Как установить стропильную систему своими руками

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

1. узел-01 — узел опирания стропильной ноги на стены;
2. узел-1 — узел крепления стропильной ноги на мауэрлат;
3. узел-3 — узел крепления стойки на лежень;
4. узел-4 — узел крепления стропильной ноги на прогон;
5. узлы-8-9 — узлы крепления стойки и конькового прогона со стропильными ногами;
6. узел-13 — узел крепления стойки с подкосами на лежень;
7. узел-13-1 — узел крепления подкосов без стойки на лежень;
8. узел-14 — узел крепления стропильной ноги к подкосу без стойки на прогон;
9. узел-36 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с креплением на брус;
10. узел-37 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с зажимом упорным брусом;
11. узел-38 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с соединением полускворднем;
12. узлы-39 — опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из бруса;
13. узлы-40 — опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из брёвен;
14. узлы-43-44 — узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень для продольных и поперечных рам;
15. узел-47 — узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень и прогон;
16. узел-48 — узлы опирания стойки с подкосами из бруса на лежень и прогон;
17. узел-52 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса;
18. узел-53 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из брёвен;
19. узел-54 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона с опорой на подкосы для вальмового ската;
20. узел-55-1 — опорный узел крепления стропил из досок на коньковом прогоне из брёвен;
21. узел-59-61 — узлы конькового соединения стропил без опоры на прогон;
22. узел-67 — опорные узлы крепления стропил на коньковом прогоне из бруса;
23. узел-69 — опорный узел крепления стропил в коньке на ригель и боковые подкосы для вальмового ската при отсутствии конькового прогона;
24. узлы-75-76 — присоединение балок под углом к прогону из бруса;
25. узел-77 — опорные узлы крепления косынками и брусками рядовых стропильных ног на промежуточный прогон;
26. узел-78 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног к ригелю на стойке при отсутствии конькового прогона;
27. узлы-79-81 — опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног к коньковому прогону для стропил из бруса и брёвен;
28. узлы-82-83 — опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног при отсутствии конькового прогона;
29. узлы-84-85 — опорные узлы крепления рядовых стропильных ног врубками на промежуточный прогон;
30. узел-86 — опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из пиломатериалов;
31. 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.

 

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

1. узел-01 — узел опирания стропильной ноги на стены;
2. узел-1 — узел крепления стропильной ноги на мауэрлат;
3. узел-13 — узел крепления стойки с подкосами на лежень;
4. узел-13-1 — узел крепления подкосов без стойки на лежень;
5. узел-36 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с креплением на брус;
6. узел-37 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с зажимом упорным брусом;
7. узел-38 — опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с соединением полускворднем;
8. узлы-39 — опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из бруса;
9. узлы-40 — опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из брёвен;
10. узлы-43-44 — узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень для продольных и поперечных рам;
11. узел-47 — узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень и прогон;
12. узел-48 — узлы опирания стойки с подкосами из бруса на лежень и прогон;
13. узел-52 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса;
14. узел-53 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из брёвен;
15. узел-54 — опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона с опорой на подкосы для вальмового ската;
16. узел-55-1 — опорный узел крепления стропил из досок на коньковом прогоне из брёвен;
17. узел-67 — опорные узлы крепления стропил на коньковом прогоне из бруса;
18. узлы-75-76 — присоединение балок под углом к прогону из бруса;
19. узел-77 — опорные узлы крепления косынками и брусками рядовых стропильных ног на промежуточный прогон;
20. узлы-79-81 — опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног к коньковому прогону для стропил из бруса и брёвен;
21. узлы-84-85 — опорные узлы крепления рядовых стропильных ног врубками на промежуточный прогон;
22. узел-86 — опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из пиломатериалов;
23. узлы-87-88 — опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из брёвен;
24. 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.