота сечения ригелей в середине пролета составляет 1/10-1/15 длины пролета. Также в середине пролета для двускатных балок значение сечений определяется, исходя из стандартной высоты балок – 800 или 900 миллиметров и уклона верхнего пояса;
с целью обеспечения устойчивости и надежности при установке, транспортировке и опирании плит покрытия кровли ширина верхней полки выбирается в пределах от 200 до 400 миллиметров;
что касается ширины нижней полки, то этот параметр определяют в зависимости от ее прочности при обжатии бетона, размещения напрягаемой арматуры и длины площадки, необходимой для опирания балки на колонну. Как правило, ширина нижней полки составляет 200-280 миллиметров. От нижней и верхней полок переход к вертикальной стенке осуществляется с использованием вута (плавного увеличения поперечного сечения недалеко от места опирания), имеющего угол наклона около 45 градусов;
самыми простыми в производстве и удобными при пропуске всевозможных коммуникаций считаются решетчатые железобетонные двускатные стропильные балки с сечением 200-280 миллиметров;
для изготовления двускатных балок используют бетон классов В25-В40. В качестве продольной арматуры задействуют стержневую арматуру классов A-V и A-IV, канаты класса К-7, высокопрочную проволоку класса Bp-II. Хомуты полок, продольные стержни верхней полки и каркасы стенки производят из арматуры класса A-III. Поскольку у ригелей в опорных частях могут возникать большие усилия, устанавливают дополнительную арматуру, имеющую форму расположенных вертикально стержней и сеток;
в двускатных балках с двутавровым сечением на этапе обжатия возможно появление начальных трещин в верхней полке, поэтому их надо армировать в верхней части ригеля с помощью конструктивной напрягаемой арматуры;
когда производится расчет балки перекрытия, учитывают особенности опирания их на колонны, а затем определяют расчетный пролет;
расчет стойкости относительно вероятности возникновения прогибов и трещин, подбор арматуры выполняют аналогично тому как и для простого изгибаемого элемента различного профиля на всех стадиях работы конструкции. Следует учитывать, что в двускатных балках опасное нормальнее сечение располагается на 0,35-0,4L от опоры (прочитайте также: "Монолитное перекрытие по профлисту");
под воздействием равномерно распределенной нагрузки при уклоне верхней полки 1:12, опасное нормальное сечения находится от опоры на расстоянии 0,37L;
в балках, имеющих параболическое очертание верхнего пояса, при равномерно распределенной нагрузке нормальное расчетное сечение располагается посередине пролета.

Перекрытия по металлическим балкам

Перекрытие по металлическим балкам позволяет обустраивать большие пролеты, но по цене оно является наиболее дорогостоящим. В качестве металлических балок предпочтительно использовать двутавр, можно швеллер или рельсы. Металлические балки перекрытия и некоторое количество арматуры, которое укладывают и приваривают между ними, заливают бетоном. Так как пролет каждого из участков около одного метра, то толщина полученного перекрытия получается значительно меньше, чем у монолитного перекрытия (прочтите также: "Ферма металлическая, минусы и преимущества").

Устройство перекрытий по деревянным балкам

Конструкция перекрытия по деревянным балкам обладает достоинствами, среди которых дешевизна и легкость устройства. Чтобы смонтировать потолочные балки из дерева, не требуется наличие специальной техники (читайте: "Балки перекрытия и стропила - способы крепления"). Плохо, что устройство перекрытий по деревянным балкам можно использовать при наличии пролетов от 4 до 4,5 метров. Если они имеют большее расстояние, то и размеры балок, и стоимость конструкции сильно возрастают.

Перед установкой делается расчет деревянных балок перекрытия, желательно специалистами. Величина опирания балки на стену не может быть менее 12 сантиметров. Концы этих элементов либо опираются на стену, либо их заводят в специально оставленные гнезда. Балки пропитываются антисептиком, их концы оборачивают рубероидом, толем или пленкой. Расчет деревянных балок можно выполнить самостоятельно при помощи специальных программ. Также расчет деревянной балки перекрытия в зависимости от пролета, шага установки и нагрузки имеется в Интернете.

Балки из бруса

Клееная балка (стропила из бруса) относится к современным стройматериалам, получившим широкое распространение благодаря отличным эксплуатационным характеристикам. В несущих системах конструкционный брус также нашел применение.

Самой прочной на износ балкой считается брус с соотношением сторон 7:5.

Круглое бревно выдерживает большую нагрузку, чем вытесанный из него брус, но такой прочностью на изгиб не обладает. Зависит прогиб в основном от высоты балки, а не от ее ширины. Например, соединение двух абсолютно одинаковых брусьев при помощи болтов и шпонок способно выдержать вес в 2 раза больший, чем, если уложить оба бруса рядом.

Правда, когда клееные стропила сделать слишком тонкими, они начинают изгибаться в сторону. Если создается чердачное или межэтажное перекрытие по балкам, они должны обладать толщиной не менее 1/24 длины.

Подстропильные балки и их особенности

Используемые для покрытий с балочными конструкциями балки подстропильные и подстропильные фермы обладают рядом особенностей:

железобетонные изделия производят с пучковой арматурой исключительно предварительно напряженными;
эти изделия бывают с параллельными и непараллельными поясами;
балку подстропильную рассчитывают по схеме как для однопролетной балки, которая нагружена распределенной от собственного веса нагрузкой и сосредоточенной силой в середине пролета;
у балок и ферм подстропильных конструкций есть железобетонные консоли или стальные столики, предназначенные для опираний на них несущих конструкций покрытий;
эти элементы крепят к каркасу, как и основные конструкции.

От правильного выбора балок стропильных и подстропильных зависит прочность и надежность всей кровельной конструкции

Читайте также: