Ювелирное обозрение

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:

• Висячие. Висячие стропила имеют всего одну точку опоры – на мауэрлат, свободным концом ноги они упираются друг друга, образуя трехшарнирную треугольную арку. Такая конструкция применяется, если сруб внутри не предусматривает несущих стен, на которые можно установить стойки. Висячая стропильная система испытывает нагрузку на распирание, поэтому она включает в себя разного рода затяжки, компенсирующие это напряжение. Стропила такого типа отличаются массивностью и сложностью монтажа.
• Наслонные. Наслонные стропила обладают двумя точками опоры – мауэрлат и коньковый прогон, который поддерживают вертикальные стойки. Такая конструкция может использоваться, только если внутри сруб имеет как минимум 1 несущую стену или ряд колонн, на которые можно разгрузить конек. Наслонная стропильная система испытывает нагрузку только на прогиб, потому монтировать ее проще.

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:

Подвижные. Подвижными креплениями стропил называют специальные «ползуны», изготовленные из металла. Благодаря им, стропильные ноги не испытывают нагрузку на прогиб, а также реагируют на малейшие температурные колебания, подстраиваясь геометрию сруба. Ползуны позволяют крепить стропильную систему до окончания усадки дома без риска деформации.

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:

• Установка готовых стропильных ферм. Эта технология заключается в сборке стропильных ферм «на земле» и дальнейшем подъеме их на место установки в готовом виде. Поднять массивные и тяжелые конструкции требуется специальная техника (автовышка, кран или трактор). Таким способом устанавливают наслонные стропила, которые весят меньше.
• Сборка ферм «на высоте». Если конструкция стропильной системы отличается большим весом и размером, а в распоряжении строителей нет специальной техники, то фермы собирают прямо на месте. Недостатком этой технологии считают сложность и неудобство производства работ.

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:

1. Сначала нужно взять ровные доски из древесины хвойных пород без трещин или сучков. Для увеличения срока службы стропильных ног они обрабатываются антисептическим средством и антипиреном. Чтобы снизить расход пропитки, лучше острогать древесину.
2. Затем изготавливают шаблон стропильной ноги, который служит образцом для производства остальных стропил.
3. Сначала устанавливают первую и последнюю стропильную пару, а затем натягивают между ними шнурку, чтобы выровнять остальные стропила.
4. Крепят остальные стропильные пары, подрезают концы ног, чтобы они были ровными, а затем устанавливают обрешетку.

Опытные мастера рекомендуют контролировать правильность крепления стропильных ног с помощью строительного уровня, чтобы крыша была ровной, без перекосов.

Видео-инструкция

После возведения стен и ожидания в течение полугода для завершения усадки, можно переходить к следующему этапу строительства – установке кровельной системы. Для деревянных домов и бань чаще всего выбирается стандартная двускатная крыша со значительным уклоном, на которой не будет скапливаться снег. Стропила для сруба должны быть прочными и правильно установленными, от надёжности выполнения кровли зависит защищённость стен и перекрытий и долговечность всего строения. Как ставить стропила на сруб?

Варианты монтажа стропильной системы

Перед установкой стропил необходимо смонтировать потолочные балки. В верхнем венце сруба необходимо сделать технологическое отверстие, которое называют врубкой – в него будет устанавливаться балка. При этом отверстие не должно быть сквозным, чтобы торец потолочной балки не страдал от действия атмосферных явлений.

Расстояние между балками зависит от того, какой материал предполагается использовать для перекрытия, и от вариантов использования чердака или мансардного помещения. Минимальный рекомендуемый шаг составляет полметра.

Монтаж стропил на сруб может осуществляться двумя основными способами:

1. Стропила собираются в фермы на земле, и готовые конструкции потом поднимаются на крышу. Такой вариант можно использовать в том случае, если кровля будет иметь небольшой вес. Для подъёма ферм на крышу можно привлекать спецтехнику, а можно обойтись просто силами нескольких человек.
2. Второй вариант – стропила по одному поднимаются на крышу и монтируются сразу наверху. Это удобно, если стропила сами по себе имеют большой вес, и поднять готовую конструкцию наверх будет проблематично.

Для стропил важно использовать лучший пиломатериал. Для них используют брус, в котором не должно быть сучков, трещин или каких-либо иных дефектов.

Проектировка стропильной системы дома

Проект кровли зависит от площади здания, а также от предполагаемого веса кровельного материала. Кроме того, нужно учитывать ветровые и снеговые нагрузки в регионе, так как именно кровля должна будет защищать дом от всех ударов стихии. Двускатная стропильная система представляет собой прямоугольный треугольник, его верхнюю часть называют коньком крыши.

Самый распространённый вариант стропил изготавливается из обрезной доски, её сечение составляет 40/150 мм. Выделяют висячие и наслонные стропила: в первом случае балки упираются в стены сруба и соединяются между собой на коньке, их фиксируют горизонтальные перемычки и подпорки.

Обычно этот тип конструкции используется для домов большой сложности, и желательно предварительно спроектировать ферму на бумаге, чтобы определиться с необходимым числом подпорок. Расчёт должен учитывать несколько факторов:

• Высота конька. Если крыша будет иметь большой уклон, поэтому на ней не будет задерживаться снег. Но при этом потребуется больше кровельного материала, поэтому работа обойдётся дороже.
• Нужно рассчитать оптимальную длину стропил. Напуск под козырёк должен составлять около 30-40 см, это позволит отводить лишнюю влагу от стен.
• Необходимо определиться с типом крепления балок в коньке: между собой они могут соединяться деревянной или металлической пластиной, кроме того, может использоваться метод соединения врубкой, в котором крепёжным элементом выступает болт.

Дополнительные опорные сооружения помогут избежать провисания стропил, их нужно обязательно устанавливать в том случае, если их длина превышает 4,5 м.

Технология монтажа наслонных стропил

Как установить стропила на сруб? Стропильная система предусматривает крепление к потолочным балкам или мауэрлату, роль которого в срубе выполняет верхний венец. Важно убедиться, что он расположен строго горизонтально, так как от этого будет зависеть надёжность установки крыши.

Крепление стропил к срубу может выполняться несколькими вариантами в зависимости от проекта:

В первом случае верхнюю часть стропила помещают на конёк, балки соединяются между собой скользящей опорой. Нижняя часть стропил прикрепляется к мауэрлату врубкой с дополнительными креплениями по бокам.

Второй вариант подразумевает крепление верхних концов стропил друг к другу болтовым соединением или металлической либо деревянной пластиной. Нижнюю часть стропила закрепляют к мауэрлату подвижным соединением.

Верхняя часть стропил прикрепляется к коньковому прогону, сбираясь в единый коньковый узел. Для нижних частей используется такое же плавающее соединение.

Поскольку нижняя часть стропил не является жёстко закреплённой, осадка не будет оказывать большого влияния на конструкцию кровли. Однако иногда применяется дополнительная распорная система, которая обеспечивает жёсткое прикрепление верхнего венца сруба к стропилам.

При рубке сруба должна соблюдаться технологическая последовательность, которая является важным процессом для качественной постройки сруба. Особенно должно обращаться внимание на прочное крепление стропил к срубу, от которого будет зависеть надежность и срок эксплуатации кровли.

Виды стропильных конструкций.

Форма будущей кровли и способы крепления стропила должны выбираться с учетом материала, из которого возводится сруб, расположения региона, где будет находиться постройка. В конструкции кровли стропила играют главную роль при креплении.

При устройстве каркаса кровли качественный крепеж стропильных конструкций очень важен, так как ошибки при расчете и неправильно выбранный материал, некачественно выполненная работа при монтаже отрицательно скажутся на долговечности, придется снова перекрывать ее.

Как крепить стропила

Закреплять стропила можно несколькими методами:

• применяя мауэрлат;
• через балки перекрытия;
• с затяжкой и подстропильными деревянными брусками;
• соединение с верхним венцом стен из бревен;
• с использованием обвязки дома, который построен по каркасной системе.

Узлы крепления стропильной системы.

Стропила, применяемые при монтаже кровли в срубах, подразделяются на висячие и наклонные. При строительстве деревянных домов с большой площадью кровли применяют висячие стропила.

Основными инструментами при работе выступают:

Разметка размещения стропил при их монтаже

Разметку крепления досок к срубу необходимо начинать с фронтонов, при этом элементы укладывают плотно к фронтонам. Но сначала в доске должен быть вырублен опорный элемент — зуб. В верхнем венце сруба, повторяя размер зуба, выпиливается паз. Тут же необходимо отметить, что без зуба и паза производить крепление стропил нельзя. При положении сверху торцы элементов необходимо укладывать на 5 см ниже с учетом высоты фронтона.

Когда проект крыши сруба предусматривает коньковый элемент из бруса или бревна, размечая укладку, стропила требуется наживить к ним гвоздями. Когда будет произведена установка всех элементов (раскосов, обрешетки) — временное крепление в виде гвоздей извлекается.

Схема разметки стропил.

Это требуется для того, чтобы в процессе усадки сруба все элементы не зависали.

Обычно стропила устанавливают с соблюдением шага в 60 см и больше.

Расстояние шага будет зависеть от проекта постройки и места его строительства. Устанавливают стропила по обе стороны фронтона, в итоге получается форма шатра. В местах соприкасания стропил с фронтонами должен оставаться зазор минимум в 5 см, заполняемый впоследствии утепляющим материалом.

Установка висячих стропил: особенности

Опорой в таком случае служат только стены, что может привести к горизонтальной распорной нагрузке по всей конструкции (срубу). Для облегчения этих нагрузок до монтажа и соединения стропил к стеновому основанию (срубу) важно использовать затяжку, которая изготавливается из бруска или доски, благодаря которым соединяются встречные элементы при жестком соединении стропила в верхней части. В итоге получается безраспорный треугольной формы каркас, его и устанавливают на венцы сруба.

Есть и аналогичный метод, когда применяются балки перекрытий. Такие элементы устанавливаются со стропилами в одной плоскости и перпендикулярно стеновому основанию. Подобный метод используют при монтаже мансардных построек.

Схема висячих стропил.

Соединение конструкции с балками независимо от тяжести кровли рекомендуется применять в случае достаточной прочности и устойчивости стен сруба. Это связано с тем, что давление на стены сруба самой конструкции будет точечным, а не равномерным, как при использовании мауэрлата.

При этом способе балки для устройства перекрытия необходимо подбирать размерами 50х150 мм. Устраивая свес кровли, деревянные бруски берут такого размера, который позволяет устроить выступ не менее 55 см. Стропильные элементы при этом методе должны выступать за основание стены и крепиться за край бруска.

Технология крепления к мауэрлату

Мауэрлат является одним из крайних элементов крыши сруба. На него приходится давление от большого веса всей кровли, которое равноценно должно распределяться по несущим элементам. Крепление мауэрлата производится со стропильными элементами, которые и дают это давление. Мауэрлат бывает как из цельных бревен, уложенных по периметру, так и кусками метровой длины, которые устраиваются непосредственно под стропильные элементы.

Для изготовления мауэрлата используют исключительно бревна, брусья и доски с минимальными размерами 100х100 мм, 100х150 мм и 150х150 мм. Если применяются бревна, то один из боков обрезается для максимального соприкосновения с верхним венцом сруба. Крепление мауэрлата можно производить несколькими методами.

Схема стропил со скользящей опорой.

Когда сруб выполнен из бревна или из бруса, мауэрлат монтируется по верхнему ряду и устанавливается на бревна. Закрепить можно:

• с помощью деревянных или стальных нагелей;
• стальными скобами;
• металлическим уголком;
• с использованием оцинкованной проволоки с минимальным диаметром в 4 мм.

Как крепятся стропила к мауэрлату

Крепление стропил — ответственный момент в процессе монтажа кровли. От метода крепления стропильных элементов с мауэрлатом будет зависеть состояние кровли под воздействием на нее порывов ветра, снежного покрова, резких изменений температуры. Все деревянные элементы способны впитывать влагу и при этом расширяться, а под влиянием повышения температур — сжиматься. Учитывая характеристики деревянных конструкций, не рекомендуется устраивать все соединения с жестким креплением, так как это приводит к разрывам и смещениям. Опасность может представлять и возникновение распорных сил, влияющих на стены сруба, из-за халатного монтажа конструкций. Чтобы этого не произошло, необходимо иметь представление, как установить стропила на сруб.

Стропила с мауэрлатом можно закрепить следующими методами:

Вид сопряжения применяется с учетом формы кровли и типа стропил — наслонного или висячего.

Использование жесткого крепления

Инструменты для монтажа стропил.

При установке стропила на брус методом жесткого крепления важно придерживаться некоторых требований и исключить изгиб, перекрут, повороты и сдвиги между элементами.

Этих требований можно достичь:

• закрепив уголком с подшиваемым бруском для опоры;
• производя запил на стропильном элементе и крепление этого соединения гвоздями и скобами.

Используя уголок, с подшивными опорными брусками стропила устраивают на мауэрлат. Сам элемент должен иметь жесткий упор по линии нагрузки за счет подшитого бруса длиной около 1 м. Также он фиксируется с боков металлическим уголком, чтобы избежать сдвига.

Второй способ при монтаже наиболее применим. При этом варианте фиксацию гвоздями производят с боковой стороны, под углом, происходит их скрещивание внутри мауэрлата, по вертикали должен быть забит третий гвоздь. Так получается довольно жесткий узел при крепеже.

В обоих вариантах соединения подстраховываются еще одним креплением элементов со стеной, используя для этого проволоку или анкеры.

При одном угле уклона кровли стропила заготавливаются с применением шаблона, то есть одинакового размера.

Применение скользящего соединения

Скользящее соединение создается методом крепежа с возможностью сдвигания одного элемента. В данной ситуации таким элементом будут стропила к мауэрлату. Закрепить стропила к мауэрлату с возможностью передвижения можно такими методами:

Способом запила и монтажа стропильного элемента и запилом мауэрлата:

• производя соединение, используя 2 гвоздя с боков наискосок, чтобы они пересеклись;
• выполняя соединение одним гвоздем, который забивают в верхней части через все стропила и в мауэрлат;
• заменяются гвозди пластиной с отверстиями;
• применяя скобы, скрепляют стропила и мауэрлат;
• стропила выступают за стену и закреплены только пластинами.

Соединение производится с применением специальных крепежных элементов — салазками.

Каждый из способов позволяет стропильным элементам двигаться по отношению друг к другу.