Стропильная балка: особенности конструкции.

Наращивание стропил по длине: спаренные и составные стропила

Для домов большого размера нередко при создании каркаса приходится сращивать стропила, поскольку максимальная длина стропил составляет 6 метров. Чем большим является сечение изделия, тем больше и длина. Чтобы добиться оптимального соотношения толщины и длины стропильных ног, прибегают к увеличению толщины стропил путем соединения их с дополнительными элементами (брусом, досками).

Выбор стропил имеет немаловажное значение. Только качественные материалы помогут создать надежную стропильную систему, и крыша прослужит долго. Поэтому перед выбором будет нелишним изучить ГОСТ стропила.

Преимущества и недостатки

Производители предлагают широкий ассортимент крепежных элементов для внутренней отделки деревянных построек и монтажа крыш. Использование такого крепления имеет ряд преимуществ:

• Несложный монтаж с использованием доступного инструмента;
• Минимизация объема столярно-плотницких работ;
• Надежность и долговечность конструкций;
• Для установки опор могут использоваться анкеры, болты и саморезы;
• Изготавливаются из недорогой стали с антикоррозионным покрытием;
• Широкий выбор типоразмеров и доступная цена.

Преимущества стропильной системы из клееного бруса Стропильная система из клееного бруса Стропильная система из клееного бруса — Delesher

Крепеж опоры бруса не рекомендуется использовать при возведении наружных стен, в зимнее время металл способствует созданию мостиков холода, в условиях повышенной влажности металл может быть подвержен коррозии. Антикоррозийное покрытие не рассчитано на использование креплений в условиях повышенной влажности.

Кровельные крепежные материалы ↑

Наличие многочисленных точек крепления требует соответствующих объемов и разнообразия номенклатуры крепежных материалов.

Выполнить различные виды фиксации можно с использованием следующих метизов.

• Гвозди. Наиболее старый и простой способ соединить две детали стропильной системы. Обычно вбиванием гвоздей можно прикрепить стропилины к мауэрлату, соединить их между собой, осуществить монтаж дополнительных элементов: прогонов подкосов и прочих. Наиболее ходовые метизы 150 и 200 мм, более мелкими осуществляют крепеж с помощью дополнительных крепежных материалов.
• Скобы. Применяются для соединений стропил с мауэрлатом, между собой в коньке и другие варианты фиксации. Изготавливаются обычно из обожженной проволоки диаметром 6 мм и заточенными концами.
• Гвоздевые полосы. Пластинки стали, с цинковым покрытием имеющие несколько рядов зубов длинной до 8 мм. Вбитые в древесину обеспечивают надежную фиксацию деталей.

Кроме того в креплениях могут использоваться нагели (в деревянных строениях), металлические шпильки для наращивания длинны стропил и прочие варианты крепежей.

ВажноПри выборе крепежей важно подобрать их соответствующего качества, и с требуемыми размерами. К примеру, гвозди обеспечивают надежное соединение при вбивании их в детали минимум на 50 мм!

Разновидности стропильных систем

Существуют наслонные и висячие стропильные системы. По статистике чаще всего применяются конструкции наслонного типа. При обустройстве такой системы стропила упираются в мауэрлат. Функцию центральной части выполняет простой коньковый прогон. Для увеличения прочности системы монтируются поддерживающие балки.

Устройство стропильной системы двухскатной крыши

В случае же с висячими стропилами конструкция системы комплектуется дополнительными стойками, способствующими оптимальному распределению нагрузки по всей площади кровельной конструкции.

Виды стропил

Изготовление и монтаж стропил обеих разновидностей осуществляется в аналогичной последовательности, но с учетом перечисленных выше особенностей и различий.

Рассмотрим основные типы кровель с двумя скатами, стропильная система в которых будет несколько отличаться по исполнению.

Это самая простая двускатная крыша, однако, наиболее надежная и востребованная. Симметричные скаты позволяют распределять нагрузку на мауэрлат и несущие стены равномерно. В данном случае тип и толщина утепляющего слоя не влияют на выбор кровельного материала. Толстые брусья стропил имеют достаточный запас прочности, поэтому не будут прогибаться. Кроме того, распорки можно устанавливать по своему усмотрению.

Среди недостатков данного варианта можно отметить лишь слишком острый угол скатов, который затрудняет использование чердачного этажа и создает «глухие» зоны, не имеющие применения.

Если угол наклона скатов сделать более 45º, можно задействовать некоторые неиспользуемые участки пространства. Появится возможность даже обустроить жилое помещение на чердаке. Однако потребуются некоторые дополнительные расчеты, поскольку нагрузка на стены станет неравномерной.

Подобная конфигурация дает возможность разместить под крышей просторную мансарду или чердак. Вместе с тем, в данном случае потребуются более сложные инженерные расчеты.

Различают два основных типа стропильных систем для крыш с двумя скатами – висячие и наслонные. Опишем каждый из них по отдельности.

Висячие стропила

Устройство двухскатной крыши с висячими стропилами целесообразно лишь при ширине кровли в пределах 6 метров. Такие стропила крепятся на коньковый прогон с одной стороны, и на несущую стену с другой. Они испытывают распирающие усилия, в чем и состоит основная особенность двухскатной крыши с висячими стропилами.

Затяжку для них можно изготавливать как из дерева, так и из металла. Если установить затяжки снизу, то они исполняют функцию несущих балок. Крайне важно прочно закрепить затяжку, поскольку она также испытывает распирающее усилие. Затяжка нужна, в первую очередь, чтобы предотвратить повреждение несущих стен – иначе они могут упасть под давлением тяжелых стропильных ног.

Наслонные стропила

В данном случае размер крыши не имеет значения. Сборка стропильной системы данного типа предполагает наличие лежня и опорных стоек. На лежень, который укладывается параллельно мауэрлату, переносится часть нагрузки. Получается, что стропила прилегают друг к другу в верхней точке и дополнительно поддерживаются стойкой. В такой системе стропильные ноги испытывают усилие только на изгиб. Они монтируются намного проще, чем висячие. Правда, требуются опорные стойки.

Комбинированный тип

Нередко крыше придают довольно сложную форму, что требует сооружения стропильных систем смешанного типа. Профессионалы рекомендуют составлять подробную схему с расчетами на каждый элемент стропильной системы, чтобы в процессе работ данные всегда были под рукой.

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.

Разновидности стропил для крыши

При строительстве любой кровли находят свое применение стропила всего лишь двух видов – наслонные и висячие. Висячие стропила имеют две точки опоры, которые находятся у основания, к примеру, опора на несущие стены здания, наслонные помимо этого могут опираться на столбчатые опоры, либо внутренние стены.

Материал для изготовления стропил

Дерево и металл – вот основной материал, из которого чаще всего изготавливаются стропила.

При возведении кровельных перекрытий жилых домов, хозяйственных построек применяются деревянные стропила, реже металлические. Металлические (железобетонные) стропила в основном используются при строительстве кровель с большими пролетами и нагрузками на кровлю, в основном для перекрытия производственных зданий. Цена данных стропильных конструкций довольно высока, так все ее элементы выполняются из металла, в основном используется швеллер.

Стропила из дерева

В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:

1. Самым популярным и широко использованным видом стропил являются конструкции выполнены из обрезной доски, обычно это доска сечением 150х50 мм или 200х50 мм. Популярности данный вид стропил приобрел благодаря своей дешевизны и простоты изготовления.
2. Стропила для крыши, изготовленные из бревен. В качестве исходного материала используют стволы деревьев диаметром 10-20 см, зачищенные и обработанные.
3. Стропила, сделанные из клееного бруса. Клееные стропила производятся из брусков древесины и досок, склеенных при помощи специальным составом. Такие стропила более удобны в работе, брус имеет в сечение квадрат или прямоугольник. Вследствие чего, он легко укладывается на обрешетку, к тому же упрощается их крепление к мауэрлату, а также процесс наращивания. Данный вид стропил намного прочнее обычных деревянных.

Расчет стропил крыши

При подсчете объемов необходимых строительных материалов нужно учитывать выбранное кровельное покрытие, размеры крыши, а также природное воздействие на ее поверхность. Чаще всего для подобных целей используется специальный строительный калькулятор, с помощью которого можно определить расстояние между стропилами крыши, а значит, и их количество.

Для проведения вычислений нужно знать длину стропильного элемента и его сечение. Как правило, сечение стропил для крыши составляет 50х150 миллиметров, 75х125 миллиметров или 100х150 миллиметров. Конкретные параметры определяются величиной нагрузок на стропильную систему мауэрлата применяется брус с квадратным сечением в 100х100 или 150х150 миллиметров, прогоны выполняются из брусьев в 100х100 или 100х200 миллиметров, а для затяжек используются элементы с сечением в 50х150 миллиметров.Посмотрите видео на данную тему:

Итак, чтобы понять, как рассчитать стропила на крышу, стоит ознакомиться со специальной программой для строительных вычислений. Выяснив все необходимые данные еще во время проекта вы избавите себя от конструкторских проблем со стропилами в процессе стройки.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: монтаж с висячими стропилами

Стропильная система, оснащенная висячими стропилами, представляет собой треугольную конструкцию, где стороны — стропила, а основание — затяжка, соединенная с нижними пятками стропилин.

Монтаж стропильного каркаса висячего типа может обойтись без установки мауэрлата: доска, которую закрепили на двухслойную гидроизоляцию может его заменить.

Если конструкция имеет большой пролет, то к ней крепят подкосы, бабки, ригели.

Стойки в висячей системе не предусмотрены.

Затяжки

Затяжка является самой длинной балкой каркаса кровли. Чтобы предотвратить ее провис, необходимо крепить бабки — доски, которые крепят к вершине конструкции с одной стороны, а к затяжке — с другой. Крепят болтами или накладками из дерева. С помощью резьбовых хомутов можно регулировать провисающую затяжку.

Устройство стропильной системы

Монтаж подкосных балок

Бабку могут дополнять подкосные балки, образуя ромб, где два подкоса — нижние стороны, а стропильные доски — верхние, верхний угол — конек. Таким образом подкосы упираются в бабку, распределяя нагрузку.

Подкосные балки

Стропила

Стропила висячей конструкции монтируются подобно наслонной. При установке мансард затяжку устанавливают ближе к коньку, обеспечивая большее пространство под потолок. Затяжка в таком случае крепится путем врубки с болтовым закреплением.

ВНИМАНИЕ! При монтаже висячей системы обязательным условием монтажа является точность расчетов и прочность стропил и затяжки.

Наличие погрешностей приводит к смещению осей элементов системы, что обеспечивает перекос конструкции.

Установка стропил

Висячие стропила

Сращивание внахлест

Это соединение делать проще, но при одном условии – позволяет суммарная длина двух досок, она должна быть больше длины стропильной ноги на величину нахлеста.

Сращивание стропил внахлест

Если у вас пиломатериалы низкого качества, то перед началом работ рекомендуется их разложить на ровной поверхности и сделать ревизию. Для длинных участков сращенных стропил выбирать ровные, а для отрезков использовать кривые. Хотя для стропильной системы настоятельно рекомендуется покупать только качественные материалы, это не тот архитектурный элемент здания, на котором можно экономить.

Ревизия пиломатериалов

Шаг 1. Выберите доски и положите их на возвышенность из брусьев. Если есть желание, то можно выровнять торцы при помощи циркулярной пилы, нет желания – не ровняйте. Состояние торцов никак не влияет на прочность сращивания внахлест.

Обрезаются торцы досок

Шаг 2. Положите доски друг на друга, подгоните длину стыка и общий размер стропилины.

Доски укладываются друг на друга

Практический совет. Доски должны лежать друг на друге строго параллельно. В связи с тем, что верхняя приподнимается над нижней на толщину материала, под ней и брусками следует класть подставки из отрезков. Толщина отрезков должна равняться толщине нижней доски.

Шаг 3. Выровняйте доски по одной из граней и саморезами временно скрепите их. Высверлите отверстия, ставьте шпильки, шайбы и затяните гайки.

Забиваются шпильки

Доски соединяются шпильками

Результат проделанной работы

Необходимые материалы:

• Пиломатериалы (доски, брус, рейки)
• Клей по дереву или универсальный
• Растворитель 646 (ацетон) — для обезжиривания.

Технология изготовления клееного бруса будет рассмотрена на примере производства клееного бруса для изготовления оконных коробок дома.

Требования к исходному материалу. Применяемый пиломатериал должен быть сухим и здоровым. В данном случае я использовал брус из сосны и лиственницы (100 на 100 мм), который хранился под навесом, т. е. естественной сушки.

Нарезаем заготовки нужной длины, с припуском по 5 см с каждой стороны.

Отбираем три заготовки (ламели) для изготовления одного бруса. Что важно? Так как на первом этапе строгаются и фугуются только те канты (стороны) у ламелей, которые подлежат склеиванию, в которых будет выбираться паз, то необходимо заранее определить взаимное расположение ламелей таким образом, что бы рисунок годовых колец был разнонаправленным. Для соединения ламелей использовал соединение на шпонку. После острожки склеиваемых сторон, выбираем паз у крайних ламелей с одной стороны и у средней ламели два паза (по двум сторонам). По размерам пазов на циркулярной пиле делаем заготовки для шпонок.

После изготовления всех деталей будущего блока, для предварительной оценки, подгонки собираем брус на «сухую», без клея.

Подготовка склеиваемых поверхностей важная операция. В зависимости от применяемого клея порядок подготовительных действий может меняться (см. инструкцию на упаковке клея). Но основные операции, как правило, все же однотипны. Обычно необходимо:

• Сопрягаемые поверхности обработать наждачной бумагой или, что удобнее, шлифмашинкой.
• Обеспылить поверхность щёткой или пылесосом.
• Обезжирить (я использовал растворитель 646 и кисть), дать просохнуть.
• Все изготовленные детали (места стыков) обработать огнебиозащитой, за два раза с промежуточной сушкой.

Отделочные работы

К отделочным работам приступили после полного закрытия контура здания и ввода коммуникаций в помещение (водоснабжение и энергообеспечение).

На балках террасы и балконах уложили пол из клееной, двухслойной, лиственичной доски, прокрашенной бесцветным, влагостойким, морозостойким лаком. Доски закрепили к балкам балкона с помощью уголков и саморезов. Между досками оставили зазор, чтобы на поверхности настила не оставалась влага.

Отделка балкона и террасы доской из лиственницы.

Балки пола первого этажа, в предбаннике и комнате отдыха, обработали антисептиком и покрасили. К ним закрепили черепной брусок с черновым полом, на который уложили гидроизоляционную пленку. На пленку и черновой пол, между балками, поместили утеплитель из каменной ваты толщиной 200 мм. Утеплитель закрыли пароизаляционной пленкой, закрепив ее к балкам пола обрезной доской.

На обрезную доску и балки уложили листы влагостойкой OSB толщиной 16 мм, сохранив вентиляционный зазор над пароизоляционной пленкой. По настилу из OSB произвели монтаж сосновой половой рейки толщиной 25 мм, которую закрепили, с помощью клямеров и саморезов, к балкам пола.

Укладка половой рейки.

Между стенами комнат и чистовым полом сохранили двух сантиметровый зазор, который закрыли плинтусом. Пол прострогали электрорубанком, произвели шлифовку и покрыли бесцветным, износостойким лаком.

На мансардном этаже, в обеих комнатах, выполнили аналогичный монтаж чернового пола, звукоизолирующего утеплителя и чистового пола. Произвели покраску полового покрытия износостойким лаком.

В парной и моечной комнатах балки и черновой пол обработали влагостойкой мастикой. К балкам, в моечной комнате, выполнили монтаж водосборного желоба, который, через воронку с гидрозатвором и канализационную трубу, соединили с банным септиком. Чистовой пол, по балкам, уложили с уклоном от противоположных стен парной и моечной комнат,  к водосборному желобу. Половую рейку, перед укладкой, обработали в замке влагостойкой мастикой, а по завершении сборки пола, его поверхность покрыли термовлагостойким лаком.

Потолок первого этажа и мансарды отделали вагонной рейкой, монтируя ее к балкам с помощью клямеров и саморезов. По окончании монтажа зазоры между стенами и потолком из рейки закрыли потолочным плинтусом. Потолки покрыли бесцветным лаком.

Отделка потолка вагонкой.

Отделка потолка мансарды.

В парной и моечной комнатах, для отделки потолка использовали вагонную рейку из липы. При монтаже рейки сохранили зазор от стен, для вентиляции. После монтажа рейки, стены и потолок покрыли термостойким, бесцветным лаком.

В парной комнате установили вытяжную вентиляцию, для удаления остатков пара, после использования банного помещения.

Брус, на заводе, обрабатывается на четырехстороннем, строгальном станке по шестому классу чистоты и не требует дополнительной шлифовки перед покраской или нанесением лака. Покраска стен в предбаннике, комнате отдыха и комнатах второго этажа производилась бесцветным износостойким лаком, обеспечившим сохранение красоты текстуры древесины.

Вокруг дома произвели монтаж отмостки из бетона марки М150, предварительно утрамбовав грунт вокруг фундамента. Ширина отмостки составила один метр, толщина 150 мм. Для жесткости плиты отмостки, в опалубку, до заливки бетона, была смонтирована  арматурная сетка, из стального прута, диаметром 10 мм. Сетка соединена с ленточным фундаментом по всему периметру. К отмостке, по ее краю, установлен с небольшим заглублением, водосборный лоток, закрытый от мусора.

Отмостка вокруг дома из клееного бруса.

По времени, без учета периода вынужденного, технологического ожидания, строительство гостевого дома из клееного бруса выполнено за четыре месяца.

Использование жесткого крепления

Инструменты для монтажа стропил.

При установке стропила на брус методом жесткого крепления важно придерживаться некоторых требований и исключить изгиб, перекрут, повороты и сдвиги между элементами.

Этих требований можно достичь:

• закрепив уголком с подшиваемым бруском для опоры;
• производя запил на стропильном элементе и крепление этого соединения гвоздями и скобами.

Используя уголок, с подшивными опорными брусками стропила устраивают на мауэрлат. Сам элемент должен иметь жесткий упор по линии нагрузки за счет подшитого бруса длиной около 1 м. Также он фиксируется с боков металлическим уголком, чтобы избежать сдвига.

Второй способ при монтаже наиболее применим. При этом варианте фиксацию гвоздями производят с боковой стороны, под углом, происходит их скрещивание внутри мауэрлата, по вертикали должен быть забит третий гвоздь. Так получается довольно жесткий узел при крепеже.

В обоих вариантах соединения подстраховываются еще одним креплением элементов со стеной, используя для этого проволоку или анкеры.

При одном угле уклона кровли стропила заготавливаются с применением шаблона, то есть одинакового размера.

Как защитить брус и зачем это делать?

Прежде чем начинать процесс таких важных работ, как стропиловка крыши своими руками и прокладка гидроизоляционного материала, обязательно нужно продумать вопросы, связанные с защитой бруса от огня и разных насекомых. Нужно сказать, что защита перекрытий от огня даже прописана в некоторых СНиП для кровель различных типов.

Обработка брусьев для стропил антипиретиком

Брус пропитывают специальными веществами, антипиретиками (эти вещества призваны снижать горючесть материала), а также необходимо обрабатывать и антисептиками (этот вид веществ предотвращает гниение древесины). Такие меры необходимо принимать задолго до того момента, когда стропильная система будет окончательно установлена. В этом случае есть возможность обработать последовательно все участки, но, уделив при этом особое внимание тем из них, которые могут быть впоследствии повреждены. Особенно следует обратить внимание на стыки.

Для того, чтобы нанести защитные составы, рекомендуется воспользоваться кистью. Она должна быть достаточно широкой, а ворс у данной кисти должен быть длинный. При нанесении веществ необходимо для защиты глаз одевать специальные очки, а также пользоваться респиратором.

Рекомендуется обработать древесину не один раз, а нанести вещества в два слоя. Перед нанесением нужно дать древесине просохнуть. В этом случае дерево лучше пропитается, действие же защитных составов продлится на большее время.

Приступать к установке стропильной системы, конечно же нужно только тогда, когда весь брус полностью высохнет и антисептики прочно впитаются.

Сечение

После расчета длины требуется определить сечение стропильной ноги. На его тип влияет несколько факторов. Все условия эксплуатации, характерные для кровли, будут иметь значения в этом процессе. Уровень нагрузок, наклон кровли, разновидность крыши необходимо учесть при выборе сечения. Немаловажным фактором является общая площадь постройки, ее конфигурация. Чем больше факторов будет оказывать воздействие при эксплуатации постройки, тем шире сечение стропил следует выбирать.

Также не стоит забывать учесть особенности климатической зоны. Важно сразу же спланировать, какой материал применяется в ходе возведения стропил. Чаще всего это древесина. Она должна быть хорошего качества. для стропил должна составлять 20-22%.

На сегодняшний день существует множество специальных программ, которые позволяют рассчитать сечение стропильной ноги. Чтобы не допустить ошибки, следует воспользоваться ними. Но правильнее доверить эту работу профессионалу. Самый популярный размер сечения — 50 на 150 мм.

Технология монтажа

Крепление бруса к стене из кирпича либо к срубу из дерева — обязательный процесс для постройке дома. Этапы монтажа довольно просты и легки в исполнении. Но рекомендуется брать во внимание неровности поверхности, деформацию стен. Таким образом, надо выбирать крепеж, придерживаясь высоты — так возможно скрыть все недостатки. Для деревянных поверхностей, перед тем как прикрепить бруски, рекомендована тщательная обработка антисептическим средством, чтобы избежать появление плесени и чтоб дерево не атаковали насекомые.

В строительстве известны 2 способа крепить брус на кирпичную стену: мягкий и твердый, каждый из которых наделен положительными и отрицательными рабочими моментами.

Мягкий способ

Используется с применением специальных скоб П-образной формы. Он наделен и достоинствами, и недостатками. Главным положительным качеством мягкого метода считается скорость работы, а негативным — не гарантированная надежность каркасного крепежа, спустя время готовая конструкция может быть подвержена разрушению. Хрупкость бруска тоже является негативным фактором при постройке, так как обрешетку возможно с легкостью испортить при случайном ударе.

Обшивка панелей каркасом из дерева должна производиться строго перпендикулярно панелям элемента. Кирпичную стену снизу укладывают брусками более плотно, нежели сверху. Основное правило монтажа — крепить брус на рейки каждые 40 сантиметров при полутора метровой высоте и через 60—70 см, если расстояние больше. Подобная работа может выполняться своими руками без помощи профессиональных мастеров, главное — точно следовать правилам и правильно связать элементы конструкции.