Коньковая балка крыши – Стропильная система двухскатной крыши, ее конструкция, схема и устройство + Видео

Г образная крыша с разными фронтонами, коньковая балка

Крыша с 3 фронтонами

Монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины

Нередко Г-образная крыша, имеет фронты различной ширины. Выстраивать её таким же образом, как и крышу с одинаковыми фронтами сложнее, потому что в этом случае стропила не совпадут в единой точке. Напомним, что стропила – специальные доски, на которые приходится основная нагрузка.

Итак, стропила не соединятся на месте карниза, если доски, закрепленные на разных фронтах, фиксируются под одним углом. В таком случае можно расположить один конек выше другого, тогда на крыше будут установлены три фронта. Другой вариант – фиксировать стропила на балках перекрытия. Здесь коньки можно сделать одинаковой высоты. Поэтому далее мы узнаем, как производится монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины.

С чего начинается монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины.

Начинаем с установки балок перекрытия. Далее фиксируются выносные балки и угловые кровельного выноса. Рассмотрим, как провести установку последних. Первым шагом пришивается на внешних углах здания доски — одна на каждой стороне. Это делается для того, чтобы отметить угол, где будет сформирован карниз. Между внешним углом здания и внутренним, который создается соединением двух стропил, натягиваем шнур. Пришивайте доски по мере необходимости, иначе они будут мешать в процессе устанавливания стропил на скаты. Потом при помощи шнура проведите разметку угловых выноса и установите их.

Теперь устанавливаются коньковые доски, те, что обеспечивают поддержку конька; потом — стропила скатов.

Фиксируем угловые доски на внешний угол здания. Об этом стоит рассказать подробнее. Так как скаты расположены под разными углами наклона, то угловое стропило, состоящее из двух досок, сшивается не совсем стандартным способом: одна из досок будет немного ниже другой. Чтобы определить, сколько см разницы между досками, нужно измерить углы между угловыми стропилами. Для этого используют шнур и угломер. После проведения всех расчетов, вы можете изготовить первую доску – половину углового стропила. Возможно, она станет прогибаться, поэтому потребуется установить под нее временную стойку.

После того, как операция по установке угловых стропил завершена, приступаем к следующему этапу: установка угловых стропил в ендове. Для этого часть стропила стесывают.

Угловая и Г-образная крыша: расчеты и монтаж

Но, в нашем случае, разные стропила стесываются на различные длины, так происходит, потому что мы работаем с крышей, где скаты размещаются под разными углами. Сначала натягиваем шнур в ендове. С помощью угломера вычисляем величину нижнего запила. Из 90° вычитаем данную величину и получаем угол верхнего запила.

Далее идет шаблон угла.

Теперь создадим шаблон угла верхнего запила из небольшой доски. Приложив его к верху ендовы, отметим черту запила так, чтобы она проходила параллельно коньковому бруску. Опять проложим шаблон и измерим длину до точки запила.

На величину этой длины стесывается одна грань правой части углового стропила. Таким же образом изготавливается левая часть. Она будет отличаться от правой на измеренную уже длину. На этом работа с верхними гранями стропила закончена, нижние концы потребуется немного подпилить.

На последующих этапах производится установка стоек, ригелей, нарожников. Производится обрешетка крыши. Подшивают карнизы и так далее.

ГЛАВНАЯ

Монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины.

В прошлой статье был описан монтаж крыши, имеющей форму буквы «Г» с одинаковыми фронтонами. Давайте теперь рассмотрим случай, когда фронтоны имеют разную ширину.

Хочу Вам сразу показать, что произойдёт, если начать монтаж крыши в том же порядке, который был описан в предыдущей статье (см. рис.1)

Рисунок 1

Мы видим, что один фронтон будет шириной 6 метров, другой 7 метров. При этом углы наклона стропил будут не одинаковыми, и это приведёт к тому, что в карнизе концы стропил не совпадут по вертикали (нижний рисунок). В данном примере перепад составит почти 10 см.

В этом случае можно пойти двумя путями:

1) Один конёк делается ниже другого. Причём такая крыша имеет уже три фронтона (см. рис.2):

Рисунок 2

О такой конструкции мы поговорим в следующей статье, только на примере Т-образной крыши.

2) Крыша делается с опиранием стропил на балки перекрытия. При этом коньки возможно сделать на одной высоте. Такой вариант мы сейчас и рассмотрим.

Небольшое отступление. В этой и в предыдущей статьях я всегда говорю о фронтонах. Но вместо фронтонов могут быть и вальмы и полувальмы . Смотрите, например, рисунок 3. Здесь каждый человек волен фантазировать.

Рисунок 3

Итак, наш пример:

ШАГ 1: Устанавливаем балки перекрытия и выноса. (см.рис.4):

Рисунок 4

ШАГ 2: Ставим угловые выноса.

Для этого сначала нужно пришить на наружном углу коробки дома по одной ветровой доске, чтобы найти угол карниза. Затем натягиваем между наружным и внутренним углами шнурку (см. рис. 5):

Рисунок 5

Все ветровые доски сразу не пришиваем, потому что они будут мешаться при разметке и установке стропил скатов.

Далее, ориентируясь по шнурке, размечаем и устанавливаем угловые выноса, также, как мы делали в статье «Конструкция вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия» (см. рис. 6)

Рисунок 6

ШАГ 3: Ставим коньковую доску и стропила скатов (см. рис.7):

Рисунок 7

ШАГ 4: Ставим угловое стропило на наружный угол коробки дома (см. рис.8). Эта операция также уже была подробно описана здесь… — шаг 8.

Рисунок 8

ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем угловое стропило в ендове. Так же как мы делали в прошлой статье, половинки углового стропила будут стёсываться, но на разную величину, так как, напомню ещё раз, углы наклона скатов, сходящихся в ендове, различные.

Итак, натягиваем шнурку в ендове, как показано на рис. 9:

Рисунок 9

Замеряем с помощью малки угол нижнего запила углового стропила ʺαʺ (см. рис. 10):

Рисунок 10

Высчитываем угол верхнего запила:

β = 90° — α

Берём небольшой обрезок доски с сечение стропила и запиливаем один его конец под углом β. Прикладываем его вверху ендовы, как показано на рис.11. Отмечаем линию запила параллельно коньковой доске справа.

Рисунок 11

Делаем запил и снова приложив шаблон замеряем расстояние показанное на рис. 12:

Рисунок 12

С помощью топора или бензопилы срезаем на это расстояние верхнюю грань правой половинки углового стропила, так же как мы делали в прошлой статье ( см. рис. здесь… ).

Итак, угол нижнего запила ʺαʺ нам известен, шаблон верхнего запила имеется. Теперь мы замеряем рулеткой длину стропила, делаем запилы и стёсываем верхнюю грань.

Левую половинку размечаем и изготавливаем аналогично. Будет отличаться размер, на который стёсывается верхняя грань.

Результат показан на рис.13:

Рисунок 13

Да, ещё забыл сказать, что нижний конец обоих половинок углового стропила нужно будет чуть-чуть подпилить. На рисунке 14 на примере правой половинки показано место спила (синим цветом):

Рисунок 14

Далее мы всё делаем по уже знакомому из предыдущих статей сценарию: ставим необходимые стойки, ригеля, нарожники, подшиваем карнизы, делаем обрешётку…

Монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины

В прошлой статье мы рассказывали о монтаже кровли, которая имеет вид буквы «Г» с однообразными фронтонами. Теперь стоит взглянуть на случай, когда фронтоны разной ширины.

Рекомендуем Вам взглянуть на то, что произойдёт, при условии монтажа крыши в аналогичном порядке, о котором говорилось в предыдущей публикации (см. изображение 1)

Здесь видно, что один из фронтонов будет иметь ширину 6 метров, а другой – 7 метров. В таком случае углы наклона стропил получаться разных размеров, а это повлияет на то, что концы стропил в карнизе не сойдутся по вертикальной линии (нижнее изображение). В этом примере такой перепад составит примерно 10 см.

В данной ситуации стоит пойти двумя путями решения:

1) Один конёк устанавливается ниже другого. К тому же данная кровля включает уже три фронтона (см. изображение 2):

О подобной конструкции мы расскажем в следующей публикации, только на примере кровли в форме буквы Т.

2) Кровля создается с опорой стропил на перекрывающие балки. В таком случае коньки можно установить на одном уровне. На данном варианте мы остановимся подробнее.

Мы сделали акцент на фронтонах в данной и прошлой статье. Хотя фронтоны могут быть заменены вальмами и полувальмами. Пример использования подобных деталей на изображении 3.

Этапы монтажа Г-образной кровли с фронтонами, имеющими разную ширину

Этап 1: Ставим балки перекрытия и выноса (см. изображение 4):

Этап 2: Устанавливаем углы выноса.

Чтобы это выполнить, необходимо сначала пришить на внешнем углу коробки здания по штуке ветровой доски, для того чтобы отыскать угол карниза. Затем аккуратно натягиваем шнурку между внешним и внутренним углами (см. изображение 5):

Готовые ветровые доски сразу не пришиваем, ведь они будут мешать во время разметке и монтаже стропил скатов.

Далее, следуя шнурке, аккуратно размечаем и ставим угловые выноса, таким же образом, как это делается в публикации «Конструкция вальмовой крыши с опорой стропил на балки перекрытия» (см. изображение 6)

Этап 3: Устанавливаем коньковую доску и стропила скатов (пример на изображении 7):

Этап 4: Устанавливаем угловое стропило на внешний угол коробки здания (см. изображение 8). Данный этап также уже был детально описан здесь… — Пункт 8.

Этап 5: Создаем и ставим угловое стропило в ендове аналогично с процессом, описанным в прошлой статье. Половинки углового стропила стесываются, но на разную величину, ведь углы наклона скатов, которые сходятся в ендове, отличаются между собой.

Теперь натягиваем шнурку в ендове, способом, показанным на изображении 9:

Измеряем при помощи малки угол нижнего запила углового стропила . (см. изображение 10):

Рассчитываем угол верхнего запила:

Берём малый кусок доски с сечения стропила и запиливаем один из его концов под углом. Ставим его вверху ендовы, как показано на изображении 11. Отмечаем линию запила по параллели коньковой доски справа.

Делаем запил, и снова используя образец, замеряем расстояние, показанное на изображении 12:

Используя топор или бензопилу, срезаем на данное расстояние верхнюю грань правой половины углового стропила подобным методом, описанным в прошлой публикации .

Итак, угол нижнего запила . мы теперь знаем, образец верхнего запила есть. Теперь мы меряем рулеткой параметр длины стропила, делаем запилы и стёсываем верхнюю грань.

Левую половину размечаем и создаем аналогичным образом. Размер, на который стёсывается верхняя грань, будет отличаться

Результат показан на изображении 13:

Нижний конец каждой половины углового стропила стоит немного подпилить. На изображении 14 на примере правой половины отображено место спила (выделено синим цветом):

В дальнейшем все выполняем по аналогичному методу из предыдущих публикаций: ставим нужные стойки, ригеля, нарожники, подшиваем карнизы, создаем обрешётку

«Врезание» крыш друг в друга. Г- и Т-образные крыши. Ендовы

Архитекторы называют крышу пятым фасадом — это один из самых выразительных элементов дома. Однако здесь необходимо выдержать баланс между дизайнерским решением и функциональностью крыши. С инженерной точки зрения чем проще крыша, тем меньше хлопот она доставит в строительстве и последующей эксплуатации. При проектировании крыши по бюджетному варианту следует, по возможности, избегать большого количества ендов, высотных перепадов конька, башенок и арочных форм.

На рисунках представлены основные типы простых конструкций крыш, но это всего лишь эскиз. Для правильного построения крыши должен быть разработан план крыши и основные разрезы, учитывающие линейные размеры здания и высотные отметки.

Как построить план крыши? Рассмотрим это на примерах (рис. 49). Современные загородные дома редко имеют план прямоугольника, чаще всего они строятся в виде букв Г, Т или в форме креста. Бывают и другие планировочные решения, нам сейчас важнее разобраться с основными принципами построения плана крыши. Планировку дома можно мысленно разбить на прямоугольники. Самый большой прямоугольник условно назовем основным помещением, а прямоугольники поменьше — пристройками.

рис. 49. Построение плана крыши

Нарисовав план стен, отступают от линий стен на 50 см (нормативный свес крыши) и в масштабе рисуют внешний периметр крыши. Затем на основной крыше рисуем прогон ab, перпендикулярно ему рисуем прогоны на пристройках cd. Теперь если соединить углы смыкания основной крыши и пристроек, то получим линию ендовы — внутреннего угла пересечения крыш. Здесь будет сделаны накосные стропильные ноги.

При одинаковой высоте коньков крыши накосные стропила устанавливаются на всю длину ендовы и будут опираться на мауэрлат и прогон основной крыши, углы скатов основной крыши и пристроек будут разными. Скаты получатся одного уклона только если ширина пристроек будет равна ширине основного помещения.

Укорачивание прогонов cd со стороны точки с изменяет линии ендовы. Расположение ее в плане под углом 45° приводит к тому, что скаты основной крыши и пристроек получатся с одинаковым наклоном, но конек пристройки станет ниже конька основной крыши. Изменением угла наклона ендовы (в плане) можно изменить высоту конька пристройки до требуемой величины. Накосное стропило, установленное в ендове, в этом случае, будет опираться на мауэрлат и прогон пристройки.

Укорачивание прогона со стороны точки а или b либо с обеих сторон приводит к образованию на крыше вальм. То же самое можно сделать с прогоном cd, укорачивая его со стороны точки d получим вальму на пристройке. Кстати, можно и удлинять прогоны, тогда на крыше получим треугольные, увеличенные на коньке, свесы крыши. Если полностью «согнать» прогон, например, прогон ab, в одну точку, получим шатровую крышу, в которой накосные стропила будут сходиться и опираться на единственную стойку.

В чердачных крышах, на любой высоте конька, прогоны пристроек стыкуются со стойками подстропильной конструкции основной крыши и опираются на прибоины (рис. 50). Гвоздевое соединение прибоин со стойками рассчитывается на срез гвоздей либо прибоина делается на всю высоту стойки.

рис. 50. Вариант стыкования двух крыш. Ендовы

Нарожники так же, как и в случае вальмовых крыш опирают на диагональное стропило, на которое предварительно нашиваются опорные бруски. Правило установки нарожников прежнее: они должны устанавливаться вразбежку, а не сходиться в одной точке накосного стропила.

Нарожники так же, как и в случае вальмовых крыш опирают на диагональное стропило, на которое предварительно нашиваются опорные бруски. Правило установки нарожников прежнее: они должны устанавливаться вразбежку, а не сходиться в одной точке накосного стропила. Нарожники в ендовах, как все остальные стропила могут быть выполнены по безраспорному и распорному варианту. Распорные стропила соединенные между собой в коньковом узле, низом упираются в накосную стропилину ендовы и отдают на нее распор. Сама же накосная стропильная нога получает дополнительное сжимающее напряжение, которое при упирании ее низом в мауэрлат, а верхом в коньковый узел, дает на мауэрлат распор. Этот распор старается «распрямить» угол стыкования мауэрлатных балок. Распор можно снять схваткой расположенной по низу накосного стропила и стойки либо, в случае Г-образной крыши, по низу накосных стропилин ендовы и вальмы расположенной с другой стороны. Если схватка будет расположена выше, она будет сжатым ригелем и распора не снимет. При изменении нижнего узла накосной стропильной ноги ендовы с упора на опирание, распор на стены не пойдет, а схваткой можно перехватить распор, возникающий в аварийных ситуациях при просадке конька.

Иными словами диагональные стропила крыш (вальмовые или ендовые) ничем особенным от обычных стропил не отличаются. Если встать к ним фронтально, то мы увидим все те же рядовые стропила, только длиннее и немного по-другому загруженные. Следовательно, их нужно проектировать и устанавливать по тем же правилам, что и рядовые стропила, только рассматривать их проекцию и схватки устанавливать соответствующим образом.

Источник: «Конструкции крыш. Стропильные системы» Савельев А.А.

Крыша Г-образного дома

Некоторые загородные или частные дома имеют конструкцию буквой «Г». Соответственно и крыша такого дома тоже будет делаться по этой форме. Но если создание традиционной крыши легко и понятно, то вот как делается Г-образная крыша? Ее стропильная система не такая простая, да и с изготовлением нужно будет постараться. Все же, при должной инструкции и правильным советам, начинающий мастер может постараться воплотить задумку в жизнь.

Мы рассмотрим технологию создания Г-образной крыши, узнаем все тонкости и советы по сооружению, а также определение данной кровли. А благодаря наглядным фото и видео весь процесс работ будет еще легче.

Что такое Г-образная крыша

Этот вид крыши представляет собой конструкцию над домом, которая выполнена в виде двух стандартных двухскатных кровель. Они соединяются между собой под углом в 90°. Вот поэтому крыша и названа Г-образной, так как получается подобие буквы Г. Самый сложный узел во всей этой конструкции – места стыков, где встречаются две стропильные двускатные системы, то есть как внешний, так и внутренний углы.

Все зависит от фронтонов. Простая – конструкция, которая имеет одинаковую ширину, при которой торцевые стены двух частей Г-образной постройки имеют одинаковую ширину. Сложная крыша та, фронтоны которой имеют разные габариты. В таком случае высота конька каждой части будет отличаться, что усложнить процесс стыкования стропильных ног под прямым углом друг с другом. Очень часто данная крыша делается ломаной, при которой одна двухскатная половина находится ниже, чем другая.

Получается, что для обычных домов, Г-образная крыша не подходит, только для соответствующих построек. Основная задача при строительстве Г-образной крыши – это правильно выполнить расчеты и монтаж стропильной системы. Если сделать все качественно, то как показывает практика и отзывы профессионалов, данный тип крыши еще надежнее, нежели обычная двухскатная кровля. Почему? Стропильные ноги конструкции на углах являются некими ребрами жесткости, которые поддерживают остальные элементы.

Выполняем расчеты для крыши

Первый шаг, перед тем как сделать Г-образную крышу – это проведение расчетов. Они должны быть точными. Нужно вычислить нагрузку на стропильную систему и другие параметры.

За основу берутся такие факторы:

• Уровень постоянной нагрузки. Здесь речь идет об общем весе кровельного пирога. Он будет оказывать на конструкцию большую нагрузку. Кровельный пирог крыши включает в себя систему, которая состоит из утеплителя, гидро- и пароизоляционного слоя, обрешетки и кровельного материала.
• Сезонная нагрузка на крышу. Сюда входят осадки разного типа: дождь, снег и ветер. К тому же нужно учитывать, что снег зимой может находиться на кровле постоянно. Вот почему нужно учитывать климатические особенности региона и выбрать правильный угол наклона Г-образной кровли. Благодаря этому сезонная нагрузка снизится. Например, если в вашем регионе много снега и дождя, то угол наклона делается большим. А вот в регионах с сильными ветрами лучше сооружать крышу, которая имеет пологий угол наклона. Парусность уменьшается, как и ветровая нагрузка на нее.
• Дополнительная нагрузка на крышу. Речь идет о дополнительных коммуникационных приспособлениях, таких как водяной бак, спутниковая тарелка, дымовая или вентиляционная труба.

Это ответственный момент, который должен быть выверен правильно. Учитывая все данные, перечисленные выше, он может сделать соответственный чертеж со всеми точными указаниями: выбранный угол ската и другие параметры конструкции. Отталкиваясь от чертежей и выполняется вся работа.

Материалы для создания крыши

Так как наша Г-образная кровля имеет форму буквой Г, а составные части стыкуются под углом в 90°, логично, что для работы потребуется большое количество элементов. Если сравнивать, то нужных материалов потратится столько, сколько на создание вальмовой крыши. Чтобы сделать конструкцию, потребуются следующие элементы:

Мауэрлат, как основа крыши. Это деревянная балка, которая устанавливается по периметру всего дома на верх стены. Именно мауэрлат принимает на себя основную нагрузку, распределяя ее по всему периметру. Балки фиксируются анкерами к стене.

Угловые стропила создаются из сдвоенного бруса или обрезной доски (сечение 10х5 см или 15х5 см). Если стропила обычные, то сдваивать элементы необязательно. Все пиломатериалы должны иметь влажность не больше 15–20%. Это нужно для того, чтобы каркас не слишком сильно уседал. Это может разрушить конструкцию.

Разметка

Дабы Г-образная крыша была правильной, важно выполнить разметку на мауэрлате и затяжках. Сюда входит нанесение меток, где будут располагаться те или иные элементы скелета. Чтобы нанести эту разметку используется строительный карандаш, специальная мерная линейка и чертеж, на который нужно ориентироваться.

Для начала ставится метка на центральную часть торцевых стен дома формой Г, от центральных частей рисуеются прямые линии вдоль стен. По этой разметку будет установлен коньковый прогон. Длина двух коньков намечается так, как указано в чертеже (расположение опорных стоек тоже).

Следующий шаг – выполнить разметку течек расположения стропильных ног. Шаг указан в чертежах. Отметки наносятся на мауэрлате.

В конце осталось разметить точки расположения угловых стропильных ног и нарожников. Теперь узнаем, как делается Г-образная крыша своими руками.

Создание Г-образной кровли

1. Для начала на конструкцию устанавливается коньковая доска (5х20 см), уложенная на временные стойки из досок, сечением 5х15 см. Конструкция располагается строго посередине коробки, как и требуется для конька. Это показано на фото ниже. Временные стойки там не изображены.
   
2. Теперь устанавливается основа – стропила. Они делаются из доски 5х20 см. Что касается стропил на фронтонах, в ендове и на стыке конька, то их нужно устанавливать первыми так, как показано на фото ниже.
   
3. Дальше можно увидеть, как устанавливать стропила в ендове, если ширина карниза будет составлять 50 см.
   
4. Теперь устанавливаются все остальные стропильные ноги, как это показано на фото ниже. Все монтируется в согласии с чертежами. Благодаря разметке мы знаем, где монтировать ногу.
   
5. Что касается установки углового стропила в ендове, то оно делается из двух досок. В углу каркаса постройки закрепляется небольшой брусок треугольной формы. Это можно увидеть на следующем фото.
   
6. Между точками А и В, которые можно увидеть на фото, следует натянуть разметочную веревку.
   
7. Образовавшийся угол нужно измерять специальным инструментом – малкой.
   
8. Дальше делается шаблон, чтобы выполнить разметку верхнего запила углового стропила. Для этого используется короткий отрезок доски, один конец будет отпилен под углом, который мы вымеряли ранее. После чего размечается другой запил, параллельный коньку. При этом нужно приложить шаблон к макушке вдоль веревки.
   
9. Дальше определяется другой размер. Нужно приложить доску-шаблон к макушке, и замерять расстояние, как это показано на фото.
   
10. Именно на это число нужно срезать верхнюю грань досок для угловых стропил. Стесать угол можно при помощи топора или бензопилы.
    
11. Используя доску нужной длины, благодаря доске-шаблону размечается и запиливается верхний и нижний конец первой половины угольного стропила на ендове. После чего делается запил в том месте, где стропило опирается на мауэрлат. В нашем случае расстояние получилось 5 см. Именно на 5 см следует опустить стропило, чтобы совместить его с веревкой. Сделав запил, стропильная нога устанавливается на место.
    
12. Вторую половину ноги нужно сделать симметричной в зеркальном виде, как показано на фото ниже.
    
    
13. Под угловые стропильные ноги устанавливается стойки для жесткости, которые опираются на шпренгели. Они сделаны из бруса, сечение которого 10х20 см.
    
14. Теперь можно установить нарожники, как показано на фото ниже.
    
    

По сути, Г-образная крыша готова. Осталось только выполнить установку затяжек и связать благодаря им угловые стропила. Также фронтоны обшиваются, устанавливаются карнизы и обрешетка.

Заключение

Крыши домов Г-образной формы нельзя назвать простыми. Однако выглядят они довольно привлекательно. Для устройства потребуется приложить усилия и быть внимательным. Но результат того стоит.

Коньковый узел стропильной крыши — Клуб Мастеров

Узлы деревянных крыш: особенности крепления

Термины, используемые при строительстве деревянных ферм

• Стропила является несущей кровельной частью, в которой задействованы наслонные стропильные ноги, подкосы и вертикальные стойки, опорой которым служит мауэрлат.
• Стропильная нога – часть стропилины.
• Мауэрлат представлен в виде опоры для нескольких стропил или, по-другому, горизонтального бруса, укладываемого поверх стен для распределения по ним равномерной нагрузки крыши, важно понимать, зачем нужен мауэрдат.
• Затяжка – балка, укладываемая горизонтально для соединения стропил и снижающая горизонтальное воздействие на них с целью придания устойчивости крыше, также используется как крепеж для балок.
• Бабка – укрепляет стропила, кладется: нижняя часть — к затяжке; верхняя – как опора для стропил.
• Распорка – брус, закрепляемый в качестве соединительного элемента между бревнами.
• Подкос имеет вид наклонного бруса, используемого для того, чтобы поддержать балки перекрытия из дерева, опирающегося к горизонтальным деталям (стойкам и колоннам).
• Конек – горизонтально расположенная балка на стыке кровельных скатов.

1. узел, соединяющий ноги с мауэрлатом;
2. узел, соединяющий ноги и элементы деревянной фермы для крыши, что делает конструкцию жестче и прочнее;
3. узел, где стыкуются части стропил, удлиняющиеся за счет него.

Особенности жестких узлов

1. На стропильной ноге выполняется врубка на глубину до 1/3 части доски. Затем стропило нужно закрепить к мауэрлату при помощи гвоздей так, чтобы два из них был вбит под небольшим углом друг к другу по бокам стропила, а один – в вертикальном направлении.
2. К стропильной ноге нашивается подпорный брус длиной 1 м в качестве опоры к мауэрлату, по бокам стропильной ноги для фиксации ее в одном положении вкручиваются металлические уголки.

Особенности скользящих узлов

1. К опущенному за пределы стены стропилу крепятся металлические уголки, соединяющие его с мауэрлатом.
2. Металлические конструкции крепятся методом «салазки» (прочтите: «Ферма металлическая, минусы и преимущества»).
3. Опора стропильной ноги в мауэрлат должна производиться с учетом обеспечения движения этих систем по отношению друг к другу.
4. Чтобы в случае штормового ветра наслонные крыши не были повреждены, выполняется крепление подкосов, бабок и распорок к висячим стропилам при помощи хомутов и скоб; вокруг ног также закручивают проволочные скрутки.

Как соединяются стропильные ноги

1. Косой прируб. Выполняется сращивание торцов стропильных досок под углом 45 градусов при помощи болта диаметром 14 мм.

Как правильно соединить наслонные стропила в конструкции

1. Соединяющиеся между собой доски нужно обрезать так, чтобы получилась плотная, надежная конструкция, и прибить с обеих сторон (детальнее: «Как соединить стропила между собой»).
2. Крепление ног производится непосредственно к коньку при помощи торцевого запила.
3. Соединяются ноги внахлест к коньку на гвозди или металлические саморезы.

Отличие соединения зубом и «в шип»

1. Благодаря высокой прочности соединение «в шип» отлично подходит для строительства из дерева. Шип представляет собой выступающую на бревне часть, которая соединяется с гнездом, шпунтом или проушиной другого бревна. По размеру и форме эти два элемента должны совпадать друг с другом.
2. Соединение зубом выполняется при помощи ступеньки, вырубленной в одном бревне, и выемки – в другом. Так же, как и в случае с предыдущим способом, для плотного прилегания деревянных конструкций крыши нужно соблюдать пропорции их размеров и формы.

Если застройщиком собирается деревянная кровля — узлы ног при соединении с кровельными элементами должны крепиться болтами, шурупами, скобами и саморезами. Диаметр отверстия должен быть меньше на 1-2 мм самого крепежа, крепление скоб выполняется по обе стороны элементов.

Узлы крепления для стропильной системы кровли

Стропильная система — это скелет крыши. Именно она отвечает за прочность кровли, ее надежность и сопротивление нагрузкам. При самостоятельном строительстве дома необходимо знать, как правильно сделать узлы крепления стропильной системы, чтобы крыша была надежной и безопасной.

Устройство стропильной системы

Стропильная система состоит из многих элементов, каждый из которых выполняет свою задачу.

• За распределение нагрузок на стены отвечают мауэрлаты . Эти балки принимают на себя вес всей кровли и лежат на стенах.
• Стропильные ноги — это наклонные балки, который и создают необходимый угол наклона крыши.
• Прогоны — это горизонтальные балки, которые скрепляют ноги между собой. Есть коньковый прогон, располагающийся вверху, и боковые, находящиеся с скатах.
• Затяжки расположены горизонтально и не дают стропильным ногам разъехаться, образуя с ними жесткие треугольники.
• Стойки и подкосы (подстропильные ноги) — дополнительные элементы, на которые опираются стропильные ноги. Они упираются в лежни.
• Лежень — горизонтальная балка, находящаяся под коньком, на нее опираются стойки и подкосы. Задача лежня — перераспределить точечную нагрузку от стоек.
• Конек — место соединения скатов кровли.
• Обрешетка — бруски или доски, которые набивают перпендикулярно стропилам. На нее укладывают кровельный материал. Задача обрешетки — распределить его вес.
• Свес — удлиненный край ската, защищающий стены от осадков. Если длины стропильных ног недостаточно для создания свеса, используются дополнительные элементы — кобылки.

Устройство стропильной системы показано на рисунке.

Также в устройстве крыши выделяют стропильные фермы. Это сплошной узел, состоящий из стропильных ног, растяжек, стоек и подкосов (раскосов, укосин). Ферма может быть не только треугольной, но и трапециевидной, сегментной или многоугольной. То, какой тип фермы выбрать, зависит от размеров дома. Если расстояние между стенами составляет 9-18 м, то подойдет треугольная ферма. Для домов шириной от 12 до 24 м используют трапециевидные или сегментные фермы. Если ширина здания больше (до 36 м), то используют многоугольные фермы.

Основными узлами крепления стропильной систему кровли являются это балочный, коньковый и мауэрлатный.

Виды стропильных систем

Стропила могут быть висячими и наслонными .

Висячие опираются на стены и создают распор. Чтобы уменьшить его, в основании стропил делают затяжки, которые соединяют стропила и образуют с ними треугольники. Висячие системы различных типов используются для домов шириной не более 17 м. В зависимости от ширины строения, устраивают их по-разному.

Если ширина дома не больше 9 м, то стропила поддерживаются вертикальным брусом — так называемой бабкой . Она находится под коньком.

Если ширина дома от 9 до 13 м, дополнительно устанавливают подкосы, которые одним концом упираются в стропильные ноги, а другим — в бабку.

При ширине дома 13-17 м используются две вертикальные стойки, соединяющиеся в верхней ригелем (подгоном), как на рисунке.

Наслонные стропила опираются на несущую стену или колонны внутри здания. При таком способе стропило имеет три или больше точек опоры. Наслонный тип стропильной системы создает меньшую нагрузку на стены здания и более прочен, его используют для зданий большей ширины. Такие крыши могут быть устроены по-разному, в зависимости от расположения внутренних стен, они могут быть симметричными или асимметричными.

Как соединяют части стропильной системы

Для соединения деревянных элементов между собой используются гвозди, болты, шпильки, а также металлические пластины и уголки для укрепления узлов. Дополнительно применяются деревянные бруски или пластины.

• зубья в шип,
• зубья в упор,
• упор в конец перекладины.

Использование металлического крепежа не уменьшает несущую способность, так как не требуется их врезка, в отличие от крепления, например, методом зубья в шип.

Стропила могут быть не только деревянными, но и металлическими. Для крепления металлических стропил применяют различные уголки, кронштейны, монтажную перфорированную ленту, пластины, болты с гайками или саморезы.

Крепление к мауэрлату

Если стена бетонная, то в ее верхней части делают армированный пояс жесткости, в котором предусматривают шпильки. К ним и будет крепиться мауэрлат.

Стропила к мауэрлату можно крепить двумя способами: жестким и скользящим.

Первый способ более популярен. Для крепления используют специальные уголки с опорным бруском. Есть несколько способов крепления стропилины к мауэрлату.

• Прибивают каждое стропило тремя гвоздями: два их них должны быть перекрещены, а третий расположен вертикально.
• Крепление с помощью скобы: один ее конец забивается примерно в середину опорного бруса, а другой поворачивают на 90 градусов и забивают в стропило.
• Крепление проволокой-катанкой: из сложенной в 4 ряда проволоки делают хомут, которым прикручивают стропило к брусу. Вместо проволоки используют также специальную перфорированную ленту. Иногда такой способ используют в дополнение к другим методам крепления.
• С помощью уголков: уголок прикручивают шурупами к мауэрлату и стропильной ноге. Лучше применять уголки с двумя рядами отверстий и ребром жесткости.

Недостаток жесткого способа — при оседании здания возможно повреждение стен. Поэтому жесткое крепление применяют в кирпичных зданиях.

Скользящий способ подразумевает, что стропила соединены с мауэрлатом такими крепежными элементами, которые не препятствуют их движению в некоторых пределах. Этот способ используют в деревянных зданиях, которые могут оседать. С помощью особых способов крепления можно достичь того, что стропило будет иметь одну, две или три степени свободы. В последнем случае применяется специальный шарнир.

Одна степень свободы подразумевает, что стропило может поворачиваться по кругу. В этом случае они крепится одним гвоздем или шурупом. Две степени свободы — это поворот по кругу и смещение по горизонтали. Для этого стропила к мауэрлату крепятся металлическими скобами. Используются также специальные уголки-салазки.

При скользящем соединении в небольших зданиях с не очень тяжелой кровлей крепление делается без запилов. Если здание большое, рекомендуется этот узел делать с запилом на стропильной ноге.

При этом фиксация может быть как жесткой (с упором в балку), так и подвижной (с зубом на внешней стороне). Иногда вместо выпиливания зуба применяют дополнительный брусок.

Коньковое соединение

После того, как стропильная нога укреплена на мауэрлате, переходят к коньковому узлу крепления. Это соединение можно сделать тремя способами: встык, к коньковому прогону и внахлест.

Для крепления встык стропила спиливают в верхней части под углом, равным наклону крыши, и соединяют гвоздями (150 мм), вбивая их в верхние плоскости стропил, так, чтобы гвозди вошли в торец противоположного стропила. Для прочности прикрепляют металлическую пластину или деревянную накладку, которую также прибивают гвоздями или прикрепляют с помощью болтов..

При креплении к коньковому прогону между стропилами дополнительно укладывается коньковая балка (прогон), этот способ более трудоемкий.

При креплении внахест стропила, находящиеся с противоположных сторон, заходят друг на друга и соприкасаются боковыми поверхностями. Их соединяют болтами, гвоздями или шпильками.

Балочный узел

К балкам стропила прикрепляются следующим образом. Главная задача крепления — не допустить скольжения стропила по балке, поэтому используются различные приемы.

1. В пятке стропила необходимо вырезать зуб и шип, в балке вырезают соответствующего размера упор.
2. От свисающего края балки место крепления должно отстоять на 25-40 см.
3. Гнездо для крепления должно быть глубиной 1/4 — 1/3 толщины балки.
4. Вместе с зубом вырезают шип, который не дает стропилу сдвинуться вбок. Такое соединение называют «зубом с шипом и упором».

Если крыша более пологая (угол ее наклона меньше 35 градусов), то стропила крепят таким образом, чтобы площадь их соприкосновения с балкой увеличилась. Тогда используют следующие способы:

• два шипа с двумя зубами,
• упором с шипом или без него,
  
• два шипа в замок.

Общие рекомендации

При создании стропильной системы для крыши важно помнить следующее.

• Все деревянные элементы перед установкой обрабатывают антисептиком и огнеупорным составом.
• Толщина любой деревянной части не должна быть меньше 5 см.
• Стропила без стоек и подкосов не делают длиннее 4,5 м.
• Мауэрлат должен располагаться строго горизонтально.
• Стойки и подкосы рекомендуется делать максимально симметрично.
• Нельзя добавлять элементы в рассчитанную стропильную систему — это может привести к появлению нагрузок там, где они не нужны.
• В местах стыка дерева с каменной (кирпичной) кладкой нужна гидроизоляция.

Правильно сделанная стропильная система — это залог надежности кровли. Именно стропила принимают на себя весь вес материалов кровли и противостоят ветровым нагрузкам. Поэтому очень важно построить стропильную систему с соблюдением технологии.

Узлы стропильной системы – как делать надежную крышу?

Для долговечной и надежной кровли важно качественно сделать все узлы стропильной системы. Что это значит, мы и разберем прямо сейчас.

Какие узлы мы найдем в стропильной системе?

Стропила – это скелет кровли, на котором держатся внутренняя и внешняя обшивка, утеплитель, гидроизоляция и иные элементы. Также очень часто именно их используют в качестве основы под коммуникации. На крышу и, соответственно, стропила приходятся огромные нагрузки, которые могут достигать 200 кг/м 2 . Это вес строительных материалов, снега с листвой и прочего мусора. А чего стоят порывы ветра?

Стропила кровли как основа под коммуникации

При проведении ремонтных работ эта система должна выдержать не только вес человека, но и необходимого оборудования. При этом все эти параметры строго индивидуальны и зависят от ряда факторов, начиная от конфигурации и заканчивая климатической зоной. Однако в любом случае кровля и все ее элементы должны быть достаточно надежными, и только тогда мы сможем себя чувствовать действительно защищенно.

Для начала необходимо ознакомиться с терминологией. Фундаментом всей системы по праву можно назвать мауэрлат. Он представляет собой балку, на которой и крепится конструкция. Его главная функция – равномерное распределение нагрузок на стены. А вот балка, на которой фиксируется обрешетка, называется стропильной ногой. Это важнейший элемент, определяющий угол наклона ската и общий вид кровли. Между собой стропильные ноги скрепляет прогон. Он располагается как сверху, так и сбоку. В зависимости от этого бывают коньковые и боковые прогоны. В нижней части ноги фиксируются при помощи затяжки.

Мауэрлат для крепления стропильной конструкции

Благодаря подкосам и стойкам стропильные балки располагаются максимально устойчиво. Перпендикулярно ногам набиваются обрезные доски – обрешетка. Она служит основой для кровельного материала. А место соединения скатов кровли принято называть коньком. На нем набивается сплошная обрешетка, чтобы сделать эту часть крыши максимально надежной. Продолжение стропильных ног – кобылки. Они располагаются под свесом, защищающим стены от осадков. Очень часто первыми начинают гнить именно эти конструктивные элементы, так как они наиболее подвержены негативному влиянию погоды, при этом сами ноги могут служить еще очень долго. Надежность всей конструкции зависит от того, насколько качественным будет абсолютно каждый узел крепления стропильной системы кровли. О них мы и поговорим более подробно.

Стропильные фермы – основа основ

Это понятие объединяет в себе ряд конструктивных элементов, так как они состоят из обрешетки, стоек и раскосов. По сути, эта жесткая конструкция и есть скелет кровли. В зависимости от размеров и личных пожеланий выделяют четыре вида ферм. Если ширина дома составляет от 12 до 24 м, тогда наиболее подходящими будет сегментная или трапециевидная форма. Для более габаритных конструкций, шириной до 36 м, подойдет многоугольная. А вот классическая треугольная станет прекрасным решением при строительстве домов шириной 9–18 м.

Стропильные фермы разных размеров

Огромную роль играет и материал. Наиболее часто используется древесина. В этом случае монтаж балок происходит путем врубки и последующей фиксации гвоздями, саморезами и иными крепежными элементами. Однако не во всех случаях актуально применение дерева. Так, если длина пролета превышает 16 м, тогда более подходящими будут фермы с растянутыми металлическими стойками, так как обеспечить надежные крепления деревянных элементов в этом случае будет тяжело. Еще пользуется популярностью комбинированный тип, в котором одновременно используются и деревянные, и металлические детали.

Коньковое соединение – обеспечим крепкую вершину крыше

Конек представляет собой горизонтальное ребро в месте соединения двух скатов. Существует наслонная и стропильная система висячего типа. В первом случае конек устанавливается на стойки, расположенные параллельно длинным стенам. Очень важно обеспечить максимальное примыкание стропил к коньку, для этого делаются соответствующие запилы. Фиксация делается посредством гвоздей.

Конек в месте соединения двух скатов

Если речь идет о висячей конструкции, то концы стропильных ног соединяются попарно. Чтобы обеспечить подобное сопряжение, торец каждой балки подрезается под углом, равным наклону кровли. Далее стропила соединяются плоскостями срезов и фиксируются гвоздями, забитыми под углом. Обязательно необходимо закрыть место стыка металлической пластиной либо деревянной накладкой.

Попарное соединение стропильных ног

При соединении врубкой в полдерева достигается максимальная прочность. Для этого в месте сопряжения стропильные ноги соединяют с уступом. Затем сверлится отверстие под болт 14 мм. Дальнейшая фиксация достигается за счет болтового соединения. Когда речь идет о скользящей системе, то в этом случае концы ног соединяются посредством металлических пластинчатых шарниров.

Особенности крепления стропильных ног

Это следующий узел крепления стропильных систем, на котором нужно остановиться подробнее. Существует две технологии фиксации балок к мауэрлату. Жесткие крепления исключают какие-либо сдвиги, колебания, повороты, кручение и прочие манипуляции. Чтобы добиться подобного эффекта, на ноге делают запил. Далее соединение дополнительно фиксируют гвоздями, проволокой, саморезами и прочими вспомогательными элементами. Обычно несколько гвоздей забивают под углом так, чтобы внутри мауэрлата они скрестились. А потом еще один гвоздь вбивают вертикально.

Запил на ногах для крепления к мауэрлату

Скользящие крепления получаются благодаря специальному крепежу. Бывает одна, две либо три степени свободы этого сопряжения. Такое соединение отлично подходит для деревянных домов, так как жесткая фиксация во время усадки может сильно пострадать. Обеспечить подобное подвижное соединение можно несколькими способами. Нога упирается в мауэрлат подшитым бруском либо выпиленным зубом и жестко фиксируется с помощью металлического уголка. Таким образом достигается жесткость крепления в горизонтальной плоскости. В верхней части ноги соединяются врубками, при этом на горизонтальной площадке делается скос, чтобы обеспечить скользящее соединение.

Скользящие крепления элементов

Если в месте фиксации к мауэрлату вбить только один гвоздь либо использовать специальные гибкие пластины, то сопряжение получится скользящим и в этой части стропильной системы.

В чем сложность каркаса вальмовой кровли?

Сейчас остановимся на типовых узлах деревянной стропильной системы вальмовой крыши. Особенность такой кровли – наличие вальм. Подобный тип обладает рядом достоинств. Они более долговечны, так как нагрузка распределяется равномерно по всей поверхности, не боятся сильных ветров и осадков, экономичны. Однако более сложны в технологическом плане.

Типовые узлы вальмовой крыши

Состоит эта крыша из двух длинных трапециевидных скатов, при этом они не закрывают всю площадь, с торцов здания под наклоном устанавливаются треугольные вальмы. В этом случае появляются типовые элементы – дополнительные накосные стропильные ноги, из которых и формируются торцевые скаты. Соединение диагональных балок может быть различным. Пользуются популярностью как висячие фермы, так и наслонная конструкция, фиксирующаяся к мауэрлату.

Кровля из трапециевидных скатов и треугольных вальм

Если стропила скатов опираются на конек, то накосные ноги при этом должны прилегать к консоли конькового прогона. Очень важно, чтобы выпуск консоли был не менее 100 мм, но и не более 150 мм. Нижняя часть диагональных стропил фиксируется к мауэрлату либо специальной балке на стене дома. Иногда для изготовления стропильных ног используют деревянный брус, в этом случае накосные элементы фиксируются к специальной доске (прибоине), закрепленной на ферме. А вот монтаж к крайней висячей ферме делается посредством шпренгеля. При этом обязательно на балках ног делаются запилы под углом соответствующему наклону вальмового ската.

Коньковый узел крыши: определение, устройство и особенности

Конструкции крыш условно можно разделить на плоские и скатные. Первые чаще используются в общественных, производственных и многоэтажных жилых зданиях, а вторые – в строительстве частных домов и коттеджей. Стропильная система в скатной конфигурации имеет немало преимуществ, но также отличается и сложным устройством. Одним из самых ответственных элементов данной системы является коньковый узел, на котором замыкаются скаты, поддерживаемые опорами, мауэрлатом и подкосами.

Общие сведения о коньке крыши

Под коньком кровельщики подразумевают целую систему конструкционных элементов, сопрягающихся со стропильной системой. Основу его формирует горизонтальное ребро из поперечных скатов. Это самая высокая точка дома, которая может выполнять несколько задач. Главное назначение этого узла заключается в надежном замыкании скатов и кровельного настила. Конек соединяет несколько стропильных элементов, также выступая и регулятором микроклиматических параметров крыши в подкровельном пространстве. В частности, через него обеспечивается циркуляция воздушных потоков, удаляется влага из чердачного помещения и отводятся продукты сгорания котлов и печей. Но для выполнения этих функций коньковый узел изначально должен быть обеспечен соответствующими инженерными приспособлениями. Преимущественно конек используется в двухскатных системах крыш, но и ломаная четырехскатная конфигурация при укладке кровли в несколько уровней может задействовать этот элемент.

Технико-конструкционное устройство конька

Как уже отмечалось, центральным звеном в узле выступает горизонтально расположенное ребро – это деревянная балка из бруса, на которую опираются скаты с разных сторон. В свою очередь, стропила для скатов на нижнем ярусе в точках потолочного перекрытия опираются на мауэрлаты. В качестве элементов силовой поддержки самого конька выступают вертикальные опоры – так называемые бабки. Они также могут иметь боковые подпорки, которые повышают стабильность конструкции.

Возможна и схема устройства стропильной системы крыши без вертикальных опор, но при условии усиления горизонтальной поддержки. В таких конструкциях функцию вертикальных стоек выполняют связки и затяжки с подкосами, напрямую соединяющие два ската ниже уровня самого конька. Центральная балка в этом случае поддерживается только усилием двух скатов, в свою очередь дающих еще больше нагрузки на брусы мауэрлата. Иными словами, часть веса смещается из центра перекрытия к поддержке по периметрам наружных стен.

Виды коньков крыши

Коньковая система может быть выполнена в разных вариантах. Что касается материала изготовления, то помимо бруса могут использоваться металлические профильные стержни. Другое дело, что у них множество недостатков (от большого веса до сложностей в монтаже), поэтому чаще применяется именно древесный пиломатериал. Главные же различия обуславливаются формой и конструкцией конькового узла крыши, который может быть исполнен в следующих вариантах:

• Коньковый профиль. Традиционный вариант узла стыковки двух скатов. Это тот же деревянный брус, который позволяет наделить верхнюю точку стропильной системы всеми необходимыми функциональными компонентами.
• Полукруглая планка. Собственно, это вариация классического деревянного профиля, но в более эстетичном виде. Заметить внешние особенности этого решения можно по фронтонам дома.
• Врезной конек. Нестандартный узел поддержки стропил, который используется для вальмовых, то есть четырехскатных кровель. Центральная несущая планка буквально врезается в скат, формируя в некотором роде ответвление конька от основной стропильной системы.

Виды кровельного покрытия конька

Если с тыльной стороны конек сопрягается с элементами стропильной системы, то снаружи его покрывает кровля, выбор которой также немаловажен. На сегодняшний день актуальны следующие варианты конькового покрытия:

• Металлочерепица. Материал хорош и своей долговечностью, и эстетическими преимуществами. Если правильно подойти к выбору типа внешней полимерной обработки, то получится всесторонняя защита от осадков, солнечных лучей, ветра и других негативных факторов. Единственный минус металлочерепицы – высокая цена.
• Профнастил. Металлические листы из оцинкованной стали, которые также славятся высоким сроком службы (30-40 лет) и механической надежностью. Но, выбирая профлист на коньковый узел, необходимо учитывать возможные ограничения по нагрузке. На 1 м 2 эта кровля дает от 5 до 10 кг в среднем, что подойдет не для каждой стропильной системы.
• Шифер. Бюджетное решение, которое выгодно своей универсальностью и практичностью. Но в силу низкой прочности и отсутствия декоративных качеств этот вариант чаще используют для построек хозблока.

В качестве альтернативы можно рассматривать кровлю на основе ондулина, битума и фланцев, но в связке с коньком эти покрытия скорее выполняют функцию основы, а не дополнения. Такие системы поставляются в специальных комплектах, которые также могут включать приспособления для устройства снегозащиты, водостоки, дымоходы и т. д.

Расчет конькового узла

В процессе разработки проекта кровельщик должен определить оптимальную высоту размещения конька. Для этого требуются технические параметры прогонной балки, находящейся в центре стропильной системы. Эти данные будут зависеть от ширины дома. Также в расчетах учитывается угол скатов, который варьируется от 5 до 60 градусов. Зная ширину дома (расстояние от противоположных мауэрлатов, от которых отходят скаты) и угол наклона кровли, можно определить высоту от чердачного перекрытия до верхней точки крыши. Например, в проектировании конькового узла скатной крыши с углом 30 градусов для дома шириной 6 м высота составит примерно 3,5 м. В процессе расчета будет использоваться нормативный коэффициент 0,59 (применяется для крыш с 30-градусным скатом), который необходимо умножить на 6 м.

Комплектация конька

В частных домах крыши имеют множество функций, связанных с инжинирингом всей постройки. Очевидно, что и конек в разной степени должен будет взаимодействовать с отдельными системами. Расширенный перечень доборных элементов охватывает следующие устройства:

• Заглушки. Требуются для монтажа дополнительных элементов кровли и защиты скатных стыков.
• Снегодержатель. Барьер для снежных масс, который минимизирует нагрузку от осадков на кровлю и стропильную систему в целом.
• Ветровая планка. Металлическая накладка, предназначенная для боковой защиты конькового узла стропильной крыши от осадков, ветра и случайных механических ударов.
• Карниз. Также вариант защитного элемента, который устанавливается на деревянную карнизную доску под гидро- и теплоизоляционными покрытиями.

Кроме основной функции в выборе дополнительных коньковых приспособлений желательно учитывать и стилистические нюансы выбора. Причем дизайнеры советуют не просто отдавать предпочтение элементам с одинаковой фактурой и текстурой, но и выполнять общую композицию в едином материале. Этот нюанс важен и с точки зрения надежности монтажа.

Технология монтажа конька

К устройству конька переходят после завершения укладки кровли на поверхности скатов. Детали доставляют на крышу веревкой или с помощью лебедочного механизма. В первую очередь устанавливается брус с сечением 7х9 см. С двух сторон к нему же крепятся элементы обрешетки в виде деревянных планок. Эти операции удобнее выполнять с центральной коньковой планкой, имеющей округленную поверхность, поэтому при желании можно выполнить ручную обработку бруса электролобзиком или шлифовально-стружечными аппаратами. Для профилактики негативных биологических процессов будет нелишним изолировать установленные деревянные элементы рубероидом, который также выполнит функции паро- и влагозащиты. Кстати, тыльная сторона металлочерепицы для конькового узла, как правило, обеспечивается подкладкой из утеплителя и средств защиты от плесени и грибка. Крепление элементов черепицы в этой части производится непосредственно к брусу.

Фиксация коньковой конструкции

Механическое крепление элементов коньковой конструкции может выполняться разными способами. Типовая модель фиксации реализуется в следующей последовательности:

• На основных элементах узла высверливаются монтажные отверстия (только на плоских сторонах).
• Перед установкой крепежей завершается подгонка и стыковка деталей с нахлестом от 10 см.
• Для полукруглого конька применяется соединение по линиям штамповки.
• Стропильные фермы под коньковым узлом крепятся с помощью саморезов с гвоздями или по методу укладки в паз. Главное, чтобы к моменту установки были правильно рассчитаны углы наклона от ската.
• Для повышения прочности конструкции в качестве дополнения монтируют подконьковую доску выше уровня обрешеточных ферм.

Устройство конька с дефлектором

Поддержание сухости в подкровельном пространстве – важнейшее условие для обеспечения оптимального состояния стропильной системы. Коньковый дефлектор как раз способствует выводу пара и влаги из-под кровли и чердачного помещения, не допуская внутрь осадков. В монтаже этого элемента желательно использовать сегмент кровли с готовым вентиляционным каналом. В той же металлочерепице предусматриваются эргономичные и удобные в установке пластиковые дефлекторы. От кровельщика требуется лишь вмонтировать в коньковый узел сегмент с каналом воздухоотвода и при необходимости обеспечить его вспомогательными элементами наподобие патрубка и диффузора. Далее прилегающие места стыков кровельного сегмента с дефлектором дополнительно усиливаются метизами, а зазоры герметизируются монтажной пеной или строительным силиконом.

Советы по обслуживанию конька

Если в устройстве стропильной системы использовалась качественная древесина с нормативными характеристиками влаги без физических дефектов, то особых мероприятий по техобслуживанию не потребуется. Достаточно раз в 2-3 года обрабатывать элементы конькового узла кровли защитными пропитками с огнеупорными и антигрибковыми функциями. Также следует периодически следить за наружными защитными приспособлениями в местах скатных стыков и на фронтонах.

Заключение

Конек хоть и занимает самую верхнюю точку в стропильной системе, но не только он определяет технико-эксплуатационные характеристики крыши. Качество его функциональных процессов будет в немалой степени зависеть от конструкционной поддержки, используемых изоляторов, подложек и кровельного настила. Правильно будет рассматривать коньковый узел как часть несущей системы крыши. Значит ли это, что от него мало что зависит? Разумеется, нет. В ходе эксплуатации конструкционные характеристики конька определят микроклиматические свойства в подкровельной нише и стабильность положения скатов. Другое дело, что в разных конфигурациях устройства этого узла к нему будут предъявляться разные требования по функциональности и технической надежности.

затяжки, схватки и коньковая балка

Каркас крыши: затяжки, схватки, ригели/подстропильные балки и инженерные коньковые балки: некоторые из этих элементов поддержат крышу и предотвратят прогиб стропил и изгиб стен.

Что собой представляют горизонтальные элементы каркаса крыши на фото слева? Я не знаю, видим мы затяжки, схватки или «что-то другое», поскольку эти элементы расположены посередине стропил крыши. В статье я дам определение местоположения и конструктивных функций затяжек, схваток, лаг потолка и структурной балки конька.

---

 

Определение элементов каркаса крыши: ригели, затяжки, схватки

Схватки в каркасе крыши

Схватки это горизонтальные доски, соединяющие противоположные пары стропил крыши в верхней трети длины ската двускатной крыши. Под верхней третью я подразумеваю треть длины между коньком и верхней обвязкой стены или мауэрлата. Схватка используется для предотвращения разъединения стропил с коньковой балкой, в момент разрушения, вызванного снежной, ветровой нагрузкой или неравномерной нагрузкой, а также другими событиями или силами, заставляя крышу начать двигаться вниз или обрушиться.

 

На рисунке: каркас крыши усиленный только схватками, или только коньковой балкой, не способен сопротивляться прогибу конька и стропила двигают стены наружу, если не используются другие специальные инженерные конструкции для предотвращения этого процесса. Итак, что дают схватки?

Схватки помогают связывать стропила с коньковой балкой во время неравномерных нагрузок на крышу, таких как: сильный ветер или снег наметенный метелью на одном скате больше, чем на другом.

Осторожно: схватки расположенные в верхней трети двускатной крыши, и особенно в крышах с большим пролетом, скорее всего не предохранят стропила от прогиба при равномерной нагрузке и, таким образом не защитят стены от выдавливания наружу, когда на крышу будет воздействовать вертикальная нагрузка вниз, включая собственный вес крыши.

Почему же некоторые крыши строятся только со схватками? Посмотрите на угол наклона крыши. На крутых крышах выталкивающая сила меньше, чем на крышах с маленьким уклоном.

В самом деле? Существует недопонимание у некоторых авторов какие силы действуют на схватки — растяжения или сжатия. Прочитав ниже о сжатии и растяжении в каркасе крыши и, как сказал Марк Крамер, строительный инспектор, «…это не однозначно». До того, как крыша начинает рушиться, верхнее ребро конька находится под силой сжатия. Но когда коньковая балка начинает ломаться, ситуация меняется —сжатие переходит в растяжение.

Определение затяжек в каркасе крыши

Затяжки это горизонтальные растягивающие связи расположенные в нижней трети пролета пары противоположных стропил, или стропил двускатной крыши. Затяжки противостоят выталкиванию верха стен здания, которое могло бы произойти из-за нагрузки от крыши. Затяжки значительно увеличивают сопротивление деревянной структуры ветровым нагрузкам в сравнении с потолочными лагами прибитыми к верхним обвязкам стен. Liu (1993)

Потолочные лаги прибитые к концам стропил (и обычно к верхним обвязкам стен) являются также затяжками, расположенными на стенах и формирующих низ треугольника крыши, как видно на рисунке ниже.

В зависимости от архитектуры здания, законченная плоскость потолочных лаг в нижней части треугольника крыши, создают плоский потолок между противоположными стенами дома, или потолок может частично крепиться к низу стропил и частично к низу затяжек стропил, образуя наклонный потолок.

Шаг схваток или затяжек и правила их крепления

В международном строительном коде обычно указывается, что при использовании затяжек, их шаг должен быть от 300 до 600 мм в зависимости от конструкции крыши и шага стропил. Там, где затяжки не устанавливаются между каждой парой противолежащих стропил, в правилах указывается, что

Затяжки должны быть установлены с шагом не более 1200 мм и крепления должны соответствовать шагу стропил, указанному в таблице 2308.10.4.1.

Следующий абзац это выдержка из международного строительного кода (ICC) раздел Потолочные лаги и Стропильные связи.

---

2308.10.4.1 Потолочные лаги и стропильные связи.

Потолочные лаги и стропила должны прибиваться друг к другу, и всё вместе прибиваться к верхним обвязкам стен в соответствии с таблицами 2304.9.1 и 2308.10.1. Потолочные лаги должны быть цельными или составными с надежными креплениями над внутренними перегородками или балками, и скреплены с прилегающими стропилами в соответствии с таблицами 2308.10.4.1 и 2304.9.1 , для обеспечения непрерывной связи со стропилами, в случае, если стропила располагаются параллельно лагам потолка. Каждый конец потолочных лаг должен иметь опору на верхнюю обвязку стен не менее 38 мм.

Шаг затяжек должен быть не более 1200 мм. Крепления затяжек со стропилами должны подбираться с учетом соответствующего шага стропил, определяемого по таблице 2308.10.4.1. В случае применения шага 800 мм между затяжками, количество гвоздей длиной 90мм должно быть вдвое больше, чем при шаге 400 мм, минимальное количество гвоздей 4 штуки, там где не бывает снеговой нагрузки. При шаге 1200 мм между затяжками, количество гвоздей длиной 90 мм должно быть вдвое больше, чем при шаге 600 мм, при минимальном количестве в 6 штук при отсутствии снеговой нагрузки. Потолочные лаги или затяжки и соединения должны быть достаточного размера и количества, чтобы предохранятся от раскалывания при вбивании гвоздей. http://publicecodes.cyberregs.com/icod/ibc/2012/ic…

Таблица 2308.10.4.1, Крепления затяжек в соответствии с углом наклона крыши, шага стропил и нагрузок на крышу, а также от величины пролета крыши.

Местные требования правил имеют преимущества и в них могут быть указаны другие требования.

Поддержка затяжек при перпендикулярном расположении стропил по отношению к потолочным лагам

Когда устанавливаются потолочные лаги перпендикулярно стропилам, тогда требуется установка соответствующих затяжек, или невысокая стена, служащая опорой и располагаемая на балке лежащей на противоположных наружных стенах. Верх балки должен быть как минимум на 25 мм выше обшивки потолка и проходить под стропилами, предотвращая передачу нагрузки от крыши на потолочное покрытие.

Там, где потолочные лаги не параллельны стропилам, используются соответствующие затяжки, которые устанавливаются таким образом, чтобы обеспечить непрерывное связывание стропил на всем здании с шагом не более 1200 мм. Крепления должны подбираться по таблицам 2308.10.4.1 и 2304.9.1, или должны быть подобраны соответствующие нагрузкам другие крепления. Там где не используются потолочные лаги или затяжки, коньковая балка должна опираться на колонну в соответствии с Разделом 2308.4.

Стропильная система двухскатной крыши, ее конструкция, схема и устройство + Видео

Владелец будущего частного дома при выборе крыши часто выбирает недорогой вариант с двумя скатами. Практичная и несложная конструкция такой кровли надежна, прочна и обеспечивает хорошую защиту от непогоды. Рассмотрим, как устроена стропильная система двухскатной крыши — важнейший элемент ее конструкции.

О двускатной крыше в двух словах

Двускатной называется крыша у которой два прямоугольных плоских ската соединяются наверху под углом. При этом с боков остаются треугольные проемы. Туда вставляются фронтоны. Чтобы конструкция была крепкой, надежной и служила продолжительное время в ней применяют различные подпорные и поддерживающие элементы. Важнейший из них — стропильная система двускатной крыши, которой, собственно, и посвящен данный материал.

Конструктивные элементы двухскатных крыш

В общем-то, все эти элементы двускатных крыш представляют собой доски, бруски и балки различной длины, формы и сечения. Рассмотрим их все по порядку.

Мауэрлат

Это хвойный брус квадратного сечения, размер которого обычно составляет 10 или 15 сантиметров. Его кладут вдоль каждой из несущих стен, прикрепляя к ним стержнями на резьбе или анкерами. Предназначение данного элемента – равномерная передача нагрузки от ног стропил к несущим стенам.

Стропильная нога

Это брус, в разрезе имеющий размеры 15 сантиметров на 5 (или 10) сантиметров. Именно из таких элементов собирается наш треугольный контур кровли, который несет всю тяжесть ветра, града, снега и прочих превратностей погоды. Чтобы достойно выдерживать эти нагрузки, стропильные ноги располагают с шагом от 0,6 до 1,2 метра. Чем более увесистой предполагается кровля, тем меньше данное расстояние. Кроме этого, шаг стропил, в некоторых случаях, будет зависеть от конструктивных особенностей используемого кровельного покрытия.

Лежень

Квадратный брус для этого элемента имеет такое же сечение, как и для мауэрлата – 10/10 или 15/15 сантиметров. Его горизонтально кладут на внутреннюю несущую стену, дабы равномерно распределить нагрузку от кровельных стоек.

Затяжка

Данный элемент применяется для висячих стропильной системы. Он завершает треугольник стропильных ног, не позволяя ему расползаться.

Стойки

Брус для них берется квадратный, такой же, как для предыдущего элемента. Стойки размещаются вертикально, беря на себя нагрузку от конька и передавая ее несущей стене внутри дома.

Подкосы

Эти элементы выполняют роль передаточного звена между ногами стропил и несущими элементами. Соединив затяжку и подкосы, получают ферму – весьма крепкий элемент. Даже при наличии большого пролета ферма стойко вынесет все нагрузки.

Обрешетка

Перпендикулярно ногам стропил кладут бруски (или доски) обрешетки. Передавая всю тяжесть кровли стропильным ногам, данный элемент конструкции дополнительно их скрепляет. Предпочтительнее для обустройства обрешетки брать обрезные бруски или доски. Но за неимением лучшего сгодится и доска необрезная – но со снятой корой. Ну, а в случае мягкого кровельного покрытия (к примеру, черепица на битумной основе) обрешетку делают сплошной. Для этого берут влагостойкие фанерные листы.

Конек крыши

Конек это верхнее место крыши соединяющее два ската крыши. Образуется он путем соединения стропильных ног в верхней части крыши. Он расположен горизонтально.

Свес крыши

Данный элемент, выступающий от стен на расстояние примерно 40 сантиметров, не дает дождевым потокам намочить эти стены.

Кобылки

И вновь «лошадиное» название. Эти элементы конструкции стропильной системы двухскатной крыши нужны для организации свеса крыши. Необходимость в них появляется лишь тогда, когда стропильные ноги слишком короткие, и для свеса их не хватает. Тогда эти ноги удлиняют кобылками, которые представляют собой доски несколько меньшего сечения.

Виды стропильных систем двухскатных крыш

Этих систем всего две: висячего типа и наслонного типа. Первые используют в том случае, когда наружные стены дома отстоят друг от друга на 10 метров или меньше. Есть и еще одно условие – между этими самыми стенами не должно быть стены несущего типа, делящей дом надвое. В противном случае надо использовать наслонные стропила. Когда строящийся дом разделяется не несущей стеной, а колоннами, монтируют сразу две стропильных системы. Стропила, расположенные под наклоном, обопрутся на колонны, а висячие отлично разместятся между ними.

Стропильная система висячего типа

Для данной схемы стропильной системы двухскатной крыши характерно то, что стропила опираются на боковые стены. Плохо то, что при этом образуется распирающая нагрузка, способная со временем повредить стены. Чтобы такого не произошло, ноги стропил соединяют затяжкой. В результате образуется жесткий треугольник, не подверженный деформации при нагрузках. Часто вместо затяжек используют балки перекрытия, это особенно актуально когда необходимо обустроить мансардное помещение под крышей.

Плюс данной системы в том, что вовсе не обязательно крепить мауэрлат. Кроме того, достаточно просто монтируются те части конструкции, где ноги стропил опираются на стены. Доска, проложенная через изоляционный слой, поможет сделать ферму ровной и устойчивой, обеспечив большую площадь опоры. Далее рассмотрим основные разновидности висячих стропил. Все они являются трехшарнирными.

#1. Простая треугольная трехшарнирная арка.

Это самое несложное сооружение, представляющее собой замкнутый треугольник, две верхних стороны которого подвергаются нагрузке на изгиб. Затяжка в такой конструкции не работает только на растяжение и не является несущей конструкцией, поэтому ее можно заменить на тяж из стали.

При этом имеется несколько решений организации конструкции карнизного узла. Это ортогональные лобовые врубки, а также применение дощатых или пластинчатых креплений.

#2. Треугольная трехшарнирная арка, усиленная бабкой или подвеской.

Данный вариант применяли только раньше, строя большие промышленные или сельскохозяйственные помещения с пролетом более 6 метров. Для частных домов эта схема не годится. Принцип ее в том, что вес затяжки (составленной из отдельных коротких элементов) берет на себя конек. Эти элементы соединены между собой и с хомутом подвески с помощью прируба (косого или прямого). Для скрепления используются болты. Деревянная подвеска носит название бабка, а железная – тяж. Эта деталь, висящая на узле карниза, а затяжка крепится к ее нижней части через деревянные накладки. Переходниками являются хомуты, регулирующие прогиб затяжки, если она провиснет.

#3. Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой.

Если вы хотите оборудовать под крышей мансардное помещение, то эта схема отлично подойдет. Здесь растяжку мы ставим не внизу, стягивая ноги стропил, а наверху. Поднимая ее выше, мы увеличиваем нагрузку на растяжение. Ну, а стропила держатся на балках мауэрлата по принципу ползуна. Нагрузка получается равномерной, а система – устойчивой. Для этого края стропил должны выступать за границы внешних стен дома.

Чтобы затяжка не провисала, часто ее уравновешивают подвеской. Особенно это важно, если планируется сделать подвесной потолок или проложить слои изоляции. При короткой затяжке подвеску крепят к ригелю и коньку, прибивая две доски, при длинной – делают несколько подвесок. При больших нагрузках для крепления применяют хомуты. Ими же соединяют при необходимости две части составной затяжки.

#4. Трехшарнирная треугольная арка с ригелем.

Такую систему монтируют в том случае, если распорные нагрузки велики. Внизу крепится затяжка, а в верхней части – ригель. Благодаря такой конструкции мауэрлат к стене приделывать нет необходимости. В общем-то, ригель – это и есть затяжка, только испытывающая нагрузку не на растяжение, а на сжатие. Ригель не должен иметь шарнирного крепления к ногам стропил, а то конструкция будет шататься. Если всё сделать как надо, то стропила превратятся в неразрезные балки, имеющие три опоры и два пролета.

#5. Трехшарнирная треугольная арка с бабкой, дополненная подкосами.

По поводу системы с бабкой рассказывалось чуть выше. Если в такой конструкции ноги стропил достаточно длинные, приходится их подпирать. Для этого и служат подкосы, уменьшающие прогибающую стропила нагрузку. Несущей стены у висячей системы нет, так что упереть подкосы необходимо в бабку. Стабильная жесткая система принимает основную нагрузку на верхнюю свою часть, не доводя ее до низа стропил. Затяжка в такой конструкции обычно составная, соединенная прирубом. Опираясь на хомут бабки, она подтягивает книзу коньковый узел. А тот воздействует на подвес и стропила, сжимая их.

Стропильная система наслонного типа

У этой системы ровно посередине ставится вертикальная балка. Вес всей кровли через данную балку проходит от конька к несущей стене. Стена эта находится на равном расстоянии от краев здания. Как уже упоминалось, потребность в таком разделении здания появляется при расстоянии между его внешними стенами более 10 метров.

#1. Безраспорные наслонные стропила.

В этой конструкции ноги стропил подвергаются только изгибу, не давя на стены и не распирая их. Есть три варианта монтажа таких стропил, которые решают вопрос нагрузок на стены здания.

В первом варианте опорой для стропила либо является мауэрлат, либо его подшивают специальным бруском (опорным). Для крепления используется врубка зубом. Страхуется конструкция хомутами или проволокой, что является гарантом надежности конструкции. Верхнюю часть ног стропил кладут на прогон конька. Крепление по принципу скользящих опор. Обязательно нужно закрепить пробоины в верхней части стропил.

Это наиболее популярная конструкция. В ней низы стропильных ног приделываются к мауэрлату подвижным соединением по типу ползуна. Возможно и крепление с помощью штучного бруска. Чтобы нога держалась крепко, вбиваем сверху гвоздь. Либо можно прикрепить гибкую пластинку из стали. Вверху стропила, лежащие на прогоне конька, крепят либо пробоинами попарно, либо к прогону (каждое из стропил).

Особенность последнего варианта в том, что ноги стропил и прогон конька жестко соединяют в одно целое. Для этого параллельно брусу конька с обеих сторон набивают дощечки или бруски. При этом балка испытывает сильную нагрузку на изгиб, зато ноги стропил прогибаются гораздо меньше. Данный вариант сложнее в исполнении, чем второй, поэтому используется несколько реже.

#2. Распорные наслонные стропила.

В данном случае устройство стропильной системы двускатной крыши почти аналогично предыдущим трем вариантам. Существует один нюанс: нужно заменить крепление ног стропил с подвижного (по типу ползуна) на жесткое, неподвижное. И тогда стропила начнут передавать распирающую нагрузку несущим стенам дома. В общем-то, такие распорные стропила служат как бы промежуточным звеном от наклонной системы к висячей. Однако отличие висячих стропил в том, что у них прогон не является существенной деталью. Можно и без него обойтись.

Для распорной системы мауэрлат должен быть очень крепко приделан к стене дома. Да и сами стены обязаны быть толстыми и прочными. Можно применять по периметру пояс из железобетона.

#3. Стропила, имеющие подкосы.

Подкос, который, по сути, является третьей ногой стропил, называют еще подстропильной ногой. Эта третья нога, работающая на сжатие, ставится под углом 45 градусов. Таким способом получается перекрывать даже пролеты с длиной до 14 метров, причем балками с не очень большим сечением. Ведь здесь чудесным образом балка с одним пролетом превращается в неразрезную балку с двумя пролетами.

Рассчитывать крепление подкоса не нужно, достаточно просто прибить его с обоих боков, подставив под стропилом. Это не даст подкосу смещаться. Главное – точно срезать угол подкоса, учитывая наклон ноги стропил. Чтобы определить сечение бруса, необходимого для стропильных ног, надо вычислить нагрузку на сжатие.

#4. Стропила на подстропильных балках.

Если в доме несущих стен две, используют две подстропильные конструкции. Они состоят из уложенных по длинной стороне крыши балок. Под ними установлены стойки на которых лежат балки. Также опорами для них служат лежень и внутренние стены дома. Если прогонов нет, ставим стойки под каждую ногу стропил. Верхние части стропильных ног стыкуются одна в другую и перевязываются стальными или деревянными накладками. Конькового прогона нет, поэтому появляется распор.

Затяжку ставят ниже прогонов сквозного типа – так аннулируют в безраспорной системе распор. В нижней части стоек для стабильности крепят схватки. Схватка, работающая в качестве ригеля, принимает нагрузки сжатия. Она же не дает опрокинуться стойкам. Расшивки прикрепляют крест-накрест.

 

Пример монтажа стропильной системы двускатной крыши

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 

Расчёт стропильной системы с несущим коньком

Калькулятор расчёта двухскатной стропильной системы с несущим коньком выполняет расчёт прочности и прогиба стропил под действием снеговых, ветровых нагрузок и их сочетаний; позволяя подобрать оптимальные сечение и шаг стропил.

Запустить калькулятор

Двухскатная стропильная система с несущим коньком

Стропильная система с несущим коньком является одной из самых простых и распространённых схем наслонных стропильных систем для реализации двускатной кровли. При правильном исполнении площадок опирания стропил и конька одним из огромных её преимуществ является фактически полное отсутствие горизонтального распора стропил.

Стропила

В стропилах должны быть выполнены специальные опорные площадки (запилы) для опирания на мауэрлат (верхнюю обвязку) и конёк. Глубина запилов не должна превышать 1/4 ширины используемой доски, а получившаяся площадка опирания должна быть не менее 38 мм.

Конёк

Конёк может быть выполнен самыми различными способами. Основное требование к нему — отсутствие значимого прогиба под действием вертикальных нагрузок, в противном случае появляется горизональный распор стропил.

Несущая стена

При наличии несущей стены по центру дома она может использоваться для восприятия и передачи нагрузок от конька. Коньком может являться смонтированный поверх стены мауэрлат (верхняя обвязка), либо же уложенная горизонтально доска сечением не менее 38×140 уложенная на вертикальные стойки сечением не менее 38×89, установленные с шагом не более 1.2 м.

Коньковые балки

В качестве несущего конька можно использовать коньковые балки выполненные из различных материалов и имеющие различные конструкции. При этом необходимо учитывать, что просадка конька под вертакальной нагрузкой в рассматриваемой стропильной системе неминуемо приводит к возникновению горизонтальных распорных сил на концах стропил. В то же время предельная величина перемещения концов стропил ограничена и линейно зависит от просадки конька, что позволяет учесть её при проектировании.

Наиболее просты в исполнении и расчёте коньковые балки, выполненные из трёх и более сплочённых досок. Для исполнения коньковых балок под большие пролёты возможно использование LVL балок и плоских ферм.

Стропильная система фронтонами: схемы трехфронтонной крыши

Опорой для укладки наслонных стропил могут служить не только разные по высоте несущие стены малоэтажной постройки или замещающие их подстропильные конструкции. Установка основных элементов каркаса скатной крыши может производиться на торцевые стенки. Сооружают их из пенобетонных блоков, пиломатериалов, бревна, кирпича в форме чаще всего треугольников, реже пятиугольников.

Этот способ строительства отличается от стандартных схем. Для его реализации надо четко знать, как возводится стропильная система фронтонами, какие правила следует соблюдать при ее устройстве.

Самая распространенная в малоэтажном строительстве технология сооружения каркаса крыши заключается в укладке стропилин на несущие стены, различающиеся по высоте. Вместо сплошной внутренней стены посреди чердака может устанавливаться «рама» из бруса. Состоит она из стоек, опирающихся на лежень, установленного сверху конькового прогона и подкосов, обеспечивающих конструктивную жесткость.

Однако оба указанных метода существенно сокращают возможности по планировке чердачного пространства, которое рачительные хозяева все чаще стремятся оборудовать как спальню, бильярдную и т.п.

Для того чтобы не загромождать будущую мансарду стойками, арками и перегородками, можно просто в качестве опорных конструкций использовать торцовые стенки постройки. Они-то и станут служить опорой для конькового прогона.

Способы крепления коньковой балки

Прогон – опорная балка для верха стропилин, определяющая излом скатной крыши, ее коньковое ребро. Выполняют его горизонтально уложенным бревном, доской или брусом.  В случае устройства каркаса с опорой на фронтоны, прогон устанавливают тремя методами:

• С замуровыванием во фронтонную стенку. В этом случае в торцовых стенах на высоте установки прогона формируются ниши, в которые укладываются обернутые гидроизоляцией края прогона.
• Со сквозным пересечением фронтона. По этой схеме в торцевых стенах формируют сквозные отверстия, через которые края прогона выходят за пределы строения с наружной стороны.
• С установкой на кронштейны. Практически народный способ, согласно которому на высоте расположения прогона к фронтонам крепят оцинкованные кронштейны, на которые опирают края прогонной балки. Метод применяют в основном в сооружении легких крыш дачных домиков.

Первый вариант не предполагает герметичной заделки края балки в каменной или кирпичной кладке. Материал стены и древесина не должны контактировать напрямую, чтобы не стать причиной преждевременного загнивания стропильной системы. Потому прогон делают длиной на 2 – 5 см меньше, чем размер перекрываемого пролета плюс глубина обоих углублений.

На дно выбранной во фронтоне ниши укладывают промасленную или пропитанную битумом деревянную прокладку из обрезка доски. Края балки запиливают под углом около 55 – 60º. Подобным образом увеличивают площадь торца деревянного элемента, чтобы оптимизировать просушку древесины и воздухообмен.

Перед монтажом коньковой балки проводится обязательная обработка антисептическим составом. Затем располагаемые в нише части обертывают рулонным гидроизоляционным материалом. В качестве обматывающей гидроизоляции краев прогона используют любой подходящий водоотталкивающий материал, начиная от рубероида до полимерной мембраны.

Во втором варианте, с пересечением фронтонных стенок прогоном, подготовка к укладке и гидроизоляция балки производится аналогичным способом. Преимущество этой схемы в том, что за счет выноса за стены консолей прогонная балка существенно разгружается.

Действующая на консоли снаружи дома сила будет гнуть их книзу, выпучивая центральную часть балки вверх. Немалый вес длинномерного деревянного элемента, направленный по традиции вниз, будет сопротивляться означенному явлению. Благодаря противодействию двух разнонаправленных сил коньковый прогон не выгнется ни в одну из сторон.

Варианты стропильных конструкций по фронтонам

Использование фронтонов в качестве опор позволяет отказаться от многочисленных конструктивных элементов, размещаемых в пределах мансардного или чердачного пространства. Отпадает необходимость в строительстве совсем не дешевых внутренних несущих стен, существенно сокращается, а при незначительных по протяженности пролетах сводится к нулю число вертикальных опор.

Сооружение трехфронтонной Т-образной крыши чаще всего проводится по схеме с опорой прогонов на фронтонные стенки, т.к. при выполнении работ обычным способом конструкция выходит излишне сложной. Устройство и установка многочисленных подкосов и шпренгельных ферм тормозит темпы строительства. А при возведении крыши скорость категорически не рекомендуется снижать, чтобы не «попасть» в период дождей.

Отметим, что при возведении крыш с пролетами свыше 6 м конструкцию, упрощенную путем отказа от ряда опорных деталей, придется все-таки усложнить. Коньковые балки получаются излишне массивными. Кроме того факта, что для их подъема к месту установки и монтажа потребуется спецтехника, есть риск слишком сильного прогиба посередине тяжелого прогона.

В списке стандартных решений для перекрытия больших пролетов прогонными балками, опирающимися на фронтоны, значатся:

• Сооружение в коробке дома несущей стены с установкой на нее опоры или шпренгельной фермы. Стену строят поперек направлению прогона.
• Деление коньковой балки на две части с установкой под место сопряжения опорной стойки или строительной фермы.
• Установка укосин с опиранием во фронтонные стенки.

Если пролет не превышает 7 – 8 м, то для разгрузки коньковой балки допустимо применять укосины или капители на фронтонных стенках под краями длинномерного элемента. Они примут на себя часть нагрузки и украсят интерьер.

Еще один действенный способ разгрузки слишком длинной коньковой балки состоит в установке дополнительных прогонов, точно так же опирающихся на фронтон, но сбоку и ниже по скату крыши. Реализация подобного метода наталкивает мысль: а нужны ли теперь в схеме устройства крыши стропила? Ведь обрешетку для установки покрытия можно крепить прямо к прогонам.

Возможно, для конструкций без утепления можно запросто обойтись и без стропил. В истории строительства есть такие решения, например, построенные на самцах бревенчатых домов бесстропильные крыши. Их подобие сейчас водружают над домами с пенобетонными или кирпичными фронтонами.

Однако в случае устройства утепленной мансардной крыши некую имитацию стропильных ног все же придется установить, ведь теплоизоляция нуждается в организации естественной вентиляции. Для этого перпендикулярно прогонам достаточно установить брусок с размерами сторон 40×50 или 50×50 мм с шагом от 0,7 до 1,2 м. Ему не нужно сопротивляться нагрузкам, он должен просто формировать вентиляционные продухи.

Выбор материала для конькового прогона

Понятно, что основным конструктивным элементом каркаса крыши фронтонами является коньковый прогон. Он воспринимает основную нагрузку и передает ее фронтонным стенам. Поэтому все расчеты по строительству стропильной системы подобного типа проводятся именно для него.

Для устройства прогонной балки подходит:

• Брус. Применяется в случае перекрытия пролета до 6 м. При использовании элементов бóльшей длины необходим монтаж дополнительных опорных стоек и подкосов.
• Бревно. Лес приобретают, исходя из проектных размеров прогона с запасом на обработку торцов. Бревна стесываются не полностью на два каната, а только в местах контакта с фронтонными стенками и со стропилинами.
• Клееная балка. Подходит для пролетов свыше 6 м, т.к. обладает внушительной прочностью и сопротивляемостью на изгиб, значительно большей, чем у цельнодеревянного бруса.

Сечение материала подбирают расчетным путем с учетом характерных для региона значений ветровой и снеговой нагрузки. Сначала определяют величины изгибающих моментов М, выражающихся в кг×см. Если прогон составлен из нескольких балок, то момент изгиба находят для самой изогнутой части составного прогона.

Когда результат вычислений момента изгиба станет известен, можно приступать к подбору сечения материала для устройства прогона. Для этого произвольно задается или высота, или ширина бруса, а вычисления производятся по приведенным нами в графических приложениях формулам.

Полученный в ходе вычислений результат необходимо проверить на предельную величину прогиба, которое не должно превышать 1/200 от общей длины коньковой балки. Если результат удовлетворяет техническим требованиям, то производится проверка на предельное внутреннее напряжение, появляющееся внутри балки во время ее прогиба.

Если по обоим предельным состояниям «запас» прочности получился довольно большим, можно уменьшить высоту либо ширину бруска. Не исключено, что в итоге повторных расчетов получится ощутимо сэкономить на материале. Если расчетный прогиб больше технического предела, то размеры материала для прогонной балки требуется увеличить и рассчитывать, пока не получится идеальный результат.

Если для устройства коньковой балки будет использоваться бревно, то следует помнить, что несущая способность сохранившей структуру древесины значительно выше, чем у пиленого бруса благодаря тому, что ее природные волокна не повреждены. Расчеты тогда производятся по формуле, ориентированной на вычисление характеристик цельного строительного леса.

Используя бревно при перекрытии больших пролетов, можно зрительно минимизировать прогиб одним из старинных способов, которым пользовались строители масштабных бревенчатых теремов. Бревна, используемые для устройства потолочных балок, они вытесывали в виде коромысла, создавая в середине бревна некое подобие небольшой арки. Края подтесывали сверху, чтобы выдержать общую толщину элемента.

Коромысло-образные тяжелые бревна в ходе эксплуатации прогибались посередине, в результате превращались в безукоризненно ровные элементы перекрытия. В наши дни описанная методика тоже нашла применение. Ею пользуются при заливке предварительно напряженных бетонных балок, просто незначительный изгиб практически незаметен, тем более, если конструкция уже простояла несколько лет.

Рассмотрим пример строительства крыши с тремя фронтонами, один их которых будет ниже, чем расположенные друг против друга его парные аналоги. Это весьма распространенный вариант проектирования загородных домов с крупным эркером, перекрытым собственной скатной крышей.

Сопряжение скатов эркера с основными скатами формирует две ендовы, для сооружения которых используются сдвоенные доски. Т.к. планируется устройство мансарды, установлена будет только одна центральная стойка, требующаяся для опирания расположенного ниже прогона, присоединяемого торцом к главной коньковой балке.

Этот узел в обычных трехфронтонных крышах с расположением прогонов на одной высоте не усиливается стойкой без необходимости. Направленный перпендикулярно к основному коньковому брусу элемент в таких ситуациях устанавливается на металлический оцинкованный кронштейн или на прибитый к основной балке опорный брусок.

Монтируемые в половинах пролета балки относятся к категории вспомогательных элементов. Их демонтируют перед отделкой мансарды. Для изготовления временных опор подойдет доска 50×150 мм. Центральная стационарная стойка будет довольно солидно нагружена, потому для ее изготовления применяется брус 100×150 мм.

Следует учесть, что одной даже мощной опоры для разгрузки трехфронтонной конструкции недостаточно. К тому же диагональные стропилины ендов будут тоже опираться на нее через прогон эркера. Поэтому центральную стойку усиливают подкосом, упирающимся в ответвление прогона и в мауэрлат внутренней несущей стены. Планировку мансарды следует проводить с ориентиром на указанное обстоятельство.

Фиксация Т-образной конструкции к фронтонам производится на стальные кронштейны, которые необходимо заранее закрепить на положенном месте с учетом проектной высоты. Установка кронштейнов производится так, чтобы каркас крыши оказался выше линии фронтонов примерно на половину толщины стропилины.

После устройства каркаса к торцам крайних стропильных ног будут крепиться выноса, часть которых лежит на кирпичном фронтоне, часть формирует фронтонный свес. Перед установкой выносов – укороченных стропильных ног, прикрепляемых по схеме поперечного лобового упора, на фронтоны укладывается рубероид или подобная рулонная гидроизоляция.

Краткий алгоритм сооружения Т-образной крыши выглядит следующим образом:

• Установка мауэрлата по периметру будущей крыши. В сооружении основания для устройства стропильной системы в нашем примере используется брус 100×150 мм.
• Монтаж балок перекрытия. Их изготавливают из бруса 100×150 мм или поставленной на ребро доски 50×150 мм. Первыми устанавливаются крайние балки, между которыми натягивается шнур. После контроля их положения и крепления проводится монтаж рядовых балок с шагом 60 – 80 см.
• Для удобства производства работ по закрепленным балкам свободно укладывается доска.
• Установка основной опоры согласно проектным данным. Ее фиксация производится с помощью металлических уголков или пришитых с двух сторон деревянных накладок.
• Установка вспомогательных стоек в серединах двух частей основного пролета и в середине ответвления Т-образной крыши.
• Установка кронштейнов для укладки прогонов.
• Укладка прогонных балок с фиксацией в кронштейнах. Крепление прогона ответвления производится с помощью металлических зубчатых деталей или опорного бруска.
• Контроль качества установки прогонов. Проводится с помощью натянутой шнурки, отвеса и строительного уровня. При необходимости выполняется корректировка положения элементов конструкции.
• Изготовление и установка рядовых цельных стропилин.
• Изготовление и установка диагональной стропильной ноги, сшитой из пары досок.
• Изготовление и установка нарожников – укороченных стропилин, формирующих скаты ендов.
• Точка состыковки диагональных стропильных ног с прогоном ответвления Т-образной крыши усиливается установкой подкоса,

В завершении в точке присоединения диагональных стропилин устанавливается еще одна укороченная стропильная нога, проложенная от основного прогона к нижележащей балке. Она должна быть строго параллельна стропилинам основных скатов крыши. Для ее примерки на месте соседние стропила соединяются шнуркой, которая поможет провести точную разметку.

После по фронтонам ставят выноса, а затем по готовой стропильной системе монтируют обрешетку под крепление покрытия.

Ролик с подробным изложением нюансов строительства двухскатной крыши над коробкой с фронтонами из газобетона:

Сооружение крыши над мастерской:

Стропильная конструкция дома с тремя фронтонами:

Сооружение стропильных каркасов по фронтонам проводится проще и быстрее, чем устройство аналогичных крыш с каркасными торцевыми стенками. Однако расходы будут несколько выше. Следует помнить, что если прогон крепится к фронтону с оконным проемом, то между его верхней линией и местом фиксации коньковой балки должно быть не меньше шести рядов армированной кладки или должна быть установлена бетонная перемычка.

Устройство наклонного кафедрального мансардного потолка

Наклонный потолок правильнее называть кафедральным потолком, так как он образуется одним скатом крыши. Кафедральный потолок образуется двускатной крышей, а наклонный − односкатной. Чтобы правильно построить такой потолок изучите теорию стропильной системы. Хотя кафедральный потолок используется давно, некоторые инженеры неправильно понимают назначение некоторых узлов стропильной системы крыши и путают функции схватки, затяжки и коньковой балки. Эта статья описывает и иллюстрирует три типа конструктивных узлов препятствующие прогибу стропил и изгибу стен, включая определение схватки, затяжки и структурной коньковой балки. Без подходящей поддержки затяжки или коньковой балки, двускатная крыша прогнется вниз, толкая стены здания наружу, что приведет к обрушению.

На рисунке изображен сводчатый потолок без использования схваток и затяжек.

---

Структурная коньковая балка

На рисунке видна торцовая стена с витражными окнами, но центральная стойка стены поддерживает структурную коньковую балку, на которую опираются стропила. Верх стропил скрепляется деревянными «косынками» или металлическими пластинами. Если расстояние между

Коньковая балка или потолочные лаги или «Ничего» в кафедральном потолке.

Когда строители устанавливают схватки, они располагают их горизонтально между противоположными стропилами и в верхней трети вертикального расстояния между коньковой балкой и плоскостью мауэрлата или верхних обвязок наружных каркасных стен. Это делается для скрепления коньковой балки и верха стропил. Схватка не участвует в связывании наружных стен здания.

Затяжка создает прочный треугольник, который давит вниз, а не вбок на наружные стены. Без затяжек, коньковая балка прогибаясь, давит на стропила прикрепленные к стенам, толкая стены наружу. Обследуя здания построенные без затяжек и без структурной коньковой балки, мы иногда замечаем, что коньковая доска между фронтонами прогнулась вниз.

“Там, где не используются потолочные лаги или затяжки, коньковая балка должна поддерживаться стеной или колонной, сконструированной в соответствие с принятой инженерной практикой.” — 2012 IRC, Раздел R 802.3.1

Если внимательно посмотреть снаружи на верх стен, на которые опираются скаты крыши, то при ошибочно сконструированной стропильной системе крыши виден изгиб стены в верхней части. Если войти внутрь и посмотреть на эти стены, то иногда видны трещины в обшивке стен или отслоение обшивки каркаса, а иногда и наклон стены наружу. Чтобы этого не произошло, для коньковой балки рекомендуется использовать инженерные структурные балки типа клеенного бруса, LVL бруса и т.п. При этом коньковая балка обязательно должна опираться на стены или столбы, передавая нагрузку дальше на фундамент. Фирмы продающие такой брус помогут с расчетом необходимого сечения балки.

Неважно как крепятся стропила к коньку: встык или покоятся на нем, используйте подходящее соединение стропил с коньком. Для этих целей лучше подходят металлические пластины проходящие по верху стропил и конька, чтобы предотвратить отсоединение стропил от конька при повышении нагрузки. Справа на фото видно, как разошлись стропила прибитые прямым гвоздем через коньковую балку (очень слабое соединение) в стропило. Но даже забивая гвозди под углом через стропило в конек, нет гарантии, что стропила не отойдут от конька.

---

 

Как исправить наклонный потолок крыши, в котором нет структурной коньковой балки

Я предлагаю три способа для исправления структуры крыши, которые применяются с успехом.

1. Пропустите структурную балку через стены фронтона под коньковой балкой из доски. Некоторые компании продающие клеенный брус предоставляют инженерный расчет сечения балки и способы крепления. Уже на месте стяните клеенную балку и доску конька металлическими пластинами. Сначала убедитесь, что оба конца балки опираются на опоры, которые прямо или косвенно передают нагрузку на фундамент, а затем установите необходимые крепления.

2. Установите балки от одной до другой стены параллельно стропилам, они закрепят стены, как затяжки. Используйте брус 100х150 или 100х200 мм в зависимости от размера пролета крыши (при пролетах свыше 6 метров требуется конструкция разработанная инженером) и расположите балки с шагом 120 — 180 см (по правилам не более 120 см). Используйте одобренные крепления − шурупы и болты, иногда и гвозди не подходят для крепления этих балок к обвязкам стен или мауэрлату. Балки не дадут стенам выгибаться.

3. Пригласите инженера-строителя, который предложит один или два способа подходящих под дизайн потолка.

При любом из этих способов, проверьте вертикальность длинных стен в середине здания. Если отклонение составляет 5 мм и более, то используйте комбинацию из тросов и подпорок под конёк, в месте где он прогнулся, чтобы стены вновь заняли вертикальное положение. Первые два метода во многих случаях помогают исправить ситуацию, но если вы не уверены, лучше пригласите инженера.

Если ваша крыша построена без затяжек, схваток, структурного конька или другого инженерного решения, то рано или поздно коньковая балка прогнется в середине и отклонит стены по вертикали.