Соединения стропил: Соединение стропил: виды и способы

Если вы хотите выразить благодарность, добавить уточнение или возражение, что-то спросить у автора — добавьте комментарий или скажите спасибо!

Несколько вариантов соединения стропил из лиственницы

Стропильные системы бывают висячими и наслонными, но вне зависимости от особенностей их конструкции, они передают на колонны или несущие стены свой собственный вес и нагрузку от веса кровли. Стропила же соединяются не только с мауэрлатом, который представлен в виде бруса и является основой стропильной конструкции, но и с другими элементами системы. Иногда они нуждаются в увеличении длины и тогда стропила соединяют между собой.

Виды стропильных соединений

Условно все узлы стропильных соединений можно разделить на группы:

• Стыкования при удлинении стропил;
• Стыкования с мауэрлатом;
• Соединение с дополнительными элементами.

Если говорить об основных способах соединения стропил с мауэрлатом, то их существует два: скользящий и жёсткий. Все соединения делать жёсткими нельзя, так как дерево имеет свойство в зависимости от погодных условий расширяться или сжиматься. При этом если соединение жёсткое, то на несущие стены могут возникнуть достаточно большие распорные нагрузки, приводящие к их деформации. Жёсткое соединение применяется при наслонных стропилах, когда нужно соединить с мауэрлатом стропильную ногу. При этом здесь должны быть исключены любые усилия: поворачивающие, крутящие, сдвигающие и скользящие. Используется преимущественно два метода: с помощью нашивки на стропило подводного бруска и путём устройства врубки на стропильной ноге. При этом седло или врубка в стропильной ноге делается на глубину, которая не превышает 1/3 высоты доски. Чтобы создать жёсткое соединение, стропило, упирающееся седлом в мауэрлат, закрепляется двумя гвоздями, которые забиваются с обоих сторон доски под углом друг к другу. После сюда же забивается дополнительно ещё один вертикальный гвоздь. Такое крепление позволяет создать соединение особенной жёсткости, а потому с его помощью удобно соединять при возведении любых крыш стропила с мауэрлатом.

А вот второй вид соединения характеризуется подвешиванием к стропилу бруска длиной в один метр, при помощи которого оно, собственно, и упирается в мауэрлат. Чтобы исключить сдвиг в стороны, сбоку его дополнительно крепят металлическими уголками. Чтобы соединение не скользило на конце при креплении стропильной ноги к затяжке, используют метод шипа или двойного зуба. Если это не предусмотреть, то на конце затяжка может расколоться. В качестве дополнительного крепления стропил к стенам часто используется проволока, которая закладывается ещё на этапе строительства стен. Её также можно монтировать при помощи анкеров, которые также устанавливаются во время возведения стен.

А вот скользящее соединение обычно актуально при наслонных стропилах, так как висячие в подобном соединении просто не нуждаются, потому что опираются на коньковый прогон. Таким образом они просто не создают ни малейших распорных нагрузок на несущие стены здания. Висящие тропила чаще всего применяются для зданий, которые возводятся из оцилиндрованного бруса или бревна.

Методы соединения стропил

Стоит отметить, что уже после изготовления дерево продолжает в течение ещё нескольких лет изменять свои физические свойства, а потому происходит усадка здания. При этом вся стропильная система находится в движении, а потому жёсткое соединение может привести к видимым изменениям в самих стенах. Перед соединением стропил в системах крепления им создают свободу движения и добиваются этого несколькими способами.

На стропильной ноге делают специальный запил, упирающийся в мауэрлат. С обеих сторон стропильной ноги забиваются наискосок гвозди или же один гвоздь забивается сверху в мауэрлат. Также вместо гвоздевого крепления можно использовать металлические пластины или скобы с уже готовыми отверстиями под гвозди. Стропило при этом выпускается за границы стены на определённую длину и крепится при помощи металлических уголков к мауэрлату. Используется при этом специальная система крепления — салазки. В каждом случае стропило будет упираться в мауэрлат, а вот распорки и подкосы висячих стропил будут к ним крепиться при помощи хомутов и скоб. Чтобы снизить риск срыва крыши порывами сильного ветра, стропильные ноги будут крепиться к стенам проволочными скрутками.

Если пролёты крыши достаточно большие, то иногда стропильные ноги нужно удлинять. Обычно в продажу редко поступает пиломатериал длиннее шести метров, а потому часто стропила приходится удлинять. Обычно это делается при соединении досок косым прорубом, при помощи стыка или внахлёст. Если доски или торцы стропильных брусьев соединяются между собой косым прорубом, то получается угол в 45 градусов.

крепление стропил к мауэрлату, к балкам перекрытия, к стене

Крепление стропил к мауэрлату является одним из важнейших соединений, от надежности которого зависит не только долговечность крыши в целом, но и безопасность обитателей строения, поскольку неграмотный подход к делу может обернуться сходом стропильных ног с мауэрлата, с дальнейшим перекосом крыши и даже возможным падением некоторых ее элементов на территорию вокруг здания.

Конструкция стропильной системы

Система стропил является своеобразным каркасом крыши. Все узлы и элементы должны обладать достаточной жесткостью для выдерживания нагрузки при распоре и сдвиге. Конструкционные элементы изготавливают из дерева, чтобы кровля имела легкий вес. Материал необходим качественный, с небольшим числом трещин и сучков. Для мауэрлата, прогона и подушек берут сорта твердых пород дерева.

В систему стропил входят следующие элементы:

• Мауэрлат – своего рода фундамент кровли, служащий опорой. Благодаря ему вес одинаково распределяется по периметру постройки. Это толстая балка, прикрепленная к стене, уложенная строго параллельно балке конька.
• Ноги стропил. Определяют внешний вид верха дома и уклон крыши.
• Коньковый прогон. Это брус, положенный в горизонтальном положении, на котором закрепляют стропила.
• Боковой прогон. Аналогичен коньковому, но фиксируется по центру стропильных ног на скате.
• Затяжка. Соединяет крайние стропила, чтобы они не расходились.
• Подкос (ноги под стропами). Состыковывается с лежнем и стропильной ногой, что делает его более стойким.
• Лежень. Устроенный поверху внутренней стены постройки, параллельно коньку, брус. Служит для установки подкоса и стойки.
• Конек крыши. В этом месте соединяются скаты кровли, набивается сплошная обрешетка для повышения прочности.
• Свес. Часть крыши, ограждающая стены от контакта с большим объемом атмосферных осадков.
• Кобылки. Устанавливаются для увеличения длины стропил, если их не хватает при монтаже свесов.
• Обрешетка. Сплошная или из реек, служащая основой для кровельного материала.

Важно выбрать подходящие методы соединения участков системы, качественно их соединить с общей кровлей для стойкости к расчетной нагрузке.

Рекомендуем

• Вальмовая крыша – основные узлы и правила крепления стропил
• Мауэрлат – как сделать основание для стропил?
• Каркасная баня своими руками – проекты, чертежи и пошаговая инструкция по строительству

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.

Мауэрлат для разных типов кровель

Конструкция основания кровли не предполагает существенных отличий при сооружении разных видов кровель. Для простых двускатных кровель мауэрлат всегда размещается на стенах, так как служит опорой и слоем соединения стропильной системы и несущих элементов.

В зависимости от варианта соединения кровли определяется тип крепления мауэрлата

Если в строящемся доме планируется обустройство жилой мансарды, то сооружение мауэрлата проводится по обычной технологии. При этом не используются сложные методы, а брус крепят к стенам анкерами. Особым моментом является тщательное утепление, а также гидроизоляция, поскольку мансарда должна быть комфортной.

Мауэрлат для мансардной крыши имеет стандартную конструкцию

Вальмовые кровли имеют довольно сложную конструкцию и поэтому система мауэрлата должна быть максимальной прочной. Основа для вальмовой кровли создаётся по общим принципам, но нагрузка на неё немного больше, чем при наличии простой двускатной кровли. Для этого лучше всего крепить основу на армопояс.

Вальмовая кровля имеет четыре ската

Для сооружения крыши, имеющей два ската, требуется мауэрлат, надёжно прикреплённый к стенам. Основная нагрузка осуществляется на две стены, на которые опираются скаты кровли. В этом случае подходит закрепление как с армопоясом, так и без него.

Для двускатной крыши мауэрлат можно крепить любым методом

Основы и принципы крепления

Как для односкатной, так и для двухскатной крыши, существуют различные способы крепления стропил к мауэрлату, при этом могут быть использованы разные крепежные элементы.

Так, схема крепления стропил с мауэрлатом может предполагать использование проволочной стяжки, пластин, уголков и специальных кронштейнов.

Для фиксации к стенам дома могут быть использованы специальные металлические уголки, а также некоторые другие элементы.

Непосредственно само соединение осуществляется с помощью гвоздей, а также болтов, шпилек. В некоторых случаях используется монтажная перфорированная лента.

Если монтаж стропил осуществляется с помощью кронштейнов, то в этом случае нет необходимости в обустройстве запила, а значит, элемент каркаса крыши не подвергается ослаблению.

Сам кронштейн представляет собой металлический элемент, выполненный в определенной конфигурации. Крепление с использованием этого элемента осуществляется на саморезы.

При необходимости значительно усилить узловое соединение между балкой и стропилами, рекомендуется использовать специальную монтажную ленту перфорированного типа.

Данный элемент позволяет получить более прочное соединение внутри каркаса, при том, что абсолютно никак не ослабляет несущие конструкции крыши.

Он не нарушает общей целостности всего каркаса, делает его цельным, максимально жестким.

Если в качестве крепежного элемента применяют монтажную ленту, непосредственно само соединение осуществляют через саморезы или строительные гвозди.

Также для фиксации кровельной конструкции могут быть применены специальные металлические уголки.

Этот способ крепления является одним из наиболее часто используемых. Позволяет максимально надежно и жестко скрепить между собой балку и стропильные ноги.

Кроме этого, данный универсальный элемент значительно повышает общие несущие способности каркаса кровли, полностью исключает смещение под различными воздействиями стропильной системы.

Какими способами могут крепиться к балкам стропила

Мы рассмотрим все возможные методы фиксации элементов, некоторые из них используются крайне редко и только во время строительства аутентичных домов по старинным технологиям. Такие работы выполняют плотники высочайшего класса, умеющие работать топором, долотом, стамеской и прочими традиционными плотницкими инструментами.

Специальными металлическими крепежными пластинами

Строители применяют два типа пластин. Соединение прочное, делается быстро и без ручного труда. В развитых странах стропильные фермы домов собираются на производственных линиях, при этом все процессы почти полностью автоматизированы. Технология сборки дает возможность увеличивать производительность оборудования и снижать себестоимость продукции. Элементы домов на строительной площадке быстро собираются, количество ручного труда сводится к минимуму. Деревянный дом под ключ ставится всего за две-три недели в зависимости от этажности и размеров.

Крепежные пластины

Какие пластины применяются для крепления стропилин к балкам?

Зубчатые

В нашей стране, к сожалению, малоизвестны, в развитых странах используются давно. Зубчатое крепление – металлические пластины с различными линейными размерами. По всей площади имеются зубья, которые вбиваются в деревянные конструкции. Длина и расстояние между зубьями выбирается с учетом размеров стропильных ног и балок перекрытия. Такое соединение дает возможность автоматизировать процесс производства ферм стропильной системы. Зубчатые пластины устанавливаются с двух сторон соединяемого узла.

Стальные зубчатые пластины

Зубчатые пластины можно забивать и вручную, но необходимо следить за правильностью их положения.

Перфорированные

Хорошо известные крепежные элементы, универсального использования. Могут фиксировать все элементы стропильной системы, имеют различные размеры и толщину. Пластины накладываются на узел, стягивание выполняется саморезами, болтами или обыкновенными гладкими гвоздями. Могут монтироваться с одной или двух сторон соединения. Преимущества – нет строгих требований по качеству пиломатериалов, большое количество отверстий позволяет выбирать самые удачные места вкручивания саморезов. Недостатки – требуют довольно много ручного труда. Работать с ними тяжелее, чем с зубчатыми. Кроме того, возрастает время монтажа стропильной системы.

Использование перфорированного крепежа

Общий вид на стропильные фермы

Крепление ригеля к стропилам

Крепить стропила к балкам перекрытия рекомендуется том случае, когда оба элементы изготовлены из одинаковых досок. Такой метод на сегодняшний день считается самым распространенным.

Болтовое

Крыши небольших хозяйственных зданий и пристроек не имеют значительных нагрузок, во время их изготовления используются упрощенные методы соединения стропилин и балок перекрытия. Самый распространенный вариант – болтами. Проделываются отверстия в балках перекрытия и стропилинах, элементы располагаются рядом, в отверстия вставляются болты, узел прочно стягивается.

Соединение стропил болтами

Соединение врезкой

Более сложное соединение, требуется практический строительный опыт. Врезка полностью исключает вероятность подвижек стропилин в местах соединения с потолочными балками, узел более прочный и статичный. На балке выпиливается углубление, а на стропилине выступ, детали должны плотно входить друг в друга.

Такой метод фиксации делается только на доме, что усложняет процесс строительства. Кроме того, каждое соединение подготавливается индивидуально, что еще больше увеличивает сроки строительства и повышает его стоимость. Еще один недостаток врезки – каждое соединение уменьшает толщину досок стропилин и балок, это становится причиной уменьшения их несущих показателей. Как следствие, проектировщики должны во время расчетов предусматривать увеличенные размеры пиломатериалов с учетом уменьшения их ширины в результате запиливания. А это негативно сказывается на стоимости строения.

Конструктивные узлы опоры стропил на балки перекрытия

Соединение врубкой

Старинный метод, в настоящее время применяется крайне редко. Работы делаются плотниками, умеющими обращаться с ручными инструментами и топором. Врубка делается только на толстых стропилинах и балках. Топором, долотом и стамеской делается соединение шип/паз под необходимым углом. Работа физически тяжелая, в качестве дополнительного соединения могут использоваться металлические самодельные скобы. Длина скоб и диаметр прутка выбираются с учетом конкретного места установки и предполагаемой максимальной нагрузки.

Варианты врубки стропил в балку

Крепление мауэрлата

Для изготовления этого элемента обычно применяются хвойные породы дерева. Чаще всего используются брусы с сечением 150х150, 150х100, 80х180. Помимо этого может быть применено обычные бревна с диаметром 18 см, но оно должно быть очищено от своей коры. Помимо этого, для того, чтобы крепление мауэрлата к кирпичной стене было плотным к стене, одна сторона должна быть подпилена и подточена.

Фиксация может быть проведена несколькими способами, в том числе крепление мауэрлата к газобетону без армопояса:

• Кованными скобами;

• Деревянными или металлическими нагелями;

• Стальными уголками. Кстати, крепление стропил к мауэрлату тоже часто произиводится этим способом;

• Заложенными в армопояс шпильками или кусками арматуры. Обязательно посмотрите, как сделать армопояс своими руками. Ссылка после статьи.

Способы крепления стропил к мауэрлату и его самого к стенам выбирается исходя из материала стен и финансовых возможностей.

Крепление к стене из дерева

Когда стены выполняются из оцилиндрованного или клееного бруса, то элемнт укладывается на верхний венец стен. Крепление осуществляют таким же образом, как и остальные элементы стен. Также в деревянных домах может быть использован верхний венец. В каркасный деревянных домах может использоваться верхняя обвязка стен.

Крепление к кирпичной стене

На такие стены элемент укладывают по всему периметру, размещая поближе к внутренней стороне. Снаружи его защищают небольшим выступом стены. Место под укладку нужно готовить еще на стадии возведения стен. К тому же заранее нужно определиться со способом крепления. Особенно это касается когда необходимо разобраться, как крепить мауэрлат к газобетону.

В зависимости от того, какой способ вы выбрали, могут меняться отдельные этапы подготовительных работ:

Крепление к армопоясу

Для сооружений, которые возводятся с помощью ячеистых блоков или панельных сборных конструкции, установка мауэрлата в обязательном порядке потребует изготовление армопояса. Поэтому изучить, как крепить мауэрлат к армопоясу следует обязательно. Армируя бетонный пояс, нужно закладывать металлические шпильки с резьбой диаметром не менее 10 мм. При этом у основания шпильки должна быть приварена поперечина.

Эти шпильки необходимо равномерно распределить по всей площади армопояса. Их число тоже должно быть равно или быть даже больше количества стропильных ног. Шпильки должны торчать из армопояса на всю толщину элемента плюс дополнительно на 4 см для того, чтобы можно было затянуть две гайки. Когда на брусе наносится разметка этих резьбовых соединений, то также должны быть отмечены и точки установки стропил.

Обращаем внимание! В самом идеальном случае крепление мауэрлата на газобетон должно находиться точно посередине между стропильными ногами. Поэтому необходимо следить и избегать совпадений мест креплений бруса с местами установки стропильных ног.

Если будет интересно изучить сразу и технологию кладки стен из газобетона.

До того, как вы станете заполнять опалубку бетоном, нужно резьбу заложенных шпилек замотать малярным скотчем. Это делается во избежание загрязнения резьбы и выхода ее из строя. После застывания армопояса можно начинать крепить. Для этого в нем также сверлятся отверстия под шпильки. После установки на место брус должен быть зафиксирован двумя гайками. А также для того, чтобы это соединение с течением времени не ослабело и не распустилось, нужно завершить фиксацию контргайкой.

Обращаем внимание! Не важно, какой способ крепления мауэрлата вы выбрали. В обязательном порядке под него нужно укладывать гидроизоляционный слой из какого-либо материала, например, рубероида. Сам деревянный брус нужно обрабатывать антисептиком несколько раз. Эти несложные операции помогут вам создать конструкцию, которая будет устойчива в воздействию пара и влаги.

Для того, чтобы снизить количество стыков по всей длине мауэрлата, необходимо подбирать брусья максимально возможной длины. Если все же это необходимо его сращивают путем косого прируба с одновременной фиксацией болтами, гвоздями или саморезами. По углам брус должен быть усилен металлическим скобами, пластинами или уголками. Вот и все основные способы крепления мауэрлата к стене. Надеемся, что вопрос, как закрепить мауэрлат к газобетону без армопояса или с ним больше не будет актуальным.

Советуем почитать:

• Что такое мауэрлат и для чего он нужен;
• Как своими руками сделать армопояс

Рекомендации по крепежу нижних концов стропил к зданию

Установка стропил и мауэрлата на кирпичную стену производится по следующей схеме

Некоторые псевдо профессионалы ошибочно советуют такие способы крепления стропил, как применение скруток непосредственно к газо- или пеноблокам. Однако каменные блоки не способны надежно удерживать крепежные детали.

К примеру, гвоздь 100 мм, вбитый в блок, может быть извлечен оттуда при некотором усилии даже руками. Другими словами, закрепленные в блок скрутки не смогут надежно удерживать ни стропила, ни мауэрлат, в особенности при давлении стропилом на конструкцию не только вертикально вниз, но и в сторону.

Более надежным является крепление стропил к кирпичной стене или стене из другого блочного материала с применением армированного пояса шириной и высотой в 200мм, в который перед заливкой крепятся резьбовые оцинкованные шпильки в диаметре минимум 14 мм, и шагом в пределах 1-1,5 м.

Шпильки меньшего диаметра будут не столь надежными, поскольку при некотором усилии будут гнуться.

Для усиления крепления стропильной системы в основании шпилек могут быть приварены арматурные крестовины либо закреплена усиленная шайба с гайкой.

В момент заливки армированного пояса желательно производить корректировку вертикальности расположения шпилек по уровню. Это позволит избежать в дальнейшем трудностей при надевании на шпильки мауэрлата.

Если же шпильки по какой-либо причине были внедрены в монолит под углом, не следует отчаиваться – просто требуется приложить несколько больше усилий для высверливания в мауэрлате отверстий под шпильки под необходимым углом.

Как крепить стропила к мауэрлату

Существует два основных подхода для крепления стропил к мауэрлату — скользящее соединение и жёсткое.

Скользящее соединение

Этот тип соединения стропил с мауэрлатом нередко ещё называют шарнирным. В данном случае используются модели крепежей, которые допускают беспрепятственное смещение элементов по отношению друг к другу. Само же крепление балок чаще всего выполняется следующими методами:

1. Проделывание специального паза на стропильной ноге. Этой частью стропило укладывается на мауэрлат, после чего место сцепления дополнительно фиксируется скобами или гвоздями.
2. Соединение делается специальным металлическим крепежом, называемым «ползунки» или «салазки».

Каждый из представленных вариантов крепления обеспечивает надёжное сцепление стропил с мауэрлатом. В то же время при малейших сдвигах некоторых элементов конструкции, все  составляющие части также сдвигаются относительно друг друга, сохраняя общую целостность кровли. По этой причине скользящее соединение пользуется большой популярностью, особенно если речь идёт о возведении каркасных домов, а также конструкций из бруса или бревна.

Такие дома со временем неизбежно дают усадку, из-за чего изменяется геометрия постройки. Поэтому использование жёсткого соединения может вызвать деформацию или даже  частичное разрушение конструкции.

Жёсткое соединение

Как можно понять из названия, этот тип соединения полностью исключает любое движение между элементами конструкции. Достигнуть этого можно двумя способами:

• создать специальные «сёдла» на стропильной ноге;
• использовать уголки с подшивными опорными брусками.

Первый способ является наиболее популярным в современном строительстве. В данном случае стропило цепляется за поверхность с помощью специального паза и дополнительно  фиксируется с помощью гвоздей. Они забиваются под углом таким образом, чтобы произошло их скрещивание в мауэрлате. Также обычно вбивают и третий гвоздь в вертикальном положении. Таким образом удаётся создать очень жёсткий и прочный узел крепления.

При использовании второго способа крепления, обеспечивается упор стропила на мауэрлат  с помощью специального опорного бруса. Сама же фиксация стропила выполняется с помощью уголков и обязательно  с обеих сторон. Это позволяет исключить возможность для его смещения. Такой тип крепления обычно используется при создании мансард.

Кроме того, в обоих случаях для обеспечения максимальной жёсткости и прочности креплений, применяется дополнительная фиксация специальными скобами, анкерами или проволокой.

Способы крепления стропил к мауэрлату.

Всего же существует два способа крепления стропил к мауэрлату:

1. жесткое;
2. скользящее.

Какой из них применять, определяет форма крыши, а значит — и непосредственно вид самой стропильной конструкции. Посему рассмотрим оба варианта.

Жесткое сопряжение.

Применяется в тех случаях, когда стропила верхней своей частью присоединяются не к коньку, а связываются между собой (висячая стропильная конструкция).

Как становится очевидно из названия, жесткое сопряжение стропил и мауэрлата предполагает полное исключение любых движений (поворотов, кручений, сдвигов, изгибов и т.п.) его элементов, добиться чего можно двумя способами:

• с помощью выпиливания «седла» (запила) на стропиле (НЕ НА МАУЭРЛАТЕ!!! – это может ослабить его несущую способность) и последующего закрепления полученного узла с помощью скоб, проволоки и гвоздей;
• монтаж стропил уголками с подшивным опорным бруском.

Первый метод используется наиболее часто. Гвозди в данном случае забиваются с боков, под углом друг к другу, и скрещиваются уже внутри мауэрлата. Далее вбивается третий гвоздь – вертикально, создавая тем самым максимально жесткий узел крепления.

Второй же вариант предполагает, что сопряжение осуществляется с помощью опорного бруска, размером до 1-го метра, в который стропило жестко упирается по линии давления. Фиксация узла в данном случае выполняется с помощью металлических уголков, позволяющих избежать поперечного смещения.

Кстати, оба описанных только что метода жесткого сопряжения мауэрлата и стропил страхуются еще дополнительным соединением последних со стеной с помощью анкеров либо проволоки-катанки.

Крепление стропил к мауэрлату видео (жесткое сопряжение).

Скользящее сопряжение.

Скользящее сопряжение, оно же — шарнирное с двумя степенями свободы, образуется путем применения крепежа, создающего возможность для свободного (относительно) движения одного из его элементов. В нашем случае этим элементом выступают стропила.

Выделяют сразу три варианта крепления при скользящем сопряжении:

• первый способ состоит в соединении стропил и мауэрлата при помощи особого металлического крепежа — «салазки»;
• второй способ – это способ, при котором делается выпуск стропил за стену, с единичным креплением — специальными крепежными пластинами:
• третий способ предполагает выполнение запилов на стропилах и укладку ими последних на мауэрлат.

В последнем случае крепление производится с помощью двух гвоздей с боков наискосок в направлении друг друга. Также можно сделать подобное крепление с помощью только одного гвоздя: он забивается в тело мауэрлата через стропило вертикально сверху вниз.

К слову, вместо гвоздей можно использовать пластины из металла с отверстиями, а еще соединять стропила с мауэрлатом скобой.

В основном скользящее сопряжение чаще всего используют при возведении деревянных домов. Ведь со временем происходит их усадка, а значит — и искажение геометрии строения. Следовательно, если в таком случае использовать жесткое крепление, в конечном счете, это может привести к разрушению стен, а нежесткое сопряжение позволяет кровле постепенно подстраиваться под усадку дома, сохраняя его красоту и надежность.

Крепление стропил к мауэрлату видео (скользящее сопряжение).

Рекомендую прочитать:Армирование кирпичной залить в систему отопления частного дома?Монтаж полипропиленовых труб своими сделать котел на отработке.

Детали для крепежа

Для монтажа стропильных систем применяются деревянные, а также детали из металла. К первым можно отнести: брусок, треугольник и нагель, тому подобное. Металл в деталях крепежа довольно широко представлен: гвоздями, уголком, болтами и шурупами, хомутами и скобками. А также спецустройствами для установки стропила, которые именуются «салазки».

Крепления такого рода применяемы при монтажных работах на несущих балках перекрытия, в ходе возведении зданий из древесины. Их главные преимущества: не требуется врезок в сами балки, а закрепление осуществляется с помощью болтов с шурупами больших гвоздей.

Шаг №3: установка лежня

Схема установки лежня.

Следующий шаг – установка лежня, его черед настает сразу после мауэрлата. Вначале определите расположение срединной оси, именно на ней лежень и будет находиться. Если вы возводите крышу с четырьмя скатами, то проследите, чтобы концы лежня находились от фронтонного и бокового мауэрлатов на равном расстоянии, это позволит углы вальмы и наклона основных скатов сделать одинаковыми. В случае если ваш проект не подразумевает равные углы, следуйте рекомендациям готовой схемы. Стоит отметить, что гидроизоляцию под лежнем нужно сделать двойной.

Крепить лежень необходимо к внутренним стенам скобами или проволочными скрутками. Если ваша постройка выполнена из легких материалов (например, из пенобетонных блоков), то предварительно сделайте армирующий пояс, выпустите анкеры, к которым впоследствии лежень и будет крепиться. Даже если под лежень вы планируете монтировать кирпичные столбики, крепления по-прежнему должны быть повернуты к внутренним стенам.

Жесткое крепление стропил к мауэрлату

Главным принципом такого крепления стропил является исключение абсолютно всех воздействий между элементами конструкции. Не допускается изгибы, поворот и сдвиг. Этого можно достичь следующим образом: выполнить соединение с уголками и опорными брусками либо же с помощью запилов на стропильных ногах и прикрепления гвоздями или скобами.

Первый способ заключается в опирании стропила на мауэрлат с подшивным опорным бруском. Благодаря бруску, длинна, которого должна быть до 1 метра, стропила упираются жестко. Дополнительно стропила фиксироваться по бокам металлическими уголками, чтобы не было поперечных смещений.

Вторым способом крепления пользуются чаще. Здесь гвозди забивают по бокам под углом так, чтобы они скрещивались внутри. Потом третий гвоздь забивают вертикально. Это делается для того, чтобы получился жесткий узел крепления стропил к мауэрлату.

Оба варианта имеют дополнительные соединения стропил к стены с помощью проволоки–катанки и анкеров.

Изготовление скользящих опор

Эти детали в большинстве случаев эксплуатируются при повышенной влажности и нередко контактируют с водой, конденсатом, проникающими под кровельный скат. При изготовлении скользящих опор необходимо учитывать сильное воздействие этих и других отрицательных факторов внешней среды. По этой причине их предварительно покрывают слоем цинкового расплава, дополнительно легированным другими веществами для сокращения подверженности коррозии и улучшения прочностных характеристик, благодаря чему повышается общая несущая способность конструкции.

Изготовление самих скользящих опор производится методом холодной штамповки на основе довольно прочного и пластичного материала – низкоуглеродистой стали марки 08 ПС. Процентное содержание углерода в ней – 0,08%, что дает возможность качественно штамповать материал. Балансирование прочностных характеристик элемента осуществляется методом раскисления.

Правила крепления стропил

Обеспечить надежное соединение стропил и мауэрлата в точке соприкосновения непросто, однако это все же возможно, если соблюдать следующие правила:

• Использовать качественный крепеж. Здесь недопустима экономия, поскольку неподходящие метизы – это не то, что нужно, для создания долговечной крыши. Запилы тоже следует выполнять очень аккуратно, поскольку нужно избежать необходимости установки прокладок, вкладышей и т.д. Такие детали позволяют обеспечить хорошее соединение, но со временем они могут деформироваться или вылететь, а сама конструкция ослабнет.
• Стропила нужно фиксировать только на металлические уголки или пластины. Многие руководства по монтажу опускают этот момент, но если перед тем как крепить стропила не запастись такими элементами, потребуется докупать их уже в процессе. Использование других типов креплений – это лишь временная мера.

Для монтажа бруса лучше всего использовать гвозди или саморезы, если требуется временное решение. Для создания долговечной конструкции рекомендуют применять специальный стропильный крепеж и болтовые или шпилечные соединения.

• Использовать скользящее крепление при создании кровли деревянного дома. Подобная технология подходит и для соединения с верхними боковыми бревнами и с мауэрлатом. Возможность для скольжения стропил обеспечивают специальные элементы – салазки. Применение таких изделий является обязательным.
• Перед тем как крепить стропила в мауэрлате запиливаются седла, которые обеспечивают плотное прилегание деревянных элементов друг к другу. Для того чтобы запилы были одинаковыми применяются шаблоны. Если углы наклона скатов разные, то и шаблоны нужно будет изготавливать для каждого из них. Глубина запила выбирается в пределах четверти ширины стропильной ноги. Без использования шаблона тоже можно работать, но это потребует проведения дополнительных измерений, а возможно и корректировок уже в процессе установки.

Установка стропил должна производиться таким образом, чтобы обеспечить удерживание крыши от поднятия даже сильными порывами ветра. С другой стороны необходимо также решить вопрос с распирающим усилием, которое также может быть достаточно велико.

Соединение стропил, например на диагональном стропиле, тоже должно быть очень прочным. Для достижения требуемых параметров соединения используют пропилы, позволяющие элементам конструкции плотно прилегать друг к другу, а фиксация производится за счет скрутки болтами.

Монтаж и схема

Цельная стропильная система включает в себя мауэрлат, стропильные фермы, прогоны (боковые и коньковые), диагональные элементы. Вся конструкция может быть собрана, как на земле, так и на месте.

Мауэрлат крепиться к стене анкерными болтами или же шпильками, которые вмуровываются в цементную стяжку или просто в кирпичную кладку. После чего можно приступать к креплению стропил к мауэрлату.

Далее происходит установка крайних и промежуточных ферм. Стропильные ноги устанавливаются в нужном положении и фиксируются с помощью кронштейнов. Они крепятся не только к основанию крыши, но и к коньку. Существует следующие способы крепления стропил к мауэрлату или к бревну:

1. Мауэрлат – опора. Верхний конец стропильной ноги закрепляется к коньку с креплением к стене. В данном случае используется метод скользящей опоры.
2. Нижний конец стропила и его ног крепится к мауэрлату штучным бруском с ползуном, а верхние концы соединяются гвоздями или болтами.
3. Стропила и конек жестко скрепляются в узлы, которые называются коньковыми. Это делается с помощью деревянных брусков, которые в свою очередь крепятся параллельно коньку или брусу с обеих сторон.

Так же стоит отметить, что существуют способы крепления стропильной системы к балкам перекрытия. В данном случае балки и стены должны иметь большой запас прочности. Способ крепления к балкам используется не так часто.

Если выбран способ крепления стропил к мауэрлату, то в стропиле делается вырез, в который должен войти мауэрлат. После чего можно вбивать гвозди для закрепления конструкции. Гвозди должны пройти через стропило в мауэрлат крест на крест.

Таким образом, к мауэрлату или к балкам перекрытия крепиться стропильная ферма, которая в свою очередь соединяет прогоны, стропильные ноги, подкосы и другие детали. Стропильные ноги в свою очередь соединяются ригелем для придания жесткости конструкции.

Если производите сборку стропил для 4-ые скатной кровли, тогда рекомендуем эту статью, а также вот эту публикацию где пошагово рассмотрен процесс монтажа 4-ые скатной кровли.

Крепление балок перекрытия к стене

В частном строительстве обычно делают деревянные перекрытия по балкам. Крепление балок — важный технологический этап, от качества которого зависит надежность перекрытий.

Способы соединения балки перекрытия со стеной

Перед тем как строить, нужно заказать проект дома и все действия выполнять в соответствии с ним. Обычно способ устройства перекрытия описан там. Здесь важно всё — используется ли специальная врубка или крепёж для установки балок, жёстко ли они соединяются со стеной или по плавающей системе. Способ крепления имеет большое значение.

Например, в каркасных домах и домах из СИП-панелей балки являются элементами каркаса и крепятся наглухо. В домах из газобетона, из оцилиндрованного бревна балка обычно крепится так, чтобы она просто лежала на стене и имела возможность продольного люфта. Глухое крепление вызывает вибрации при хождении по потолку второго этажа.

Есть одно различие между балками перекрытия и лагами для пола. Лаги должны лежать свободно, чтобы пол не коробило и не вело. Покрытие пола крепится уже непосредственно к лагам.

К примеру, сезонное удлинение балки, даже воздушно-сухой, составляет 2-3 см на 5 м. Естественно, любой пол, приколоченный прямо к такой балке, выгнется. Из-за этого он начнет скрипеть, расходиться.

Кроме того, под лаги кладут демпфирующие прокладки, которые гасят вибрацию от шагов.

Специальными металлическими крепежными пластинами

Металлические перфорированные пластины для деревянных конструкций были разработаны в Швеции. Крепление с их помощью деревянных балок достаточно простое, не требует точной подгонки. Кроме того, они способны сгладить изменения геометрии древесины вследствие набухания.

Балка перекрытия крепится в каркасном домостроении поверх продольной балки стенового каркаса. Она кладётся сверху на пролёт и закрепляется при помощи двух перфорированных уголков сбоку.

Это позволяет устойчиво закрепить даже балку в виде лафетной доски, достаточно узкой, установленной на ребро. Если же балка — брус, и обеспечивать её устойчивость не так важно, можно крепить её уголками снизу.

Брус применять лучше, так как лафетная доска склонна к кручению при высыхании и сезонном увлажнении, и перекрытие будет деформироваться.

Детали для крепежа

Для надежной фиксации стропил используют различные детали, такие как нагели, треугольники, бруски, крепежные пластины, накладки, затяжки, и т.д.

При возведении деревянного каркаса стропильной крыши используются металлические элементы – хомуты, болты, гвозди, шпильки, уголки.

Металлические уголки выпускаются для крепления стропил с запилом и без запила. Отличаются они разной толщиной металла и разным количеством отверстий для саморезов/болтов.

Для монтажа стропильных систем применяются деревянные, а также детали из металла. К первым можно отнести: брусок, треугольник и нагель, тому подобное. Металл в деталях крепежа довольно широко представлен: гвоздями, уголком, болтами и шурупами, хомутами и скобками. А также спецустройствами для установки стропила, которые именуются «салазки».

Крепления такого рода применяемы при монтажных работах на несущих балках перекрытия, в ходе возведении зданий из древесины. Их главные преимущества: не требуется врезок в сами балки, а закрепление осуществляется с помощью болтов с шурупами больших гвоздей.

Закрепляем стропила: все популярные способы

Т.к

главная задача мауэралата распределить нагрузки от кровли, обязательно уделите особое внимание креплению к нему стропил. Дело в том, что от этого зависит то, не поведет ли со временем крышу, не станет ли она проседать или создавать более сильные нагрузки на одну из стен

Это серьезно!

Существуют две технологии привязки стропил к мауэрлату:

• Жесткая. Здесь полностью исключаются любые смещения стропильной ноги, изгибы или сдвиги. Для стабильности применяется подшивной брусок, который не дает скользить стропильной ноге. А металлические уголки не дают стропилам двигаться в стороны.
• Скользящая. Такое крепление необходимо, если дом строился из бревна или бруса, которые со временем заметно оседают. И сам мауэрлат здесь обычно не используется – только верхний венец сруба. Если применить жесткую систему крепления стропил, то уже на следующий год крыша потеряет до 50% своей прочности – ее просто поведет.

А теперь обо всем более подробно.

Главная задача жесткого крепления – полностью исключить возможность смещения стропил в любую сторону. Здесь седло выреза на стропиле упирают в мауэрлат и крепко фиксируют гвоздями, забитыми под угол

Но крайне важно, чтобы все такие вырезы на стропилах были одинаковыми, по одному шаблону и не больше 1/3 ширины стропила

Второй способ – одинарное крепление специальной крепежной пластиной. Дополнительно под стропило в некоторых случаях подшивают метровый брус, который еще и служит упором, а крепление выполняется металлическим уголком.

Скользящее крепление еще называют шарнирным, и неспроста. Имейте ввиду, что разные деревянные дома дают усадку по-разному. Так, меньше всего проседает со временем клееный брус, а больше всего – свежий сруб, который всего за год опускается до 15%! Причем сама усадка всегда происходит неравномерно, что еще больше оказывает влияния на перекос всей стропильной системы – если вы не установили скользящее крепление.

Перекос крыш случается также в процессе самой эксплуатации дома. Так, в продолжительные дожди древесина сильно разбухает, а зимой теряет большой процент влаги и заметно усыхает. Причем совершенно по-разному оседают:

• южная и северная сторона;
• сторона, на которую постоянно идет влажный речной или морской воздух, и более сухая;
• обдуваемая ветрами сторона и та, перед которой есть хозпострока;
• скрытая от солнца деревом и открытая.

За все это время геометрические параметры сруба постоянно меняются. Причем меняет свои параметры даже центральная стена дома, на которую опираются стойки и балки стропильной системы. Особенно в период зимнего отопления, когда она заметно усыхает. Поэтому, если стропила на мауэрлате или верхнем венце сруба закрепить жестко, то зимой снеговая нагрузка заставит стропильную систему выгнуться.

А потому узлу необходимо быть немного свободным, для чего вам понадобится такой крепежный элемент, как «салазка» или «скользячка», как его любят называть в народе. Это особая деталь из металла, похожая на петлю. При естественном изменении геометрии сруба она смещается по направляющей, и стропила немного оседают без какого-либо вреда для всей системы.

Вот более подробно о самом процессе:

К слову, некоторые кровельщики и до сегодняшнего времени выполняют скользящий угол более традиционными способами. Для этого в стропильной ноге они делают запил, ставят балку срезом на верхний венец и закрепляют такими способами:

• Скобами.
• Скрещивающимися гвоздями в мауэрлате.
• Одним вертикально забитым гвоздем.
• Стильными фиксирующими пластинами.

Также в качестве неплохой альтернативы современной скользящей опоры используйте прочную кованную проволоку, скрученную в два раза (мы говорили о ней в пункте о креплении мауэрлата к стене). Она отлично работает на растяжение и дает определенную степень свободы всем элементам конструкции крыши.

Как видите, со всем можно разобраться!

Установка мауэрлата на шпильки к армопоясу или бетону

Этот способ один из наиболее надежных. Когда проводится погружение шпилек непосредственно в кирпичную кладку, стержни должны располагаться в строго вертикальном положении, с выступом над мауэрлатом 30 мм. Также можно применить способ, в основе которого лежит применение опорных подушек. Его отличие от укладки на монолитный армированный пояс заключается в том, что опорная подушка имеет длину всего 40 см, при высоте 22 см. Выполняя армопояс под мауэрлат, перед заливкой бетона резьбовые участки на шпильках оборачиваются скотчем для защиты от попадания грязи в витки резьбы.

Перед монтажом в мауэрлате проделываются отверстия при помощи специального перьевого сверла. Мощность используемой дрели должна быть достаточной для того, чтобы просверливание толстого бруса прошло без загвоздок. Перед этим наносят разметку, для чего брус укладывают на острие шпилек и ударяют по нему тяжелым молотком. Такая простая процедура позволит заполучить четкие отметины в нужных точках.

Очень важно добиваться расположения шпилек вдоль краев мауэрлата. Для укладки основания будущей кровельной конструкции используется осевая линия. Допускается также ее смещение наружу или внутрь, на что влияют особенности конструкции конкретной постройки. При этом важно сохранять дистанцию в 50 мм между мауэрлатом и наружной поверхностью стены. При укладке на стену гидроизоляции удобнее всего накалывать ее на шпильки. Далее начинается основная процедура монтажа. При подгонке конструкции важно помнить о том, что подрезать мауэрлат категорически запрещено. Подобной операции разрешается подвергать только стропилины. При этом осуществляется постоянный контроль надежности их упора на основание: они должны именно упираться, а не просто касаться.

Как правильно построить крышу.

Для примера мы будем разбирать одну из самых конструктивно показательных — среднестатистическую двускатную крышу, крытую металочерепицей.

Эта статья заинтересует в первую очередь человека, которому предстоит у себя в доме, в коттедже или на даче, столкнутся с этим интересным действом. Подойти к строительству крыши стоит очень и очень внимательно. Это фактически основной барьер Вашего дома от стихий, который первый принимает на себя природные ненастья. Очень важно уHonor все нюансы: вентиляцию крыши, гидроизоляционные свойства, определится с тем какие будут проводится последующие внутренние работы (утепление, устроение мансарды) под этой крышей. В конечном счёте мы имеем дело с кучей физических явлений: конденсат, перепады температур, отвод осадков и т.д. Мы очень рекомендуем проHonor эту статью, дабы не наделать ошибок, которые потом очень дорогого Вам обойдутся, переделывать крышу по частям чаще всего не возможно.

Мауэрлат, (мурлат) Зачем нужен мауэрлат?

(Правильный термин — мауэрлат, но обычно, строители говорят проще – МУРЛАТ. Мауэрлат – это толстая балка, чаще всего деревянный деревянный брус 15х15 см в сечении, укладывают который параллельно коньку крыши вдоль оси стены. По сути мауэрлат является фундаментом крыши, балка (брус) на которую опираются собственно сами стропила. Мауэрлат, (мурлат) нужен для того, что бы распределить нагрузку от стропил, веса будущего покрытия крыши, ветра и осадков (снег) равномерно по всей стене здания и на внутренние его опоры. Мауэрлат укладывают как по оси стены, так и чуть ближе к внутреннему или наружному краю, в зависимости от конструктивных особенностей стены и крыши. Крайне не желательно балку — мауэрлат укладывать ближе чем 5 см от наружной плоскости стены. Мауэрлат обязательно крепится к стене строения. Не забывайте, что крыша — действует как огромный парус, и сильный ветер может её если не сорвать её вообще, то передвинуть, что естественно крайне не желательно. Крепление мауэрлата не является дорогим и трудоёмким процессом, особенно если крыша не слишком большая, скупой платит дважды, не забывайте об этом.

Иногда можно обойтись и без мауэрлата, и стропила крепить прямо к балкам перекрытия, но прочность самих балок и стен этого дома, должна быть достаточная, так как возникают сконцентрированные нагрузки в местах опоры стропил, которые мауэрлат (мурлат) распределяет равномерно по всей стене строения.

Способы и технологии крепления Мауэрлата к стене дома, рассмотрим три основных:

мауэрлата на бетон шпильками. При устройстве очень больших по площади крыш (более 250 кв.м.) сверху, по стене, на которую собственно и планируют укладывать Мауэрлат, заливают бетонную стяжку — армопояс, в которую сразу же вмуровывают вертикально шпильки (металлический штырь с резьбой) под резьбу м12 или похожие. Шпильки в армопоясе распределяют по всей длине мауэрлата, но не реже чем через 2 метра, и обязательно у концов мауэрлата, вмуровывают по одной. Высота шпильки должна быть естественно больше толщины самой балки — мауэрлата не мение чем на 3 см. Это нужно для того что бы Мауэрлат качественно притянуть гайками с шайбой. Это крепление можно немного удешевить, если вертикально вмуровывать не цельные шпильки, а штыри арматуры, где то на пару сантиметров меньше толщины Мауэрлата, а затем к концу этого штыря приварить небольшие шпильки по 4-5 см, или самые обыкновенные болты нужной длины и диаметра, отрезав предварительно у них «головки». Также можно не вмуровывать сразу Шпильки в армопояс, а крепить в бетон после, при помощи анкерных болтов.

вмуровывают в кладку стены. Второй способ крепления мауэрлата похож на первый, с той лишь разницей, что шпильки или штыри из арматуры вмуровывают непосредственно в кирпичную стену, в процессе кладки. Этот способ конечно же менее надежный чем первый, но вполне приеменим, для небольших крыш площадь которых мене 250 кв.м. Штыри, лля большей надёжности, нужно вмуровывать в стену глубже, взяв шпильки (арматуру) большей длины.

Крепление Мауэрлата с помощью толстой проволоки – катанки. Третий способ наиболее простой из основных, в процессе кладки стены дома: Заключаетса он в том, что нужно между рядами кирпичей, не менее, чем за 3 ряда до верха кладки (чем больше, тем надежней будет крепление) уложить середину куска толстой проволоки, что бы длины обеих концов проволоки хватило (по окончании кладки стены) обвязать мауэрлат сверху. Если вы не планируете стену штукатурить (красота естественной кладки) с наружной стороны, один из концов (наружный), можно спрятать в толще стены, уклажив его вертикально в растворе между кирпичами. Такой способ достаточно надежен и на практике довольно широко применяется, особенно для небольших крыш.

Если Ваш дом деревянный (брус, сруб, каркас), то крепление мауэрлата может выполнятся обычными гвоздями, (шурупами, саморезами) с возможностью использовать металлические перфорированные соединители для деревянных конструкций.

Как соединить стропила между собой в коньке своими руками —

Соединение стропил в коньке – способы и техника крепления

На опорный каркас крыши ложится большая нагрузка, создающаяся кровельным материалом, слоем термоизоляции и веса снега, лежащего на поверхности скатов. Чтобы конструкция не разрушилась, проектируют стропильную систему с учетом всех потенциально воздействующих на нее сил. В процессе расчета определяют необходимое количество и размер сечения стропильных ног, на которые ложится основной вес кровли. Однако, не менее важно, насколько качественно выполняется соединение стропил в коньке. Эта статься расскажет какие виды соединений существуют, как правильно их выполнить и от чего зависит выбор того или иного способа крепежа.

Разновидности соединительных узлов

Основа каркаса крыши – стропильные фермы, в которые отдельные элемента, соединятся между собой в конструкции различной геометрической формы, к примеру, треугольной или пятиугольной. Одной из наиболее прочных и устойчивых к внешним воздействиям фигурой является треугольник, именно такой вид имеют фермы двухскатных и полувальмовых, вальмовых и шатровых крыш. Соединительным узлом называют место сращивания или крепления стропил друг с другом, с мауэрлатом, дополнительными опорами. При сооружении стропильной системы используются следующие виды узлов:

Узел крепления к мауэрлату. Каждая стропильная нога имеет точку крепления к основанию каркаса, называемому мауэрлатым брусом. Его задача – равномерно распределять нагрузку от веса кровли и передавать ее через несущие стены к фундаменту сооружения. Нарушение целостности мауэрлата снижает его прочность, поэтому соединение выполняю, используя бруски, металлические уголки или делая выпилы на концах стропильных ног.

Важно! В процессе строительства стропильного каркаса используют два типа соединительных узлов: жесткие и подвижные. Жесткими называют крепления, когда элементы фиксируются между собой неподвижно. Подвижные соединения имеют возможность изменять свое положение, для них применяют специальные металлические «ползунки».

Крепление нижней части стропил

Соединение стропил с мауэрлатом бывает жестким и скользящим. При жестком креплении должны быть исключены любые смещения стропильной ноги, поворачивающие, скользящие и другие усилия. Чтобы узел крепления был жестким, применяются два основных способа

:

• монтаж с вырубкой в ноге;
• монтаж с нашивкой подпорного бруса.

Врубка (седло) на стропильной ноге не должна превышать 1/3 высоты доски, чтобы не снизить ее несущую способность.

Стропильная нога, упертая седлом в мауэрлат, закрепляется тремя гвоздями – два из них вбиваются с обеих сторон под углом, а третий – вертикально сверху.

Обязательно почитайте: Порядок обработки стропильной системы

Второй способ монтажа заключается в установке на мауэрлат бруса длиной не более метра, в который упирается нижняя часть стропильной ноги, срезанная под углом, соответствующим углу наклона крыши. Чтобы исключить боковой сдвиг, с обеих сторон монтируются специальные металлические уголки.

Скользящие крепления используются на стенах деревянных домов, склонных к усадке. Это специальные металлические элементы, которые обеспечивают стропильной системе некоторую степень свободы в определенном направлении.

Соединение стропил с балкой используется в случае, если опорой для стропильных ног служат затяжки. Следует учесть, что крепление выполняется на расстоянии не менее 40 см от края балки, чтобы обеспечить необходимую прочность конструкции под нагрузками.

Обычно выполняется врезка двойным или одинарным зубом, с упором или без упора. Дополнительно применяется металлический крепеж и обвязка катаной проволокой с креплением ее к анкеру на стене.

Может использоваться и болтовой крепеж – в этом случае стропильная нога срезанным торцом устанавливается на балку, в нижней части которой выполнен вырез. Болт должен располагаться перпендикулярно верхней стороне доски стропила. Также может применяться соединение хомутом. В обоих случаях в балке вырезается упор для стропильной ноги.

Способы соединения стропил в коньке

Коньковый узел стропильной системы располагается в верхней точке крыши и образуется за счет соединения между ногами одной стропильной пары. Не этот участок каркаса ложится огромная нагрузка, чтобы конек ее выдержал, опытные кровельщики применяют следующие варианты крепления:

Встык. Чтобы выполнит соединение стропил встык, один конец досок, используемых для изготовления ног, опиливают под углом таким образом, чтобы при совмещении они образовывали угол. Чтобы зафиксировать стропила в этом месте используют гвозди, забивая в торцевую часть ноги под углом так, чтобы он проходил через обе ноги. Чтобы усилить крепление встык используют специальные металлические пластины с отверстиями под саморезы. Из накладывают на место соединения стропил с двух сторон и закрепляют саморезами или гвоздями.

Внимание! Работа с деревянными домами из бруса и бревна требует особого подхода. Так как натуральное дерево изменяет размер в процессе изменения процента влажности, дом, построенный из этого материала, уседает в первые 5 лет эксплуатации. Чтобы компенсировать усадку, величина которой достигает иногда 20 см, требуются специальные подвижные крепления. Оно представляет собой пластины для фиксации стропил, соединенные металлическим стержнем.

Крепеж верхней части стропил

Соединение стропил в коньке может выполняться различными способами в зависимости от типа системы и других особенностей конструкции.

При наличии конькового прогона верхняя часть ноги обрезается под углом, соответствующем углу наклона ската кровли, затем устанавливается срезом к коньковому брусу и крепится гвоздями либо саморезами. Для усиления конструкции можно использовать дополнительные металлические накладки. В некоторых случаях выполняется врубка шипа стропила в паз в коньке.

Обязательно почитайте: Стропила двухскатной крыши: виды конструкций и их установка

Для крепления висячих стропил между собой в коньковой части используются следующие способы

:

1. Соединение стропил внахлест. В этом случае в верхних торцах, уложенных внахлест, необходимо выполнить отверстие для соединения с помощью болта или резьбовой шпильки. Важно использовать широкие шайбы, чтобы крепеж не повредил древесину при нагрузках.
2. С обрезкой торцов под углом. Верхние концы подрезаются таким образом, чтобы соединение торцов было вертикальным, а стропила располагались под углом, заданным проектом крыши. Чтобы обеспечить необходимую прочность узла, используются пластины для соединения стропил.
3. Крепеж «шип-паз». Как и в предыдущем случае, стропила располагаются под заданным углом. В верхней части выполняется пазо-шиповое соединение, которое дополняется металлическим крепежом. Также применяется крепление одинарным или двойным зубом (если кровля рассчитана на повышенные нагрузки).

Строительство сооружений из бруса или бревна требует особого подхода к возведению стропильной системы. Если дом имеет фронтоны из стенового материала, усадка постройки заметно повлияет на конструкцию каркаса – его нельзя делать жестким, чтобы избежать деформации

. Соединение стропил болтами в коньковой части в комплексе со скользящим креплением на стенах обеспечивает необходимую подвижность стропильной системы. Кроме того, можно применять специальные подвижные коньковые крепления из металла.

Принципы крепления

Чтобы качественно соединить крепление стропил друг другу в коньковом узле, требуются самые обычные инструменты: карандаш, рулетка, пила, строительный уровень, шуруповерт и крепеж. Качество выполнения работ зависит от соблюдения следующих правил:

• Тип используемого крепления для каждого соединительного листа определяется при расчете и проектировании стропильной системы. Чтобы не возникло путаницы, эта информация отражается на чертеже.
• Чтобы все узлы крепления имели одинаковый размер и угол, из изготовляют по одному, предварительно размеченному и изготовленному, шаблону.
• Если в процессе фиксации используются болт или саморезы и необходимо проделать отверстия, то их диаметр должен превышать размеры крепежного элемента. Это предотвращает образование на древесине трещин, коробления и деформации.
• Затягивая болты, саморезы или заколачивая гвозди, из не заглубляют ниже поверхности досок, а наоборот, оставляют небольшой зазор, чтобы древесина не повредилась при изменении влажности.
• Каждый соединение стропильных ног в коньке должно быть плотным, но не тугим. После завершения монтажа, обязательно проводится проверка на плотность прилегания всех узлов.

Коньковый узел крыши – участок, на который ложится самая большая нагрузка. Поэтому от правильности расчета и качества соединения стропил зависит несущая способность всей стропильной системы.

Виды стропильных соединений

Подобным образом, все узлы соединения стропилин можно поделить образно говоря на группы:

• узел соединения стропилин с мауэрлатом;
• узлы соединения стропилин с добавочными компонентами системы стропил, придающие крепость и жесткость;
• узлы стыкования стропилин при их удлинении.

Способов соединения стропилин с мауэрлатом есть два. Это твёрдое соединение и скользящее. Но делать все соединения только твёрдыми невозможно, потому как дереву свойственны подобные характеристики, как увеличиваться и сжиматься в зависимости от условий погоды. При твёрдом соединении стропилин могут появиться большие распорные нагрузки на несущие стены, что ведет к их деформирования.

Жёсткое соединение стропилин

Подобное соединение используют очень часто при наслонных стропилинах, когда необходимо объединить стропильную ногу с мауэрлатом. При этом соединение стропилин на коньке жёстким уже не устраивается.

При твёрдом креплении стропилин с мауэрлатом должны исключаться любые существующие старания – крутящие, скользящие, сдвигающие, поворачивающие. Чтобы получить узлы соединения стропилин твёрдыми применяют два способа:

• путем устройства врубки на стропильной ноге;
• путем нашивки на стропилину подпорного бруска.

Врубка или седло на стропильной ноге изготавливается на глубину, не превышающую 1/3 высоты дощечки. Для изготовления жёсткого соединения, стропило упертое седлом в мауэрлат, крепится 2-мя гвоздками, забиваемыми под угол друг к другу с боков стропильной дощечки, и одним по вертикали.

При подобном креплении формируется очень крепкое твёрдое соединение. Именно так очень часто соединяют стропилины с мауэрлатом при сооружении разных кровель.

Иной вариант соединения стропилин с мауэрлатом состоит в том, что к стропилине подшивается брусок длиной в 1 метр, с помощью какого стропило упирается в мауэрлат. С боковой стороны оно закрепляется с помощью уголков из металла, чтоб убрать сдвиг по сторонам.

Если стропильная нога закрепляется к затяжке, то чтоб оно не скользило на конце и не случилось раскола конца затяжки, крепление выполняют методом шипа или двойного зуба на расстояние от края затяжки 30см или больше.

Для добавочного крепежи стропилин со стенками строения, независит от используемого способа соединения, их крепят проволокой, которая закладывается в кладку на этапе строительства стен или с помощью анкеров, какие также устанавливаются во время устройства стен.

Скользящее соединение

Скользящее соединение исполняют при устройстве наслонных стропилин. Висячие стропилины в таком соединении не имеют нужды, потому как опираются на коньковый прогон и не делают распорных нагрузок на несущие стены строения. Очень часто висячие стропилины используют для строений, сооружаемых из бревна оцилиндрованного или бруска.

После постройки дерево еще пару лет изменяет собственные физические свойства, т. е. совершается проседание строения. При этом система стропил постоянно находится в движении и жёсткое крепежи приводит к переменам в стенках. Прежде чем объединить стропилины в узле крепежи, ему делают требования для некоей свободы движения. Достигают этого тремя вариантами.

На стропильной ноге изготавливается запил, который упирается в мауэрлат. Крепление стропилины делается забиванием 2-ух гвоздей с двух сторон стропильной ноги наискось в мауэрлат или забиванием одного гвоздя сверху в мауэрлат. Взамен крепежи гвоздками используются скобки и железные пластины с готовыми отверстеями под гвозди.

• Стропило выпускается на конкретную длину за границы стены и закрепляется к мауэрлату с помощью уголков из металла.
• Применяется специализированная железная конструкция крепежи с названием «салазки».
• В любом случае стропило упирается в мауэрлат, но при конкретных обстоятельствах оба компонента могут выполнять подвижки в отношении друг к другу.
• Подкосы, распорки и бабки висячих стропилин фиксируются к ним при помощи скобок и хомутов. Плюс ко всему стропильные ноги фиксируются к стенам проволочным скрутками, чтоб уменьшить риск срыва кровли крепким ветром.

Соединение стропил — 3 способа сращивания и тонкости монтажа

Деревянная стропильная система по сей день остается самым популярным видом обустройства скатных крыш. Размеры таких крыш бывают разными, поэтому соединение стропил и балок для экономии леса используется практически везде. Далее мы рассмотрим 3 способа сращивания стропильных ног между собой по длине, а также расскажем о вариантах стыковки стропил к мауэрлату и в коньке.

Деревянная стропильная система считается самой популярной при обустройстве разного рода скатных крыш.

Три способа сращивания балок

На больших кровлях размеры стропильных ног в длину могут доходить до 7-12 м, в то время как ходовой стандарт для бруса составляет порядка 6 м. Конечно можно сделать длинные стропила под заказ, но обойдутся они на порядок дороже, поэтому сращивание без потери качества является прекрасным выходом.

Сращивание при помощи 2 деревянных накладок считается простым и весьма надежным способом соединения.

Вы накладываете своеобразную шину с обеих сторон на стропильную ногу и сбиваете ее. В данном случае главное не экономить на накладках.

В качестве накладок лучше использовать тот же брус. На каждую сторону балки накладки должны заходить на расстояние от 1 м.

Показанные на схеме слева варианты соединений относят к одному способу под названием косой прируб

Главное здесь, чтобы с обеих сторон смежные секции упирались в порожек. Такой прием обеспечивает прочность на сжатие. Стыковка выполняется шпильками, но на этом мы остановимся чуть позже.

Способ косого прируба подходит только для соединения бруса большого сечения.

Едва ли не самый простой и популярный способ стыковки. Единственный минус здесь в том, что верхняя и нижняя точки стыковки не совпадают из-за смещения, но на больших прогонах это практически не играет роли.

Конструктивные особенности сращивания стропил

Увеличение длины стропильных ног производится за счет соединения коротких элементов из доски или бруса. Узел стыковки (практически при любом методе наращивания) представляет собой пластичный шарнир. Но стропилина должна иметь необходимую жесткость по всей длине, поэтому стык должен располагаться в том месте, где практически отсутствует изгибающий момент. С этой целью стык (пластичный шарнир) должен располагаться на определенном расстоянии от опоры, которое составляет 15% от длины пролета, перекрываемого стропилом

.

Следует учитывать, что расстояние от мауэрлата до промежуточной стропильной опоры отличается от расстояния между этой же опорой и коньком. Это требует использования равнопрочной схемы – необходимо обеспечить одинаковую прочность по всей длине, создание равного прогиба не требуется.

Особые требования к прочности предъявляются к накосным (диагональным) стропилам вальмовых и полувальмовых крыш

. Они превышают по длине стропила боковых скатов и служат опорой для нарожников – укороченных стропильных ног.

Сращивание стропил, при необходимости увеличить их длину, выполняется по следующим технологиям

:

• соединение досок встык;
• метод «косой прируб»;
• соединение внахлест.

Использования такого инструмента, как стусло, дает возможность отрезать концы досок строго под заданным углом, обеспечивая необходимую плотность стыков.

Соединение встык

Метод соединения встык дает возможность нарастить стропильную ногу, используя специальную накладку. Чтобы правильно выполнить соединение, требуется стыкуемые концы досок или бруса отрезать строго под углом 90°. Это позволит предотвратить образования прогиба под нагрузкой в месте стыка торцов стыкуемых стропил.

Срезанные торцы соединяются и закрепляются посредством металлического крепежа либо используются накладки из обрезков доски, устанавливаемые с обеих сторон соединения. Каждая накладка должна быть прибита гвоздями, расположенными в шахматном порядке.

Метод «косого прируба»

Если соединение встык более всего подходит для сращивания стропильных досок, метод косого прируба идеально подходит для увеличения стропильной ноги из бруса большого сечения. Данная технология получила свое название из-за принципа подрезки элементов. Соприкасающиеся концы досок необходимо подрезать под определенным углом.

Обязательно почитайте: Кобылка в кровле: понятие, назначение, монтаж

Элементы, выполненные из бруса, плотно стыкуются полученными плоскостями. В месте соединения требуется выполнить сквозное вертикальное отверстие под шпильку или болт. Важно, чтобы диаметр отверстия точно соответствовал диаметру крепежного элемента (12 или 14 мм) или был меньше на 1 мм. В этом случае крепление плотно сидит в древесине и отсутствует люфт, который может создать нагрузку на изгиб.

При установке шпилек или ботов необходимо использовать широкие металлические шайбы, чтобы крепеж со временем не повредил древесину.

Соединение внахлест

Срастить стропильные доски можно внахлест – это дает возможность создать жесткое соединение. Данный способ удлинения достаточно прост: две доски укладываются друг на друга с нахлестом, длина которого должна составлять не менее одного метра. Соединение досок выполняется при помощи гвоздей – крепежные элементы устанавливаются в шахматном порядке.

Крепление элементов внахлест – наиболее простой способ стыковки наращивания стропильных ног. В этом случае не требуется соблюдать точность подрезки элементов. Вместо гвоздей в качестве крепежа могут применяться шпильки с шайбами и гайками.

Тонкости обустройства стыковочных узлов

Нарастить стропильную ногу до нужных размеров — это только часть дела, ее еще нужно состыковать с нижней опорной балкой и правильно прикрепить к коньковому брусу. Но для начала давайте разберемся, при помощи чего такое крепление выполняется.

Основные крепежные элементы

Каждый узел нужно как-то крепить, сам он держаться не будет и здесь есть несколько вариантов:

• Гвозди — крепление гвоздями самый простой и распространенный способ фиксации. Существует 2 вида гвоздей — гладкие и ершеные. Гладкие привлекательны по цене, но для прочности их нужно набивать в полтора раза больше. Ершеные чуть дороже, зато они имеют заусенца, которые при входе в массив цепляются там намертво;

Ершеные гвозди в деревянном массиве держатся на порядок лучше, чем гладкие.

• Саморезы — фиксация саморезами, по сравнению с гвоздями на порядок качественней. Плюс саморезы всегда можно выкрутить, а те же ершеные гвозди извлечь весьма проблематично;

Для монтажа стропильной системы лучше использовать саморезы с антикоррозийным покрытием.

• Шпильки — металлические шпильки и болты считаются самым прочным и надежным видом стыковки. Правда под них нужно вначале просверлить сквозное отверстие и только после этого узел можно стянуть при помощи гаек. Для прочности под гайки обязательно подкладываются широкие шайбы, плюс ставится гравер и контргайка;

Стягивание узлов шпильками считается самым надежным.

• Скобы — в недавнем прошлом гвозди, и металлические скобы были основными способами крепления. Сейчас мастера больше переходят на соединение стропил пластинами, тем не менее, для страховки во многих ответственных узлах по-прежнему забиваются мощные скобы.

Металлические скобы используются практически в каждой стропильной системе.

Варианты соединения в районе конька

Существует несколько распространенных способов соединения стропильных ног в районе конька. Выбор того или иного способа зависит от вида стропильной системы и наличия или отсутствия конькового прогона.

Наиболее распространенные способы соединения стропильных ног в районе конька.

• Самым простым соединением считается стыковка внахлест. Здесь смежные балки просто накладываются друг на друга, после чего по центру высверливается сквозное отверстие и узел скрепляется болтом или шпилькой. Соединение считается подвижным, поэтому узел должен опираться на коньковый прогон;
• Более сложным видом считается соединение типа шип-паз. При такой стыковке в одной из стропильных ног выбирается паз, а на другой вырезается шип. При соединении бруски заходят друг в друга и фиксируются саморезами или гвоздями. Стыковка относится к жестким, поэтому может выполняться как с коньковым прогоном, так и без него;
• Соединение вполдерева похоже на предыдущий вариант, только в этом случае на смежных стропильных ногах вырезаются пазы в половину толщины бруса и после стыковки, узел также скрепляется саморезами или гвоздями;

Варианты жесткой стыковки стропильных ног без опоры на коньковый прогон.

Стыковка стропильных ног при помощи накладок может выполняться как в жестком, так и в подвижном вариантах. Жесткие разновидности стыковки не требуют опоры на коньковый прогон, а шарнирное соединение выполняется только в связке с коньковым прогоном.

• Жесткое соединение при помощи двух деревянных накладок применяется довольно широко. Зачастую накладки фиксируются несколькими сквозными шпильками. Помимо стыковки такие накладки еще исполняют роль поперечных затяжек, поэтому их может быть несколько;

Деревянные накладки выступают как дополнительные элементы и исполняют роль поперечных затяжек.

• Металлические накладки бывают нескольких видов. Самый простой вариант это перфорированная пластина, которая фиксируется в нескольких точках, тем самым обеспечивая жесткое соединение. Как вариант, вместо пластины может прикручиваться уголок. Так соединение стропил уголками используется для вальмовой крыши;

На вальмовой крыше стропила стыкуются уголками через коньковый прогон.

• Для обеспечения подвижного соединения из металлических накладок собирается шарнирный узел, который скрепляется металлической шпилькой. Подвижный шарнирный узел обычно монтируется на крышах деревянных домов для компенсации деформаций при усадке дома.

Подвижный шарнирный узел компенсирует деформации при усадке дома.

Стыковка стропил со стенами дома

Любая стропильная система опирается не на несущие стены дома, а на так называемый мауэрлат. Он представляет собой брус большого сечения. Если дом блочный или кирпичный, то стропильные ноги с мауэрлатом стыкуются жестко. То есть в стропильной ноге делается треугольный вырез, который и опирается на мауэрлат.

В блочных домах стропила с мауэрлатом стыкуются жестко.

Деревянные дома первые несколько лет довольно сильно усаживаются, поэтому здесь используются скользящие крепления стропил к мауэрлату. То есть балка опирается на брус и с обеих сторон прикручиваются подвижные металлические крепления.

Скользящее соединение стропил используется только на крышах деревянных домов.

В деревянных домах все соединения стропил делаются подвижными.

Соединение стропил между собой

Соединение стропил с коньковым прогоном

Что касается мест соединения стропильных ног между собой вверху, то тут тоже могут быть различные варианты.

1. Стропила можно соединить внахлест. То есть речь идет о том, что стропильные элементы накладываются друг на друга, после чего сверлится сквозное отверстие и части притягиваются либо болтом с гайкой, либо резьбовой шпилькой. При этом обязательно должны быть подложены широкие шайбы с обеих сторон.
2. Стропила могут быть соединены под углом. Для этого торцы отпиливаются под нужным углом, стыкуются между собой или к коньковому прогону и стягиваются гвоздями или саморезами. При отсутствии конькового бруса, стропильные ноги могут быть соединены с помощью специальной крепежной пластины, которая накладывается с двух сторон. В сквозные отверстия в пластинах и стропилах вставляются болты или резьбовые шпильки, и элементы стягиваются.
3. Ещё один способ соединить стропильные ноги в коньке– это метод врубки в полдерева. При этом лобзиком или ножовкой на обеих стропильных ногах выпиливаются выемки, глубиной до половины толщины бруса. После чего части соединяются, и в месте стыковки выполняется сквозное отверстие, через которое при помощи болта производится притягивание элементов друг к другу.

Схема соединения стропил

Как крепить стропила

Можно ли выделить какую-то главную деталь в кровле? Вряд ли это получится, так как здесь каждый элемент выполняет свою функцию. Например, стропила – это часть крыши, имеющей скаты, которую можно назвать каркасом. Именно на них будет укладываться кровельный материал, будут крепиться другие элементы. Именно от того, как собрана и установлена стропильная система, будет зависеть и итоговая форма кровли. Но если работы по созданию крыши выполняются самостоятельно, то как крепить стропила? На самом деле, это достаточно сложный этап работ, от которого будет зависеть и прочность, и надежность, и даже геометрическая правильность крыши.

Как крепить стропила

Крепеж для стропил: прочность и надежность кровли

Чтобы крыша имела высокую прочность и надежность, потребуется особое внимание уделить стропильной системе. Кроме правильно произведенных расчетов и чертежей, немаловажное значение в устойчивости конструкции имеет крепеж для стропил и всех ее элементов.

Конструкция стропильной системы.

Помимо нагрузки атмосферных осадков, стропила должны выдержать вес обрешетки и общий вес кровельного пирога, что необходимо учитывать при подборе крепления.

Стропильная система является пространственной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

• мауэрлат;
• стропильные ноги;
• ендовы;
• коньковые балки;
• прогоны;
• обрешетка.

Для того чтобы понять, каким образом все части стропильной системы крепятся между собой, нужно разобраться, из каких узлов она состоит, какие крепления в каждом случае используются и что они собой представляют. При сборке несущей конструкции кровли применяются крепежные элементы, как стальные, так и деревянные.

Основные узлы соединения стропильной системы

Схема крепления мауэрлата к стене.

Прежде чем соединять между собой мауэрлат и стропильную ногу, первый потребуется прочно соединить со стеной. Мауэрлат представляет собой толстую балку (15х15), уложенную по оси стены и параллельную коньку балки, на которую опираются стропильные ноги. Возложенные функции на данный элемент несущей конструкции заключаются в распределении нагрузки от стропил, веса кровельного пирога и атмосферных осадков по всей стене, включая внутренние опоры. Иными словами, фундаментом для всей крыши является мауэрлат. Его укладывают на ось стены и закрепляют к ней. В данном случае имеется несколько способов соединения.

Способ первый. При устройстве крыши большой площади по всей длине стены заливается армопояс, куда сразу же вмуровывают металлические штыри под резьбу м12 через каждые 2 м. В данном способе в качестве крепежа мауэрлата со стеной будут шпильки, которые насквозь проходят через балку и притягиваются к стене с помощью гайки и шайбы. При небольшой площади крыши, где нет большой нагрузки на стену, обходятся без мауэрлата и стропила крепятся непосредственно на вмурованные в процессе кладки шпильки.

Способ второй. Еще один вполне доступный способ сделать стропильную систему устойчивой – это крепить мауэрлат к стене с помощью проволоки. Для этого понадобится за 3 ряда до конца кладки уложить середину проволоки между рядами кирпичей. Ее длина должна быть достаточной, чтобы хватило обвязать и притянуть мауэрлат к стене. Также можно обойтись без мауэрлата и закрепить стропило проволокой прямо к стене. Но такое соединение даст точечную нагрузку на стену, что может повлиять на ее целостность

Схема крепления стропильной ноги к мауэрлату может быть жесткой и скользящей. Тип соединения зависит от формы крыши и вида стропил, которые могут быть висячими или наслонными.

Жесткое и скользящее соединение нижней части стропил с мауэрлатом

Основные узлы стропильных ферм.

Узлы соединения в данном случае будут выполнены из дерева и могут иметь несколько видов:

1. Зуб, имеющий только упор.
2. Зуб, имеющий шип и упор.
3. Упор непосредственно в балку.

Врубка одинарного зуба используется для крыши с большим углом наклона, где угол между мауэрлатом и стропильной ногой более 35º. Для этого в стропильной ноге потребуется вырезать зуб с шипом, а в мауэрлате создать под него гнездо. Применение шипа позволяет избежать бокового смещения стропила. Врубка двойного зуба используется при монтаже более пологих крыш. Последний способ применяется крайне редко.

В последнее время все чаще деревянное крепление для стропил заменяется металлическим, поскольку позволяет не только получить более надежную конструкцию стропильной системы, но и значительно сократить работы по ее монтажу. Поэтому в качестве дополнительных крепежей используются металлические стропильные болты, скобы, пластины, хомуты, петли и различные уголки.

Пример скользящего соединения..

Наиболее используемый метод жесткого соединения – это вбивание гвоздей с боковых сторон под углом в мауэрлат. Таким образом происходит внутреннее скрещивание внутри него. Далее для окончательной фиксации соединения вбивается вертикально третий гвоздь. Еще один способ предотвращения поперечного смещения стропильной ноги – это закрепление ее по бокам металлическими уголками.

Схема для подвижного крепежа стропил в нижней части применяется для домов, построенных из оцилиндрованного бревна или бруса. Так как в процессе эксплуатации стропильная система находится в движении из-за изменения своих физических свойств, т. е. происходит усадка здания.

Схема жесткого крепления в данном случае недопустима, поскольку такие подвижки могут привести разрушению стены. Это значит, что узлам крепления требуется обеспечить подвижность. В таких случаях используются специальные шарнирные соединения, которые называются салазки либо уголки с продолговатым отверстием под крепеж. Скользящее сопряжение в данном креплении достигает двух уровней свобод путем свободного движения одного из элементов крепежа.

Узловое коньковое соединение

Коньковое соединение стропильной системы можно получить тремя способами: встык, внахлест и на коньковую балку.

Схема конькового соединения стропильной системы.

Встык. Верхнюю часть стропильной ноги нужно обрезать под углом, равным уклону крыши. Противоположную ногу также подгоняют под соответствующий угол, но с наклоном в другую сторону. Далее они между собой соединяются в верхней точке с помощью гвоздя, который должен быть забит в торец стропил с захватом противоположного конца. Кроме гвоздей, для более прочного соединения стыков используются специальные пластины. В качестве такого крепежа может выступать как деревянная доска 30 мм, так и металлическая фиксирующая двусторонняя накладка. Для ее установки используются болты или гвозди.

Следующие два способа будут подобными первому, но имеют небольшую разницу. При креплении внахлест верхние части стропильной ноги будут соединены между собой своими боковыми сторонами. Последний вариант осуществляется путем соединения каждого стропила непосредственно к коньковой балке. В данном случае в качестве крепежей используются резьбовые шпильки с шайбами и болты.

Если для придания жесткости стропильной системе используются фермы, то для обеспечения хорошей устойчивости к ветровым нагрузкам потребуется установить необходимое количество диагональных связок. Наличие раскоса и подкоса (подстропильной ноги) в несущей конструкции помогает фронтонам дома быть более устойчивыми. Установка раскоса осуществляется путем упора верхней части в угол фронтона, а нижней частью он упирается в основную балку перекрытия. Подкос помогает снизить нагрузку на стропила по центру. Его монтаж ведется под углом 45º. Закрепляются диагональные связи с использованием хомутов, уголков, пластин.

Виды и особенности металлических крепежей для стропил

Если ранее в качестве таких крепежей мастера использовали деревянные элементы (бруски, накладки, нагели, металлические скобы, деревянные штыри, клинья), то сейчас такие способы уступают более современным видам. Строительный рынок имеет большой модельный ряд металлических крепежей, которые теперь намного прочнее и позволяют процесс монтажа стропильной системы сделать намного проще. В технологии изготовления данных элементов используется металл, толщина которого варьируется от 1.5…3,0 мм, что позволяет изделию быть более устойчивым к нагрузкам в сравнении с любым другим материалом. Кроме того, крепежи стропил представлены любых размеров и позволяют с большой точностью осуществлять технологический процесс.

Виды крепежных элементов для стропил.

К металлическим крепежам стропил, которые могут быть перфорированными и гвоздевыми, относятся:

• лента монтажная перфорированная;
• уголки;
• пластины;
• опора балки;
• опора бруса;
• проволочная стяжка;
• саморезы;
• болты с гайками;
• уголки КР;
• кронштейны WB;
• крепежные элементы LK.

Применение перфорированных изделий позволяет достаточно прочно закрепить стропила со всеми частями системы и обеспечить хорошую жесткость и прочность под любым углом. Для них характерно наличие множества отверстий под болты, шурупы и саморезы, с помощью которых и осуществляется крепление к дереву. Размер изделия регулируется обрезкой на нужную длину и ширину.

Также крепежные элементы могут быть гвоздевыми. Однако использование такого вида возможно только в заводских условиях методом просечки, которая отгибает конусовидную часть. Эта операция осуществляется специальными станками под давлением.

Уголки КР имеют большое количество модифицированных видов, снижающие риск обрыва болтового соединения при естественной осадке конструкции. Крепление осуществляется без применения специального оборудования с помощью шурупов и гвоздей.

Кронштейны WB используются для крепления консоли несущей балки при устройстве деревянных перекрытий в домах из оцилиндрованного бревна или бруса. При этом врезка на стропильной ноге не производится, что не ослабляет ее несущей способности. Соединение ведется с использованием анкерных болтов, гвоздей либо шурупов.

Крепеж стропила LK применим в подстропильной системе, где требуется соединить стропила и балки. Обладает теми же достоинствами, что и крепеж WB, но процесс осуществляется только шурупами либо гвоздями. Используется при строительстве деревянных домов.

Крепеж в стропильной системе играет огромную роль. Именно от него зависит прочность и длительность эксплуатации всего кровельного пирога. Поэтому к выбору типа и способа крепления следует отнестись с большим вниманием.

Типы стыков между стропилами на коньке крыши: a) уздечное соединение …

Оценка, укрепление и мониторинг являются важными мероприятиями для продления жизненного цикла исторических и существующих крупнопролетные деревянные конструкции. Они охватывают конструкции крыш важных зданий архитектурного наследия, таких как крыша из балки-молотка Вестминстерского зала, Великобритания, до деревянных мостов, таких как Часовенный мост в Люцерне, Швейцария, целые здания с деревянным каркасом, такие как шестиэтажное здание Tamedia от Сигеру Бана, Швейцарии, но также и современные конструкции из клееного бруса, составляющие оболочку залов для мероприятий, плавательных бассейнов. бассейны, деревянные мосты и многоэтажные каркасные дома.Большие пролеты и воздействие окружающей среды предъявляют высокие требования к их характеристикам с точки зрения безопасности и стандарты комфорта. Передовые инструменты для оценки и мониторинга необходимы для правильного определения ответа. этих структур в использовании и оптимизировать любые меры по укреплению, необходимые для обеспечения их сохранения, структурные и экономические критерии одновременно. Другими словами, они обеспечивают повышенную устойчивость эти великолепные сооружения и доставка будущим поколениям.Но мониторинг и оценка существующих структур также являются уникальным ресурсом, позволяющим узнать больше об их эффективности. и положительно повлиять на будущие разработки в области дизайна, уделяя особое внимание наилучшему использованию текущих технологий. и выявление пробелов и текущих недостатков, требующих разработки новых проектных решений. Действие COST FP1101 «Оценка, мониторинг и усиление деревянных конструкций» объединяет эти три направления инженерии и объединяют в уникальную сеть исследователей, инженеров и практиков с богатый опыт в этой области.Программа COST обеспечивает основу для обмена этим опытом. во всех странах Европы и за ее пределами в духе мирного и развивающегося сотрудничества. В рамках COST Action FP1101 семинар «Высококачественные деревянные конструкции: надежность, Оценка, мониторинг и укрепление «, организованный Институтом Бернского университета прикладных наук. для деревянного строительства, конструкций и архитектуры, Биль, Швейцария, предоставляет платформу для обсуждения и взаимодействие исследователей и практиков из разных поколений и стран, чтобы учиться друг у друга Работа.Мастерская специализируется на современных деревянных конструкциях из клееного бруса. Что вот ключевые вопросы, которые влияют на долгосрочную работу этих структур? Какие параметры производительности что нужно отслеживать с течением времени, чтобы определить такую ​​производительность? Как мы можем использовать неразрушающие методы оценить поведение таких структур? Какие есть возможные и эффективные методы армирования? Теоретические и Практическим опытом, методами и теориями поделятся исследователи, инженеры и отраслевые партнеры.Этот сборник трудов содержит документы, представленные участниками этого семинара, которые составляют основу ссылки на дискуссии, которые оживят двухдневные презентации и дискуссии, проведенные в в красивом месте в кампусе Биль Бернского университета прикладных наук. Мы благодарим всех участников и членов COST Action из исследовательских институтов и промышленности за большой вклад. и поддержка. Без их усилий мероприятие не состоялось бы. Мы уверены в успехе и плодотворный семинар и приветствую всех в Биле.

7.2.7 Соединения и соединения — Стандарты NHBC 2021 Стандарты NHBC 2021

Книга строителей — Иллюстрированное руководство по строительству энергоэффективных домов

Книга строителей — Вводное руководство по тепловым мостам в домах

NHBC 3D Модель — VDPC для плоских / односкатных крыш

NHBC Animation — Процесс установки лотка для ступенчатой ​​полости

NHBC Risk Guide — Покрытия для скатных крыш

Руководство по рискам NHBC — Панели перекрытия для холодных кровель

Technical Extra 04 — Требования к креплению водосточных желобов и фасада

Technical Extra 04 — Обрешетка для черепичных крыш

Technical Extra 05 — Введение в 2012 Глава 7.2

Technical Extra 06 — Паропроницаемое кровельное покрытие

Technical Extra 07 — Скатные крыши и важность правильной детализации и спецификации

Technical Extra 07 — Ассоциация производителей строительного стекловолокна

Technical Extra 09 — Кровельная черепица. передовой опыт

Technical Extra 11 — Скатные крыши. Допустимо ли стандартное крепление?

Technical Extra 14 — Дренаж балкона

Technical Extra 15 — Особое внимание уделяется лоткам для полостей и DPC

Technical Extra 15 — Установка мансардных окон из стеклопластика

Technical Extra 15 — Доска и черепица для скатных крыш — BS 5534

Technical Extra 20 — Крепление боковых удерживающих ремней стены к стропильным крышам

Technical Extra 21 — Постоянное внимание к скатным крышам

Technical Extra 21 — Солнечные панели и характеристики скатных крыш

Техническое руководство — Доступ в пустоты крыши

Техническое руководство — Фермы чердаков, распорки

Техническое руководство — Облицовочная плитка

Техническое руководство — Крепление односкатных кровельных ферм

Техническое руководство — Обшивка козырька

Техническое руководство — Диагональные распорки двускатной крыши

Техническое руководство — Диагональные связи к стропильным стропилам

Техническое руководство — Укладка черепицы в долинах

Техническое руководство — Крепление обрешетки для облицовки плиткой с помощью пистолета для гвоздей

Техническое руководство — Крепление стропил ендовы (уменьшающиеся стропильные фермы)

Техническое руководство — Боковое ограничение обеспечивается двускатной лестницей

Техническое руководство — Люки чердака и огнестойкость

Техническое руководство — Скатные крыши гаражей, прижимные ремни

Техническое руководство — Скатные крыши, подстилки кромки

Техническое руководство — Противопожарный потолок из гипсокартона, контактирующий с однослойной кладкой

Техническое руководство — Кровельная подложка на уровне карниза

Техническое руководство — Крепление грифельного крюка

Техническое руководство — Панели перекрытия для холодной кровли

Техническое руководство — Обрешетка

Техническое руководство — деревянные балконы и террасы

Техническое руководство — Использование гвоздей для крепления стропильных связей

Техническое руководство — Вентиляция небольших крыш

Техническое руководство — Стеновые плиты, основания, длины и стыки

Техническое обучение — Покрытия для скатных крыш 1.Где все идет не так?

Техническое обучение — Покрытия для скатных крыш 2. Основы работы с мокрым строительным раствором

Техническое обучение — Покрытия для скатных крыш 3. Погодоустойчивые детали и крепления

Исторические столярные соединения шарфов и стыков: современное состояние | Heritage Science

Важность статического анализа столярных стыков

Разработка и оценка статического поведения существующих столярных стыков — важный вопрос.Это связано с тем, что существует большое количество сохранившихся конструкций с такими стыками, которые часто требуют консервативных вмешательств. Более того, отсутствуют достаточные знания о поведении таких соединений и отсутствуют стандартные рекомендации по их конструкции, необходимые для проведения ремонта или замены. В принципе, можно выделить три вида подходов к статическому анализу: экспериментальное исследование, аналитические расчеты, численное моделирование. Первые два подхода являются основным источником данных, используемых для дальнейшего анализа.Они также позволяют верифицировать численные модели.

Основными аспектами и задачами анализа столярных соединений были, прежде всего, следующие [10]:

• определение жесткости и несущей способности соединения в зависимости от нагрузки,

• механические свойства древесины,

• проверка сжимающих напряжений перпендикулярно зерну между поверхностями соединяемых элементов (неизвестные площади поверхностей давления и неравномерное распределение напряжений, сжатие под углом к ​​зерну, протяженность фактической зоны контакта в соответствии с рекомендованными стандартами [1]),

• проверка распределения касательных напряжений в соединении.

Поскольку столярные соединения представляют собой важный аспект при анализе деревянных конструкций, исследования их статического поведения, методов ремонта и усиления продолжаются.

Исследования столярных соединений в исторических конструкциях проводились и продолжают проводиться многими исследователями во многих различных регионах Европы (в основном в Италии и Португалии, но также в Великобритании, Германии и в последнее время в Чешской Республике. ), а также глобально (например,грамм. в США и Японии). Современное состояние / обзор современных исследований и анализа исторических стыков столярных изделий представлено в таблицах 1 и 2. Основное внимание в анализе уделялось зубчатым стыкам (среди прочего, в [20,21,22]) и шиповым соединениям. суставы (среди прочего, в [23,24,25]). Анализы также были сосредоточены на затяжке шиповых соединений с помощью штифтов и штифтов (например, в [26]). В настоящее время ведутся исследования поведения соединений при статической нагрузке, а также при динамической нагрузке (в частности, в [27,28,29,30]), а также по определению видов разрушения (например.грамм. в [7]). Исследования касаются как самих суставов, так и целых структур, например стропильные фермы (в том числе в [31,32,33,34]). Также предлагаются методы усиления традиционных швов (например, в [11, 35,36,37]). Они, однако, относятся, прежде всего, к соединениям с надрезом, а также к соединениям с пазами и шипами. Исследований изгибных соединений явно меньше. Более того, все исследователи, проводившие исследования изгибных суставов (в Чешской Республике [38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50], Великобритании [51] или Германия [16, 17]) подчеркивают тот факт, что все еще необходимы исследования, чтобы дать адекватное описание статического поведения суставов и предложить наиболее эффективные методы ремонта или укрепления этих суставов.

Изгибные стыки

Kunecký et al. провели испытания стыков косынки внахлест на изгиб с наклонными гранями (описанные в [38,39,40, 46,47,48,49]). Экспериментальные испытания и численный анализ были направлены на определение эффективного поведения соединения по отношению к механическим параметрам.Было проанализировано влияние количества штифтов, геометрии и расположения стыка по длине балки на ее несущую способность и жесткость. Испытания проводились на моделях балок длиной 6 м с диагональным поперечным сечением 200 на 240 мм и включали испытания на трех- и четырехточечный изгиб. Модель, использованная этими исследователями, представлена ​​ниже (рис. 4).

Модели балок с притертыми стыками косы с наклонными поверхностями, подвергнутые трехточечным испытаниям на изгиб (ВЕРХНЕЕ) и четырехточечным испытаниям (ВНИЗ) в соответствии с [47]

Было определено, как различные параметры влияют на статическое поведение соединенного элемента и какое изменение составляет наиболее выгодное решение [39].Испытания показали, что в этом случае наиболее эффективным решением было соединение, состоящее из трех колышков с равными выемками, равными половине ширины каждого из соединяемых элементов. Расположение шарнира ближе к опоре увеличивает несущую способность балки (ограничивающие силы вокруг штифтов). Уменьшение длины стыка приводит к снижению несущей способности и жесткости балки (увеличение усилий на штифтах). На практике, по мнению исследователей, для 6-метровой балки 1.Наиболее выгодным решением было соединение косынки длиной 38 м с наклонными гранями и тремя деревянными колышками, расположенными на одной пятой длины балки от опоры. По прочности (несущей способности), жесткости и качеству изготовления. Это относится к ситуации, когда необходимо заменить конец балки. Авторы подчеркивают, что при обнаружении таких швов во время ремонтных работ необходимо учитывать, прежде всего, необходимость сохранения как можно большего количества исходного материала и максимально возможного ограничения повреждений, которые в первую очередь привели к вмешательству. .Более того, было определено, что использование проанализированного соединения могло обеспечить 65–75% несущей способности исходной балки, в то время как ее жесткость в значительной степени не изменилась.

В [47, 49] представлены отчеты об исследованиях соединения с одиночным штифтом. В ходе исследования изучалось влияние отдельных геометрических параметров. Были проведены экспериментальные испытания, а результаты были впоследствии подтверждены численным анализом. Модели были подвергнуты испытанию на четырехточечный изгиб для получения изгиба без сдвига и испытанию на трехточечный изгиб для получения изгиба со сдвигом.В испытании использовался стальной штифт. Также были представлены типичные режимы разрушения для испытанных соединений: разрушение материала вокруг штифта и растрескивание древесины из-за напряжения сдвига, а также разрушение диагональной поверхности, вызванное силой, приложенной перпендикулярно волокну. Результаты испытаний подтверждают высокий уровень жесткости по сравнению с эталонной сплошной балкой, который зависит от положения штифта, поскольку это влияет на распределение сил в соединении. Угол наклона стыка имеет наибольшее влияние на жесткость.Вертикальное расположение штифта и его размеры меньше влияют на результат. Несущая способность соединения поддерживается на уровне более 50% по сравнению со сплошной балкой. Результаты численного анализа показывают, что конфигурация соединения (геометрия и количество соединителей) мало влияет на несущую способность элемента [46, 47].

Испытания одного и того же соединения в сложных условиях нагружения описаны в [40]. Они должны были отражать действительную нагрузку на элементы деревянного каркаса крыши: сжатие с изгибом в случае стропил и растяжение с изгибом в случае элементов каркаса.Экспериментальные испытания проводились на моделях меньшего масштаба. Затем последовал более широкий численный анализ, основанный на применении метода конечных элементов. Прочность и жесткость шва оценивалась с точки зрения реставрационных вмешательств в исторические конструкции с учетом их эстетики (для одинарных и двойных швов внахлест, так называемых уздечных) (рис. 5).

Модели одинарных (левая сторона) и двойных (правая сторона) диагональных стыков внахлест — так называемые уздечки в соответствии с [38]

На основании своего анализа [38, 40] авторы делают вывод, что когда при ремонте стропил (подверженных изгибу и сжатию) рекомендуется применять стыки с наклоном плоскости 60 °, тогда как в случае балок, подвергающихся изгибу и растяжению, угол стыка 45 ° более выгоден (как с точки зрения несущая способность и жесткость).Более того, исследование показало, что разрушение соединений в растяжных балках связано с несущей способностью используемых соединительных стержней. Авторы описывают режим разрушения, по которому можно оценить несущую способность и жесткость соединения. Это правда, что стыковые соединения сложнее и требуют времени, но с точки зрения механики они являются более выгодным решением по сравнению с простыми стыковочными соединениями. В результате это решение, рекомендованное авторами при ремонте балок, требующих большей несущей способности.Также было подсчитано, что с этим типом соединения несущая способность таких балок составляла прибл. 60% от исходной (сплошной) балки, и был также сделан вывод, что жесткость составной балки существенно не изменилась.

Помимо экспериментальных исследований и численного анализа, авторы провели также тесты с использованием корреляции цифровых изображений, в частности, в соответствии с [34, 47, 48]. Было подчеркнуто, что преимущества использования различных методов тестирования дополняют друг друга и, таким образом, приводят к лучшим (более точным) результатам.

В [48] авторы использовали этот метод для исследования длины контакта на диагональной поверхности стыка. Этот параметр влияет на распределение напряжений и составляет важную часть анализа всей конструкции. Авторы отмечают, что в литературе этот вопрос не обсуждается, за исключением нескольких описаний расшатанных соединений с ограниченной зоной соприкосновения соединяемых поверхностей. Обычно предполагается, что зона контакта охватывает всю длину и остается неизменной во времени (идеальный случай), тогда как в действительности может быть совсем иначе.Использованный авторами метод исследования эффективен и позволяет быстро получить важную информацию о зоне контакта. Полученные значения контактной длины различались в зависимости от модели несущей (четырех- и трехточечный изгиб).

Вопрос о режимах разрушения составных балок исследовался, в частности, в [39, 48]. В численном анализе, основанном на методе конечных элементов, проведенном авторами, режим разрушения связан с распределением сил вокруг штифтов и разрушением древесины в результате растягивающих напряжений, перпендикулярных направлению волокон в районе штифта. проемы.Выход из строя всего соединения происходит при выходе из строя штифтового соединителя, так как он подвергается наибольшей нагрузке. Величину разрушающей нагрузки можно оценить, применив стандарты или параметры из литературы, основанные на теории Йохансена, которая предполагает пластическое разрушение. Некоторые исследователи полагают, что следует также учитывать метод хрупкого разрушения (см., Например, [39, 48]).

In Milch et al. [34] описывают поведение дюбелей, построенных в моделях технического масштаба из древесины сосны ( Picea abies L.Karst.) И древесины дуба ( Quercus robur L.) с учетом различных размеров дюбелей (диаметром 12, 16, 20 и 24 мм). Соединения подвергались растягивающим нагрузкам в соответствии со стандартами EN 339 и EN 26 891. Авторы определили модули проскальзывания и несущие нагрузки на основе перемещений и распределения силы, исследованных для дюбелей разного диаметра с помощью метода корреляции цифровых изображений, а также на основе теоретических соображений, которые включали, в частности, теорию Йохансена.

Fajman et al. (в частности, в [41,42,43,44,45, 50]) связывают аналитические модели и результаты экспериментальных исследований, касающиеся стыков с зазубринами и косынки в вертикальных плоскостях с помощью штифтов или ключей (рис. 6). Их можно использовать, например, для ремонта изгибных элементов, например конструкционные потолочные балки [41].

Рифленые стыки и косые стыки в вертикальных плоскостях со штифтами или шпонками согласно [44]

В ходе исследования были проанализированы стыки в различных конфигурациях, т.е.е. с усилением колышками и штифтами, а также в разных местах по длине балки испытываемых соединений (в конце балки, в середине пролета балки). Элементы были подвергнуты испытанию на изгиб в трех или четырех точках в зависимости от местоположения. Авторы исследования утверждают, что в большинстве случаев решающим фактором для этих элементов является предельное состояние по пригодности к эксплуатации [44]. Трудно было точно определить силы, возникающие в зазубрине и стыке косынки шпонками (рис.7а) и штифтами (рис. 7б). Также точно не известно, какой угол наклона и какое количество колышков является наиболее выгодным. По мнению авторов, такие соединения с четырьмя штифтами рекомендуются, например, в Германии, что не оправдано с точки зрения статики (механики) соединения. Авторы констатируют отсутствие существенной разницы в статическом поведении шарниров с двумя и четырьмя колышками [41, 44].

Схема, показывающая распределение сил в соединениях a с двумя шпонками, b с двумя штифтами [44]

Соединения с штифтами повсеместно используются при ремонте исторических деревянных конструкций [43, 50 ].Можно использовать деревянные ключи (булавки) или их комбинации. В настоящее время в литературе практически нет информации о статическом поведении таких соединений, хотя это необходимо современным инженерам. Анализ этих авторов приводит к некоторым практическим выводам. Значения, полученные для смещений, совпадают при расчетах с использованием аналитических методов и при экспериментальных испытаниях стыков и косых стыков в элементах, нагруженных изгибающим моментом и усилием сдвига.Значения жесткости соединений шкворней и кламмеров сопоставимы [41, 44]. В случае, когда решающим фактором является предельное состояние эксплуатационной пригодности, несущая способность соединения используется не полностью. В таком случае эффективность обоих решений сопоставима.

Результаты исследования, проведенного в Университете Бата в Великобритании командой Уокера, Харриса, Херста и др. [51] касаются статического поведения шарнирных соединений, которые наиболее часто встречаются в исторических зданиях по всей Англии.Исследование суставов включает: недостаточно скошенный приклад в разрезанном пополам шарфе с двумя штифтами, разрезанном пополам и обузданном двумя штифтами, косоугольном и скошенном шарфе с ключом и четырьмя штифтами, а также разрезанном пополам и обузданном шарфе с четырьмя штифтами. Авторы подчеркивают, что создание отверстий для штифтов потребовало смещения обоих соединяемых элементов, чтобы обеспечить затяжку соединения после вставки штифта (см., Например, [9]). Проанализированные соединения представлены ниже (рис. 8).

Соединения и косынки, проанализированные в исследовании [51]: a недостаточно скошенный стык в разрезанном пополам шарфе с двумя штифтами, b разрезанный пополам и ограниченный двумя штифтами, c стопор- косынка со скошенной кромкой и четырьмя штифтами, d косынка, разрезанная пополам, с четырьмя штифтами

Экспериментальные исследования [51] проводились на балочных моделях 2.Длина 5 м, соединенная с использованием перечисленных выше стыков и сплошных балок 1,5 м для сравнения результатов. Элементы были подвергнуты испытаниям на четырехточечный вертикальный и боковой изгиб для достижения чистого изгиба. Были определены пути статического равновесия (графики нагрузки-прогиба), которые послужили основой для сравнения результатов по вариациям и параметрам соединения по отношению к сплошным балкам. Был определен коэффициент производительности или нагрузка и жесткость составной балки по отношению к сплошной балке. Наибольшая жесткость наблюдалась в случае соединения, разделенного пополам и уздечки, и соединения косы с упором в ответ на вертикальный изгиб . Наибольшая несущая способность наблюдалась у шпонки в стыке с упором в косой стык (28% по сравнению со сплошной балкой) и в косой части с торцевыми половинками и уздечками с четырьмя штифтами (24% по сравнению со сплошной балкой). при изгибе в вертикальной плоскости. Авторы сообщают, что все балки изначально демонстрировали почти линейное поведение при небольшой нагрузке, даже несмотря на то, что древесина была описана как материал, который не является линейно неупругим. Все соединения были охарактеризованы как демонстрирующие пластичность при нагрузке и до разрушения.Также описаны виды отказов. Поскольку штифты в испытанных соединениях были изготовлены из высококачественного материала, разрушение было вызвано повреждением древесины балки, а не штифта. В выводах были выделены важные факторы, которые следует учитывать при проектировании этих типов соединений: длина соединения, оптимизация использования штифтов и ориентация соединения по отношению к направлению нагрузки. Однако исследователи подчеркивают, что полученные результаты не совсем надежны хотя бы из-за получения в некоторых случаях аномально высокого значения КПД.Для получения надежных результатов необходимо провести дальнейшие и более подробные испытания соединений, о которых говорилось выше.

В Mirabella-Roberti и Bondanelli [15] представлены отдельные анализы изгибных элементов, которые представляют собой так называемые составные балки, соединенные в продольном направлении с помощью косых стыков с упором. Применив численный анализ, авторы обнаружили места, где вероятнее всего возникнут самые высокие концентрации напряжений, особенно вблизи краев стыка (рис. 9).

Карта напряжений, показывающая места концентрации на основе численного анализа в соответствии с [15]

Rug et al. [16, 17] представляют правила формирования и определения размеров балок, описанные выше, на основе литературы до 1970-х годов. Сегодня трудно разобраться в правилах строительства или реконструкции таких элементов. По этой причине в Университете Эберсвальде в Германии было проведено исследование для определения несущей способности таких элементов и их статического поведения, описываемого с точки зрения смещения из-за влияния приложенной к ним нагрузки.Экспериментальные испытания проводились на физических моделях, построенных в техническом масштабе 1: 1 (размеры были определены как размеры существующей деревянной каркасной конструкции башни одной из церквей Германии), а также на моделях в масштабе 1: 2. Были проведены испытания на изгиб (в соответствии с EN 408), и была получена средняя несущая способность 57 кН. Была определена кривая нагружения-смещения, а также модуль смещения соединения в физической модели (в соответствии с EN 26891).Описанные экспериментальные модели представлены ниже (рис. 10).

Модель составной балки, соединенной косыми стыками, и модель стыка и всего элемента [17]

В исследованиях также представлены способы расчета параметров композитных балок, подвергнутых испытаниям: Метод расчета параметра γ (параметр, введенный в процедуру EN при расчете эквивалентной жесткости на изгиб для сложного сечения) представлен в приложении B стандарта EN 1995 (при условии, что нагрузка распределяется равномерно по всей длине балки), аналогия поперечной силы метод, включенный в качестве приложения к национальному (немецкому) стандарту EN 1995, и метод конечных элементов.Эти расчеты возможны, если известно значение модуля смещения шарнира. Стоит отметить, что и в этом случае авторы подчеркивают необходимость дальнейших исследований по этой теме.

Исследования по соединению композитных элементов косыми соединениями были также предприняты, в частности, Сангри и Шафер в Балтиморе, США [52, 53] для шарнирного соединения с разрезом пополам и со скошенной кромкой и шарнира с упором и косой кромкой с ключом. Эти соединения использовались в традиционных деревянных конструкциях, например. в мосту Моргана, на котором представлены исследователи.В их исследованиях использовались суставы реальных масштабных моделей. Результаты экспериментальных испытаний подтверждены численным анализом (рис. 11).

Численные модели стыков с упором в косынку, представленные в [52, 53]

Исследователи подчеркивают, что этот тип соединения следует анализировать как элемент, который функционирует в сложных условиях нагружения: изгиб при растяжении. В случае разделенного пополам и скошенного стыка косы [52] авторы описывают два режима разрушения для соединения: разрушение при сдвиге параллельно волокну или разрушение при растяжении перпендикулярно волокну.Исследования показывают, что жесткость соединения мала по сравнению с жесткостью твердого элемента. В случае стыков со шпонками и шпонками [53], исследователи пришли к выводу, что ориентация шпонки имеет наибольшее влияние на статическое поведение шва, поскольку она создает сжатие, перпендикулярное волокну. Помимо этого, они обращают внимание на наличие стяжных болтов, которые необходимы для поддержания соединения. В таких случаях можно получить разрушение при сдвиге параллельно волокну, что позволяет создать более высокий уровень напряжения.Авторы отмечают, что соединения можно моделировать на основе контакта между элементами, используя значение жесткости, полученное из экспериментальных данных. Жесткость рассматривалась с точки зрения линейной эластичности. В качестве модели материала был использован поперечно изотропный материал. Кроме того, моделирование боковых зазоров в стыке с косым упором без ключа позволило количественно определить снижение жесткости стыка.

Растягивающие соединения

Некоторые исследования были сосредоточены на соединениях со шпонками (включая стыки с косой кромкой), которые подвергались растягивающей нагрузке (в том числе [7, 37, 54, 55]).Представлены виды отказов, а также предложены способы усиления исследуемых соединений. Описание исследований, проведенных на растянутых соединениях, представлено ниже.

Анализ половинных и выпуклых шиповидных стыков косынки представлен в [7, 55] и на рис. 12а.

a Геометрия испытуемого соединения; b схемы распределения сил и напряжений в соединении, c режимы разрушения соединения [7, 55]

Целью исследования было выявление режимов разрушения соединений, подверженных действию растягивающих усилий.Наблюдались три различных режима разрушения (рис. 12c): сжатие параллельно зерну в области надреза, сдвиг параллельно зерну на поверхности пятки, растрескивание, начинающееся в уменьшенном поперечном сечении. Была определена нагрузка, вызвавшая растрескивание. Также было проанализировано влияние длины зубчатых зон на величину разрушающей силы. Максимальное растягивающее усилие, передаваемое соединением, было ограничено появлением трещин и было значительно ниже максимального значения для сплошной балки.

В [54, 55] представлена ​​численно-аналитическая модель анализируемого соединения. Было предложено включить стальные зажимы или ключи, чтобы натянуть соединение и обеспечить прилегание соединительных поверхностей соединяемых элементов (рис. 13). Было проанализировано распределение напряжений в соединении, а также зоны концентрации напряжений, и были сопоставлены результаты двух методов. Было обнаружено, что результаты этих двух методов согласуются (за исключением мест, в которых были сконцентрированы напряжения).Авторы также учли влияние на конечный результат размера сетки, принятого для стыка при численном моделировании.

Шпоночные соединения со стальными зажимами и шпонками в соответствии с [54]

Анализ поведения шарнирных соединений со стопорами со шпонками, подверженных растягивающим усилиям, представлен в [37] и на рис. Авторы проанализировали различные способы усиления стыка: с помощью деревянных колышков и стальных шпилек.

a Геометрия стыка с косым упором, b вид экспериментальной исследовательской станции, используемой для проведения испытаний на растяжение [37]

В этом исследовании было отмечено увеличение жесткости на 41% для соединение с замками и 52% для соединений со стальными шпильками. Также было проанализировано увеличение значений усилия текучести. Были подготовлены графики прогиба и нагрузки и определены виды отказов. Авторы обращают внимание на различия в статическом поведении соединения, которые зависят от материала, из которого сделаны соединительные штифты (дерево, металл).

Какие виды столярных изделий для деревянных домов?

Птичий пасть Сложный разрез, сделанный в хвостовой части или внизу стропила, который позволяет дереву выходить за верхнюю пластину стены и за нее, обеспечивая большую опорную и крепежную поверхность.

стык

См. Также Деревянный каркас 101: Что такое деревянный каркасный дом?

Ласточкин хвост

Круг

Врезка и шип

Карманный вырез

Сиденье для стропил со ступенчатым перекрытием

См. Также Что такое деревянный каркас?

Плечо

Язык и вилка

Как соединить стропила вместе

Если ваши стропильные соединители на крыше не будут видны после завершения строительного проекта, возможно, можно будет соединить эти стропила вместе, используя технику сращивания стропил.Вы должны проверить свои местные строительные нормы и правила, прежде чем начинать этот тип строительства, так как есть очень конкретные способы, которыми стропила крыши могут и не могут быть соединены вместе. Однако, если все сделано правильно, это может быть законным способом соединения стропил друг с другом.

Используйте скошенный угольник, чтобы измерить пропилы в коньковой доске, где будут размещаться стропила. Важно убедиться, что разрезы находятся на одинаковом расстоянии друг от друга и имеют одинаковую ширину и глубину.

Выровняйте стропила на стропильных лошадях и обрежьте их до нужной длины. Опять же, важно убедиться, что все ваши стропила имеют одинаковую длину. Используйте циркулярную пилу, измерительную ленту и карандаш, чтобы убедиться, что все стропила обрезаны до одинаковой длины.

Вырежьте выемку в виде птичьего рта в каждом стропиле на конце, который будет опираться на выступ внешних стен вашей конструкции.Делайте это осторожно, чтобы обеспечить плотную и надежную посадку. Вы должны уметь делать эти пропилы с помощью циркулярной пилы. Как всегда, будьте осторожны при использовании циркулярной пилы, чтобы не пораниться и не повредить стропила.

Начиная с одного конца вашей конструкции, начните выравнивать стропила с противоположных наклонных сторон вашей крыши так, чтобы они встречались на коньке вашего дома. Как только вы выровняете 2 стропила так, чтобы они встретились посередине, прикрепите их к месту с помощью 16-пенни гвоздей.

После того, как стропила будут размещены друг напротив друга над несущей балкой или стеной, вы сможете соединить балки вместе для обеспечения структурной целостности. Для этого вы будете использовать косынки по обе стороны от стропил. Используйте куски пиломатериалов той же ширины, что и сами стропильные балки, и выровняйте их по обе стороны от стропильных балок. С помощью гвоздей на 16 пенни прикрепите косынки к обеим сторонам стропильных балок.Вместо того, чтобы прибивать эти косынки к стропилам, вы также можете найти заранее изготовленные металлические соединительные пластины, специально разработанные для этой цели. Если вам необходимо соединить более одного набора стропил, просто убедитесь, что они располагаются в шахматном порядке на отдельных несущих балках или стенах.

Стропила обычно используется в крайнем случае при возведении стропил и обычно не является предпочтительным методом строительства крыш.Коньковая доска — гораздо лучший способ прикрепить стропила к крыше, и почти всегда будет лучшим способом.

Как разрезать стропило Birdsmouth Joint

Когда дело доходит до укладки стропил, важно понимать основные строительные блоки каркаса. Среди важнейших отдельных компонентов — сустав «Птичий рот».

Также известный как «птичий рот» или иногда «птичий клюв», этот тип пропила обычно используется для надежного соединения стропила с верхом опорной стены с помощью стеновой пластины.

Если вы пытаетесь построить односкатную крышу, простой фронтон или другую конструкцию стропил, то вам нужно знать, как вырезать стропильную пасть.

Хотя поначалу это может показаться устрашающим, на самом деле такой надрез довольно прост и не требует большого количества инструментов.

Мы уверены, что к концу этого руководства вы обретете уверенность, необходимую для выполнения этого важного сокращения.

Что вам понадобится

Есть несколько способов разрезать «птичий рот» на стропиле.

Для наших целей сегодня мы покажем вам метод, который требует наименьшего количества инструментов:

Шаг I: Рассмотрите общий план

Прежде чем вы погрузитесь в одиночный разрез, важно сделать шаг назад и рассмотреть общий план. план кадрирования.

Взгляните на план крыши в частности, отметив количество используемых стропил и угол наклона крыши.

Пока вы оцениваете ситуацию, начинайте делать предварительные измерения.

Сюда входит расстояние от верха стены до верхней коньковой пластины крыши, а также расстояние от одной внешней стены до другой.

Шаг 2. Произведите вычисления

Следующий шаг на самом деле один из самых сложных.

Пришло время сделать три важных расчета, которые будут иметь жизненно важное значение для обрезки каждого стропила нужной длины и выполнения правильного надреза «птичьего рта».

Первый — умножить расстояние от вершины стены до вершины конька на само значение.

Второй — вычесть расстояние от верха стены до верха конькового участка из расстояния от одной стены до другой стены. Разделите это число на два, а затем умножьте полученное число само на себя.

Следующее вычисление — это сложение двух чисел, чтобы найти их квадратный корень.

Квадратный корень из этих двух чисел — это число, которое вы будете использовать для большинства дополнительных измерений при вырезании «птичьего рта».

Шаг III: сначала обрежьте верхний конец

Сделайте перерыв в измерении, сначала обрезав верхний конец стропила. Это гарантирует, что вы сделаете вырез в стропилах нужной длины.

Шаг IV: Измерьте и отметьте вертикальный разрез

Используйте квадратный корень для измерения вдоль верхней части стропила.Сделайте отметку вдоль верхнего края стропила, где заканчивается это измерение.

Повторите этот шаг по низу стропила. Сделайте отметку по нижнему краю стропила, где заканчивается измерение.

Проведите прямую линию между этими двумя отметками, используя столярный угольник или аналогичный инструмент.

Помните, что эта линия предназначена для отвеса птичьего рта. Он всегда должен быть параллелен пропилу, который вы только что сделали на другом конце, вершине стропила.

Шаг V: Измерьте и отметьте горизонтальный разрез

Используйте новые линии, обозначающие вертикальные разрезы, чтобы разметить линии для горизонтальных разрезов.

Горизонтальные пропилы будут под прямым углом к ​​отвесам, поэтому сделайте эти отметки соответствующим образом с помощью столярного угольника.

Шаг VI: Сделайте пропил

Используйте циркулярную пилу, чтобы пропилить обе новые отметки, которые вы только что сделали.

Работайте медленно и осторожно, чтобы точно обрезать линии измерения.

Скорее всего, циркулярная пила не прорежет весь рот. Остается еще небольшая часть, которую нужно отрезать.

Хотя вы можете использовать лобзик или аналогичный инструмент для этого последнего отрезка резки, я считаю, что проще всего использовать простую ручную пилу.

Шаг VII: Используйте как образец

Теперь у вас должен получиться идеальный разрез «птичий рот» на первом стропиле.

Поскольку для каркаса крыши требуется много стропил, это ускоряет процесс, если вы используете первое стропило в качестве образца или шаблона для других стропил.

Используйте его, чтобы сделать правильные измерения, отметки и надрезы на каждом стропиле.

Заключительные мысли

Создание разреза «Птичья пасть» — это классический способ подготовить стропило для двускатной или односкатной крыши, сделанного вручную.

Поначалу это может показаться слишком сложным для новичка, но научиться резать стропильную пасть может практически каждый.

Просто не забудьте перед тем, как делать какие-либо пропилы, убедитесь, что план стропил и, в частности, настенная плита, которую вы используете, действительно требует соединения «птичий рот».

Бесплатный онлайн-калькулятор стропильных ферм

Этот калькулятор стропильных ферм имеет ряд приложений, в том числе его можно использовать в качестве калькулятора деревянных ферм, калькулятора стропильных ферм, калькулятора стропил крыши, калькулятора ножничных ферм, калькулятора чердачных ферм или для обрамления крыш.Перейдя на один из вариантов ценообразования SkyCiv, вы получите доступ к полному программному обеспечению для расчета конструкций, позволяя выбирать такие материалы, как дерево и сталь, для проектирования ферм, что делает его гораздо больше, чем простой калькулятор крыши.

Назовете ли вы их стропилами, элементами фермы или балками — калькулятор фермы, по сути, делает то же самое. Он рассчитывает внутренние осевые силы в этих элементах. Внутренние силы важны, поскольку они обычно являются определяющей силой, которую нужно искать в ферменных конструкциях.Такие конструкции часто используются в ферменных длиннопролетных конструкциях, таких как ферменные конструкции мостов и фермы крыш.

Расчет фермы выполняется нашим решателем FEA, который также используется в нашей программе Structural 3D. Выполненные расчеты основаны на разделении элемента на 10 меньших элементов и вычислении на их основе внутренних сил. Решатель фермы может обрабатывать чрезвычайно большие конструкции из более чем 10 000 элементов. Поэтому, если у вас более крупная структура, просто обновите ее, и вы сможете использовать полную программу S3D для всех ваших аналитических задач.

Ферма обычно представляет собой треугольную конструкцию, которая соединена штифтовыми соединениями, так что они в основном подвергаются осевой силе (см., Что такое ферма). Этот инструмент выше позволит вам выполнить расчет фермы на любой из этих ферм, чтобы получить внутренние силы стержня. Существует ряд различных типов ферм, в том числе фермы Пратта, Фермы Уоррена и Фермы Хоу; у каждого свой набор плюсов и минусов.

У вышеуказанного калькулятора фермы есть некоторые ограничения, которые могут быть достигнуты с помощью полного программного обеспечения для расчета конструкций.Получите больше результатов (например, диаграммы изгибающего момента и поперечной силы), получите больше стержней и типов нагрузки (поверхностные нагрузки, распределенные нагрузки и собственный вес) и моделируйте в 3D. SkyCiv создан, чтобы упростить вам проектирование стальных ферм, с широким спектром мощных возможностей анализа и моделирования.