Как нарастить стропила
Как нарастить стропила
Как нарастить стропила по длине своими руками?
Крыша – сложная, многокомпонентная конструкция, проектирование, сборка и монтаж которой представляет собой серьезное препятствие для неопытного мастера. Важнейшим этапом возведения кровли считают устройство стропильного каркаса, задающего форму, уклон и несущую способность ската. На стропила ложится нагрузка от веса кровельного материала и снега, поэтому они должны быть прочными и долговечными. Но что делать, если длина ската намного превосходит стандартный размер пиломатериалов? В этой статье мы расскажем, как правильно выполняется сращивание стропил между собой для увеличения длины этого элемента.
Внешний вид и функции
Стропильными ногами или стропилами называют основные элементы стропильного каркаса крыши, которые располагаются попарно вдоль конькового соединения, образуя наклонные плоскости скатов. Обычно они изготавливаются из здоровой, прочной древесины или металлического профиля. В конструкции кровли стропила выполняют следующие функции:
Обратите внимание! Существует три параметра стропил, определяемых при расчете и создании проекта кровли: длина стропильной ноги, расстояние между ними и размер сечения этих элементов. В основном они зависят от уклона скатов, климатических условий и веса финишного покрытия.
Материалы
Стропильные ноги, распределяющие вес гидроизоляционного покрытия и термоизоляции кровли между несущими стенами, на которые опираются скаты, должны обладать высокой несущей способностью и отличными прочностными качествами. Кроме того, они должны быть легкими, чтобы при своей значительной длине не прогибаться под собственным весом. Оптимальными материалами для изготовления стропил считают:
Опытные мастера отмечают, что даже если длина ската превышает 6 метров, стропила для каркаса кровли можно изготовить из дерева. Причем совершенно необязательно приобретать дорогостоящие пиломатериалы нестандартной длины. При большом размере крыши проводят сращивание стропил или надставляют их кобылками.
Методы наращивания
Длина стропильной ноги складывается из длины ската и длины свеса крыши, поэтому она может превышать стандартный размер пиломатериалов, составляющий 6 метров. Чтобы удлинить доски, из которых изготавливаются стропила, нужно соединить две или три доски между собой. Чтобы наборная стропильная нога не теряла прочностные качества, необходимо правильно рассчитать место сращивания и надежно зафиксировать его одним из следующих методов:
Важно! Другой надежный метод увеличить длину стропильной наги изготовить составные или спаренные стропила. Следует учесть, что составные элементы обходятся дешевле сдвоенных, однако, значительно уступают им в прочности.
Наращивание стропил: советы кровельщиков
При разработке проектов домов обязательно подбирается соответствующая конструкция крыши. Ведь именно крыша придает облику дома законченность и одновременно служит для защиты внутренних помещений от воздействия атмосферы. Несущая конструкция крыши – стропильная система – должна быть способна выдерживать нагрузки, которая оказывает на нее кровля и внешние факторы (снег, ветер). Поэтому важно правильно подобрать сечение и длину стропил, а, при необходимости, выполнить наращивание стропил.
Рассмотрим, как может быть выполнена эта работа.
Как правило, в частном строительстве для изготовления стропильных систем используется доска или брус. Эти изделия имеют стандартные размеры, которые не всегда соответствуют поставленным задачам. Необходимое сечение стропил и их длина должны быть указаны в проекте, размер данных деталей определяется в зависимости от конструкции крыши, веса кровли и климатических условий в регионе строительства.
Но случается так, что подобрать необходимый материал не всегда возможно. К примеру, стандартный брус имеет длину 4,5-6,5 метров, а запроектированная длина стропильной ноги может быть больше. В этом случае, приходится решать вопрос, как нарастить стропила по длине.
Случается, что выполнить наращивание нужно и по толщине материала, для этого к брусу или доске присоединяют дополнительные элементы, которые позволяют получить стропила необходимого сечения.
Наращивание по длине
При строительстве частных домов стропила, чаще всего, выполняют из древесины – бревен, досок или бруса.
Для того чтобы получить изделие необходимой длины прибегают к следующим методам наращивания:
Наращивание, путем соединения встык
Для выполнения идеального соединения элементов необходимо выполнение следующих условий:
Совет!
Если пренебречь этим требованием и выполнить срез торцов под углом, отличающимся от 90 градусов, то стык получится неустойчивым и, при эксплуатации системы возникнет риск образования прогиба на месте стыкования.
Наращивание, путем соединения внахлест
При выполнении соединения этим способом нет необходимости выполнять срез торцов под определенным углом. Соединение внахлест производится путем накладывания элементов друг на друга так, чтобы длина перехлеста составляла не менее метра. Далее детали соединяются при помощи гвоздей, которые прибиваются в шахматном порядке.
Совет!
При таком способе наращивание вместо гвоздей можно использовать шпильки с шайбами и гайками.
Наращивание методом косого прируба
При использовании данного способа необходимо подрезать торцы деталей строго под углом, составляющим 45 градусов. После этого, торцы деталей складываются вместе, и осуществляется их соединение при помощи болта, имеющего диаметр 12-14 мм.
Совет!
При создании стропильных систем, наращенные элементы устанавливаются так, чтобы нагрузки оказывали минимальное влияние на места соединений!
Наращивание кровельных стропил из досок
Рассмотрим, как наращивать стропила по длине, в том случае, если они собраны из досок.
Усиление стропил или наращивание по толщине
Нередко с проблемой, как усилить стропила, домовладельцы сталкиваются уже в процессе эксплуатации дома. Это происходит в том случае, если для создания стропильных систем были использованы брусья или доски неподходящего сечения. Если своевременно не предпринять меры, то стропила могут надломиться, что повлечет необходимость дорогого кровельного ремонта.
Способы усиления стропил
Чтобы укрепить стропила можно:
Второй вариант является предпочтительным, поскольку при одинаковом расходе материала позволяет получить конструкцию, которая обладает большим сопротивлением к нагрузкам. Поэтому, рассмотрим, именно этот способ укрепления стропил.
Для выполнения работы потребуется:
Совет!
Работы по усилению стропил следует выполнять с помощником.
Рекомендации по выполнению работы
Замена поврежденных стропильных ног
Если стропила надломлены или, вследствие попадания на них влаги, часть деревянных конструкций загнила, то приходится прибегать к радикальным методам. Таким методом является замена стропил.
Вот рекомендации по выполнению этой работы:
Выводы
Стропильная система крыши – это несущая конструкция, которая в процессе эксплуатации испытывает серьезные нагрузки. Поэтому к проектированию и строительству данных систем следует подходить профессионально и ответственно. При несоблюдении технологии, возможно, возникновение различных проблем, для устранения которых потребуется трудоемкий и сложный ремонт.
Наращивание стропил — рассматриваем систему нароста по длине и высоте
В частном строительстве при создании стропильной системы обычно используется пиломатериал. Железобетонные или металлические конструкции встречаются реже. Создание проекта каркаса крыши включает в себя выполнение ряда различных расчетов, позволяющих подобрать наилучшие параметры для каждого отдельного элемента стропильной системы. В ходе эксплуатации крыши стропила принимают на себя основной процент внешней нагрузки, поэтому к их прочности предъявляются повышенные требования. Зачастую будет очень полезно знать, как нарастить стропила – это поможет решить множество сложных строительных задач.
Для вычисления необходимой длины стропильной ноги нужно определиться с наклоном кровли и высчитать высоту крыши с учетом ширины дома. Висячие или наслонные стропила при небольших размерах здания могут быть выполнены из цельной доски или бруса. Если длина имеющегося в наличии пиломатериала недостаточна, необходимо выполнить сращивание для соответствия стропильной ноги заданным размерам.
Особенности наращивания стропил
От размера пролета между верхней частью стены и коньком зависит длина стропила. Сечение стропильной ноги выбирают по расчетной нагрузке и расстоянию между ногами. Когда в роли кровельного покрытия предполагается использование асбоцементного шифера либо керамической черепицы, каркас крыши рекомендуется изготавливать из пиломатериала увеличенного сечения. Какую конструкцию крыши выбрать и как сделать сращивание – стоит разбираться индивидуально.
Как правильно срастить стропила для той или иной конструкции крыши – знают далеко не все строители, поэтому любому, кто собрался возводить крышу, лучше об этом вопросе побольше узнать. Наращивание стропил производится путем соединения коротких элементов из бруса или доски. Узел стыковки, в большинстве методов наращивания, представляет собой достаточно пластичный шарнир. Однако стропило должно иметь по всей длине необходимую жесткость, поэтому стык стоит располагать в месте, где изгибающий момент практически отсутствует. Так что стык (пластичный шарнир) необходимо делать на расстоянии от опоры, составляющем 15% длины перекрываемого пролета.
Стоит учитывать, что расстояние от промежуточной стропильной опоры до мауэрлата имеет отличие от расстояния между данной опорой и коньком. Поэтому нужно использовать равнопрочную схему – следует обеспечить одинаковую прочность по всей длине, при этом создавать равный прогиб не требуется.
Важно! Особые требования в вопросе прочности предъявляются к диагональным (накоснымным) стропилам крыш вальмового и полувальмового типа. Они длиннее стропил боковых скатов и выступают в роли опоры для нарожников – стропильных ног укороченного вида.
Подбор сечения
Перед началом расчета собирают нагрузки на стропила. Они бывают двух видов: постоянные и временные. Постоянные включают в себя массу всех слоев крыши:
Массу пароизоляции и гидроизоляции можно не учитывать. Можно использовать примерные значения. Для крыши с покрытием из металлической черепицы постоянная нагрузка принимается равной 60 кг/м2, из битумной — 70 кг/м2, из керамической — 120 кг/м2.
Снеговая нагрузка зависит от климатического региона. Она указана в СП «Нагрузки и воздействия». Чтобы не запутаться, пользуются специальными картами. При угле наклона кровли более 45 градусов снеговую нагрузку считают равной нулю.
После нахождения массы кровли выполняют расчет. Его делают по двум предельным состояниям: на прочность и на прогиб.
Первая формула расчета на прочность — для поиска расчетной нагрузки:
q1= (1,1*gn*cosα + 1,4*pn*cosα2)*a,
Дальше находят расчетный изгибающий момент M = 0,125*q1*l2*100. Здесь l2 — величина пролета стропильной ноги в квадрате. Следующий шаг — нахождение расчетного момента сопротивления W. Для этого M делят на расчетное сопротивление древесины изгибу, равное 130 кг/см2.
W = b*h2/6. W уже известно, b — это ширина сечения стропила, которую принимают 5 или 10 см. В уравнении остается только одно неизвестное h — высота стропильной ноги.
Следующий расчет на изгиб. В первую очередь находят нагрузку:
q1н = (gн* cosα + pn*cosα2)*a.
Очень похоже на первый вариант, но без коэффициентов. После этого вычисляют момент инерции I = (5* q1н*l3*200)/(384*1000). l3 — пролет ноги в кубической степени. I = b*h3/12. I известно, b берут такое же, как и в первой части расчета. В уравнении остается одно неизвестное h. После двух вычислений из h для стропильной ноги назначают то, которое больше. Это будет минимальным размером.
Также при выборе высоты стропильной балки стоит учесть толщину утеплителя. Его укладывают при использовании подкровельного пространства в качестве мансарды или теплого чердака. Толщину теплоизоляционного материала выбирают в зависимости от климатического региона. Рекомендуют высоту стропил назначать на 2—3 см больше. Это нужно для обеспечения вентиляционного зазора.
Варианты сращивания стропил
Сращивание стропил, в случае необходимости увеличения их длины, выполняется несколькими способами:
Размеры стропил и требования к материалам
Использования стусла позволяет отрезать концы досок четко под заданным углом, благодаря этому обеспечивается необходимая плотность стыков.
Соединение встык
Данный метод дает возможность наращивать стропильную ногу с помощью использования специальной накладки. Чтобы правильно выполнить соединение стропил между собой требуется стыкуемые концы бруса или досок отрезать под углом 90 градусов. Это делается для предотвращения образования прогиба в месте стыка торцов стропил под нагрузкой. Срезанные торцы закрепляются металлическим крепежом либо с использованием накладок из обрезков доски, которые устанавливаются с обеих сторон соединения. Накладки должны прибиваться гвоздями. Соединение встык больше подходит для сращивания стропил из доски.
Метод «косого прируба»
Метод «косого прируба» оптимально подходит для увеличения стропильных ног из бруса большого сечения. Эта технология носит такое название в связи с принципом подрезки составляющих. Соприкасающиеся концы досок подрезаются под определенным углом. Выполненные из бруса элементы плотно стыкуются плоскостями. Сквозное вертикальное отверстие под болт или шпильку необходимо выполнить в месте соединения. Диаметр данного отверстия должен точно соответствовать диаметру крепежа или быть меньше на 1 мм. Таким образом крепление будет плотно располагаться в древесине без вероятности возникновения люфта, способного создать нежелательную нагрузку на изгиб.
Важно! При установке болтов или шпилек следует пользоваться широкими металлическими шайбами, чтобы с течением времени крепеж не повредил древесину.
Соединение внахлест
Сращивание стропил по длине можно делать и внахлест – при этом создается жесткое соединение. Данное удлинение стропил относительно просто: две доски укладываются друг на друга и соединяются с помощью гвоздей. Данный вариант крепления – самый легкий способ соединения стропил. При нем не требуется соблюдение точности подрезки элементов. Помимо гвоздей в качестве крепежа можно использовать гайки и шпильки с шайбами.
Установка и крепление стропил к мауэрлату на двухскатной крыше
Крепление стропильных ног к мауэрлату
Первоначально мы крепили стропильные ноги на гвоздь. Теперь пришло время закрепить стропила к мауэрлату окончательно. Для этого мы использовали шинку. Шинка — это полоса из металла. Шинкой «обертываем» стропильную ногу и с двух сторон (с правой и с левой стороны относительно стропильной ноги) крепим ее на гвозди и шурупы с внутренней стороны стены на глубину 25-30 см.
Такое дополнительное крепление предохранит крышу от возможного срыва при сильных порывах ветра.
Можно воспользоваться и способом наших дедов: стропильную ногу «оборачивали» проволокой, которую тоже закрепляли с внутренней стороны стены. Для этого берут проволоку толщиной 4 — 6 мм и привязывают ее к ершам, которые забивают в стену.
На этом мы заканчиваем серию статей о сооружении стропильной системы (см. рубрику «Крыша» ). В заключении мы предлагаем прослушать аудиозапись в формате mp3. Возможно, вы услышите что-то интересное и полезное для вас, не вошедшее в статьи.
Cооружение стропильной системы.mp3
В следующих статьях мы расскажем, как нужно делать обрешетку стропильной системы, натягивать пленку и крыть крышу шифером. До новых встреч!
Спаренные и составные стропила из досок
Как удлиненные стропильные ноги также используются выполненные из досок конструкции –составные и спаренные. Спаренные изготовляются из двух досок или более, соединяющихся широкими сторонами. Их сшивают друг с другом гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. Для увеличения длины стропильной ноги доски, соединенные попарно, крепятся встык и внахлест с другой спаренной системой. Так создается равнопрочная конструкция, способная выдерживать повышенные нагрузки. Стропила из спаренных досок почти не уступают обычным изделиям из цельного бруса, их применяют при возведении накосных стропил для различных типов крыш.
Важно! При удлинении стропильной ноги сплачиваемые доски должны располагаться со сдвигом не менее одного метра. Соединить их необходимо в шахматном порядке, таким образом каждый стык закрывается цельной доской.
Составное стропило создается из трех досок. За основу берутся две доски, которые имеют одинаковую длину. Третья доска укладывается между ними, по ширине она должна соответствовать основным. Ее длина обеспечивает нужный размер стропильной доски. Оставшийся свободный промежуток между основными досками заполняют дощатыми обрезками, которые по ширине соответствуют дощечке-вкладышу. Данная конструкция прошивается гвоздями. Между основными досками дополнительная должна заходить не меньше чем на метр по длине. Она также крепится гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. По надежности составные стропила значительно уступают спаренным конструкциям. Системы с составными стропилами с успехом применяются при создании скатных кровель, однако их нельзя использовать в роли накосных стропил для вальмовых крыш.
Для правильного монтажа удлиненных балок следует учитывать расположение стыков получившейся конструкции. Их стоит располагать недалеко от опоры, так они будут в минимальной степени подвержены нагрузкам на изгиб. С экономической точки зрения сращивать стропила – достаточно выгодный шаг, ведь это позволяет использовать унифицированные материалы для получения конструкций необходимой длины.
Это точно Вас заинтересует:
Скрепляющие элементы
Для большей надежности стыковочные узлы соединяют различными скрепляющими элементами типа болтов, металлических уголков, пластин, скоб и так далее. Размеры крепежа определяют, исходя из толщины стропил. Стальные детали с готовыми отверстиями крепятся с помощью шурупов или саморезов. На данных изделиях экономить не стоит – всегда лучше купить высококачественные метизы гарантированной прочности. Также не стоит забывать, что гвозди имеют свою пластичность, они могут гнуться и растягиваться, а саморезы при давлении чаще всего просто ломаются. На сегодняшний день особой популярностью в стропильном деле пользуются ершеные гвозди.
Как удлинить стропила, зависит от нагрузок и степени ожидаемой деформации каждой конкретной стропильной конструкции. К данному вопросу стоит подходить с большой ответственностью и в случае затруднений лучше воспользоваться услугами профессионалов.
Как выполнить сращивание стропил по длине: разбор вариантов и технологических правил
Время чтения 7 минут
Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.
Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.
Содержание
Специфика удлинения стропильных ног
Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.
К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.
Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.
Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точки пересечения кривой с продольной осью стропилины, в которых изгибающий момент приближается к нулевым значениям.
Учтем, что при строительстве стропильного каркаса требуется обеспечить равную по всей протяженности элемента сопротивляемость изгибу, а не одинаковые возможности прогибаться. Поэтому места сопряжения устраивают рядом с опорами.
В качестве опоры принимается как установленная в пролет промежуточная стойка, так и непосредственно мауэрлат или шпренгельная ферма. Коньковый прогон можно также оценивать, как возможную опору, но участки состыковки стропильных ног лучше располагать ниже по скату, т.е. там, где на систему возлагается минимальная нагрузка.
Варианты сращивания стропилин
Кроме точного определения места для сопряжения двух частей элемента системы нужно знать, как правильно удлиняются стропила. Способ формирования соединения зависит от выбранного для строительства пиломатериала:
Рассмотрим детально указанные методы, чтобы углубленно разобраться в процессе наращивания длины стропил.
Вариант 1: Метод косого прируба
Способ предполагает формирование двух наклонных врубок или запилов, устроенных со стороны сопряжения частей стропильной ноги. Подлежащие состыковке плоскости врубок должны безукоризненно совмещаться без малейших зазоров, независимо от их размеров. В зоне соединения должна быть исключена вероятность деформации.
Запрещено заполнение щелей и неплотностей клиньями из древесины, фанерными или металлическими пластинами. Подогнать и скорректировать огрехи не получится. Лучше заранее точно вымерить и вычертить линии врубок, согласно следующим стандартам:
Место для размещения участка состыковки находят по действующей для всех типов стропильных каркасов формуле 0,15 × L, в которой величина L отображает размер перекрываемого стропилом пролета. Расстояние откладывается от центра опоры.
Детали из бруса при выполнении косого прируба дополнительно крепятся проходящим через центр соединения болтом. Отверстие для его установки высверливается заранее, Ø его равен Ø стержня крепежа. Чтобы древесина в месте установки крепления не сминалась, под гайки укладываются широкие металлические шайбы.
Если с применением косого прируба соединяют доску, то дополнительная фиксация производится с применением хомутов или гвоздей.
Вариант 2: Сплачивание досок
В случае использования технологии сплачивания центр соединяемого участка располагается прямо над опорой. Линии состыковки торцованных досок располагаются с обеих сторон от центра опоры на расчетном расстоянии, равном 0,21 × L, где L обозначает длину перекрываемого пролета. Фиксацию проводят гвоздями, устанавливаемыми в шахматном порядке.
Люфт и зазоры также недопустимы, но их проще избежать, проведя аккуратную торцовку доски. Этот способ гораздо проще предыдущего метода в исполнении, но чтобы попусту не расходовать метизы и не ослаблять лишними отверстиями древесину, следует с точностью рассчитать число точек устанавливаемого крепежа.
Гвозди с сечением ножки до 6 мм устанавливаются без предварительного высверливания соответствующих отверстий. Под крепеж размером больше указанного сверлить нужно, чтобы при соединении не расколоть вдоль волокон доску. Исключением являются метизы с крестообразным сечением, которые независимо от размера в деревянные детали можно просто забивать.
Для обеспечения достаточной прочности в зоне сплачивания нужно соблюдать следующие условия:
Отметим, что соединение стропилин сплачиванием приемлемо в случае устройства элемента из двух сшитых досок. В результате оба стыка перекрываются цельным участком пиломатериала. К плюсам способа отнесем внушительную для частного строительства величину перекрываемого пролета. Подобным образом можно наращивать стропильные ноги, если расстояние от вершины до нижней опоры достигает 6,5 м.
Вариант 3: Лобовой упор
Способ лобового наращивания стропил заключается в торцевой состыковке соединяемых частей стропильной ноги с фиксацией участка гвоздями, нагелями или болтами через установленные по обеим боковым плоскостям накладки.
Для исключения люфта и деформации наращенной стропильной ноги необходимо придерживаться следующих правил:
Гвозди в накладки забивают в два параллельных ряда с шахматным «разбросом» крепежных точек. Чтобы тонкую по отношению к основному пиломатериалу накладку не повредить, количество точек крепления рассчитывается с ориентиром на сопротивление гвоздей поперечной силе, действующей на ножки метиз.
Когда стык частей стропилины расположен прямо над опорой, в расчетах гвоздевого боя для фиксации накладок нет необходимости. Правда, в этом случае состыкованная нога станет работать как две отдельные балки и на прогиб, и на сжатие, т.е. по нормальной схеме придется рассчитывать несущую способность для каждой из составляющих частей.
Если в качестве крепежа используются стальные стержневые болты или стержни без резьбы, нагели, при состыковке толстой доски или бруса, то угроза деформации будет полностью исключена. По сути, даже на некоторые зазоры в состыковке торцов можно не обращать внимания, хотя подобных огрехов все же лучше избегать.
При применении шурупов или винтов предварительно высверливают отверстия под их установку, Ø отверстий на 2- 3 мм меньше аналогичного размера ножки крепежа.
При производстве лобовых соединений стропилин необходимо четко соблюдать расчетный шаг установки, численность и диаметр крепежных элементов. При сокращении расстояний между точками фиксации может произойти расщепление древесины. Если отверстия под крепеж будут больше положенных размеров, стропилина деформируется, а если меньше – расколются пиломатериалы в период установки крепежа.
Удлинение составными стропилинами
Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.
Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.
Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:
Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.
Видео о способах наращивания стропилин
Демонстрация основных приемов сращивания конструктивных элементов стропильной системы:
Ролик с пошагово изложенным процессом соединения частей стропила:
Видео-пример одного из способов соединения пиломатериалов:
Соблюдение технологических предписаний, согласно которым производится сращивание стропилин по длине, гарантирует беспроблемную работу конструкции. Способы удлинения позволяют снижать расходы на строительство крыш. Следует не забывать о предварительных расчетах и о подготовке к выполнению соединений, чтобы результат усилий стал идеальным.
Как сделать сращивание стропил по длине — виды соединений для монтажа
Отправим материал на почту
Стропильные ноги отвечают за целостность крыши, поэтому качество материала и его стойкость к нагрузкам и сопротивление на изгиб – важные показатели при монтаже крыш. Сращивание стропил по длине не должно повлиять на прочность сооружения. Разберемся, как это сделать правильно, рассмотрим виды древесины, из которых изготавливаются стропила, и покажем, как произвести расчет их длины.
Виды древесины для кровли
Для стропильного монтажа, в зависимости от назначения объекта применяют следующие виды пиломатериала:
Древесина хвойных пород, например, лиственница и сосна, чаще всего применяется в обустройстве стропильной системы. Она имеет достаточную прочность, хорошо поддаётся обработке и противостоит гниению. Перед укладкой на крышу материал обрабатывают специальной пропиткой.
Стандартная доска имеет длину 6 метров, брус – 3 метра.
Дефекты, влияющие на качество пиломатериала:
Выбрав правильный пиломатериал, приступают к замерам и сращиванию стропил.
Расчёт размеров стропил по длине и сечению для правильного выбора пиломатериала
Стропильная система на проектной стадии рассматривает варианты пиломатериалов и схему их расположения в стропильной конструкции. От правильных расчётов зависит дальнейшие работы по укладке изоляции, утепления и кровли. Также немалую роль играют устойчивость к нагрузкам при эксплуатации объекта, сопротивление атмосферным изменениям и тектоническому влиянию. Поэтому к расчётам и выбору качественных пиломатериалов подходят очень ответственно.
Для вычисления требуемой длины стропила, определяют угол наклона ската кровли и рассчитывают высоту крыши. Небольшие размеры дома позволят применить цельные доски и брус для создания стропильной конструкции. При более широком скосе в большом сооружении длины пиломатериала может не хватить. Тогда применяют сращивание двух частей древесины, чтобы сделать стропильную ногу соответствующих размеров с небольшим запасом.
Размер пролёта между коньком дома и верхней частью стены соответствует длине стропилины. Сечение балки определяют на основе размера нагрузок и расстояния между двумя соседними стропильными ногами.
Нагрузку на элементы создаёт вес кровли, например, из керамической черепицы или асбоцементного шифера. Такие материалы требуют увеличенного сечения бруса.
Пример:
Схема стропильной конструкции
По периметру стены укладывается мауэрлат – брус, который принимает на себя часть несущей функции, равномерно распределяя на несущие стены. На него будут поставлены основания всех элементов конструкции.
Поперёк здания укладывают прогоны, такие же прогоны будут служить опорой для стропильных ног в середине сооружения.
Поднимают, заранее смонтированные на земле, фермы, которые будут держать конёк и крепят к мауэрлату.
Ставят опоры для конька, укладывают конёк и крепят к нему диагональные, промежуточные стропила.
Укрепляют конструкцию с помощью подкосов, подпорок и ригелей.
На конструкцию укладывают стропила, учитывая проектное расстояние между отдельными балками. Торцы ног упирают в мауэрлат, а верх запиливают и соединяют металлическим крепежом на скошенных углах. На готовое основание укладывают гидроизоляцию, утеплитель и кровлю.
Правильное расположение и способы соединения бруса гарантирует устойчивость при укладке утеплителя и кровли. Дальнейшая эксплуатация объекта во многом зависит от точного проектирования и правильно подобранных пиломатериалов.
Сращенные стропила предпочтительнее закладывать при монтаже крутых скатов крыши, где атмосферные нагрузки в разы ниже, чем на плоских скатах. Плоские скаты зимой нагружаются под действием снега, что давит на пиломатериал под кровлей.
Конструктивные особенности сращивания стропильных ног
Стропильная нога – это расстояние от верхнего уровня стены объекта до конька крыши. Если предусмотрены свисающие стропила, то длину доски или бруса следует увеличить до заданной длины.
Соединяя обрезки тёса, добиваются необходимого размера стропильных ног. При этом учитывается, что узел соединения ведёт себя, как изгибающийся шарнир, поэтому стык следует располагать на участке, где не будет напряжения на изгиб. Расчётное расположение стыка возле подпорки, перекладины или другого элемента, снимающего нагрузку. Брус должен иметь достаточный запас жёсткости по всей длине.
Между мауэрлатом и коньком делают дополнительную опору. Расстояние соединения от опоры равно 1/6 длины всей доски. Придерживаясь заданных параметров, обеспечивают равномерную жёсткость на опорах.
Вальмовые и полувальмовые крыши с диагональным расположением стропил, монтируются из более длинного и прочного бруса, служащего опорой коротким нарожникам. Сращивать нарожники нельзя, только цельный брус.
Наращивание стропил по длине осуществляют несколькими способами, которые применяют, учитывая особенности строительства и потребность в сопротивлении нагрузкам.
Способы сращивания:
Для работ применяют стусло, обеспечивающее точность среза по заданному углу.
Прямая стыковка
Метод позволяет наращивать элемент какой угодно длины, с помощью разных накладок. Детали накладок можно извлечь из разобранной опалубки, обрезки пиломатериалов или остатков уложенных стропилин. Разрешается выбирать в качестве накладки доску или трёхслойную фанеру.
Последовательность работ:
Важно! При обрезке доска не должна расслоиться или разломаться, срез делают ровный, без зазубрин или заусенцев.
Косой прируб
Брус большого сечения плохо поддаётся прямой стыковке, поэтому соединение бруса между собой по длине производят методом косого прируба. Название технологии происходит от вида подрезки концов бруса.
Этапы косого прируба:
Внахлёст
Метод подойдёт, если встал вопрос: как срастить две доски. Жёсткое соединение конструкции делает её востребованной на многих строительных операциях. Способ довольно простой – две доски укладывают одну на другую внахлёст.
Итоговая единица имеет длину, которая подходит к сооружению. Небольшой лишний край просто отпиливают.
Последовательность работ:
Тёс для сращивания стропил по длине должен быть ровный и одинаковый по ширине и толщине. Небольшое расхождение ширины сравнивают с помощью рубанка. Из подобных сплочённых досок получаются довольно крепкие элементы основания крыши.
Видео описание
В этом видео расскажут, как сделать сращивание стропил и расчеты:
Преимущества подобной стыковки в простоте операций, её можно сделать даже непрофессионалу на домашней стройке.
Двойное сращивание
Есть ещё довольно интересный метод удлинения – составные стропилины. Его выполняют, используя доски и короткие обрезки досок. Преимуществом такого метода является практически безотходное строительство, когда в дело идут самые короткие элементы.
Этапы работ:
Двойные срощенные стропильные ноги применяют для обустройства вальмовых и ломаных крыш, сложных конструкций. Парное основание добавляет прочности и стабильной устойчивости в сравнении с обычной доской. Сопротивление на изгиб также достаточно высокое.
Видео описание
В этом видео вы увидите, какие способы соединения стропил можно применять:
Соединение бревна и бруса в длину
Сращивание бруса и бревна по длине имеет глубокие корни в дедовских методах, когда ещё строили только бревенчатые срубы. Наши предки знали, как удлинить стропила по длине правильно. Об этом свидетельствуют старинные деревянные постройки, сохранившиеся до наших лет.
Этапы соединения брёвен:
Также сплачивают косым замком и клином.
Каждое соединение очень прочно и может использоваться в стропильных ногах. Подгонка должна быть точной. Заполнение щелей и сколов щепой или другим материалом приведёт к снижению стойкости бруса. Он станет непригодным для укладки стропил. Для чёткого результата заранее вымеряют и отчерчивают места пропилов.
Видео описание
Смотрите в видео, как наращивать стропила по длине, производить крепление стропил к мауэрлату и ферме:
Коротко о главном
Сращивание стропил даёт серьёзную экономию строительной древесины. На строительной площадке останется минимум древесных отходов.
Для сращивания стропильных ног существует несколько практичных вариантов, каждый из которых можно применить во время строительства дома:
При монтаже стропильной системы важно помнить, что соединение крепежом не должно утяжелять элементы настолько, чтобы стать проблемным для общего веса конструкции под кровлю.
Правильная сплотка даёт такую же выносливость нагрузок, как цельный брус.
Сращивание стропил по длине
Сращивание стропил по длине: правильные способы
Деревянные стропильные ноги изготавливаются из бруса или доски, сечение которых зависит от расчетной нагрузки на конструкцию. При необходимости выполняется сращивание стропил с целью увеличить длину элемента.
Расчет длины и сечения стропил, подготовка материала
В частном строительстве для возведения стропильной системы традиционно используется пиломатериал. Металлические или железобетонные конструкции встречаются значительно реже. Разработка проекта каркаса крыши подразумевает выполнение целого ряда расчетов, которые позволяют подобрать оптимальные параметры для каждого элемента стропильной системы. Стропила в процессе эксплуатации крыши принимают на себя основную внешнюю нагрузку, и к прочности данного элемента предъявляются повышенные требования.
Чтобы вычислить требуемую длину стропильной ноги, необходимо определиться с углом наклона кровли и рассчитать высоту крыши, исходя из ширины дома. Наслонные или висячие стропила при небольших размерах дома могут выполняться из цельного бруса или доски. Если длина имеющегося пиломатериала недостаточна, требуется выполнить сращивание, чтобы стропильная нога соответствовала заданным размерам.
Длина стропила зависит от размера пролета между коньком и верхней частью стены дома. Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от расчетной нагрузки и расстояния между ними. Усредненные значения приведены в таблице. Если в качестве кровельного покрытия предполагается использовать керамическую черепицу либо асбоцементный шифер, каркас крыши желательно возводить из пиломатериала увеличенного сечения.
Выбирая материал для изготовления стропил, предпочтение рекомендуется отдать древесине хвойных пород. Она легко обрабатывается, хорошо противостоит гниению, имеет необходимую прочность. Подготовленные к монтажу стропилины и другие элементы каркаса крыши следует пропитать огнебиозащитным составом.
При необходимости выполнить сращивание стропил по длине, важно выбрать оптимальную технологию, которая позволит обеспечить расчетную прочность конструкции. На видео представлены основные способы сращивания стропильных ног по длине.
Конструктивные особенности сращивания стропил
Увеличение длины стропильных ног производится за счет соединения коротких элементов из доски или бруса. Узел стыковки (практически при любом методе наращивания) представляет собой пластичный шарнир. Но стропилина должна иметь необходимую жесткость по всей длине, поэтому стык должен располагаться в том месте, где практически отсутствует изгибающий момент. С этой целью стык (пластичный шарнир) должен располагаться на определенном расстоянии от опоры, которое составляет 15% от длины пролета, перекрываемого стропилом.
Следует учитывать, что расстояние от мауэрлата до промежуточной стропильной опоры отличается от расстояния между этой же опорой и коньком. Это требует использования равнопрочной схемы – необходимо обеспечить одинаковую прочность по всей длине, создание равного прогиба не требуется.
Особые требования к прочности предъявляются к накосным (диагональным) стропилам вальмовых и полувальмовых крыш. Они превышают по длине стропила боковых скатов и служат опорой для нарожников – укороченных стропильных ног.
Сращивание стропил, при необходимости увеличить их длину, выполняется по следующим технологиям:
Использования такого инструмента, как стусло, дает возможность отрезать концы досок строго под заданным углом, обеспечивая необходимую плотность стыков.
Метод соединения встык дает возможность нарастить стропильную ногу, используя специальную накладку. Чтобы правильно выполнить соединение, требуется стыкуемые концы досок или бруса отрезать строго под углом 90°. Это позволит предотвратить образования прогиба под нагрузкой в месте стыка торцов стыкуемых стропил.
Срезанные торцы соединяются и закрепляются посредством металлического крепежа либо используются накладки из обрезков доски, устанавливаемые с обеих сторон соединения. Каждая накладка должна быть прибита гвоздями, расположенными в шахматном порядке.
Метод «косого прируба»
Если соединение встык более всего подходит для сращивания стропильных досок, метод косого прируба идеально подходит для увеличения стропильной ноги из бруса большого сечения. Данная технология получила свое название из-за принципа подрезки элементов. Соприкасающиеся концы досок необходимо подрезать под определенным углом.
Элементы, выполненные из бруса, плотно стыкуются полученными плоскостями. В месте соединения требуется выполнить сквозное вертикальное отверстие под шпильку или болт. Важно, чтобы диаметр отверстия точно соответствовал диаметру крепежного элемента (12 или 14 мм) или был меньше на 1 мм. В этом случае крепление плотно сидит в древесине и отсутствует люфт, который может создать нагрузку на изгиб.
При установке шпилек или ботов необходимо использовать широкие металлические шайбы, чтобы крепеж со временем не повредил древесину.
Срастить стропильные доски можно внахлест – это дает возможность создать жесткое соединение. Данный способ удлинения достаточно прост: две доски укладываются друг на друга с нахлестом, длина которого должна составлять не менее одного метра. Соединение досок выполняется при помощи гвоздей – крепежные элементы устанавливаются в шахматном порядке.
Крепление элементов внахлест – наиболее простой способ стыковки наращивания стропильных ног. В этом случае не требуется соблюдать точность подрезки элементов. Вместо гвоздей в качестве крепежа могут применяться шпильки с шайбами и гайками.
Спаренные и составные стропила из досок
В качестве удлиненных стропильных ног используются конструкции, выполненные из досок – спаренные и составные.
Спаренные выполняются из двух или более досок, соединенных широкими сторонами, которые сшиваются друг с другом с помощью гвоздей, расположенных в шахматном порядке. Чтобы увеличить длину стропильной ноги, соединенные попарно доски стыкуются внахлест и встык с другой спаренной системой. Это дает возможность создать равнопрочную конструкцию, способную выдержать высокие нагрузки. Удлиненные стропильные ноги из спаренных досок практически не уступают стропилам из цельного бруса и могут применяться для создания накосных стропил для вальмовых и полувальмовых крыш.
При удлинении стропильной ноги важно, чтобы сплачиваемые доски располагались со сдвигом не менее, чем на метр. Соединения должны располагаться в шахматном порядке, чтобы каждый стык был закрыт цельной доской. 
Составное стропило изготавливается из трех досок. Основой конструкции являются две доски, имеющие одинаковую длину. Между ними укладывается третья доска, по ширине соответствующая основным. Ее длина должна обеспечить необходимую длину стропильной доски. Свободный промежуток между двумя основными досками заполняется обрезками доски, ширина которых соответствует доске-вкладышу. Вся конструкция прошивается гвоздями. Дополнительная доска должна заходить между основными не менее чем на метр по длине. Она закрепляется гвоздями, расположенными в шахматном порядке.
Надежность составных стропил существенно уступает спаренным конструкциям. Составные системы могут с успехом использоваться для возведения скатных кровель, но их нельзя применять в качестве накосных стропил вальмовых крыш.
Чтобы правильно выполнить монтаж удлиненных балок, необходимо учитывать место расположения стыков нарощенной конструкции. Они должны располагаться недалеко от опоры, что в минимальной степени подвергаться нагрузкам на изгиб. Наращивание стропил – экономически выгодный шаг, так как позволяет применять унифицированные материалы для создания конструкций необходимой длины.
Правила наращивания стропил
Конструкторы-проектировщики, составляя проект дома, обязательно проводят расчеты предполагаемых нагрузок на стропильную систему и определяют, какое сечение и длина стропил необходимы для данной кровли.
Удлинение стропил производится врубкой с последующей фиксацией скобами, гвоздями, болтами и т.д.
Часто требуются стропила нестандартных размеров, например, для конструкции вальмовой крыши нужны диагональные стропила 9 метров – это намного длиннее, чем стандартные размеры. И дело совсем не в том, что деревья не растут свыше 6 м, как подшучивают бывалые монтажники стропильных систем. Можно постараться и достать готовые стропила нужного размера, но это будет стоить очень дорого (изготовление, доставка), что совсем нецелесообразно. Поэтому кровельщики используют разные способы удлинения стропильной ноги. Как нарастить стропила самостоятельно? Наращивание стропил – дело ответственное. Неправильно выполненные узлы соединения нарушат всю стропильную конструкцию.
Сечение стропила напрямую зависит от его длины. Если путем сращивания увеличивается длина, то и ширина должна быть тоже большего размера. Необходимо добиться правильного соотношения всех размерных параметров, только тогда можно гарантировать надежность стропильной конструкции.
Соединение встык или лобовой упор
Чтобы в дальнейшем избежать критического прогиба в месте соединения, нужно следовать простому правилу: делать стыковочный срез брусьев строго под углом в 90º. Плотное и точное прилегание стропил в лобовом упоре создает предпосылки прочного узла соединения. Останется закрепить его деревянными накладками сечением 50 мм с гвоздевым боем или шпильками, расположенными с одной или двух сторон от стыка, – это зависит от нужной мощности конструкции.
Способы соединения стропил.
Скрепляющие элементы вбиваются с расстановкой в шахматном порядке. Такое их распределение не случайно – создается дополнительное укрепление. Длина деревянной накладки (не менее 50 см) рассчитывается по необходимому количеству гвоздей. Количество скрепляющих элементов определяется фактором удерживания поперечной силы, направленной на срез шпилек или гвоздей (рассчитывается несущая способность каждого гвоздя).
Накладки из доски можно заменить новомодными гвоздевыми (зубчатыми) пластинами из 3-миллиметровой стали. Зубья металлического крепежа надежно соединят стропила. При использовании металлических элементов в стропильной системе не стоит забывать, что металл быстро поддается коррозии, из-за чего прогнивает вся деревянная конструкция. Легко можно избежать негативных последствий, если балки и стропила в местах соприкосновения с металлом обработать битумной мастикой, а саму сталь покрасить антикоррозийной краской. Можно защитить дерево от контакта с металлом по старинке – использовать кусочки рубероида как прокладочный материал.
При сборке крыши и ее стропильной системы современные кровельщики используют не только деревянные, но и металлические элементы. Из деревянных крепежных деталей наиболее распространенными являются:
Металлические крепежные элементы:
Стропильное соединение внахлест
Виды сращивания и наращивание стропил.
Когда наращивают стропила, в месте соединения неизбежно получается пластичный шарнир. Крайне сложно сделать стык, жесткий на изгиб. Чтобы все-таки добиться наибольшей жесткости конструкции, пластичные шарниры располагают в местах, где изгибающий фактор стремится к нулевой отметке. Соединительные узлы должны опираться на продольную ось стропила.
Пластичный шарнир располагают на определенном расстоянии от опоры – 0,15L. За L берется длина пролета, над которым находится стыковочное соединение. При сращивании стропил используют равнопрочную схему – это обусловлено разным расстоянием от конькового прогона до промежуточной опорной балки и от опорной балки до мауэрлата. Ведь очень важно обеспечить прочность всей длины стропильной ноги.
При наращивании стропильных ног внахлест деревянные элементы заходят друг на друга. Нахлест должен быть не менее одного метра. Вся площадь соприкосновения двух деревянных плоскостей прибивается гвоздями с расстановкой в шахматном порядке. Вместо гвоздей можно использовать шпильки, затянутые с двух сторон гайками. Этот метод сращивания не требует точности срезов торцовых частей стропил.
Стропильное соединение косым прирубом
Способы сращивания деревянных элементов: 1 — вполдерева; 2 — косым прирубом; 3 — прямым накладным замком.
Метод сращивания косым прирубом вполдерева чаще всего выполняется, когда стропила изготавливаются из бруса. Некоторые трудности в таком соединении – сделать ровный распил под углом 45º. Чтобы добиться качественной стыковки, следует пилить два стропила одновременно. Если после распила все же возник зазор или неровность на срезах, эти недостатки можно устранить рубанком или углошлифовальной машинкой (в народе – болгарка) и наждачной шкуркой. Когда брусья плотно состыкуются (без просветов) в ровное и красивое соединение, их стягивают двумя болтами 14 мм или шпильками. Если сращивание косым прирубом выполняется на изгиб и используются стропила сечением 100х200 мм, то к вышеописанному соединению прибавляют две деревянные накладки с гвоздевым боем.
Сращивание стропил из досок
Стропильная система из досок имеет не меньшую прочность, чем из более тяжелого пиломатериала. Доски, соединенные особым способом, в некоторых случаях имеют преимущества перед тяжелым брусом или жердями, как по экономическим соображениям, так и по универсальности. Чаще всего доски используют в стропильной системе для крыши с холодным чердаком, когда не нужно делать утепление кровли.
Составные дощатые стропила
Способы наращивания деревянных элементов: 1 — впритык с потайным шипом и сквозным гребнем; 2 — вполдерева на болтах; 3 — впритык с накладками на болтах; 4, 5 — вполдерева с креплением полосовой сталью и хомутами; 6 — косым прирубом на хомутах.
Уникальность такой сборки заключается в конструктивной простоте, в экономии пиломатериала и надежности. При сборке дощатых стропил все соединения делают на гвоздях. В верхнюю часть стропильной системы, где не ожидается больших нагрузок, можно установить стропила в одну доску, а нижнюю часть сделать составной. Такая система сборки позволяет значительно сэкономить материал, подобрать оптимальный размер сечений и легко разрешить конструктивный вопрос соединительных узлов стропил как между собой, так и со схватывающим ригелем.
Составные стропила собирают из двух досок одинаковой длины. Между досками, установленными на ребро, вставляют вкладыши (стропильные обрезки) таким образом, чтобы просвет между ними был не больше семи высот сплачиваемых стропил. В этом случае прогиб между вкладышами полностью исключается, а стропило будет работать как цельное. Вкладыши делают произвольной длины, но не менее 2 высот сплачиваемых стропил. Составные части пробивают гвоздями.
Первый вкладыш помещают в начале стропила, чтобы получилась толщина стропильной ноги из 3 досок. Другой конец (верхний) стропила можно сделать в одну доску. Эта доска будет вставляться промеж боковых досок, как вкладыш, и укладываться на коньковый прогон. Составные дощатые стропилины нельзя применять в качестве наслонных (диагональных) стропил.
Стропила, спаренные в две или три доски
Спаренные стропила составляются из нескольких досок, сложенных вместе широкой стороной. Необходимое количество досок – две или три – определяется из требуемого сечения стропил. Хорошо подогнанные доски (без зазоров) пробивают гвоздями в шахматном порядке по всей длине.
Удлиняют спаренные стропила, применяя одновременно такие приемы наращивания, как лобовой стык и внахлест (через один). При этом шарнирные соединения будут располагаться в разбежку (шахматный порядок), а каждый их стык надежно защищен цельной доской. Расстояние между состыковками соседних досок не должно быть меньше одного метра. Только при выполнении этого условия можно гарантировать надежность конструкции.
Такой метод наращивания позволяет получить любую длину, какой бы она ни была. Дощатые брусья, изготовленные этим способом, применяют в возведении диагональных (наслонных) стропил.
Немного о скрепляющих элементах
Для пущей надежности стыковочные узлы дополнительно укрепляют болтами, металлическими уголками, пластинами, скобами. Размеры крепежа определяются, исходя из толщины стропила. Стальные детали с уже имеющимися отверстиями крепят шурупами или саморезами, при покупке которых не стоит экономить. Лучше купить качественные (заводские) изделия гарантированной прочности, так как перекаленные дешевые саморезы легко лопаются уже при ввинчивании. Стоит помнить, что гвозди имеют пластичность. Если гвоздь гнется и растягивается, то саморез при давлении сразу ломается. Сегодня большим спросом пользуются ершеные гвозди.
Для болтов в деталях соединения высверливаются отверстия. Размер сверла выбирается на 1 мм меньше болтового сечения.
Какой способ наращивания стропил выбрать, зависит от нагрузок и деформации, которую будет испытывать конкретная стропильная конструкция. Например, косой стык вполдерева применяют для соединений на сжатие, но не на растягивание и изгиб.
Как выполнить сращивание стропил по длине: разбор вариантов и технологических правил
Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги. Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.
Специфика удлинения стропильных ног
Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.
К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.
Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.
Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точки пересечения кривой с продольной осью стропилины, в которых изгибающий момент приближается к нулевым значениям.
Учтем, что при строительстве стропильного каркаса требуется обеспечить равную по всей протяженности элемента сопротивляемость изгибу, а не одинаковые возможности прогибаться. Поэтому места сопряжения устраивают рядом с опорами.
В качестве опоры принимается как установленная в пролет промежуточная стойка, так и непосредственно мауэрлат или шпренгельная ферма. Коньковый прогон можно также оценивать, как возможную опору, но участки состыковки стропильных ног лучше располагать ниже по скату, т.е. там, где на систему возлагается минимальная нагрузка.
Варианты сращивания стропилин
Кроме точного определения места для сопряжения двух частей элемента системы нужно знать, как правильно удлиняются стропила. Способ формирования соединения зависит от выбранного для строительства пиломатериала:
Рассмотрим детально указанные методы, чтобы углубленно разобраться в процессе наращивания длины стропил.
Вариант 1: Метод косого прируба
Способ предполагает формирование двух наклонных врубок или запилов, устроенных со стороны сопряжения частей стропильной ноги. Подлежащие состыковке плоскости врубок должны безукоризненно совмещаться без малейших зазоров, независимо от их размеров. В зоне соединения должна быть исключена вероятность деформации.
Запрещено заполнение щелей и неплотностей клиньями из древесины, фанерными или металлическими пластинами. Подогнать и скорректировать огрехи не получится. Лучше заранее точно вымерить и вычертить линии врубок, согласно следующим стандартам:
Место для размещения участка состыковки находят по действующей для всех типов стропильных каркасов формуле 0,15 × L, в которой величина L отображает размер перекрываемого стропилом пролета. Расстояние откладывается от центра опоры.
Детали из бруса при выполнении косого прируба дополнительно крепятся проходящим через центр соединения болтом. Отверстие для его установки высверливается заранее, Ø его равен Ø стержня крепежа. Чтобы древесина в месте установки крепления не сминалась, под гайки укладываются широкие металлические шайбы.
Если с применением косого прируба соединяют доску, то дополнительная фиксация производится с применением хомутов или гвоздей.
Вариант 2: Сплачивание досок
В случае использования технологии сплачивания центр соединяемого участка располагается прямо над опорой. Линии состыковки торцованных досок располагаются с обеих сторон от центра опоры на расчетном расстоянии, равном 0,21 × L, где L обозначает длину перекрываемого пролета. Фиксацию проводят гвоздями, устанавливаемыми в шахматном порядке.
Люфт и зазоры также недопустимы, но их проще избежать, проведя аккуратную торцовку доски. Этот способ гораздо проще предыдущего метода в исполнении, но чтобы попусту не расходовать метизы и не ослаблять лишними отверстиями древесину, следует с точностью рассчитать число точек устанавливаемого крепежа.
Гвозди с сечением ножки до 6 мм устанавливаются без предварительного высверливания соответствующих отверстий. Под крепеж размером больше указанного сверлить нужно, чтобы при соединении не расколоть вдоль волокон доску. Исключением являются метизы с крестообразным сечением, которые независимо от размера в деревянные детали можно просто забивать.
Для обеспечения достаточной прочности в зоне сплачивания нужно соблюдать следующие условия:
Отметим, что соединение стропилин сплачиванием приемлемо в случае устройства элемента из двух сшитых досок. В результате оба стыка перекрываются цельным участком пиломатериала. К плюсам способа отнесем внушительную для частного строительства величину перекрываемого пролета. Подобным образом можно наращивать стропильные ноги, если расстояние от вершины до нижней опоры достигает 6,5 м.
Вариант 3: Лобовой упор
Способ лобового наращивания стропил заключается в торцевой состыковке соединяемых частей стропильной ноги с фиксацией участка гвоздями, нагелями или болтами через установленные по обеим боковым плоскостям накладки.
Для исключения люфта и деформации наращенной стропильной ноги необходимо придерживаться следующих правил:
Гвозди в накладки забивают в два параллельных ряда с шахматным «разбросом» крепежных точек. Чтобы тонкую по отношению к основному пиломатериалу накладку не повредить, количество точек крепления рассчитывается с ориентиром на сопротивление гвоздей поперечной силе, действующей на ножки метиз.
Когда стык частей стропилины расположен прямо над опорой, в расчетах гвоздевого боя для фиксации накладок нет необходимости. Правда, в этом случае состыкованная нога станет работать как две отдельные балки и на прогиб, и на сжатие, т.е. по нормальной схеме придется рассчитывать несущую способность для каждой из составляющих частей.
Если в качестве крепежа используются стальные стержневые болты или стержни без резьбы, нагели, при состыковке толстой доски или бруса, то угроза деформации будет полностью исключена. По сути, даже на некоторые зазоры в состыковке торцов можно не обращать внимания, хотя подобных огрехов все же лучше избегать.
При применении шурупов или винтов предварительно высверливают отверстия под их установку, Ø отверстий на 2- 3 мм меньше аналогичного размера ножки крепежа.
При производстве лобовых соединений стропилин необходимо четко соблюдать расчетный шаг установки, численность и диаметр крепежных элементов. При сокращении расстояний между точками фиксации может произойти расщепление древесины. Если отверстия под крепеж будут больше положенных размеров, стропилина деформируется, а если меньше – расколются пиломатериалы в период установки крепежа.
Удлинение составными стропилинами
Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.
Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.
Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:
Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.
Сращивание стропил по длине
При значительном увеличении длины стропил часто приходится соединять между собой короткие доски (брусья), так как поставляемые пиломатериалы не имеют длины, требуемой для изготовления длинных стропильных ног. Жесткие на изгиб стыки сделать крайне сложно, как правило, в месте соединения стропил получаются пластичные шарниры. Выходят из этой ситуации довольно просто, для получения неразрезной балки пластичный шарнир располагают там, где эпюра изгибающих моментов пересекает продольную ось стропилины. То есть шарнир (стык) делают там, где изгибающий момент стремится к нулю. Полная аналогия с консольно-балочной подстропильной конструкцией.
Если стропила изготавливаются из брусьев, то вместе стыка делают косой прируб и скрепляют концы болтом (рис. 43). Если стропила делаются из спаренных досок, то делают стык аналогичный дощатому неразрезному прогону. Если стропила из одинарных досок, то либо тоже делают косой прируб, но скрепляют гвоздевым боем и/или хомутами, либо стропила стыкуют лобовым упором с двух- или односторонними накладками. Стропила торцуются, соединяются друг с другом и закрепляются с двух или одной стороны деревянными или стальными накладками. Расчет стыка ведется на количество забиваемых гвоздей. Их количество должно быть таким, чтобы удерживать поперечную силу, направленную на срез гвоздей. Длина накладки определяется из количества гвоздей, чтобы не «измочалить» накладки. Обычно гвозди забиваются в два ряда на равных расстояниях от продольной оси стропил.
В случае устройства пластичного шарнира, его делают на расстоянии 0,15l от опоры, где l длина пролета над которым располагается стык. Обратите внимание, если при стыковании прогонов можно было использовать равнопрочную и равнопрогибную схему, то при стыковании стропил применяют равнопрочную схему. Это обусловлено тем, что пролеты стропил от мауэрлата до промежуточной опоры и от промежуточной опоры до коньковой, абсолютно разные. Нам важнее обеспечить равную прочность стропилины по всей длине, а не равный прогиб. В коньковом прогоне все, наоборот, там в ряде случаев, важнее обеспечить равный прогиб, чтобы конек кровли оставался на одной высоте.
рис. 43. Стыкование стропил косым прирубом и лобовым упором
Стропила можно состыковать лобовым упором и на опорах (на прогоне или на подкосах), но при этом неразрезной балки не получится. Получатся несколько простых однопролетных балки и расчет их сечений нужно делать, как для обычных балок на двух опорах. Стык стропил прикрывается двухсторонними дощатыми накладками без расчета гвоздевого боя. В этом случае у накладок только одна задача — обеспечить соосность стропил и их монтажное закрепление. Если нужно получить неразрезную балку, но при этом используется стыкование в произвольном месте лобовым упором с накладками, то равнопрочный основному сечению стык расчитывается по методике изложенной в книге Гроздова В. Т. «Деревянные наслонные стропильные системы».
рис. 44. Пример устройства составных стропил
Также для удлинения стропил можно использовать стропила сколоченные из двух досок с просветом (рис. 44). Уникальность такой конструкции состоит в том, что вверху стропильной системы можно установить одинарные стропила, а внизу спаренные, раздвинутые на толщину верхнего стропила. Такой подбор стропил позволяет экономить материал, подбирая оптимальные размеры сечений и легко решать конструкции узлов соединения стропил между собой и с ригелем-схваткой. Вкладыши между стропилинами вставляют из обрезков стропильных ног, но так, чтобы расстояние между ними (в свету) было не более 7 высот сплачиваемых досок. Тогда гибкость спаренной стропилины между вкладышами будет равна нулю, то есть стропильная нога будет работать, как цельная. Длина самих вкладышей может быть произвольной, но не менее 2 высот досок.
Описание вариантов сращивания стропил по длине
В частном строительстве при создании стропильной системы обычно используется пиломатериал. Железобетонные или металлические конструкции встречаются реже. Создание проекта каркаса крыши включает в себя выполнение ряда различных расчетов, позволяющих подобрать наилучшие параметры для каждого отдельного элемента стропильной системы. В ходе эксплуатации крыши стропила принимают на себя основной процент внешней нагрузки, поэтому к их прочности предъявляются повышенные требования. Зачастую будет очень полезно знать, как нарастить стропила – это поможет решить множество сложных строительных задач.
Для вычисления необходимой длины стропильной ноги нужно определиться с наклоном кровли и высчитать высоту крыши с учетом ширины дома. Висячие или наслонные стропила при небольших размерах здания могут быть выполнены из цельной доски или бруса. Если длина имеющегося в наличии пиломатериала недостаточна, необходимо выполнить сращивание для соответствия стропильной ноги заданным размерам.
Особенности наращивания стропил
От размера пролета между верхней частью стены и коньком зависит длина стропила. Сечение стропильной ноги выбирают по расчетной нагрузке и расстоянию между ногами. Когда в роли кровельного покрытия предполагается использование асбоцементного шифера либо керамической черепицы, каркас крыши рекомендуется изготавливать из пиломатериала увеличенного сечения. Какую конструкцию крыши выбрать и как сделать сращивание – стоит разбираться индивидуально.
Как правильно срастить стропила для той или иной конструкции крыши – знают далеко не все строители, поэтому любому, кто собрался возводить крышу, лучше об этом вопросе побольше узнать. Наращивание стропил производится путем соединения коротких элементов из бруса или доски. Узел стыковки, в большинстве методов наращивания, представляет собой достаточно пластичный шарнир. Однако стропило должно иметь по всей длине необходимую жесткость, поэтому стык стоит располагать в месте, где изгибающий момент практически отсутствует. Так что стык (пластичный шарнир) необходимо делать на расстоянии от опоры, составляющем 15% длины перекрываемого пролета.
Стоит учитывать, что расстояние от промежуточной стропильной опоры до мауэрлата имеет отличие от расстояния между данной опорой и коньком. Поэтому нужно использовать равнопрочную схему – следует обеспечить одинаковую прочность по всей длине, при этом создавать равный прогиб не требуется.
Важно! Особые требования в вопросе прочности предъявляются к диагональным (накоснымным) стропилам крыш вальмового и полувальмового типа. Они длиннее стропил боковых скатов и выступают в роли опоры для нарожников – стропильных ног укороченного вида.
Варианты сращивания стропил
Сращивание стропил, в случае необходимости увеличения их длины, выполняется несколькими способами:
Использования стусла позволяет отрезать концы досок четко под заданным углом, благодаря этому обеспечивается необходимая плотность стыков.
Данный метод дает возможность наращивать стропильную ногу с помощью использования специальной накладки. Чтобы правильно выполнить соединение стропил между собой требуется стыкуемые концы бруса или досок отрезать под углом 90 градусов. Это делается для предотвращения образования прогиба в месте стыка торцов стропил под нагрузкой. Срезанные торцы закрепляются металлическим крепежом либо с использованием накладок из обрезков доски, которые устанавливаются с обеих сторон соединения. Накладки должны прибиваться гвоздями. Соединение встык больше подходит для сращивания стропил из доски.
Метод «косого прируба»
Метод «косого прируба» оптимально подходит для увеличения стропильных ног из бруса большого сечения. Эта технология носит такое название в связи с принципом подрезки составляющих. Соприкасающиеся концы досок подрезаются под определенным углом. Выполненные из бруса элементы плотно стыкуются плоскостями. Сквозное вертикальное отверстие под болт или шпильку необходимо выполнить в месте соединения. Диаметр данного отверстия должен точно соответствовать диаметру крепежа или быть меньше на 1 мм. Таким образом крепление будет плотно располагаться в древесине без вероятности возникновения люфта, способного создать нежелательную нагрузку на изгиб.
Важно! При установке болтов или шпилек следует пользоваться широкими металлическими шайбами, чтобы с течением времени крепеж не повредил древесину.
Сращивание стропил по длине можно делать и внахлест – при этом создается жесткое соединение. Данное удлинение стропил относительно просто: две доски укладываются друг на друга и соединяются с помощью гвоздей. Данный вариант крепления – самый легкий способ соединения стропил. При нем не требуется соблюдение точности подрезки элементов. Помимо гвоздей в качестве крепежа можно использовать гайки и шпильки с шайбами.
Спаренные и составные стропила из досок
Как удлиненные стропильные ноги также используются выполненные из досок конструкции –составные и спаренные. Спаренные изготовляются из двух досок или более, соединяющихся широкими сторонами. Их сшивают друг с другом гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. Для увеличения длины стропильной ноги доски, соединенные попарно, крепятся встык и внахлест с другой спаренной системой. Так создается равнопрочная конструкция, способная выдерживать повышенные нагрузки. Стропила из спаренных досок почти не уступают обычным изделиям из цельного бруса, их применяют при возведении накосных стропил для различных типов крыш.
Важно! При удлинении стропильной ноги сплачиваемые доски должны располагаться со сдвигом не менее одного метра. Соединить их необходимо в шахматном порядке, таким образом каждый стык закрывается цельной доской.
Составное стропило создается из трех досок. За основу берутся две доски, которые имеют одинаковую длину. Третья доска укладывается между ними, по ширине она должна соответствовать основным. Ее длина обеспечивает нужный размер стропильной доски. Оставшийся свободный промежуток между основными досками заполняют дощатыми обрезками, которые по ширине соответствуют дощечке-вкладышу. Данная конструкция прошивается гвоздями. Между основными досками дополнительная должна заходить не меньше чем на метр по длине. Она также крепится гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. По надежности составные стропила значительно уступают спаренным конструкциям. Системы с составными стропилами с успехом применяются при создании скатных кровель, однако их нельзя использовать в роли накосных стропил для вальмовых крыш.
Для правильного монтажа удлиненных балок следует учитывать расположение стыков получившейся конструкции. Их стоит располагать недалеко от опоры, так они будут в минимальной степени подвержены нагрузкам на изгиб. С экономической точки зрения сращивать стропила – достаточно выгодный шаг, ведь это позволяет использовать унифицированные материалы для получения конструкций необходимой длины.
Скрепляющие элементы
Для большей надежности стыковочные узлы соединяют различными скрепляющими элементами типа болтов, металлических уголков, пластин, скоб и так далее. Размеры крепежа определяют, исходя из толщины стропил. Стальные детали с готовыми отверстиями крепятся с помощью шурупов или саморезов. На данных изделиях экономить не стоит – всегда лучше купить высококачественные метизы гарантированной прочности. Также не стоит забывать, что гвозди имеют свою пластичность, они могут гнуться и растягиваться, а саморезы при давлении чаще всего просто ломаются. На сегодняшний день особой популярностью в стропильном деле пользуются ершеные гвозди.
Как удлинить стропила, зависит от нагрузок и степени ожидаемой деформации каждой конкретной стропильной конструкции. К данному вопросу стоит подходить с большой ответственностью и в случае затруднений лучше воспользоваться услугами профессионалов.
Сращивание стропил
Сращивание стропил по длине: правильные способы
Деревянные стропильные ноги изготавливаются из бруса или доски, сечение которых зависит от расчетной нагрузки на конструкцию. При необходимости выполняется сращивание стропил с целью увеличить длину элемента.
Расчет длины и сечения стропил, подготовка материала
В частном строительстве для возведения стропильной системы традиционно используется пиломатериал. Металлические или железобетонные конструкции встречаются значительно реже. Разработка проекта каркаса крыши подразумевает выполнение целого ряда расчетов, которые позволяют подобрать оптимальные параметры для каждого элемента стропильной системы. Стропила в процессе эксплуатации крыши принимают на себя основную внешнюю нагрузку, и к прочности данного элемента предъявляются повышенные требования.
Чтобы вычислить требуемую длину стропильной ноги, необходимо определиться с углом наклона кровли и рассчитать высоту крыши, исходя из ширины дома. Наслонные или висячие стропила при небольших размерах дома могут выполняться из цельного бруса или доски. Если длина имеющегося пиломатериала недостаточна, требуется выполнить сращивание, чтобы стропильная нога соответствовала заданным размерам.
Длина стропила зависит от размера пролета между коньком и верхней частью стены дома. Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от расчетной нагрузки и расстояния между ними. Усредненные значения приведены в таблице. Если в качестве кровельного покрытия предполагается использовать керамическую черепицу либо асбоцементный шифер, каркас крыши желательно возводить из пиломатериала увеличенного сечения.
Выбирая материал для изготовления стропил, предпочтение рекомендуется отдать древесине хвойных пород. Она легко обрабатывается, хорошо противостоит гниению, имеет необходимую прочность. Подготовленные к монтажу стропилины и другие элементы каркаса крыши следует пропитать огнебиозащитным составом.
При необходимости выполнить сращивание стропил по длине, важно выбрать оптимальную технологию, которая позволит обеспечить расчетную прочность конструкции. На видео представлены основные способы сращивания стропильных ног по длине.
Конструктивные особенности сращивания стропил
Увеличение длины стропильных ног производится за счет соединения коротких элементов из доски или бруса. Узел стыковки (практически при любом методе наращивания) представляет собой пластичный шарнир. Но стропилина должна иметь необходимую жесткость по всей длине, поэтому стык должен располагаться в том месте, где практически отсутствует изгибающий момент. С этой целью стык (пластичный шарнир) должен располагаться на определенном расстоянии от опоры, которое составляет 15% от длины пролета, перекрываемого стропилом.
Следует учитывать, что расстояние от мауэрлата до промежуточной стропильной опоры отличается от расстояния между этой же опорой и коньком. Это требует использования равнопрочной схемы – необходимо обеспечить одинаковую прочность по всей длине, создание равного прогиба не требуется.
Особые требования к прочности предъявляются к накосным (диагональным) стропилам вальмовых и полувальмовых крыш. Они превышают по длине стропила боковых скатов и служат опорой для нарожников – укороченных стропильных ног.
Сращивание стропил, при необходимости увеличить их длину, выполняется по следующим технологиям:
Использования такого инструмента, как стусло, дает возможность отрезать концы досок строго под заданным углом, обеспечивая необходимую плотность стыков.
Метод соединения встык дает возможность нарастить стропильную ногу, используя специальную накладку. Чтобы правильно выполнить соединение, требуется стыкуемые концы досок или бруса отрезать строго под углом 90°. Это позволит предотвратить образования прогиба под нагрузкой в месте стыка торцов стыкуемых стропил.
Срезанные торцы соединяются и закрепляются посредством металлического крепежа либо используются накладки из обрезков доски, устанавливаемые с обеих сторон соединения. Каждая накладка должна быть прибита гвоздями, расположенными в шахматном порядке.
Метод «косого прируба»
Если соединение встык более всего подходит для сращивания стропильных досок, метод косого прируба идеально подходит для увеличения стропильной ноги из бруса большого сечения. Данная технология получила свое название из-за принципа подрезки элементов. Соприкасающиеся концы досок необходимо подрезать под определенным углом.
Элементы, выполненные из бруса, плотно стыкуются полученными плоскостями. В месте соединения требуется выполнить сквозное вертикальное отверстие под шпильку или болт. Важно, чтобы диаметр отверстия точно соответствовал диаметру крепежного элемента (12 или 14 мм) или был меньше на 1 мм. В этом случае крепление плотно сидит в древесине и отсутствует люфт, который может создать нагрузку на изгиб.
При установке шпилек или ботов необходимо использовать широкие металлические шайбы, чтобы крепеж со временем не повредил древесину.
Срастить стропильные доски можно внахлест – это дает возможность создать жесткое соединение. Данный способ удлинения достаточно прост: две доски укладываются друг на друга с нахлестом, длина которого должна составлять не менее одного метра. Соединение досок выполняется при помощи гвоздей – крепежные элементы устанавливаются в шахматном порядке.
Крепление элементов внахлест – наиболее простой способ стыковки наращивания стропильных ног. В этом случае не требуется соблюдать точность подрезки элементов. Вместо гвоздей в качестве крепежа могут применяться шпильки с шайбами и гайками.
Спаренные и составные стропила из досок
В качестве удлиненных стропильных ног используются конструкции, выполненные из досок – спаренные и составные.
Спаренные выполняются из двух или более досок, соединенных широкими сторонами, которые сшиваются друг с другом с помощью гвоздей, расположенных в шахматном порядке. Чтобы увеличить длину стропильной ноги, соединенные попарно доски стыкуются внахлест и встык с другой спаренной системой. Это дает возможность создать равнопрочную конструкцию, способную выдержать высокие нагрузки. Удлиненные стропильные ноги из спаренных досок практически не уступают стропилам из цельного бруса и могут применяться для создания накосных стропил для вальмовых и полувальмовых крыш.
При удлинении стропильной ноги важно, чтобы сплачиваемые доски располагались со сдвигом не менее, чем на метр. Соединения должны располагаться в шахматном порядке, чтобы каждый стык был закрыт цельной доской. 
Составное стропило изготавливается из трех досок. Основой конструкции являются две доски, имеющие одинаковую длину. Между ними укладывается третья доска, по ширине соответствующая основным. Ее длина должна обеспечить необходимую длину стропильной доски. Свободный промежуток между двумя основными досками заполняется обрезками доски, ширина которых соответствует доске-вкладышу. Вся конструкция прошивается гвоздями. Дополнительная доска должна заходить между основными не менее чем на метр по длине. Она закрепляется гвоздями, расположенными в шахматном порядке.
Надежность составных стропил существенно уступает спаренным конструкциям. Составные системы могут с успехом использоваться для возведения скатных кровель, но их нельзя применять в качестве накосных стропил вальмовых крыш.
Чтобы правильно выполнить монтаж удлиненных балок, необходимо учитывать место расположения стыков нарощенной конструкции. Они должны располагаться недалеко от опоры, что в минимальной степени подвергаться нагрузкам на изгиб. Наращивание стропил – экономически выгодный шаг, так как позволяет применять унифицированные материалы для создания конструкций необходимой длины.
Сращивание стропил
При сооружении крыши для большого знания может возникнуть вопрос как нарастить стропильную ногу. Брус или доска обычно имеют длину 6 м, что недостаточно для изготовления конструкций больших размеров. Часто проблема соединения элементов возникает при установке накосных (диагональных) ног четырехскатной крыши, поскольку их длина в среднем составляет от 5 до 10 метров.
При сращивании контролируют жесткость узлов и несущую способность. В этом случае особенно важно подобрать сечение конструкции так, чтобы она могла выдерживать постоянные нагрузки и массу снега. Чтобы выполнить расчет сечения стропильной ноги, пользуются достаточно простыми формулами.
Подбор сечения
Перед началом расчета собирают нагрузки на стропила. Они бывают двух видов: постоянные и временные. Постоянные включают в себя массу всех слоев крыши:
Массу пароизоляции и гидроизоляции можно не учитывать. Можно использовать примерные значения. Для крыши с покрытием из металлической черепицы постоянная нагрузка принимается равной 60 кг/м2, из битумной — 70 кг/м2, из керамической — 120 кг/м2.
Снеговая нагрузка зависит от климатического региона. Она указана в СП «Нагрузки и воздействия». Чтобы не запутаться, пользуются специальными картами. При угле наклона кровли более 45 градусов снеговую нагрузку считают равной нулю.
После нахождения массы кровли выполняют расчет. Его делают по двум предельным состояниям: на прочность и на прогиб.
Первая формула расчета на прочность — для поиска расчетной нагрузки:
Дальше находят расчетный изгибающий момент M = 0,125*q1*l2*100. Здесь l2 — величина пролета стропильной ноги в квадрате. Следующий шаг — нахождение расчетного момента сопротивления W. Для этого M делят на расчетное сопротивление древесины изгибу, равное 130 кг/см2.
W = b*h3/6. W уже известно, b — это ширина сечения стропила, которую принимают 5 или 10 см. В уравнении остается только одно неизвестное h — высота стропильной ноги.
Следующий расчет на изгиб. В первую очередь находят нагрузку:
Очень похоже на первый вариант, но без коэффициентов. После этого вычисляют момент инерции I = (5* q1н*l3*200)/(384*1000). l3 — пролет ноги в кубической степени. I = b*p/12. I известно, b берут такое же, как и в первой части расчета. В уравнении остается одно неизвестное h. После двух вычислений из h для стропильной ноги назначают то, которое больше. Это будет минимальным размером.
Также при выборе высоты стропильной балки стоит учесть толщину утеплителя. Его укладывают при использовании подкровельного пространства в качестве мансарды или теплого чердака. Толщину теплоизоляционного материала выбирают в зависимости от климатического региона. Рекомендуют высоту стропил назначать на 2—3 см больше. Это нужно для обеспечения вентиляционного зазора.
Выбор места для стыка
Сращивание стропил по длине выполняют там, где изгибающий момент практически равен нулю. Не разрешается делать стыковку в середине пролета. В этом месте изгиб сильнее всего, а любое (даже самое качественное соединение) ослабляет сечение и создает шарнир. При воздействии нагрузок нога в этом месте прогнется. Скорее всего, это произойдет в первую же снежную зиму.
Расстояние от места соединения до ближайшей опоры должно составлять 0,15*l, где l — длина пролета. При этом точками опоры считаются места опирания стропильной ноги на:
Величина пролета принимается равной расстоянию между двумя соседними опорами, между которыми планируется сращивание элемента. Такое же правило действует при монтаже накосных балок.
Методы выполнения работ
Сращивание стропильных ног по длине выполняют тремя методами:
Для того чтобы обрезать концы доски или бруса под заданным углом, используют стусло. Этот инструмент позволяет строго соблюдать геометрию и обеспечивать максимальную плотность стыков.
Соединение встык
Этот вариант считают самым быстрым. Но при выполнении работ не стоит торопиться. Важная задача в этом случае — отрезать концы досок в месте стыка под идеальным прямым углом. В противном случае велика вероятность смещений и подвижек в процессе эксплуатации.
Торцы соединяют друг с другом. После этого делают накладку с двух сторон из древесины или металла. Пластина из металла должна иметь специальные отверстия для крепежа (гвозди или саморезы). Деревянный элемент фиксируют четырьмя способами:
Элементы крепежа располагают в шахматном порядке. Саморезы и гвозди использовать не рекомендуют. Их нужно больше, чем болтов или шпилек, что существенно ослабляет сечение.
Профессиональные строители при выполнении работ обычно предпочитают шпильки, поскольку этот вариант удобнее. Шпилькой скрепляют стропило и две накладки насквозь. При закручивании гаек предусматривают шайбу. Она предотвращает втапливание крепежа в дерево.
Соединение косым прирубом
Вариант позволяет добиться надежной фиксации. Это особенно актуально при наращивании накосных ног. Сложность заключается в том, что концы балок подпиливают под углом.
Крепление делают на один болт или шпильку. В середине стыка просверливают сквозное отверстие для болта. Его диаметр должен точно совпадать с диаметром крепежа или быть на 1 мм меньше. Чаще всего используются детали с размером сечения 12 или 14 мм. Если отверстие будет слишком большим, возникает вероятность прогиба.
Как и в предыдущем случае при закручивании гаек используют шайбы. Ширина стыка принимается 2h, где h — высота сечения балки. При спиливании угла на доске или брусе, нужно предусмотреть вертикальные участки сверху и снизу, высота которых равна 0,15h.
Сращивание стропил внахлест
Метод позволяет получить жесткое соединение. Длину нахлеста назначают не менее 1 м. Вариант отлично подойдет для новичков, поскольку в этом случае нет необходимости строго контролировать угол среза.
Доски соединяют между собой на гвозди, саморезы, болты или шпильки. Крепеж располагают в шахматном порядке. Важно не забыть про шайбы при закручивании гаек.
Спаренные стропила
Если длина стропильной ноги больше 6 метров (размеры пиломатериала), потребуется сращивание. Вместо этого можно использовать спаренные стропила. Их изготавливают из двух или более досок. Ширина каждой обычно назначается 10 см.
Доски крепят между собой на гвозди в шахматном порядке. Расстояние между крепежами в каждом ряду назначается 50 см. Также для стягивания используют болты или шпильки. Наращивание по длине делают встык. Каждая доска в сечении смещается относительно соседних на 1 метр. Так удается добиться того, что даже в месте стыка есть цельная часть. По всей длине прочность сечения примерно одинаковая, нет ослабленных участков.
При сращивании нескольких досок между ними укладывают 1 см минеральной ваты или джута. Это нужно на того, чтобы скомпенсировать усадку древесины.
Составные стропила
Составная балка представляет собой систему из спаренного участка и одинарного. В нижней части пролета используется спаренная доска. При этом соединение делается на деревянные вкладыши (бобышки). Толщина бобышек принимается равной толщине одинарной ноги в верхней части. Расстояние между соседними вкладышами не превышает 7h.
Нижние элементы соединяются между собой в местах установки бобышек. Для фиксации используют гвозди, саморезы, болты или шпильки.
Крепление нижней и верхней части конструкции осуществляют внахлест. Одинарная нога входит между спаренных. Величина нахлеста должна быть не меньше 1 метра. Чтобы закрепить узел используют те же приспособления, что и при соединении нижней части балки.
Составные ноги не отличаются такой надежностью и жесткостью, как спаренные. Но их преимущество — экономия материала. Такой способ можно использовать для стропил, но не рекомендуется при изготовлении накосных диагональных элементов.
Чтобы избежать соединения стропил по длине, можно использовать клееную древесину. На заводе изготавливают балки для больших пролетов до 12 м. Но такой материал стоит ощутимо дороже, поэтому сращивание балок используют в целях экономии.
Техника выполнения сращивания стропил
У крыши дома две главных цели: защита дома от неблагоприятных погодных условий и сохранение внутри дома тепла. Основой несущей способности крыши, которая может выдержать и вес кровельного материала, и сильные удары ветра, и вес снега зимой или потоки дождя летом, служит система стропил.
Варианты стропильных конструкций.
Длина стропила прямо зависит от расстояния от конька крыши до верхней части стены. Довольно часто при устройстве стропильной системы получается, что имеющейся в наличии стандартной длины бруса или доски недостаточно для устройства стропильной системы. В этом случае применяют наращивание или сращивание стропил.
Наращивание или сращивание – в чем разница?
Основными элементами стропильной системы крыши являются вертикальные стойки, подкосы и наклонно уложенные стропильные ноги. Стропильные ноги верхними концами укладываются на специальную балку-прогон, закрепленную на вертикальных стойках, а нижними – на уложенный на стену специальный опорный брус – мауэрлат. Сечение элементов стропильной системы прямо зависит от предполагаемой нагрузки на крышу, а их длина – от геометрических размеров ската.
Элементы стропильной системы.
Эти два параметра – сечения и длина – не всегда соответствуют нужным параметрам, и приходится усиливать или удлинять конструкцию. Увеличение сечения элементов стропильной системы называется наращивание стропил, а увеличение длины – сращиванием стропил по длине. Оно выполняется, если нужно увеличить длину стропильных ног.
Несмотря на схожесть в названиях, это две совершенно разные строительные операции. Наращивание стропил – это когда усиливают какой-то, чаще всего вертикальный, элемент конструкции, соединяя вместе 2 одинаковых по длине бруса или доски. Проще говоря, нарастить – это соединить два одинаковых элемента в один для усиления его прочности. При сращивании элементы удлиняют, соединяя между собой торцы кусков одного диаметра так, чтобы общая их длина соответствовала расчетной длине стропильных ног.
Основные правила сращивания стропильных ног
Удлиняются стропила врубкой с дополнительной фиксацией места соединения болтами, гвоздями и (или) скобами. Врубку нужно сделать, чтобы две части стропила максимально плотно прилегали друг к другу. Если есть возможность выбора, нужно всегда выбирать наиболее простой способ врубки. Место врубки нужно дополнительно скрепить, чтобы она смогла выдержать все нагрузки, а при необходимости и усилить металлическим креплением.
Сращивание стропил можно выполнить 3 способами: соединением встык, сращиванием “косым прирубом” и удлинением внахлест. Окончательный выбор способа делают непосредственно во время монтажа стропильной системы. При выборе нужно обязательно учитывать квалификацию выполняющего сращивание, имеющийся в наличии строительный материал (доска или брус) и вид крыши (скатная, полувальмовая или вальмовая). Независимо от выбранного способа, для удлинения стропил понадобятся инструменты:
Инструменты для сращивания стропильных ног.
Несмотря на довольно внушительный список инструментов, в самом процессе сращивания нет ничего сверхсложного.
Для сращивания встык соединяемые торцы брусков или досок обрезают под углом строго в 90º. В месте стыковки торцов с двух сторон крепятся накладки длиной минимум 50 см. Накладки крепятся гвоздями в шахматном порядке – минимум 8 гвоздей на накладку (по четыре в каждый из соединяемых торцов). В последнее время гвозди все чаще заменяют длинными саморезами или же, если соединяются торцы досок, взятыми на болты с гайками металлическими пластинами.
Важная деталь: для предохранения места соединения от случайных боковых нагрузок в торцах соединяемых частей высверливаются отверстия, в которые вставляется железный штырь. Более простой, но и более трудоемкий способ – стыковка с шипом.
Схема сращивания стропильных ног.
При этом способе на торце одной части вырезается шип, а на торце другой – выдалбливается паз. Вставленные друг в друга, они, как и железный штырь, будут препятствовать боковым нагрузкам.
Чтобы срастить стропилину “косым прирубом”, соприкасающиеся торцы частей стропила подрезают под углом в 45º, после чего срезы накладываются один на другой, и посредине места соединения скрепляются болтом диаметром 12 или 14 мм. Для этого в месте крепления высверливается сквозное отверстие, размер которого должен соответствовать диаметру болта. Если отверстие будет больше, в месте крепления появится люфт, создающий дополнительную нагрузку на прогиб.
Техника удлинения стропил внахлест подразумевает нахлест одной части стропил на другую минимум 1 м, затем, как и в случае использования способа “встык”, соединенные элементы скрепляются гвоздями в шахматном порядке. Иногда для крепления используют металлические шпильки, на которые с обоих концов закручивают гайки с шайбами. Этот способ хорош тем, что не нужно соблюдать идеальную точность в торцах соединяемых элементов.
Соединение внахлест чаще применяют при использовании в качестве стропильных ног досок. Соединение в “косой прируб” обычно используют при удлинении бруса большого сечения. Соединение встык можно использовать в обоих случаях.
При любом способе сращивания место стыковки становится своеобразным пластичным шарниром.
Но поскольку стропилина должна быть равномерно жесткой по всей своей длине, то сращивание нужно выполнять на расстоянии, не превышающим 15% длины пролета от точки опоры, на которую устанавливается стропилина (прогон, мауэрлат или промежуточная опора).В этом случае прогиб стропилины в месте соединения будет максимально приближаться к нулевой отметке.
Спаренные и составные стропила
Схема усиления стропильных систем дополнительными подкосами.
Эти два вида стропил, выполненные из досок, удлиняют довольно часто. Для их удлинения обычно используют способ “внахлест”. Спаренные стропила устраиваются из двух или больше досок, которые соединяются широкими сторонами и сшиваются в шахматном порядке гвоздями.
Чтобы увеличить длину такого стропила, его стыкуют с такой же спаренной системой. В случае стыковки одна доска в каждой системе должна выступать над другой как минимум на 1 м, и именно эти доски и скрепляются между собой. Такой способ стыковки позволяет создать надежную общую конструкцию стропильных ног, не уступающую по прочности стропилам из цельного бруса, что позволяет применять такие стропила при устройстве вальмовых и полувальмовых типов крыш.
Для составного стропила нужны три доски. Между двумя одинаковыми по длине досками укладывается третья, той же ширины, что и первые две. Причем укладывается она не на всю длину этих двух досок, а заходит в них минимум на 1 м, но обычно для большей надежности такой заход делают на треть их длины.
Схема вариантов удлинения стропил.
В итоге получается стропильная нога, с одной стороны состоящая из двух отстающих друг от друга досок, а из другой стороны из одной, находящейся посредине между первыми двумя. Место вхождения доски между двумя прошивается в шахматном порядке гвоздями или болтами.
В оставшийся промежуток между двумя досками вставляются вкладыши из обрезков доски, по ширине и толщине равные доске вкладышу, и крепятся гвоздями, причем в этих местах соблюдение шахматного порядка крепления необязательно. Длина таких вкладышей должна быть не меньше двойной ширины досок. Устанавливают такие стропила одинарной доской на прогон, а двойной – на мауэрлат.
Но все же составные стропила существенно уступают спаренным стропилам по прочности и надежности. Такой вид стропильной системы можно без опаски применять для возведения скатных крыш, а вот для вальмовых и полувальмовых типов крыш их использование нежелательно.
Если при возведении крыши возникает необходимость удлинить стропила, нет нужды вызывать мастеров- профессионалов. Эта работа вполне по силам тому, кто умеет обращаться с топором, рубанком и долотом. Главное – лучше делать это медленно, но правильно, чем быстро, но абы как. И тогда у вас получится прочная и надежная крыша, а созданная вами конструкция стропил прослужит вам верой и правдой не одно десятилетие.
Удачи! Надежной крыши вашему дому!
Как выполнить сращивание стропил по длине: разбор вариантов и технологических правил
Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги. Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.
Специфика удлинения стропильных ног
Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.
К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.
Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.
Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точки пересечения кривой с продольной осью стропилины, в которых изгибающий момент приближается к нулевым значениям.
Учтем, что при строительстве стропильного каркаса требуется обеспечить равную по всей протяженности элемента сопротивляемость изгибу, а не одинаковые возможности прогибаться. Поэтому места сопряжения устраивают рядом с опорами.
В качестве опоры принимается как установленная в пролет промежуточная стойка, так и непосредственно мауэрлат или шпренгельная ферма. Коньковый прогон можно также оценивать, как возможную опору, но участки состыковки стропильных ног лучше располагать ниже по скату, т.е. там, где на систему возлагается минимальная нагрузка.
Варианты сращивания стропилин
Кроме точного определения места для сопряжения двух частей элемента системы нужно знать, как правильно удлиняются стропила. Способ формирования соединения зависит от выбранного для строительства пиломатериала:
Рассмотрим детально указанные методы, чтобы углубленно разобраться в процессе наращивания длины стропил.
Вариант 1: Метод косого прируба
Способ предполагает формирование двух наклонных врубок или запилов, устроенных со стороны сопряжения частей стропильной ноги. Подлежащие состыковке плоскости врубок должны безукоризненно совмещаться без малейших зазоров, независимо от их размеров. В зоне соединения должна быть исключена вероятность деформации.
Запрещено заполнение щелей и неплотностей клиньями из древесины, фанерными или металлическими пластинами. Подогнать и скорректировать огрехи не получится. Лучше заранее точно вымерить и вычертить линии врубок, согласно следующим стандартам:
Место для размещения участка состыковки находят по действующей для всех типов стропильных каркасов формуле 0,15 × L, в которой величина L отображает размер перекрываемого стропилом пролета. Расстояние откладывается от центра опоры.
Детали из бруса при выполнении косого прируба дополнительно крепятся проходящим через центр соединения болтом. Отверстие для его установки высверливается заранее, Ø его равен Ø стержня крепежа. Чтобы древесина в месте установки крепления не сминалась, под гайки укладываются широкие металлические шайбы.
Если с применением косого прируба соединяют доску, то дополнительная фиксация производится с применением хомутов или гвоздей.
Вариант 2: Сплачивание досок
В случае использования технологии сплачивания центр соединяемого участка располагается прямо над опорой. Линии состыковки торцованных досок располагаются с обеих сторон от центра опоры на расчетном расстоянии, равном 0,21 × L, где L обозначает длину перекрываемого пролета. Фиксацию проводят гвоздями, устанавливаемыми в шахматном порядке.
Люфт и зазоры также недопустимы, но их проще избежать, проведя аккуратную торцовку доски. Этот способ гораздо проще предыдущего метода в исполнении, но чтобы попусту не расходовать метизы и не ослаблять лишними отверстиями древесину, следует с точностью рассчитать число точек устанавливаемого крепежа.
Гвозди с сечением ножки до 6 мм устанавливаются без предварительного высверливания соответствующих отверстий. Под крепеж размером больше указанного сверлить нужно, чтобы при соединении не расколоть вдоль волокон доску. Исключением являются метизы с крестообразным сечением, которые независимо от размера в деревянные детали можно просто забивать.
Для обеспечения достаточной прочности в зоне сплачивания нужно соблюдать следующие условия:
Отметим, что соединение стропилин сплачиванием приемлемо в случае устройства элемента из двух сшитых досок. В результате оба стыка перекрываются цельным участком пиломатериала. К плюсам способа отнесем внушительную для частного строительства величину перекрываемого пролета. Подобным образом можно наращивать стропильные ноги, если расстояние от вершины до нижней опоры достигает 6,5 м.
Вариант 3: Лобовой упор
Способ лобового наращивания стропил заключается в торцевой состыковке соединяемых частей стропильной ноги с фиксацией участка гвоздями, нагелями или болтами через установленные по обеим боковым плоскостям накладки.
Для исключения люфта и деформации наращенной стропильной ноги необходимо придерживаться следующих правил:
Гвозди в накладки забивают в два параллельных ряда с шахматным «разбросом» крепежных точек. Чтобы тонкую по отношению к основному пиломатериалу накладку не повредить, количество точек крепления рассчитывается с ориентиром на сопротивление гвоздей поперечной силе, действующей на ножки метиз.
Когда стык частей стропилины расположен прямо над опорой, в расчетах гвоздевого боя для фиксации накладок нет необходимости. Правда, в этом случае состыкованная нога станет работать как две отдельные балки и на прогиб, и на сжатие, т.е. по нормальной схеме придется рассчитывать несущую способность для каждой из составляющих частей.
Если в качестве крепежа используются стальные стержневые болты или стержни без резьбы, нагели, при состыковке толстой доски или бруса, то угроза деформации будет полностью исключена. По сути, даже на некоторые зазоры в состыковке торцов можно не обращать внимания, хотя подобных огрехов все же лучше избегать.
При применении шурупов или винтов предварительно высверливают отверстия под их установку, Ø отверстий на 2- 3 мм меньше аналогичного размера ножки крепежа.
При производстве лобовых соединений стропилин необходимо четко соблюдать расчетный шаг установки, численность и диаметр крепежных элементов. При сокращении расстояний между точками фиксации может произойти расщепление древесины. Если отверстия под крепеж будут больше положенных размеров, стропилина деформируется, а если меньше – расколются пиломатериалы в период установки крепежа.
Удлинение составными стропилинами
Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.
Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.
Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:
Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.
Описание вариантов сращивания стропил по длине
В частном строительстве при создании стропильной системы обычно используется пиломатериал. Железобетонные или металлические конструкции встречаются реже. Создание проекта каркаса крыши включает в себя выполнение ряда различных расчетов, позволяющих подобрать наилучшие параметры для каждого отдельного элемента стропильной системы. В ходе эксплуатации крыши стропила принимают на себя основной процент внешней нагрузки, поэтому к их прочности предъявляются повышенные требования. Зачастую будет очень полезно знать, как нарастить стропила – это поможет решить множество сложных строительных задач.
Для вычисления необходимой длины стропильной ноги нужно определиться с наклоном кровли и высчитать высоту крыши с учетом ширины дома. Висячие или наслонные стропила при небольших размерах здания могут быть выполнены из цельной доски или бруса. Если длина имеющегося в наличии пиломатериала недостаточна, необходимо выполнить сращивание для соответствия стропильной ноги заданным размерам.
Особенности наращивания стропил
От размера пролета между верхней частью стены и коньком зависит длина стропила. Сечение стропильной ноги выбирают по расчетной нагрузке и расстоянию между ногами. Когда в роли кровельного покрытия предполагается использование асбоцементного шифера либо керамической черепицы, каркас крыши рекомендуется изготавливать из пиломатериала увеличенного сечения. Какую конструкцию крыши выбрать и как сделать сращивание – стоит разбираться индивидуально.
Как правильно срастить стропила для той или иной конструкции крыши – знают далеко не все строители, поэтому любому, кто собрался возводить крышу, лучше об этом вопросе побольше узнать. Наращивание стропил производится путем соединения коротких элементов из бруса или доски. Узел стыковки, в большинстве методов наращивания, представляет собой достаточно пластичный шарнир. Однако стропило должно иметь по всей длине необходимую жесткость, поэтому стык стоит располагать в месте, где изгибающий момент практически отсутствует. Так что стык (пластичный шарнир) необходимо делать на расстоянии от опоры, составляющем 15% длины перекрываемого пролета.
Стоит учитывать, что расстояние от промежуточной стропильной опоры до мауэрлата имеет отличие от расстояния между данной опорой и коньком. Поэтому нужно использовать равнопрочную схему – следует обеспечить одинаковую прочность по всей длине, при этом создавать равный прогиб не требуется.
Важно! Особые требования в вопросе прочности предъявляются к диагональным (накоснымным) стропилам крыш вальмового и полувальмового типа. Они длиннее стропил боковых скатов и выступают в роли опоры для нарожников – стропильных ног укороченного вида.
Варианты сращивания стропил
Сращивание стропил, в случае необходимости увеличения их длины, выполняется несколькими способами:
Использования стусла позволяет отрезать концы досок четко под заданным углом, благодаря этому обеспечивается необходимая плотность стыков.
Данный метод дает возможность наращивать стропильную ногу с помощью использования специальной накладки. Чтобы правильно выполнить соединение стропил между собой требуется стыкуемые концы бруса или досок отрезать под углом 90 градусов. Это делается для предотвращения образования прогиба в месте стыка торцов стропил под нагрузкой. Срезанные торцы закрепляются металлическим крепежом либо с использованием накладок из обрезков доски, которые устанавливаются с обеих сторон соединения. Накладки должны прибиваться гвоздями. Соединение встык больше подходит для сращивания стропил из доски.
Метод «косого прируба»
Метод «косого прируба» оптимально подходит для увеличения стропильных ног из бруса большого сечения. Эта технология носит такое название в связи с принципом подрезки составляющих. Соприкасающиеся концы досок подрезаются под определенным углом. Выполненные из бруса элементы плотно стыкуются плоскостями. Сквозное вертикальное отверстие под болт или шпильку необходимо выполнить в месте соединения. Диаметр данного отверстия должен точно соответствовать диаметру крепежа или быть меньше на 1 мм. Таким образом крепление будет плотно располагаться в древесине без вероятности возникновения люфта, способного создать нежелательную нагрузку на изгиб.
Важно! При установке болтов или шпилек следует пользоваться широкими металлическими шайбами, чтобы с течением времени крепеж не повредил древесину.
Сращивание стропил по длине можно делать и внахлест – при этом создается жесткое соединение. Данное удлинение стропил относительно просто: две доски укладываются друг на друга и соединяются с помощью гвоздей. Данный вариант крепления – самый легкий способ соединения стропил. При нем не требуется соблюдение точности подрезки элементов. Помимо гвоздей в качестве крепежа можно использовать гайки и шпильки с шайбами.
Спаренные и составные стропила из досок
Как удлиненные стропильные ноги также используются выполненные из досок конструкции –составные и спаренные. Спаренные изготовляются из двух досок или более, соединяющихся широкими сторонами. Их сшивают друг с другом гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. Для увеличения длины стропильной ноги доски, соединенные попарно, крепятся встык и внахлест с другой спаренной системой. Так создается равнопрочная конструкция, способная выдерживать повышенные нагрузки. Стропила из спаренных досок почти не уступают обычным изделиям из цельного бруса, их применяют при возведении накосных стропил для различных типов крыш.
Важно! При удлинении стропильной ноги сплачиваемые доски должны располагаться со сдвигом не менее одного метра. Соединить их необходимо в шахматном порядке, таким образом каждый стык закрывается цельной доской.
Составное стропило создается из трех досок. За основу берутся две доски, которые имеют одинаковую длину. Третья доска укладывается между ними, по ширине она должна соответствовать основным. Ее длина обеспечивает нужный размер стропильной доски. Оставшийся свободный промежуток между основными досками заполняют дощатыми обрезками, которые по ширине соответствуют дощечке-вкладышу. Данная конструкция прошивается гвоздями. Между основными досками дополнительная должна заходить не меньше чем на метр по длине. Она также крепится гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. По надежности составные стропила значительно уступают спаренным конструкциям. Системы с составными стропилами с успехом применяются при создании скатных кровель, однако их нельзя использовать в роли накосных стропил для вальмовых крыш.
Для правильного монтажа удлиненных балок следует учитывать расположение стыков получившейся конструкции. Их стоит располагать недалеко от опоры, так они будут в минимальной степени подвержены нагрузкам на изгиб. С экономической точки зрения сращивать стропила – достаточно выгодный шаг, ведь это позволяет использовать унифицированные материалы для получения конструкций необходимой длины.
Скрепляющие элементы
Для большей надежности стыковочные узлы соединяют различными скрепляющими элементами типа болтов, металлических уголков, пластин, скоб и так далее. Размеры крепежа определяют, исходя из толщины стропил. Стальные детали с готовыми отверстиями крепятся с помощью шурупов или саморезов. На данных изделиях экономить не стоит – всегда лучше купить высококачественные метизы гарантированной прочности. Также не стоит забывать, что гвозди имеют свою пластичность, они могут гнуться и растягиваться, а саморезы при давлении чаще всего просто ломаются. На сегодняшний день особой популярностью в стропильном деле пользуются ершеные гвозди.
Как удлинить стропила, зависит от нагрузок и степени ожидаемой деформации каждой конкретной стропильной конструкции. К данному вопросу стоит подходить с большой ответственностью и в случае затруднений лучше воспользоваться услугами профессионалов.