Монтаж наслонных стропил
Стропила являются несущей конструкцией для кровли с обрешёткой и нагрузкой от снега и ветра.
Выбор конструкции стропил зависит от характера зданий и сооружений, уклона кровли и вида применяемых кровельных материалов.
ПРИМЕЧАНИЕ: Прочность и долговечность стропильной системы зависит от правильного решения узлов сопряжения элементов системы друг с другом.
Соединение элементов конструкций стропильной системы должно обеспечивать передачу расчётных усилий и нагрузок, обеспечивать работу узлов при высыхании древесины, и даже при появлении трещин от усушки.
Как выбрать нужный вариант крыши и кровельный материал можно посмотреть в разделе тут
Наслонные стропильные системы (рис.1 и рис.2) состоят из следующих конструкций:
- мауэрлатов, прогонов и лежней,
- стропильных ног,
- стоек и подкосов,
- распорок и шпренгелей,
- подкладок и др.
Ссылки на узлы для рис.1: здесь
- узел-01 — узел опирания стропильной ноги на стены;
- узел-1 — узел крепления стропильной ноги на мауэрлат;
- узел-3 — узел крепления стойки на лежень;
- узел-4 — узел крепления стропильной ноги на прогон;
- узлы-8-9 — узлы крепления стойки и конькового прогона со стропильными ногами;
- узел-13 — узел крепления стойки с подкосами на лежень;
- узел-13-1 — узел крепления подкосов без стойки на лежень;
- узел-14 — узел крепления стропильной ноги к подкосу без стойки на прогон;
- узел-36 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с креплением на брус;
- узел-37 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с зажимом упорным брусом;
- узел-38 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с соединением полускворднем;
- узлы-39 — опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из бруса;
- узлы-40 — опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из брёвен;
- узлы-43-44 — узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень для продольных и поперечных рам;
- узел-47 — узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень и прогон;
- узел-48 — узлы опирания стойки с подкосами из бруса на лежень и прогон;
- узел-52 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса;
- узел-53 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из брёвен;
- узел-54 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона с опорой на подкосы для вальмового ската;
- узел-55-1 — опорный узел крепления стропил из досок на коньковом прогоне из брёвен;
- узел-59-61 — узлы конькового соединения стропил без опоры на прогон;
- узел-67 — опорные узлы крепления стропил на коньковом прогоне из бруса;
- узел-69 — опорный узел крепления стропил в коньке на ригель и боковые подкосы для вальмового ската при отсутствии конькового прогона;
- узлы-75-76 — присоединение балок под углом к прогону из бруса;
- узел-77 — опорные узлы крепления косынками и брусками рядовых стропильных ног на промежуточный прогон;
- узел-78 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног к ригелю на стойке при отсутствии конькового прогона;
- узлы-79-81 — опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног к коньковому прогону для стропил из бруса и брёвен;
- узлы-82-83 — опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног при отсутствии конькового прогона;
- узлы-84-85 — опорные узлы крепления рядовых стропильных ног врубками на промежуточный прогон;
- узел-86 — опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из пиломатериалов;
- узлы-87-88 — опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из брёвен.
Приведённые ниже примеры узлов стропильной системы должны помочь застройщику выбрать нужный узел для работы с деревянными конструкциями. Приведённые примеры систематизированы по конструктивным элементам стропильной системы.
Главными частями стропил являются стропильные ноги. В зависимости от несущей способности настила и обрешётки кровли расстояние между стропильными ногами принимается 1…1,5 м.
Монтаж рядовых стропильных ног
Сечение стропил зависит от размера пролёта, шага стропил и уклона крыши. Наиболее распространённый шаг стропил 100…120 см.
ТАБЛИЦА 1: РАЗМЕРЫ СТРОПИЛЬНЫХ НОГ.
п/п | Длина стропильной ноги, мм | Сечение стропил, мм | |
из брусьев | из досок | ||
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 3000 | 100х100 | 40х160 |
2 | 100х120 | 40х180 | |
3 | х | 60х140 | |
4 | х | 60х160 | |
5 | х | 80х120 | |
6 | х | 80х140 | |
7 | 4000 | 100х140 | 60х180 |
8 | 100х160 | 60х200 | |
9 | х | 80х160 | |
10 | х | 80х180 | |
11 | 5000 | 100х180 | 80х200 |
12 | 100х200 | 80х220 |
Опорные плоскости (для опоры на мауэрлаты) у стропильных ног должны быть горизонтальными. Наклон опорных площадок приводит к появлению распора или сползанию стропильной ноги с опоры.
Основные стропильные ноги располагаются перпендикулярно к карнизу. Они опираются одним концом на мауэрлатный брус (рис.2 п.1), а другим концом на прогон (рис.2 п.5) или, на конец противоположной стропильной ноги. В последнем случае для исключения распора в стропильной системе устанавливают ригель (рис.2 п.8).
Ссылки на узлы для рис.2: тут
- узел-01 — узел опирания стропильной ноги на стены;
- узел-1 — узел крепления стропильной ноги на мауэрлат;
- узел-13 — узел крепления стойки с подкосами на лежень;
- узел-13-1 — узел крепления подкосов без стойки на лежень;
- узел-36 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с креплением на брус;
- узел-37 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с зажимом упорным брусом;
- узел-38 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с соединением полускворднем;
- узлы-39 — опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из бруса;
- узлы-40 — опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из брёвен;
- узлы-43-44 — узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень для продольных и поперечных рам;
- узел-47 — узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень и прогон;
- узел-48 — узлы опирания стойки с подкосами из бруса на лежень и прогон;
- узел-52 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса;
- узел-53 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из брёвен;
- узел-54 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона с опорой на подкосы для вальмового ската;
- узел-55-1 — опорный узел крепления стропил из досок на коньковом прогоне из брёвен;
- узел-67 — опорные узлы крепления стропил на коньковом прогоне из бруса;
- узлы-75-76 — присоединение балок под углом к прогону из бруса;
- узел-77 — опорные узлы крепления косынками и брусками рядовых стропильных ног на промежуточный прогон;
- узлы-79-81 — опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног к коньковому прогону для стропил из бруса и брёвен;
- узлы-84-85 — опорные узлы крепления рядовых стропильных ног врубками на промежуточный прогон;
- узел-86 — опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из пиломатериалов;
- узлы-87-88 — опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из брёвен;
- узел-103 — узел крепления стропильных ног на подкосы с ригелем-затяжкой из пиломатериалов для пролётов 8-14 м.
Монтаж коньковых узлов с соединениями на рабочих болтах или нагелях выполняют с закрепленными опорными узлами стропильных ног на мауэрлатах. Узлы опирания стропильных ног на мауэрлат смотрите в разделе здесь
ВНИМАНИЕ! Установку стропильных ног, опирающихся на мауэрлат и лежень, выполняют, совмещая риски, фиксирующие геометрические оси нижних поясов ферм (балок), с рисками разбивочных осей на опорах (стенах). Установку стропильных балок в вертикальной плоскости выполняют путем выверки их геометрических осей на опорах относительно вертикали.
Особое внимание требуется при выполнении подрезки стропил на опорах. Подрезка снизу стропильных ног ведёт к уменьшению рабочей высоты сечения балки и скалыванию её вдоль волокон, которое приводит к появлению трещин и снижению прочности, особенно при наличии нагелей.
Постепенное изменение высоты сечения (на отрезке длиной с1 и высотой а) у опоры стропил за счёт устройства скоса (рис.3) снижает напряжение в месте подрезки.
Глубина подрезки должна быть:
при h > 18 см a ≤ 0,3h;
при h=18…12 см a ≤ 0,4h;
при h < 12 см a ≤ 0,5h.
Длина опорной площадки (с1) подрезки не должна превышать высоты сечения (h), т.е. с1 ≤ h.
ВНИМАНИЕ! Подрезка при значительных сосредоточенных грузах возле опор ЗАПРЕЩАЕТСЯ.
Установку стыка в коньковых узлах конструкций надлежит производить после достижения плотного примыкания стыкуемых поверхностей по заданной площади.
Для установки навесных стропил стропильные балки нужной конфигурации (узлы 89-92) изготавливают заранее на земле (в специально изготовленных для этого кондукторах) и затем каждую стропильную ногу в отдельности поднимают на перекрытие и монтируют поочерёдно с соблюдением соосности и узлов временного крепления стропил подкосами и растяжками из досок.
Стропильные ноги при опирании на коньковый прогон могут упираться друг в друга скошенными торцами (узел 79), либо располагаться вразбежку рядом друг с другом (узлы 80 и 81). Подошвы опирания стропильных ног на прогон должны быть строго горизонтальными.
При упоре стропил скошенными торцами друг в друга (в стык) их концы соединяют накладками на болтах или гвоздях, в зависимости от расчётного сечения стропильных ног, (узел-79).
При монтаже стропил по коньковому прогону вразбежку концы стропильных ног соединяют болтами с дополнительным угловым креплением их к прогону угловыми скобами, (узел-80 и узел-81).
Если стропильные ноги опираются на два прогона, то в коньке прогоны не ставят. Тогда концы стропильных ног опираются друг на друга. Выше прогонов в этом случае возникает распор, который воспринимают с помощью горизонтальных ригелей.
Стык стропильных ног в коньке при отсутствии конькового прогона выполняется упором скошенных торцов стропильных ног друг в друга (узел-82 и узел-83). Стык крепиться парными накладками, прибиваемыми к ногам гвоздями или соединением с помощью болтов.
Опирание стропил на промежуточный прогон показано на рисунке (узлы 84-85). В стропильной ноге вырезается горизонтальная опорная площадка (подошва) и стропильная нога крепится к прогону угловой скобой.
ВНИМАНИЕ! Врезку в прогоне не следует делать, чтобы не ослабить опору под стропильную ногу.
А чтобы не делать врезку в стропильной ноге (при значительных нагрузках) применяют промежуточные косынки (узел-77).
Для крепления стропильной ноги к ригелю стык выполняют при помощи боковых деревянных накладок (узел-86). Боковые деревянные накладки прибивают к ригелю и стропилам гвоздями или крепят болтами в зависимости от поперечных сечений пиломатериалов. Под ригель ставят колодку для восприятия поперечных усилий.
Крепления ригеля и стропильных ног из бревен выполняют без накладок (узлы 87-88). В конце ригеля из брёвен делается выемка в половину высоты сечения шпренгеля. Врубка ригеля в бревенчатые стропильные ноги выполняется полусковороднем. Ригель прикрепляют к стропильной ноге болтами.
Для обеспечения устойчивости системы в поперечном направлении и уменьшения пролёта стропильных ног устанавливают подкосы, которые служат также для обеспечения устойчивости системы в продольном направлении. А для уменьшения распора стропильных ног и обеспечения устойчивости стропильной системы используют ригели-затяжки.
Такие подкосы с ригелями-затяжками используют при увеличении ширины пролета между наружными несущими стенами от 8 до 14 м (узел-103).
Чтобы крыша дома имела свес, необходимый для отвода сточной воды с неё от стен, за линию стен выпускают стропильные ноги или кобылки (узел-01 п.5). Свес кровли выполняют:
- у каменных стен домов — не менее 500 мм,
- у деревянных стен домов — не менее 550 мм.
ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы избежать смещения кровли ветром концы наслонных стропильных ног соединяют с мауэрлатом и прогоном угловыми скобами.
А затем стропильные ноги закрепляют проволокой d=4…6 мм (с шагом через одну стропильную ногу), связывающую стропильную ногу с кладкой дома через ерши, забитые в кладку на расстоянии 300…400 мм ниже обреза стены под мауэрлатом, для предохранения от возможного срыва при сильном порывистом ветре (узел-01).
В рубленых домах стропила скрепляют скобами со вторым венцом сруба
ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя в настоящее время скобки пытаются заменить различными петлями и дырчатыми крепежами, но по прочности скобы выигрывают.
ВНИМАНИЕ! Для предупреждения косого изгиба прогонов по внутренним стенам РЕКОМЕНДУЕТСЯ укладывать на них стропильные ноги с разными скатами напротив друг друга (узел-01 и узел-02). Скрепляют их между собой в коньке и с прогонами.
Установку стропильных балок (п.2 рис.3), опирающихся на стены, выполняют с совмещением рисок, фиксирующие геометрические оси нижних поясов ферм (балок), с рисками разбивочных осей на опорах (стенах). Установку ферм и стропильных балок в вертикальной плоскости выполняют путем выверки их геометрических осей («1…4» и «А…Д») на опорах относительно вертикали.
Прямые и угловые стыки нижних обвязок из пиломатериалов показаны на примерах узла 18 и узла 19
Продольные и угловые соединения нижних обвязок выполняют упрощённо и фиксируют косо вбитыми гвоздями или прибитыми стальными пластинками.
Монтаж диагональных стропильных ног
На стыке скатов, расположенных под углом друг к другу, располагают диагональные (накосные) стропильные ноги (рис.1 поз.8). Диагональная нога из-за значительной её длины должна иметь промежуточную опору в виде стойки, которая должна опираться на шпренгель (рис.1 поз.7), уложенный перпендикулярно биссектрисе угла, образованного наружными стенами или быть в виде подкоса.
Шпренгель выполняют в большинстве случаев из бруса или брёвен, нагрузка на шпренгель от диагональной ноги передаётся через стойку. Шпренгели выполняют в кровле так же и роль ветровых связей — передачу горизонтальных связей в плоскости кровли. Задача устройства таких связей заключается также в том, чтобы придать конструкции общую устойчивость.
Варианты устройства горизонтальных и вертикальных связей можно посмотреть в разделе «Узлы крепления ветровых связей и связей жесткости» рис.1 и в разделе «Узлы монтажа стропильных систем 5» узлы 10-12 и «Узлы монтажа стропильных систем для схемы 6» узлы 6-9.
Варианты крепления диагональной ноги показаны в разделе «Узлы крепления диагональных стропильных ног», в т.ч. на консоль конькового прогона — можно посмотреть на схемах узел-52, узел-53 и узел-54. А при отсутствии конькового прогона, вариант крепления диагональной ноги с опорой на ригель, можно посмотреть на схеме узел-69.
Другой конец диагональной («накосной») стропильной ноги опирается на мауэрлат через короткий шпренгель (узел-39 и узел-40).
В конце шпренгеля из брёвен (узел-40) делается выемка в половину высоты сечения шпренгеля.
Врубка шпренгеля в бревенчатый мауэрлат выполняется полускворднем (узел-40 п.9). Выполнение врубки полусковорднем показано для одинарной и двухсторонней выемки под стык крепления.
Пример двухстороннего стыка показан выше (узел-40), для одностороннего стыка — смотрите узел-101.
При необходимости накосные ноги поддерживают подкосами и разгрузочными ригелями в углах крыши здания.
При устройстве рядовых стропильных ног их выполняют из досок, обычно поставленных на ребро. Диагональные стропильные ноги делаются усиленного поперечного сечения — из бруса или бревен.
ВНИМАНИЕ! Изготовление диагональных стропильных ног из пакета досок НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ!
При наличии конькового прогона диагональные стропильные ноги опираются на его консоль (узлы 36-38).
ПРИМЕЧАНИЕ: В верхнем ребре диагональная (накосная) стропильная нога стёсывается углом к верху по углу наклона скатов, (а в ендовах, наоборот, к низу — жёлобком), для более плотного закрепления обрешетки к брусу (узлы-36…38).
В разжелобках (ендовах) нарожники из брусьев и брёвен соединяют с диагональной стропильной ногой врубкой в неё (узлы 73-74). Укороченные стропильные ноги, опирающиеся одним концом на диагональную (накосную) ногу, а другими — на мауэрлатный брус или на прогон — называют нарожниками (рис.1 поз.9).
Если в чердачном помещении имеются торцевые несущие стены, продольные прогоны опираются на них. При их отсутствии в крыше устраивают вальмовые части ската, в которых устанавливают с углов к середине накосные ноги и стропила перпендикулярного направления — нарожники (рис.1).
Диагональные стропильные ноги соединяются с рядовыми стропильными ногами скобками. При отсутствии конькового прогона диагональные стропильные ноги опираются в коньке на опорный брус, врезанный в рядовые стропильные ноги (узел-78).
Другие варианты крепления диагональных стропильных ног можно посмотреть в разделе «Узлы крепления прогонов и стоек» узел-52, узел-53, узел-54, узел-51, узел-69.
ПРИМЕЧАНИЕ: При стыковке подошвы опирания стропильных конструкций должна соблюдаться горизонтальная линия стыковочной подошвы (для соблюдения правила сосредоточенных на опору сил). В противном случае стропильные конструкции будут действовать на опрокидывание опоры.
Уменьшение сечения элементов стропильной системы, увеличение шага стропильных ног и пролётов приводит к соответствующему снижению прочности конструкций крыши. Наиболее часто допускается неправильное выполнение узлов сопряжения элементов друг с другом.
Способы соединения деревянных элементов стальными нагелями при монтаже крыши будут рассмотрены в следующих разделах сайта.