Как сделать стык стропил
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.
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.
Сращивание стропил в районе конька: обзор технологии для всех видов крыш
Строительство дома от фундамента до макушки — удивительное событие! Особенно, если какую-то часть работ вы делаете своими руками, живете и дышите будущим гнездом. И вы знаете, что какая бы усталость не накопилась к финишным работам, все равно все нужно делать грамотно и основательно. Особенно, когда дело касается крыши, где любые ошибки чреваты дорогостоящими неприятными ремонтами.
А потому, чтобы «зонт» вашего дома мечты служил исправно, правильно выполняйте все конструктивные узлы, особенно сращивание стропил в районе конька — это самая верхняя точка! А мы поможем вам разобраться с видами соединений и важными технологичными нюансами.
Содержание
Что собой представляет конек крыши?
Итак, для начала немного разберемся с понятиями.
Так, прогон – это дополнительная балка, которая ставится параллельно коньку крыши и мауэрлату. Говоря простым языком, этот тот же мауэрлат, только поднятый по уровню. И в итоге конек должен располагаться на определенном расстоянии от прогона – смотря какой угол крыши был выбран.
Конек – это горизонтальный элемент крыши, который соединяет в верхней точке оба ската крыши.
А главная задача соединительных элементов в коньке – создание надежной жесткости и прочности всей конструкции крыши. О чем сейчас и будет идти речь.
Виды сращивания стропил в коньке
Всего есть три способа, как это сделать:
Способ №1. Внахлест
Этот способ отличается от всех предыдущих тем, что здесь стропила соединяются боковыми плоскостями и стягиваются шпилькой или болтом. Достаточно популярная технология на сегодняшний день.
Если дом деревянный, тогда в качестве опора для этого способа подойдет верхнее бревно или брус, а вот на блоки придется положить мауэрлат.
Самое популярное такое крепление — сращивание стропил вполдерева:
Можно, конечно, использовать металлическую фиксирующую пластину – но это только соединение, но никак не затяжка. Суть затяжки как раз в том, что она располагается ниже и берет на себя часть нагрузки.
Внахлест стропила в коньке чаще всего соединяются при помощи гвоздей. Обычно это крыши беседки, навесов, бани и гаража – здесь нет особых требований к прочности стропильной системы.
Способ №2. Соединение встык
Для этого вам нужно:
Намного легче делать подобные обрезки по шаблону – просто изготовьте его заранее. Так все плоскости будут прилегать друг друга плотно.
Если вы скрепляете стропила гвоздями, берите их не менее двух. Каждый из гвоздей забивайте в верхнюю полость стропил под углом так, чтобы гвоздь шел в срез второго стыкуемого стропила. Дополнительно укрепите сращивание стропил в коньке металлической пластиной либо деревянной накладкой.
Или частично встык:
Суть этой конструкции в том, что кромки двух стропил подогнаны настолько точно, что равномерно распределяют друг с другом возложенную на них нагрузку. Но одним гвоздем это соединение будет мало закрепить – нужны еще металлические или деревянные насадки. Возьмите доску толщиной 30 мм, закрепите ее с одной (лучше двух) сторон узла и прибейте.
Способ №3. Соединение на брус
В это способе мы будем крепить стропила прямо на коньковый брус. Эта конструкция хороша тем, что брусу можно обеспечить центральные подпорки, а каждое стропило можно крепить по отдельности и в удобное время. Такой способ незаменим, если нет времени изготавливать шаблон.
Соединение на коньковый брус рекомендовано в тех случаях, если крыша получится достаточно широкой – шире, чем 4,5 метра. Эта конструкция достаточно надежна, но порой требует установки под собой дополнительных опор, из-за чего функциональность чердака снижается в разы. Ведь посреди помещения теперь балки! Для небольших чердачных крыш это, конечно, не беда, а вот в мансарде придется обыгрывать как элемент интерьера. Зато никакого шаблона для этой конструкции не нужно, и небольшие расхождения не страшны.
Можно, конечно, использовать металлическую фиксирующую пластину – но это только соединение, но никак не затяжка. Суть затяжки как раз в том, что она располагается ниже и берет на себя часть нагрузки.
Это – комбинированное сращивание стропил, т.к. выполняется он встык, точно так же, как при упоре на мауэрлат.
Чем сращивать? Выбор крепежных элементов
Стропильные ноги формируют контур крыши и передают точечную нагрузку от крыши на мауэрлат, а мауэрлат в свою очередь равномерно распределяет ее на несущие стены.
Издавна для крепления стропил использовались такие элементы:
А вот современный рынок предлагает более функциональные крепления, которые позволяют сращивать стропила в области конька намного проще и надежнее. Под любым углом получается нужная жесткость и прочность. Это:
Но выбор того или иного крепежного элемента зависит больше не от того, сколько он стоит и насколько окажется прочным, а от того, какова нагрузка на конкретный коньковый узел и что его него требуется.
Итак, вот как, например, сращивают стропила в коньке саморезами:
А вот так гвоздевыми и перфорированными пластинами:
Но для того, чтобы эти пластины применить, вам придется поработать с прессом:
А теперь — от простого к сложному.
Сращивание стропил в коньке двускатной крыши
При опирании на коньковый прогон двускатной крыши стропильные ноги могут как упираться друг в друга своими скошенными торцами, так и быть вразбежку.
Заметим, что при значительных нагрузках на стропильную систему врезку в стропильной ноге вообще не рекомендуют делать – только применять промежуточные косынки.
Вот более подробная информация:
Если стропильные схеме находятся под наклоном, внешние нагрузки передаются опорами (мауэрлату, прогонам, стойкам, подкосам и лежням), при этом в самих стрежнях возникают силы напряжения сжатия и изгиба. И чем более крутая крыша ската, т.е. чем более вертикально идет наклон стержней, изгиб уже идет меньше, а вот горизонтальные нагрузки, наоборот, только увеличиваются.
Проще говоря, чем круче крыша, тем более прочными должны быть все горизонтальные конструкции, а чем скат более полог – тем прочнее должны быть уже вертикальные конструкции стропильной системы.
Сращивание стропил в коньке вальмовой крыши
Сращивание стропил у вальмовой крыши происходит совсем по другому сценарию, чем у двускатной. Так, здесь уже есть новые элементы – накосные стропила, которые нужно ставить по определенной технологии. А к коньковому брусу эти детали нужно крепить методом врубки с дополнительной фиксацией верхними стяжками и ригелями. Еще своих сложностей придает то, что у вальмовой крыши наклонные скаты содержат в себе мансардные окна и вентиляционные отверстия, которые нередко располагаются прямо под коньком.
Если в вальмовой крыше – всего один прогон, его диагональную стропильную ногу опирают на консоль прогона. Сами консоли нужно выпустить на 10-15 см за подстропильную раму. Причем сделайте так, чтобы отпилить лишнее, а не наращивать недостающее.
Если же прогонов два, тогда в коньке прямо к стропилам нужно пришить короткую доску, толщиной до 5 см – прибоину. На нее как раз и будем опирать накосные стропила и диагональные стропильные ноги.
А теперь давайте разберемся с внешней ендовой. Стропильные ноги, которые опираются на нее, также называются накосными и диагональными. Причем диагональные стропила длиннее, чем обычные, и на них опираются укороченные стропила со скатов – нарожники. По-другому их еще называют стропильными полуногами. В этом случае накосные стропила уже несут нагрузку, которая в полтора раза больше, чем у обычных стропил.
Такие диагональные стропила сами по себе длиннее обычных досок, а потому делать их следует спаренными. Это сходу решает три задачи:
Подытоживая и говоря простым языком, применение досок одной высоты для конькового узла значительноу прощает все конструктивные решения вальмовой крыши.
Идем далее. Для обеспечения многопролетности, под накосные ноги нужно установить одну-две опоры. Ведь накосные стропила по своей сути – это наклонившийся и раздвоившийся коньковый прогон, его некое продолжение. А потому сращивать по длине эти доски нужно так, чтобы все стыки были на расстоянии 15 м от центра опоры. А длину стропильной ноги подбирайте в зависимости от того, какова длина пролетов и какое количество опор.
Технически этот узел выполняется так:
Пару технических моментов:
Вот наглядный мастер-класс:
Сращивание стропил в коньке арочной крыши
У арочной крыши почти те же технологии, что и у двускатной, разве что угол соединения стропил немного другой:
Сращивание стропил в коньке круглой крыши
А вот как выходят из положения при строительстве необычных крыш таких же необычных построек: