устройство стропильной системы двухскатной крыши на срубе
Как установить стропила на сруб – особенности технологии
Деревянный сруб из бревна или бруса – традиционная для территории России постройка, которая может использоваться в качестве жилого дома или бани. Процесс сборки такого жилища происходит согласно выверенным веками технологиям, поэтому оно получается теплым, уютным и комфортным для жизни. Особого внимания заслуживает такая технологическая операция как налаживание стропильного каркаса, от прочности которого зависят защитные качества кровли. В этой статье мы расскажем, как правильно крепить стропила к срубу, чтобы они выдержали вес даже самого тяжелого кровельного материала, но не деформировались при усадке древесины.
Функции и виды
Стропильной системой называют каркас крыши, совокупность опорных элементов, которые во взаимосвязи придают ей форму, уклон и значительную несущую способность. «Костяк» кровли изготавливают из сухой, прочной древесины, обработанной антисептическими препаратами, или металлического профиля. Он служит основой для крепления кровельного покрытия, а также равномерно распределяет нагрузку между несущими стенами. Чтобы перекрыть сруб, используют стропила следующих видов:
Обратите внимание! Сруб изготавливается из натурального строительного материала – древесины, обладающей уникальными свойствами. После сборки конструкции начинает выравниваться влажность дерева, поэтому она дает усадку в течении первых 3-5 лет эксплуатации. Самые значительные изменения размеров происходят в первый год службы, поэтому крепление стропил рекомендуется выполнять только по прошествии этого времени.
Способы крепления
Крепление стропил к деревянному срубу – технологически сложный процесс, от правильности выполнения которого зависит прочность, целостность и долговечности кровли. В работе нужно учитывать, что дерево в процессе высыхания оседает, поэтому геометрия строения изменяется. Кроме того, этот материал подвергается термическому расширению, поэтому слишком жесткое крепление стропил на сруб вызывает деформации. Существует два типа креплений стропильных ног:
Важно! Деревянный сруб обладает уникальной способностью «дышать», он сам регулирует влажность в помещении, поэтому не имеет жестко фиксированных размеров. Подвижные крепления, откликающиеся на усадку стен и термическое расширение материала – оптимальный вариант фиксации стропил к срубу.
Способы сборки
После полной усадки деревянного сруба мастера приступают к налаживанию стропильного каркаса и возведению кровли. Этот процесс кропотливый и сложный, особенно если выполнять ту задачу в одиночку. Существует 2 способа установить каркас на мауэрлат:
Учтите, что опытные мастера редко пользуются технологией установкой готовых стропильных ферм, так как она не позволяет выполнять точную подгонку элементов, хотя значительно экономит время.
Последовательность работ
Главные факторы качества стропильного каркаса – точность расчетов высоты конька и длины стропил и детальное следование технологии производства работ по возведению кровли. Чтобы крыша хорошо защищала сруб от проникновения атмосферных осадков, необходимо выполнять крепление стропильных ног следующим образом:
Опытные мастера рекомендуют контролировать правильность крепления стропильных ног с помощью строительного уровня, чтобы крыша была ровной, без перекосов.
Монтаж стропильной системы двухскатной крыши на срубе
В последние годы растет популярность домов из сруба и это не случайно. Подобные строения, будь это дом или баня, поражают своей неповторимой атмосферой, которая приближает людей к их истокам. Отличается натуральная древесина экологической безопасностью, и это не единственный ее плюс. Микроклимат в таких домах всегда здоровый и приятный, но надо помнить об особенностях бревен. Конструкции из них отличаются нестабильностью размеров.
Колебания влажности могут приводить к определенным подвижкам линейного типа, которые будут наблюдаться даже после завершения строительства. Надо сказать, что наибольшая активность движения элементов деревянного строения наблюдается в первые несколько лет. Затем она в значительной мере снижается, но усадка не пропадает полностью. После строительства лес способен просесть на 20%, и при проектировании самого дома, а также отдельных его элементов это необходимо всегда учитывать. В основном меняется размер поперек бревен, а вот сама длина ствола усыхает незначительно.
Способы устройства крыш над срубом
Соорудить крышу над построенным срубом не так просто, как может показаться на первый взгляд. Такая работа требует огромного мастерства, знания материалов и навыков плотника. Прежде, чем приступить к работе, необходимо будет попрактиковаться. В данной статье мы рассмотрим способы устройства крыш над срубом и расскажем о важных этапах монтажа. Будем надеяться, что информация окажется полезной для мастеров и тех, кто впервые берется за подобную работу.
Безупречного монтажа можно достичь только при учете усадки сложенных из бревен стен. Понадобиться могут знания старинных технологий обустройства кровли и современных способов монтажа. Надо понимать, что учета особенностей материала недостаточно для того, чтобы грамотно возвести кровлю. Существуют узлы, которым важно уделять повышенное внимание, чтобы кровля не деформировалась со временем. Необходимо выбрать наиболее рациональный способ строительства. Для этого следует принимать во внимание силы, действующие на каждое бревно, и выбирать правильно способы гашения действия этих сил. Сотрудники нашей компании разработают схему двускатной крыши с учетом всех особенностей данного материала и проекта.
Разновидности крыш углом для срубов
Ни для кого не секрет, что дома из сруба прекрасно сочетаются с такой крышей, у которой есть два ската. Зная, какие применяются обычно технологии, вполне реально качественно осуществить монтаж стропильной системы двухскатной крыши на срубе. Обычно выбирают угол наклона крыши, составляющий от 45 градусов и даже до 65. На нижеприведенных рисунках наглядно продемонстрированы разновидности крыш углом для срубов. Кровля может быть:
Примечательно, что строительство из бревен сохраняет в себе старинные традиции, но включает и новые технологии, которые позволяют свободно двигаться древесине без риска разрушения строения. Дело в том, что монтаж стропильной системы двухскатной крыши на срубе подразумевает два способа:
1. Главные особенности изготовления крыши на самцах
Когда речь идет о самцовой схеме, то здесь можно воспользоваться огромными преимуществами, предоставляемыми рублеными коробками. Они могут собираться, а также разбираться без труда подобно конструктору. Для этого надо снять с мест венцы и установить на площадку, которая идеально подойдет для этих целей. Площадка должна быть ровной.
Когда работа происходит на твердой земле, это намного удобней. Прокладки, выполненные из осиновых чурок, монтируются под сам венец. Они будут воспроизводить предыдущие ряды самих бревен. В итоге получается верхушка дома из бревен, которая сходится клином. Строится она, как обычно, но становится значительно тоньше ширина торцовых стенок. Края фронтонов будут напоминать ступеньки. На сами стены имеющегося короба укладываются не длинные бревна, а слеги. Их следует врубать не во все ряды, а только через 2-3 ряда. Уже на слеги будет монтироваться далее обрешетка, затем используется материал кровельного типа.
Слега конькового типа будет объединять вершины имеющихся самцов. Бревно, которое завершает фронтон, всегда отесывается именно на 2 канта. При этом выступы, напоминающие ступени, которые получились у самца, надо отпилить, либо отесать в форме треугольника. Оставшиеся вверху открытые участки заполняются коротышами. Мало кто знает, но старые мастера, осуществляя крепление, никогда не применяли крепежные элементы при установке представленной крыши. Это во многом продлевало срок службы древесины, так как внутри нее не было металлических стержней, склонных ржаветь. Такие сооружения могли служить несколько сотен лет.
2. Как комбинируются слег и стропила
В некоторых случаях невозможно соорудить самцовую крышу. Это может иметь место, когда со слег или самцов слишком усердно стесали излишки, и при этом пострадали врубленные соединения. В такой ситуации обычный вариант сверху должен быть дополнен стропилинами, при этом отпадает необходимость стесывать горбы.
Выравнивание должно происходить по самым краям сверху имеющихся ног стропил. Сами стропилины следует создавать строго по установленному шаблону, в нем всегда отмечаются врубки, а также длины ног. Не слишком важна высокая точность рубки будущих соединений. Лучше, чтобы чаши были на 5 см больше арбиса самой слеги, так как сруб долгое время будет значительно оседать и терять былую высоту. За оседающей коробкой просядет низ имеющихся у крыши стропилин, угол соединения уменьшится.
Именно широкая врубка может гарантировать при смещении полную безопасность. Важно, чтобы между вершинами ног стропил, опирающихся на балку конькового типа, остался небольшой по размеру зазор. Когда стропилины начнут постепенно разъезжаться снизу, вверху они будут постепенно приближаться. После того момента, когда происходит усадка, верха должны быть соединены накладкой, либо особой затяжкой. Иногда их соединяют при помощи шарнирного узла и не ждут, когда произойдет усадка.
Чтобы крыша оказалась надежной и не была снесена с дома, надо привязывать стропилины через одну, происходит это во 2-й венец сверху, в который забиваются шпильки, при этом для соединения используют скрутки из проволоки. Постепенно скрутки ослабеют при усадке, тогда их требуется подтянуть.
3. Наслонные стропила
Крепление напоминает предыдущее, но в этом варианте не требуются слеги. Ноги стропил называют наслонными по той причине, что они своим верхом, а также низом упираются на опоры, являющиеся совершенно самостоятельными. При этом пятки снизу упираются на венец, а он служит мауэрлатом. Если рассматривать упирание верха, то надо сказать, что в такой ситуации вариантов несколько.
4. Схема висячего типа
Ноги стропилин названы были именно висячими, так как они будто нависают над самой коробкой. Опираются они на стены. В качестве опоры верхней служить будет часть стропила. А пятки снизу соединяют методом затяжки. В итоге стропилины начинают напоминать треугольник с равными сторонами. Его нередко называют фермой, либо именуют аркой. Именно затяжка на себя готова принять распор, который передается стенам.
Распор компенсируется, и это огромный плюс. В качестве затяжки вполне может выступать балка, которая называется потолочной. Нельзя не отметить еще одно преимущество висячего варианта или наслонного. Собирается крыша внизу, подниматься наверх не обязательно. В безопасных условиях можно подогнать и сплотить все треугольники стропил. Но подобная система не подойдет для зданий с большими пролетами. Если пролеты имеют более 5 м, то затяжки для них прогнутся от своего же веса.
Стропильная система двухскатной крыши на срубе
Надо понимать, что стропильная система двухскатной крыши на срубе обустраивается, принимая во внимание все важные моменты, иначе она может разрушиться. Представленные схемы и примеры помогут Вам подобрать наилучший вариант для строительства. На каком бы варианте Вы ни остановили выбор, лучше обратиться к профессионалам своего дела.
Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов
В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.
Конструкция стропильной системы двускатной крыши
В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).
Схема двускатной крыши
Теперь о составляющих системы и их назначении:
В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».
Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.
Разница в конструкции наслонных и висячих стропил
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.
С наслонными стропилами
В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.
Простейший вариант наслонных стропил
Безраспорные схемы и узлы врубок
Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.
Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.
Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами
Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.
Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.
Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.
Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.
Вариант крепления стропил без распора на стены
Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.
Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.
Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках
Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.
Варианты стропильных систем со схватками
Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.
Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками
К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.
Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу
Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.
Системы наслонных стропил с подкосами
В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).
Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.
Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса
Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.
Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном
Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.
Система для домов с двумя внутренними несущими стенами
Системы с подстропильными балками
В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.
В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.
Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.
Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона
Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.