Как установить подстропильные балки на сруб. Способы крепления стропил к бревну на срубе

Крепление балок перекрытия к стене выполняется разными методами, в зависимости от типа стен. Это достаточно сложная задача, которую часто доверяют только профессионалам.

Для пролёта между несущими стенами до 6 метров

Этот вариант самый простой, при этом он несёт самую малую нагрузку. В нём применяются висячие стропила с основной или подстропильной затяжкой. При такой конструкции стропильная система представляет собой только стропила, соединённые на пересечении в коньке.

Подстропильная балка или затяжка — элемент стропильной системы, который соединяет горизонтальной тягой стропильные ноги противоположных скатов.

Стропильная система двускатной крыши

Стропильная нога или стропила — основной несущий элемент поддерживающей конструкции крыши. Из ряда стропил формируется скат крыши.

Стропильная система двускатной крыши

Висячие стропила — способ установки стропил, при котором отсутствуют дополнительные горизонтальные крепления (тяги).

Мауэрлат (деревянная обвязка верха стен) — основа стропильной системы. На каменные стены устанавливается в обязательном порядке.

Стропильная система двускатной крыши

По расположению затяжек такая кровля бывает двух видов.

С основной затяжкой

Затяжка проходит по верхам стен и опирается на них. Именно в этом случае чаще всего роль затяжки выполняет балка перекрытия. Высота от перекрытия до конька — от 1,4 до 2,5 м. Такой вариант оптимален, если планируется использовать чердачное пространство для временного хранения или просушки чего-либо.

Стропильная система двускатной крыши

Преимущества:

  1. Дополнительное подсобное помещение на чердаке.
  2. Пространство чердака используется полностью.
  3. Значительный запас воздуха — меньшие потери тепла через крышу.

Недостаток: сравнительно малый объём помещения.

С подстропильной затяжкой

Затяжка проходит на уровне ⅓ высоты от опоры стропил до конька. В этом случае нет привязки к перекрытию, и опорные стены стропил могут быть подняты на необходимую высоту. Это позволяет создавать полноценные помещения с высотой стен ½ этажа.

Стропильная система двускатной крыши

Преимущества:

  1. Экономия на стеновом материале второго этажа.
  2. Максимально эффективное использование подстропильного пространства.
  3. Возможность жилого чердачного помещения.

Недостатки:

  1. Требуется качественное утепление кровли.
  2. Требуется врезка мансардных окон.

Когда стропила выгодно опирать на балки?

Конечно, строительство крыши с мауэрлатом более понятно и логично, т.к. такой способ практикуется уже очень давно и изучен, а вот опирание стропил на балки вам нужно изучить, и так много полезной информации, как предоставляет наш сайт, вы не найдете нигде.

Но когда нужна такая стропильная систему и к чему такие сложности, спросите вы? Смотрите, подход незаменим, когда:

  • у строительного объекта достаточно хрупкие стены и на них сложно уложить мауэрлат;
  • на старом доме заново перестраивается крыша, а лежень уже старый;
  • стропильная система достаточно сложна и ей необходимы промежуточные опоры, а внутри дома таких нет;
  • для того, кто строит дом, этот метод сам по себе кажется более приемлемым.

А еще настоящую мансардную крышу трудно представить без опоры стропил прямо на балки за пределами стен:

Стропильная система с опиранием стропил на балки

Убедили? Поверьте, у такой технологии столько же преимуществ, как и у классической.

Виды подстропильных балок и ферм

Надежность всей кровельной системы в полной мере зависит от прочности и основательности несущей стропильной и подстропильной конструкции. На нее оказывается большое количество разнообразных внешних нагрузок.

Балки подстропильные – это изделия из одного цельного элемента, который принимает внешнюю нагрузку, распределяя ее по всей своей длине. В этом случае наибольшие напряжения возникают по концам балки. Применяется она в балочных стропильных системах устройства кровли.

Подстропильная ферма – это сложная составная конструкция, которая собирается из отдельных стержней, жестко соединенных друг с другом. Нагрузки возникают только в узловых соединениях стержней. Используются такие конструкции в кровельных системах со стропильными фермами.

В зависимости от материала изготовления подстропильные конструкции можно разделить на:

  • Железобетонные.
  • Стальные.
  • Деревянные.
  • Армированные деревянные системы.

Железобетонные и стальные балки и фермы наиболее часто используются в строительстве промышленных зданий и сооружений. Деревянные и усиленные арматурой элементы из дерева активно применяются для устройства не только производственных кровель, но и при строительстве крыш в жилых домах.

В промышленном строительстве подстропильными конструкциями перекрывают 12-метровые, 18-метровые, 24-метровые и 30-метровые пролеты между колоннами. При шестиметровом шаге стропильных конструкций подстропильные балочные элементы и фермы служат для них промежуточными опорными элементами.

По виду поперечного сечения балки подразделяются на:

  • Прямоугольные.
  • Тавровые.
  • Двутавровые.
  • Коробчатые балки.

В индивидуальном жилищном строительстве конструкции, предназначенные для опоры стропильной системы, применяются не часто. В основном их используют при устройстве мансардных помещений.

Балки подстропильные

Расчет балок деревянного перекрытия

Для того, чтобы определить какое количество деревянных балок и каких размеров потребуется для устройства перекрытия необходимо:

  • замерить пролет, который они будут перекрывать;
  • определиться со способами их закрепления на стенах (на какую глубину они будут заходить в стены);
  • сделать расчет нагрузки, которая будет на них действовать при эксплуатации;
  • с помощью таблиц или программы-калькулятора подобрать подходящие шаг и сечение.

Теперь рассмотрим, как это можно сделать.

Длина деревянных балок перекрытия

Необходимая длина балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать и запасом необходимым для заделывания их в стены. Длину пролета несложно замерить с помощью рулетки, а глубина заделывания в стены, во многом, зависит от их материала.

В домах со стенами из кирпича или блоков балки обычно заделываются в «гнезда» на глубину не менее 100 мм (доска) или 150 мм (брус). В деревянных домах их, как правило, укладываютс в специальные зарубки на глубину не меньше чем 70 мм.

При использовании специального металлического крепления (хомутов, уголков, кронштейнов) длина балок будет равна пролету — расстоянию между противоположными стенами, на которых они крепятся.

Иногда, при монтаже стропильных ног крыши непосредственно на деревянные балки, их выпускают наружу, за пределы стен на 30-50 см, формируя, таким образом, свес крыши.

Оптимальный пролет, которые могут перекрывать деревянные балки 2,5-4 м.

Максимальная длина балки из обрезной доски или бруса, то есть пролет, который она может перекрывать — 6 м. При большей длине пролета (6-12 м) необходимо использовать современные деревянные балки из клееного бруса или двутавровые, а также можно опирать их на промежуточные опоры (стены, колонны). Кроме этого для перекрытия пролетов, длиной более 6 м, вместо балок можно использовать деревянные фермы.

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

Нагрузка, действующая на перекрытие по деревянным балкам состоит из нагрузки от собственного веса элементов перекрытия (балок, межбалочного заполнения, зашивки) и постоянной или временной эксплуатационной нагрузки (мебели, различных бытовых устройств, материалов, вес людей). Она, как правило, зависит от вида перекрытия и условий его эксплуатации.

Точный расчет таких нагрузок довольно громоздкий и выполняется специалистами при проектировании перекрытия, но при желании выполнить его самостоятельно, можно использовать упрощенный его вариант, приведенный ниже.

Для чердачного деревянного перекрытия, которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем (минеральная вата или др.) и подшивкой постоянная нагрузка (от собственного веса — Рсобств.) обычно принимается в пределах 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП 2.01.07-85) составит:

70х1,3 = 90 кг/м2, где 70 – нормативное значение нагрузки для такого вида чердака, кг/м2, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:

Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кгм2. Округляя в большую сторону принимаем 150 кг/м2.

В случае, если в конструкции чердачного помещения будет использоваться более тяжелый утеплитель, материал для межбалочного заполнения или подшивка, а также если предполагается его использовать для хранения вещей или материалов, то есть оно будет интенсивно эксплуатироваться, то нормативное значение нагрузки следует увеличить до 150 кг/м2. В этом случае, общая нагрузка на перекрытие составит:

50+150х1,3 = 245 кг/м2, округляем до 250 кг/м2.

При использовании чердачного пространства для устройства мансарды, необходимо учесть вес полов, перегородок, мебели. В этом случае общую расчетную нагрузку необходимо увеличить до 300-350 кг/м2.

В связи с тем, что междуэтажное деревянное перекрытие, как правило, включает в свою конструкцию полы, а временная эксплуатационная нагрузка включает в себя вес большого количества предметов быта и максимальное присутствие людей, то оно должно быть рассчитано на общую нагрузку 350 — 400 кг/м2.

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

Зная необходимую длину балок деревянного перекрытия (L) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балок, при этом, может быть в пределах 40-200 мм, а высота 100-300 мм. Высоту балок часто выбирают такой, чтобы она соответствовала необходимой толщине утеплителя. При использовании в качестве балок бревен их диаметр может быть в пределах 11-30 см.

В зависимости от вида и сечения используемого материала, шаг балок деревянного перекрытия может быть от 30 см до 1,2 м, но чаще всего он выбирается в пределах 0,6-1,0 м.

Иногда его выбирают таким, чтобы он соответствовал размеру плит утеплителя, укладываемых в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. Кроме этого, в каркасных зданиях, желательно, чтобы шаг укладки балок соответствовал шагу стоек каркаса — в этом случае будет обеспечена наибольшая жесткость и надежность конструкции.

Сделать расчет или проверку уже выбранных размеров деревянных балок перекрытия можно по справочным таблицам (некоторые приведены ниже) или используя онлайн калькулятор «расчет деревянных балок перекрытия», который легко найти в интернете, «забив» соответствующий запрос в поисковике. При этом необходимо учесть, что относительный их прогиб для чердачных перекрытий не должен быть более 1/250, а для междуэтажных – 1/350.

Таблица 1

Рекомендуемое сечение балок из бруса (s x h), в зависимости от шага их укладки и перекрываемого пролета, при общей расчетной нагрузке 350-400 кг/м2 (междуэтажные перекрытия), мм:

ШагПролет 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
0,6 75х100 75х200 100х200 150х200 150х225
1,0 75х150 100х175 125х200 150х225 175х250

Таблица 2

Рекомендуемое сечение балок перекрытия из досок и бруса при шаге 1 м, перекрываемом пролете 3-6,0 м и общей нагрузке от 150 до 300 кг/м2 (чердачное или междуэтажное перекрытие), мм:

Нагрузка, кг/м2 \ Пролет, м 3,0 4,0 5,0 6,0
150 50х140 60х180 80х200 100х220
200 50х160 70х180 100х200 140х220
250 60х160 70х200 120х200 160х220
300 70х160 80х200 120х220 200х220

Таблица 3

Рекомендуемый минимальный диаметр деревянных балок перекрытия из бревен (круглого сечения) при шаге 0,6-1 м, пролете 2-6 м и нагрузке 400 кг/м2, мм:

Шаг,м/Пролет 2 3 4 5 6
0,6 110 140 170 200 230
1,0 130 170 210 240 270

Таблица 4

Рекомендуемый шаг балок из досок сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м

Сечение

балки (доски), мм

П

3,0

Р

3,5

О

4,0

Л

4,5

Ё

5,0

Т,

5,5

м

6,0

Чердачные перекрытия
50х160 1200 900 650 500 420
50х200 1850 1350 1050 800 650 550 450
Междуэтажные перекрытия
50х160 800 600 450
50х200 1200 900 700 500 400

Подбирая сечение таким упрощенным способом, лучше подстраховаться и выбрать его с запасом или округлять значения в большую сторону.

Расчет деревянных балок междуэтажного перекрытия видео:

Определение и виды стропильных систем

Стропильная система крыша — это деревянная каркасная конструкция, которая воспринимает ветровые и снеговые атмосферные нагрузки. Конфигурация крыши наиболее широко варьируется по всей стране. Это связано с тем, что крыша играет самую активную роль из всех частей здания в защите от непогоды, а в России колебания погоды являются экстремальными. Одни крыши защищают в первую очередь от солнечного жара, другие должны укрывать жителей под тоннами снега. 

Выбор уклона крыши

Одна из наиболее очевидных вариаций формы крыши связана с наклоном (или уклоном) крыши. Основными факторами, влияющими на уклон крыши, являются стилистические соображения, тип используемого кровельного материала и желаемое пространство под крышей. Климат также оказывает сильное влияние на уклон крыши. 

уклон кровли

В районах со значительным количеством осадков крыши делают с большим уклоном, чтобы “сливать” дождь, в то время как теплый, засушливый климат, как правило, благоприятствует более плоским крышам. Наклон или уклон крыши измеряется как отношение подъема к проекции длины (например, ½ или ¼), либо имеет измерение в градусах. К примеру, говорят, что угол наклона данной крыши — 30 град. 

Форма крыши

Формы крыш, как правило, имеют региональный характер, который отражает не только климатические изменения, но и исторические влияния. Все формы крыши являются производнымиот четырех основных форм крыши, показанных ниже: плоская крыша, односкатная крыша, двускатная крыша и шатровая крыша. 

формы крыши стандартные

Рисунок: базовые формы

Практически любая форма может быть выполнена путем объединения четырех основных форм. Некоторые из этих сложных форм настолько распространены, что имеют свои собственные названия. Например, двускатная (фронтонная) форма и четырехскатная могут сочетаться, образуя голландский фронтон. Два различных уклона двускатной крыши могут объединяться, образуя вальмовую крышу. К двускатной крыше можно пристроить мансардуи так далее. Четыре общие комбинациипоказаны ниже. 

мансардная и вальмовая крыши

Рисунок: сложные (совмещенные) формы

Значения конструктивных стропильных элементов

Устройство крыши является завершающим этапом строительства коробки дома. Металлический профнастил или шифер, защищающий конструкцию от осадков, крепиться на стропильную систему. Стропильная система крыши представляет собой каркас, состоящий из опорных элементов, служащий основанием для кровельного материала.

Законченная крыша должна легко справляться с поставленной перед ней задачей: защитить конструкцию от неблагоприятных воздействий внешней среды и выдерживать необходимые нагрузки. При этом нагрузки принято подразделять на постоянные, временные и нестандартные.

Постоянными нагрузками принято считать вес кровли, включая изоляционные слои, кровельный материал и все крепежные элементы. Временные – это дождь, снег и ветер. Нестандартные, как правило, возникают непредвиденно и внезапно, например, землетрясения.

Важно! Конструкция стропильной системы должна быть прочной и устойчивой, а также способной выдержать как сильные ветра, так и давление скопившегося на поверхности крыши снега.

Подстропильные конструкции являются промежуточными опорами для стропил и устанавливаются через каждые шесть метров.

Способы соединения стропил с балками

Итак, у вас есть два основных пути:

  1. Установить сначала балки перекрытия, вмонтировав их в стены, тем самым создав наслонную стропильную систему.
  2. Собрать стропильные фермы на земле и поднять на крышу готовыми, при этом нижняя затяжка ферм будет одновременно служить опорой-балкой для будущего чердачного перекрытия.

В каждом из этих способов есть свои плюсы-минусы, но способы крепления используются разные – для ферм обычно идет крепление металлическими или деревяннымми пластинами, а для сборки на крыше – скалывание и врубка на шип.

Висячие стропила: затяжка и балка в одной роли

Если речь идет о небольшом строительном объекте, как гараж, баня или бытовка, то достаточно просто изготовить стропильные фермы на земле, и уже потом поднять их на стены постройки, закрепив на специальных штырях мауэрлата. Здесь балки перекрытия – неотъемлемая часть самих ферм, и этот тот самый случай, когда затяжка в ферме служит также опорой чердачного перекрытия.

А вот как это реализуется на практике:

Установка стропил крыши на балки перекрытия: как правильно опереть стропильную систему

А вот о вариантах, когда стропила именно опираются на балки перекрытия, а не создают с ними единую систему, мы разберемся сейчас детальнее.

Наслонные стропила: опора на балки в нескольких точках

Вот современный мастер-класс строительства классической крыши для мансарды, в которой стропила опирают на балки перекрытия прямо на крыше, а не строят фермы на земле:

Установка стропил крыши на балки перекрытия: как правильно опереть стропильную систему

Здесь балки перекрытия – уже не часть единой стропильной фермы, а самостоятельный элемент, на который опирается вся стропильная система. Причем опирание происходит не только по бокам балки, но и по всей ее длине.

Двускатная кровля: висячие стропила

Висячая крыша (треугольное сечение, безконьковое)—стропила устанавливаются по парам без опирания на конек. Каждая стропила охватывает только половину расстояния между двумя стенами (двускатная крыша, показанная на чертеже, является самым простым вариантом). Горизонтальные стяжки—потолочные балки или чердачные— образуют треугольник со стропилами. Потолочные балки обычнорасположены на верхней обвязке стен или мауэрлате, но также могут быть расположены выше, образуя частично сводчатый потолок или полумансарду. Соединения стропил в верхней точке обычно реализуется при помощи перфоленты или специализированного крепежа. Также часто узел усиливается дополнительными хомутами. Висячие стропила — достаточно слабая с точки зрения восприятия нагрузки схема. Поэтому используется при маленьких пролетах. Утепление осуществляется по горизонтальным стяжкам 

висячие стропила

Чертеж: висячая стропильная система

Виды крепежных элементов для узловых соединения с балкой

Давайте рассмотрим способы соединения стропила с балкой перекрытия:

Узлы соединения стропила с балкой перекрытия

Одно из самых надежных – это болтовое соединение, где используется комплект из болта, гайки и шайбы. Итак, делайте все шаг за шагом:

  • Шаг 1. На выступающем конце балки с ее тыльной стороны сделайте треугольный вырез так, чтобы его гипотенуза оказалось под углом таким же, как угол наклона стропил.
  • Шаг 2. Вот под этим же углом запилите нижнюю часть стропильной ноги.
  • Шаг 3. Установите стропила резом прямо на балку и зафиксируйте гвоздями.
  • Шаг 4. Теперь выстрелите сквозное отверстие для болта.
  • Шаг 5. Наденьте болт и зафиксируйте узел гайкой.

Еще один вполне приемлемый вариант – закрепить стропило и балку специальным металлическим крепежем:

Установка стропил крыши на балки перекрытия: как правильно опереть стропильную систему

А вот пример изготовления деревянного крепежа для такого же узла:

Врезание стропил в балки перекрытия

По возможности зафиксируйте такие стропила на балках кованой проволокой на специальном анкере, который монтируется в стену.

Балки из бруса.

Виды балок из бруса

Часто для изготовления балок используется такой материал, как клееный брус, ведь этот очень качественный материал практически не подверженный искажению при усыхании.

Конструкционный брус применяется также в несущих конструкциях. Самой прочной балкой на изгиб является брус, соотношение сторон которого составляет 7:5.

Конечно, обычное круглое бревно может выдержать гораздо большую нагрузку, чем клееный брус. Однако оно обладает значительно меньшей прочностью на изгиб.

В случае, если два рядом стоящих бруса скрепить шпонками и болтами между собой, такая конструкция приобретает свойство выдержать значительно больший вес. Если при изготовлении стропильной системы применялись слишком тонкие бруски, со временем это приведет к их изгибу и деформации всей конструкции.

При строительстве чердачных помещений и междуэтажных перекрытий применяются балки толщиной, составляющей не меньше, чем 1/24 длины этой балки.

Марки балок
Марки балок

Компоненты подстропильных конструкций

Система должна обладать высокой устойчивостью. Для того чтобы достичь этого, наклонные стропила нужно обеспечить горизонтальной схваткой, использование которой немного обеспечит устойчивость, но совсем немного. Прикреплять её стоит там, где схватка пересекает стойки. Она обязательно сработает в любых обстоятельствах. Их расположение нужно сориентировать со средним человеческим ростом. А если вы конец стропила вынесете наружу, устойчивость гарантируется.

Если случиться аварийная ситуация это обеспечит схватке сработать молниеносно и безошибочно. Если целью стоит повышение устойчивости наслонных стропил и системы в целом жёстко зафиксируйте стойки. Если перекрытие чердака неудачно, то усиление устойчивости окажется невозможным. Те строения, которые содержат 2 внутренние стены, используют сквозящие стропильные конструкции. Нужно правильно выбрать все компоненты, от этого зависит качество сделанной работы и надёжность крыши.

Видео описание

Один из способов соединения на коньковой балке можно изучить по видео:

Установка стропил своими рукамиУстановка стропил своими руками

В заключение осталось добавить, что все запилы и врубки должны обеспечивать идеальное прилегание деталей друг к другу. Без должного опыта и старания выполнить это требование очень трудно. Грубые и неплотные прилегания ни в коем случае нельзя компенсировать прокладками или клиньями, которые в результате усушки или усадки могут вылететь или изменить форму.

Как укрепить правильно и надёжно – правила усиления конструкции крыши

Особенно тщательно нужно подойти к усилению элемента опирания неразрезной стропильной ноги на подкос.

Все потому, что в таком месте не должно быть прогиба, а значит, сечение стропилины увеличивают при помощи накладок, которые устанавливают с двух ее сторон. Размеры накладок определяют, ориентируясь на расчетные параметры сечения с предельным изгибающим моментом. Крепление дощатых накладок осуществляется при помощи болтовых хомутов или гвоздей.

Как укрепить правильно и надёжно – правила усиления конструкции крыши

Накладкой может служить и установленная подмога, если увеличить ее длину и вывести ее за границу опирания на подкос. В таком случае она будет не только придавать пролету дополнительной жесткости, но и сможет увеличить опорные возможности данного узла.

В некоторых случаях чтобы улучшить эксплуатационные характеристики кровли, для нее изготавливают более крутые скаты.

Как укрепить правильно и надёжно – правила усиления конструкции крыши

При этом старый каркас можно не разбирать, а собрать новую стропильную систему и соединить их между собой. Такое усиление стропильных конструкций позволит сделать новую крышу более жесткой, однако подкровельное пространство, которое служит мансардой или нежилым чердаком, при этом не увеличится. Соединить элементы конструкции между собой можно с помощью расшивки стропильных ног с двух сторон, закрепленной крестообразно.

Хранение и транспортировка

При транспортировке от места изготовления на строительную площадку и складировании на площадках хранения детали должны быть установлены в рабочем положении на подкладки (в основном деревянные), в соответствии со схемами, приведенными в рабочих чертежах и паспортах на эти детали. Складирование и погрузку на транспорт необходимо производить с соблюдением дистанции, между рядами, для сохранения возможности беспрепятственного захвата каждой детали погрузочно-разгрузочными устройствами при дальнейшем перемещении. Размеры подкладок, минимум, 40х150 мм (толщина, ширина), длина подкладок должна быть на 100 мм больше ширины опорной части балки.

Подъем балок осуществляют с помощью специальных траверс с захватом за монтажные отверстия и петли.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки