Какой размер должен быть у коньковой балки. Расчет конькового бруса и размеры прогона. Стропила, спаренные в две или три доски

При строительстве дома практически нет таких элементов или соединительных узлов, которые были бы не особо важны, так как от каждого из них зависит общая надежность конструкции в той или иной ее области. Сращивание стропил в районе конька – это достаточно сложная задача, которая может быть выполнена различными способами. Мастер обычно выбирает из них наиболее надежный, применимый для конкретного строения.

Следует постоянно помнить, что любые ошибки, совершенные при монтажных работах при возведении конструкции крыши, начиная от стропильной системы и заканчивая кровельным материалом, рано или поздно негативно отразятся на качестве всей постройки. Поэтому, составляя проект дома, необходимо обязательно продумать соединение каждого из узлов. И особенно важно выбрать надежное скрепление стропильных ног при формировании конька.

Несколько слов о базовой конструкции стропильной системы

В первую очередь несколько минут внимания необходимо уделить общему строению стропильной системы, чтобы вспомнить, как называются ее основные элементы, так как в дальнейшем описании монтажных работ они будут достаточно часто встречаться.

Мауэрлат - это брус, закрепляемый на несущей стене. Он служит для закрепления на ней нижней стороны стропильной ноги, и для равномерного распределения нагрузки от всей кровельной системы на стены.

Мауэрлат – надежная основа для стропильной системы

Этот элемент стропильной системы должен быть правильно подобран и зафиксирован на стене, так как от этого зависит надежность установки всех других несущих деталей. Как установить – подробно описано в соответствующей публикации нашего портала.

Стропильные ноги или просто стропила – формируют каркас ската, закрепляется на мауэрлате в нижней части, а сверху – на коньковом прогоне или же между собой, формируя конек.
Коньковый прогон закрепляется на стойке, подпираемой подкосами. Он предназначен для жесткого крепления стропил.
Затяжка – это горизонтальный брус, дополнительно связывающий пару стропильных ног, придавая конструкции дополнительную жесткость. Особое значение затяжки имеют в висячих стропильных системах, когда невозможно создать промежуточные опоры на капитальные стены. Затяжки, уложенные между двух брусьев мауэрлата, часто используются в качестве балок чердачного перекрытия. Установленные ближе к коньку – могут послужить основой для подшивки потолка чердачного помещения.
Подкосы и подмога – это усиливающие элементы, предназначенные для придания ферме стропильной системы дополнительной жесткости и прочности. Обычно применяются в случаях, когда требуется большая длина стропильных ног, более 5 ÷ 6 метров.

Стойка используется как подпора для конькового прогона и чаще всего устанавливается в каждую из ферм, если возводится наслонная стропильная система, имеющая дополнительные опоры в виде капитальных внутридомовых перегородок.
Лежень - это брус, укладываемый на несущие перегородки дома, и предназначенный для закрепления на нем стоек или подкосов.

Важность правильности креплений стропил на коньке

Такой элемент, как конек, присутствуют в конструкции большинства разновидностей крыш. Нет его в шатровом, сводчатом и

крепление для стропил

Конек является самой высокой точкой крыши, в которой соединяются элементы, формирующие скаты – стропила. Поэтому основная миссия конькового узла заключается в придании всей стропильной системе прочности и жесткости. От того, насколько правильно будет произведено крепление, настолько длительнее станет эксплуатация конструкции крыши без необходимости выполнения ремонта.

Основные способы монтажа стропил

Установка на несущие стены строения может производиться различными способами, о которых нужно иметь представление перед тем, как выбрать тип соединений несущих элементов скатов на коньке:

Стропила и затяжка соединяются в треугольник на земле, а затем поднимаются на коробку дома в готовом виде, где закрепляются на мауэрлате, уложенном на стенах. Установленные фермы соединяются между собой боковыми откосами или коньковым прогоном.

На земле собираются две крайних треугольных фермы, которые будут выходить на торцевые, фронтонные стороны конструкции. Затем они поднимаются наверх и закрепляются на мауэрлате. Верхние коньковые углы двух противоположных ферм соединяются натянутым шнуром, становящимся своеобразным уровнем, по которому будут выставляться остальные, серединные стропильные пары, собираемые уже на месте. После этого собранные фермы соединяются коньковым прогоном.

Все элементы поднимаются на перекрытие по отдельности и собираются по месту их установки. В этом случае на торцевых стенах, по центру, устанавливаются вертикальные стойки, задающие высоту конька. Затем стойки соединяются между собой коньковым прогоном, на который и ведется закрепление стропильных ног.

Если стропила соединяются на прогоне, то они не требуют контроля с помощью натягиваемого шнура. Поэтому стойки и прогон должны быть выставлены очень тщательно, по уровню и отвесу, под прямым углом друг к другу.

Разновидности соединений стропил на коньке

Как говорилось выше, существует несколько способов сопряжения стропил при формировании конька, и для этой цели используются разные крепежные элементы.

К основным вариантам в частном домостроении относят три вида соединений:

Врубка «в полдерева», когда в краях стропильного бруса выбирается половина его толщины. Эти выбранные участки накладываются друг на друга и скрепляются одним из подходящих для этого случая креплений, например, скручиваются пропущенным насквозь болтом.

Внахлест – концы стропил накладываются друг на друга и фиксируются между собой сквозным крепежным элементом.

Подрезкой торцевых сторон стропил – этот способ соединений выполняется чаще всего. Он осуществляется путем накладки стропил внахлест друг на друга, затем они одновременно подрезаются. Так формируется ровный срез двух стропильных под одинаковым углом в зеркальном отображении, поэтому они идеально стыкуются друг с другом.

Необходимо отметить, что существуют и другие способы соединений, например, «шип-паз» или встык к коньковому прогону, возможно – с закреплением на прогон для дополнительной прочности между стропилами дополнительных брусков или досок.

Часто одна из сторон стропильной ноги, верхняя или нижняя, фиксируются на подвижные крепления, шарнирное (сверху) или скользящее (снизу). Это важно предусмотреть в тех случаях, когда крыша устанавливается на только построенный, новый дом, в особенности – бревенчатый сруб. Такой подход обусловлен тем, что в первые годы эксплуатации строение обычно дает усадку, и если будет применено жесткое крепление, то кровельная конструкция может быть повреждена, деформирована, так как будет изменяться «геометрия» системы, нарушаться распределение нагрузок.

Читайте советы профессионалов, какой лучше выбрать , в нашей новой статье на нашем портале.

Элементы для скрепления стропил на коньке

Существует немало вариантов креплений стропил между собой или на коньковом прогоне — они могут быть жесткими или шарнирными. Чтобы определиться с их выбором, нужно знать, что они собой представляют и на какие соединения стропил подходят.

Для фиксации стропил в коньковой области используют такие крепления, как накладки из металлических или деревянных пластин, брус, металлические уголки различной конфигурации, скобы, подвижные крепления, деревянные клинья, гвоздевые пластины. Эти крепежные детали фиксируются саморезами, шурупами, болтами и гвоздями. Выбор креплений, в основном, зависит от выбранной конструкции соединения.

Фиксация болтом

Фиксация стропил на коньке с помощью одного болта дает им возможность смещаться в одну или другую сторону относительно оси при усадке строения. Если применено такое крепление в верхней части, нижняя сторона стропильной ноги должна иметь жесткую установку на мауэрлате.

На представленной выше схеме под первым номером показано соединение стропил способом «паз-шип» и скрепленных болтом, допускающим их небольшой люфт относительно друг друга при усадке здания.

Необходимо особо отметить, что этот способ подойдет для легких холодных крыш, которые не будут отягощены большой нагрузкой, так как стропила в крепежном узле несколько ослаблены вырезами для соединения «паз-шип» и просверленным в них сквозным отверстием.

Шестым рисунком схемы показано также крепление стропил болтом, но они в этом случае, установлены между собой «внахлест», а на прогоне – методом врубки. Этот способ скрепления дает меньший диапазон смещения, но все-таки оно в определенных пределах возможно. В подобном варианте стропила менее ослаблены, так как не имеют вырезов для соединения и смогут выдержать большую . Тем не менее, все-таки не рекомендовано применять такую технологию соединения для крыш с большой площадью скатов.

Если планируется сделать в коньковой части жесткое скрепление подогнанных в торцевой части стропильных ног с помощью болтов, то используются два крепежных элемента, устанавливаемых в сквозные отверстия, через две металлические пластины, которые монтируются с двух сторон соединения.

При желании сделать соединение стропил, установленных внахлест и зафиксированных одним болтом, жестким, используются дополнительные крепежные элементы – металлические уголки, закрепляемые к коньковому прогону.

Скрепления стропил пластинами

На представленной выше схеме, под номерами два и три, показаны варианты жесткого скрепления с помощью металлических пластин и деревянных накладок. В этом случае очень важное значение принимает правильное расположение дополнительных элементов. Подобный способ скрепления применяется в том случае, когда соединение стропил производится встык методом подрезки и подгонки их краев, а также при установке стропил на коньковый прогон.

Металлические перфорированные пластины закрепляются на стропилах с помощью гвоздей, саморезов или болтов. Для жесткости соединения стропила могут дополнительно прикрепляться к прогону с помощью металлических уголков. Этот вид фиксации достаточно прочен, и вполне может быть применен для монтажа крыш с большой площадью и нагрузкой.
Деревянные накладки более надежны, так как они работают не только, как крепления, но и в качестве затяжки стропил между собой.

Если предполагается сделать усиленный вариант крепления, для кровельного покрытия, имеющего большой вес, стропила скрепляются двумя рядами накладок, между которыми защемляется коньковый прогон. Этот способ фиксации жестко скрепляет стропила в области конька, но на мауэрлате в этом случае, должно быть установлено скользящее соединение, которое позволит избежать деформации системы при усадке строения.

саморезы по дереву

Отдельной строкой можно выделить скрепление стропил на коньке треугольной накладкой, повторяющей .

Этот способ фиксации дает высокую степень жесткости крепления, но если скаты имеют большую площадь, то дополнительно стропильные ноги соединяются затяжками. Их располагают ниже конькового соединения, и они предназначены не только для придания жесткости конструкции, но и для снятия с несущих стен части распирающей нагрузки от стропильной системы.

Эти элементы также могут выполнять роль каркаса для обшивки потолка, если на чердаке планируется обустроить жилое или хозяйственное помещение.

Накладки и затяжки могут быть закреплены на стропилах с помощью гвоздей или саморезов.

Закрепление стропил врубкой

Этот способ закрепления показан на представленной выше схеме четвертым и пятым номерами. При таком подходе на стропилах делаются вырезы по размеру ширины конькового прогона. Вырезы делаются на 5÷7 мм больше ширины прогона, так как необходимо предусмотреть расстояние для температурных и влажностных расширений. Врубка может быть применена в комплексе с другими креплениями, например, «внахлест», «паз-шип», накладками и металлическими уголками.

Шарнирное крепление стропил

Этот способ соединения стропил нечасто применяется в строительстве, хотя он достаточно удобен в монтаже и позволяет балансировать стропильной системе при усадке несущих стен. В этом способе не придется подгонять угол стропильных ног, так как его можно сформировать с помощью шарнирного крепления. Оно фиксируется между стропилами на необходимом расстоянии, которое будет зависеть от угла уклона скатов крыши. В качестве шарнира выступает болт, которым скрепляются стропила после установки их на прогон под нужным углом.

Скрепление стропил гвоздевыми пластинами

Кроме упомянутых выше элементов для скрепления стропил на коньковом соединении, применяют гвоздевые пластины.

Однако, их возможно применить только в том случае, когда фермы собираются в лежачем положении на земле, и уже в готовом виде устанавливаются на мауэрлат, так как этот вид пластин закрепляется на стропильных ногах с помощью специального пресса. Этот процесс практически невозможно провести на весу, в вертикальном положении.

Применяя этот способ скрепления деревянных деталей, можно значительно ускорить процесс монтажа, но для этого придется приобрести или взять в аренду специальный пресс.

шуруповерт

Этим способом скрепляются не только стропильные ноги, но и другие элементы конструкции. Гвоздевые пластины помогают значительно сэкономить средства на саморезах, болтах или гвоздях, так как этих крепежных элементов придется приобрести немало, учитывая количество соединительных узлов в стропильной системе.

Кроме этих креплений, как вспомогательные используются металлические уголки и скобы нужного размера, вбиваемые сразу в оба стропила на коньковой их части. Однако со скобами необходимо работать крайне аккуратно, так как ими вполне можно расколоть стропильный брус.

Сращивание стропил на разных типах крыш

Теперь, ознакомившись с основными способами соединения и скрепления стропильных ног на коньке, далее следует рассмотреть, какие их виды применяются для монтажа различных стропильных систем.

Двускатная система крыши

Сращивание стропильных ног в системе двускатной крыши может производиться:

— Встык, то есть они упираются друг в друга, и в этом случае их концы подгоняются с помощью подрезки;

— С закреплением на коньковом прогоне с двух его сторон.

Если стропила соединяются встык, то их обычно фиксируют между собой накладками, которые прикручивают саморезами или болтами.

Если же стропила закрепляются на коньковом прогоне, то их фиксируют на нем металлическими уголками, угловыми скобами или накладками, прикручиваемыми с использованием саморезов.

На этой схеме представлена конструкция с двумя прогонами:

1 – Стропильные ноги.

2 – Стойки.

3 – Затяжки (ригели).

4 – Прогоны.

5 – Мауэрлат.

6 – Лежни.

Стропильные ноги двускатной стропильной системы могут опираться на два прогона, закрепленных на стойках, которые устанавливаются и фиксируются на лежнях. Для распорного эффекта конструкции также применены затяжки (ригели). Все эти элементы прочно удерживают стропильные ноги, снимая с конька основную нагрузку, поэтому стропила могут быть скреплены внахлест или соединением «шип-паз».
Если стропильная система собирается без применения прогона, только соединением встык торцов стропильных ног, то дополнительно они обязательно снабжаются одной или двумя парами накладок, которые закрепляются на стропилах гвоздями, саморезами или болтами.
Для скрепления стропильной ноги с ригелем, при установке его встык, используются боковые деревянные или металлические накладки, а также могут быть применены гвоздевые пластины, если ферма собирается заранее.

Если же стропильные ноги изготавливаются из бревна, то их скрепляют с ригелем без применения накладок. Для соединения на концах ригеля делаются выемки на ½ их толщины, затем их прижимают к стропилам и фиксируют с помощью гвоздей или саморезов. Дополнительно усиливают такие стропильные ноги подкосами. Особенно это важно учесть в том случае, если расстояние между несущими стенами составляет более 7000 мм.
Угловые скобы применяют для более надежной фиксации стропильных ног на коньковом прогоне в строениях, расположенных в регионах с сильными ветрами. Скобы помогут предотвратить возможные смещения и деформации элементов стропильной системы.

Стропила из бревен делают только при надежно укрепленных, имеющих большую толщину несущих стенах, так как вся стропильная система из них получится достаточно массивной. Если планируется применить для конструкции именно этот материал, то рекомендовано заранее произвести точные расчеты несущей способности стен и самой системы, и лучше всего будет доверить их специалистам.

Еще один момент, который должен быть учтен при составлении проекта крыши и при ее монтаже – чем круче скаты крыши, тем прочнее должны быть укрепляющие горизонтальные элементы конструкции. И, наоборот, если скаты крыши расположены под небольшим углом, то особое внимание нужно уделить прочности вертикальных подпорных элементов стропильной системы.

Вальмовая и полувальмовая крыша

Существует две похожие конструкции — это и полувальмовая стропильная система. Отличаются они конфигурацией торцевых скатов: если в первой обустраиваются два полных вальмовых ската, от конька до уровня карниза, то во второй скат заканчивается выше уровня карниза или же сверху венчается небольшим треугольным вертикальным фронтоном.

Закрепление стропил в коньковом прогоне в обеих конструкциях имеет свои особенности, несколько отличающиеся от обычной двускатной крыши. Усложняют монтаж этих стропильных систем дополнительные элементы, формирующие вальмы – накосные ноги или диагональные стропила. Кроме того, помимо обычных стропильных ног, которые в этой конструкции называются центральными и промежуточными, параллельно им устанавливаются укороченные (нарожники).

Если выбирается вальмовая крыша, то размер конька будет меньше длины здания. По «классической» схеме, при равных углах крутизны боковых и вальмовых скатов длина конька уменьшится на величину ширины постройки.. Карнизная же сторона боковых скатов будет равна длине стены без учета свесов. Таким образом, боковые скаты будут иметь трапециевидную форму, а торцевые вальмы — треугольную.

В таких крышах установка конькового прогона (консоли) отличается от стандартной конструкции, так как нагрузка на нее будет намного выше, чем в обычной стропильной системе с двумя скатами.

Стойки-опоры, на которые будет закрепляться прогон, должны быть установлены на лежень, уложенный и закрепленный на капитальную внутридомовую перегородку или на мощные балки перекрытия. Крайняя к вальме стропильная нога в данной конструкции фиксируется на прогоне, с отступом от края 150÷200 мм. Это расстояние будет зависеть от ширины диагональных стропил, которые должны быть закреплены на этот участок прогона встык с крайними стропилами трапециевидной части крыши. Подобный соединительный узел - достаточно сложен в самостоятельной подгонке, и углы элементов, сходящиеся на нем, должны быть тщательно просчитаны и подогнаны подрезкой.

Мауэрлат в вальмовой и полувальмовой конструкции крыши укладывается обязательно по всему периметру коробки строения, представляя собой единую, жестко соединенную раму, так как это необходим для закрепления элементов вальмы и равномерного распределения всех нагрузок на стены.

Диагональные (накосные) стропила, формирующие края вальмы, должны иметь по всей своей длине с двух сторон вырезы в виде ступени, или смонтированные черепные бруски. Это необходимы для упрощения крепления укороченных стропильных ног вальмы – Так как диагональные стропила имеют более значительную длину, чем центральные, и на них выпадает максимальная нагрузка, их нередко делают из двух досок, скрепляя их между собой. Черепные бруски на диагональных стропилах закрепляют с помощью гвоздей или саморезов.

Работы по монтажу элементов вальмы осуществляются в следующем порядке:

Готовые диагональные стропила устанавливаются и закрепляются методом врубки на край конькового прогона и к центральным стропилам двускатной части конструкции. Нижняя сторона стропил закрепляется точно на углу строения на мауэрлат. Крепление может осуществляться с помощью металлических уголков и угловых скоб.

Следующим шагом может стать установка двух подкосов, которые фиксируются на стойке основной стропильной системы одним краем, и на внутренних сторонах диагональных стропил, на уровне примерно ⅓ длины от верхнего крепления – другим. Закрепление осуществляется с помощью металлических уголков или накладок и саморезов (гвоздей).

Далее, если в этом есть необходимость, следует усилить диагональные накосные стропила снизу стойками-подпорками, закрепленными на шпренгеле. Шпренгель – это брус, устанавливаемый по диагонали на углах рамы мауэрлата, на который опирается стойка, подпирающая накосные стропила. Эти элементы могут скрепляться металлическими уголками или скобами.

Верхний край стоек срезается под углом, равным уклону диагональных стропил, и закрепляется на них саморезами. При необходимости стойка может быть дополнительно укреплена подкосами, фиксируемыми на ней и на шпренгеле.

Затем, в зависимости от уклона диагональных стропил, на них размечаются и закрепляются способом врубки на черепные бруски нарожники. В нижней части конструкции нарожники закрепляются на мауэрлате.

Расчет и монтаж вальмовой крыши – непростая задача!

Если принято решение возвести именно такую крышу, то придется хорошо поработать и над расчетами, и над подготовкой необходимых конструктивных элементов. Подробнее о рассказывается в специальной публикации нашего портала.

Установка любой стропильной системы – это чрезвычайно ответственное мероприятие, так как от качества ее монтажа зависит долговечность всего строения в целом. Поэтому, если решено выполнять эту работу самостоятельно, то рекомендовано пригласить в помощники опытного мастера, который не допустит совершения грубых ошибок, которые часто допускают новички.

В завершение публикации – небольшой видеосюжет, в котором показан процесс подгонки и установки стропильных ног.

Видео: установка стропил на двускатную конструкцию крыши

Стропильная система является основой вашей будущей крыши, поэтому к ее строительству необходимо отнестись очень серьезно. Прежде чем вы приступите к работе, необходимо набросать для себя примерный план системы для того, чтобы понимать каков будет вид общей конструкции и какие функции выполняют ее отдельные элементы.

Для того чтобы рассчитать параметры и технические характеристики стропильной системы для больших объектов — лучше всего прибегнуть к услугам профессионалов. Если ваша крыша предназначена для частной постройки относительно небольшого размера (площадь дома до 100 м 2), то можно выполнить монтаж, руководствуясь ниже приведенными материалами.

Первым делом требуется определиться с углом наклона скатов. Обычно среднестатистические расчеты исходят из количества материалов, что очень хорошо влияет на материальную составляющую вопроса, принято считать, что чем меньше угол наклона, тем выгоднее и дешевле обойдется постройка. На самом деле выбирать угол наклона необходимо из двух основных показателей — ветровые нагрузки и вес осадков (в частности в зимнюю пору), как видно вопрос расценок в технических параметрах не принято принимать во внимание. Универсальный угол наклона для нашего климата 45-50 градусов, при таких параметрах максимально сбалансированы показатели прочности перед нагрузками, как ветровыми, так и теми, что могут быть вызваны давлением осадков. Порой бывает, что на один квадратный метр крыши приходится около 180 кг снега. Кроме того, финансовая составляющая тоже будет находиться на среднем уровне, что гораздо лучше, нежели сэкономить, уменьшив угол наклона, но впоследствии переплатить две цены за устранение дефектов, которые будут вызваны вышеупомянутыми факторами.

Выбор дерева

Для стропильной части важны два параметра — прочность и легкость конструкции, поэтому для монтажа нам подойдет обычная сосна. Ее часто используют для подобных конструкций, так как она обладает этими двумя качествами, плюс она отличается выгодной ценой, по сравнению с древесиной благородных пород. Необходимо использовать доску первого сорта, размером 150-200х50х6000 мм, также нам понадобится брус сечением 200х200 мм.

Важным техническим моментом является влажность древесины. Свежеспиленное дерево обладает 50% коэффициентом влажности, монтировать такое дерево нельзя, так как если оно будет высыхать в состоянии напряжения, то его может повести, оно выгнется и потрескается в местах, где расположены сучки. Необходимо приобретать материал с 15-20-ти процентным содержанием влаги.

При покупке проверяйте, чтобы все доски были ровными и без гнили, от этого зависит прочность и долговечность конструкции.

Когда дерево доставят к вам на строительную площадку, его необходимо обработать антисептическими препаратами и уложить в максимально проветриваемом помещении. Укладку дерева требуется выполнить определенным образом: сначала укладываем три-четыре поперечные рейки, на них, вдоль, укладываем доски, таким образом, чтобы между каждой доской было расстояние 0,5-1 см, потом опять ряд поперечных реек и ряд, досок.

Благодаря этому мы создадим воздушное пространство между каждой единицей пиломатериалов, они будут проветриваться в правильных условиях, что позволит нам избежать запревания и скопления влаги.

Ставим коньковый брус

Коньковый брус — это центральная верхняя перекладина, которая предназначена для того, чтобы равномерно переносить общий вес крыши на фронтоны, распределяя площадь давления по всему боковому периметру. Установка бруса весьма сложный процесс. Первым делом определимся с его длиной. Как правило, с боков крыши, по плану, идут небольшие козырьки (от 0,5 до 1,5 м), коньковый брус должен в точности лежать по этой длине со всеми выступами снаружи фронтонов. На бетонных основаниях, в местах соприкосновения с брусом, укладываем куски рубероида, так, чтобы дерево не касалось фронтона напрямую — только через гидроизоляцию. Загибаем рубероид вокруг бруса, а по бокам забуриваемся и вставляем два отрезка 12-й арматуры, 0,4 м каждая. Сам брус мы не сверлим, чтобы избежать трещин.

Удлиненный брус

Очень редко хватает для «конька» стандартных 6 метров. В большинстве случаев эту длину приходится наращивать. Наращивание происходит по месту монтажа, в противном случае срощенный брус очень сложно будет поднять наверх и установить. Место стыковки бруса необходимо подобрать таким образом, чтобы оно находилось максимально близко к какому-нибудь перестенку или прочей точке, на которую можно поставить временную вертикальную опору. Для вертикальной опоры отмеряем и отрезаем доску, по бокам которой прибиваем две маленькие доски, таким образом, у нас получится что-то вроде деревянной вилки, между зубцами которой будет находиться стык конькового бруса. С верхней стороны конька натягиваем нитку, которая будет служить нам уровнем перед тем, как мы закрепим брус между собой. Крепить их необходимо двумя полутораметровыми отрезками доски, стыковочные отрезки располагаются исключительно по бокам, в таком случае нагрузка будет подаваться на дерево в правильном направлении, снижая риск разлома в месте стыка. Крепятся доски гвоздями, так как если попытаться организовать болтовые соединения брус может дать ряд трещин при засверливании.

Мауэрлат

Данный элемент служит для стыковки стропил с продольными основаниями несущей стены, для точечного распределения нагрузки всей конструкции. Укладывать его необходимо с использованием рубероида (как и в случае с коньком). Выберите самые ровные доски, они должны максимально прилегать к поверхности стены. Фиксация мауэрлата выполняется с помощью анкерных болтов 0,2 м длиной. Точки, где будут размещаться анкера, необходимо просчитать заранее, их расположение должно оказаться в промежутках между будущими стропильными досками, так, чтобы шляпки анкеров не мешали нам при дальнейшем креплении следующих элементов.

Если стандартной длины доски не хватает — смело добирайте доски и крепите их аналогичным образом, каким образом будет организован стык между досками мауэрлата — неважно, главное чтобы они плотно прилегали к бетону.

Не забывайте положить мауэрлат на короткие отрезки за фронтонами, там где у вас намечены козырьки крыши.

Устройство и монтаж стропил

Первым делом необходимо определиться с количеством стропил, для этого берем общую длину крыши и делим приблизительно на 1,2-1,4 м, после того как получим целое число, делим на него длину крыши. Целое число это количество стропил с одной стороны, деление длины на это количество даст нам более точный шаг между ними, например, если длина крыши 9 метров:

9 м / 1,3 м = 6,92 (округляем в большую сторону) = 7 — количество стропил;
9 м / 7 = 1,28 м — шаг между стропилами.

Количество стропил умножаем на два и еще раз на два, благодаря этим вычислениям мы получим общее число досок, которое необходимо будет использовать для изготовления конструкции.

Следующий шаг — срез досок под угол наклона крыши. Для этого с одной стороны доски перпендикуляр между срезом и продольной частью необходимо сместить на необходимое количество градусов вниз. С помощью транспортира и карандаша эту процедуру сможет выполнить каждый. Далее отрезаем доску по намеченной линии, у нас получится шаблон, по которому мы выполним подрезку всех остальных досок.

Сначала монтируем крайние стропила, что находятся внутри зоны между фронтонами. Монтаж стропил выполняют по двум уровням, первый у конька, второй возле мауэрлата. Разметка шага между стропилами должна быть выполнена как вверху, так и внизу. Данная линия это середина стропил, конструкция одной стропилины состоит из двух досок, расстояние между ними 50 мм.

Отрезаем 9 досок длиной 30 см и крепим их на коньковом брусе четко по разметкам шага. Крепление выполняется с помощью саморезов и уголков, доска должна лежать сверху и перпендикулярно коньку. Данные отрезки будут служить связующим звеном для крепления двух противоположных стропил.

Аналогичным образом крепим по 9 отрезков с каждой стороны на мауэрлат, только длина доски должна быть 20 см, и располагаться она должна вертикально, этот узел будет использован для крепления нижних сторон стропил.

Теперь можно приступать к основным процедурам. На каждом верхнем отрезке (30-ти сантиметровом) необходимо начертить среднюю вертикальную линию, она будет играть роль направляющей, где проходит стыковка двух срезанных под угол досок. Монтаж стропил начинается с того, что первую доску выравнивают по центру сверху и прихватывают на гвоздь к 30-ти сантиметровому отрезку. Затем с другой стороны прибивают вторую доску. Надо смотреть за тем, чтобы доски находились на одном горизонтальном уровне, для этого необходимо доску, которая посажена ниже, подорвать и приподнять до уровня второй доски, фиксируя ее на гвоздь к соединительной перемычке. Крайне не рекомендуется делать надрезы в коньковом брусе. Снизу, для выравнивания уровня между досками, выполняется противоположная процедура, доска, которая оказывается немного выше, топится в мауэрлат, для этого необходимо выдолбить небольшой паз с помощью стамески.

После того как доски будут подогнаны по уровню необходимо стянуть нижнюю часть стропилины двумя гвоздями и выполнить два болтовых соединения, одно вверху, другое внизу, в местах, где доски наживлены на гвозди. Болтовое соединение должно быть сквозным через три доски.

После этого у нас получается почти готовая стропилина, которую необходимо укрепить, чтобы придать ей жесткости. Условно разделим длину стропилины на четыре части, можно набросать разметку карандашом. На месте стыка первой и второй четверти крепим между досками 60-ти сантиметровый отрезок, чтобы стянуть стропилину. В качестве крепежных материалов используем гвозди. Аналогичную процедуру выполняем на месте стыка третьей и четвертой четверти.

После того как будут смонтированы четыре стропилины у нас образуется два крайних треугольника, у оснований и у вершины необходимо натянуть нитки вдоль всей крыши, которые мы будем использовать в качестве направляющих, для подгонки уровня всех диагонально расположенных элементов.

После боковых стропил монтируется центральная часть, теперь можно выбивать опору, которая располагается в месте стыка конькового бруса, она нам больше не нужна, на данном этапе конструкция уже обладает достаточным запасом прочности. Далее ставятся все остальные стропила, по одной секции с каждой стороны в шахматном порядке, для равномерного распределения нагрузок. Наверху, в местах стыков противоположных стропил, необходимо дополнительно укрепить соединения, используем для этого соединительные пластины и саморезы.

Когда все стропильные секции будут располагаться на своих местах, необходимо срезать ручной ножовкой все углы, которые выходят за уровень стропил, в частности это углы соединительных досок на брусе и на мауэрлате.

Монтаж бантов

Бант — это соединительная доска, которая располагается примерно на уровне средней линии стропильного треугольника. Он служит для того, чтобы снижать нагрузку на боковые стороны крыши, благодаря бантам намного уменьшается вероятность прогиба крыши под тяжестью осадков и вероятность образования колебаний при ветровых нагрузках.

В нашем случае высота поднятия конькового бруса составляет чуть больше 4-х метров, а это значит, что расположение бантов можно сделать строго по центру, таким образом, все нагрузки распределятся равномерно, плюс высота потолка чердачного помещения будет относительно нормальной и не будет никаких преград для перемещения в нем человека со средним ростом.

Как и в случае со стропилами первые банты крепятся по бокам, после чего натягиваются две нитки, они помогут нам выдержать уровень. После этого крепится центральный бант и все остальные. На крайних стропильных треугольниках банты не нужны, это испортит внешний вид крыши, к тому же там очень слабые нагрузки, так что с технической точки зрения данный шаг не требуется.

Одна сторона банта заводится в середину стропилины и насаживается на гвоздь, вторая сторона, после соблюдения горизонтального уровня, тоже наживляется на гвоздь, затем выполняем два болтовых соединения. Очень важно придерживаться уровня на этом этапе, так как бант является не только распоркой, но и основой потолка чердачного помещения или мансардной комнаты.

На самом деле данная технология очень проста, какой бы сложной она не показалось на первый взгляд. Вооружившись листом бумаги и карандашом, нарисуйте крышу поэтапно, как указано в статье, тогда вся головоломка сложится в одну доступную и элементарную картинку.

С помощью стандартного набора строительных инструментов два человека способны построить подобную крышу за 5-6 рабочих дней.

Евгений Ильенко, рмнт.ру

Если следовать формулировке, то прогон – это несущая балка, которая двумя концами опирается на стену. В большинстве случаев конёк опирается на два фронтона, но иногда эта формулировка не совсем соответствует действительности. Так, в вальмовых крышах конёк не опирается на стены. Самый простой вариант – это балка, уложенная на фронтоны без использования подпорок. В любом случае необходимо правильно определить сечение конькового прогона.

Чтобы рассчитать сечение конькового прогона, необходимо суммировать нагрузки с половины крыши, вернее, с её горизонтальной проекции. Размеры прогона зависят от его протяжённости и габаритов здания. В большой постройке прогон получится настольно мощный и тяжёлый, что для установки потребуется использовать подъёмный кран. Однако найти ровный цельный брус длиной больше 6 метров очень сложно, поэтому для изготовления такого конька лучше взять обычное бревно или клееную балку.

При этом концы конькового элемента, которые будут опираться на стену и фактически в ней замуровываются, необходимо обработать антисептиками и обернуть толем либо рубероидом, чтобы защитить от гниения. Если будет использоваться цельнодеревянная балка, то её торец необходимо стесать под углом 60 градусов и оставить открытым, то есть этот конец не должен соприкасаться с материалом стен. Такая мера нужна для того, чтобы увеличить площадь торца, что позволит улучшить влагообмен в древесине.

Если коньковый прогон будет проходить через всю стену, то та его часть, которая соприкасается со стеной, тоже должна обрабатываться антисептиком и обматываться рулонным материалом. Такой свес конька за пределами стены позволяет сформировать разгружающую консоль. Если посередине конька нагрузка от крыши пытается прогнуть балку вниз, то на консолях давящая сила способствует прогибу в обратном направлении, тем самым уменьшая прогиб прогона в средней части.

Важно: даже если сечение длинного цельнодеревянного прогона подобрано правильно, и он подходит по прочности на прогиб, балка может прогнуться под собственным весом. Поэтому вместо такого длинного деревянного конька лучше использовать строительную ферму.

Расчёт сечения

Чтобы подобрать сечение коньковой балки, необходимо провести расчёт по двум показателям:

на прогиб;
и высчитать прочность на разрушение.

Сначала требуется определить внутреннее напряжение, которое возникает в балке при изгибе под действием внешней нагрузки. Это значение не должно быть больше расчётного показателя сопротивления материала на изгиб, которое можно найти по таблице или в СНиП номер ІІ-25-80. Внутреннее напряжение находим по формуле: Σ = М:W , где:

Σ – искомая величина, которая определяется в кг на см²;
М – предельный изгибающий момент (кг Х м);
W – это момент сопротивления на прогиб у подобранного сечения стропил (находится по формуле bh²:6).

Прогиб прогона нужно сравнить с нормируемым значением, которое равно L/200. Он не должен его превышать. Прогиб балки находится по формуле f = 5qL³L:384EJ, где:

J – это момент инерции, который определяется по формуле bh³:12, где h и b – габариты сечения прогона;
Е – величина модуля упругости (для древесины хвойных пород она равна 100 тысяч кг/см²).

Для начала нужно высчитать изгибающий момент. Если на схеме балки их присутствует несколько, то после расчёта выбирается наибольший. Далее чтобы определить габариты сечения балки, мы можем произвольно задать параметр ширины балки и потом определить её требуемую высоту по формуле: h = √¯(6W:b), где:

b – это заданная нами величина ширины балки в см;
W – сопротивление прогона на изгиб, величина определяется по формуле: W = M/130, где М – это самый большой изгибающий момент.

Можно сделать наоборот, задать произвольную ширину прогона и вычислить его высоту по формуле b = 6W:h². После того, как вы вычислите габариты сечения прогона, его необходимо проверить на прогиб по формуле из пункта 2.

Внимание! В расчётное значение прогиба лучше внести небольшой запас прочности.

Когда коньковый брус будет рассчитан на прогиб, то необходимо сравнить эту величину со значением L:200. Если прогиб на наиболее длинном участке не будет превышать это значение, то сечение балки оставляют таким, как получилось. В противном случае необходимо увеличить высоту прогона или использовать дополнительные опоры снизу. В последнем случае полученное сечение нужно перепроверить, снова выполнив расчёт с учётом используемых опор.

Полученные значения ширины и высоты конька нужно округлить в большую сторону. В принципе, выполнить этот расчёт несложно. Самое главное, указывать значения в нужных единицах измерения, то есть не запутаться, переводя метры в сантиметры и обратно.

Особенным «коньком» в умении строителей можно считать установку конькового бруса - верхней перекладины, предназначенной для крепления стропил в некоторых моделях крыши. Зачастую и сам брус требует установки дополнительных подпорок, особенно, когда коньковая часть чердачного помещения имеет расчётную длину более 4,5 метра.

Тем не менее, при любой конструкции конькового бруса важным для него остаётся решение задач:

равномерно распределить общий вес крыши на фронтоны;
равномерно распределить площадь и силу давления по боковому периметру;
придать жесткость конструкции стропильной системы.

Для конькового бруса важна ещё и задача поддерживать геометрию крыши, особенно при длине более 4, 5 метров, чтобы иметь возможность монтировать стропила без использования шаблона. Стропила ложатся верхней частью на коньковую балку, а нижней частью - на мауэрлат.

Древесина для конькового прогона

Строительство деревянных домов из профилированного бруса предусматривает использование стропильной системы в соответствии с конструктивными особенностями здания. С учётом того, что коньковый брус несёт на себе большую эксплуатационную нагрузку, он производится из надёжных пиломатериалов. Вес конькового бруса не должен увеличивать общий вес крыши, а по прочности он должен быть таким, чтобы долгие годы эксплуатации безукоризненно выполнять возложенные на него функции. Поэтому для конькового бруса, так же как и для всей стропильной системы, выбирается сосновый пиломатериал, чтобы брус вышел сечением не менее 20х20 см.

В вершине стропильной конструкции любой крыши укладывается коньковый прогон

Для строительства жилого дома 8х8 из бруса , у которого крыша будет покрываться шифером или гибкой черепицей, все составные части стропильной системы, включая коньковый прогон, изготавливаются из хорошо просушенной сосновой древесины. В строительстве бани, где горячий пар может повредить деревянной конструкции, для стропил используются пиломатериалы из лиственницы. К тому же, бане требуется тяжелая крыша, оптимально задерживающая тепло. Лёгкая сосна здесь не подходит, нужна более прочная и тяжёлая лиственница.

Лиственница для производства конькового прогона используется и в том случае, когда жилому дому планируется тяжелая черепичная крыша, под которую требуется сооружать очень прочный и такой же тяжелый стропильный каркас. Здесь расчёты учитывают, чтобы нагрузку от общего веса крыши выдерживали стены дома.

Выбор материалов, используемых в конструкции стропильной системы, зависит от конструкции строения. Поэтому квалифицированное решение могут принять только профессионалы.

Коньковый прогон в стропильной системе

Когда стропилам требуется центральная опора, используется установка конькового прогона. Он упирается двумя сторонами на параллельные несущие стены.

Высота монтажа конькового бруса определяется по:

проектной ширине дома;
среднегодовому количеству зимних осадков;
наличию сильных ветров.

Особенность монтажа конькового бруса заключается в том, чтобы исключить его сверление и забивание гвоздей. Это необходимо для:

предотвращения образования трещин;
сохранения целостности бруса;
обеспечения надёжности стропильной системы.

Конструкция двухскатной крыши требует обязательной установки конькового прогона. В дальнейшем он служит коньком крыши. При строительстве дома из бруса 6 на 6 коньковый прогон готовится из цельного бруса или бревна, который конструктивно опирается на два фронтона, без использования дополнительных опор. Если проектная длина дома превышает 6 метров, используется составной коньковый прогон и строительные фермы. Не зависимо от проектной длины дома, длина конькового бруса определяется таким образом, чтобы он точно лежал на выступах наружных фронтонов.

теплый угол ласточкин хвост

Строительство деревянных домов предполагает использование несколько видов соединения брусьев. Современное строительство выходит на высокий уровень экологичности и надёжности жилья, когда даже соединения между брусьями в конструкции дома являются практичными, прочными. Их задача - сделать дом тёплым.

Коньковый брус – это верхняя перекладина, к которой крепятся стропила в крыше. Установка конькового бруса считается особым навыком в работе строителей: они должны производить специальный расчет размеров помещения, места крепления, чердака.

Коньковый деревянный брус и закрепленные к нему стропила призваны выполнять следующие задачи при строительстве жилья:

Создать устойчивую структуру стропильной системы.
Равномерно распределить силу давления и площадь по боковым периметрам.
Распределить правильно вес крыши на фронтоны.
Поддерживание геометрии крыши, длина которой больше 4,5 м. Это позволяет ставить стропила, не применяя шаблона. Если размеры крыши большие, тогда на коньковый деревянный брус кладут стропильную перекладину (верхней частью), а нижняя прикрепляется к мауэрлату.

Важным условием установки конькового бруса является расчет правильного сечения такой подпорки, что позволит сделать устойчивую конструкцию.

Разберемся, как рассчитать и крепить брус. Сечение прогона рассчитывается очень просто: складываются все данные нагрузок с горизонтальной проекции крыши. Размеры конькового бруса зависят от 2 основных параметров:

Брусовые прогоны.
Габариты здания.

Расчет параметров бруса предусматривает, что для больших зданий нужен мощный, тяжелый и довольно увесистый прогон. Но стоит учитывать, что такие размеры конькового бруса потребуют использования подъемного крана. Средняя длина обычного бруса составляет приблизительно 6 м, поэтому для изготовления большего прогона понадобится искать дерево или так называемую клееную балку.

Закрепляемые концы конька, предварительно обработанные антисептиком, упирают в стену, в которую их вмуровывают. Дополнительную обработку проводят рубероидом и толем, что отлично защищает древесину от гниения. Цельнодеревянная балка устанавливается по-другому:

Торец стесывается под углом в 60°.
Концы остаются открытыми, чтобы торцы не соприкасались со стенами.

В результате чего при строительстве дома решаются сразу 2 задачи. Во-первых, площадь торца становится больше. Во-вторых, нормализуются процессы влагообмена.

Затем выполняют расчет размеров конькового бруса, который должен быть установлен в стене и пройти сквозь нее, нужно учесть соприкасание со стеной. Поэтому конец прогона необходимо хорошо обработать антисептиком и обернуть рулонным материалом. Подобная конструкция применяется, чтобы сделать разгружающуюся консоль.

При правильно подобранном сечении для цельнодеревянного бруса нужно учитывать, что балка в коньке в любой момент способна прогнуться под тяжестью собственного веса. Опытные строители рекомендуют устанавливать строительную ферму, чтобы закрепленный коньковый деревянный брус не поломался.

Расчет сечения конькового бруса

Расчет сечения требует учитывать следующие параметры, по которым и будет проводиться вычисление необходимого размера:

данные на прогиб;
прочность к разрушению.

Чтобы определить сечение, необходимо применять специальные формулы, в которых каждый показатель имеет важное значение. Отдельным расчетом определяются такие данные, как:

Внутреннее напряжение (Σ = М:W).
Прогиб прогона (по формуле f = 5qL³L:384EJ).
Размеры сечения балки определяются по формуле h = √¯(6W:b).

Данные к каждой формуле указаны ниже:

Σ = М:W (определение внутреннего напряжения), где Σ является величиной, которую надо найти. М – это предельный изгибающий момент, который вычисляется в кг/м. W- это сопротивление на прогиб установленного сечения.

Расчет прогиба прогона осуществляется при помощи других данных, которые нужно подставить в формулу f = 5qL³L:384EJ. Буква J означает момент инерции, для получения которого нужно знать габариты сечения прогона (высоту и ширину, обозначаемые буквами h и b). Потом показатель h нужно возвести в куб и умножить на b. Полученное значение делится на 12. Параметр Е – это упругость модуля, который принимается в расчет и является индивидуальным для каждого типа древесины.

Изгибающий момент нужно вычислять по формуле h = √¯(6W:b), где b- это ширина балки в сантиметрах, W- сопротивление прогона на изгиб. Получить W можно, если разделить М (самый большой момент изгиба) на 130.

Значения ширины и высоты, которые получают после вычисления, необходимо округлять в сторону увеличения. Если строитель боится допустить ошибку, нужно обратиться к специалистам, которые сделают расчет параметров, определят, каким должен быть закрепляемый брус и прогон.

Установка конькового бруса

Рассмотрим, как крепить коньковые брусья. Они производятся только из качественного пиломатериала, что связано с важностью конструкции, которая должна выполнять функции длительной и надежной эксплуатации, нести нагрузку, быть безопасной для жильцов здания. Важно, чтобы прогон не делал вес крыши больше, иначе прочность конструкции будет под вопросом. Стропила же должны служить долго, выполняя возложенные функции. С этой целью для конькового бруса часто используется сосновый пиломатериал, сечение которого 20х20 см.

Крепление стропил к коньковому брусу подбирается в зависимости от типа здания: жилого или хозяйственного назначения. В зависимости от этого и будет подбираться материал конька, его сечение и размеры. Например, для бани обычно применяют хорошо просушенную лиственницу, которая отличается более тяжелым весом и прочностью к нагрузкам. Также лиственница отлично справляется с паром, задерживает тепло и держит черепицу. Жилые здания строят из сосны, поскольку крышу принято покрывать так называемой гибкой черепицей.

Лиственницу для изготовления бруса применяют, если дом будет покрываться тяжелой черепицей, для которой нужна прочная и крепкая строительная каркасная конструкция. Важно, чтобы стропила держали не только саму крышу, но и не становились лишним весом для стен. Они должны идеально держать прогоны, не прогибаться под ними.

Для того чтобы сделать стропилам центральную опору, нужно установить брус. Его концы будут упираться в параллельные несущие стены. Правильный монтаж такой конструкции требует вычисления таких данных, как:

Среднегодовое количество осадков, которые выпадают в той или иной местности.
Есть в регионе сильные ветры или нет.
Проектная ширина дома.

Брус коньковый позволяет избежать таких процессов в строительстве дома, как забивание гвоздей, сверление дрелью. В результате чего можно избежать образования щелей, сохранить целостность бруса и обеспечить надежность всей системе стропил.

Двускатная крыша также требует применения конькового прогона, который впоследствии выполняет функции конька крыши. Для того чтобы построить жилой дом размером 6х6 м, рекомендуется брать прогон, сделанный из бревна или цельного бруса. Прогон будет опираться на 2 фронтона, и никаких опор не понадобится. Если же длина дома будет больше 6 м, тогда разрешается применять строительные фермы и составной коньковый прогон. Важно, чтобы брус лежал на наружных фронтонах.

Крепление конькового бруса проводится разными методами, что позволяет соединять брусья нужным образом. Главная цель каждого соединения – сделать конструкцию прочной и надежной. Современные технологии позволяют соединять брусья между собой так, чтобы не применять никакие дополнительные материалы для утепления. Если проектная документация составлена правильно, то дом получится не просто крепким, способным держать крышу, но и станет экологически чистым и надежным для жилья.