Техника выполнения сращивания стропил

У крыши дома две главных цели: защита дома от неблагоприятных погодных условий и сохранение внутри дома тепла. Основой несущей способности крыши, которая может выдержать и вес кровельного материала, и сильные удары ветра, и вес снега зимой или потоки дождя летом, служит система стропил.

Без нагрузки

Самый простой сценарий — сращивание детали, не испытывающей эксплуатационных нагрузок. Наиболее характерный пример — венец стены из бруса.

Без нагрузки

Единственное требование к соединению — оно не должно продуваться.

Уточним: точки сращивания должны обязательно смещаться от венца к венцу. В противном случае механическая прочность стены все-таки может пострадать.

Без нагрузки
  • Простейшее решение — соединение в полдерева . Каждая из деталей вырезается на половину толщины; длина сращивания не должна быть меньше поперечного размера бруса. Уплотнение соединения обеспечивается прокладкой утеплителя (как правило, джутовой ленты). Нередко соединение делается вертикальным; тем самым вероятность продувания сводится к нулю;
  • Соединение с коренным шипом ненамного сложнее . На одной из соединяемых деталей вырезается шип размером в 1/3 — 1/4 толщины бруса, на второй — соответствующий паз;
Без нагрузки
  • Еще один вариант сращивания венца — соединение шпонкой . Пазы выбираются на обоих брусьях; в них после укладки венца вбивается деревянная шпонка.

Этот тип нагрузки характерен для разнообразных стоек и колон.

Без нагрузки

Здесь перед строителем стоит две задачи:

  1. Избежать увеличения сечения детали;
  2. Исключить малейшую вероятность взаимного смещения элементов конструкции.
Без нагрузки

Для достижения этих целей на торцах бруса формируется замок.

  • Простое соединение внахлест подразумевает, что сращиваемый брус имеет незначительную толщину (что вполне типично для стропил). Длина нахлеста должна быть как минимум втрое больше ширины бруса или доски. Для фиксации используются болты или шпильки;
  • Сращивание встык тоже практикуется, но с обязательным усилением соединения боковыми накладками. Они могут быть выполнены из доски или толстой фанеры; могут использоваться и перфорированные пластины из оцинкованной стали.

Соединение бревна по длине

Сращивание бревен по длине может происходить несколькими способами:

  • прикладыванием;
  • с помощью штыря;
  • шпильки и шайбы;
  • шип и паз;
  • прямым и косым замком;
  • прямыми и косыми накладками;

Каждый из них имеет свои особенности.

Прикладывание – самый ненадежный способ соединения бревен по длине, используемый ранее. В этом случае две части одного венца просто прикладываются друг к другу и скрепляются металлической скобой. Со временем она начинает ржаветь, а при усушке «рвет» древесину, поэтому такой метод почти не используется. Единственное его достоинство – высокая скорость сращивания.

Соединение с помощью штыря также имеет металлический элемент. В центрах бревен с одинаковым диаметром высверливается длинное цилиндрическое углубление. Металлический штырь сначала «загоняют» в одно бревно, затем к нему крепят другое. Он должен плотно входить в древесину, но не провоцировать ее растрескивание. Таким образом штырь находится сразу в обоих частях венцов. Он защищен древесиной, поэтому менее подвержен гниению.

Шпильки с шайбами – более современный способ соединения. Используются бревна строго с одинаковым диаметром. Они прикладываются друг к другу, после чего в них выпиливаются углубления для размещения металлической шпильки. На обоих концах продольного углубления – паза – выпиливается расширение, достаточное для того, чтобы в него поместился болт. На оба конца шпильки надевают широкие шайбы и гайки, после чего закладывают ее в стык бревен так, чтобы она фиксировала соединение.

Сращивание «шип-паз» надежно. На одном бревне, точно в центре, выпиливается шип. На другом бревне, тоже строго по центру, создается шип: заготовку распиливают так, что остается рельефная трапеция. При стыковке шип просто входит в паз. Место соединения укрепляется нагелем и джутом.

Сращивание прямым замком производится так: на концах обоих бревен выпиливаются удлинения: одно-сверху, другое – снизу. Обязательно проводится разметка. На краях каждого из них остается паз, равный углублению. Эти замковые элементы просто накладываются друг на друга, за счет чего образуется соединение. Могут использоваться натяжные клинья. Косой замок выпиливается так же, с единственным отличием: если в прямом замке поверхность ровная, в косом она наклонена под определенным углом. Такой вид соединения не допускает образования зазора в месте стыковки при усадке.

Читайте также:  Делаем потолок в деревянном доме своими руками

Прямые и косые накладки – более простые способы соединения бревен по длине. На их концах выпиливаются плоские площадки, длина которых в 2-2,5 раза превышает диаметр бревна. Площадки могут быть и ровными (прямые), и с уклоном (косые). При установке сруба бревна просто соединяются и закрепляются хомутами или нагелями.

Какой брус используется для перекрытия?

  • Необходимо только хорошо просушенное дерево – уровень влажности не более 20%. При высыхании дерево изменяется в объеме, порой даже коробится, что приведет к деформации потолка.
  • Порода дерева, если речь идет о деревянном строении, должна совпадать с породой остальной древесины. Степень усадки и реакция на температурные изменения у разного материала заметно отличается.
  • Бруски необходимо тщательно и со всех сторон, не забывая торцы, обработать антисептиками, так как дерево, обычно, подвержено гниению и составляет лакомый кусочек для насекомых.
  • Рекомендуется обработать материал также антипиренами – составы увеличивают огнестойкость.
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?

При сооружении балочной системы выполняется еще ряд требований, которые влияют на выбор материала – его размеры и способ изготовления. Так, над помещениями с высокой влажностью балочная система дополнительно гидроизолируется. А если балки разделяют этажи с разным температурным режимом – например, жилой этаж и неотапливаемый чердак, то теплоизоляция должна быть усилена и выполняться по тем же требованиям, что и теплоизоляции стен. В этом случае утеплитель составляет ощутимую дополнительную нагрузку, и брус придется подбирать больших размеров.

Какой брус используется для перекрытия?

Основные правила сращивания стропильных ног

Удлиняются стропила врубкой с дополнительной фиксацией места соединения болтами, гвоздями и (или) скобами. Врубку нужно сделать, чтобы две части стропила максимально плотно прилегали друг к другу. Если есть возможность выбора, нужно всегда выбирать наиболее простой способ врубки. Место врубки нужно дополнительно скрепить, чтобы она смогла выдержать все нагрузки, а при необходимости и усилить металлическим креплением.

Сращивание стропил можно выполнить 3 способами: соединением встык, сращиванием «косым прирубом» и удлинением внахлест. Окончательный выбор способа делают непосредственно во время монтажа стропильной системы. При выборе нужно обязательно учитывать квалификацию выполняющего сращивание, имеющийся в наличии строительный материал (доска или брус) и вид крыши (скатная, полувальмовая или вальмовая). Независимо от выбранного способа, для удлинения стропил понадобятся инструменты:

Инструменты для сращивания стропильных ног.

  • топор;
  • пила-ножовка;
  • поперечная пила;
  • лучковая пила;
  • молоток;
  • киянка;
  • рубанок;
  • шерхебель;
  • долото;
  • стамеска;
  • ручная или электродрель с набором сверл.

Несмотря на довольно внушительный список инструментов, в самом процессе сращивания нет ничего сверхсложного.

Для сращивания встык соединяемые торцы брусков или досок обрезают под углом строго в 90º. В месте стыковки торцов с двух сторон крепятся накладки длиной минимум 50 см. Накладки крепятся гвоздями в шахматном порядке — минимум 8 гвоздей на накладку (по четыре в каждый из соединяемых торцов). В последнее время гвозди все чаще заменяют длинными саморезами или же, если соединяются торцы досок, взятыми на болты с гайками металлическими пластинами.

Важная деталь: для предохранения места соединения от случайных боковых нагрузок в торцах соединяемых частей высверливаются отверстия, в которые вставляется железный штырь. Более простой, но и более трудоемкий способ — стыковка с шипом.

Схема сращивания стропильных ног.

При этом способе на торце одной части вырезается шип, а на торце другой — выдалбливается паз. Вставленные друг в друга, они, как и железный штырь, будут препятствовать боковым нагрузкам.

Чтобы срастить стропилину «косым прирубом», соприкасающиеся торцы частей стропила подрезают под углом в 45º, после чего срезы накладываются один на другой, и посредине места соединения скрепляются болтом диаметром 12 или 14 мм. Для этого в месте крепления высверливается сквозное отверстие, размер которого должен соответствовать диаметру болта. Если отверстие будет больше, в месте крепления появится люфт, создающий дополнительную нагрузку на прогиб.

Техника удлинения стропил внахлест подразумевает нахлест одной части стропил на другую минимум 1 м, затем, как и в случае использования способа «встык», соединенные элементы скрепляются гвоздями в шахматном порядке. Иногда для крепления используют металлические шпильки, на которые с обоих концов закручивают гайки с шайбами. Этот способ хорош тем, что не нужно соблюдать идеальную точность в торцах соединяемых элементов.

Читайте также:  Армопояс в доме: в каких случаях требуется и как сделать

Соединение внахлест чаще применяют при использовании в качестве стропильных ног досок. Соединение в «косой прируб» обычно используют при удлинении бруса большого сечения. Соединение встык можно использовать в обоих случаях.

При любом способе сращивания место стыковки становится своеобразным пластичным шарниром.

Но поскольку стропилина должна быть равномерно жесткой по всей своей длине, то сращивание нужно выполнять на расстоянии, не превышающим 15% длины пролета от точки опоры, на которую устанавливается стропилина (прогон, мауэрлат или промежуточная опора).В этом случае прогиб стропилины в месте соединения будет максимально приближаться к нулевой отметке.

этап. Строительство коробки дома из бруса

После того, как фундамент набрал прочность, приступают к укладке первого венца. Сборка дома из профилированного бруса не представляет сложностей благодаря четкой геометрии пиломатериала. Но, как и любая древесина, брус должен быть надежно защищен. Специалисты рекомендуют каждую единицу профилированного бруса обработать до начала монтажа любым антисептиком (например, Антекс Титан (13 850 руб/48 кг) Сенеж (4 250 руб/65 кг)

Первый венец (первый ряд бруса) нуждается в более эффективной защите еще в силу разной теплопроводности у бетона и бруса. Кроме того, 1-й ряд находится близко к поверхности грунта и тянет влагу из земли.

При монтаже первого ряда нужно выполнить условия:

  • выбирать качественный брус расчетного сечения;
  • обработать его антисептиком в несколько слоев;
  • уложить на фундамент рубероид;
  • на рубероид уложить подготовленный брус;
  • закрепить брус шпильками.

Первый венец из профилированного бруса

Расчеты

Расчет сечения позволит не сомневаться в прочности и жесткости конструкции. При этом определяется максимальная длина, которая допускается при каком-либо сечении. Чтобы выполнить расчёт, нужны следующие данные:

  • длина деревянной балки перекрытия (точнее, расстояние между несущими стенами);
  • расстояние между балками (их шаг);
  • нагрузка на конструкцию.

Для расчета нужно знать расстояние между балками, ширину пролета и нагрузку на конструкцию

Нагрузка складывается из двух значений: постоянного и временного. Постоянное включает в себя массу самих балок (пока предварительную), утепление, подшивка потолка, черновой и чистый пол. Временная нагрузка — это масса людей и мебели. По нормативным документам для жилых помещений она принимается равной 150 кг/м2. Для чердака можно взять меньше, но рекомендуется — такую же. Это не только обеспечит определенный запас прочности, но и даст возможность в будущем переоборудовать свой чердак в мансарду без реконструкции несущих элементов.

Расчеты

Балочный каркас следует рассчитывать по таким формулам:

  • Mmax = (q*l2)/8;
  • Wтреб = Мmax/130.

В этих формулах q — это нагрузка на кв. м перекрытия, которая включает в себя массу конструкций и 150 кг полезного значения. При этом указанные величины требуется умножить на расстояние между балками. Это вызвано тем, что для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный. l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытие. W = b*h2/6. Зная W, можно легко составить уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Чаще всего деревянная балка уже имеет известную ширину. Удобнее изготавливать ее из доски шириной 50 или 100 мм. Также можно рассмотреть вариант с составным сечением. Его изготавливают из нескольких досок толщиной 50 мм.

Расчетом в указанном случае находят необходимую высоту элемента. Но бывают такие случаи, что нужно вписаться в определенный пирог перекрытия, чтобы не уменьшить высоту помещений. В этом случае в качестве известной величины в уравнение добавляют высоту сечения, а находят ширину. Но чем меньше высота, тем более неэкономичным будет каркас перекрытия.

Для стягивания двух или трех досок между собой удобно использовать металлические шпильки. При этом при закручивании гаек обязательно используют более широкие шайбы. Они предотвращают вдавливание металла в более мягкое дерево. Между деревом и стальными крепежами нужно обязательно предусмотреть изоляцию. Для этого можно использовать такой материал, как ТЕХНОЭЛАСТ марки ЭПП.

Расчеты

Деревянные бруски перед монтажом необходимо гидроизолировать

Перед использованием деревянных элементов их обрабатывают антисептическим составом. Это нужно для предотвращения заплесневения и загнивания. Также рекомендуется выполнить обработку антипиренами, которые повысят пожарную безопасность. При опирании прогонов на стену из кирпича или бетона их концы оборачивают техноэластом, линокромом, гидроизолом или рубероидом.

Читайте также:  Плиты перекрытия: толщина, габаритные размеры и характеристики

Что нужно знать для продольной стыковки своими руками

  1. Обычно соединение бруса по длине делают у не стандартных конструкций, когда одна стена имеет длину больше другой. Привязку делают с одной стороны, в последующем ряду с другой. Так стыки получаются в шахматном порядке, и стена выглядит более эстетично. Кроме этого расположение одного стыка над другим нарушает прочность и целостность конструкции из бруса.
  2. Выбирают тип сращивания в зависимости от положения бруса в конструкции дома. Дело в нагрузки, которая в различных местах может быть: сжатием, растяжением и изгибом.
  3. Шпонки и нагеля выбираются или изготавливаются только из плотных сортов древесины с влажностью не ниже влажности самого бруса на 2-5%. в противном случае они, впитав влагу, могут повредить брусковые замки.
  4. Места стыковки должны иметь точную и ровную поверхность. Перед укладкой их нужно обработать антисептиками, так как после это сделать не получится.
  5. Все стыки и угловые и продольные нужно утеплять. Утепление осуществляют еще на момент монтажа, проложив узел льноволокном.

Выполняя продольную стыковку бруса, не стоит забывать о влажности материала. Узлы материала естественной влажности при высыхании могут разойтись и в них появятся глубокие щели. Дополнительную конопатку в стыках нужно проводить более тщательно. Сухой профилированный брус лучше соединять в шип или косым замком, так стены не утратят своей прочности.

Виды деревянных перекрытий

Существует несколько видов деревянных перекрытий по их основному назначению:

  • Цокольные. Предназначены для настила полов на первом этаже и разделения нежилого подвального помещения от жилых комнат. Поэтому основное требование, которое к ним предъявляется — это обеспечение качественной тепло- и звукоизоляции.
  • Межэтажные. Используются для разделения жилых помещений между этажами в коттеджах и таунхаусах. Поэтому требования к теплоизоляции минимальны, а вот к звукоизоляции, наоборот, повышенные, так как внутри здания способны распространяться звуковые волны не только по воздуху, а и по цельному материалу.
  • Чердачные. Выполняют практически те же функции, что и цокольные. Однако из-за нахождения холодного помещения над тёплым, дополнительно требуется уделять внимание установке пароизоляции, чтобы избежать образования в перекрытиях конденсата.

Вязка углов сруба

Вязка углов сруба
Вязка углов сруба

Разновидностью крестообразной вязки является способ крепления бруса между собой без остатка, в этом случае две стороны крестообразного соединения не имеют продолжения. Такое соединение используют при укладке углов и называют «без остатка в лапу». Рубка замка без остатка не требуется применения специального инструмента, возведение сруба по такому методу пользуется популярностью у индивидуальных застройщиков.

Вязка углов сруба
Вязка углов сруба

Вязка углов сруба
Вязка углов сруба

Более сложный способ углового монтажа – укладка в «ласточкин хвост», замок ласточкин хвост является надежным, но сложным креплением. Разметка и сложная рубка такого соединения требует профессиональных навыков, технология широко используется в строительстве малоэтажного жилья эконом-класса.

Принципы крепления

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

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

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