Крепления для сборки крыши

Обновлено: 16.05.2024

Чтобы стропильная система прослужила долго, нужно правильно ее рассчитать и подобрать качественную древесину. А еще — выбрать подходящий способ крепления для крыши и качественный крепеж, который надежно свяжет отдельные элементы стропильной системы в единое целое.

Содержание

Три вида крепежа для крыши

Если речь идёт о деревянной стропильной системе, то крепеж для крыши бывает трех видов:

Метизы, которые изготовлены из металла и непосредственно скрепляют элементы стропильной системы друг с другом или с соединительными деталями.
Деревянные крепления, которые обычно выступают соединительными элементами.
Металлические крепежные детали, которые могут быть как соединительными элементами, так и непосредственно крепежом.

При строительстве большинства крыш обычно используют все виды креплений для стропильной системы.

Крепежные метизы

Это все, что вкручивается, забивается, врезается прямо в дерево. Обязательный вид крепежа для крыши дома, за исключением очень старых зданий, которые были построены «без единого гвоздя».

К метизам относятся:

Гвозди. Классический крепеж стропильной системы, которому уже не первая сотня лет. В современном строительстве в основном используют ершённые гвозди длиной 150-200 мм.
Шурупы по дереву, саморезы. Нужны для соединения металлических пластин и других крепежных деталей с деревянными элементами стропильной системы. Их нельзя заменять гвоздями.
Болты. Болтовое крепление для крыши дома — самое надежное, поскольку оно сквозное. Для жестких креплений используют болты М12 и М10, для шарнирных — М16.
Скобы. Крепежный элемент в форме буквы «П». Длина кровельной скобы, как правило, около 60 мм, хотя есть и удлиненный крепеж. Сгибают скобу из прута диаметром от 8 до 12 мм, при этом оба края заостряют, чтобы она легче входила в древесину.
Анкеры. Специфические метизы, которые состоят из болта и распорной части. Они незаменимы, когда необходимо выполнить крепеж крыши к вертикальным стенам, и хорошо подходят для фиксации мауэрлата.
Шпильки. Круглый металлический стержень с резьбой либо по всей длине, либо с двух сторон с небольшим гладким участком по центру. Может быть рассчитана как под гайки с обеих сторон, так и на ввинчивание в дерево одним краем.

Выбирая крепеж для строительства крыши, отдавайте предпочтение оцинкованным или анодированным метизам. Они прослужат дольше. Еще лучше, если метиз сделан из нержавеющей стали, но его использование не всегда оправдано из-за очень высокой цены.

Деревянные крепления для крыши и стропил

Деревянные крепежные и соединительные элементы есть почти в каждой стропильной системе, за исключением совсем простых крыш. Во-первых, потому что деревянный крепеж может быть действительно большой длины — несколько метров. Во-вторых, потому что такие соединительные элементы «живут» вместе с остальной стропильной системой. Следовательно, при усадке их наличие не приводит к появлению трещин и других повреждений.

Самые распространенные деревянные крепежные элементы — ригели. Это доски, которые соединяют две противоположных стропильных ноги. Такой крепеж для стропил, в основном, работает на растяжение и мешает крыше просто сложиться под нагрузкой. С двух сторон ригели обрезают так, чтобы их края совпадали с линией стропильных ног.

Еще в каркасе почти каждой крыши есть подкосы, которые соединяют стропила с разными элементами стропильной системы и работают на сжатие. Подкосы нужны как для фиксации стропил, так и для их поддержки. Обычно они препятствуют слому стропильной ноги на длинных прогонах.

Косынки — это деревянные крепежные уголки для стропил. Их используют для соединения висячих стропильных ног в районе конька кровли. Это довольно редкий элемент, поскольку вместо вырезания деревянного треугольника намного проще сделать прибоины — накладки из досок. Но в этом случае самый верх стропил нужно крепить дополнительно гвоздями или металлическими пластинами.

Для фиксации элементов стропильной системы также часто используют шипы, пазы и врезки. Самые распространенные примеры — соединение вполдерева мауэрлата и конькового бруса, а также вырезы на стропилах.

А вот нагели в качестве деревянного крепежа для крыши — редкость. Их используют при возведении стен срубов и домов из бруса, но для кровли такой крепеж плохо подходит из-за больших нагрузок. Поэтому нагели если и применяют, то как дополнительный крепежный элемент. Исключение — деревянные дома, которые строятся только по традиционным технологиям.

Металлический соединительный крепеж для стропильной системы

Крепежные элементы из металла — основа большинства современных крыш. Это прочный, дешевый и элементарный в применении крепеж для крыши. Поэтому он очень популярен как у профессиональных строителей, так и тех, кто строит дома самостоятельно.

Основные виды металлического крепежа для стропильной системы — на фото:

Основные виды металлических крепежных элементов опишем подробнее:

Перфорированные металлические пластины для стропильной системы. Это прямые, Г-образные или Т-образные пластины со множеством отверстий. В основном работают на растяжение, но могут и просто препятствовать сдвигу элемента стропильной системы. Например, ими часто крепят коньковый брус к стойкам.
Перфорированные уголки. Это могут быть как обычные уголки с равными плечами, так и асимметричные. Есть даже LK-уголки для крепления стропил к коньковому брусу с выступающими плечами. Для нагруженных узлов используют усиленные уголки с ребром жесткости в месте сгиба, для простой фиксации — обычные.
Перфорированная лента. Длинная металлическая лента, с помощью которой «привязывают» детали стропильной системы друг к другу.
Опоры. Элементы крепления стропильной системы, на которые опираются балки или стропила. Высоконагруженный узел, поэтому обычно дублируется другими методами крепежа.
Скользящие крепления. Специальный крепеж, который с одной стороны жестко крепится к мауэрлату или стропильной ноге, а с другой стороны способен в довольно широких пределах скользить по направляющей. Крепление элементов стропильной системы скользящими крепежами обязательно для деревянных домов, которые дают усадку.
Шарнирный крепеж. Разновидность перфорированных пластин, которые с одной стороны рассчитаны под фиксацию шурупами, а с другой — под болтовое соединение. Крепление стропил перфорированным крепежом с шарнирным соединением так же, как и скользящие опоры, позволяет избежать повреждения каркаса крыши при усадке дома.
Проволока. Обычная стальная проволока, с помощью которой привязывают элементы стропильной системы. Обычно ее используют для крепления мауэрлата к стене.
Металлические зубчатые пластины (МЗП). Тип перфорированной пластины, который не нуждается в креплении шурупами.

На последнем виде крепежа для стропильной системы крыши остановимся подробнее.

МЗП появились совсем недавно, но быстро стали популярными из-за простоты использования и надежной фиксации узла. Это тоже перфорированная металлическая пластина, только отверстия у нее не полностью прорезаны, а продавлены так, чтобы выдавленный кусок металла образовал острый «гвоздь». Поэтому еще одно название МЗП — «гвоздевая пластина».

При вдавливании в дерево МЗП как бы «вгрызается» в него в десятках точек, скрепляя элементы стропильной системы намертво. Такой крепеж для крыши очень надежен, если используется правильно. К сожалению, в России это часто не так.

Дело в том, что МЗП очень чувствительны к методу крепления. Их нужно буквально запрессовывать в дерево с помощью специального пресса. То есть это больше заводской метод крепления для каркасных конструкций. Например, домов из SIP-панелей.

На месте тоже можно правильно установить МЗП — для этого есть переносные прессы. Но используют их редко, чаще всего, просто забивая пластину молотком. Этого делать категорически нельзя, поскольку в этом случае нарушается геометрия пластины, что может привести к серьезному уменьшению прочности узла. Не говоря уже о том, что МЗП должна быть установлена вплотную к дереву.

Кроме того, МЗП могут использовать там, где этого делать нельзя. В частности, при строительстве домов из бруса и срубов могут применять готовые фермы для висячей стропильной системы, где стропила будут закреплены как раз МЗП. При усадке такое крепление просто вырвет из дерева, а сами стропила при этом окажутся повреждены.

Чем и как крепят отдельные элементы стропильной системы

Кратко о том, какой крепеж лучше использовать для разных узлов стропильной системы:

Стропила и мауэрлат: врубки, уголки, гвозди, скобы.
Мауэрлат и стена: шпильки, анкеры, проволока.
Стропила и коньковый брус: опоры, LK-уголки, гвозди, врубки.
Стропила и стяжки, ригели: болтовое соединение, гвозди, уголки, опоры, скобы.
Стропила друг с другом: ригели, косынки, перфорированные пластины, МЗП, шарнирное соединение, перфорированная лента.
Подкосы и стропила: МЗП, перфорированные пластины, уголки, гвозди, скобы.
Коньковая балка и стойки: перфорированные пластины, гвозди, скобы, МЗП.

При этом все металлические элементы, кроме МЗП, крепятся с помощью саморезов по дереву.

Возведение стропильной системы – целое искусство, требующее особого мастерства. Две одинаковые на первый взгляд крыши могут иметь абсолютно разный «скелет», и даже крепежные элементы внутри себя. И выбор способа соединения стропильных элементов между собой зависит от целого ряда факторов, среди которых личное предпочтение не играет роли. В ход идут топор, металлические пластины, гвозди и даже скобы – все для того, чтобы придать стропильной конструкции нужную жесткость, надежность и в то же время подвижность.

Все зависит от задач, которые стоят перед крышей, особенностей материала стен дома и климатических условий местности. А в чем преимущества и недостатки каждого из видов, мы сейчас расскажем.

Содержание

Врубка: технология, проверенная временем

Наиболее старый способ крепления стропил крыши — это врубка. Еще с давних времен, когда дома на Руси строились без единого гвоздя, стропила устанавливали именно так:

Вот как это выглядит на практике:

Еще хороший пример монтажа стропил при помощи врубки:

Но стоит заметить, что у врубки есть существенный недостаток — неравномерное высыхание древесины. Причем в ширине такое стропило практически не уменьшается, всего на 0,01% а вот в длине — да. Серьезные испытания, не правда ли?

И особенно негативно это сказывается на узлах с угловым и перпендикулярным соединением стропил. В таких узлах появляются щели, из-за чего в какой-то степени деформируется вся стропильная система. Поэтому в этой технологии появились небольшие изменения: узлы стали изготавливать на разрезных кольцах и зубчатых шайбах.

Болты: надежная фиксация

Одними из самых надежных для стропил считаются металлические болты:

Так они выглядят на практике:

Такие соединения стропил изготавливают следующим образом: ферму кладут на ровную поверхность и фиксируют струбцинами. Далее в местах укладки зубчатых шайб сверлят отверстия под болты — диаметром, превышающим диаметр болта на 1,5 мм. При этом важно держать сверло строго вертикально. К слову, первую готовую ферму используют в качестве шаблона для следующих.

Теперь между элементами фермы крепят зубчатые шайбы, и в просверленные отверстия вставляют шпильки из высокопрочной стали и шайбы 6 мм размерами 100 Х 100 мм. Именно такие размеры препятствуют смятию древесины. Кроме того, шпильки и болты из обычного металла не подходят, ведь при напряжении может сорваться резьба. Дальше двусторонние шайбы как бы запрессовываются в древесину:

Если все сделано правильно, шайба работает на сжатие и растяжение. И после усушки древесины узел подтягивают еще раз. При этом сам болт будет нести 25% нагрузки, а шайба — до 75%.

По такой же схеме собирают фермы с узлами на разрезных кольцах. Сам разрез на кольце необходим для компенсации температурного расширения металла. И такое крепление деревянных стропил куда более надежное, чем у болта без шайбы и кольца, лучше срабатывает в условиях смены температур и обеспечивают куда большую площадь поверхности соединяемых деталей. В этом случае уже не нужна запрессовка кольца, т.к. его достаточно опустить в подготовленные канавки.

К слову, наряду с болтом применяется не только метод врубки, но и фиксация стропил при помощи боковых накладок с гвоздями.

Гвозди: просто и жестко

Довольно популярный и простой способ крепления стропил к стене — фиксация гвоздями. Нет ничего проще, чем взять доску и прибить ее к деревянной стене парой гвоздей. Причем сами гвозди вполне могут служить неким шарниром, если закрепить стропила только концом.

Но если использовать больше гвоздей и увеличить жесткость, то поворот уже будет невозможным. Только если нагрузка не станет превышать расчетную, иначе узел снова будет подвижным. Вот почему при таком способе крепления важно точно рассчитать нагрузку, иначе будут нарушены схемы узлов и разрушится вся система.

Сами гвозди нередко становятся дополнительным способом фиксации в сочетании с врубкой:

Металлические накладки: вариант для ферм

Для стропильного каркаса хорошо подходят стальные перфорированный накладки с острыми элементами по всей площади. Это как раз то, на что крепят стропила чаще всего за рубежом. И главное преимущество такой привязки стропил в том, что здесь нет необходимости делать запил в стропилах и мауэрлате. А потому нетронутая древесина сохраняет свои высокие прочностные характеристики:

Сегодня этот тип крепежа стропил к стене дома по праву считается самым надежным:

Еще один вариант:

По этому же принципу устроены металлические уголки:

Деревянные чурки: забытые технологии

К слову, и до появления металлических пластин и уголков кровельщики находили, чем скрепить стропила между собой: это были деревянные чурки. Это бруски квадратного сечения, которые фиксируют между стропилами и мауэрлатом, чем значительно увеличивают жесткость стропильной конструкции:

На практике она выглядит так:

Причем встречается и вариант удвоенной прибоины:

Проволока: надежная привязка

Теперь перейдем к тому, как стропила крепится к стене из бруса естественного уровня влажности? Дело в том, что деревянные конструкции подвержены изменениям уровня влажности и температуры, ввиду чего при постепенной усушке немного изменяется высота каждого бруса или бревна. И чем выше высота стен, тем больше степень ее усадки со временем. Т.е. в случае с односкатной крышей больше потеряет в высоте стена под коньком, и меньше та, что будет расположена ниже.

В таком случае стропилам важно обеспечить возможность небольшого поворота и при этом даже едва заметного сдвига вдоль стены. И уже достаточно давно для этой цели привязку стропил к стене делают при помощи отожженной проволоки. Ею верхнее бревно фиксируют к стропильной ноге.

Причем важно знать, как правильно крепить проволокой стропила на крыше разных форматов. Так, если речь идет о доме или бане солидного вида, скреплять стропила важно сразу с двух сторон. Если же уклон скатов небольшой, а сама кровля — низкая, тогда достаточно одной проволоки.

Скользящее крепление: для сруба и бревна

Когда возводят деревянные дома или бани, необходимы скользящие стропила. Они позволят сохранить стропильную систему целостной и ровной, когда стены будут неравномерно усаживаться в течение года.

Этот элемент конструкции отлично приспосабливается к деформации конструкции стен. Стропила крепятся к несущему брусу не жестко, благодаря чему предотвращается распирание стен. Ведь и бревно, и профилированный брус подвержены естественной усадке. Бывает, что и одна стена по окончанию усадки становится ниже другой, и при жестком креплении стропил друг к другу “поведет” всю крышу.

Само скользящее крепление стропил к стене представляет собой уголок с петлей и металлический кронштейн:

Монтировать этот элемент нужно под углом 90 градусов к опоре, так можно обеспечить небольшую подвижность системы. В процессе усадки эти крепежи нужно будет два раза выводить в крайнее положение, чтобы установить стропила под правильным углом к стене дома.

Сами скользящие опоры делятся на такие виды: открытого типа и закрытого. Первые представляют собой изогнутую стальную пластину, у которой на концах есть по два или три отверстия. При этом длина хода подвижного элемента должна быть от 60 мм до 160 мм. В неподвижной части элемента обычно до пяти отверстий.

А вот закрытая подвижная конструкция — целостная, и уже не разбирается на части. У нее — форма уголка с держателем, на который надевают планку крепления. Выглядит это так:

Но по-настоящему подвижное крепление сдвинется ощутимо только в случае максимальных нагрузок, что маловероятно для обычной стандартной крыши.

Когда при строительстве дома очередь доходит до устройства кровли, возникает резонный вопрос: как крепить стропила? Ответ на него зависит от многих факторов: конструкции крыши и расчётной нагрузки на неё, крутости скатов, материала и несущей способности стен, предполагаемой усадки строения и т.д. Каждый из этих факторов влияет на выбор способа крепления и стропильного крепежа. Кроме того, к стенам и между собой стропила тоже крепятся по-разному.

Общие сведения

Чтобы лучше ориентироваться в данной теме, нужно знать, что такое стропила, какими они бывают, к чему крепятся, в каких случаях выбирают тот или иной вид стропильной системы.

Стропилами называют несущие конструкции скатных крыш, которые принимают на себя всю нагрузку от кровли и снегового покрова на ней, передавая её на стены здания. В частном домостроении они чаще всего изготавливаются из бруса или досок большого сечения, поставленных на ребро. Гораздо реже используют металлические конструкции в виде сборных элементов или готовых ферм. Из чего и как делать стропила, решается исходя из расчётной нагрузки на них и предпочтений заказчика.

Конструктивно стропила подразделяются на висячие и наслонные:

Висячие стропила устанавливают на небольшие дома, гаражи и прочие хозпостройки, у которых пролёт между стенами составляет не более 5-6 метров. Верхними концами они соединяются друг с другом без дополнительной опоры, а нижние, опирающиеся на стены, стягивают горизонтальными элементами – затяжками. Затяжки уменьшают распирающие нагрузки от стропил на стены, принимая их на себя.

Наслонные стропила устанавливают на здания с большими пролётами свыше 10-12 метров со средней несущей стеной или опорными колоннами. Верхними концами они опираются на коньковый прогон, который в свою очередь поддерживается стойками, упирающимися в лежень – горизонтальная балка, лежащая на колоннах или внутренней стене. Если решается задача, как установить стропила на односкатную крышу, то также выбирается наслонная конструкция, так как в ней роль конькового прогона исполняет более высокая стена.

Крепление стропил в нижней части

В нижней части стропила могут опираться прямо на стену, если она сложена из бревна или бруса. На стены из штучных материалов (кирпич, бетонные, газобетонные блоки и т.д.) их опирать нельзя, так как ставить стропила можно только на прочные основания, не передающие влагу.

Но это не единственная причина. Опорой для кровли должна служить конструкция, которая равномерно распределяет нагрузку по стенам. Поэтому на их верхней части по всему периметру монтируют мауэрлат – толстую деревянную балку, исключающую точечную нагрузку на элементы кладки. Между ней и материалом стен обязательно прокладывают гидроизоляцию.

Также кровельная система может крепиться к балкам перекрытия. Это делается в случае с каркасными строениями или мансардными крышами. Часто балки перекрытия используют в качестве затяжек для висячих стропил. Они должны выступать за внешнюю плоскость стен минимум на полметра, чтобы образовать карнизный свес. А стропильная нога устанавливается на край балки.

Это важно. Без мауэрлата или верхней обвязки можно обойтись только при том условии, что стены обладают достаточной прочностью и могут выдержать точечную нагрузку. Поэтому на каркасные постройки стропила устанавливают точно над вертикальными несущими стойками.

Крепление к деревянной стене

Перед тем как установить стропила на бревенчатые или брусовые стены не нужно делать на них никакой обвязки – монтаж осуществляется прямо на несущие конструкции. При этом способ крепления зависит от предполагаемой усадки строения:

Если дом уже дал усадку или в случае реконструкции и замены кровли на старом деревянном доме, крепление делают жёстким, вырубая в верхнем бревне пазы под стропила и жёстко закрепляя их скобами или металлическими уголками с двух сторон.

При устройстве кровли на новых деревянных домах используют скользящее крепление. При усадке здания его геометрия может меняться, вызывая избыточное напряжение в местах жёсткого крепления и деформацию конструкции крыши. Чтобы этого не происходило, стропилам оставляют возможность двигаться в поперечном направлении, подстраиваясь под усадку. Для этого используют специальный крепёж, позволяющий им это делать. Это может быть стальной уголок с длинной прорезью на одной полочке вместо монтажных отверстий. Или скользящая опора, как на следующем фото.

Крепление к мауэрлату

О том, как крепить стропила к мауэрлату двухскатной крыши, нужно задуматься ещё на этапе монтажа самого мауэрлата. Если он закреплён на стене сбоку с помощью скоб, вбитых в деревянные пробки, то он не в состоянии нормально воспринимать распорные нагрузки. Поэтому крепление стропильной системы должно быть жёстким, исключающим сдвиги или повороты элементов относительно мауэрлата и друг друга.

Для справки. Безраспорный мауэрлат проще и дешевле в монтаже, но вся кровельная конструкция получается не слишком устойчивой к ветровым нагрузкам. Поэтому его устанавливают только на небольшие постройки – садовые домики, гаражи, бани.

Возможные варианты показаны на схеме:

На конце стропила выпиливается «седло», которым оно надевается на мауэрлат, после чего соединение укрепляется двумя стальными уголками, установленными с обеих сторон, либо тремя гвоздями, два из которых забиваются сбоку под углом и скрещиваются в теле мауэрлата, а один вбивается в стропило вертикально.
Вместо изготовления запила к стропильной ноге подшивается опорный брусок, упирающийся торцом в мауэрлат. Так поступают, если возникают сложности с тем, как запилить стропила под нужным углом и нужных размеров. Дальнейшее крепление также осуществляется на перекрещённые гвозди или уголки.
Запил или опорный брусок ограничивают свободу движения стропилины, не давая ей скользить по опорной плоскости. А дополнительный крепёж не позволяет ей сдвигаться в горизонтальном направлении. Если увеличить степень свободы этого узла, не делая «седло» или используя в качестве крепежа скобу, то максимально жёстким придётся делать соединение стропил в верхней части.

Видео описание

Подробнее об этом на видео:

Дома, построенные из газосиликатных блоков, пеноблоков и других относительно хрупких материалов, обязательно усиливаются по верхнему периметру стен монолитным бетонным поясом. Без него невозможно надёжное крепление мауэрлата, так как подобные материалы плохо удерживают в себе крепёж. Как правило, ещё во время заливки бетонного пояса в него вертикально устанавливают шпильки, на которые впоследствии и «насаживается» мауэрлат и фиксируется гайками.

В этом случае деревянная обвязка стен получается более надёжной и хорошо противостоит распорным нагрузкам. Помимо уже описанных способов, как крепить стропила к мауэрлату, можно использовать и другие. Например, с помощью накладной перфорированной пластины с запилом стропильной ноги или без него. Или на скобу либо три перекрещённых гвоздя без запила. Важно только срезать опорную часть стропила так, чтобы она точно совпадала с плоскостью мауэрлата.

Обратите внимание на то, что при установке без запила стропильные ноги придётся удлинить, нарастив их кобылками, чтобы образовался выпуск для карнизного свеса.

Чтобы снизить распирающую нагрузку на мауэрлат двухскатной крыши, используют скользящие (шарнирные) соединения. Это могут быть и специальные крепёжные элементы, и один вертикально вбитый гвоздь, и крепление на скобу с разнонаправленными зубьями.

Шарнирные сопряжения нижней части стропильных ног чаще всего применяются и тогда, когда надо решить, как крепить стропила на односкатной крыше. Но в этом случае верхнюю часть закрепляют жёстко на коньковой балке или стене односкатной крыши, выполняющей её функции.

Видео описание

Видео об устройстве стропильной системы для односкатной кровли:

Современный стальной стропильный крепёж очень облегчает работу по созданию каркаса крыши. При их применении стоит воспользоваться следующими советами и рекомендациями:

все скрепляемые деревянные элементы должны иметь толщину не менее 50 мм;
фиксировать фасонный крепёж следует оцинкованными саморезами или гвоздями. Причём гвозди должны быть не обычные, а ершённые – с насечками на стволе, длиной минимум 40 мм;
симметрично расположенные крепёжные элементы можно дополнительно стягивать шпильками, затягивая гайки с обеих сторон стропила.

Крепление к балкам

Основная задача при таком соединении заключается в предотвращении скольжения стропил по балкам, иначе они будут «разъезжаться». Этого допускать нельзя. Так как подстропильные балки часто выполняют двойную роль – балок перекрытия и затяжек для висячих стропил, то сопряжение должно быть особенно надёжным.

Лучше всего использовать врубки различных видов. Самые распространённые – в один или в два зуба, с усилением болтами и хомутами:

Соединение в один зуб годится для кровельных конструкций с небольшой нагрузкой – односкатных крыш пристроек или двухскатных с крутым наклоном скатов – более 35 градусов. Для этого на конце стропила вырезается зуб, а на балке соответствующее ему гнездо, глубина которого не должна превышать четверти толщины балки во избежание её ослабления. Расстояние от гнезда до конца балки не менее 25-30 см.

Если расчётная нагрузка на кровлю велика, опорную площадь увеличивают за счет второго зуб, усиливая соединение шипами.
При болтовом соединении конец стропила сажают в вырубку на верхней плоскости балки, а снизу делают небольшой вырез под болт. Затем сверлят сквозное отверстие перпендикулярно стропильной ноге и затягивают вставленный в него болт гайкой снизу.

Совет. Перед тем как запилить стропила и балки необходимо сделать шаблоны, чтобы каждый раз не переносить необходимые размеры на все детали. Запилы и вырубки удобнее выполнять на земле, подгоняя собранные фермы друг к другу. Это экономит время и силы.

Иногда стропила упирают в конец балки и скрепляют их саморезами, гвоздями либо накладными пластинами. Или сбивают их боковыми поверхностями. Такие соединения очень ненадёжны и допускаются только на лёгких бюджетных нежилых постройках.

Крепление в верхней части

В верхней части элементы конструкции тоже скрепляются по-разному в зависимости от её вида и необходимости создания жёсткого или подвижного соединения.

Висячие стропила могут крепиться встык или внахлёст. Соединение встык довольно жесткое, так как они упираются друг в друга. Для этого верхние торцы срезаются под таким углом, чтобы срезы при установке приняли строго вертикальное положение и плотно состыковались.

Их скрепляют:

гвоздями, вбитыми под углом: они должны иметь достаточную длину, чтобы пройти насквозь одну стропилину и хорошо закрепиться в другой;
деревянными треугольными накладками-косынками, закреплёнными с обеих сторон ершёнными гвоздями или саморезами;
металлическими пластинами на саморезах или болтах.

Ещё один способ стыковки – через горизонтальный прогон из повёрнутой на ребро доски. Торцы стропил с обеих сторон крепятся к ней стальными уголками.

Намного проще крепление внахлёст: не нужно думать, как сделать стропила точной длины и отпилить торцы. Они соединяются боковой плоскостью и скрепляются болтами или шпильками, после чего лишнюю длину просто срезают.

В наслонных конструкциях дополнительной опорой для стропил является коньковая балка. Они могут соединяться над ней уже описанными способами, имея по одной точке опоры. Но крепление будет гораздо более надёжным и прочным, если увеличить площадь опоры с помощью запилов.

В этом случае стропилины можно не скреплять между собой, оставляя им дополнительную степень свободы, а фиксировать индивидуально только на коньковой балке с помощью уголков или накладок.

Если же требуется максимально жёсткое соединение, применяют соединение встык с запилами и укреплением деревянными накладками над и под балкой. Этот способ называют жёстким защемлением.

Видео описание

Один из способов соединения на коньковой балке можно изучить по видео:

В заключение осталось добавить, что все запилы и врубки должны обеспечивать идеальное прилегание деталей друг к другу. Без должного опыта и старания выполнить это требование очень трудно. Грубые и неплотные прилегания ни в коем случае нельзя компенсировать прокладками или клиньями, которые в результате усушки или усадки могут вылететь или изменить форму.

Резюме

Мало знать, как поставить стропила и закрепить их на стенах дома. Для начала нужно рассчитать нагрузки и выбрать оптимальный способ крепления, учитывая длину пролётов, возможность усадки и прочие факторы, влияющие на стабильность и долговечность создаваемой конструкции. А самое главное – необходимо иметь опыт работы с деревом и быть перфекционистом, чтобы добиться идеальной идентичности каждой стропильной пары и установить их в одной плоскости.

Браться за такую работу самостоятельно можно, если иметь на руках подробный проект, а рядом – опытного помощника. В противном случае имеет смысл обратиться к профессионалам.

Несущий каркас любой скатной крыши – это стропила с закреплённой на них обрешёткой, а также различные прогоны, затяжки, подкосы и другие дополнительные детали. Для их соединения друг с другом применяются разные крепёжные элементы, обеспечивающие прочность, стабильность, долговечность всей кровельной системы. Давайте разберёмся, какими гвоздями прибивать обрешётку к стропилам, и почему лучше отдать предпочтение им, а не более удобным в применении саморезам.

Особенности деревянного «скелета» крыши

При работе с деревом необходимо учитывать его особенности, как материала, а также направление нагрузок, воздействующих на конкретные элементы конструкции.

По сравнению с бетоном или металлом, дерево – материал мягкий и упругий, но эти его свойства могут меняться в большую или меньшую сторону в зависимости от влажности. Деревянные конструкции подкровельной системы впитывают в себя влагу из воздуха, когда на улице идёт дождь, и водяные пары, поднимающиеся из внутренних помещений дома. В сухую погоду происходит обратное движение: дерево отдаёт лишнюю влагу в атмосферу. При этом материал расширяется или сужается, меняется упругость его волокон и расстояние между ними, что, в свою очередь, влияет на его способность удерживать в себе крепёж.

Поэтому прежде чем крепить обрешётку к стропилам или выполнять узловые соединения конструкции, нужно решить, какие метизы лучше использовать. Для этого необходимо определить влияющие на них нагрузки. При этом учитывают:

вес кровельного покрытия;
напряжения, возникающие в материале при изменении его влажности;
снеговую нагрузку, способную вызывать прогиб обрешётки;
ветровые нагрузки.

В зависимости от направления приложения усилий, крепёж может испытывать изгибающие, растягивающие, выдёргивающие, срезающие нагрузки.

Если снеговая нагрузка имеет вертикальное направление, то ветровая зависит от направления воздушного потока и может действовать горизонтально (боковая нагрузка на срез) или снизу вверх (на вырывание).

Чтобы решить, чем крепить обрешётку к стропилам – гвоздями или саморезами, давайте посмотрим, как эти метизы ведут себя в сложных условиях.

Что выбрать – саморезы или гвозди

Гвоздь представляет собой длинный стальной стержень с заострённым кончиком. При вбивании в древесину он расклинивает её волокна, которые, стремясь вернуться в исходное положение, сдавливают стержень со всех сторон. Это давление и удерживает его в материале.

Стержень самореза оснащён резьбой – спиралевидным выступом, который при вкручивании в дерево нарезает в его толще бороздки. Этот крепёж в древесине удерживают не только боковые силы сдавливания, но и сопротивление стенок этих бороздок.

Сравним устойчивость этих метизов к вертикальным (вырывающим) и боковым (срезающим и изгибающим) нагрузкам.

Устойчивость к вертикальным нагрузкам

Если рассматривать расклинивающие и резьбовые метизы с точки зрения вырывающих нагрузок, то последние явно прочнее. Чтобы вырвать из дерева гвоздь, необходимо преодолеть силы упругости, удерживающие его стержень. Для выдёргивания самореза этого недостаточно, нужно ещё и разрушить бороздки, сжимающие резьбу.

Для примера, вбитый в сосновый брус гвоздь длиной 40 мм выдёргивается из него при усилии, равном 32 кг, а вкрученный в него саморез с такой же толщиной и длиной 22 мм можно достать, только приложив усилие, равное 74 кг.

Поэтому, выбирая, чем крепить обрешётку крыши, гвоздями или саморезами, многие отдают предпочтение саморезам, справедливо полагая, что такое соединение гораздо крепче.

Однако помимо вертикальных нагрузок на элементы крепления воздействуют и боковые, возникающие при смещении деревянных деталей друг относительно друга из-за ветрового давления или неравномерного набухания древесины.

Устойчивость к боковым нагрузкам

Боковые нагрузки, воздействующие на крепёж, имеют динамический характер: они то усиливаются, то ослабевают. Гвоздь благодаря своей относительной гибкости выдерживает их легко: при смещении деталей он изгибается.

Дело в том, что гвозди делают из стальной проволоки методом холодной ковки, не подвергая термической обработке. А саморезы – из химически и термически обработанной стали, обладающей высокой твёрдостью, необходимой для нарезания резьбы. Но повышенная твёрдость не позволяет им изгибаться и смещаться вслед за материалом, поэтому при нагрузке на сдвиг они ломаются.

Прежде чем крепить обрешётку саморезами, нужно учесть и тот факт, что дерево, впитывая влагу, набухает, а толщина скреплённых элементов увеличивается. Гвозди при этом выдавливаются из пробитого ими канала, а вот саморезы удерживаются резьбой и не могут смещаться, поэтому часто разрываются у основания, под самой головкой.

Видео описание

Это видео позволит наглядно убедиться в том, что гвозди гораздо лучше сопротивляются излому, чем саморезы:

Почему лучше гвозди

Вырывающие усилия действуют на соединение обрешётки со стропилами в гораздо меньшей степени, чем боковые. Они могут быть значительными в тех случаях, когда подкровельное пространство не защищено от порывов ветра, направленных на внутренние стенки скатов. Примером могут служить навесы, крыши открытых террас и павильонов. Но в большей степени от них страдают листовые кровельные покрытия, которые могут оторваться от стропил вместе с плохо закреплённой обрешёткой.

Гораздо чаще крепёж не выдерживает разнонаправленного смещения частей деревянной конструкции и влияния атмосферных факторов в течение длительной эксплуатации. Гвозди показывают большую выносливость к таким «волновым» воздействиям.

Обратите внимание! Для обустройства кровли необходимо использовать метизы с антикоррозионной защитой из оцинкованной или нержавеющей стали.

Видео описание

В этом видеоролике показано, что случается даже с оцинкованными саморезами при их использовании для монтажа обрешётки:

Виды гвоздей для крепления обрешётки

Проведённое сравнение гвоздей и саморезов не совсем корректно, так как в нем были проанализированы крепёжные свойства только одного вида гвоздей – обычных строительных с гладким стержнем. Есть и другие виды, отличающиеся гораздо более высокой устойчивостью к вырывающим нагрузкам – винтовые и ершённые. Выбрать, какие гвозди нужны для обрешётки крыши, будет проще после их описания.

Гладкие

Надёжность соединений гладкими гвоздями самая невысокая. Основная их проблема – набухшая древесина выталкивает крепёж наружу, и выступающая над поверхностью шляпка может повредить лежащее на обрешётке покрытие.

Зато такие метизы незаменимы для возведения временных конструкций – их проще всего вытянуть при демонтаже.

Ершённые

Стержень таких гвоздей как бы состоит из усечённых конусов, расположенных один над другим основанием вверх. Другое название – кольцевые гвозди. Они легко входят в древесину при забивании, но за счёт того, что её волокна обжимают пространство над выступами, не расшатываются и не выдавливаются наружу при её набухании и высыхании.

Именно этот вид метизов считается самым надёжным для устройства кровельных систем, строительства каркасных домов. Но работа с ними требует высокого профессионализма и точности, так как разобрать неправильное соединение без разрушения материала практически невозможно.

Для справки! Выбирая гвозди или саморезы для стропил и обрешётки, многие отдают предпочтение саморезам за скорость и лёгкость работы с ними: вкручивать крепёж шуруповёртом намного проще и удобнее, чем забивать молотком. Но для быстрого монтажа ершённых гвоздей тоже есть специальный инструмент – нейлер.

Видео описание

Как работает нейлер, смотрите в видео:

Винтовые

Конструктивно винтовые гвозди похожи на саморезы по дереву – они тоже имеют резьбу, не доходящую до шляпки, но она не такая острая и частая. При забивании такой гвоздь поворачивается вокруг собственной оси, что аналогично процессу вкручивания. Волокна древесины при этом раздвигаются неравномерно, обеспечивая высокую степень трения и хорошее сцепление с метизом.

Такой крепёж тоже обладает высоким сопротивлением к вытягивающим нагрузкам. Чтобы выдернуть его из дерева, усилий потребуется в несколько раз больше, чем для выдёргивания обычного гладкого гвоздя. Поэтому собранные с его помощью конструкции служат десятилетиями.

Совет! Выбирая, чем крепить стропила – гвоздями или саморезами, предпочтение тоже лучше отдать винтовым или ершённым гвоздям.

Выбор гвоздей по длине

Важное значение для надёжности соединения имеет длина гвоздей. Она подбирается с учётом толщины обрешётки с таким расчётом, чтобы крепёж прошёл её насквозь и углубился в стропила ещё на 1,5-2 её толщины. Например:

толщина обрешётки 20 мм – длина гвоздя 60 мм;
толщина обрешётки 30 мм – длина гвоздя 70 мм;
толщина обрешётки 40 мм – длина гвоздя 90-100 мм.

Расчёт количества крепежа

Все знают, как крепить обрешётку: она прибивается во всех местах пересечения со стропилами. Но количество гвоздей на каждый узел может отличаться в зависимости от ширины элементов подкровельного настила.

Доски, прибитые в одной точке, со временем под воздействием переменных температуры и влажности воздуха начинают коробиться и деформироваться. Чтобы этого не происходило, их прибивают на два гвоздя, отступив от краёв по 1,2-1,5 см.

При использовании широких досок расход крепежа увеличится за счёт дополнительного третьего гвоздя, вбиваемого по оси.

На один гвоздь можно прибивать только обрешётку из брусков сечением 40х40 мм или 50х50 мм.

Зная количество стропил, шаг между элементами обрешётки и их ширину, определить расход крепежа будет не сложно. Но покупать его нужно с запасом на случай брака в работе или дефектов самих метизов.

Коротко о главном

Стропильная система крыши подвергается различным нагрузкам, а дерево, из которого собирается конструкция, подвержено изменениям размеров и внутренней структуры. Все это вкупе приводит к возникновению напряжений в местах стыков обрешётки со стропилами или контробрешёткой. Саморезы из-за своей твёрдости и хрупкости их не выдерживают и ломаются, в отличие от более устойчивых к боковым нагрузкам гвоздей. У них другая «болезнь» – плохое противодействие вертикальным нагрузкам, но её можно избежать, используя винтовые или ершённые гвозди с насечками на стержне.

Основой любой крыши, от которой зависит ее надежность и прочность, является стропильный каркас. От того, насколько качественно будут соединены все его конструкционные элементы, будет зависеть долговечность и эффективность кровли. В статье далее мы рассмотрим, какие бывают крепления стропильной системы кровли, и в каких случаях они применяются.

Схема стропильной системы

Создавая каркасную конструкцию, всегда нужно помнить, что в процессе эксплуатации она будет подвергаться ветровым, снеговым и температурным нагрузкам. А ведь еще она должна удерживать на себе обрешетку и кровельный пирог, которые имеют существенную массу. Поэтому важно правильно определиться, какой крепеж для кровли необходим в том или ином случае.

В конструкцию стропильного каркаса входят такие детали:

брус мауэрлата;
стропила;
конек;
прогоны;
ендовы;
рейки обрешетки.

Примечательно, что в процессе сборки каркасные конструкции применяются как деревянные, так и металлические крепежи. Каждый из них будет актуален в том или ином случае. Чтобы разобраться, когда и какое крепление стоит использовать, рассмотрим основные узлы, из которых состоит стропильная система.

Узловые соединения каркаса кровли

Основной узловой элемент всего каркаса – это мауэрлат. Он делается из толстой балки сечением 15×15 см и укладывается параллельно коньку на осях стен. Впоследствии на него будут опираться стропильные ноги. Главная задача мауэрлата заключается в перераспределении массы деревянных конструкций (стропильных ног и обрешетки), кровельного пирога и финишного покрытия на несущие стены и фундамент основного здания. Кроме того, на него будет приходиться основная нагрузка от ветра и атмосферных осадков. В связи с этим, крепление мауэрлата к несущим стенам должно быть максимально прочным.

Существует 2 способа фиксации мауэрлата на стенах:

По периметру здания большой площади в верхней части стен заливают армирующий пояс. В него через каждые 2 метра устанавливают металлические шпильки с резьбой М12. Впоследствии мауэрлат будут насаживать на эти шпильки, и затягивать шайбами с гайками. Если же дом будет небольшим, то балку мауэрлата можно не укладывать вовсе. Стропильные ноги будут крепиться непосредственно на вмурованные в стену шпильки.
Достаточно надежное соединение можно получить, если использовать стальную проволоку. Середину проволоки заводят под кирпичи за 3 ряда до окончания кладки. Длины проволоки должно хватить, чтобы прочно притянуть мауэрлат к стене. Как и в первом случае, таким способом можно закрепить стропила и без укладки мауэрлатной балки. Однако это создаст точечную нагрузку на стены, что может пагубно сказаться на их целостности.

Схема крепления стропил к балке мауэрлата бывает скользящей и жесткой. При этом все будет зависеть от типа стропильной конструкции (висячие или наслонные), а также формы крыши.

Стыковка стропил с мауэрлатом - крепеж пластинами, уголками

Узловые элементы при стыковке стропила с мауэрлатом выполняются из древесины, и могут быть такими:

Упор прямо в мауэрлат.
Зуб с упором и шипом.
Зуб только с упором.

Одинарный зуб для врубки выполняется при обустройстве крыши с крутыми склонами (более 35º). Тогда в мауэрлате вырезают гнездо, а в стропиле – зуб и шип, который предотвратит горизонтальное смещение ноги. Если у крыши уклон более пологий, то вырезают двойной зуб для врубки, однако, делают это очень редко.

Для облегчения работы в последнее время все чаще выполняется крепление стропил металлическими уголками, что еще и существенно ускоряет процесс. Кроме того, могут применять болты, скобы, пластины, хомуты и петли.

Зачастую выполняют крепление стропил жестким способом, забивая в мауэрлат гвозди под углом с обеих сторон. При этом гвозди скрещиваются внутри балки. Чтобы окончательно закрепить элемент, по центру вбивают третий гвоздь. Для жесткой фиксации стропильной ноги и предотвращения ее сдвигов в горизонтальной плоскости, используются металлические уголки для крыши, которые закрепляют по бокам.

При строительстве дома из бруса или оцилиндрованных бревен используется метод плавающего крепления. Это нужно, чтобы в процессе усадки деревянного здания каркас немного смещался и не повредил несущие стены. Следовательно, используются специальные уголки для крепления стропил, которые могут обеспечить подвижность. В них один из элементов закреплен жестко, а второй – может несколько смещаться.

Коньковый узел - крепление соединений

В верхней части стропилины могут стыковаться либо на коньковую балку, встык или с нахлестом.

Установка встык предполагает, что концы стропил обрезают под углом, совпадающим с уклоном крыши. На противоположном элементе выполняют точно такой же срез, но в обратном направлении. На месте стыковки в стропила забивают длинный гвоздь, который должен пройти насквозь через обе балки. Дополнительно при этом используются пластины для стропильной системы, которые придают стыку большую прочность. Это могут быть как деревянные, так и металлические накладки. Фиксация перфорированной пластины для стропил производится болтами или гвоздями.

При фиксации внахлест стропила будут соприкасаться своими боковыми ребрами. Принцип крепления при этом останется аналогичным первому варианту. Если же правильные ноги упираются в коньковый прогон, для их закрепления используются болты или шпильки на резьбе с шайбами.

В некоторых случаях стропильный каркас собирается из цельных ферм, обеспечивающих максимальную жесткость конструкции. При этом чтобы крыша могла выдерживать усиленную ветровую нагрузку, понадобится монтаж достаточного количества диагональных элементов. Раскосы и подстропильные ноги, которые входят в конструкцию каркаса, как раз и обеспечивают устойчивость фронтона. При монтаже раскоса нижняя его часть опирается на перекрытие, а верхняя – стыкуется с углом фронтона. Что касается подкоса, то его основная задача состоит в минимизации нагрузки на центральную часть стропил. Устанавливают подкос под углом 45º. Для его фиксации могут использоваться крепежные уголки для стропил, а также пластины или хомуты.

Разновидности металлических креплений и их характеристики

В старину для сборки каркаса крыши строители пользовались всевозможными деревянными креплениями – клиньями, нагелями, брусками и деревянными штырями, накладками, скобами. Однако в настоящее время при строительстве предпочтение отдают все-таки металлическим крепежам. На рынке стройматериалов можно подобрать самые разнообразные крепежные уголки для стропил, а также прочие детали, которые в значительной степени ускорят процесс монтажа каркаса, а также сделают его намного удобнее.

Для производства крепежных элементов обычно используется металл толщиной 1,5-3 мм, что придает изделиям достаточную прочность и выгодно выделяет его среди других материалов. Можно найти расходники самых разных размеров для любых целей.

Среди разновидностей держателя стропила можно назвать такие приспособления:

перфорированная монтажная лента;
опора для балок;
пластины и накладки;
опоры для бруса;
уголок для стропильных соединений;
крепления LK;
уголки KP;
кронштейны WB;
саморезы;
стропильная скоба;
болты с гайками;
вязальная проволока.

Стоит отметить, что приобретение крепежей с перфорированием гарантирует вам надежность фиксации любых стропильных элементов, под каким бы уклоном они не находились, а также обеспечит жесткость всей конструкции в целом. Такие крепления оборудованы специальными отверстиями для закручивания саморезов, шурупов и болтов, посредством которых и производится фиксация деревянных элементов между собой. Причем такие изделия можно обрезать под нужный размер.

Фиксацию крепежных деталей можно выполнять и гвоздями. Но их применяют только в условиях промышленного производства, когда есть возможность отогнуть конусовидную часть крепежа. Для таких работ используется оборудование, которое выполняет эту процедуру под давлением.

Угловые элементы KP производятся в большом количестве модификаций. Они позволяют минимизировать возможность срыва резьбы на болтах и деформации соединений во время естественной усадки каркаса. Такие детали можно закрепить на гвоздях или шурупах своими руками, никакие специальные станки не потребуются.

Зафиксировать несущую балку во время сборки перекрытий деревянного дома из бруса или оцилиндрованных бревен можно с помощью кронштейнов WB. В таком случае не нужно будет делать врезку на стропильной ноге, при этом ее несущая способность не снижается. Для фиксации крепежного элемента применяются анкеры, шурупы и гвозди.

Для того чтобы соединить балки со стропилами в подстропильной системе, предназначено крепление LK. По характеристикам оно практически не отличается от кронштейнов WB, однако, зафиксировать его можно только гвоздями или саморезами. Они широко применяются во время строительства бревенчатых срубов.

Подводя итоги, отметим, что крепежные элементы являются неотъемлемой частью строительства любой каркасной конструкции, в том числе крыши бревенчатого дома. От качества таких расходных материалов зависит устойчивость всей конструкции и продолжительность службы кровельного покрытия и пирога. В связи с этим, рекомендуем очень внимательно отнестись к процессу выбора креплений для стропил, чтобы избежать многих проблем в будущем.

Читайте также: