Соединение деревянных стропил

Соединение стропил необходимо при наращивании элементов, стыковке с мауэрлатом, в коньке, с дополнительными элементами системы (стойки, затяжки). Способы крепления деревянных конструкций выбираются в зависимости от схемы стропильной системы, предпочтений мастера, характеристик пиломатериала. При этом обычно используется строганый брус либо сращенные по ширине доски.

Схема креплений стропил.

Существуют наслонные, висячие стропила, передающие нагрузку от силового каркаса крыши на стены неодинаково.

Дополнительными элементами являются:

• коньковые прогоны;
• стойки;
• подкосы;
• ригели;
• кобылки.

Они придают пространственной конструкции необходимую жесткость, увеличивают эксплуатационный ресурс, безопасность пользования. При любом типе соединения используются крепежные элементы.

Наращивание стропил

При больших габаритах здания стандартной длины пиломатериала недостаточно, поэтому брус приходится наращивать. Соединение стропил по длине производится несколькими технологиями:

Схема сращивания стропильных ног.

• внахлест – не требуется подрезка концов деталей, нахлест не меньше 0,7-1,2 м, шахматное расположение метизов;
• встык – элементы фиксируются зубчатыми пластинами либо деревянными накладками, саморезы располагаются со смещением;
• на прогон – узел усиливается опиранием на продольный брус либо доску;
• косым прирубом – угловой рез пиломатериала, фиксация в сквозное отверстие шпильками/болтами (10-14 мм) с широкими шайбами;
• «три доски» – двойной нахлест, излишнее увеличение веса стропильной системы, максимальная жесткость, прочность конструкции.

Последним способом соединения стропил пользуются при изготовлении сложных крыш мансардного, шатрового типа. Пустые промежутки после узла соединения заполняются обрезками пиломатериалов. используя одинаковые по толщине доски.

Соединение стропил с опиранием на прогон позволяет увеличить темп работ – все заготовки одного ската имеют одинаковый размер, отпиливаются по шаблону. При использовании фахверковой технологии строительства металлические детали для фиксации традиционно заменяют врубкой всех элементов друг в друга. Это обеспечивает максимальную жесткость. Способ косого переруба чаще применяется для висячих стропил, стыковое соединение – для наслонных вариантов.

Верхний коньковый узел

Стропила в сопряжении скатов в коньке опираются друг на друга либо на коньковый прогон. В первом варианте применяют шаблонный метод:

• треугольные конструкции подготавливаются заранее;
• по месту монтируются крайние треугольники;
• по ним натягивается шнур с соблюдением горизонтали;
• устанавливаются средние конструкции.

Схема сращивания стропил в районе конька.

Соединение стропил в коньке прогоном не требует контроля горизонтали шнуром, ориентиром является сам прогон. Не требуется предварительная сборка стропильных ферм, крыша собирается из поданного наверх пиломатериала по месту.

Соединение конькового узла выполняется по одной из трех технологий:

• внахлест – концы стропил обрезаются после фиксации друг к другу гвоздями, саморезами, поперечными пластинами;
• шип-паз – соединение аналогично предыдущему, однако каждый край имеет выборку в полдерева;
• подрезкой торцов – стык стропил выполняется строго вертикально, угол реза размечается по месту, элементы упираются друг в друга.

Все соединения должны иметь одну степень свободы, минимальную. Это обусловлено усадкой пиломатериала в первые 1,5-2 года. В противном случае конструкция будет ослабевать, разрушаться под собственным весом. Поэтому крепление болтами либо шпильками в сквозные отверстия всегда предпочтительнее гвоздей, саморезов.

Стропила также могут фиксироваться специальными шарнирными металлическими элементами, надеваемыми на брус либо крепящимися к нему саморезами. Это незначительно повышает стоимость строительства, однако резко увеличивает ресурс, ремонтопригодность кровли. Соединение с двумя степенями свободы применяется в сложных конструкциях.

Нижний узел опирания

В нижней части (сопряжение скатов крыши со стенами здания) стропила опираются на продольный брус, называющийся мауэрлатом. Его фиксируют в верхнем периметре стен такими способами, как:

• обвязка проволокой;
• надевание на закладные шпильки;
• вмуровывание в бетонную заливку, кирпичную кладку.

Варианты врубки стропил в балку.

В зависимости от схемы расположения стропил, нагрузки либо раздвигают стены здания, либо сжимают их. Жесткий узел соединения стропил с мауэрлатом имеет две разновидности:

• подпорный брус – стропила обрезаются под углом, опираются на мауэрлат внутри периметра здания либо за его пределами;
• врубка в опорный брус – величина седла ограничена третью высоты пиломатериала для сохранения несущей способности.

Чтобы соединить на мауэрлате врубку, используется три метиза: один проходит сквозь всю толщину ноги под углом 90 градусов, два других крепятся по бокам. При опирании на мауэрлат первым способом боковой сдвиг исключается креплением с обеих сторон опорных уголков. Существует вариант опирания на затяжку, когда на мауэрлат ложатся поперечные балки, выходящие за периметр стен. Треугольная стропильная ферма опирается на эти балки, брус фиксируется аналогично врубке тремя саморезами либо гвоздями.

Основным назначением затяжек является компенсация раздвигающих стены нагрузок.

Они воспринимают усилия со стропильных ног, изменяют их направление на вертикальное, что благоприятно для ресурса коробки здания.

Для склонных к усадке деревянных коттеджей часто используется скользящий металлический крепеж. Он добавляет пиломатериалу необходимую степень свободы в продольном направлении. Эта технология обеспечивает максимальную ремонтопригодность кровли, все нагрузки компенсируются самой системой.

Схема поперечной схватки стропил.

Дополнительные элементы имеют собственные методы крепления:

• дощатый ригель пришивается к ногам внахлест;
• брусковый ригель врубается в седла обеих ног;
• стойки обычно врубают в ноги, соединяют уголками к балкам-стяжкам;
• коньковый прогон ввиду большой длины наращивается указанными выше способами;
• стропила врубаются седлами в коньковый прогон.

Шаблонная технология изготовления стропильных ферм всегда предпочтительнее сборки по месту. В этом случае скаты гарантированно имеют прямоугольную, а не трапециевидную форму, что облегчает укладку кровельного материала, обеспечивает максимальную эстетику восприятия.

При использовании врубки низа стропильных ног в мауэрлат седло может выпиливаться в любом элементе конструкции в зависимости от необходимой величины свеса карниза. На практике мауэрлат выпиливают реже, чем брус, из которого изготавливают стропила.

В вальмовых крышах каждая стропильная нога состоит из двух деталей, стыкующихся под углом друг к другу. Способы фиксации бруса, досок в этом случае не отличаются от вышеуказанных. Чаще всего используется метод в три доски с заполнением внутреннего пространства обрезками пиломатериалом такой же толщины.

Выбор скользящих креплений оправдан лишь в случае срубовой, каркасной технологии изготовления стен. Панельные, фахверковые конструкции не дают вертикальной усадки, поэтому стропила к мауэрлату, затягивающим балкам можно крепить жестко.