Узел опирания стропил на мауэрлат: Узел опирания стропил на мауэрлат – Опирание стропил на мауэрлат — Всё о кровле

Содержание

Опирание стропил на мауэрлат — Всё о кровле

Чем и как крепить стропила к мауэрлату

Важно понимать что такое мауэрлат ещё до начала работ. Мауэрлат это главный стропильный элементом, именно к нему крепятся стропила. От правильности и надежности этого соединения зависит срок службы будущей крыши, ее каждого элемента. Стоит отметить, что от качества постройки крыши зависит и будущее дома. Если что-то пойдет не так, то дом может разрушиться, в этом случае его обитатели будут находиться ежедневно не в безопасных условиях.

Предлагаем рассмотреть важные этапы конструирования кровельной системы. В этой статье вы найдете все о технологии крепления несущих элементов крыши, рассмотрим также надежное крепление стропил к мауэрлату.

Как крепить стропила к мауэрлату

Крепление стропила к мауэрлату является непростой работой.

При выполнении таких работ необходимо учесть следующие нюансы:

  • Соединительные детали стропил и мауэрлата должны крепиться крепко и надежно;
  • В местах прилегания стропил к мауэрлату нужно проделывать точные запилы, которые будут обеспечивать хорошее, плотное прилегание конструкций;
  • При выполнении подобных работ необходимо приобрести пластины, металлические уголки, специальные кронштейны, болты, шпильки с резьбой. Обычно такие детали для крепления мауэрлата к стропилам, раскосам, растяжкам и т.д. продаются в любом строительном магазине.
  • Фанерные обрезки отлично подойдут в качестве накладок, они смогут заменить металлические пластины;
  • Если дом деревянный, то подойдет скользящее крепление стропил, так как дом такого типа первые два года усаживается. Такое крепление особенно подойдет для домов с мягким типом кровли. Такие стропила крепятся к брусу мауэрлата или к верхним боковым бревнам.
  • Перед креплением стропил нижнюю часть, где стропило будет прилегать к мауэрлату, необходимо запилить. То есть, в этом случае седло в стропило. Оно в последствие обеспечивает плотное прилегание к мауэрлату. Опирание стропил на мауэрлат должно быть прочным. В этом случае поможет предварительно подготовленный шаблон. Именно по нему производят запилы. Такие запилы проделывают при идентичном угле наклона крыши на каждом стропиле.

Если углы на скатах разные, то запил для каждого ската также будет разным. В этом случае он должен быть не глубже¼ ширины стропила.

  • Крепление стропильной ноги к мауэрлату должно быть прочным и надежным, то есть, в будущем выдерживать все нагрузки кровельной системы, массу осадков и возможный порывистый ветер.

Крепление балок перекрытия к мауэрлату делается при помощи стальных уголков. В этом случае конструкция будет надежной. Узел крепления стропил к мауэрлату на вертикальное «кресло» проводится по тому же принципу.

Опирание стропильной ноги на мауэрлат должно быть правильным, прочным. От этого зависит надежность кровельной системы, ее срок службы.

Стоит отметить, что существуют различные способы крепления стропил к мауэрлату. Например, они могут крепиться друг с другом при помощи конька. В этом случае крепление происходит встык, либо для соединения используют стальные пластины.

Стоит отметить, что элементы конструкции требуют точного припиливания, они должны плотно прилегать друг к другу. Такие моменты нужно особенно учитывать в том случае, если стропила находятся в диагональном положении. При их крепеже необходимо использовать болты, пластины, уголки.

Как закрепить стропила к мауэрлату

Некоторые полагают, что стропила нужно крепить при помощи скруток к пеноблокам или газоблокам. Стоит отметить, что это ошибочное мнение. Дело в том, что каменные блоки не всегда способны выдержать все детали крепления.

Скрутки не смогут удерживать нормально мауэрлат, стропила и другие конструкции, так как на них постоянно будет оказываться давление. Возьмем, к примеру, 10-сантиметровый гвоздь, вбитый в стену. Если приложить определенное усилие, то его можно будет вынуть даже руками. Что тут говорить о скрутке, на которую будет оказываться давление со всех сторон.

Профессионалы советуют крепить стропила к кирпичной и другим видам каменных стен при помощи армированного пояса. При этом его ширина и высота должны составлять 20 сантиметров. Обычно перед его заливкой в него крепят резьбовые шпильки. При этом диаметр должен составлять от 14 миллиметров, а шаг – 1 – 1,5 метра. Если выбрать шпильки маленького диаметра, то они не будут надежными из-за способности гнуться.

Самым лучшим вариантом будет использование шпилек, к основанию которых приварены арматурные крестовины. В этом случае может также использоваться усиленная шайба с гайкой. Крепление стропил будет максимально надежным.

При заливке армированного пояса профессионалы советуют корректировать вертикальность расположения шпилек при помощи уровня. Таким образом, шпильки на мауэрлат будут надеваться легче.

Бывают случаи, когда шпильки были введены в мауэрлат под углом, то есть, неправильно. В этом случае нужно постараться высверлить их и потом правильно установить.

Чем крепить стропила к мауэрлату

Сегодня выделяют несколько видов креплений стропил к мауэрлату. Все они имеют свои особенности. Рассмотрим самые распространенные из них. На фото представлены различные крепления.

  • Кронштейны для балок типа WB. Такие кронштейны предназначены для крепления консолей несущих балок. В этом случае обычно занимаются устройством деревянных перекрытий дома, но применяют и перекрытие по металлическим балкам .

Кронштейны имеют массу плюсов. Во-первых, им не нужна врезка в несущий тип балки. Таким образом, они не способны ослабить несущую способность конструкции.

Во-вторых, при работе с кронштейнами не требуется какого-либо профессионального оборудования, инструментов. Они крепятся простыми гвоздями, шурупами, анкерными болтами.

Обычно кронштейны изготавливают из листовой оцинкованной стали, толщина которой составляет 2 миллиметра;

  • Крепление балок раздельного типа WBD. В этом случае балки могут быть нестандартного размера.

Такой крепеж стропил к мауэрлату имеет также множество достоинств. Во-первых, не нужно врезать его в несущую балку, то есть, как и в предыдущем случае. Главным преимуществом является то, что этот кронштейн может применяться для брусьев нестандартных размеров. В-третьих, такой крепеж также не требует какого-либо дорогого профессионального оборудования, инструментов. Крепление происходит при помощи таких же анкерных болтов, гвоздей, шурупов;

  • Соединитель универсальный также востребован в подобных работах;
  • Соединитель бруса;
  • Крепеж для стропил LK. Такой элемент отлично подойдет для балок перекрытий и стропил стропильно-подстропильной системы деревянных построек. Преимущества в этом случае такие же, как и у крепления первого варианта;
  • Перфорированная монтажная лента ТМ. Такая лента необходима для усиления несущей способности узла конструкции. При помощи нее можно также прикреплять и поправлять вспомогательные элементы кровли.

При помощи монтажной перфорированной ленты можно надежно соединить детали, важные элементы. Такая лента, как и кронштейны, не нуждаются во врезке в несущие балки. Крепится конструкция также при помощи обычных гвоздей и шурупов;

  • Усиленный уголок КР. Такой вид крепления предназначен для несущих элементов стропильно-подстропильной системы деревянного дома. При помощи этого уголка укрепляют стропила на мауэрлате, обеспечить надежность несущей конструкции.

Такой угол также не требует врезки, зарезки и использования какого-либо профессионального оборудования, инструментов. Для крепления уголка можно воспользоваться ершеными гвоздями или шурупами;

  • Уголок КР11 и 21. Они представляют собой усовершенствованные типы уголков. Обычно такие уголки используются профессиональными строителями. Риск обрыва болта в случае усадки здания или нагрузки стропильной системы практически нулевой;
  • Уголок КР5. Такая деталь отлично подойдет для крепления сложных, больших несущих конструкций;
  • Уголок КР 6. Такой уголок изготавливается из 3-миллиметровой стали. В детали есть овальное отверстие, которое помогает надежно закрепить анкерный болт. Таким образом, с ним ничего не случится во время усадки дома, тяжести кровельной системы;

Этот уголок также широко используется профессионалами. Он предназначен для конструкций с большой массой;

  • Монтажный уголок КМ. Он изготавливается из перфорированной стали, отлично подходит для крепления вспомогательных и несущих элементов крыши деревянного дома;

Крепление стропил на мансардной крыше, смотрите на видео:

Такой уголок не нужно врезать в конструкцию, он не нуждается в использовании специального оборудования и инструментов, нужны только шурупы и гвозди;

  • Уголок усиленный KMRP. Уголок такого типа отлично подойдет для соединений, которые имеют угол в 90 градусов. Кроме того, его можно регулировать. В такой конструкции имеется штамповка, которая может переносить очень большие нагрузки уголку. Установка стропил на мауэрлат при помощи этого уголка сделает конструкцию прочной и надежной. В такой детали есть уникальное отверстие, то есть, уголок можно использовать даже в случае смещения подпорки.
  • Закладная опора;
  • Забивной крепеж для стоек;
  • Перфорированная монтажная лента ТМ. Данный вид ленты способен усилить несущую способность узла конструкции. Она подойдет для крепления вспомогательных элементов, а также их фиксации.

При помощи такой ленты все элементы хорошо, прочно соединяются, отлично прилегают друг к другу. В этом случае также не нужна врезка ленты в несущую конструкцию балки. Монтажной перфорированной лентой пользуются не только профессиональные строители, так как при ее использовании не нужны специальные инструменты, оборудование. Для ее крепления подойдут гвозди, шурупы;

  • Саморезы;
  • Ершеные оцинкованные гвозди с конической головкой.

Таким образом, можно сделать вывод, что для крепления стропил к мауэрлату сегодня существует множество деталей и специальных приспособлений. Все они продаются в строительных магазинах по приемлемым ценам. Стоит отметить, что приспособление в этом случае может быть доступно каждому, либо быть профессиональным, то есть, для его крепления потребуется специальное оборудование и, конечно, определенный опыт работы, знания (читайте также: «Как крепить мауэрлат к газобетону «).

В любом случае, устройство кровельной системы является одним из самых серьезных и трудоемких процессов в строительстве дома. Поэтому такие работы лучше доверить настоящим знатокам своего дела.

СКАТНЫЕ КРЫШИ

Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат

Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы — поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы — возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией. Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

рис. 19. Примеры схематического изображения узлов

В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун — узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3–4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый угол. В данном случае, гвоздевое крепление выступает как шарнир. Однако если количество гвоздей увеличить и рассчитать их на нагрузку не допускающую среза (изгиба), то поворот становится невозможном, здесь мы получаем балку с защемленным концом, но при нагрузке превышающей расчетную, узел опять становится шарниром. Поэтому очень важно изначально определить нагрузку под которой будет работать система. Поскольку превышение фактической нагрузки сверх расчетной, приводит к изменению схемы работы узлов и разрушению всей конструкции.

Сопряжения наслонных стропил относящиеся к различным схематичным изображениям узлов представлены на рисунке 20.

рис. 20.1. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Шарнир с одной степенью свободы (только поворот) рис. 20.2. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Ползун — шарнир с двумя степенями свободы (поворот и сдвиг) рис. 20.3. Узел опирания стропил на прогон. Жесткое защемление

В зависимости от решаемой задачи при проектировании крыши узловые сочленения стропил могут быть отличными от представленных на рисунках 20. Главное, это запроектировать в узлах с двумя степенями свободы: поворот, возникающий от изгиба стропил и сдвиг в горизонтальном направлении. А в узлах с одной степенью свободы — поворот стропила. Как правило, сдвиг верха или низа стропил обеспечивают горизонтальные врубки, а ограничение сдвига — упор стропил друг в друга и/или в стыкуемый элемент: мауэрлат либо прогон.

Попробуем объяснить принцип закрепления стропилины на примере. Все мы легко можем представить себе обычную приставную лестницу. Лестница, как лестница, ничего особенного: две жерди (тетивы) и поперечные палки–ступени. Мысленно приставим такую лестницу к стене, а для чистоты эксперимента сведем к минимуму силы трения — обольем пол и стену маслом. Что будет если нагрузить лестницу — залезть на нее? Лестница рухнет. В нижней и верхней опоре у нее по две степени свободы. В нижнем, у нее есть поворот и горизонтальное смещение, в верхнем — поворот и вертикальное смещение. Что нужно сделать, чтобы лестница стала устойчивой и держала нагрузку (вес человека)? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней либо вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. Получаем устойчивую и стабильную систему. Мысленный эксперимент с лестницей вы можете додумать сами, ставя ее в различные ситуации, например, если лестница длинная и опирается на стену сверху, тетивами с горизонтальными запилами или без запилов. Как она будет себя вести? Такой мозговой штурм, помогает в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а нужно просто спрогнозировать покатится лестница под нагрузкой или останется неподвижной.

Методы крепления стропильных ног к мауэрлату

Стропила являются несущими элементами крыши. Мауэрлат, основа стропильной системы, этакий фундамент конструкции крыши. Грамотное крепление стропил к мауэрлату обеспечивает надежность всей конструкции, исключает деформацию стропильной системы, не допускает обрушения кровли под весом внешней нагрузки.

Мауэрлат — правильный монтаж

Мауэрлат являющийся, по сути, фундаментом крыши изготавливается из бревна или бруса, прокладывается по периметру, предназначается для обеспечения равномерной передачи нагрузки кровельной конструкции на стены и фундамент здания. Чтобы крыша стояла прочно требуется правильное крепление стропил к мауэрлату.

Важно! В деревянном доме из бруса или бревна, мауэрлатом служит верхняя обвязка стен, верхний венец, дополнений к нему не требуется. В доме из кирпича, пенно или газобетонных блоков, строительного камня обязательно устанавливается мауэрлат.

Кирпичные или блоковые стены плохо реагируют на нераспределенные нагрузки, сами блоки или кирпич плохой материал для фиксации стропильных ног. Даже самый надежный крепеж не прочно фиксируется в таких стенах, под нагрузкой его может вырвать, в результате произойдет деформация стропильной ноги и всей крыши.

Мауэрлат следует прочно крепить на верхних торцах стен по всему периметру к обустроенному армированному бетонному поясу. Крепление бруса к бетону может быть очень надежным, если использован правильный крепеж. В процессе заливания армированного пояса производится монтаж крепления мауэрлата. Он представляет собой штыри, шпильки, анкера, вмурованные в бетон на которые затем производится установка мауэрлата .

Важно! Концы крепежных шпилек снизу следует загнуть, расстояние между ними 1- 1,5м, диаметр крепежа должен иметь не меньше 15мм. В брусе, который будет использоваться, как мауэрлат сделать технологические отверстия под крепеж, верх крепления зафиксировать болтами. Перед установкой мауэрлата проложить слой гидроизоляционного материала.

После того как основа смонтирована можно приступать к работе со стропилами.

Обзор типов крепежа

Крепление при любых работах связанных с возведением крыши очень важный момент. Для крепления прочного и надежного стропил к мауэрлату используются разный металлический крепеж, а также применяются разной геометрии врезки, запилы. Для стропильного крепления применяются:

И многое другое от перфорированной ленты до шпилек. Использование того или иного вида крепления предполагает разные техники монтажа.

Если крепление стропил к мауэрлату производится с помощью кронштейнов, не требуются запилы, если используется крепление LK, не нужны анкера. Использование перфорированной ленты делает узел соединения сверхпрочным, Крепление уголком наиболее популярно, востребовано, так как его не нужно врезать в древесину стропильной ноги, уголок легко монтируется саморезами.

Важно! На крепеже экономить нельзя. Он должен быть качественным с антикоррозийным верхним слоем, оцинкованный. Крепеж, ржавеющий в балке, разрушает её.

Принципы соединения стропильных ног с мауэрлатом

Особенности конструкции крыши определяют способы крепления стропил к мауэрлату. Распорные стропильные конструкции, а также те, в которых распорки не применяются, опираются на мауэрлат. На него могут опираться наслонные и висячие стропила, соединение может быть жестким и скользящим.

Жестким называется такое соединение стропильных ног и мауэрлата, при котором невозможны сдвиги, смещения, изгибы элементов. Неподвижность соединения достигается способом крепления с использованием уголка. В стропильной ноге вырезается седло, это снижает прочность, поэтому его дополнительно укрепляют скобами, стягивают болтами, а также соединяют узел крепления стропила с мауэрлатом проволочной скруткой в местах расположения анкеров вмурованных в армированную бетонную опору.

Скользящее крепление, салазки для стропил к мауэрлату отличается от жесткого крепления тем, что допускает некоторое смещение стропильной ноги относительно основы, это позволяет избежать деформации и провалов крыши при усадке, снеговой и ветровой нагрузках.

Важно! Если в процессе монтажа крепления жесткого типа стропильной ноги к мауэрлату требуется изготовления гнезда или врубки, делать такие элементы следует на стропиле, а не на мауэрлате. Основу ослаблять нельзя.

Правильное опирание стропильной ноги с мауэрлатом обеспечивает надежность крыши, её долговечность. При любом способе опирания, для фиксации стропил на мауэрлате важно соблюдение трех принципиальных моментов:

  1. правильное и точное проделывание запилов, врубок и прочего, для идеального прилегания элементов;
  2. использование шайб, гаек, гроверов для исключения утапливания крепежного элемента в дерево;
  3. недопустимо использовать подкладки, которые от времени могут изменять форму, что приведет к перераспределению нагрузки и разрушению.

Правильный монтаж несущей системы крыши гарантирует долговечность её эксплуатации.

Виды соединения стропил с мауэрлатом

Стропильная система состоит из множества элементов, но главные среди них стропила.

Важно! Как крепить стропила к мауэрлату зависит от того какие стропила использованы (наслонные, висячие), от нагрузок и насколько массивная крыша.

Крепление может быть скользящим и жестким, закрытым и съемным.

Наиболее используемое соединение стропил с мауэрлатом:

  1. Крепление закрытое скользящее, представляет собой прикрепленный к стороне мауэрлата уголок с проушиной. В этом отверстии крепится петля из прочного металла, которая в свою очередь соединяется со стропилом. Такое крепление стропил к мауэрлату без запила является подвижным, на него не влияет изменения, происходящие в стене в результате усадки или разбухания.
  2. Скользящее крепление открытого типа монтируется так же, но без петли в проушину не входит, а загибается, но фиксация остается так же свободной. Подробнее в материале — скользящая опора для стропил .
  3. Жесткие крепления производятся уголками разных типов, креплением LK, для которого требуются запилы. Крепление для стропил LK подходит для бруса или доски любой толщины, нужно правильно подобрать размеры крепежа. Толщина 2мм у любых размеров крепежа такого типа, величина длина разная. Крепление надежное, лучше всего подходит для фиксирования узлов соединения.
  4. Жесткие крепления осуществляются с помощью уголков. Используют уголок с увеличенным ребром жесткости, такие детали следует крепить с запилом. Применяются также уголки с высокими сторонами толщиной 2-3мм, их нужно крепить без запилов, но с большим количеством саморезов.

Установка стропил на мауэрлат производится усовершенствованными уголками КР1, КР2. В их конструкции предусмотрены технологические отверстия для анкерного крепления. Овальная форма отверстий снижает риск вырывания анкерного болта при усыхании древесной основы конструкции. Так же надежны уголки КР5, КР6, которые нужны чтобы крепить стропила к мауэрлату при большой нагрузки массивной крыши. Надежно крепить стропила к мауэрлату, если они имеют большое сечение, лучше перфорированными уголками КМ. Такое крепление очень надежно, не требуется врезки, но обязателен точный угол.

Важно! Для крепления под прямым углом применяется усиленный уголок KMRP, от обычных уголков он отличается вытянутым отверстием, применяется для компенсации смещения крыши, сделан так, что при подобных процессах не происходит повреждения элементов крепежа, особенно пригоден там где невозможно применить врезку одной детали к другой. Изготавливают уголок из прочной стали толщиной в 2мм.

Еще один вид соединения это установка между досками. Доски являются креплением, они спиливаются под нужным углом и фиксируются в нижней части уголками.

Также применяются способы крепления стропил с помощью подкладок из досок, проволочной скрутки, скобами, к мауэрлату. Эти типы крепления известны давно, популярны и экономичны.

Виды опор стропил на мауэрлат

В основном для жилых домов возводятся двухскатные крыши. Особого внимания при двускатной конструкции требует узел опирания стропил на мауэрлат. Понятно, что для деревянной основы нужны деревянные балки.

Важно! Стропила требуются правильной формы, без сучков, калиброванные и фрезерованные со всех сторон. Сечение стропил двускатной крыши 40х150мм, мауэрлат – 100х100мм.

От геометрии двускатной крыши зависит выбор типа крепежа. Крепить стропила можно всеми перечисленными выше способами. Стоит рассмотреть так же шарнирные узлы крепления стропил к мауэрлату.

Шарнирный узел это тип соединения позволяющей балке двигаться по кругу. Это происходит при помощи одного гвоздя или самореза ввинченного в мауэрлат. Существует узел с одной, двумя и тремя степенями свободы. Узел с двумя степенями свободы дает возможность балке смещаться горизонтально, стропила крепятся салазками. С тремя степенями подвижности узел устанавливается с помощью ползуна, специальной опоре для скольжения стропила в вертикальном, горизонтальном положении, кроме того стропило может вращаться по кругу. Для этого делают специальный шарнир, который крепят к основе.

Важно! Самый типичный способ для двускатной крыши использование узла с нулевой свободой. Стропило крепится уголками с двух сторон, оставаясь неподвижным.

Сложная геометрия двускатной крыши предполагает использование наслонных стропил и висячих. Балки с опиранием на основу эффективно крепят с помощью перфорированной ленты.

Наслонные стропила опираются на основу, и другие опорные точки, снимая тем самым часть нагрузки. К ним могут примыкать боковые стойки, бабки конька, стропила стягивают конструкцию, усиливая её. На основу наслонные конструкции не опираются, а скользят по ней. Висячие стропила не опираются на основу, нависая над внутренностями крыши они, имеют опору на боковые несущие стены.

Основные правила сопряжения стропил с мауэрлатом

Для надежного соединения нужно тщательно крепить соединительные элементы, подбирать их требуемых размеров. Нужно точно выверять запилы, делать их не больше трети величины основы. Использовать качественный брус для основы правильного сечения.

Важно! Использовать для крепежа только гвозди и саморезы нельзя, такая фиксация не может считаться надежной, использовать следует металлические крепежные элементы разного типа.

Крыша будет прочной и долговечной, если грамотно проведены расчеты, правильно подобран материал и верно смонтированы узлы соединения.

Видео по теме:

Посмотрите еще статьи:

Источники: http://kryshadoma.com/stropilnaya-sistema/chem-i-kak-krepit-stropila-k-mauerlatu.html, http://ostroykevse.com/Krisha/09.html, http://kryshagid.ru/stropilnaya-sistema/kreplenie-stropil-k-mauerlatu-dvuxskatnoj-kryshi-sposoby-uzly.html

Технология опирания стропил на мауэрлат

Мауэрлат является одним из основных элементов кровельной конструкции. К нему осуществляется крепление стропил. От качественного создания стропильной конструкции зависит эксплуатационный период всей крыши.

Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат.

Основные способы опирания стропил

Существует несколько технологий опирания стропил на мауэрлат. Можно осуществить жесткую фиксацию конструкции. Она не допускает любого смещения стропильной ноги. Для этого следует воспользоваться подшивным брусом, благодаря которому предотвращается соскальзывание стропил в месте опирания, и металлическими уголками, устраняющими любой боковой сдвиг конструкции.

Скользящее соединение стропильной ноги используется в деревянных домах. Причем основным элементом для ее упора выступает верхний венец, а не мауэрлат. Для предотвращения повреждения кровли узел опирания стропил делается максимально свободным. Для этого следует воспользоваться скользящей опорой, которая при усадке сруба подвергается смещению по закрепленной на ноге направляющей.

Скользящий узел опирания может быть выполнен и по иной технологии. В стропилах делается запил, который должен примыкать к верхнему венцу сруба. Для фиксации балок допустимо использование любых крепежных элементов: скоб, гвоздей или стальных пластин.

Крепежи для осуществления монтажных работ

Опорный узел крепления на мауэрлат диагональной стропильной ноги.

Чтобы качественно соединить узлы стропил с мауэрлатом, вам понадобятся такие материалы и инструменты, как:

  • сухой брус;
  • доски;
  • топор;
  • ножовка;
  • молоток;
  • нож;
  • рулетка;
  • отвес;
  • уровень;
  • шуруповерт;
  • дрель;
  • болгарка.

Особое внимание следует уделить наличию всех крепежных деталей. Фиксация консолей балок происходит с помощью балочных кронштейнов из оцинкованной стали, которые не уменьшают несущей способности конструкции. Кронштейны в балки врезать не нужно.

Нужно купить и перфорированную монтажную ленту, которая усилит узлы мауэрлата. С ее помощью производится прочное соединение всех элементов конструкции. Лента тоже не врезается в балки. Для ее надежной фиксации применяются гвозди и саморезы.

Помимо кронштейнов и перфорированной ленты, для осуществления надежного опирания стропил к мауэрлату следует приобрести:

Схема креплений наслонных стропил.

  • универсальные соединители бруса;
  • крепежи для стропил;
  • закладные опоры;
  • проволоку-катанку;
  • стальные уголки;
  • стоечный крепеж;
  • саморезы;
  • гвозди;
  • скобы;
  • пластины;
  • оцинкованные гвозди;
  • шпильки с шайбами и гайками;
  • анкерные болты.

Создание конька и установка нижней части стропил

Монтажные работы начинаются с коньковой части кровельной конструкции. Осуществить монтаж стропил можно одним из трех способов:

  • встык;
  • на прогон;
  • внахлест.

Соединение конструкции встык предполагает разрезание верхней части стропильной ноги. Делается это под углом, который равняется наклону кровельного ската. На коньке происходит соединение пары ног. Для получения одинакового узла опирания элементов мауэрлата следует воспользоваться готовым шаблоном.

Особенностью фиксации стропил на прогон является наличие коньковой балки. Такой вариант обустройства мауэрлата отличается повышенной надежностью. Но зачастую такая система опирания стропил предусматривает монтаж дополнительных опорных конструкций, что приведет к снижению функциональности чердака. Естественно, что этот способ не подойдет для маленьких крыш.

Опирание наслонных стропил на стену с армопоясом.

Технология монтажа стропил внахлест во многом схожа с их установкой на коньковый прогон. Основное отличие — соединение верхней части ног происходит внахлест. Это приводит к прочному соединению конструкции, поскольку шпильки удерживают сразу два элемента.

Соединение нижних концов стропил осуществляется в зависимости от материала возведения стен. При наличии деревянного домостроения опорным элементом может выступать верхняя обвязка стены. Если при строительстве дома использовались пеноблоки (или газобетон), то опирание стропил производится на мауэрлат.

Устройство армированного железобетонного пояса — оптимальное решение в случае применения кладочных строительных материалов. Такая технология не предусматривает создания каких-либо способов фиксации стропильной системы. В качестве крепежных элементов для бруса выступают вертикально расположенные анкерные болты. Главное, чтобы при заливке бетонного раствора шпильки располагались в строго вертикальном положении.

Соединение стропил с балками и мауэрлатом

После фиксации верхней и нижней части стропил их следует закрепить к балкам. Понятно, что можно соединить стропила с балкой просто гвоздями. Но это не является лучшим решением. Такое крепление не будет максимально надежным. Для предотвращения скольжения всех элементов фиксация стропильной конструкции к балкам происходит путем использования соединений «шип» и «зуб».

При наличии крутого ската крыши (более 35º) применяется технология врубки с помощью одного зуба. В нижней части стропила делается зуб с шипом. Гнезда, создаваемые в балке, должны иметь глубину на уровне 30% от толщины балки. Устройство стропильных соединений осуществляется на расстоянии 0,3-0,4 м от крайней части балки. Это предотвращает появление сколов балок, возникающих в результате большой нагрузки от давления ног.

Схема усиления стропил дополнительными подкосами.

При обустройстве крыши с наклоном до 35º установка стропил производится путем расширения площади сопряжения основных элементов конструкции. Обычно стропильную ногу перекрывают балкой. С этой целью в стропильной ноге вырезаются отверстия под два зуба:

  • шип с упором;
  • еще один упор.

Глубина врубки при фиксации стропил к балке составляет в пределах 30% толщины балки.

Более качественные соединения можно получить, если воспользоваться болтами или хомутами. Такая технология предполагает применение проволочных петель, с помощью которых производится фиксация узла к анкерным болтам, находящимся в стене строения.

Опирание на мауэрлат является наиболее распространенным вариантом фиксации нижней части стропил. В стропильной ноге делается вырез такого размера, чтобы ее без проблем можно было надеть на мауэрлат. В ином случае при эксплуатации крыши может произойти смещение бруска.

В некоторых случаях мауэрлат должен быть «оснащен» обратной выемкой. Это зависит от породы дерева, из которой изготовлен брус. Если для его производства применялась древесина из лиственных пород, то делается прорезь, которая в комбинации с выемкой стропил создаст замочный элемент. При изготовлении бруса из хвойного дерева вырез не потребуется, так как он приведет к ослаблению конструкции.

Наиболее приемлемым вариантом для мауэрлата является жесткое сопряжение стропильной системы.

Технология монтажа стропильной системы к мауэрлату.

Эта технология может быть выполнена одним из двух способов:

  • с помощью подшивных брусков и уголков, сделанных из металла;
  • путем устройства седел на стропилах.

Первый вариант заключается в том, что для размещения стропил на мауэрлат используется опорный брус. Производится жесткое опирание стропильной ноги. Надежная фиксация конструкции осуществляется металлическими уголками. Это предотвращает поперечное смещение конструкции.

Более популярным является второй вариант. Для крепежа используются гвозди, которые направляются друг к другу и забиваются под углом. Два забитых гвоздя скрещиваются. После чего вбивается еще один гвоздь. Третий гвоздь должен располагаться в вертикальном положении. Сделанный узел крепления будет характеризоваться максимальной жесткостью, если осуществить дополнительное крепление с помощью проволоки-катанки.

Опирание стропил на мауэрлат — Elite-k

  • Узлы крепления стропил к мауэрлату
  • Варианты крепления стропильной ноги
  • Способы крепления с запилом и без
  • Крепеж для стропил и правила работы с ними

Важным элементом кровельной конструкции считается мауэрлат, поскольку крыша фактически опирается именно на опорный брус. Он помогает равномерно и рационально распределить его крыши. К нему же присоединяют стропила.

Крепление стропил к мауэрлату – значимый этап при возведении крыши. Прочность и безопасность кровли зависит во многом от качества монтажа стропильной системы, в частности, от правильного выбора крепежных элементов и грамотного соединения узлов несущей конструкции.

Узлы крепления стропил к мауэрлату ↑

жесткое крепление стропил к мауэрлату

Способов крепления стропил к мауэрлату – два:

Очевидно, что от технологии крепления стропильной ноги к опорному брусу будет зависеть ее «поведение» в различных погодных условиях. К примеру, при перепадах температур, снежных завалах несущая конструкция не может быть статичной. Действительно, в условиях повышенной влажности древесина расширяется, а высокая температура вызывает сжатие. Если использовать жесткую фиксацию, то возникает риск смещения, нельзя исключать даже разрывов. Из-за неграмотного монтажа может появиться распорное усилие, представляющее опасность для стен. Поэтому грамотное крепление стропил к мауэрлату – определенный гарант безопасности.

Различают следующие узлы опирания:

Варианты крепления стропильной ноги ↑

крепление стропил к мауэрлату

Для выполнения нижнего узла опирания стропильной ноги на опорный брус в основном выбирают один из следующих способов:

Оба эти варианта имеют одинаковое право на жизнь и используются с учетом формы крыши, особенностей стропильной системы.

Способы крепления с запилом и без ↑

варианты соединения стропил

Сразу отметим, что крепление стропил к мауэрлату без запила используют исключительно в случае скользящего соединения. Для удержания свободно лежащей на мауэрлате нижней кромки стропильных ног, как правило, используют уголки. Очевидно, что подобная фиксация может не выдержать существенных нагрузок, поэтому его рекомендуется использовать преимущественно при перекрытии сравнительно небольших пролетов.

Значительно надежнее считается устройство нижнего узла сопряжения, в котором используется крепеж с запилом, блокирующим зубом. Его выпиливают в стропильной доске. Как правило, он занимает не более четверти балки. Выполнить его можно по-разному:

Крепеж для стропил и правила работы с ними ↑

вариант крепления стропил

Современный строительный рынок предлагает широкий ассортимент элементов крепежа. Помимо классических вариантов – скоб, крученых гвоздей или проволоки-катанки, которую складывают в несколько рядов, здесь можно найти специальные комплекты, предназначенные для работ со стропилами.

Работы по выполнению крепления осуществляют в определенном порядке. Предлагаем вашему вниманию несколько самых простых методов распиловки и последующей подгонки стропил.

Стропильные ноги фиксируют одним из вариантов крепежа. Следует учесть, что каждый из них имеет свои тонкости. В основе выбора лежат такие параметры, как угол наклона скатов и оптимальный узел опирания.

После устройства нижнего узла стропил переходят к его соединению с коньковым брусом.

stylekrov.ru

Теперь подробно рассмотрим варианты крепления наслонных стропил к мауэрлату домов из газобетона (схемы крепления стропил подойдут и для других «каменных» домов). Система наслонных стропил может быть выполнена в виде распорной или безраспорной конструкции. Кончено, «безраспорной» конструкцию стропил мы называем с некотрой степнью допуска, так как определенная часть распирающих нагрузок в узле крепления стропила-мауэрлат все-таки будет передаваться на стену. Но, без сомнения, величина таких распирающих нагрузок в случае исполнения стропильной системы в виде «безраспорной» конструкции будет значительно меньше, чем в заведомо «распорной» стропильной системе.
 

Наслонная система стропил может быть выполнена в виде распорной или безраспорной конструкции. От того каким образом будут выполенены узлы опирания стропил на мауэрлат и как стропила будут сочленяться на коньковом прогоне зависит будет передавать стропильная система распор на стены дома из газобетона или не будет. Более выигрышным вариантом в плане сохранения конструктивной целостности здания является безраспорная конструкция наслонных стропил.


обы занчительно снизить передаваемые распирающие нагрузки на стены дома один из концов наслонных стропил должен быть закреплен так, чтобы обеспечивать продольный сдвиг стропила под воздействием снеговой или ветровой нагрузки. Для этого в безраспорных конструкциях стропильных систем соблюдается следующее правило: крепление одного конца стропильной ноги делается на скользящей опоре, позволяющей продольное смещение (сдвиг) и поворот стропила (две степени свободы), крепление другого конца стропил делается с допуском только поворота (одна степень свободы). Крепление с двумя степенями свободы может быть выполнено на современных крепежных пластинах-ползунах, либо на стальных скобах с использованием проволочных петель (петель из лавсановых или стальных крепежных лент) в сочетании с конструкционным креплением в виде уголков, деревянных коротышей или пробоя гвоздями (по одному с каждой строны). Конструкционное крепление предупреждает сдвиг стропил вдоль продольной оси мауэрлата (стен).

Варианты крепления наслонных стропил к мауэрлату с одной и двумя степенями свободы.

крепление стропил к мауэрлату
 

В варианте «Б» — креплении стропила к мауэрлату с двумя степенями свободы испорльзуется крепежный элемент — ползун.


предохраняет стропила от подъема ветром и при этом позволяет осуществлять сдвиг стропила при прогибе под нагрузкой. В таком случае при отсутствии жесткой связи стропило-мауэрлат распирающая нагрузка не будет передаваться на опорную стену. Подвижное крепление стропила к мауэрлату с двумя степенями свободы может быть выполнено также при помощи скобы, уголков с пробитием по долном гвоздю с каждой строны или без пробития, с помощью деревянных брусков с пробитем по одному гвоздю с каждой строны или вообще без пробития. В случае использования таких «доморщенных» несовершенных услов крепления обязательно дополнительное креплени ястропила к мауэрлату, стене или перекрытию с помощью проволочных петель, стальных монтажных лент, полос металла или хомутов, лавсановых ПЭИ лент. Такие дополнимтельные крепления не ограничат две степени свободы стропила, но предотвратят срыв стропил и кровли ветром или ураганом.

При соединении других элементов стропильной системы следует пользоваться таблицей минимального количества и длины гвоздей [на основании таблицы 8-2 СП 31-105-2002. Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом]:

 

Ниже мы представляем возможные варианты конструкции крепления стропил к мауэрлату, каждое из которых может быть выполнено как в виде «жесткой» связи (с одной степенью свободы стропила), так и с двумя степенями свободы для создания безраспорной конструкции наслонной стропильной системы. Ниже мы приведем табличку, в котрой опишем крепление стропила к мауэрлату для каждого варианта как с одной степнью свободы в сочленении, так и с двумя степенями сводбоды.

крепление стропил к мауэрлату
 
Вариант конструкции1 степень свободы2 степени свободы
АСтальной уголок прибивается к стропилу 3 гвоздями с каждой стороныСтальной уголок прибивается к стропилу 1 гвоздем с каждой стороны или не прибивается вообще
БДеревянные накладки («седло») крепятся к мауэрлату стальным уголком тремя гвоздями в каждую плоскость или пробоем через деревянный брусок.Деревянные накладки крепятся к мауэрлату 1 гвоздем с каждой стороны.
ВСтальной уголок прибивается к стропилу 3 гвоздями с каждой стороныСтальной уголок прибивается к стропилу 1 гвоздем с каждой стороны или не прибивается вообще
ГСтропило прибивается к мауэрлату минимум 3 гвоздями или крепится 3 гвоздями через стальной уголокСдвиг невозможен — стропило жестко упирается в мауэрлат треугольным запилом.
ДСтропило прибивается к мауэрлату минимум 3 гвоздями или крепится 3 гвоздями через стальной уголокСдвиг возможен только при отсутствии в узле упорного деревянного бруска, блокирующего продолный сдвиг.
ЕСтропило прибивается к мауэрлату минимум 3 гвоздями или крепится 3 гвоздями через стальной уголокСдвиг возможен только при отсутствии в узле упорного треугольного запила стропила, блокирующего продолный сдвиг.

 
 
Часто возникает вопрос о величине запила для опорной площадки стропила: на какую часть стропила можно заглублять запил? Ответ найден в международном строительном коде для одно-двухквартирных индивидуальных жилых домов (IRC 2012, пункт R802.7.1.1): максимальная высота треугольного запила составляет 1/4 высоты сечения стропила. Максимальный свободный вынос стропила без опоры составляет 61 см. При большем выносе стропил требуется установка подопрных укосин. Если соотношение высоты сечения стропилены к ширине превышает 6 к 1, то требуется установка поперчных связей, исключающих опрокидыание стропил вдоль продольной оси.
запил стропил
К началу статьи: способы крепления мауэрлата к стенам из газобетона

dom.dacha-dom.ru

Мауэрлат — правильный монтаж

Мауэрлат являющийся, по сути, фундаментом крыши изготавливается из бревна или бруса, прокладывается по периметру, предназначается для обеспечения равномерной передачи нагрузки кровельной конструкции на стены и фундамент здания. Чтобы крыша стояла прочно требуется правильное крепление стропил к мауэрлату.

Важно! В деревянном доме из бруса или бревна, мауэрлатом служит верхняя обвязка стен, верхний венец, дополнений к нему не требуется. В доме из кирпича, пенно или газобетонных блоков, строительного камня обязательно устанавливается мауэрлат.

Кирпичные или блоковые стены плохо реагируют на нераспределенные нагрузки, сами блоки или кирпич плохой материал для фиксации стропильных ног. Даже самый надежный крепеж не прочно фиксируется в таких стенах, под нагрузкой его может вырвать, в результате произойдет деформация стропильной ноги и всей крыши.

Мауэрлат следует прочно крепить на верхних торцах стен по всему периметру к обустроенному армированному бетонному поясу. Крепление бруса к бетону может быть очень надежным, если использован правильный крепеж. В процессе заливания армированного пояса производится монтаж крепления мауэрлата. Он представляет собой штыри, шпильки, анкера, вмурованные в бетон на которые затем производится установка мауэрлата.

Важно! Концы крепежных шпилек снизу следует загнуть, расстояние между ними 1- 1,5м, диаметр крепежа должен иметь не меньше 15мм. В брусе, который будет использоваться, как мауэрлат сделать технологические отверстия под крепеж, верх крепления зафиксировать болтами. Перед установкой мауэрлата проложить слой гидроизоляционного материала.установка мауэрлата перед креплением стропил

После того как основа смонтирована можно приступать к работе со стропилами.

Обзор типов крепежа

Крепление при любых работах связанных с возведением крыши очень важный момент. Для крепления прочного и надежного стропил к мауэрлату используются разный металлический крепеж, а также применяются разной геометрии врезки, запилы. Для стропильного крепления применяются:

  • проволока;
  • уголок;
  • пластины;
  • кронштейны;
  • элементы LK;
  • гвозди;
  • саморезы.

И многое другое от перфорированной ленты до шпилек. Использование того или иного вида крепления предполагает разные техники монтажа.

Если крепление стропил к мауэрлату производится с помощью кронштейнов, не требуются запилы, если используется крепление LK, не нужны анкера. Использование перфорированной ленты делает узел соединения сверхпрочным, Крепление уголком наиболее популярно, востребовано, так как его не нужно врезать в древесину стропильной ноги, уголок легко монтируется саморезами.типы крепежа для соединения стропил с мауэрлатом

Важно! На крепеже экономить нельзя. Он должен быть качественным с антикоррозийным верхним слоем, оцинкованный. Крепеж, ржавеющий в балке, разрушает её.

Принципы соединения стропильных ног с мауэрлатом

Особенности конструкции крыши определяют способы крепления стропил к мауэрлату. Распорные стропильные конструкции, а также те, в которых распорки не применяются, опираются на мауэрлат. На него могут опираться наслонные и висячие стропила, соединение может быть жестким и скользящим.

Жестким называется такое соединение стропильных ног и мауэрлата, при котором невозможны сдвиги, смещения, изгибы элементов. Неподвижность соединения достигается способом крепления с использованием уголка. В стропильной ноге вырезается седло, это снижает прочность, поэтому его дополнительно укрепляют скобами, стягивают болтами, а также соединяют узел крепления стропила с мауэрлатом проволочной скруткой в местах расположения анкеров вмурованных в армированную бетонную опору.пример жесткого крепления стропил к мауэрлату уголками

Скользящее крепление, салазки для стропил к мауэрлату отличается от жесткого крепления тем, что допускает некоторое смещение стропильной ноги относительно основы, это позволяет избежать деформации и провалов крыши при усадке, снеговой и ветровой нагрузках.пример скользящего крепления стропил к мауэрлату

Важно! Если в процессе монтажа крепления жесткого типа стропильной ноги к мауэрлату требуется изготовления гнезда или врубки, делать такие элементы следует на стропиле, а не на мауэрлате. Основу ослаблять нельзя.

Правильное опирание стропильной ноги с мауэрлатом обеспечивает надежность крыши, её долговечность. При любом способе опирания, для фиксации стропил на мауэрлате важно соблюдение трех принципиальных моментов:

  1. правильное и точное проделывание запилов, врубок и прочего, для идеального прилегания элементов;
  2. использование шайб, гаек, гроверов для исключения утапливания крепежного элемента в дерево;
  3. недопустимо использовать подкладки, которые от времени могут изменять форму, что приведет к перераспределению нагрузки и разрушению.

Правильный монтаж несущей системы крыши гарантирует долговечность её эксплуатации.

Виды соединения стропил с мауэрлатом

Стропильная система состоит из множества элементов, но главные среди них стропила.

Важно! Как крепить стропила к мауэрлату зависит от того какие стропила использованы (наслонные, висячие), от нагрузок и насколько массивная крыша.

Крепление может быть скользящим и жестким, закрытым и съемным.

Наиболее используемое соединение стропил с мауэрлатом:

  1. Крепление закрытое скользящее, представляет собой прикрепленный к стороне мауэрлата уголок с проушиной. В этом отверстии крепится петля из прочного металла, которая в свою очередь соединяется со стропилом. Такое крепление стропил к мауэрлату без запила является подвижным, на него не влияет изменения, происходящие в стене в результате усадки или разбухания.
  2. Скользящее крепление открытого типа монтируется так же, но без петли в проушину не входит, а загибается, но фиксация остается так же свободной. Подробнее в материале — скользящая опора для стропил.
  3. Жесткие крепления производятся уголками разных типов, креплением LK, для которого требуются запилы. Крепление для стропил LK подходит для бруса или доски любой толщины, нужно правильно подобрать размеры крепежа. Толщина 2мм у любых размеров крепежа такого типа, величина длина разная. Крепление надежное, лучше всего подходит для фиксирования узлов соединения.
  4. Жесткие крепления осуществляются с помощью уголков. Используют уголок с увеличенным ребром жесткости, такие детали следует крепить с запилом. Применяются также уголки с высокими сторонами толщиной 2-3мм, их нужно крепить без запилов, но с большим количеством саморезов.виды соединения стропил с мауэрлатом

Установка стропил на мауэрлат производится усовершенствованными уголками КР1, КР2. В их конструкции предусмотрены технологические отверстия для анкерного крепления. Овальная форма отверстий снижает риск вырывания анкерного болта при усыхании древесной основы конструкции. Так же надежны уголки КР5, КР6, которые нужны чтобы крепить стропила к мауэрлату при большой нагрузки массивной крыши. Надежно крепить стропила к мауэрлату, если они имеют большое сечение, лучше перфорированными уголками КМ. Такое крепление очень надежно, не требуется врезки, но обязателен точный угол.

Важно! Для крепления под прямым углом применяется усиленный уголок KMRP, от обычных уголков он отличается вытянутым отверстием, применяется для компенсации смещения крыши, сделан так, что при подобных процессах не происходит повреждения элементов крепежа, особенно пригоден там где невозможно применить врезку одной детали к другой. Изготавливают уголок из прочной стали толщиной в 2мм.усиленный уголок kmpr

Еще один вид соединения это установка между досками. Доски являются креплением, они спиливаются под нужным углом и фиксируются в нижней части уголками.

Также применяются способы крепления стропил с помощью подкладок из досок, проволочной скрутки, скобами, к мауэрлату. Эти типы крепления известны давно, популярны и экономичны.пример крепления стропил к мауэрлату скобами

Виды опор стропил на мауэрлат

В основном для жилых домов возводятся двухскатные крыши. Особого внимания при двускатной конструкции требует узел опирания стропил на мауэрлат. Понятно, что для деревянной основы нужны деревянные балки.

Важно! Стропила требуются правильной формы, без сучков, калиброванные и фрезерованные со всех сторон. Сечение стропил двускатной крыши 40х150мм, мауэрлат – 100х100мм.

От геометрии двускатной крыши зависит выбор типа крепежа. Крепить стропила можно всеми перечисленными выше способами. Стоит рассмотреть так же шарнирные узлы крепления стропил к мауэрлату.

Шарнирный узел это тип соединения позволяющей балке двигаться по кругу. Это происходит при помощи одного гвоздя или самореза ввинченного в мауэрлат. Существует узел с одной, двумя и тремя степенями свободы. Узел с двумя степенями свободы дает возможность балке смещаться горизонтально, стропила крепятся салазками. С тремя степенями подвижности узел устанавливается с помощью ползуна, специальной опоре для скольжения стропила в вертикальном, горизонтальном положении, кроме того стропило может вращаться по кругу. Для этого делают специальный шарнир, который крепят к основе.

Важно! Самый типичный способ для двускатной крыши использование узла с нулевой свободой. Стропило крепится уголками с двух сторон, оставаясь неподвижным.

Сложная геометрия двускатной крыши предполагает использование наслонных стропил и висячих. Балки с опиранием на основу эффективно крепят с помощью перфорированной ленты.

Наслонные стропила опираются на основу, и другие опорные точки, снимая тем самым часть нагрузки. К ним могут примыкать боковые стойки, бабки конька, стропила стягивают конструкцию, усиливая её. На основу наслонные конструкции не опираются, а скользят по ней. Висячие стропила не опираются на основу, нависая над внутренностями крыши они, имеют опору на боковые несущие стены.варианты опор висячих и наслонных стропил

Основные правила сопряжения стропил с мауэрлатом

Для надежного соединения нужно тщательно крепить соединительные элементы, подбирать их требуемых размеров. Нужно точно выверять запилы, делать их не больше трети величины основы. Использовать качественный брус для основы правильного сечения.

Важно! Использовать для крепежа только гвозди и саморезы нельзя, такая фиксация не может считаться надежной, использовать следует металлические крепежные элементы разного типа.

Крыша будет прочной и долговечной, если грамотно проведены расчеты, правильно подобран материал и верно смонтированы узлы соединения.

Видео по теме:

kryshagid.ru

Надежность конструкции крыши напрямую зависит от того, насколько правильно будет смонтирована вся ее несущая система. А основными ее элементами являются стропила. Вся же система состоит из стропильных ног, которые поддерживают и распирают дополнительные элементы, такие как подкосы, затяжки-ригели, боковые прогоны, опорные стойки и растяжки. Стропильные ноги соединяются на коньковой балке сверху, а нижние их края очень часто опираются на мауэрлат, закрепленный на боковых несущих стенах здания.

Так как на мауэрлат выпадает самая большая нагрузка, его изготавливают из мощного бруса. Его сечение определяется массивностью всей стропильной системы, но в основном размер составляет от 150 × 150 до 200 × 200 мм. Этот несущий элемент предназначен для равномерного распределения нагрузки от всей конструкции крыши и кровли на несущие стены строения. Крепление стропил к мауэрлату осуществляется различными способами. Они выбираются по месту в зависимости от типа стропильной системы (которая может быть наслонной или висячей), ее сложности и массивности, от величины суммарных нагрузок, которым будет подвергаться вся конструкция крыши.

Разновидности соединительных узлов «стропила — мауэрлат»

Прежде всего, существуют скользящие и жесткие крепления стропил к мауэрлату.

1. Скользящие крепления состоят из двух отдельных элементов, один из которых имеет возможность перемещаться относительно другого.

 Эти крепления могут быть разными по конструкции — закрытыми и съемными.

  • Закрытое крепление состоит из уголка, который крепится одной стороной к мауэрлату, а на другой стороне имеет специальную щелевидную проушину. В ней устанавливается металлическая петля с отверстиями для креплений к стропилу. Благодаря свободной, не закрепленной вертикальной стороне уголка, крепление дает возможность стропилу при необходимости несколько смещаться, гне оказывая деформирующего воздействия на стены здания.
  • Открытое крепление устроено по тому же принципу, и отличается лишь тем, что металлическая петля не вставляется в проушину, а просто верхняя часть вертикальной полки уголка после монтажа загибается вниз, фиксируя тем самым соединение.
Видео: пример установки подвижного крепления на стропильную ногу и мауэрлат

2. Видов жестких креплений — гораздо больше. Они выбираются в зависимости от массивности деревянных элементов конструкции и способа установки стропила на мауэрлат.

Сюда можно отнести металлические уголки разных размеров, крепления LK, которые надежно зафиксируют стропило, устанавливаемое с помощью запила, не повредив его крепежными саморезами или гвоздями.

  • Крепления LK производится в нескольких размерных вариантах, поэтому их можно подобрать под любую толщину бруска или доски. Толщина металла, из которого изготавливаются это крепежные элементы, составляет 2 мм, какой бы размер они ни имели. В зависимости от величины, крепежные детали имеют разное обозначение.
ОбозначениеРазмер в мм
LK-1L40 × 170
LK-2P40 × 170
LK-3L40 × 210
LK-4P40 × 210
LK-5L40 × 250
LK-6P40 × 250

Необходимо отметить, что эти крепления подходят не только для соединения стропил на мауэрлате – их используют и для фиксации узлов «балки перекрытия – мауэрлат».

Главное преимущество этой крепежной детали — это максимальная жесткость и надежность соединения деревянных элементов.

  • Закрепление стропил с запилом на мауэрлате с помощью уголков осуществляется с двух сторон, что обеспечивает требуемую жесткость.

Существуют уголки, предназначенные для крепления стропил без запилов. Они имеют более высокие полки и прикручиваются большим количеством саморезов. Их производят из металла толщиной в 2; 2,5 или 3 мм.

ОбозначениеРазмер
(длина, высота, ширина,
толщина металла)
в мм
ОбозначениеРазмер
(длина, высота, ширина,
толщина металла)
в мм
Усиленный уголок105 × 105 × 90 × 2Усиленный уголок KP5140 × 140 × 65 × 2,5
Усиленный уголок130 × 130 × 100 × 2Усиленный уголок KP6105 × 172 × 90 × 3,0
Усиленный уголок105 × 105 × 90 × 2Усиленный уголок KP7145 × 145 × 90 × 2,5
Усиленный уголок50 × 50 × 35 × 2Усиленный уголок KP8145 × 70 × 90 × 2,5
Усиленный уголок70 × 70 × 55 × 2Усиленный уголок KPL190 × 90 × 65 × 2
Усиленный уголок90 × 90 × 40 × 2Усиленный уголок KPL1190 × 90 × 65 × 2
Усиленный уголок KP190 × 90 × 65 × 2,5Усиленный уголок KPL2105 × 105 × 90 × 2
Усиленный уголок KP1190 × 90 × 65 × 2,5Усиленный уголок KPL21105 × 105 × 90 × 2
Усиленный уголок KP2105 × 105 × 90 × 2,5Усиленный уголок KPL390 × 50 × 55 × 2
Усиленный уголок KP21105 × 105 × 90 × 2,5Усиленный уголок KPL470 × 70 × 55 × 2
Усиленный уголок KP390 × 50 × 55 × 2,5Усиленный уголок KPL550 × 50 × 35 × 2
Усиленный уголок KP470 × 70 × 55 × 2,5Усиленный уголок KPL660 × 60 × 45 × 2

О некоторых уголках, приведенных в таблице, нужно сказать несколько слов дополнительно, так как их описание требует уточнений:

— КР11 и КР21 — это усовершенствованные уголки, маркированные часто, как КР1 и КР2. В этих элементах имеется отверстие для анкерного крепления, имеющее овальную форму, которое снижает риск срыва болта в случае усадки конструкции.

— КР5 и КР6 — это уголки, применяемые для крепления элементов, на которые выпадает большая несущая нагрузка. Уголок КР6 тоже снабжен овальным отверстием, и его рекомендовано использовать при создании стропильной системы на новом доме, который будет еще давать усадку. Эти модели востребованы при монтаже конструкций, имеющих большой вес.

— Уголок КМ произведен из перфорированной стали и используется для крепления стропил с большим сечением. Особенно он хорошо подходит для деревянных строений. Этот уголок закрепляет элементы конструкции очень надежно, и при его использовании не требуется врезки стропила в мауэрлат — достаточно на первом выпилить правильный угол.

— Уголок KMRP используется для скрепления деталей стропильной системы под прямым углом, в том числе и стропила с мауэрлатом. Он также отличается от обычных уголков своим вытянутым отверстием, с помощью которого возможно смещение при усадке без повреждения крепежного болта. Его можно использовать в конструкции, где нельзя сделать врезку одного элемента к другому.

Производятся уголки KMRP из стали толщиной в 2 мм. Выпускаются три разновидности:

Обозначение уголкаРазмеры в мм
abc
KMRP1606060
KMRP2808080
KMRP3100100100
  • Другим вариантом закрепления стропил на мауэрлате является установка их между двумя досками, спиленными под определенным углом, и дополнительно в нижней части зафиксированных с помощью металлических уголков или креплений LK.

Такое закрепление стропил дает хорошую жесткость и надежность. Этот способ хорошо подходит в тех случаях, когда стропило нужно закрепить под нужным углом, приподняв его над горизонтальной плоскостью мауэрлата, но закрепив его на вертикальную внешнюю сторону.

  • Способ крепления стропил на мауэрлат, сделанный из бруса не слишком большого сечения. Осуществляется путем усиления бруска с помощью деревянных подкладок, имеющих необходимую толщину.

 Отрезки досок прикрепляются к мауэрлату с помощью гвоздей или саморезов, в тех местах, где будут установлены стропильные ноги.

В этом случае в стропилах делаются вырезы нужной конфигурации и глубины. Надежно фиксируются стропильные ноги к стене с помощью стальной проволоки, которую закрепляют на вбитый стальной костыль.

  • Кроме вышеописанных способов крепления, стропила прибиваются к мауэрлату с помощью скоб. Нужно отметить, что этот метод достаточно распространен и используется уже очень давно. При правильном закреплении этих элементов, стропильная система прослужит долгие годы.

Скобы могут иметь различный размер, вбиваются в разных местах соединения.

  • Еще один крепежный элемент, который применяется как вспомогательный — это перфорированная лента ТМ. Ее используют для усиления крепежного узла при необходимости дополнительной его фиксации.

В некоторых случаях этот элемент может быть незаменим, поэтому его тоже нельзя исключать при установке стропильных ног на мауэрлат.

Далее целесообразно рассмотреть устройство стропильных систем – так проще будет понять, какие крепления для них больше подходят и почему.

Особенности стропильных систем

Стропильная система выбирается в зависимости от расположения несущих стен здания. У каждой из систем предусмотрены свои дополнительные подпорные или стягивающие элементы.

Наслонные стропила

Система с наслонными стропилами отличается тем, что имеет одну или несколько опорных точек, кроме несущих стен. В связи с этим, с боковых стен снимается значительная часть нагрузки.

В виде дополнительных подпорных элементов применяют боковые стойки и «бабки», подпирающие конек и закрепляющиеся на балки перекрытия. А сами балки, в свою очередь, одновременно служат затяжками для конструкции, и также облегчают нагрузку от стропильной системы на несущие стены.

Наслонные стропила крепятся к мауэрлату чаще всего скользящими соединениями, которые способны сдвигаться при усадке или деформации стен, оставляя невредимой конструкцию крыши. Особенно это важно учесть в новых постройках, так как любое недавно выстроенное здание обязательно дает усадку под влиянием колебаний температуры и грунтовых подвижек.

Висячие стропила

Висячими стропила называются в связи с тем, что они не имеют других опор, помимо двух боковых несущих стен. Получается, что они как бы нависают над внутренним пространством строения. В этом случае вся нагрузка от конструкции каркаса крыши выпадает именно на мауэрлат.

Для крепления к мауэрлату висячих стропил используются жесткие крепления с отсутствием степени свободы движения, так как каркасная конструкция имеет всего две точки опоры.

Висячая система стропил является распорной, поэтому оказывает большое давление на стены.

Для снятия части нагрузки со стен строения применяются такие дополнительные элементы, как подкосы, «бабки» и затяжки-ригели, которые, подтягивают систему к коньковому бруску и равномерно распределяют нагрузку на все стены. Ригели устанавливаются параллельно балкам перекрытия и стягивают стропила между собой. Без этих дополнительных деталей конструкция может стать ненадежной.

Расчет установки стропил

Чтобы стропильная система была надежной и прочной, кроме оптимального способа соединения нужно выбрать правильный шаг расположения стропильных ног. Этот параметр выбирается в зависимости от размеров стропил (их сечения и длины между точками опоры), а также – от конструкции крыши.

В данной таблице можно получить информацию о необходимых параметрах для монтажа надежной стропильной системы.

Шаг установки стропильных ног в ммДлина стропильных ног в мм
3000350040004500500055006000
60040×15040×17550×15050×15050×17550×20050×200
90050×15050×17550×20075×17575×17575×20075×200
110075×12575×15075×17575×17575×20075×200100×200
140075×15075×17575×20075×20075×200100×200100×200
1750100×15075×20075×200100×200100×200100×250100×250
2150100×150100×175100×200100×200100×250100×250

Несколько правил по креплению стропил к мауэрлату

Для того чтобы крепления были надежны, необходимо соблюдать ряд правил, которые предусмотрены для этого процесса:

  • Если для крепления используются металлические соединительные детали, то они должны быть закреплены к деревянным соединяющимся элементам с максимальной тщательностью – качественными саморезами нужной длины.
  • Если стропила будут укладываться в запилы в мауэрлате, то размеры должны быть точно выверены. Это позволит обеспечить плотную надежную установку стропила в подготовленный запил, которые должен иметь глубину на ⅓ мауэрлата. Однако, следует помнить, что такое правило будет справедливо лишь в том случае, если мауэрлат изготовлен из мощного бруска, имеющего размер в сечении не менее 150 × 150 мм.
  • Чтобы не ослаблять мауэрлат, чаще всего запилы выполняют в самой стропильной ноге  под нужным углом, а дополнительно узел затем фиксируются уголками. Запил не должен в этом случае превышать ¼ толщины стропила. Это крепление — жесткое и может быть применено в висячей стропильной системе.
  • При использовании болтов для скрепления стропил с откосами, затяжками и другими деревянными элементами, нужно обязательно устанавливать на болт шайбу или металлическую пластину, во избежание затопления гайки в древесину и, соответственно, ослабления конструкции.
  • Крепление стропил к мауэрлату только на гвозди или саморезы считается ненадежным, поэтому нужно обязательно использовать уголки или другие металлические крепежные элементы различных конфигураций.
  • При установке стропил на деревянные стены, будь то висячая или наслонная система, рекомендовано крепить их к мауэрлату скользящим креплением, особенно в том случае, если кровельный материал имеет достаточно большой вес.

stroyday.ru


Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат

Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы — поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы — возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией. Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

схемы шарнирных соединенийрис. 19. Примеры схематического изображения узлов

В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун — узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3-4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый угол. В данном случае, гвоздевое крепление выступает как шарнир. Однако если количество гвоздей увеличить и рассчитать их на нагрузку не допускающую среза (изгиба), то поворот становится невозможном, здесь мы получаем балку с защемленным концом, но при нагрузке превышающей расчетную, узел опять становится шарниром. Поэтому очень важно изначально определить нагрузку под которой будет работать система. Поскольку превышение фактической нагрузки сверх расчетной, приводит к изменению схемы работы узлов и разрушению всей конструкции.

Сопряжения наслонных стропил относящиеся к различным схематичным изображениям узлов представлены на рисунке 20.

Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Шарнир с одной степенью свободырис. 20.1. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Шарнир с одной степенью свободы (только поворот)Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Ползун — шарнир с двумя степенями свободырис. 20.2. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Ползун — шарнир с двумя степенями свободы (поворот и сдвиг)Узел опирания стропил на прогон. Жесткое защемлениерис. 20.3. Узел опирания стропил на прогон. Жесткое защемление

В зависимости от решаемой задачи при проектировании крыши узловые сочленения стропил могут быть отличными от представленных на рисунках 20. Главное, это запроектировать в узлах с двумя степенями свободы: поворот, возникающий от изгиба стропил и сдвиг в горизонтальном направлении. А в узлах с одной степенью свободы — поворот стропила. Как правило, сдвиг верха или низа стропил обеспечивают горизонтальные врубки, а ограничение сдвига — упор стропил друг в друга и/или в стыкуемый элемент: мауэрлат либо прогон.

Попробуем объяснить принцип закрепления стропилины на примере. Все мы легко можем представить себе обычную приставную лестницу. Лестница, как лестница, ничего особенного: две жерди (тетивы) и поперечные палки–ступени.  Мысленно приставим такую лестницу к стене, а для чистоты эксперимента сведем к минимуму силы трения — обольем пол и стену маслом. Что будет если нагрузить лестницу — залезть на нее? Лестница рухнет. В нижней и верхней опоре у нее по две степени свободы. В нижнем, у нее есть поворот и горизонтальное смещение, в верхнем — поворот и вертикальное смещение. Что нужно сделать, чтобы лестница стала устойчивой и держала нагрузку (вес человека)? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней либо вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. Получаем устойчивую и стабильную систему.  Мысленный эксперимент с лестницей вы можете додумать сами, ставя ее в различные ситуации, например, если лестница длинная и опирается на стену сверху, тетивами с горизонтальными запилами или без запилов. Как она будет себя вести? Такой мозговой штурм, помогает в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а нужно просто спрогнозировать покатится лестница под нагрузкой или останется неподвижной.

Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат

Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы — поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы — возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией. Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

рис. 19. Примеры схематического изображения узлов

В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун — узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3–4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый угол. В данном случае, гвоздевое крепление выступает как шарнир. Однако если количество гвоздей увеличить и рассчитать их на нагрузку не допускающую среза (изгиба), то поворот становится невозможном, здесь мы получаем балку с защемленным концом, но при нагрузке превышающей расчетную, узел опять становится шарниром. Поэтому очень важно изначально определить нагрузку под которой будет работать система. Поскольку превышение фактической нагрузки сверх расчетной, приводит к изменению схемы работы узлов и разрушению всей конструкции.

Сопряжения наслонных стропил относящиеся к различным схематичным изображениям узлов представлены на рисунке 20.

рис. 20.1. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Шарнир с одной степенью свободы (только поворот)рис. 20.2. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Ползун — шарнир с двумя степенями свободы (поворот и сдвиг)рис. 20.3. Узел опирания стропил на прогон. Жесткое защемление

В зависимости от решаемой задачи при проектировании крыши узловые сочленения стропил могут быть отличными от представленных на рисунках 20. Главное, это запроектировать в узлах с двумя степенями свободы: поворот, возникающий от изгиба стропил и сдвиг в горизонтальном направлении. А в узлах с одной степенью свободы — поворот стропила. Как правило, сдвиг верха или низа стропил обеспечивают горизонтальные врубки, а ограничение сдвига — упор стропил друг в друга и/или в стыкуемый элемент: мауэрлат либо прогон.

Попробуем объяснить принцип закрепления стропилины на примере. Все мы легко можем представить себе обычную приставную лестницу. Лестница, как лестница, ничего особенного: две жерди (тетивы) и поперечные палки–ступени.  Мысленно приставим такую лестницу к стене, а для чистоты эксперимента сведем к минимуму силы трения — обольем пол и стену маслом. Что будет если нагрузить лестницу — залезть на нее? Лестница рухнет. В нижней и верхней опоре у нее по две степени свободы. В нижнем, у нее есть поворот и горизонтальное смещение, в верхнем — поворот и вертикальное смещение. Что нужно сделать, чтобы лестница стала устойчивой и держала нагрузку (вес человека)? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней либо вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. Получаем устойчивую и стабильную систему.  Мысленный эксперимент с лестницей вы можете додумать сами, ставя ее в различные ситуации, например, если лестница длинная и опирается на стену сверху, тетивами с горизонтальными запилами или без запилов. Как она будет себя вести? Такой мозговой штурм, помогает в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а нужно просто спрогнозировать покатится лестница под нагрузкой или останется неподвижной.

 

Мауэрлат и узлы опирания стропильной системы

    В данной статье рассмотрим основные узлы опирания наслонных стропил и различные способы их крепления на мауэрлат и прогон, а также установку самого мауэрлата:

    1. Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат.
    2. Установка мауэрлата.

    Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат

    Правильно выбранные способ соединения стропильных ног и узлов опирания стропил определит тип конструкции, в которой наслонная стропильная система будет распорной или безраспорной. Т.е. будут ли стропильные ноги распирать стены или нет, и понадобится ли вносить в конструкцию дополнительные элементы для перехвата распорной силы.

    Обратим внимание, что узлы опирания в конструкциях на расчетных схемах прорисовывают схематическими изображениями — кружочками, которые обозначают шарнирные соединения. Такие изображения дают визуальное определение степени свободы узла по расположению шарнира с лапками относительно условных опор. Например, если шарнир с лапками, которые стоят на скользящей опоре или на ползуне, определяет, что узел имеет возможность поворота балки и смещения по горизонтали, такой узел обладает двумя степенями свободы. В другом случае, шарнир с двумя лапками, которые закреплены в опору дают узлу неподвижность, но балка имеет возможность крутиться в шарнире, что говорит о том, что узел обладает одной степенью свободы, поворотом. Само собой разумеется, что узел, обладающий тремя степенями свободы, позволяет производить балке и поворот, горизонтальное и вертикальное смещения. Такой узел изображают простым кружочком, он может быть врезан в стержень, который определяет балку, которую называют в таком случае разрезной. Поясняется это таким образом, что балки справа и слева от шарнира можно рассматривать как отдельные составляющие конструкции. Если шарнир изображают на схеме под балкой, то эта балка будет неразрезная. Врезанный в балку шарнир с тремя степенями свободы делает конструкцию довольно таки не устойчивой. Применяется в практике и узел с нулевой степенью свободы, который жестко скрепляет концы балок и препятствует различным смещениям (рис.).

    Схематично узлы опирания и крепление стропил к мауэрлату могут обозначаться по-разному, и в случае, если не понятно изображение, то необходимо вообразить в какую сторону может сместиться узел при нагрузке. Стропильные балки на схемах изображают как стержни, рассматриваемую нагрузку на них схематично распределяют по оси. Уточним, что образные определения такие как поворот и горизонтальное смещение, не нужно принимать буквально. Например, такой узел с двумя степеням свободы как ползун может смещаться горизонтально, но на практике ползун довольно крепко закреплен и только допускает возможность произвольного смещения стропильной ноги от действия на нее нагрузки, но не развивает в балке излишнего внутреннего напряжения. Другими словами, узел не передаст распора на стены, а смещения и изгибы, присутствующие в работе балки допустимы в нормативных пределах. Смещения ползуна возможно только при нагрузке, превышающей предельно допустимую норму.

    Обратим внимание на применяющееся в определениях слово «шарнир», которое тоже не стоит понимать однозначно. Чаще всего это обычное соединение концов балок гвоздевым боем, может это обозначать и соединение болтами, иногда и шарнирным соединением, которое специально проектируют для узлов. Давайте на практике рассмотрим определение «шарнир».  Например, гвоздями можно приколотить доску одним концом к брусу, взяться за другой и повернуть на определенный угол, этому действию нам ничего не помешает, а гвозди в данном случае выступят в роли шарнира. Впрочем, если сделать расчет нагрузки, которая не допустит изгиба, и увеличить количество гвоздей, то смещение в таком случае будет невозможным. Однако если на балку будет воздействовать нагрузка, которая превышает расчетную, узел снова станет шарниром, поэтому важно изначально найти предельно допустимую нагрузку, под которой будет функционировать система.

    Узловые сочленения наслонных стропил с различными схематичными обрисовками узлов, представленными на рисунках, могут и не быть идентичными, все зависит во время проектирования крыши от поставленной задачи. Главное, это учесть при проектировании узлов с одной степенью свободы — поворот стропильной ноги, с двумя степенями свободы учитывать горизонтальный сдвиг и поворот от изгиба. Ограничение сдвига стропил обеспечивается упором стропильных ног друг в друга, упором в мауэрлат, либо в прогон, а сдвиг верхних или нижних концов стропил – горизонтальные врубки.

    Чтобы понять работу наслонных стропил при различных способах опирания, рассмотрим пример с лестницей, с помощью представления которой нам не обязательно будет высчитывать вектора сил нагрузки и степени свободы узловых сочленений. Проведем эксперимент. Обычную лестницу приставим к стене, сведем к минимуму при этом силы трения – смажем стену и пол маслом, и применим к ней нагрузку – залезем на нее. Лестница упадет, поскольку и верхняя и нижняя части лестницы обладают двумя степенями свободы: нижняя – горизонтальное смещение и поворот, а верхняя – вертикальное смещение и поворот. Чтобы лестница стала устойчивой, необходимо в верхней или нижней части лишить ее одной степени свободы: вертикальной или горизонтальной. Закрепляем нижнюю либо верхнюю часть лестницы и получаем устойчивую систему. Экспериментировать с лестницей можно в различных ситуациях, зависящих от поставленных задач.

    Установка мауэрлата

    Узлы опирания наслонных стропил на прогон и крепление стропил к мауэрлату рассмотрели, теперь есть необходимость узнать, в каких случаях обязательно закреплять мауэрлат, а в каких нет. Рассмотрим установку мауэрлата.

    Мауэрлат представляет собой верхний венец сруба, бревно или брус, уложенный по периметру сверху наружной стены сруба. Это составляющая стропильной системы, которая выполняет очень важные две задачи. Первая задача мауэрлата — это распределить сосредоточенную нагрузку, которая передается стропильной системой на поверхностную площадь стены. Вторая задача мауэрлата состоит в том, чтобы привязать сложную конструкцию крыши к стенам здания.

    Будет ли мауэрлат передавать распор на стены, зависит от запроектированных наслонных стропил и соответствующей их установке. В варианте безраспорной стропильной системы, в жестком креплении мауэрлата нет необходимости. При этом вся стропильная конструкция при неравномерных нагрузках становится статически неустойчивой системой и требует дополнительных мер ее закрепления. В варианте распорной стропильной системы получается стабильно устойчивая конструкция, но в таком случае требует жесткого крепления мауэрлата к стене сруба. Таким образом, понимаем, что мауэрлат может быть установлен при применении двух методов, т.е. принимать и отдавать на стены распор либо не принимать распор по причине его отсутствия.

    Рассмотрим пару условий работы мауэрлатной обвязки, которая не принимает и не передает распор. Первое условие, в случае, если нижние концы стропильных ног закреплены узлами по типу ползуны с двумя степенями свободы, то верхние концы стропил сочленяются по узловым схемам, предполагающим одну степень свободы, либо жестким защемлением (рис.). Второе условие гласит, что верхние концы стропильных ног обязательно должны быть выполнены по схеме с двумя степенями свободы, если узлы нижних концов стропил делаются с одной степенью свободы (рис.). Мауэрлаты, не передающие распор на стены крепятся конструктивно гвоздями, скобами или скрутками из проволоки (рис.). Следует заметить, что обязательно мауэрлат должен быть уложен ближе к внутренней части стороны стены. Это производится для того, чтобы застраховать мауэрлат и нижние концы стропильных ног от горизонтального смещения при возникновении неравномерно распределенных сил, даже в случае применения безраспорной расчетной схемы.

    Мауэрлат необходимо жестко фиксировать на стене, если верхние и нижние концы стропильных ног закрепить узлами с одной степенью свободы или совсем с нулевой степенью. В таком случае есть возможность использования варианта устройства мауэрлатной обвязки, которая принимает на себя распор от стропил (рис.). Бревна мауэрлата связывают в жесткую раму по всей площади периметра сруба путем косого прируба с креплением на болтах либо гвоздевым боем. Углы бревен мауэрлата скрепляют пластинами либо скобами. Такая рама принимает распор и работает на изгиб и растяжение, мауэрлат жестко крепится к нижнему венцу сруба.

    Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат

    Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

    На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы — поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы — возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией. Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

    рис. 19. Примеры схематического изображения узлов

    В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

    Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун — узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3-4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый угол. В данном случае, гвоздевое крепление выступает как шарнир. Однако если количество гвоздей увеличить и рассчитать их на нагрузку не допускающую среза (изгиба), то поворот становится невозможном, здесь мы получаем балку с защемленным концом, но при нагрузке превышающей расчетную, узел опять становится шарниром. Поэтому очень важно изначально определить нагрузку под которой будет работать система. Поскольку превышение фактической нагрузки сверх расчетной, приводит к изменению схемы работы узлов и разрушению всей конструкции.

    Сопряжения наслонных стропил относящиеся к различным схематичным изображениям узлов представлены на рисунке 20.

    рис. 20.1. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Шарнир с одной степенью свободы (только поворот)

    рис. 20.2. Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Ползун — шарнир с двумя степенями свободы (поворот и сдвиг)

    рис. 20.3. Узел опирания стропил на прогон. Жесткое защемление.

    В зависимости от решаемой задачи при проектировании крыши узловые сочленения стропил могут быть отличными от представленных на рисунках 20. Главное, это запроектировать в узлах с двумя степенями свободы: поворот, возникающий от изгиба стропил и сдвиг в горизонтальном направлении. А в узлах с одной степенью свободы — поворот стропила. Как правило, сдвиг верха или низа стропил обеспечивают горизонтальные врубки, а ограничение сдвига — упор стропил друг в друга и/или в стыкуемый элемент: мауэрлат либо прогон.

    Попробуем объяснить принцип закрепления стропилины на примере. Все мы легко можем представить себе обычную приставную лестницу. Лестница, как лестница, ничего особенного: две жерди (тетивы) и поперечные палки–ступени.  Мысленно приставим такую лестницу к стене, а для чистоты эксперимента сведем к минимуму силы трения — обольем пол и стену маслом. Что будет если нагрузить лестницу — залезть на нее? Лестница рухнет. В нижней и верхней опоре у нее по две степени свободы. В нижнем, у нее есть поворот и горизонтальное смещение, в верхнем — поворот и вертикальное смещение. Что нужно сделать, чтобы лестница стала устойчивой и держала нагрузку (вес человека)? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней либо вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. Получаем устойчивую и стабильную систему.  Мысленный эксперимент с лестницей вы можете додумать сами, ставя ее в различные ситуации, например, если лестница длинная и опирается на стену сверху, тетивами с горизонтальными запилами или без запилов. Как она будет себя вести? Такой мозговой штурм, помогает в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а нужно просто спрогнозировать покатится лестница под нагрузкой или останется неподвижной.

    « назад           далее »

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

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *