Коньковая обрешетка строится для соединения верхних концов стропил. Она является обязательной при строительстве любой крыши, имеющей уклон.
Стропила — неотъемлемая часть крыши
Стропильная конструкция служит основанием для любой двускатной крыши, которое поддерживает устанавливаемую конструкцию крыши. Балки и балки должны выдерживать вес кровельного покрытия и легко справляться со снеговыми и ветровыми нагрузками. Как правило, большинство балок изготавливается из древесины хвойных пород, влажность которой достигает 20%.
В этой статье мы определим, как рассчитать балочную систему и опишем детали ее сборки.
Расчет стропильной системы
Прежде всего, необходимо уточнить, что такое балки. Это несущие конструкции скатной кровли, состоящие из балок, уложенных под наклонными, наклонно-надвижными опорами и вертикальными балками.
При необходимости они могут быть «соединены» снизу горизонтальными балками.
Нагрузки, воспринимаемые опорной системой, могут быть временными или постоянными. К временным нагрузкам относятся, например, люди, входящие на крышу для ее ремонта или обслуживания, снеговые и ветровые нагрузки, а также особые нагрузки, такие как сейсмические колебания, действующие на здание.
Постоянные нагрузки — это вес конструкции крыши в целом.
Несущая способность балки рассчитывается следующим образом:
- Показатель снеговой нагрузки определяется произведением расчетного значения веса снежного покрова на квадратный метр горизонтальной поверхности и коэффициента перехода от веса снежного покрова земли на снеговую нагрузку на кровлю. Значение множимого принимают по специальным таблицам в зависимости от района расположения постройки, тогда как множитель (коэффициент) принимается равным 1 при уклоне кровельных скатов менее 25 градусов и 0,7 – при уклоне 25-60 градусов. Если же уклон составляет свыше 60 градусов, коэф-т в учет не берут.
- Параметр средней ветровой нагрузки вычисляется произведением значения ветровой нагрузки, характерного для определенного района (также принимается согласно таблицам), и коэффициента, учитывающего изменение давления ветра по высоте, которое принимается по таблице и зависит от типа местности.
Виды стропил
В зависимости от сложности крыши различают разные типы балок. Для сложных крыш — мансард, вальм и скатных крыш — используются балки с малым углом наклона или подвесные балки. Для крыш с простым уклоном используются в основном простые балки. Основанием для этих балок служит подпорная стенка или верхняя балка, а подвесные балки, опираясь друг на друга, образуют прогон.
Кровельные балки позволяют перекрыть размеры помещения без несущих стен. Балки, прикрепленные с противоположной стороны, соединяются с балками перекрытия или несущей решеткой внизу и друг с другом вверху. Чтобы придать балкам необходимую жесткость, их соединяют с помощью брусьев или соединительных элементов. Если длина балок превышает 4,5 м, для стабилизации балок используются поперечные стойки или дополнительные опоры.
Нижняя часть стропил фронтона крепится к балке или гвоздю. Верхняя часть стропил крепится к дополнительной балке, прогону или коньковой балке. Дополнительные сжимающие опоры и балки усиливают балки с большими проемами.
Изготовление
Кровельные балки являются несущими элементами крыши, поэтому материал, из которого они изготовлены, должен быть прочным и долговечным. В большинстве случаев используется древесина хвойных пород без трещин и сучков. Материалом могут служить пиломатериалы, доски или кругляк. Из пиломатериалов и досок легче строить балки. Эти элементы легче круглого леса, их проще перевозить, переносить и собирать.
Длина балок зависит от угла наклона и пролета крыши. Сечение балок варьируется в зависимости от того, используется ли древесина в виде балок или досок. На выбор сечения также влияют такие факторы, как:
- ширина пролётов;
- шаг установки;
- высота подъёма или угол наклона крыши;
- предполагаемая нагрузка (воздействие ветра, масса снега зимой, вес самой кровли).
Способ соединения углов балок определяет их форму. Для соединения балок можно использовать пазы, уголки, металлические пластины, крепежные элементы, болты или гвозди. Выбор способа соединения зависит от предпочтений мастера, но в конечном итоге он должен быть качественным, прочным и надежным.
Балки могут крепиться к балкам различными способами: двойными гвоздями, одинарными гвоздями или без гвоздей. Для крепления элементов к обрешетке используется метод «шпунт-паз». Балки соединяются с помощью различных дополнительных элементов (кронштейнов, балок, обрешетки), металлических уголков и пластин из оцинкованной стали. Металлические элементы крепятся к деревянной конструкции с помощью шурупов или гвоздей.
Узлы стропильных систем
Все элементы конструкции так или иначе соединены друг с другом. Точки соединения обычно называются узлами несущих конструкций.
Наиболее важными узлами для балок являются соединения от балки кладки к балке и от балки к верхней балке.
В настоящее время для соединений используются различные профили, винты, дюбели и т.д. Профили изготавливаются из оцинкованной стали, что означает более длительный срок службы.
Наиболее популярными являются перфорированные профили. Они просты, долговечны и удобны в обращении. В конце концов, никому не составит труда просто прикрепить профиль саморезами.
Существует множество компонентов ферменной системы. Способы их соединения друг с другом различны. Типы соединений различны: от простых досок до сложных зажимов. Однако существуют, так сказать, универсальные соединители, которые подходят для большинства узлов.
Основные типы соединительных скоб:
- Проволочный. В балке проделывают отверстие, в которое просовывается проволока и обматывается с другой балкой. Существенным минусом данного способа являются трудозатраты.
- Ленточный. Элементы конструкции обматываются металлической лентой, которая, в свою очередь, прикрепляется к ним обычно гвоздями, реже саморезами.
- Профильный. Перфорированный уголок прикладывают к месту необходимого крепления, после чего его, собственно, закрепляют саморезами или гвоздями. Легко и надежно. Возможен вариант использования болтов, для чего в балках делаются дополнительные отверстия. Вот только трудоемкость такого процесса заметно возрастает, но вместе с ним и качество.
- Скользящий. Крепление происходит посредством ползуна. Наиболее качественный тип крепления, который значительно увеличит срок службы элементов при его использовании. Никаких сложностей с монтажом не возникает. Суть данного крепления в том, что оно дает запас хода конструкции, не давая создаваться дополнительной нагрузке в системе при температурных изменениях и усаживании.
Узлы скольжения могут быть обработаны специальными средствами для использования в районах с неблагоприятными погодными условиями.
Виды стропильных систем
Балочная система имеет определенные точки опоры. Увеличение площади этих точек (и, соответственно, их количества) помогает распределить нагрузку между ними. По этой причине можно выделить два типа балочных систем по количеству точек опоры балок.
Висячее стропило
Подвесные балки имеют только одну точку опоры — наружные стены. Их верхняя часть не имеет верхней балки, и они касаются друг друга. Это приводит к возникновению сдвигающего усилия на балки, поэтому используются стяжные шпильки. Такая система образует свободное пространство, она считается гибкой, простой и не требует больших трудозатрат, но в ее случае необходимы дополнительные опоры.
Наслонное стропило
Отличием подвесных балок является наличие верхней обрешетки, которая служит дополнительной точкой опоры. Эта система требует установки нескольких вертикальных опор, но она экономична и проста в монтаже.
Смешанная (комбинированная) система
Сначала устанавливается система подвесных балок с большим уклоном. Коньковые желоба устанавливаются поверх этой системы. Затем с таким же наклоном устанавливаются балки системы карнизных балок. Затем на балки балочной системы укладывается обрешетка.
Расчет материала для монтажа стропильной системы
Примерное поперечное сечение деревянных элементов подконструкции крыши должно соответствовать следующим размерам:
- мауэрлат — брус от 100*150 мм;
- ендовы и диагонали — 100*200 мм;
- стягивающие балки — 50*150 мм;
- стойки, ригели — от 100*200 мм;
- доски подшивочные — 25 мм.
Более подробная информация содержится в технических паспортах предлагаемых конструкций и зависит от конструкции крыши соответствующего проекта.
Перед сборкой стропильной системы необходимо принять во внимание следующие шаги:
Нагрузить балки.
- Вся деревянная конструкция обрабатывается средствами химической промышленности от возгорания, плесени, грибка и насекомых.
- Части, непосредственно соприкасающиеся с кирпичной кладкой или бетонными блоками, должны подвергнуться осмолению либо иному виду гидроизоляции.
- Все крепежные элементы должны быть обработаны антикоррозийными составами либо уже быть такими на стадии покупки.
- Во время монтажа стропила, попадающие в дымоход или вентиляцию, должны быть подрезаны на концах. На место этих кусков устанавливают распорки аналогичного сечения.
Статья на эту тему: Как правильно штукатурить углы своими руками.
Необходимые инструменты и материалы
Понятно, что для строительства стропильной системы вам понадобятся пиломатериалы — длинномерные лесоматериалы от лесопромышленных компаний с четкими геометрическими параметрами. Вам понадобится доска или брус, которые, разумеется, не имеют монтажных пазов и выемок для сборки.
- собственно брус для конструкции;
- топор;
- пила электрическая;
- рубанок;
- шнур или веревка;
- анкерные болты;
- скобы, заточенные с двух сторон;
- саморезы или гвозди. Нужны будут лишь для того, чтобы прихватывать обвязку. Для капитального крепежа они не годятся.
Специфика изготовления и укладки стропилин
Зачем нужны пазы и пазы? Дело в том, что доски и брусья имеют очень маленькую площадь соприкосновения, когда они ребристые. Они имеют только тонкую линию, которая соприкасается с причальной линией, и поэтому при малейшей нагрузке сверху могут сдвинуться с места и потянуть за собой всю конструкцию.
Для увеличения опорной поверхности на переходе между балкой и кладочной решеткой или между балкой и дополнительной обрешеткой в брусе или доске выбирается угловой паз, пропил или опорный брус. Если верхняя часть балки соединяется с противоположным ригелем, то для обеспечения надежной опоры требуется балка, перпендикулярная горизонту.
Как правило, при строительстве стропил опорные поверхности, выбранные на брусе, должны быть строго горизонтальными и вертикальными. При малейшем нарушении горизонтали по отношению к вертикали устойчивость теряется, и части конструкции смещаются под собственным весом и действием нагрузки до полного разрушения системы.
Следует отметить, что задача балок — обеспечить небольшое движение и поворот при превышении нагрузки. Эти движения необходимы для того, чтобы конструкция слегка изгибалась и смещалась, но не разрушалась и оставалась устойчивой.
Эти тонкости необходимо знать и мастеру, решившему заняться строительством и монтажом балок своими руками, и владельцу строящегося дома, не желающему расплачиваться за неаккуратные усилия бригады строителей. Рассмотрим распространенные варианты, чтобы проиллюстрировать суть процесса.
Возьмем пример возведения стропильной конструкции над бревенчатым домом. Проем между стенами небольшой, проще и логичнее закрыть его подвесным потолком, уложенным по лесенке потолочных балок — коврами.
Сооружение каркаса крыши по висячей технологии
Деревянный каркас практически идеально подходит для установки подвесной системы, так как его проще соорудить горизонтально, избавляя от необходимости строить балки в случае нарушения геометрии ворса. Сетка из черной сетки не является необходимой. Однако балки следует переместить вверх, чтобы обойти верхнюю часть рамы и сформировать полезное пространство крыши.
Перед установкой балок поэтапно подготовьте деревянный дом. Выровняйте накладки с обеих сторон свай с помощью бечевки, прикрепленной к гвоздям, вбитым в две крайние балки. Зачистите накладки так, чтобы край каждой балки заканчивался ровной горизонтальной площадкой.
Установите балки с металлическими уголками:
Видео об установке стропильных ног
Так вы сделаете балки с углублениями для стенового гвоздя:
Постройка балочного каркаса для крыши гаража:
Мы перечислили и описали здесь лишь некоторые из методов строительства балок. На самом деле существует гораздо больше методов строительства и монтажа. Однако основные варианты могут дать вам отличное понимание того, как правильно строить балки и стропильные фермы для крыши и как обрабатывать их напильником перед установкой.
