Комментариев:

В малоэтажном строительстве, где пролеты между несущими стенами небольшие, установка балок перекрытия — рациональное решение. Здесь нет смысла монтировать тяжелое железобетонное сборное или монолитное перекрытие. Реконструкция или ремонт здания часто подразумевает замену перекрытий. Тут также без балок не обойтись. Но какие класть конструкции, чтобы построить безопасное перекрытие и не потратить лишние деньги? Рассмотрим все по порядку.

Схема заделки перекрытия в наружную стену: 1 – стена, 2 – подкладка, 3 – заделываемый конец балки, 4 – плита перекрытия.

Виды балок перекрытия

1. Железобетонные.
2. Металлические.
3. Деревянные.

Железобетонные балки перекрывают большие пролеты, но устанавливают их только с применением тяжелой грузоподъемной техники. Металлические конструкции практически не имеют ограничений по ширине пролета, но их недостаток — подверженность коррозии и высокая теплопроводность и звукопроводность. Деревянные балки перекрытия лишены этих недостатков, поэтому и получили широкое применение.

Вернуться к оглавлению

Преимущества деревянных балок перекрытия

1. Малый вес конструкций. Его легко выдерживают стены и фундамент, а при монтаже можно обойтись без грузоподъемных механизмов.
2. Простота монтажа. Работа посильна для людей без высокой строительной квалификации.
3. Высокие теплоизоляционные свойства.
4. Хорошая надежность, прочность и долговечность.
5. Меньшая стоимость по сравнению с конструкциями из других материалов.

Для изготовления брусьев можно применять древесину как хвойных, так и лиственных пород дерева. Но особое внимание надо обратить на качество древесины:

Вернуться к оглавлению

Подбор сечения бруса

Балки применяют прямоугольного или квадратного сечения. У прямоугольного бруса широкая сторона должна располагаться вертикально. Это повышает жесткость конструкции и уменьшает прогиб перекрытия. Наиболее распространенные сечения: 100×100 мм, 100×250 мм, 150×150 мм, 150х250 мм.

Исходя из проектного расчета, могут использоваться и другие сечения. Чтобы правильно подобрать сечение балки, надо рассчитать нагрузку на ее погонный метр. Она будет состоять из веса самого бруса, элементов конструкции перекрытия, мебели и предметов верхнего этажа, а также веса людей. Нагрузки надо округлять в большую сторону, создавая определенный запас прочности конструкции.

Вернуться к оглавлению

Монтаж балок перекрытия

Деревянные изделия используют для пролетов до 5 м при междуэтажном перекрытии и до 6 м при перекрытии чердачном. Концы должны опираться только на несущие стены. Шаг балок принимают в пределах 0,6 — 1 м. В прямоугольном помещении конструкции укладывают параллельно короткой стене, если длинные стены несущие.

Начинают монтаж перекрытия с установки 2 балок у противоположных стен. Их располагают на расстоянии более 5 см от края стены. Расположение изделий в одной горизонтальной плоскости проверяют водным уровнем. Натягивают между крайними брусьями маячный шнур и, ориентируясь по нему, укладывают остальные изделия на равномерном расстоянии друг от друга, но не больше расчетного.

Для регулировки балок по высоте ее конец можно подтесать, если надо опустить вниз, или подложить цельный кусок древесины при необходимости поднятия вверх. Подкладывать щепки нельзя, поскольку при усыхании древесины они могут сместиться и выпасть. Чтобы конструкции не двигались, их можно временно закрепить до обустройства настила. Пространство между концами на стене закладывают кирпичом или блоками.

Торец балки междуэтажного перекрытия не должен доходить до наружного края стены 20-30 см.

Это позволит положить изделие в сухой зоне, не проходя «точку росы», где образовывается конденсат, пагубно действующий на древесину. Для защиты концы брусьев закрывают рубероидом или обрабатывают специальным защитным раствором. Но в случае установки балок чердачного перекрытия их концы могут быть выпущены за пределы наружных стен и служить основанием карниза крыши.

При строительстве деревянного дома из брусьев балки перекрытия могут крепиться к стенам с помощью специальных упорных кронштейнов, не нарушая целостности стены. Если сквозь перекрытие проходит труба печного или каминного отопления, то в целях пожарной безопасности расстояние от трубы до балки должно быть не менее 40 см.

Крепление стропил к балкам перекрытия обычно требуется при возведении легких мансардных крыш. Выбор оптимального варианта монтажа и соблюдение технологии позволит гарантировать надежность узлов крепления.

Особенности стропильной системы

Проектируя конструкцию крыши, требуется выбрать наиболее подходящий вариант стропильной системы. Это могут быть висячие или наслонные стропила. Фермы висячего типа обычно применяются для обустройства легкой крыши большой площади. Опорой для висячих стропил служат стены сооружения. Системы с наслонными стропилами – более сложные и основательные конструкции, в которых стропильные ноги имеют дополнительные точки опоры.

При строительстве кровли стропильная система обычно опирается на мауэрлат – деревянные конструкции, смонтированные на продольных стенах или по периметру здания. Такой вариант крепления применяется при возведении крыши на кирпичных или блочных домах. Если по верху стен выполнена монолитная бетонная балка, либо стены выполнены из бруса или бревна, крыша может опираться не на мауэрлат, а на горизонтальные балки, перекрывающие коробку здания в поперечном направлении.

Кровельный каркас с опорой на балки – это наиболее простой вариант строительства легкой мансардной крыши. При проектировании важно правильно рассчитать толщину балок и стропильных ног с учетом нагрузок на кровельную систему. В процессе монтажа необходимо правильно выполнить опирание стропил на балки перекрытия.

Крыша с опорой стропил на балки перекрытия без мауэрлата может монтироваться при условии, что стены здания в состоянии выдерживать высокие точечные нагрузки.

Когда используется стропильная система с опорой на балки перекрытия?

Если опорой висячих стропил служат балки перекрытия, уложенные непосредственно на стену, то такая система создает серьезные точечные нагрузки на строительные конструкции. Обычно такой подход практикуется при строительстве деревянных домов, так как горизонтально расположенные бревна или брус, из которых выполнены стены, способствуют равномерному распределению нагрузок.

Для кирпичных стен нераспределенное давление является разрушительным – в местах расположения балок перекрытия край стены начинает крошиться. Чтобы рассредоточить давление, на гребень стены следует уложить мауэрлат, выполненный из толстого бруса (рекомендуется сечение 150×150 мм). Если выбран вариант кровли, где предусматривается крепление стропил к балкам перекрытия, то балки укладываются поверх мауэрлата и надежно крепятся к нему . В этом случае под тяжестью кровли стены не разрушаются, так как мауэрлат выполняет функцию разгрузочного элемента стен. Чтобы максимально обезопасить кирпичные или блочные стены от разрушения под высокими нагрузками, в их верхней части предварительно выполняется бетонный армированный пояс.

Принципы расчета балок и стропил

На этапе подготовки к строительству выполняется расчет стропил и балок перекрытия. При проектировании кровельного каркаса следует учитывать климатические особенности региона, в первую очередь – характерные снеговые и ветровые нагрузки. На основании табличных данный и требований СНиПа относительно допустимых величин прогиба, выполняется расчет сечений элементов стропильной системы – балок кровли, стропил, деталей ферм. В том числе требуется выполнить конструкционные вычисления для определения шага укладки балок. Расстояние между балками определяет шаг установки стропил.

Горизонтальные балки укладываются на стены или мауэрлат перпендикулярно длине здания. При проектировании следует учитывать, что балки с обеих сторон должны не менее чем на 40 см выходить за плоскость стены. Чтобы обеспечить необходимую точность, в первую очередь монтируются крайние балки, а затем их концы попарно соединяются натянутыми шнурами, относительно которых укладываются остальные балки. Ближе к концам в балках выполняются специальные пазы для надежного крепления стропил.

Принципы крепления стропил к балкам

Существуют различные способы крепления стропил к балкам перекрытия. Важно исключить соскальзывание стропила с опоры. Для этого применяются соединения с пазами и шипами, вырубаемыми в обоих элементах, либо используется металлический крепеж.

Болтовое соединение подразумевает использование комплекта, состоящего из болта, гайки и шайбы. На выступающем конце балки перекрытия с тыльной стороны делается треугольный вырез таким образом, чтобы его гипотенуза располагалась под углом, соответствующим углу наклона стропила. Под тем же углом запиливается нижняя часть стропильной ноги. Установив стропило срезом на балку, его следует зафиксировать гвоздями, а затем перпендикулярно плоскости стропильной ноги высверлить сквозное отверстие для болта таким образом, чтобы его можно было пропустить снизу через вырез, выполненный в балке. На болт надевается шайба и узел фиксируется гайкой.

Соединение со сквозными отверстиями ослабляет деревянные элементы, поэтому чаще применяются соединения с зубом, упором, шипом.

Рассматривая варианты, как крепить стропила к балкам, следует отметить, что конфигурация крепления зависит от угла наклона скатов кровли. Для крыш с крутыми скатами, испытывающими пониженную снеговую нагрузку, достаточно применять крепления с одинарным зубом. Двойной зуб используется при монтаже крыш с углом наклона скатов менее 35 градусов . Данный вид крепления дает возможность не только увеличить площадь опоры, но и добиться высокой прочности узла.

Врубка с использованием метода одинарного зуба чаще всего выполняется с дополнительным вырезом шипа, препятствующего боковым сдвигам стропила под нагрузками. В этом случае под шип следует предусмотреть соответствующее гнездо в балке. Чтобы не ослабить балку, глубина гнезда должна составлять 1/3-1/4 от толщины балки . Вырез выполняется не менее чем за 25 см от края балки перекрытия, чтобы избежать сколов.

Двойной зуб обычно дополняется двумя шипами, упором с шипом или без него, замочным соединением. Чаще всего у обоих зубов глубина врезки одинакова, но при необходимости применяется и врезка на разную глубину. К примеру, дополненный шипом первый зуб врубается на треть толщины опорной балки, а второй – на половину.

Сами по себе пазы не могут удержать стропильные ноги, находящиеся под нагрузкой. Помимо врубки соединительный узел укрепляют металлическим крепежом. Для неподвижных соединений гвозди вбиваются под углом. Могут использоваться металлические накладки, хомутовые соединения. Соединение стропила с балкой (при любой технологии его выполнения) дополнительно следует зафиксировать кованой проволокой, которая закрепляется на анкере, вмонтированном в стену.

Соединение стропил с балкой будет надежным, если :

• применяется качественный крепеж (металлические элементы из прочного материала с антикоррозийной обработкой);
• аккуратно выполняются запилы и врубки (использование вкладышей и прокладок снижают прочность узла, со временем они могу вылететь или деформироваться);
• запилы и врубки выполняются по шаблонам;
• применяется специальный стропильный крепеж.

Монтаж стропил на сруб

Установка стропил на сруб имеет свои особенности, та как строения, выполненные из дерева, меняют свои геометрические размеры в процессе усадки, а также при изменении влажности воздуха.

Последний венец сруба следует проверить на горизонтальность, чтобы стропила легли правильно и равномерно передавали нагрузки на конструкцию. Затем размечаются места установки стропил. Если фронтоны сооружения выполнены из бруса или бревен и на них опирается коньковая балка, то технология монтажа стропил отличается от стандартного жесткого крепежа с использованием врубок с шипом и металлических уголков.

Фронтоны из бревна или бруса в процессе усадки сруба изменяют свои размеры, уменьшившись на 10-15 сантиметров по высоте. Таким образом, жесткое крепление стропильных ног к стенам и коньковому прогону приведет к деформации стропильных ног, и, как результат, во всей кровле, либо во фронтонах при усадке образуются щели. Чтобы избежать таких последствий, при монтаже стропил применяются специальные скользящие крепления .

Определяя, как установить стропила на сруб необходимо учитывать, что в данном случае соединения стропильных ног в коньковой части выполняются подвижными – должна иметься возможность менять угол при усадке фронтонов. Для этого стропильные ноги крепятся внахлест с болтовым соединением, либо с применением специальных монтажных пластин из металла (в этом случае - встык с обязательным зазором).

Нижняя часть стропильной ноги может крепиться в паз, выполненный в верхнем венце стены. При этом стропило устанавливается со свесом, величина которого определяется при проектировании. При необходимости стропильная нога устанавливается нижним ребром на бревно без паза. Также используется вариант, когда местом крепления стропильной ноги является горизонтальный брус перекрытия.

При возведении крыши возникает необходимость надежного крепления стропил к основанию для передачи возникающих снеговых и ветровых нагрузок. В противном случае может произойти деформация, требующая новых затрат на ремонт.

Как правило, при строительстве легкой крыши для загородных построек (баня, дом, и т.д.) выбирают конструкцию с наслонными или висячими стропилами.

Давайте посмотрим, как правильно крепить стропила к балкам, чтобы конструкция служила в течение долгих лет, надежно укрывая постройку от снега, дождя и порывов ветра.

Как могут крепиться стропила

Прежде, чем приступать к строительству крыши , следует сделать тщательный расчет, учитывающий:

• собственный вес конструкций стропильной системы;
• вес кровли;
• снеговую нагрузку;
• ветровую нагрузку.

В конструкцию стропильной системы входят:

• стропила;
• прогоны;
• стяжки;
• подстропильные ноги.

Вся конструкция при этом может опираться на мауэрлат, представляющий собой брус, уложенный сверху по периметру стен и надежно к ним закрепленный, или на деревянные балки перекрытия.

Оба эти способа имеют свои особенности. Главным же отличием является распределение нагрузки. В случае с креплением к брусу верхней обвязки (мауэрлату) нагрузки равномерно распределяются по периметру стен. А в случае крепления к балкам без устройства мауэрлата, нагрузки сосредоточены в точках их приложения.

Устройство стропильной системы без мауэрлата с креплением к балкам перекрытия часто встречается при возведении срубов. Но такой способ совсем не подойдет для кирпичных стен. При опирании стропил на балки, перекрывающие коробку здания, кирпичная кладка может начать со временем разрушаться в местах приложения нагрузок.

При индивидуальном загородном строительстве сегодня чаще всего используют следующие способы крепления стропил к стенам:

• крепление к верхнему венцу сруба без мауэрлата;
• устройство верхней обвязки и крепление к ней стропильной системы при строительстве каркасных зданий;
• крепление стропил к балкам перекрытия;
• крепление к мауэрлату.

Для надежной фиксации стропил используют различные детали, такие как нагели, треугольники, бруски, крепежные пластины, накладки, затяжки, и т.д.

При возведении деревянного каркаса стропильной крыши используются металлические элементы – хомуты, болты, гвозди, шпильки, уголки.

Металлические уголки выпускаются для крепления стропил с запилом и без запила. Отличаются они разной толщиной металла и разным количеством отверстий для саморезов/болтов.

Также выпускаются усиленные уголки, имеющие ребро жесткости в области сгиба. Основные крепежные элементы показаны ниже (для увеличения, нажмите на изображение):

Соединение стропил с мауэрлатом

Если проектом был выбран способ строительства крыши с мауэрлатом, стропильные ноги крепятся непосредственно к нему несколькими разными способами.

Крепление может быть жестким или скользящим. В случае жесткого крепления возможно возникновение опасных распирающих нагрузок при увеличении влажности воздуха и набухании древесины стропильного каркаса.

При скользящем креплении этого удается избежать за счет устройства специальных скользящих опор. Но такое крепление можно использовать только при устройстве наслонных стропил, имеющих разгрузку не только на наружные стены, но и на промежуточные опоры.

Жесткие крепления встречаются чаще и могут быть выполнены различными способами. Как может выполняться такое крепление показано на рисунке ниже:

Все висячие стропила крепятся жестко, так как у них всего две точки опоры.

Стропила при этом могут крепиться как с выполнением специального выреза, так и без него.

Выполняя выемку, следует помнить, что ее размер не должен превышать ¼-1/3 части толщины конструктивного элемента, в котором она выполняется, чтобы не произошло его ослабление.

Врубка с двойным зубом может быть выполнена следующими способами: упор без шипа, два шипа, упор, дополненный шипом.

Видео установки стропил представлено ниже:

Соединение с усиливающей подкладкой

В некоторых случаях используют соединение с помощью усиливающей подкладки. Подкладка представляет собой брусок, укладываемый поверх мауэрлата в местах крепления стропил и надежно закрепляющийся к нему.

При этом в стропильной ноге делается выпил по форме подкладки для надежного соединения с ней.

Стропила при соединении с использованием подкладки могут крепиться с помощью натянутой стальной проволоки, закрепленной к стальному костылю, вбитому в стену.

Также нередко крепление стропил к мауэрлату осуществляется с помощью стальных скоб.

Усиление стропильной системы показано в следующем видео:

Как соединить стропила на коньке крыши

На сегодняшний день при возведении стропильных крыш чаще всего используют два основных способа соединения стропил в верхней (коньковой) части крыши. Это соединение встык и крепление к коньковому прогону.

Соединение стропил встык выполняется путем обрезания верхней части стропил под углом и соединения с противолежащей стропильной ногой непосредственно упирая одно стропило в другое. Для выполнения такого соединения удобно использовать шаблон, чтобы соблюсти величину угла при опиливании. Также можно распил производить при монтаже стропил, соединив два стропила в верхней части и сделав пропил сразу по двум брускам.

Для надежного скрепления при таком способе соединения используют различные деревянные и металлические накладки, монтируемые на гвозди, шурупы или саморезы.

Прогон при этом опирается на стойки, устанавливающиеся на лежень, который укладывается с верхней стороны чердачного перекрытия.

Подбор сечения стропил в зависимости от шага и длины

Чтобы подобрать сечение брусков, из которых предполагается возведение стропильной крыши, можно воспользоваться следующей таблицей:

От того, в каких климатических зонах находится ваш личный дом и из каких видов строительных материалов он сооружен, должна выбираться форма всей крыши, варианты и . Это считается главной частью системы, которая держит всю кровлю.

Перекрытие кровли – это сложный процесс, который осуществляется по особым правилам. К примеру, крепление стропил к балкам перекрытия производится несколькими разными способами:

• с использованием специальной обвязки;
• при помощи прикрепления стропил к венцу стен из бревен;
• с использованием мауэрлата;
• с применением затяжки и особых подстропильных брусков;
• через доски перекрытия.

Крепление стропил к балкам

Установка всех элементов осуществляется по особым правилам. Начнем с того, что выделяется 2 вида закрепляемых брусьев:

1. Висячие (подвесные) элементы применяют при создании жилых домов, имеющих крышу достаточно немалых габаритов.
2. Наслонные брусья и доски используются, если сооружается дом небольшой площади.

К балкам перекрытия – сложный процесс, который требует особого внимания. Висячие брусья обычно имеют только одну точку опоры – это стена дома. Вследствие этого возникает горизонтально-распорное давление во всей стропильной системе.

Рисунок 1. Схема соединения стропил зубом и шипом.

Для того чтобы его снизить, применяют брус либо доски. Это так называемые затяжки. Они соединяют ноги каждых встречных стропил перекрытия вместе. Таким образом сооружается безраспорный треугольник, прилегающий к стене дома. Бывает, что затяжки заменяются брусьями перекрытий установленных перпендикулярно относительно стен.

Такое жесткое прикрепление стропил к балкам нередко используют при строительстве мансард. Важно заметить, что такое крепление лучше использовать, если вы уверены, что стены у возводимого вами дома достаточно крепкие и выдержат всю точечную силу тяжести от стропильных брусьев.

При подсоединении деревянных стропил для облегченных крыш, как правило, подбираются брусья перекрытия, имеющие сечение шириной всего 5х15 см. Для устройства свеса крыши подходящий брус должен иметь определенную длину, чтобы оба ее конца выходили за стены на 550 мм.

Также за стену дома выносится и само стропильное бревно. Он должно быть прикреплено к краю самой балки перекрытия.

Закрепление элементов

Прикрепление стропил к балкам – это один из важных процессов при возведении крыши. Чтобы предотвратить возможное скольжение элементов конструкции по кровельной доске, стропильная доска должна быть надежно закреплена с помощью таких вариантов крепежной установки:

1. Зуб вместе со специальным упором и шипом.
2. Зуб со специальным упором в конце балки.

В зависимости от того, под каким углом располагаются стропила, они присоединяются либо 2-мя, либо 1-м зубом к балкам перекрытия. Такая конструкция позволяет распределить давление от конкретных досок на всю систему.

Вариант 1: врубка единичным зубом

Рисунок 2. Схема соединения стропил двойным зубом, болтом и хомутом.

Крепление стропил и балочных брусьев при помощи единичного зуба применяется, если крыша строения имеет крутую форму. Другими словами, если угол между досочными элементами и балкой 35° и более. Для надежного сцепления элементов крыши в самом стропиле выполняется зуб с шипом.

В ответной части создается специальный упор, имеющий выемку под шип, которая обычно углублена на 1/4-1/3 от общей толщины ответной доски. Вырезать глубже не стоит, чтобы не ослабить саму балку (рис. 1).

Вырубка гнезд к балкам перекрытия осуществляется обычно на 250 мм от крайней стороны свисающего элемента. Единичный зуб может быть сделан вместе с шипом.

Вариант 2: врубка с использованием двойного зуба

Если же крыша возводимого дома имеет достаточно пологую форму (менее 35°), то крепление стропил производится по-другому. Они укрепляются с помощью врубки 2-мя зубьями. Это необходимо для увеличения опорной площади стропильной доски на каждую балку. Соединение можно сделать несколькими способами:

1. Замок с вырезанным двойным шипом.
2. С помощью соединения 2-мя шипами.
3. Использованием упора с шипом или без шипа.

Врезки в балочные доски обычно создают на одну и ту же глубину. Но если необходимо их установить на разную глубину, стоит взять во внимание несложное правило. 2-ой зуб выполняют на половину толщины вашей балки, а 1-ый – на 1/3 толщины (рис. 2).

Перекрытие можно сконструировать и по-другому. Существует еще более сложный вариант крепления – соединение в конце специальной затяжки. Тогда зуб-упор делается в ноге стропил таким способом, чтобы первая плоскость зуба находилась в конце досочной балки.

Другая плоскость должна упираться в созданный в брусе запил, который изготавливается обычно на 1/3 толщины всей вашей балки. Мастера советуют сооружать зуб-упор как можно подальше от ее края.

Кстати, для обустройства всей вашей системы, при установке балок могут быть использованы металлические либо деревянные крепежные элементы. Обычно используют такие деревянные детали, как:

• косынки;
• бруски;
• вставки для изготовления шипа;
• нагели и пластины.

Крепление стропил выполняется с использованием металлических элементов, из которых при создании системы можно выделить:

• уголки;
• «салазки» и «ползунки» для крепления;
• МЗП – зубчатые пластины;
• ленты перфорированные;
• пластины гвоздевые и закладные.

Перекрытие кровли должно быть достаточно прочным.

Чтобы придать всей конструкции и вашему брусу большую надежность, стропила и балки присоединяют хомутами и болтами, а затем закрепляют петлями из проволоки или железными лентами.

Весь этот узел укрепляется на стене строящегося дома на крайнем болте либо на специально вмурованном костыле.

Материалы для стропил:

1. Доски.
2. Брусья.
3. Балки.
4. Шайбы, болты, гвозди, гайки,
5. Хомуты.
6. Проволока.

Инструменты для стропил.

1. Молоток.
2. Пила.
3. Топор.
4. Дрель.

Так обеспечивается наиболее прочное крепление стропил. Это позволит вашей конструкции простоять не один десяток лет.