Сращивание стропил по длине: СНиП, какие способы существуют?
Правильное сращивание стропил по длине гарантирует безопасность системы в различных условиях эксплуатации.
Применяя для сращивания способы, изложенные в статье, можно построить крышу любой, даже самой сложной конструкции, затратив на материалы минимум денег и используя лесоматериалы стандартных размеров.
Нюансы удлинения кровельных пиломатериалов
Основной элемент каркаса двухскатной крыши — сами стропила или, как их называют кровельщики, — стропильные ноги.
Стропила закрепляются в нужном положении с помощью системы распорок, прогонов, затяжек и раскосов.
Для строительства стропильных каркасов, перекрывающих значительные междустенные промежутки, и при возведении кровель сложной формы приходится использовать лесоматериалы нетипичного размера.
Если под рукой нет бруса или другого пиломатериала нужного размера, то приходится сращивать элементы, пока их общая длина не достигнет требуемой величины.
Материал стандартного размера при увеличении длины становится толще — это не всегда удобно и технологично.
Сращивание дает возможность увеличивать длину стропильных элементов без изменения их толщины и достигать таким образом проектных параметров.
Порядок сращивания стропил по длине, который при этом может использоваться, в основном зависит от предпочтений мастера.
Все способы одинаково надежны и позволяют получить стропила заданных геометрических и физических параметров.
Прежде чем приступать к объединению стропил, нужно немножко узнать о физических свойствах материалов, используемых на разных участках стропильной конструкции.
Деталям конструкции, расположенным в ее разных частях, приходится переносить механические нагрузки разной интенсивности.
В некоторых узлах вообще нельзя использовать сращивание стропил в длину, так как сращенный пиломатериал не обладает прочностью цельного.
Более того, в определенных местах даже цельный пиломатериал целесообразно усиливать дополнительными деталями.
В любом случае после сращивания стропильные ноги и весь каркас кровли должны быть гарантированно защищены от поломок.
Как правило, сращивание стропил в длину уменьшает жесткость конструкции, так как в месте сращивания образуется подобие пластического шарнира.
Чтобы снижение жесткости как можно меньше повлияло на прочность стропильной системы, сращивание стропил необходимо проводить в точках наименьшей нагрузки на изгиб. Такие места стропильной системы находятся поблизости от опор.
Главное правило при сращении в длину заключается в следующем — место соединения пиломатериалов не должно находиться от опоры на расстоянии большем, чем 15 % от величины пролета.
Кроме того, место сращения пиломатериалов по длине зависит от того, в качестве какой детали стропильного каркаса они впоследствии будут использоваться.
При объединении пиломатериалов, идущих на сооружение прогонов, нужно обеспечить одинаковую прочность будущей детали по всей длине.
Другая задача стоит при сращивании конькового прогона. Здесь потребуется определенный размер прогиба, так как только при этом высота коньковой планки будет одинаковой на всей ее протяженности.
Порядок сращивания стропил
В строительном деле есть несколько способов срастить лесоматериалы в длину. На выбор методики сращивания влияет расстояние между стропилами и имеющиеся в наличии крепежные и строительные материалы.
Самым быстрым способом соединить лесоматериалы и увеличить таким образом их длину является стыковка.
Для стыковки торцы обеих досок или брусьев должны быть обрезаны под углом 90 градусов.
Торцы должны предельно точно прилегать друг к другу — это обеспечит максимальную прочность стропила после сращивания.
С обеих сторон от стыка на пиломатериалы накладывают деревянные планки и закрепляют их гвоздями, вбивая крепеж в диагональном порядке.
Вместо деревянных накладок можно использовать металлические пластины с заранее просверленными в них в шахматном порядке отверстиями.
Следующий способ, который можно использовать для сращивания стропил, — метод косого прируба. В основном этот метод используют для соединения пиломатериалов квадратного сечения.
Торцы двух брусьев нужно срезать под углом 45 градусов. Длина среза должна быть вдвое больше ширины бруса.
Острые углы на обеих деталях стачивают под углом 90 градусов, глубина полученных площадок должна составлять 15 % от высоты сечения. Аналогично делают площадки на другом конце косого спила.
Соединив оба элемента, закрепляют место соединения болтом, закрутив его в середину стыка. Круглый проем под болт приходится делать заранее.
При этом важно, чтобы диаметр отверстия был равен диаметру крепежа или был немного меньше — тогда не возникнет люфт, а болт будет крепко держаться в стропиле.
Для сращивания ламелей проще всего использовать метод внахлест. Здесь от плотника не потребуется особой точности и мастерства, так как доски соединяют с нахлестом 100 см.
По всей площади нахлеста в хаотичном порядке вбивают гвозди. Вместо гвоздей иногда используют болты и шпильки.
При использовании такого крепежа приходится заранее просверливать в досках отверстия, но применение болтов и шпилек вместо гвоздей увеличивает надежность конструкции.
Сращивая стропила, нельзя забывать о том, что место соединения должно приходиться на наименее нагруженный участок стропильной конструкции.
Сращенные пиломатериалы нельзя использовать для установки в качестве диагональных стропил, так как этому элементу конструкции приходится выдерживать увеличенные нагрузки.
В то же время нельзя не отметить, что прочность ног, сделанных из сращенного пиломатериала, может превосходить прочность цельных досок или брусьев.
Удвоенные и комбинированные стропила
Нужно отличать сращивание от наращивания. Сращивание — это увеличение исходной длины пиломатериала, наращивание — увеличение диаметра.
Существуют способы, позволяющие одновременно увеличивать и длину, и диаметр стропила. К таким конструкциям относятся спаренные и составные стропила.
Удвоенные и комбинированные стропила — это удлиненные балки, выполненные из досок и используемые для определенных целей. Для удлинения в этом случае используют метод внахлест.
Спаренные стропила соединяют из нескольких обрезных досок, сшивая их в диагональном порядке гвоздями.
Для увеличения длины спаренного стропила его соединяют с аналогичной спаренной конструкцией.
Пиломатериалы в узле соединения должны заходить друг на друга с нахлестом не менее 100 сантиметров.
Такое соединение позволяет создать надежную балку из двух рядов досок, соединенных друг с другом с нахлестом.
Соединения должны располагаться по диагонали, чтобы стыки с обратной стороны накладывались на цельные части досок.
Спаренные стропила не уступают в надежности монолитному брусу, что дает возможность собирать из них каркас вальмовых и полувальмовых крыш.
Комбинированные ноги делают из трех досок. В этом случае между двумя обрезными досками равной длины и толщины укладывают третью.
Дополнительная доска входит в стропильный зазор минимум на один метр, но обычно, для большей надежности, ее вводят на треть собственной длины.
В итоге получается стропило, с одной стороны состоящее из двух планок, а с другой стороны — из одной. Все места соединения прошиваются гвоздями в диагональной очередности или скрепляются саморезами.
Просвет между двумя планками заполняют вставками из обрезков лесоматериала и закрепляют гвоздями в произвольном порядке.
Комбинированные стропила устанавливают тонкой стороной на коньковый прогон, а толстой — на опорную балку.
Комбинированные стропила позволяют экономить материал и достигать нужного диаметра в зависимости от нагрузки на стропильную ногу.
Видео:
Раздвоенная нижняя часть стропильной ноги дает возможность легко соединять стропило с опорной балкой.
Составные стропила — менее прочная конструкция, чем спаренные, их можно использовать только для возведения скатных кровель. Их не используют в каркасах вальмовых крыш.
Если в процессе работы вам понадобилось удлинить или расширить стропила, то не обязательно вызывать специалистов.
Достаточно использовать один из предложенных в статье способов, и в итоге вы получите конструкцию, не уступающую по прочности крыше, стропильная система которой состоит из цельных досок и брусков.
Сращивание стропил между собой по длине — пошаговое видео и фото
Крыша – сложная, многокомпонентная конструкция, проектирование, сборка и монтаж которой представляет собой серьезное препятствие для неопытного мастера. Важнейшим этапом возведения кровли считают устройство стропильного каркаса, задающего форму, уклон и несущую способность ската. На стропила ложится нагрузка от веса кровельного материала и снега, поэтому они должны быть прочными и долговечными. Но что делать, если длина ската намного превосходит стандартный размер пиломатериалов? В этой статье мы расскажем, как правильно выполняется сращивание стропил между собой для увеличения длины этого элемента.
Содержание статьи
Внешний вид и функции
Стропильными ногами или стропилами называют основные элементы стропильного каркаса крыши, которые располагаются попарно вдоль конькового соединения, образуя наклонные плоскости скатов. Обычно они изготавливаются из здоровой, прочной древесины или металлического профиля. В конструкции кровли стропила выполняют следующие функции:
- Формируют форм и угол наклона скатов. Именно угол между стропильными ногами и основанием крыши задают узнаваемую геометрию крыши, облегчая сход с поверхности ската талой и дождевой воды и снега.
- Равномерно распределяют вес кровельного покрытия. Кровельный пирог с учетом снеговой нагрузки может весить до 300 кг/м2, потому стропила должны выдерживать значительный вес по всей длине, а также распределять его между несущими стенами.
- Служат основой для фиксации кровельного материала. Финишное покрытие крепят на обрешетку, приколоченную поперек стропильных ног каркаса.
Зависимость шага между стропилами от их длины
Расчет параметров стропильной ноги
Обратите внимание! Существует три параметра стропил, определяемых при расчете и создании проекта кровли: длина стропильной ноги, расстояние между ними и размер сечения этих элементов. В основном они зависят от уклона скатов, климатических условий и веса финишного покрытия.
Материалы
Стропильные ноги, распределяющие вес гидроизоляционного покрытия и термоизоляции кровли между несущими стенами, на которые опираются скаты, должны обладать высокой несущей способностью и отличными прочностными качествами. Кроме того, они должны быть легкими, чтобы при своей значительной длине не прогибаться под собственным весом. Оптимальными материалами для изготовления стропил считают:
- Дерево. Древесина – легкий, прочный строительный материал, который легко обрабатывать самым примитивным инструментом вручную. Стропильные ноги из этого бруса сечением 100х100 мм или 150х150 мм выдерживают до 500 кг/м2. Из-за того, что стандартный размер пиломатериалов не превышает 6 м, дерево применяют для изготовления стропил частных, ведь при длине ската, превышающей 6 метров, приходится выполнять наращивание досок. Недостатком деревянных стропил считают слабую устойчивость к гниению, поэтому их обрабатывают антисептическими составами.
- Металл. Металлические стропила применяются в основном в промышленном строительстве, так как хозяйственные, коммерческие и производственные постройки, как правило, обладают большим размером. Высокая несущая способность металлического профиля позволяет использовать элементы меньшего сечения. Кроме того, металл обладает высокой устойчивостью коррозии.
Опытные мастера отмечают, что даже если длина ската превышает 6 метров, стропила для каркаса кровли можно изготовить из дерева. Причем совершенно необязательно приобретать дорогостоящие пиломатериалы нестандартной длины. При большом размере крыши проводят сращивание стропил или надставляют их кобылками.
Оптимальное место для сращивания
Монтаж кобылок
Методы наращивания
Длина стропильной ноги складывается из длины ската и длины свеса крыши, поэтому она может превышать стандартный размер пиломатериалов, составляющий 6 метров. Чтобы удлинить доски, из которых изготавливаются стропила, нужно соединить две или три доски между собой. Чтобы наборная стропильная нога не теряла прочностные качества, необходимо правильно рассчитать место сращивания и надежно зафиксировать его одним из следующих методов:
- Соединение встык. Чтобы нарастить стропила эти методом, концы бруса отпиливают под углом 90 градусов, соединяют между собой, а затем с обеих сторон накладывают деревянные накладки, фиксируя их в нескольких местах длинными болтами в шахматном порядке. Этот способ подходит для сращивания стропил, изготовленных из досок сечением 50х150 мм.
Сращивание встык
- Соединение «косым прирубом». Если стропила изготавливают из бруса квадратного сечения, то легче всего нарастить их методом «косого прируба». Эта технология заключается в том, что концы соединяемых элементов подрезают под косым углом, а затем соединяют через сквозное вертикальное отверстие шпилькой. Главное, чтобы диаметр отверстия соответствовал или был на 1 мм меньше крепежного элемента, иначе в конструкции возникнет люфт, вызывающий нагрузку на изгиб.
Соединение косым прирубом
Технология наращивания косым прирубом
- Соединение нахлест. Чтобы нарастить стропила из деревянных досок по длине, можно соединить отдельные элементы внахлест. Этот простой способ получить достаточно жесткое и прочное крепление. Нахлест между досками должен составлять не менее 1 м, а крепление гвоздями осуществляется в шахматном порядке.
Соединение внахлест
Важно! Другой надежный метод увеличить длину стропильной наги изготовить составные или спаренные стропила. Следует учесть, что составные элементы обходятся дешевле сдвоенных, однако, значительно уступают им в прочности.
Методы наращивания
Наборные и сдвоенные стропила
Видео-инструкция
Как сделать расчет соединения стропил и узлов крепления своими руками, видео инструкция как удлинить стропила, усилить хребет и ендову, Ваш Загородный Дом
Таблица расчетов узлов и соединений
Мы уже подсчитали основные параметры для того чтобы вы могли сделать такие узлы как, удлинение стропил или их усиление. Данная таблица универсальна, в ней представлены минимальные требования к узлам. Мы также рекомендуем посмотреть видео инструкцию, которая представлена выше. Вы сможете с легкостью делать любые узлы.
| Размер доски Ширина Х высоту | Диаметр шпилек (мм) | Количество шпилек (мм) Не менее | Длина нахлеста (мм) | Шаг между шпильками (мм) | Расстояние от края доски (мм) | Расстояние между рядами (мм) или шахматный порядок |
| 40х100 | 10 | 2 (рекомендуем 3) | от 400 (рекомендуем 600) | 300 (рекомендуем 250) | 50 | — |
| 40х150 | 10 | 3 (рекомендуем 3) | от 600 (рекомендуем 1000) | 250 (рекомендуем 300) | 50 | 60 |
| 40х200 | 10 | 3 (рекомендуем 4) | от 800 (рекомендуем 1200) | 350 (рекомендуем 360) | 50 | 100 |
| 50х100 | 12 | 2 (рекомендуем 3) | от 400 (рекомендуем 600) | 300 (рекомендуем 250) | 50 | — |
| 50х150 | 12 | 3 (рекомендуем 4) | от 600 (рекомендуем 1200) | 350 (рекомендуем 360) | 50 | 60 |
| 50х200 | 12 | 3 (рекомендуем 5) | от 800 (рекомендуем 1500) | 350 (рекомендуем 280) | 50 | 100 |
| 50х250 | 12 | 4 (рекомендуем 5) | от 1200 (рекомендуем 1600) | 275 (рекомендуем 300) | 50 | 150 |
| 100х200 | 14-16 | 3 (рекомендуем 5) | от 800 (рекомендуем 1500) | 350 (рекомендуем 280) | 50 | 100 |
| 100х250 | 14-16 | 4 (рекомендуем 5) | от 1200 (рекомендуем 1600) | 275 (рекомендуем 300) | 50 | 150 |
Любой узел зависит от выбранного вами дерева. В этой таблице представлены рекомендуемые и минимальные параметры.
Для изготовления соединения стропил, вам необходимо понимать следующие параметры:
- 1-й столбик: это размер досок, который вы используете, от этого и будет зависеть ваш узел;
- 2-й столбик: это размер шпилек, который необходимо использовать в узле;
- 3-й столбик: количество шпилек; здесь вы можете сами выбирать, так как есть минимальные значения шпилек, меньше которых использовать нельзя; количество нагелей зависит, от размера нахлеста, который вы выбрали;
- 4-й столбик: длина нахлеста, зависит от диаметра доски и есть минимальное значение и рекомендуемое, от того какой нахлест вы выберете, и будет известно, сколько нагелей и какой у них будет шаг;
- 5-й столбик: это шаг между шпильками, у них есть также минимальные значения, но мы их не приводили, так как мы написали оптимальные значения;
- 6-й столбик: это расстояние от края дерева, тут мы привели среднее значение, выбор остается за вами;
- 7-й столбик: это расстояние между рядами; где то стоит прочерк и это обозначает, что будет один ряд нагелей, где стоит значение то там мы рекомендуем делать шахматный порядок, и под шпилькой забивать гвоздь, как представлено в примере ниже;
Мы вам объяснили, как пользоваться данной таблицей, если у вас остались вопросы, советуем посмотреть видео инструкцию представленную выше.
Ошибки при соединение стропил встык
При соединение стропил многие допускают ошибки но которые не допустимы:
1 Не ставят под узлом упор, данное соединение не обозначает что можно делать мосты и не ставить упоры, последствия такого будет повреждение крыши и проседание ее.
2 Неправильный шаг шпилек и гвоздей: если сделать недопустимый шаг то дерево может начать разрушатся и у каждого есть допустимый и не допустимый шаг.
3 Неправильный диаметр шпилек и гвоздей, это зависит от размеров дерева а многие делают это на глаз.
4 не устанавливают уплотнитель между досок что приводит к появление в кровле мостиков холода
Это основные ошибки при изготовление данного метода.
Формулы для самостоятельного расчета соединения
Если вы решили не пользоваться готовой таблицей и хотите самостоятельно все рассчитать, то мы вас научим:
1й этап — определяем диаметр шпилек – он должен быть не менее 8мм и не более 0.25 от толщины соединяемого элемента, и при расчете учитывайте смятие и изгиб самой шпильки. Вы можете подсчитать по формуле самостоятельно размер нагели:
dш = 0.25*S
dш — Диаметр шпильки (но не менее 8мм)
S — Толщина одного из соединяемых элементов (толщина одной доски или бруса)
К примеру: соединяемый элемент у нас равен 50 мм это толщина дерева, и выходит, что размер нагели получается = 12
2й этап — определяем длину нахлеста узла – рекомендуемая длина должна быть больше или равна 4ем высотам стыкуемых элементов, и считается по формуле:
а> = 4h
а — Длина нахлеста
h — Высота доски
К примеру: высота доски у нас = 200мм * 4, то есть минимальный нахлест будет = 800 мм
3й этап — шаг между нагелями и расстояние от края доски – он должен быть не менее 7 диаметров шпилек, а от края дерева не менее 3х диаметров и выбирается конструктивно. К примеру: возьмем нагель 12мм, соответственно расстояние между ним будет = 7* 12 = 84мм, то есть это минимальное расстояние. Далее нам нужно сделать конструктивное решение, расстояние считается от края дерева 3*12 = не менее 36мм это минимальное значение.
Шаг шпилек рассчитывается по данной формуле:
S1 = 7d (min)
Расстояние от края доски рассчитывается по данной формуле:
S3 = 3d (min)
4й этап — нужно определить количество нагелей в узле, считаем это по следующим формулам:
nшпил = N/Т*nшв > = 2
nшпил – Количество шпилек
N – Расчетное усилие
nшв – Количество швов
Т = 0.35cd
c — Толщина доски см
d — Диаметр шпильки см
5й этап — нужен, если у вас нагели находятся более чем в один ряд, и расстояние между рядами делается не менее 3, 5;
Расстояние между рядами рассчитывается по формуле:
S2 = 3,5d (min)
Удлинение стропил с помощью таблицы
Приведем пример: возьмем дерево 50Х200 и нам нужно сделать удлинение стропил, для этого смотрим в таблицу.
Диаметр нагелей необходимо использовать 12, количество же должно быть не менее 3х. Это зависит от длины нахлеста, сам же нахлест делаем не меньше 800. Соответственно нагелей будет 3, а шаг между ними будет 350мм. Если же взять рекомендуемый размер нахлеста 1500, то шпилек будет 5 или 6, и шаг между ними уже будет 280. От края дерева отступаем не менее 40мм, но советуем 50. Далее видим такой столбик, как расстояние между рядами, где то прочерк, а где то стоят цифры. Это обозначает, что где прочерк, то нагели устанавливаются в ряд, но не на одной линии, чтобы не пошла трещина. Там где стоит цифра, мы советуем делать шахматный порядок, либо в 2 ряда. По данным параметрам и собираем этот узел, и точно также собираем узлы с другими размерами. Это удлинение стропил мы собрали, и установили нагели, пробили гвозди в шахматном порядке. Мы советуем использовать гвозди.
Усиление стропил с помощью таблицы
Далее приведем пример усиления ендовой или хребта:
По таблице берем, к примеру, размер досок 50х200 и нам нужно собрать хребет 12 метров с помощью не семетричного соединения.
Для этого мы берем шпильки 12 размера, расстояние между ними берем, к примеру, 350. Далее подсчитаем количество нагелей (так как длина нам нужна 12000мм- 100мм отступаем от края и шаг нагелей 350 = 34 шпильки). Советуем их устанавливать в шахматном порядке, и в таком же порядке пробивать гвозди. Все, мы собрали данный узел. По данной таблице, вы можете собрать почти любое не семетричное соединение. Все эти узлы делаются исходя из расчетов СНИП, и из конструктивных решений.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: С помощью данной таблицы, можно считать любые не семетричные соединения?
Ответ: Да, любые, только смотрите минимальные и максимальные показатели, не выходите за них и тогда у вас будут получатся любые узлы с заявленными требованиями.
Вопрос: Можно ли сделать удлинения стропил с минимальными показателями ?
Ответ: Да, можно, все показатели даже минимальные проверенные по всем нагрузкам исходя из СНИП.
Вопрос: А не проще купить дерево для хребта толще в 2 раза и не делать усиление?
Ответ: Так как при монтаже кровли, как правило, используют стандартное дерево, то многим проще сделать усиление, если вам проще купить, то лучше купите, но это выбор каждого. Мы просто предоставляем выбор.
узлы стыковки, шаг установки, как удлинить элементы,
При создании стропильных конструкций для перекрытия больших пролетов и при возведении кровли сложной формы необходимо применение нестандартных по размерам материалов. Если в наличии нет необходимого бруса или строительной доски, следует произвести сращивание стропил по длине.
В стандартном размерном ряде с увеличением длины бруса растет его толщина, что не всегда удобно и технологически оправдано.
Сращивание стропил позволяет увеличить длину стропильных ног, добиваясь оптимального соотношения всех геометрических параметров изделия.
↑Как удлинить стропила
Прежде чем выяснить, как грамотно удлинить стропила, следует немного углубиться в физические характеристики конструкции и определить, какие именно нагрузки действуют на стропильные системы в различных местах.
Удлинение стропил различными способами очень редко дает возможность обеспечить жесткость конструкции на изгиб. Обычно, в месте соединения получается деталь с одной ограниченной степенью свободы, то есть пластичный шарнир.
Для выхода из сложившейся ситуации стыковка стропил осуществляется на участке с минимальным изгибающим моментом.
Сращивание стропил возле конька
Минимальный изгибающий момент проявляется в непосредственной близости от места опоры стропил. Поэтому для сращивания выбирают место, которое удалено от опоры конструкции не более чем на 15% длины пролета.
На основном прогоне стропильной системы гораздо важнее создать одинаковую прочность элементов конструкции, но при этом на коньковом прогоне задача кардинально меняется.
В этом месте во главу угла ставится обеспечение равного прогиба, поскольку именно таким образом можно гарантировать одинаковую высоту конька на всей длине.
Правильный выбор места сращивания стропильных конструкций обеспечивает их надежность
Сращивание стропил
В строительной практике существуют и широко применяются различные способы сращивания стропил.
Выбор определённой методики связан с конструктивными особенностями стропильной конструкции, на него влияет:
- шаг установки стропил,
- техническое оснащение строительной площадки,
- имеющиеся материалы.
Соединение встык является самым быстрым и довольно надежным способом удлинения конструкций.
Для его осуществления необходимо обрезать сопрягаемые элементы точно под углом 900.
Высокая точность требуется для предотвращения прогиба конструкции в месте соединения. Для закрепления стропильных элементов используются деревянные или металлические накладки, которые монтируются при помощи гвоздей, вбиваемых в шахматном порядке.
Сращивание стропил встык
При наращивании стропил методом косого прируба в месте стыка стропильные элементы подрезаются под углом 450. В качестве крепежного элемента при таком способе наращивания применяется болт диаметром 12 – 14 мм, который устанавливается в середину места стыка.
Самым простым способом является соединение двух элементов стропильных конструкций внахлёст. Здесь не требуется особая точность, поскольку нахлест составляет 80 – 100 см.
Стропильные брусья после установки в оптимальное положение фиксируются гвоздями по всей длине нахлеста. Гвозди следует вбивать в шахматном порядке, что предотвратит возможность раскалывания брусьев. Иногда для соединения конструкции используются болты и шпильки. При этом монтаж происходит по заранее просверленным отверстиям. Такой способ, хотя и является более трудоемким, но отличается повышенной надежностью.
Соединение стропил внахлест
↑При сопряжении деталей не следует забывать о том, что для соединения необходимо выбирать самый ненагруженный участок конструкции.
Применение и установка различных стропильных конструкций
Соединение стропил между собой и установка конструкций на опоры для стропил с частичным или полным проникновением элементов друг в друга называется сопряжением.
Существует несколько способов соединения стропил в одну конструкцию или крепления их к мауэрлату: соединение зуб-шип, врезка стропильной ноги в тело мауэрлата и др.
Независимо от выбранного способа, установка стропильных конструкций на мауэрлат должна отвечать требованиям надежности и рекомендациям СНиП.
Стоит отметить, что прочность стропильной ноги, собранной из досок, не уступает, а иногда и превосходит аналогичный показатель для цельных брусьев. При этом использование отдельных элементов для создания стропильных конструкций в большинстве случаев экономически выгодней. Особенно часто такие конструкции применяются для создания кровель с холодным чердачным пространством более простой формы.
При необходимости перекрыть большие пролеты или создать кровлю с мансардой сложной геометрической формы предпочтительней применять цельный брус необходимого сечения.
Интересной стропильной конструкцией, которая может быть собрана из досок, являются спаренные стропила.
Они представляют собой элемент, в верхней части которого (коньковый пролет) устанавливается одна доска, а в нижней (несущей) части — две. Таким способом можно довольно просто создать надежную и прочную систему необходимой длины.
Спаренные и составные стропила:
- Спаренные стропила состоят из досок, которые различным способом соединяются между собой. В большинстве случаев стропила такой конструкции удлиняются соединением встык и внахлест одновременно. В результате такого соединения получается прочная надёжная конструкция.
- Составные стропила соединяются при помощи специального деревянного вкладыша, который должен быть длиннее, чем две высоты сращиваемых стропил.
Стоит отметить, что составные стропила не используются в качестве диагональных элементов.
Правильное сращивание стропил способно обеспечить надежность конструкции в любых условиях эксплуатации. Используя эти методы можно создать кровлю любой сложности с минимальными затратами средств, применяя стандартный ряд строительного бруса и доски.
Также советуем посмотреть:
Сращивание стропил
При сооружении крыши для большого знания может возникнуть вопрос как нарастить стропильную ногу. Брус или доска обычно имеют длину 6 м, что недостаточно для изготовления конструкций больших размеров. Часто проблема соединения элементов возникает при установке накосных (диагональных) ног четырехскатной крыши, поскольку их длина в среднем составляет от 5 до 10 метров.
При сращивании контролируют жесткость узлов и несущую способность. В этом случае особенно важно подобрать сечение конструкции так, чтобы она могла выдерживать постоянные нагрузки и массу снега. Чтобы выполнить расчет сечения стропильной ноги, пользуются достаточно простыми формулами.
Подбор сечения
Перед началом расчета собирают нагрузки на стропила. Они бывают двух видов: постоянные и временные. Постоянные включают в себя массу всех слоев крыши:
- подшивка;
- стропила;
- утеплитель;
- обрешетка;
- кровельное покрытие.
Массу пароизоляции и гидроизоляции можно не учитывать. Можно использовать примерные значения. Для крыши с покрытием из металлической черепицы постоянная нагрузка принимается равной 60 кг/м2, из битумной — 70 кг/м2, из керамической — 120 кг/м2.
Снеговая нагрузка зависит от климатического региона. Она указана в СП «Нагрузки и воздействия». Чтобы не запутаться, пользуются специальными картами. При угле наклона кровли более 45 градусов снеговую нагрузку считают равной нулю.
После нахождения массы кровли выполняют расчет. Его делают по двум предельным состояниям: на прочность и на прогиб.
Первая формула расчета на прочность — для поиска расчетной нагрузки:
q1= (1,1*gn*cosα + 1,4*pn*cosα2)*a,
- где q1 — расчетная нагрузка,
- gn — постоянная нагрузка,
- pn —снеговая нагрузка,
- cosα — косинус угла наклона кровли,
- a — шаг стропил.
Дальше находят расчетный изгибающий момент M = 0,125*q1*l2*100. Здесь l2 — величина пролета стропильной ноги в квадрате. Следующий шаг — нахождение расчетного момента сопротивления W. Для этого M делят на расчетное сопротивление древесины изгибу, равное 130 кг/см2.
W = b*h3/6. W уже известно, b — это ширина сечения стропила, которую принимают 5 или 10 см. В уравнении остается только одно неизвестное h — высота стропильной ноги.
Следующий расчет на изгиб. В первую очередь находят нагрузку:
q1н = (gн* cosα + pn*cosα2)*a.
Очень похоже на первый вариант, но без коэффициентов. После этого вычисляют момент инерции I = (5* q1н*l3*200)/(384*1000). l3 — пролет ноги в кубической степени. I = b*h4/12. I известно, b берут такое же, как и в первой части расчета. В уравнении остается одно неизвестное h. После двух вычислений из h для стропильной ноги назначают то, которое больше. Это будет минимальным размером.
Также при выборе высоты стропильной балки стоит учесть толщину утеплителя. Его укладывают при использовании подкровельного пространства в качестве мансарды или теплого чердака. Толщину теплоизоляционного материала выбирают в зависимости от климатического региона. Рекомендуют высоту стропил назначать на 2—3 см больше. Это нужно для обеспечения вентиляционного зазора.
Выбор места для стыка
Сращивание стропил по длине выполняют там, где изгибающий момент практически равен нулю. Не разрешается делать стыковку в середине пролета. В этом месте изгиб сильнее всего, а любое (даже самое качественное соединение) ослабляет сечение и создает шарнир. При воздействии нагрузок нога в этом месте прогнется. Скорее всего, это произойдет в первую же снежную зиму.
Расстояние от места соединения до ближайшей опоры должно составлять 0,15*l, где l — длина пролета. При этом точками опоры считаются места опирания стропильной ноги на:
- мауэрлат;
- коньковый ригель;
- промежуточные стойки;
- подкосы.
Величина пролета принимается равной расстоянию между двумя соседними опорами, между которыми планируется сращивание элемента. Такое же правило действует при монтаже накосных балок.
Методы выполнения работ
Сращивание стропильных ног по длине выполняют тремя методами:
- встык;
- косым прирубом;
- внахлест.
Для того чтобы обрезать концы доски или бруса под заданным углом, используют стусло. Этот инструмент позволяет строго соблюдать геометрию и обеспечивать максимальную плотность стыков.
Соединение встык
Этот вариант считают самым быстрым. Но при выполнении работ не стоит торопиться. Важная задача в этом случае — отрезать концы досок в месте стыка под идеальным прямым углом. В противном случае велика вероятность смещений и подвижек в процессе эксплуатации.
Торцы соединяют друг с другом. После этого делают накладку с двух сторон из древесины или металла. Пластина из металла должна иметь специальные отверстия для крепежа (гвозди или саморезы). Деревянный элемент фиксируют четырьмя способами:
- на гвозди;
- на саморезы;
- на болты;
- на шпильки.
Элементы крепежа располагают в шахматном порядке. Саморезы и гвозди использовать не рекомендуют. Их нужно больше, чем болтов или шпилек, что существенно ослабляет сечение.
Профессиональные строители при выполнении работ обычно предпочитают шпильки, поскольку этот вариант удобнее. Шпилькой скрепляют стропило и две накладки насквозь. При закручивании гаек предусматривают шайбу. Она предотвращает втапливание крепежа в дерево.
Соединение косым прирубом
Вариант позволяет добиться надежной фиксации. Это особенно актуально при наращивании накосных ног. Сложность заключается в том, что концы балок подпиливают под углом.
Крепление делают на один болт или шпильку. В середине стыка просверливают сквозное отверстие для болта. Его диаметр должен точно совпадать с диаметром крепежа или быть на 1 мм меньше. Чаще всего используются детали с размером сечения 12 или 14 мм. Если отверстие будет слишком большим, возникает вероятность прогиба.
Как и в предыдущем случае при закручивании гаек используют шайбы. Ширина стыка принимается 2h, где h — высота сечения балки. При спиливании угла на доске или брусе, нужно предусмотреть вертикальные участки сверху и снизу, высота которых равна 0,15h.
Сращивание стропил внахлест
Метод позволяет получить жесткое соединение. Длину нахлеста назначают не менее 1 м. Вариант отлично подойдет для новичков, поскольку в этом случае нет необходимости строго контролировать угол среза.
Доски соединяют между собой на гвозди, саморезы, болты или шпильки. Крепеж располагают в шахматном порядке. Важно не забыть про шайбы при закручивании гаек.
Спаренные стропила
Если длина стропильной ноги больше 6 метров (размеры пиломатериала), потребуется сращивание. Вместо этого можно использовать спаренные стропила. Их изготавливают из двух или более досок. Ширина каждой обычно назначается 10 см.
Доски крепят между собой на гвозди в шахматном порядке. Расстояние между крепежами в каждом ряду назначается 50 см. Также для стягивания используют болты или шпильки. Наращивание по длине делают встык. Каждая доска в сечении смещается относительно соседних на 1 метр. Так удается добиться того, что даже в месте стыка есть цельная часть. По всей длине прочность сечения примерно одинаковая, нет ослабленных участков.
При сращивании нескольких досок между ними укладывают 1 см минеральной ваты или джута. Это нужно на того, чтобы скомпенсировать усадку древесины.
Составные стропила
Составная балка представляет собой систему из спаренного участка и одинарного. В нижней части пролета используется спаренная доска. При этом соединение делается на деревянные вкладыши (бобышки). Толщина бобышек принимается равной толщине одинарной ноги в верхней части. Расстояние между соседними вкладышами не превышает 7h.
Нижние элементы соединяются между собой в местах установки бобышек. Для фиксации используют гвозди, саморезы, болты или шпильки.
Крепление нижней и верхней части конструкции осуществляют внахлест. Одинарная нога входит между спаренных. Величина нахлеста должна быть не меньше 1 метра. Чтобы закрепить узел используют те же приспособления, что и при соединении нижней части балки.
Составные ноги не отличаются такой надежностью и жесткостью, как спаренные. Но их преимущество — экономия материала. Такой способ можно использовать для стропил, но не рекомендуется при изготовлении накосных диагональных элементов.
Чтобы избежать соединения стропил по длине, можно использовать клееную древесину. На заводе изготавливают балки для больших пролетов до 12 м. Но такой материал стоит ощутимо дороже, поэтому сращивание балок используют в целях экономии.
Стропильная система
Стропильная система является основной несущей конструкцией крыши и по своему внешнему виду напоминает своеобразный «скелет» или остов, состоящий из множества деревянных элементов (брусьев, балок, досок и т.д.). Все элементы стропильной системы находятся в тесной связке между собой и обеспечивают единую пространственно-геометрическую неизменяемость и жесткость всей конструкции в целом.
В независимости от того, имеем мы дело с простой типовой крышей или с конструктивно сложной, с большим количеством архитектурных элементов или форм, вся несущая конструкция должна быть обеспечена своей прочностью и надежностью. При расчете конструкции стропильной системы должны быть учтены все постоянные и временные нагрузки и их неблагоприятные сочетания, действующие на нее на всем периоде своей эксплуатации. (см. статью «Нагрузки на стропильную систему», а также СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*).
Все деревянные элементы стропильной конструкции выполняются из древесины хвойных пород деревьев, соответствующей требованиям ГОСТ 24454-80 («Пиломатериалы хвойных пород» и ГОСТ 8486-88 (Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия). В данных стандартах охвачены все параметры древесины по требуемому качеству, порокам (сучковатости, трещиноватости, биологическим поражениям и т.д.). В соответствии с требованиями СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85» (глава 3 “Деревянные конструкции”) и требованиями СНиП 2.01.02-85 “Противопожарные нормы” п. 1.8. все деревянные элементы стропильной системы должны быть обработаны защитными составами (антисептиками и антипиренами).
Разберем основные элементы стропильной системы на примерах.
Стропила по своей конструкции бывают наслонные и висячие:
Пример наслонных стропил (данная система применяется в зданиях с промежуточной несущей стеной)
Пример висячих стропил (опирание стропильных ног происходит только на внешние стены здания)
При строительстве сложных и больших стропильных систем, насыщенных большим количеством деревянных элементов возникает необходимость наращивать стропильные ноги до необходимой длины. Обуславливается данный факт ограниченной длиной поставляемых с завода пиломатериалов. Существует несколько типов сращивания стропил:
- Сращивание стропил способом соединения встык. Для соединения двух стропил необходимо отрезать под прямым углом стыкуемые концы стропил (для предотвращения прогиба в месте соединения двух элементов стропила, срез торца каждого из элементов должен быть выдержан строго под углом 90градусов). Соединять срезанные торцы висячих стропил, необходимо, с помощью металлического крепежного элемента или накладки из доски закрепить соединение.
Для дополнительного усиления стыка стропил с двух сторон используют накладки из досок, каждую из которой прибивают гвоздями в шахматном порядке. - Наращивание стропил способом косого прируба. Метод получил свое название «косой прируб» из-за того, что подрезка соприкасающихся концов стропил происходит под углом в 45 градусов, после чего срезанные концы соединяются вместе, и скрепляются посередине болтом, диаметр которого обычно составляет 12 или 14 мм.
- Соединение стропил внахлест. При таком способе удлинение стропил производится следующим образом: деревянные элементы конструкции накладываются друг на друга с нахлестом в один метр и более, так что в этом случае не обязательно соблюдать точность среза торцов стропил.
Дальше, как и при установке стропил методом соединения встык, производится пробивка гвоздями по всей длине соприкосновения соединяемых элементов в шахматном порядке. Иногда вместо гвоздей используют шпильки, которые с обеих сторон закрепляют гайками и шайбами.
Для формирования карнизных свесов крыши в случае нехватки длины основной стропильной ноги, на их окончание монтируются доски, называемые кобылками. Длина свеса кровли должна быть не менее 40 см, но в некоторых случаях, ее рекомендуют увеличивать до 60 см.
Как выполнить сращивание стропил по длине? — 1pokryshe.ru
Если в наличии нет нужного бруска или рейки, то понадобится выполнить сращивание стропил по длине. Стоит понимать, что в процессе создания стропильных систем для перекрытия пролетов существенных размеров и в процессе сооружения кровли сложной формы понадобится использовать нестандартные по габаритам материалы. С увеличением длины брусков будет расти их толщина, что не всегда допустимо. Сращивание стропил дает возможность увеличить длину подобных элементов, получая желаемое соотношение всех характеристик конструкции.
Рисунок 1. Схема сращивания стропил встык.
Как самостоятельно удлинять стропильные ноги?
Бруски, из которых изготавливаются стропила, имеют стандартные размеры. Если нужны элементы большей длины, их понадобится срастить. Прежде всего, следует ознакомиться с характеристиками конструкции и выяснить, какие нагрузки влияют на системы стропил в различных местах.
Удлинение стропильных ног различными методами лишь в исключительных случаях позволяет обеспечить жесткость изделия на изгиб. Чаще всего в местах скрепления будет элемент с ограниченной степенью свободы, то есть в результате получится пластичный шарнир.
Чтобы решить данную проблему, понадобится выполнять стыковку стропил в месте с небольшим моментом изгиба. Подобный момент проявляется поблизости с местом опоры стропильных ног. Поэтому для того чтобы выполнить сращивание, следует выбирать место, которое удалено от опорного элемента постройки максимум на 15% длины пролета.
Рисунок 2. Схема сращивания стропил внахлест.
На главном прогоне системы стропил очень важно создать идентичную прочность деталей. В данном месте важно предусмотреть одинаковый прогиб, так как именно в таком случае можно будет обеспечить идентичную высоту конька по всей длине. Благодаря правильному выбору места скрепления стропильных элементов можно обеспечить их надежность.
Элементы, которые будут нужны:
- гвозди;
- винт;
- бруски;
- отвес;
- накладки;
- пила.
Вернуться к оглавлению
Способы сращивания деталей
На сегодняшний день существует несколько различных методов того, как можно нарастить стропила. Выбор способа надо осуществлять, исходя из конструктивных особенностей системы стропил. На выбор влияют следующие факторы:
- техническое оснащение площадки для строительства;
- шаг монтажа стропильных ног;
- материалы, которые есть в наличии.
Скрепление встык является самым быстрым вариантом удлинения изделий. Чтобы его осуществить, нужно обрезать соединяемые заготовки под углом 90°. Высокая точность необходима для того, чтобы предотвратить прогиб постройки в месте скрепления. Для фиксации стропил можно использовать накладки из дерева или металла, которые фиксируются с помощью гвоздей. Визуально процесс сращивания стропил встык можно увидеть на рис. 1.
Рисунок 3. Спаренные детали.
Если планируется выполнить наращивание стропил путем использования метода косого прируба, то в месте скрепления элементы следует подрезать под углом 45°. В качестве приспособления для крепежа при данном методе наращивания используется крепежный элемент диаметром примерно 10-14 мм, который монтируется в средину места стыка.
Самым простым методом является скрепление нескольких деталей системы стропил внахлест. В данном случае не играет роли точность, так как нахлест должен составить примерно 90-100 см.
Бруски после монтажа в подходящее положение закрепляются гвоздями. Крепежные детали нужно будет вбить в шахматном порядке. Это делается для того, чтобы исключить вероятность повреждения брусков. В некоторых случаях для скрепления постройки допускается использование болтов и шпилек. Монтаж следует выполнять по заранее подготовленным углублениям. Данный метод является трудоемким, однако он имеет высокую надежность. Визуально скрепление стропильных элементов внахлест можно увидеть на рис. 2.
При скреплении стропил следует помнить о том, что для соединения надо будет выбрать ненагруженный участок постройки.
Вернуться к оглавлению
Использование и монтаж стропил
Скрепление подобных деталей между собой и монтаж конструкций на опорные элементы с прохождением заготовок называется сопряжением. Есть несколько методов сращивания стропил в единую конструкцию и фиксации их к коньковой рейке: соединение зуб-шип, врезка стропил в тело коньковой рейки и т.д.
Стропила следует скрепить с балками или коньковой рейкой с помощью врезки или другим методом. В результате должны получиться углы стропил. Верхнюю часть элементов понадобится установить на прогон конька с соединением с противоположным изделием.
Инструменты для монтажа стропил.
Независимо от используемого метода, монтаж стропильных элементов на коньковую рейку должен соответствовать рекомендациям СНиП.
По прочности стропила, сооруженные из реек, не уступают, а в некоторых случаях и превосходят цельные детали. Использование отдельных изделий для изготовления конструкций стропил чаще всего более выгодно с экономической точки зрения.
Достаточно часто подобные постройки используются для сооружения кровель с неутепленным чердачным помещением простой формы.
Рейки, которые наращиваются определенным способом, в некоторых случаях гораздо выгоднее использовать, чем тяжелые бруски.
Если есть необходимость в перекрытии больших пролетов, рекомендуется отдавать предпочтение цельным брускам нужного сечения.
Надежными стропильными изделиями, которые изготавливаются из реек, являются спаренные стропила. Это приспособления, в верхней части которых монтируется одна рейка, а в нижней части — несколько. Таким методом можно с легкостью соорудить прочную постройку нужной длины.
Вернуться к оглавлению
Спаренные и составные детали
Отличия между спаренными и составными деталями являются следующими:
Таблица коэффициентов для расчета элементов стропильной системы
- Спаренные детали состоят из реек, которые различными методами скрепляются между собой. Чаще всего изделия подобной конструкции удлиняют соединением встык и внахлест. В конечном итоге можно будет получить прочную постройку. Подобные детали можно увидеть на рис. 3. Детали надо скреплять друг с другом без щелей. По всей их длине надо будет вбить гвозди в шахматном порядке. Если удлиняются стропила из спаренных реек, то части надо соединять встык двумя методами ко второй парной детали. В таком случае конструкция будет прочной и увеличится по длине.
- Составные детали скрепляются с помощью вкладыша из дерева, который должен иметь большую длину, чем 2 высоты сращиваемых деталей. Подобные изделия не допускается использовать в качестве диагональных деталей. Для изготовления составных деталей понадобится несколько реек из дерева идентичной длины установить на ребро и скрепить через вкладыш между собой. После этого все рейки надо прибить гвоздями в 2 ряда. Шаг монтажа стропильных элементов между вкладышами не должен превышать показатель толщины скрепляемых реек, умноженный на 7. Первый вкладыш следует закреплять в начале стропильных деталей. Верхняя часть элемента изготавливается из одной рейки, которая фиксируется гвоздями между планками по бокам.
Вернуться к оглавлению
Рекомендации, которых следует придерживаться
В процессе подбора стропил нужно следить за тем, чтобы расстояния между стыками скрепляемых реек составляли больше 1 м. Стоит позаботиться о том, чтобы крепежные элементы размещались в шахматном порядке.
Накосные стропила являются длинными деталями стропильных конструкций, а спаренные рейки являются наиболее подходящим материалом для их изготовления.
Говоря о том, как удлинить стропила, нужно знать, что достаточно часто используют детали, которые скрепляются несколькими рейками с просветом. Особенность подобной конструкции в том, что в верхней части системы стропил надо будет зафиксировать лишь одинарные приспособления, а в нижней части — спаренные, которые будут раздвигаться по толщине верхних деталей.
Если найти оптимальные площади сечений, можно значительно сэкономить материалы для строительства и облегчить сборку конструкции узлов скрепления стропил друг с другом. Вкладыши из небольших кусочков стропил надо вставлять между элементами так, чтобы расстояние между ними было менее 7 высот скрепляемых реек. В таком случае стропильная нога сможет функционировать, как цельная деталь, так как ее гибкость исключена.
Если правильно срастить стропильные ноги, то будет возможность обеспечить надежность постройки в любых условиях использования.
При использовании данных способов можно создавать различные кровли с минимальными денежными затратами.