С помощью данной инструкции вы научитесь делать расчет соединения стропил и узлов крепления своими руками. Мы объясним, что такое не семеричное соединение, как удлинить стропила, усилить хребет и ендову. Данный метод универсален, и научившись его делать, вы сможете комбинировать и делать множество других узлов кровли. Здесь мы предоставили расчет, объясним, какое должно быть соединение стропил между собой и как изготовить узел с помощью шпилек. Для того чтобы научится делать данные соединения мы приведем способы соединения стропил, а их есть 2. 1й — мы за вас уже все подсчитали и данные привели в таблице. 2й это самостоятельный подсчет с помощью формул, для расчетов вам понадобится:

Вам будет интересно узнать о:

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.

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.

Деревянные стропильные ноги изготавливаются из бруса или доски, сечение которых зависит от расчетной нагрузки на конструкцию. При необходимости выполняется сращивание стропил с целью увеличить длину элемента.

Расчет длины и сечения стропил, подготовка материала

В частном строительстве для возведения стропильной системы традиционно используется пиломатериал. Металлические или железобетонные конструкции встречаются значительно реже. Разработка проекта каркаса крыши подразумевает выполнение целого ряда расчетов, которые позволяют подобрать оптимальные параметры для каждого элемента стропильной системы. Стропила в процессе эксплуатации крыши принимают на себя основную внешнюю нагрузку, и к прочности данного элемента предъявляются повышенные требования.

Чтобы вычислить требуемую длину стропильной ноги, необходимо определиться с углом наклона кровли и рассчитать высоту крыши, исходя из ширины дома. Наслонные или висячие стропила при небольших размерах дома могут выполняться из цельного бруса или доски. Если длина имеющегося пиломатериала недостаточна, требуется выполнить сращивание, чтобы стропильная нога соответствовала заданным размерам.

Длина стропила зависит от размера пролета между коньком и верхней частью стены дома. Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от расчетной нагрузки и расстояния между ними. Усредненные значения приведены в таблице. Если в качестве кровельного покрытия предполагается использовать керамическую черепицу либо асбоцементный шифер, каркас крыши желательно возводить из пиломатериала увеличенного сечения.

Выбирая материал для изготовления стропил, предпочтение рекомендуется отдать древесине хвойных пород . Она легко обрабатывается, хорошо противостоит гниению, имеет необходимую прочность. Подготовленные к монтажу стропилины и другие элементы каркаса крыши следует пропитать огнебиозащитным составом.

При необходимости выполнить сращивание стропил по длине, важно выбрать оптимальную технологию, которая позволит обеспечить расчетную прочность конструкции. На видео представлены основные способы сращивания стропильных ног по длине.

Конструктивные особенности сращивания стропил

Увеличение длины стропильных ног производится за счет соединения коротких элементов из доски или бруса. Узел стыковки (практически при любом методе наращивания) представляет собой пластичный шарнир. Но стропилина должна иметь необходимую жесткость по всей длине, поэтому стык должен располагаться в том месте, где практически отсутствует изгибающий момент. С этой целью стык (пластичный шарнир) должен располагаться на определенном расстоянии от опоры, которое составляет 15% от длины пролета, перекрываемого стропилом .

Следует учитывать, что расстояние от мауэрлата до промежуточной стропильной опоры отличается от расстояния между этой же опорой и коньком. Это требует использования равнопрочной схемы – необходимо обеспечить одинаковую прочность по всей длине, создание равного прогиба не требуется.

Особые требования к прочности предъявляются к накосным (диагональным) стропилам вальмовых и полувальмовых крыш . Они превышают по длине стропила боковых скатов и служат опорой для нарожников – укороченных стропильных ног.

Сращивание стропил, при необходимости увеличить их длину, выполняется по следующим технологиям :

• соединение досок встык;
• метод «косой прируб»;

Использования такого инструмента, как стусло, дает возможность отрезать концы досок строго под заданным углом, обеспечивая необходимую плотность стыков.

Соединение встык

Метод соединения встык дает возможность нарастить стропильную ногу, используя специальную накладку. Чтобы правильно выполнить соединение, требуется стыкуемые концы досок или бруса отрезать строго под углом 90°. Это позволит предотвратить образования прогиба под нагрузкой в месте стыка торцов стыкуемых стропил.

Срезанные торцы соединяются и закрепляются посредством металлического крепежа либо используются накладки из обрезков доски, устанавливаемые с обеих сторон соединения. Каждая накладка должна быть прибита гвоздями, расположенными в шахматном порядке.

Метод «косого прируба»

Если соединение встык более всего подходит для сращивания стропильных досок, метод косого прируба идеально подходит для увеличения стропильной ноги из бруса большого сечения. Данная технология получила свое название из-за принципа подрезки элементов. Соприкасающиеся концы досок необходимо подрезать под определенным углом.

Элементы, выполненные из бруса, плотно стыкуются полученными плоскостями. В месте соединения требуется выполнить сквозное вертикальное отверстие под шпильку или болт. Важно, чтобы диаметр отверстия точно соответствовал диаметру крепежного элемента (12 или 14 мм) или был меньше на 1 мм. В этом случае крепление плотно сидит в древесине и отсутствует люфт, который может создать нагрузку на изгиб.

При установке шпилек или ботов необходимо использовать широкие металлические шайбы, чтобы крепеж со временем не повредил древесину.

Соединение внахлест

Срастить стропильные доски можно внахлест – это дает возможность создать жесткое соединение. Данный способ удлинения достаточно прост: две доски укладываются друг на друга с нахлестом, длина которого должна составлять не менее одного метра. Соединение досок выполняется при помощи гвоздей – крепежные элементы устанавливаются в шахматном порядке.

Крепление элементов внахлест – наиболее простой способ стыковки наращивания стропильных ног. В этом случае не требуется соблюдать точность подрезки элементов. Вместо гвоздей в качестве крепежа могут применяться шпильки с шайбами и гайками.

Спаренные и составные стропила из досок

В качестве удлиненных стропильных ног используются конструкции, выполненные из досок – спаренные и составные.

Спаренные выполняются из двух или более досок, соединенных широкими сторонами, которые сшиваются друг с другом с помощью гвоздей, расположенных в шахматном порядке. Чтобы увеличить длину стропильной ноги, соединенные попарно доски стыкуются внахлест и встык с другой спаренной системой. Это дает возможность создать равнопрочную конструкцию, способную выдержать высокие нагрузки. Удлиненные стропильные ноги из спаренных досок практически не уступают стропилам из цельного бруса и могут применяться для создания накосных стропил для вальмовых и полувальмовых крыш.

При удлинении стропильной ноги важно, чтобы сплачиваемые доски располагались со сдвигом не менее, чем на метр. Соединения должны располагаться в шахматном порядке, чтобы каждый стык был закрыт цельной доской.

Составное стропило изготавливается из трех досок. Основой конструкции являются две доски, имеющие одинаковую длину. Между ними укладывается третья доска, по ширине соответствующая основным. Ее длина должна обеспечить необходимую длину стропильной доски. Свободный промежуток между двумя основными досками заполняется обрезками доски, ширина которых соответствует доске-вкладышу. Вся конструкция прошивается гвоздями. Дополнительная доска должна заходить между основными не менее чем на метр по длине. Она закрепляется гвоздями, расположенными в шахматном порядке.

Деревянные стропильные ноги изготавливаются из бруса или доски, сечение которых зависит от расчетной нагрузки на конструкцию. При необходимости выполняется сращивание стропил с целью увеличить длину элемента.

Расчет длины и сечения стропил, подготовка материала

В частном строительстве для возведения стропильной системы традиционно используется пиломатериал. Металлические или железобетонные конструкции встречаются значительно реже. Разработка проекта каркаса крыши подразумевает выполнение целого ряда расчетов, которые позволяют подобрать оптимальные параметры для каждого элемента стропильной системы. Стропила в процессе эксплуатации крыши принимают на себя основную внешнюю нагрузку, и к прочности данного элемента предъявляются повышенные требования.

Чтобы вычислить требуемую длину стропильной ноги, необходимо определиться с углом наклона кровли и рассчитать высоту крыши, исходя из ширины дома. Наслонные или висячие стропила при небольших размерах дома могут выполняться из цельного бруса или доски. Если длина имеющегося пиломатериала недостаточна, требуется выполнить сращивание, чтобы стропильная нога соответствовала заданным размерам.

Длина стропила зависит от размера пролета между коньком и верхней частью стены дома. Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от расчетной нагрузки и расстояния между ними. Усредненные значения приведены в таблице. Если в качестве кровельного покрытия предполагается использовать керамическую черепицу либо асбоцементный шифер, каркас крыши желательно возводить из пиломатериала увеличенного сечения.

Выбирая материал для изготовления стропил, предпочтение рекомендуется отдать древесине хвойных пород . Она легко обрабатывается, хорошо противостоит гниению, имеет необходимую прочность. Подготовленные к монтажу стропилины и другие элементы каркаса крыши следует пропитать огнебиозащитным составом.

При необходимости выполнить сращивание стропил по длине, важно выбрать оптимальную технологию, которая позволит обеспечить расчетную прочность конструкции. На видео представлены основные способы сращивания стропильных ног по длине.

Конструктивные особенности сращивания стропил

Увеличение длины стропильных ног производится за счет соединения коротких элементов из доски или бруса. Узел стыковки (практически при любом методе наращивания) представляет собой пластичный шарнир. Но стропилина должна иметь необходимую жесткость по всей длине, поэтому стык должен располагаться в том месте, где практически отсутствует изгибающий момент. С этой целью стык (пластичный шарнир) должен располагаться на определенном расстоянии от опоры, которое составляет 15% от длины пролета, перекрываемого стропилом .

Следует учитывать, что расстояние от мауэрлата до промежуточной стропильной опоры отличается от расстояния между этой же опорой и коньком. Это требует использования равнопрочной схемы – необходимо обеспечить одинаковую прочность по всей длине, создание равного прогиба не требуется.

Особые требования к прочности предъявляются к накосным (диагональным) стропилам вальмовых и полувальмовых крыш . Они превышают по длине стропила боковых скатов и служат опорой для нарожников – укороченных стропильных ног.

Сращивание стропил, при необходимости увеличить их длину, выполняется по следующим технологиям :

• соединение досок встык;
• метод «косой прируб»;
• соединение внахлест.

Использования такого инструмента, как стусло, дает возможность отрезать концы досок строго под заданным углом, обеспечивая необходимую плотность стыков.

Соединение встык

Метод соединения встык дает возможность нарастить стропильную ногу, используя специальную накладку. Чтобы правильно выполнить соединение, требуется стыкуемые концы досок или бруса отрезать строго под углом 90°. Это позволит предотвратить образования прогиба под нагрузкой в месте стыка торцов стыкуемых стропил.

Срезанные торцы соединяются и закрепляются посредством металлического крепежа либо используются накладки из обрезков доски, устанавливаемые с обеих сторон соединения. Каждая накладка должна быть прибита гвоздями, расположенными в шахматном порядке.

Метод «косого прируба»

Если соединение встык более всего подходит для сращивания стропильных досок, метод косого прируба идеально подходит для увеличения стропильной ноги из бруса большого сечения. Данная технология получила свое название из-за принципа подрезки элементов. Соприкасающиеся концы досок необходимо подрезать под определенным углом.

Элементы, выполненные из бруса, плотно стыкуются полученными плоскостями. В месте соединения требуется выполнить сквозное вертикальное отверстие под шпильку или болт. Важно, чтобы диаметр отверстия точно соответствовал диаметру крепежного элемента (12 или 14 мм) или был меньше на 1 мм. В этом случае крепление плотно сидит в древесине и отсутствует люфт, который может создать нагрузку на изгиб.

При установке шпилек или ботов необходимо использовать широкие металлические шайбы, чтобы крепеж со временем не повредил древесину.

Соединение внахлест

Срастить стропильные доски можно внахлест – это дает возможность создать жесткое соединение. Данный способ удлинения достаточно прост: две доски укладываются друг на друга с нахлестом, длина которого должна составлять не менее одного метра. Соединение досок выполняется при помощи гвоздей – крепежные элементы устанавливаются в шахматном порядке.

Крепление элементов внахлест – наиболее простой способ стыковки наращивания стропильных ног. В этом случае не требуется соблюдать точность подрезки элементов. Вместо гвоздей в качестве крепежа могут применяться шпильки с шайбами и гайками.

Спаренные и составные стропила из досок

В качестве удлиненных стропильных ног используются конструкции, выполненные из досок – спаренные и составные.

Спаренные выполняются из двух или более досок, соединенных широкими сторонами, которые сшиваются друг с другом с помощью гвоздей, расположенных в шахматном порядке. Чтобы увеличить длину стропильной ноги, соединенные попарно доски стыкуются внахлест и встык с другой спаренной системой. Это дает возможность создать равнопрочную конструкцию, способную выдержать высокие нагрузки. Удлиненные стропильные ноги из спаренных досок практически не уступают стропилам из цельного бруса и могут применяться для создания накосных стропил для вальмовых и полувальмовых крыш.

При удлинении стропильной ноги важно, чтобы сплачиваемые доски располагались со сдвигом не менее, чем на метр. Соединения должны располагаться в шахматном порядке, чтобы каждый стык был закрыт цельной доской.

Составное стропило изготавливается из трех досок. Основой конструкции являются две доски, имеющие одинаковую длину. Между ними укладывается третья доска, по ширине соответствующая основным. Ее длина должна обеспечить необходимую длину стропильной доски. Свободный промежуток между двумя основными досками заполняется обрезками доски, ширина которых соответствует доске-вкладышу. Вся конструкция прошивается гвоздями. Дополнительная доска должна заходить между основными не менее чем на метр по длине. Она закрепляется гвоздями, расположенными в шахматном порядке.

Надежность составных стропил существенно уступает спаренным конструкциям. Составные системы могут с успехом использоваться для возведения скатных кровель, но их нельзя применять в качестве накосных стропил вальмовых крыш.

Чтобы правильно выполнить монтаж удлиненных балок, необходимо учитывать место расположения стыков нарощенной конструкции. Они должны располагаться недалеко от опоры, что в минимальной степени подвергаться нагрузкам на изгиб. Наращивание стропил – экономически выгодный шаг, так как позволяет применять унифицированные материалы для создания конструкций необходимой длины .

Сращивание стропил по длине, как нарастить правильно стропила, видео

Правила наращивания стропил

Конструкторы-проектировщики, составляя проект дома, обязательно проводят расчеты предполагаемых нагрузок на стропильную систему и определяют, какое сечение и длина стропил необходимы для данной кровли.

Удлинение стропил производится врубкой с последующей фиксацией скобами, гвоздями, болтами и т.д.

Часто требуются стропила нестандартных размеров, например, для конструкции вальмовой крыши нужны диагональные стропила 9 метров – это намного длиннее, чем стандартные размеры. И дело совсем не в том, что деревья не растут свыше 6 м, как подшучивают бывалые монтажники стропильных систем. Можно постараться и достать готовые стропила нужного размера, но это будет стоить очень дорого (изготовление, доставка), что совсем нецелесообразно. Поэтому кровельщики используют разные способы удлинения стропильной ноги. Как нарастить стропила самостоятельно? Наращивание стропил – дело ответственное. Неправильно выполненные узлы соединения нарушат всю стропильную конструкцию.

Сечение стропила напрямую зависит от его длины. Если путем сращивания увеличивается длина, то и ширина должна быть тоже большего размера. Необходимо добиться правильного соотношения всех размерных параметров, только тогда можно гарантировать надежность стропильной конструкции.

Соединение встык или лобовой упор

Чтобы в дальнейшем избежать критического прогиба в месте соединения, нужно следовать простому правилу: делать стыковочный срез брусьев строго под углом в 90º. Плотное и точное прилегание стропил в лобовом упоре создает предпосылки прочного узла соединения. Останется закрепить его деревянными накладками сечением 50 мм с гвоздевым боем или шпильками, расположенными с одной или двух сторон от стыка, – это зависит от нужной мощности конструкции.

Способы соединения стропил.

Скрепляющие элементы вбиваются с расстановкой в шахматном порядке. Такое их распределение не случайно – создается дополнительное укрепление. Длина деревянной накладки (не менее 50 см) рассчитывается по необходимому количеству гвоздей. Количество скрепляющих элементов определяется фактором удерживания поперечной силы, направленной на срез шпилек или гвоздей (рассчитывается несущая способность каждого гвоздя).

Накладки из доски можно заменить новомодными гвоздевыми (зубчатыми) пластинами из 3-миллиметровой стали. Зубья металлического крепежа надежно соединят стропила. При использовании металлических элементов в стропильной системе не стоит забывать, что металл быстро поддается коррозии, из-за чего прогнивает вся деревянная конструкция. Легко можно избежать негативных последствий, если балки и стропила в местах соприкосновения с металлом обработать битумной мастикой, а саму сталь покрасить антикоррозийной краской. Можно защитить дерево от контакта с металлом по старинке – использовать кусочки рубероида как прокладочный материал.

При сборке крыши и ее стропильной системы современные кровельщики используют не только деревянные, но и металлические элементы. Из деревянных крепежных деталей наиболее распространенными являются:

• накладки для формирования деревянного шипа;
• бруски;
• пластины;
• треугольники;
• нагели.

Металлические крепежные элементы:

• шпильки, болты, гвозди;
• стальные уголки;
• шинки, ригели, хомуты, скобы;
• ползунки (устройство для стропил);
• гвоздевые или зубчатые пластины;
• перфорированные пластины.

Стропильное соединение внахлест

Виды сращивания и наращивание стропил.

Когда наращивают стропила, в месте соединения неизбежно получается пластичный шарнир. Крайне сложно сделать стык, жесткий на изгиб. Чтобы все-таки добиться наибольшей жесткости конструкции, пластичные шарниры располагают в местах, где изгибающий фактор стремится к нулевой отметке. Соединительные узлы должны опираться на продольную ось стропила.

Пластичный шарнир располагают на определенном расстоянии от опоры – 0,15L. За L берется длина пролета, над которым находится стыковочное соединение. При сращивании стропил используют равнопрочную схему – это обусловлено разным расстоянием от конькового прогона до промежуточной опорной балки и от опорной балки до мауэрлата. Ведь очень важно обеспечить прочность всей длины стропильной ноги.

При наращивании стропильных ног внахлест деревянные элементы заходят друг на друга. Нахлест должен быть не менее одного метра. Вся площадь соприкосновения двух деревянных плоскостей прибивается гвоздями с расстановкой в шахматном порядке. Вместо гвоздей можно использовать шпильки, затянутые с двух сторон гайками. Этот метод сращивания не требует точности срезов торцовых частей стропил.

Стропильное соединение косым прирубом

Способы сращивания деревянных элементов: 1 - вполдерева; 2 - косым прирубом; 3 - прямым накладным замком.

Метод сращивания косым прирубом вполдерева чаще всего выполняется, когда стропила изготавливаются из бруса. Некоторые трудности в таком соединении – сделать ровный распил под углом 45º. Чтобы добиться качественной стыковки, следует пилить два стропила одновременно. Если после распила все же возник зазор или неровность на срезах, эти недостатки можно устранить рубанком или углошлифовальной машинкой (в народе – болгарка) и наждачной шкуркой. Когда брусья плотно состыкуются (без просветов) в ровное и красивое соединение, их стягивают двумя болтами 14 мм или шпильками. Если сращивание косым прирубом выполняется на изгиб и используются стропила сечением 100х200 мм, то к вышеописанному соединению прибавляют две деревянные накладки с гвоздевым боем.

Сращивание стропил из досок

Стропильная система из досок имеет не меньшую прочность, чем из более тяжелого пиломатериала. Доски, соединенные особым способом, в некоторых случаях имеют преимущества перед тяжелым брусом или жердями, как по экономическим соображениям, так и по универсальности. Чаще всего доски используют в стропильной системе для крыши с холодным чердаком, когда не нужно делать утепление кровли.

Составные дощатые стропила

Способы наращивания деревянных элементов: 1 - впритык с потайным шипом и сквозным гребнем; 2 - вполдерева на болтах; 3 - впритык с накладками на болтах; 4, 5 - вполдерева с креплением полосовой сталью и хомутами; 6 - косым прирубом на хомутах.

Уникальность такой сборки заключается в конструктивной простоте, в экономии пиломатериала и надежности. При сборке дощатых стропил все соединения делают на гвоздях. В верхнюю часть стропильной системы, где не ожидается больших нагрузок, можно установить стропила в одну доску, а нижнюю часть сделать составной. Такая система сборки позволяет значительно сэкономить материал, подобрать оптимальный размер сечений и легко разрешить конструктивный вопрос соединительных узлов стропил как между собой, так и со схватывающим ригелем.

Составные стропила собирают из двух досок одинаковой длины. Между досками, установленными на ребро, вставляют вкладыши (стропильные обрезки) таким образом, чтобы просвет между ними был не больше семи высот сплачиваемых стропил. В этом случае прогиб между вкладышами полностью исключается, а стропило будет работать как цельное. Вкладыши делают произвольной длины, но не менее 2 высот сплачиваемых стропил. Составные части пробивают гвоздями.

Первый вкладыш помещают в начале стропила, чтобы получилась толщина стропильной ноги из 3 досок. Другой конец (верхний) стропила можно сделать в одну доску. Эта доска будет вставляться промеж боковых досок, как вкладыш, и укладываться на коньковый прогон. Составные дощатые стропилины нельзя применять в качестве наслонных (диагональных) стропил.

Стропила, спаренные в две или три доски

Спаренные стропила составляются из нескольких досок, сложенных вместе широкой стороной. Необходимое количество досок – две или три – определяется из требуемого сечения стропил. Хорошо подогнанные доски (без зазоров) пробивают гвоздями в шахматном порядке по всей длине.

Удлиняют спаренные стропила, применяя одновременно такие приемы наращивания, как лобовой стык и внахлест (через один). При этом шарнирные соединения будут располагаться в разбежку (шахматный порядок), а каждый их стык надежно защищен цельной доской. Расстояние между состыковками соседних досок не должно быть меньше одного метра. Только при выполнении этого условия можно гарантировать надежность конструкции.

Такой метод наращивания позволяет получить любую длину, какой бы она ни была. Дощатые брусья, изготовленные этим способом, применяют в возведении диагональных (наслонных) стропил.

Немного о скрепляющих элементах

Для пущей надежности стыковочные узлы дополнительно укрепляют болтами, металлическими уголками, пластинами, скобами. Размеры крепежа определяются, исходя из толщины стропила. Стальные детали с уже имеющимися отверстиями крепят шурупами или саморезами, при покупке которых не стоит экономить. Лучше купить качественные (заводские) изделия гарантированной прочности, так как перекаленные дешевые саморезы легко лопаются уже при ввинчивании. Стоит помнить, что гвозди имеют пластичность. Если гвоздь гнется и растягивается, то саморез при давлении сразу ломается. Сегодня большим спросом пользуются ершеные гвозди.

Для болтов в деталях соединения высверливаются отверстия. Размер сверла выбирается на 1 мм меньше болтового сечения.

Какой способ наращивания стропил выбрать, зависит от нагрузок и деформации, которую будет испытывать конкретная стропильная конструкция. Например, косой стык вполдерева применяют для соединений на сжатие, но не на растягивание и изгиб.

Как нарастить стропила самостоятельно?

Как выполнить сращивание стропил по длине: разбор вариантов и технологических правил

Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги. Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.

Специфика удлинения стропильных ног

Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.

К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.

Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.

Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точки пересечения кривой с продольной осью стропилины, в которых изгибающий момент приближается к нулевым значениям.

Учтем, что при строительстве стропильного каркаса требуется обеспечить равную по всей протяженности элемента сопротивляемость изгибу, а не одинаковые возможности прогибаться. Поэтому места сопряжения устраивают рядом с опорами.

В качестве опоры принимается как установленная в пролет промежуточная стойка, так и непосредственно мауэрлат или шпренгельная ферма. Коньковый прогон можно также оценивать, как возможную опору, но участки состыковки стропильных ног лучше располагать ниже по скату, т.е. там, где на систему возлагается минимальная нагрузка.

Варианты сращивания стропилин

Кроме точного определения места для сопряжения двух частей элемента системы нужно знать, как правильно удлиняются стропила. Способ формирования соединения зависит от выбранного для строительства пиломатериала:

• Брусья или бревно. Наращиваются косым прирубом, сформированным в зоне соединения. Для усиления и для предотвращения поворота прирубленные под углом края обоих частей стропилины скрепляются болтом.
• Сшитые попарно доски. Сращиваются с расположением линий состыковки вразбежку. Соединение двух наложенных друг на дружку частей производится гвоздями.
• Одинарная доска. В приоритете сращивание лобовым упором – путем состыковки торцованных частей стропильной ноги с наложением одной или пары деревянных или металлических накладок. Реже из-за недостаточной толщины материала используется косой прируб с креплением металлическими хомутами или традиционным гвоздевым боем.

Рассмотрим детально указанные методы, чтобы углубленно разобраться в процессе наращивания длины стропил.

Вариант 1: Метод косого прируба

Способ предполагает формирование двух наклонных врубок или запилов, устроенных со стороны сопряжения частей стропильной ноги. Подлежащие состыковке плоскости врубок должны безукоризненно совмещаться без малейших зазоров, независимо от их размеров. В зоне соединения должна быть исключена вероятность деформации.

Запрещено заполнение щелей и неплотностей клиньями из древесины, фанерными или металлическими пластинами. Подогнать и скорректировать огрехи не получится. Лучше заранее точно вымерить и вычертить линии врубок, согласно следующим стандартам:

• Глубина определяется формулой 0,15 × h, где h обозначает высоту бруса. Это величина участка, перпендикулярного продольной оси бруса.
• Интервал, в пределах которого расположены наклонные участки врубки, определяется формулой 2 × h.

Место для размещения участка состыковки находят по действующей для всех типов стропильных каркасов формуле 0,15 × L, в которой величина L отображает размер перекрываемого стропилом пролета. Расстояние откладывается от центра опоры.

Детали из бруса при выполнении косого прируба дополнительно крепятся проходящим через центр соединения болтом. Отверстие для его установки высверливается заранее, Ø его равен Ø стержня крепежа. Чтобы древесина в месте установки крепления не сминалась, под гайки укладываются широкие металлические шайбы.

Если с применением косого прируба соединяют доску, то дополнительная фиксация производится с применением хомутов или гвоздей.

Вариант 2: Сплачивание досок

В случае использования технологии сплачивания центр соединяемого участка располагается прямо над опорой. Линии состыковки торцованных досок располагаются с обеих сторон от центра опоры на расчетном расстоянии, равном 0,21 × L, где L обозначает длину перекрываемого пролета. Фиксацию проводят гвоздями, устанавливаемыми в шахматном порядке.

Люфт и зазоры также недопустимы, но их проще избежать, проведя аккуратную торцовку доски. Этот способ гораздо проще предыдущего метода в исполнении, но чтобы попусту не расходовать метизы и не ослаблять лишними отверстиями древесину, следует с точностью рассчитать число точек устанавливаемого крепежа.

Гвозди с сечением ножки до 6 мм устанавливаются без предварительного высверливания соответствующих отверстий. Под крепеж размером больше указанного сверлить нужно, чтобы при соединении не расколоть вдоль волокон доску. Исключением являются метизы с крестообразным сечением, которые независимо от размера в деревянные детали можно просто забивать.

Для обеспечения достаточной прочности в зоне сплачивания нужно соблюдать следующие условия:

• Крепеж ставят через каждые 50 см вдоль обоих краев сращиваемых досок.
• Вдоль торцевых соединений гвозди ставят с шагом 15 × d, где d это диаметр гвоздя.
• Для сплачивания доски в месте сопряжения подходят гладкие круглые, винтовые и резьбовые гвозди. Однако резьбовые и винтовые варианты в приоритете, потому что у них прочность на выдергивание значительно выше.

Отметим, что соединение стропилин сплачиванием приемлемо в случае устройства элемента из двух сшитых досок. В результате оба стыка перекрываются цельным участком пиломатериала. К плюсам способа отнесем внушительную для частного строительства величину перекрываемого пролета. Подобным образом можно наращивать стропильные ноги, если расстояние от вершины до нижней опоры достигает 6,5 м.

Вариант 3: Лобовой упор

Способ лобового наращивания стропил заключается в торцевой состыковке соединяемых частей стропильной ноги с фиксацией участка гвоздями, нагелями или болтами через установленные по обеим боковым плоскостям накладки.

Для исключения люфта и деформации наращенной стропильной ноги необходимо придерживаться следующих правил:

• Подлежащие состыковки края доски должны быть безупречно отторцованы. Зазоры любого размера по линии соединения необходимо исключить.
• Длина накладок определяется формулой l = 3 × h, т.е. они обязаны быть не меньше, чем три ширины доски. Обычно длину вычисляют и подбирают, исходя из числа гвоздей, формула дана для выяснения минимальной длины.
• Накладки выполняются из материала, толщина которого не менее 1/3 аналогичного размера основной доски.

Гвозди в накладки забивают в два параллельных ряда с шахматным «разбросом» крепежных точек. Чтобы тонкую по отношению к основному пиломатериалу накладку не повредить, количество точек крепления рассчитывается с ориентиром на сопротивление гвоздей поперечной силе, действующей на ножки метиз.

Когда стык частей стропилины расположен прямо над опорой, в расчетах гвоздевого боя для фиксации накладок нет необходимости. Правда, в этом случае состыкованная нога станет работать как две отдельные балки и на прогиб, и на сжатие, т.е. по нормальной схеме придется рассчитывать несущую способность для каждой из составляющих частей.

Если в качестве крепежа используются стальные стержневые болты или стержни без резьбы, нагели, при состыковке толстой доски или бруса, то угроза деформации будет полностью исключена. По сути, даже на некоторые зазоры в состыковке торцов можно не обращать внимания, хотя подобных огрехов все же лучше избегать.

При применении шурупов или винтов предварительно высверливают отверстия под их установку, Ø отверстий на 2- 3 мм меньше аналогичного размера ножки крепежа.

При производстве лобовых соединений стропилин необходимо четко соблюдать расчетный шаг установки, численность и диаметр крепежных элементов. При сокращении расстояний между точками фиксации может произойти расщепление древесины. Если отверстия под крепеж будут больше положенных размеров, стропилина деформируется, а если меньше – расколются пиломатериалы в период установки крепежа.

Удлинение составными стропилинами

Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.

Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.

Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:

• Устройство наслонной системы по двум боковым прогонам, которые служат опорой для расположения участка состыковки основной доски с присоединяемыми элементами.
• Установка диагональной стропилины, определяющей наклонное ребро вальмовых и полувальмовых конструкций.
• Строительство ломаных крыш. В качестве опоры под соединение используется обвязка нижнего яруса стропилин.

Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.

Сращивание стропил по длине: методы наращивания, удлинения и соединения 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,

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*h2/6. 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*h3/12. 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.