Что такое ригель в строительстве крыши

Что такое ригель в строительстве

У слова «ригель» много значений. Ригель в строительстве – важный элемент опорной и несущей конструкции здания. Без него не обходится возведение практически ни одного сооружения. Располагается он в горизонтальной плоскости и связывает в одну систему вертикальные конструкции. Благодаря этому создается прочный и устойчивый каркас здания.

Что такое ригель

Назначение

Изделие монтируется, чтобы между колоннами была горизонтальная связь. На него опираются плиты перекрытия и обрешетка.

Отличие от балки

Чтобы понять, в чем разница между этими двумя элементами, необходимо знать, для чего они используются. Ригель – изделие узконаправленного применения. Балка же, наоборот, широко используется в строительстве. Преимущественно они работают на изгиб. Могут располагаться вертикально, горизонтально, под наклоном. Кроме того, воспринимают небольшие нагрузки, например от оконных или дверных проемов, их вес меньше.

В то время как ригели воспринимают существенные опорные нагрузки, т.е. являются несущими элементами. В них закладываются более мощные арматурные стержни (если они изготавливаются из железобетона). Эти изделия обладают большой прочностью, жесткостью.

Ригель является несущим элементом.

Ригели располагаются в здании только горизонтально. Бывают моменты, когда на них опираются балки. Нельзя заменять один элемент на другой.

Сфера применения

Сейчас набирают популярность модульные и каркасные сооружения. Это обусловлено желанием заказчиков сэкономить деньги, уменьшить затраты. Помимо использования в жилых домах и промышленных зданиях, ригели применяются:

Из чего делают ригель

Изделие изготавливается из железобетона или дерева. Чаще всего применяются ЖБ-ригели. Деревянные элементы можно встретить в малоэтажном строительстве и в частном каркасном доме.

Требования ГОСТ

Поскольку ригели являются важным элементом каркаса, к их производству предъявляются высокие требования. В частности, производство, хранение и транспортировка железобетонных элементов регламентируются требованиями ГОСТ 18980-2015. Стандарт устанавливает форму ригелей, толщину защитного слоя, наличие отверстий под монтажные петли.

К ригелю предъявляются высокие требования.

Размеры изделия должны соответствовать ГОСТу. Не допускается установка элементов с трещинами, ширина раскрытия которых превышает 0,1–0,2 мм. После изготовления элементы проверяются на прочность, морозостойкость, сопротивление разрушающей нагрузке. Транспортировка конструкций осуществляется только в горизонтальном положении.

В высоту нельзя складывать более 3 элементов. Между ригелями необходимо вставлять деревянные прокладки.

Формы и типоразмеры

По форме ригели бывают 3 типов:

Первые ставятся по краям здания. На них плиты могут опираться только с одной стороны. С 2 полками изделия могут устанавливаться по центру здания, чтобы перекрытия укладывались с обеих сторон. Основные размеры для ЖБ-ригелей:

Встречаются габариты поперечных сечений от 450*230*482 до 600*230*497. Для отдельных категорий зданий изготавливаются элементы длиной 11200 мм. Сечение у таких изделий 800*300*550*400 (с 2 полками). Такие конструкции применяются в промышленных зданиях, где колонны размещаются с шагом 12 м и требуется перекрывать большие пролеты.

Расшифровка маркировки ригеля

Для того чтобы отличать конструкции друг от друга, ориентироваться в габаритах и формах, ГОСТом установлено специальное обозначение – маркировка. Она состоит из буквенно-цифрового ряда, каждый символ которого отвечает за какую-то характеристику. Всего маркировка состоит из 3 блоков:

Пример маркировки: РДП4.26-115А600-Н. Здесь:

Ригель Р

Это самое классическое и часто применяемое изделие прямоугольного сечения, полки отсутствуют. Опирание плит происходит с помощью верхней грани. Используется для связывания вертикальных стоек или колонн. Чаще всего применяется там, где требуется большая площадь опирания и равномерное прилегание к поверхности.

Ригель Р — часто применяемое изделие.

РБП и РБР

Этот тип также бесполочный, но с боков имеются уступы небольшого размера. В качестве площадки для опирания плит они не годятся, поэтому перекрытия укладываются на верхнюю плоскость так же, как в случае с типом Р. На РБП укладываются пустотные конструкции, на РБР – ребристые.

РДП, РДР

Изделие с 2 полками, которые предназначаются для опирания на них плит перекрытий. Такие модели устанавливаются по центру строения. Они служат связующим звеном ряда колонн, расположенного по центру. РДП – для пустотных плит, РДР – для ребристых.

РОП, РОР, РЛП, РЛР

РОП и РОР – однополочные элементы. Опирание плит происходит только с 1 стороны. Элемент монтируется таким образом, чтобы полка смотрела внутрь контура здания. РОП предполагает пустотные плиты, РОР – ребристые.

РОП и РОР являются однополочными элементами.

РЛП и РЛР – бесполочные, но иногда имеются уступы небольшого размера. Этот тип предназначается для обустройства лестничных клеток. Элемент обустраивается в плоскости стены, чтобы на него можно было опирать марши и площадки. РЛП – для пустотных конструкций, РЛР – для ребристых.

Это устройство консольного типа. Оно характеризуется сечением, переменным по высоте. С одной стороны находится полка, предназначенная для опирания перекрытия, а другая выступает наружу как консоль. На ней может закрепляться балконная плита или элементы декора.

Какой ригель лучше: с бетоном или без

Железобетонные изделия часто подвергаются негативному воздействию. Это может быть мороз, осадки, повышенная влажность или температура. Данные факторы отрицательно сказываются на характеристиках ЖБ-изделий во время эксплуатации.

При строительстве сооружений, в частности, больших промышленных цехов, важно обеспечить жесткость и прочность здания. Поэтому конструкции требуют защиты. Негативное воздействие можно снизить, если применять специальные составы, которые добавляются в бетонную смесь. Они увеличивают устойчивость к морозу, прочность, повышают пластичность, текучесть. Поэтому добавление специальных бетонов улучшает эксплуатационные характеристики ригелей.

Монтаж ригелей

Для того чтобы установить несущий элемент, потребуются кран и стропы. На нем имеются специальные металлические петли, которые называются монтажными. При возведении каркасных сооружений установка изделий начинается с нижнего яруса (иногда это цокольный этаж), затем постепенно осуществляется переход к верхним секциям.

Опорой для конструкций служат консоли колонн, специальные столики, ЖБ-подушки. Для точной установки необходимо совместить ось горизонтального элемента и колонны. Площадки опирания должны быть одинаковыми с обеих сторон, чтобы изделие располагалось строго по центру. После корректировки и проверки положения стыки свариваются. Затем для достижения монолитности конструкции узел сопряжения заливается бетонной смесью.

Сейчас действующий прораб на одной крупной строительной фирме, занимающейся застройкой коттеджных посёлков и строительством частных домов. Раннее сам на протяжении 14 лет в качестве исполнителя занимался строительством домов и ремонтом жилых помещений.

Источник

Разбор элементов крыши: название и конструкция деталей плоской и скатной кровли

Крыша – это основной барьер на пути проникновения внутрь дома атмосферных осадков, ветров, низких температур и прочих негативных явлений окружающего пространства.

Несмотря на множество элементов, из которых слагается стропильный каркас и кровельный пирог, ни один из них не бывает лишним.

Застройщик, прежде чем заняться строительством собственного дома, должен понимать, для чего нужен, из чего сделан и как устанавливается каждый элемент крыши. Данная статья поможет разобраться в этом деле.

Общий состав любой кровли

Крыша – это верхняя несущая и ограждающая конструкция строения или сооружения, предназначеная для защиты внутренних помещений от внешних климатических и иных воздействий.

Крыша состоит из основных частей:

Кровля – это элемент крыши, который включает в себя водоизоляционный слой (само кровельное покрытие), основание под этот слой, элементы для создания вентиляции, снегозадержания, примыканий, безопасного перемещения и эксплуатации и др.

Горизонтальное ребро крыши называется коньком.

Части стропильной системы

Стропильная система — это опорный каркас, состоящий из множества деревянных элементов, представляет своеобразный скелет кровли.

Через кровельную оболочку каркас принимает на себя внешние нагрузки от выпавших атмосферных осадков, ветра, собственного веса, кровельного пирога, водосточной системы и различного технического оборудования, установленного на крыше.

Задача стропильной системы равномерно распределить и передать вышеперечисленные нагрузки на несущие стены дома. Примером для разбора элементов стропильной системы могут стать двускатные, вальмовые и многощипцовые кровли. Эти крыши обладают практически всеми видами деревянных опорных элементов стропильного каркаса.

Несущие детали стропильных каркасов можно отразить в следующем перечне:

О способах и правилах крепления элементов стропильной системы рассказано на видео:

Мауэрлат

Происхождение названия от двух немецких слов «Mauer» и «Latte», что означает стеновой брус. Мауэрлат — брус или бревно, уложенное сверху по периметру внешних ограждений дома. Конструктив служит опорой для нижних концов стропил и нарожников. Он представляет собой горизонтальный брус обычным сечением 150 х 150 мм или сдвоенную балку из двух брусьев 150 х 75 мм. Бывают исключения, зависящие от сложности строения стропильного каркаса.

Назначение мауэрлата заключается в привязке крыши к дому и равномерном распределении нагрузки на стены от узлов стропильной системы с кровельным покрытием.

Под мауэрлат устраивают подготовку из цементной или бетонной стяжки по поверхности кладки стен. Стяжку покрывают слоем рулонной гидроизоляции из рубероида или другого модифицированного материала.Брус крепят к стене шпильками или анкерными болтами. К срубу его прикручивают проволокой.

Стропильные ноги

Стропилами называют наклонные деревянные балки, опирающиеся на коньковый прогон (ригель) и мауэрлат. Длинномеры могут быть частью деревянных ферм или отдельно стоящими элементами кровельного каркаса.

Принимая на себя внешнюю нагрузку от кровли, стропила работают совместно со стойками, затяжками, подкосами и другими элементами.

В зависимости от длины пролёта между несущими стенами используются балки двух видов – это наслонные и висячие стропильные ноги.

Наклонные балки называют висячими стропилами. Узлы скольжения делают по-разному. Главное, чтобы стропильные ноги, передавая нагрузку на стены, могли скользить вдоль своей оси, сохраняя свою целостность.

Кобылки

Их крепят к нижним концам стропил. Тонкими досками наращивают стропильные ноги с целью выноса края ската крыши за пределы периметра стен. Кровельное покрытие с кобылками, ветровой доской и подшивкой образуют свес или карниз крыши.

Нарожники

Этот особый элемент стропильной системы вальмовых, полувальмовых и шатровых крыш является стропильной балкой переменной длины. Нарожниками заполняют пространство между накосными (диагональными) стропилами вальмы.

Внизу нарожники крепят к мауэрлату точно так, как и стропильные ноги. Вверху балки крепят к накосным стропилам врубом, подпиливая под их скос, либо через черепные бруски, прошивая узлы соединений гвоздями, шпильками и усиливая металлическими накладками. Чем дальше от центра вальмы, тем короче становятся нарожники.

Прогоны

Горизонтальные деревянные балки, которые опираются на несущие элементы стропильной системы, называют прогонами. Их подразделяют на два вида – это коньковые и боковые балки.

Центральный коньковый прогон — это горизонтальный брус, который устанавливается на вершине скатной крыши.

Боковые прогоны являются промежуточными поперечными опорами стропильных ног, которые сами подпираются стойками. Их монтируют, когда расстояние между несущими стенами составляет 12 метров и больше. Также они могут быть боковыми коньковыми прогонами в ломаном стропильном каркасе.

Лежень

Это деревянная балка, которая уложена наверх внутренней стены. Через стойки лежень разгружает коньковый прогон, на который опираются стропильные ноги. Лежень изготавливают из бруса такого же сечения, что и балки мауэрлата. Лежни располагают на стенах, которые находятся строго под коньковыми прогонами.

Конёк

Это несущая балка, которая держит на себе верхние концы стропильных ног. Она же является верхним горизонтальным ребром – коньком, образованным сопряжением двух щипцов скатной крыши. Конёк может быть самонесущей замковой балкой для стропил.

В большепролётных домах коньковый прогон опирается через стойки на лежень. Коньковый ригель изготавливают из цельного или клееного бруса сечением 150 х 150 мм. В небольших строениях верхний прогон делают из сдвоенных досок сечением каждой 120 х 50 мм. Стропила опирают на конёк вырубом или крепят торцами встык металлическими уголками.

Затяжки, стойки, подкосы

Эти дополнительные балки играют важную роль в укреплении стропильного каркаса. Их количество и места установки определяют специальными расчётами для деревянных конструкций проектировщики.

Затяжками из бруса или досок стягивают смежные стропильные ноги, значительно снижая распорные усилия в кровельных фермах. Стойки разгружают наклонные балки большой длины, а раскосы снимают часть нагрузки с узлов стропильного каркаса.

Шпренгели

По-немецки слово Sprengwerk означает несущий стержень. От него произошло название детали стропильной системы – шпренгель. Конструкция представляет собой горизонтальный раскос в углу мауэрлата со стойкой, поддерживающей накосное стропило вальмовой крыши.

Обрешётка и контробрешётка

Это две перпендикулярные друг к другу конструкции. Обрешёткой называют рейки, уложенные параллельно коньковому прогону. Брус контробрешётки укладывают, наоборот, вдоль ската крыши.

Перед их монтажом стропила укрывают специальной плёнкой пароизоляции, фиксируя её гвоздиками или скрепками степлера. Затем прибивают гвоздями контробрешётку и к ней крепят рейки обрешётки. Обрешётка может быть сплошной из досок, если кровельное покрытие будет состоять из штучных элементов (черепица, битумная плитка и пр.).

Карниз

Карнизом называют свес кровли, который представляет собой довольно сложный узел скатной крыши. Он закрывает нижнюю пограничную область кровли, защищая внутреннее пространство стропильной системы от проникновения влаги, ветра и внешних низких температур.

Ветровая (лобовая) доска закрывает собой торцы нижних концов стропил или кобылок. На доске защёлкивают джей-фаску или закрывают другим материалом. Сверху устанавливают планку-капельник. На часть ширины капельника заводят край гидроизоляции. После набивки контробрешётки прибивают рейки обрешётки. Крепят крюки, на которые укладывают водосточный жёлоб. Снизу свес подшивают листовым материалом.

J-фаска представляет собой фартук из полимерного материала с пластиковым профилем с продольным замковым карманом. Сверху фаску защёлкивают в кармане, а снизу крепят к низу свеса шурупами. Благодаря этой новой детали, значительно сокращается время монтажа карниза.

Конструкция основания

Жесткое основание обустраивают для плоской кровли. Чаще всего основой являются ж/б плиты или металлопрофиль, реже – основание из пиломатериалов (досок, ОСП, ЦСП, фанеры по деревянным балкам). При необходимости основание дополняют уклонообразующим слоем, задающим направление стока воды с кровли.

Подробнее об устройстве плоской кровли по деревянным балкам читайте тут. А здесь мы рассматривали отличия ж/б и деревянных оснований плоских крыш.

Состав пирога

Кулинарным термином скатной крыши называют всё то, что находится между стропилами, обрешёткой и кровельным покрытием. Сюда относятся теплоизоляционные маты, пароизоляция и гидроизоляция.

Применяется для обустройства тёплых кровель с целью создания комфортных условий проживания в мансардах. В некоторых случаях сюда же относят обязательные элементы холодной кровли – обрешётку, контробрешётку и кровельное покрытие.

В плоской кровле пирог имеет более сложное устройство:

Кровельное покрытие

Ассортимент кровельных материалов состоит из штучных, листовых и рулонных материалов. Это черепица разных видов, ондулин и профнастил, фальц и рубероид, его модификации и пр.. Скатные крыши покрывают такими материалами:

Заключение

Современные технологии и стройматериалы позволяют создавать самые разнообразные решения для крыш. Чтобы выбрать подхлодящий вариант и построить его своими руками, важно разбираться как в конструкционных особенностях, так и в используемых покрытиях и технологиях.

Источник

Стропильные системы

Особенности стропильных систем

Вариант установки стропил зависит от расположения стен жилого здания. Каждая из конструкций имеет свои стягивающие детали или подпорные элементы.

Наслонные

Рассматриваемая система устройства кровли отличается наличием нескольких дополнительных точек крепления, кроме опоры на несущие стены. Использование такой схемы позволяет снять часть нагрузки из ограждающих конструкций. В качестве дополнительных подпорок здесь используются боковые стойки, а также дополнительные элементы (бабки), которые фиксируют конёк. Брусья применяются в качестве затяжек, что позволяет уменьшить нагрузку на несущие стены здания.

Наслонная система стропил закрепляется на мауэрлате при помощи гибких связей. Это позволяет обеспечить целостность кровли во время усадки или деформации несущих стен. Подобный способ крепления стропил к мауэрлату идеально подойдёт для новых жилых зданий. Ограждающие конструкции новых домов непременно просядут под воздействием грунтовых вод или резких перепадов температуры.

Висячие

Висячая система получила своё название благодаря отсутствию дополнительных опорных точек. Стропильные ноги опираются на несущие стены. Балки будто нависают над зданием, вся нагрузка от крыши будет равномерно распределена по лежачему брусу, мауэрлату. Висячие стропила закрепляются при помощи жёстких связей, ведь каркас кровельной конструкции опирается только в двух местах здания.

Висячая схема расположения стропил считается распорной, она оказывает значительные нагрузки на несущие стены. Чтобы снять часть усилий, используются дополнительные детали, такие как затяжки, ригели, подкосы или бабки. Элементы позволяют равномерно распределить усилия, подтягивают конструкцию к коньку. Ригели связывают стропильные ноги, их устанавливают в запилы параллельно к балкам перекрытия.

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

Итак, мы отметили, что опорные узлы, соединяющие мауэрлат с досками, могут быть разной степени подвижности: от «0» до «3». Нулевая степень – это жесткие крепления, которые исключают любые изменения положения балок.

Жесткие соединения: когда они необходимы

Мауэрлат устанавливают тогда, когда необходимо передать распорную нагрузку от стропил на несущие стены. Это делается, в основном, в домах из кирпича, панелей и блоков. Деформацию и усушку кровли в данном случае стараются исключить, чтобы не допустить изменения нагрузки на опорные стены. Здесь и появляется необходимость неподвижного соединения стропильной системы с мауэрлатом.

Неподвижные узлы, закрепляемые с запилом

Многие специалисты рекомендуют делать соответствующе запилы в месте крепления стропил к балкам перекрытия для большей прочности и неподвижности соединительных узлов. Эти запилы должны плотно стыковаться с мауэрлатом. Дополнительно такие узлы укрепляются болтами, анкерами и металлическими пластинами:

Или же длинными саморезами:

И еще один важный момент: размер запила бруска не должен превышать 1/3 его сечения. В противном случае стропильная система может потерять свои несущие способности:

Жесткие узлы без заруба стропил

Способ крепления с помощью подшивного бруска используется в наслонных стропильных системах. Стропилина срезается по шаблону и скашивается (для придания крыше нужного уклона) в месте прилегания к мауэрлату. Изнутри такие стропила усиливаются опорными брусками и укрепляются уголками с двух сторон к раме основы:

Еще один вариант не стыкового узла – жесткое крепление стропил, усиленное брусьями-накладками с обеих сторон. Две доски длиной не менее метра окаймляют каждую стропильную ногу. Один конец таких опор срезается под углом, который соответствует наклону ската крыши (в том числе, стропилин). Доски крепятся срезом к мауэрлату с помощью длинных болтов и усиленных стальных уголков. Брусья крепятся по заранее размеченным местам, сначала по одному. Затем вплотную к накладкам с одной стороны монтируются сами стропила, которые сразу укрепляются такой же накладкой с другой стороны. Есть вариант установки сразу двух брусьев-накладок, а после, стропил, но этот способ используют реже, так как он требует более точных расчетов.

Крепление стропил к мауэрлату

Правильное крепление стропил к коньковому брусу и к мауэрлату является непременным условием профессионально выполненного монтажа крыши.

Для монтажа стропил к мауэрлату используют один из двух типов сопряжения:

Выбор зависит от формы крыши и ее конструкционных особенностей, а соответственно от того, какие выбраны стропила – наслонные или висячие.

Жесткий метод предполагает, что соединение стропил и мауэрлата выполняется таким образом, что исключается возможность поворотов, сдвигов, изгибов, кручения между этими двумя элементами (читайте: «Чем и как крепить стропила к мауэрлату «).

Для достижения такого результата можно воспользоваться одним из ниже перечисленных способов:

Что касается второго метода, то его используют чаще, чем первый. Он предусматривает, что с боков под углом прибиваются гвозди в направлении друг к другу (в результате они перекрещиваются внутри мауэрлата). После этого третий гвоздь забивают вертикально. Полученные узлы крепления стропильной конструкции обеспечивают высокую жесткость (прочтите также: «Узлы крепления стропил — элементы конструкции «).

Дополнительно оба способа сопряжения подстраховывают, используя крепление стропил к кирпичной стене или бетонной с помощью проволоки-катанки и анкеров. Подготавливают стропила к монтажу, если они имеют одинаковый угол наклона по всей кровле путем использования шаблона.

Установка стропильной системы, детали на видео:

Скользящее соединение, его еще называют шарнирным, достигается при помощи создания специального крепежа, который обеспечивает возможность перемещаться свободно в заданных пределах одному из сопрягаемых элементов. В данном конкретном случае такой деталью является стропильная нога, а двигаться она будет по отношению к мауэрлату.

Существуют следующие способы установки стропил к мауэрлату, обеспечивающие смещение:

Все описанные способы с одной стороны дают возможность стропильной ноге упереться в мауэрлат, а с другой в случае подвижки конструкции ее элементы могут перемещаться по отношению друг к другу.

Скользящий тип встречается при постройке домов довольно часто, особенно такое соединение стропил и мауэрлата популярно при обустройстве деревянных домов, которые возводятся из бревен или бруса. Со временем изначальная геометрия строения искажается, поскольку происходит усадка стен и использование жестких сопряжений приводит к тому, что целостность стен нарушается. Крепление стропил к срубу при помощи скользящего соединения позволяет бревенчатым стенам, фронтонам и другим элементам здания подстраиваться под усадку.

Также не устраивается жестким способом крепление стропил в коньке. Сборку всей конструкции выполняют сначала на земле. Прежде, чем установить стропила для крыши выполняют замеры, выпиливают врезки в мауэрлате и стропильных ногах, после этого выполняют тщательную подгонку.

Особенности наслонных стропил

Это классическая схема устройства наслонной системы, подходящая для двухскатной крыши. С односкатной крышей прослеживаются те же правила, но с иной реализацией. Стропила, входящие в стропильную систему, укладывают с опорой на противоположные несущие стены (выходит, что только на две опоры). Внутренняя перегородка здесь не нужна. По сути, ее функцию выполняет более высокая стена.

Для повышения несущей способности стропильной конструкции, в систему внедряют подкосы. Их наличие позволяет увеличить длину перекрываемых пролетов.

Для односкатных крыш возможно применение наслонных стропил без внедрения подкосов при пролетах до 4,5 м. Наличие подкоса увеличивает эту возможную длину до 6 м. Похожая тенденция прослеживается с двухскатными крышами. Двухскатная конструкция с одной промежуточной опорой используется для пролетов до 9 м. Установка подкосов увеличивает максимальную длину пролета до 10 м. А комбинация подкосов со схваткой (горизонтальной балкой, соединяющей пару стропильных ног) – до 14 м.

Существует несколько вариантов реализации наслонных систем, среди которых различают безраспорные и распорные конструкции с дополнительными поддерживающими подкосами, схватками, подстропильными балками.

Рассмотрим основные конструкции наслонных стропил.

Материалы изготовления мауэрлата

Мауэрлат может быть изготовлен из деревянного бруса, доски, бревна, а также из металлических профилей — швеллера, трубы, двутавровой балки.

Чаще всего мауэрлат делают из бруса. Его размер в сечении в определенно степени зависит от размера, а значит, и веса будущей кровельной системы, а также от размера стропильных ног.

Чаще всего мауэрлат изготавливается из деревянного бруса

Однако, учитывая то, что мауэрлат должен прочно укладываться по торцу стены, распределяя нагрузку, скрывающие или изгибающие напряжения в нем невелики, а с нагрузкой на сжатие древесина справляется неплохо. Поэтому сложных расчётов сечения мауэрлат в большинстве случаев не требует, и обычно используются брусья со сторонами, кратными 50, начиная от 100×100.

В таблице ниже приведены размеры сечений пиломатериалов, наиболее часто использующихся при возведении конструкций крыш в индивидуальном строительстве.

Брус для мауэрлата необходимо выбирать тщательно, обращая внимание на его ровность и целостность. Поведенный, деформированный пиломатериал приобретать не стоит даже в целях экономии, так как его сложнее будет установить на ровные поверхности стены, не создавая в нем внутренних напряжений

На древесине не должно быть глубоких и широких трещин и сучков.

Сучки опасны не только тем, что отличаются от всей древесины своей плотностью и выделением из них смолы, как думают многие, но еще и тем, что значительно ослабляют брус. Кроме того, если на сучок попадает крепление стропила, то в него сложнее будет вкрутить крепежный элемент или забить скобу, и к тому же они будут плохо держаться в такой структуре древесины.

Деревянный мауэрлат усиливается стальной трубой

При использовании такого варианта нагрузка от стропил распределяется не только на древесину, но и на трубу, уложенную поверх бруса через деревянные вкладыши и притянутую к мауэрлату хомутами. При выборе труб для усиления мауэрлата необходимо придерживаться некоторых критериев их выбора:

— так как трубы будут пропущены в сквозные отверстия в нижней части стропил, они не должны иметь слишком большого диаметра – достаточно 40÷50 мм.

— необходимо брать только новую трубу, причем перед установкой ее обязательно нужно покрыть антикоррозийной краской.

Отверстия в стропилах для прохождения трубы необходимо делать, отступив от их нижнего обреза примерно 100÷120 мм.

В деревянном мауэрлате делаются вырезы, в дно которых будет упираться торцевая сторона стропильной ноги. Иногда на доске мауэрлата отверстия для установки стропил формируются с помощью закрепления на определенном расстоянии друг от друга отрезков бруса высотой в 80÷100 мм. Ширина между устанавливаемыми отрезками брусков должна превышать толщину стропилины, примерно на 8÷10 мм, чтобы она свободно входила в подготовленный зазор.

Благодаря тому, что стропила не будут жестко закреплены на мауэрлате, а установлены на скользящие крепления, система получит возможность небольших смещений при усадке строения.

Схема стропильной системы с деревянным мауэрлатом, усиленным стальной трубой (балкой)

На данной схеме представлен вариант с использованием комбинированного варианта мауэрлата, состоящего из деревянного бруса и трубы, выходящей за пределы несущих стен по их длине. Эта конструктивная особенность позволяет сразу же сделать основу для защитного козырька на фронтонной части крыши.

Что лучше – бревна, брус или доски?

Стропильная система обязана быть прочной, но не тяжелой. Конечно, для несущей основы кровли крупных промышленных зданий и многоэтажек, приходиться использовать металл или железобетон. А для обычных частных домов – это ненужное излишество. Стропила в этом случае делают деревянными – из досок, бруса (обычного или клееного), бревен.

Бревна используются редко, исключительно для срубов. Этот материал слишком увесистый, требующий от плотника высокого профессионализма и способности выполнять сложные врубки в местах креплений.

Брус – самый лучший вариант, из которого можно смонтировать прочные и долговечные стропила. Единственный недостаток бруса – высокая цена.

В качестве замены брусу часто используют более дешевые доски, толщиной минимум 40-60 мм. В список их преимуществ также можно включить небольшой вес, удобство в монтаже и высокий запас прочности.

К выбранному пиломатериалу предъявляют следующие требования:

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Создание запила

Фиксация балок без запила применяется для скользящего соединения. Уголок для крепления стропил к мауэрлату позволяет надёжно закрепить балки. Способ фиксации не позволяет конструкции кровли выдерживать значительные нагрузки, поэтому его используют для перекрытия четырехскатной крыши с небольшими пролётами.

Получить надёжный узел опирания можно при помощи пропила или блокирующего зуба. Врезку делают в стропильной ноге на четверть толщины изделия. На практике применяют несколько вариантов устройства запила:

Главные характеристики узлов стропильной системы

Основные узлы крепления стропильной системы кровли показаны на рис. 1. Они подразумевают наличие стропильной ноги (мауэрлата – 1), стропильной ноги (конькового прогона – 2), стойки (затяжки – 3). Конструкция стропильной системы – это основной несущий элемент кровли.

Все узлы крепления кровли должны иметь достаточную прочность, это должно исключать значительную степень риска, связанного с обрушением кровли. Последствия допущенной ошибки при соединении элементов могут оказаться самыми непредсказуемыми.

Рисунок 1. Основные узлы крепления стропильной системы кровли: 1 – мауэрлат, 2 – коньковый прогон, 3 – затяжки.

Вначале производят установку стропил на мауэрлате при наличии у строения кирпичных стен. Аналогичные узлы предусматриваются и для блоков из бетона, тогда необходимо создать железобетонный пояс жесткости, а в его конструкцию обязательно вставить шпильки. Их расположение должно быть на расстоянии от 1 до 1,5 м друг от друга, а их диаметр должен составлять более 14 мм. Верх шпилек должен быть оснащен специальной резьбой.

Мауэрлат просверливают, делая отверстия, которые необходимы для крепления элементов на нем. Каждое из отверстий должно иметь размер, совпадающий с диаметром шпильки, а его шаг должен соответствовать расстоянию между шпильками. На каждый выступающий конец шпильки надевают гайку и затягивают ее, за счет чего и обеспечивается прочность соединения мауэрлата и стены. Соединять стропила с мауэрлатом следует так, чтобы не произошло ослабление их несущей способности.

Описание основных крепежных элементов для монтажа стропильной системы

Если в процессе строительства дома было использовано оцилиндрованное бревно либо брус, то создавать армопояс не обязательно. производят на верхнем брусе либо на бревне стенки. С данной целью соединения мауэрлата со стропилами применяют разные способы врубок (врезок).

Каким крепежом крепят металлические стропила:

Если при соединении стропил с мауэрлатом применяют кронштейны, то их врезку на стропилах не производят, что способствует укреплению несущей способности. Обычно производят металлические кронштейны, а металл является оцинкованным и имеет размер толщины в 0.2 см. Кронштейны укрепляют гвоздями, анкерными болтами или шурупами.

Применять крепежный элемент LK можно, создавая узлы крепления не только стропил с мауэрлатом, но и других различных элементов, составляющих конструкции кровли. Крепежный элемент LK укрепляется к древесине, как и кронштейны, при этом исключение будет составлять использование анкерных видов болтов.

Монтажная перфорированная лента позволяет усилить соединительные узлы при возведении кровельных систем. Ее применяют не только с целью создания более прочных узлов, но и для укрепления элементов для дополнительного применения с целью придания жесткости либо прочности системе в целом. Крепят перфорированную монтажную ленту шурупами или гвоздями, поэтому используется она с целью усиления конструкции системы стропил любой кровли, целостность которой не будет нарушаться.

С использованием уголков КР и их различных модификаций узлы крепления усиливают, чтобы они могли эффективно участвовать при соединении мауэрлата и стропил. Обеспечение соответствующей прочности узлам кровли допустимо при использовании уголков, что позволяет повысить несущие характеристики кровельной конструкции.

Использование соединительных элементов из металла не связано с врезкой уголков в систему кровли. Это не будет являться причиной понижения несущей способности кровельной системы. Применять уголки для соединения можно с применением шурупов либо гвоздей, выступы которых напоминают ерша.

Типы стропильных систем

Из дерева можно собрать множество вариантов ферм и, соответственно, стропильных систем. Но всех их можно разделить на два типа: висячие и наслонные.

Применяются для помещений без внутренних стен. Фермы, составленные из стропил, опираются исключительно на наружные стены, необходимости в дополнительной опоре нет. То есть висячими стропилами перекрывают один пролет, шириной 6-14 м.

Обязательной частью висячих ферм, кроме стропильных ног, соединенных вверху под углом, является затяжка – горизонтальная, соединяющая стропила балка. Затяжка становится основой «треугольника» фермы. В большинстве случаев она располагается снизу конструкции, соединяя нижние концы парных стропил. Но также используются схемы с приподнятой затяжкой. А также с ее видоизмененным вариантом – ригелем, который выглядит как приподнятая затяжка, но работает на сжатие, а не на растяжение, как истинная затяжка.

От наличия затяжки и ее расположения в ферме зависит необходимость использования мауэрлата. Если затяжка располагается у основания стропильных ног, то мауэрлат не нужен. При монтаже ферму опирают на наружные стены через имеющуюся затяжку, которая одновременно становится балкой перекрытия. Если же затяжка приподнята кверху или же вместо нее используется ригель, то в схему обязательно включается мауэрлат, как основа для крепления стропилин на верхних краях стен.

В качестве дополнительных элементов в висячей системе применяют бабки и подкосы. Они служат для упрочнения фермы, при перекрытии широких пролетов.

Бабка по своему виду напоминает вертикальную стойку, идущую от центра затяжки до верхней точки фермы (коньковой части). На самом деле бабка – это подвес, функция которого заключается в поддержке слишком длинной затяжки (более 6 м) и исключении ее прогиба.

В тандеме с бабкой, при еще большем увеличении длины затяжки, используют подкосы – диагональные балки. Их упирают одним концом в стропильную ногу, другим – в бабку. В одной ферме применяют два подкоса, с обеих сторон от бабки.

В дачных и небольших частных домах висячие стропила из дерева хороши тем, что позволяют устраивать просторные мансардные помещения без перегородок внутри. Конечно, речь идет о схемах, где отсутствуют подкосы и бабки. Их наличие возлагает на застройщика необходимость делить мансарду минимум на две комнаты.

Наслонная конструкция деревянных стропил применяется для помещений с внутренними капитальными стенами, которые служат дополнительной опорой для системы. При этом расстояние между наружными стенами (общий перекрываемый пролет) может быть в пределах 6-15 м.

Наслонные фермы, в обязательном порядке, состоят из стропильных ног, опираемых на наружные стены, и вертикальной стоки, опираемой на внутреннюю стену. При наличии двух внутренних стен в схеме может быть использованы две стойки.

В отличие от висячей, в наслонной системе обязательно присутствует мауэрлат, к которому крепятся стропильные ноги. Стойки врезаются в некое подобие мауэрлата – лежень. Это брус, укладываемый по верху внутренней опорной стены.

При пролете 6 м и менее используется простейшая наслонная ферма, состоящая из двух парных стропильных ног и стойки. Устройство деревянных стропил при увеличении пролета требует внесения в схему дополнительных деталей, таких как схватки и подкосы (подстропильные ноги).

Схватки похожи на затяжки в висячих системах, но они всегда располагаются выше основания стропильных ног. Основное назначение схватки – повышение устойчивости системы.

Для устойчивости предназначены и подкосы, которые также называются подстропильными ногами. Подкос поддерживает стропильную ногу, то есть, по сути, становится для нее дополнительной (третьей по счету, после мауэрлата и конькового прогона) опорой.

Наслонные деревянные стропила являются наиболее распространенными для частных жилых домов, коттеджей. Как правило, такие постройки имеют одну или несколько внутренних капитальных стен-перегородок, которые могут стать опорой и дополнительной поддержкой для прочной стропильной системы.

Закрепляем стропила: все популярные способы

главная задача мауэралата распределить нагрузки от кровли, обязательно уделите особое внимание креплению к нему стропил. Дело в том, что от этого зависит то, не поведет ли со временем крышу, не станет ли она проседать или создавать более сильные нагрузки на одну из стен

Существуют две технологии привязки стропил к мауэрлату:

А теперь обо всем более подробно.

Главная задача жесткого крепления – полностью исключить возможность смещения стропил в любую сторону. Здесь седло выреза на стропиле упирают в мауэрлат и крепко фиксируют гвоздями, забитыми под угол

Но крайне важно, чтобы все такие вырезы на стропилах были одинаковыми, по одному шаблону и не больше 1/3 ширины стропила

Второй способ – одинарное крепление специальной крепежной пластиной. Дополнительно под стропило в некоторых случаях подшивают метровый брус, который еще и служит упором, а крепление выполняется металлическим уголком.

Скользящее крепление еще называют шарнирным, и неспроста. Имейте ввиду, что разные деревянные дома дают усадку по-разному. Так, меньше всего проседает со временем клееный брус, а больше всего – свежий сруб, который всего за год опускается до 15%! Причем сама усадка всегда происходит неравномерно, что еще больше оказывает влияния на перекос всей стропильной системы – если вы не установили скользящее крепление.

Перекос крыш случается также в процессе самой эксплуатации дома. Так, в продолжительные дожди древесина сильно разбухает, а зимой теряет большой процент влаги и заметно усыхает. Причем совершенно по-разному оседают:

За все это время геометрические параметры сруба постоянно меняются. Причем меняет свои параметры даже центральная стена дома, на которую опираются стойки и балки стропильной системы. Особенно в период зимнего отопления, когда она заметно усыхает. Поэтому, если стропила на мауэрлате или верхнем венце сруба закрепить жестко, то зимой снеговая нагрузка заставит стропильную систему выгнуться.

А потому узлу необходимо быть немного свободным, для чего вам понадобится такой крепежный элемент, как «салазка» или «скользячка», как его любят называть в народе. Это особая деталь из металла, похожая на петлю. При естественном изменении геометрии сруба она смещается по направляющей, и стропила немного оседают без какого-либо вреда для всей системы.

Вот более подробно о самом процессе:

К слову, некоторые кровельщики и до сегодняшнего времени выполняют скользящий угол более традиционными способами. Для этого в стропильной ноге они делают запил, ставят балку срезом на верхний венец и закрепляют такими способами:

Также в качестве неплохой альтернативы современной скользящей опоры используйте прочную кованную проволоку, скрученную в два раза (мы говорили о ней в пункте о креплении мауэрлата к стене). Она отлично работает на растяжение и дает определенную степень свободы всем элементам конструкции крыши.

Источник