Коньковый брус нужен или нет. Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов. Установка конькового бруса

Строительство дома от фундамента до макушки - удивительное событие! Особенно, если какую-то часть работ вы делаете своими руками, живете и дышите будущим гнездом. И вы знаете, что какая бы усталость не накопилась к финишным работам, все равно все нужно делать грамотно и основательно. Особенно, когда дело касается крыши, где любые ошибки чреваты дорогостоящими неприятными ремонтами. А потому, чтобы «зонт» вашего дома мечты служил исправно, правильно выполняйте все конструктивные узлы, особенно сращивание стропил в районе конька - это самая верхняя точка! А мы поможем вам разобраться с видами соединений и важными технологичными нюансами.

Полезная видео-инструкция:

Итак, для начала немного разберемся с понятиями.

Так, прогон – это дополнительная балка, которая ставится параллельно коньку крыши и мауэрлату. Говоря простым языком, этот тот же мауэрлат, только поднятый по уровню. И в итоге конек должен располагаться на определенном расстоянии от прогона – смотря какой угол крыши был выбран.

Конек – это горизонтальный элемент крыши, который соединяет в верхней точке оба ската крыши.

А главная задача соединительных элементов в коньке – создание надежной жесткости и прочности всей конструкции крыши. О чем сейчас и будет идти речь.

Виды сращивания стропил в коньке

Всего есть три способа, как это сделать:

Способ №1. Внахлест

Этот способ отличается от всех предыдущих тем, что здесь стропила соединяются боковыми плоскостями и стягиваются шпилькой или болтом. Достаточно популярная технология на сегодняшний день.

Если дом деревянный, тогда в качестве опора для этого способа подойдет верхнее бревно или брус, а вот на блоки придется положить мауэрлат.

Самое популярное такое крепление - сращивание стропил вполдерева:

Внахлест стропила в коньке чаще всего соединяются при помощи гвоздей. Обычно это крыши беседки, навесов, бани и гаража – здесь нет особых требований к прочности стропильной системы.

Способ №2. Соединение встык

Для этого вам нужно:

Обрезать под углом край стропила так, чтобы этот угол был равен углу ската крыши.
Сделать упор стропила.
Применить крепежный элемент.

Намного легче делать подобные обрезки по шаблону – просто изготовьте его заранее. Так все плоскости будут прилегать друг друга плотно.

Если вы скрепляете стропила гвоздями, берите их не менее двух. Каждый из гвоздей забивайте в верхнюю полость стропил под углом так, чтобы гвоздь шел в срез второго стыкуемого стропила. Дополнительно укрепите сращивание стропил в коньке металлической пластиной либо деревянной накладкой.

Или частично встык:

Суть этой конструкции в том, что кромки двух стропил подогнаны настолько точно, что равномерно распределяют друг с другом возложенную на них нагрузку. Но одним гвоздем это соединение будет мало закрепить – нужны еще металлические или деревянные насадки. Возьмите доску толщиной 30 мм, закрепите ее с одной (лучше двух) сторон узла и прибейте.

Способ №3. Соединение на брус

В это способе мы будем крепить стропила прямо на коньковый брус. Эта конструкция хороша тем, что брусу можно обеспечить центральные подпорки, а каждое стропило можно крепить по отдельности и в удобное время. Такой способ незаменим, если нет времени изготавливать шаблон

Соединение на коньковый брус рекомендовано в тех случаях, если крыша получится достаточно широкой – шире, чем 4,5 метра. Эта конструкция достаточно надежна, но порой требует установки под собой дополнительных опор, из-за чего функциональность чердака снижается в разы. Ведь посреди помещения теперь балки! Для небольших чердачных крыш это, конечно, не беда, а вот в мансарде придется обыгрывать как элемент интерьера. Зато никакого шаблона для этой конструкции не нужно, и небольшие расхождения не страшны.

Вариация:

Можно, конечно, использовать металлическую фиксирующую пластину – но это только соединение, но никак не затяжка. Суть затяжки как раз в том, что она располагается ниже и берет на себя часть нагрузки.

Это – комбинированное сращивание стропил, т.к. выполняется он встык, точно так же, как при упоре на мауэрлат.

Чем сращивать? Выбор крепежных элементов

Стропильные ноги формируют контур крыши и передают точечную нагрузку от крыши на мауэрлат, а мауэрлат в свою очередь равномерно распределяет ее на несущие стены.

Издавна для крепления стропил использовались такие элементы:

Накладки.
Бруски.
Деревянные штыри.
Клинья.
Нагели.
Металлические скобы.

А вот современный рынок предлагает более функциональные крепления, которые позволяют сращивать стропила в области конька намного проще и надежнее. Под любым углом получается нужная жесткость и прочность. Это:

Гвоздевые и перфорированные пластины.
Саморезы.
Болты и шурупы.
И многое другое.

Но выбор того или иного крепежного элемента зависит больше не от того, сколько он стоит и насколько окажется прочным, а от того, какова нагрузка на конкретный коньковый узел и что его него требуется.

Итак, вот как, например, сращивают стропила в коньке саморезами:

А вот так гвоздевыми и перфорированными пластинами:

Но для того, чтобы эти пластины применить, вам придется поработать с прессом:

А теперь - от простого к сложному.

Сращивание стропил в коньке двускатной крыши

При опирании на коньковый прогон двускатной крыши стропильные ноги могут как упираться друг в друга своими скошенными торцами, так и быть вразбежку.

Если стропила упираются торцами друг в друга, иными словами – встык, тогда их концы нужно соединить накладками на гвоздях или болтах.
Если же концы стропильных ног в коньковом узле находятся вразбежку, тогда их соединяют угловыми скобами и болтами.
Если стропильные ноги опираются сразу на два прогона, тогда концы ног опирают еще друг на друга. Возникает, естественно, определенный распор, напряжение которого снимают при помощи горизонтальных ригелей.
Если прогон отсутствует вовсе, тогда стык стропильных ног в коньковом узле выполняют упором скошенных торцов ног друг в друга. Дополнительно закреплять такие стыки нужно парными накладками, которые прибивают к ногам гвоздями или соединяют болтами.
Чтобы закрепить стропильную ногу с ригелем, стык выполняют при помощи деревянных накладок – боковых. Их прибивают прямо к ригелю гвоздями либо крепят болтами – все зависит от поперечных сечений используемых материалов. Далее под ригель ставят уже колодку – для восприятия поперечных усилий.
А вот стропильные ноги из бревен с ригелем уже крепятся без накладок. Только в конце самого ригеля делают выемку в ½ от сечения шпренгеля. Чтобы система в итоге оказалась устойчивой, в поперечном направлении стропильные ноги усиливаются подкосами и ригелями-затяжками. Особенно, если речь идет о ширине пролета между наружными несущими стенами от 8 метров.
Если в местности сильные ветра – не редкость, кровельный конек крайне важно защитить от возможного смещения. А для этой цели концы стропильных наслонных ног дополнительно соединяют с коньковым прогоном угловыми скобами. Плюс обязательно закрепляют проволокой стропильные ноги и кладку дома.
Если вы сращиваете в коньке стропильную систему из бревен, круглого леса, тогда рассчитывайте, что она получится достаточно тяжелой.

Заметим, что при значительных нагрузках на стропильную систему врезку в стропильной ноге вообще не рекомендуют делать – только применять промежуточные косынки.

Вот более подробная информация:

Если стропильные схеме находятся под наклоном, внешние нагрузки передаются опорами (мауэрлату, прогонам, стойкам, подкосам и лежням), при этом в самих стрежнях возникают силы напряжения сжатия и изгиба. И чем более крутая крыша ската, т.е. чем более вертикально идет наклон стержней, изгиб уже идет меньше, а вот горизонтальные нагрузки, наоборот, только увеличиваются.

Проще говоря, чем круче крыша, тем более прочными должны быть все горизонтальные конструкции, а чем скат более полог – тем прочнее должны быть уже вертикальные конструкции стропильной системы.

Сращивание стропил в коньке вальмовой крыши

Сращивание стропил у вальмовой крыши происходит совсем по другому сценарию, чем у двускатной. Так, здесь уже есть новые элементы – накосные стропила, которые нужно ставить по определенной технологии. А к коньковому брусу эти детали нужно крепить методом врубки с дополнительной фиксацией верхними стяжками и ригелями. Еще своих сложностей придает то, что у вальмовой крыши наклонные скаты содержат в себе мансардные окна и вентиляционные отверстия, которые нередко располагаются прямо под коньком.

Если в вальмовой крыше – всего один прогон, его диагональную стропильную ногу опирают на консоль прогона. Сами консоли нужно выпустить на 10-15 см за подстропильную раму. Причем сделайте так, чтобы отпилить лишнее, а не наращивать недостающее.

Если же прогонов два, тогда в коньке прямо к стропилам нужно пришить короткую доску, толщиной до 5 см – прибоину. На нее как раз и будем опирать накосные стропила и диагональные стропильные ноги.

А теперь давайте разберемся с внешней ендовой. Стропильные ноги, которые опираются на нее, также называются накосными и диагональными. Причем диагональные стропила длиннее, чем обычные, и на них опираются укороченные стропила со скатов – нарожники. По-другому их еще называют стропильными полуногами. В этом случае накосные стропила уже несут нагрузку, которая в полтора раза больше, чем у обычных стропил.

Такие диагональные стропила сами по себе длиннее обычных досок, а потому делать их следует спаренными. Это сходу решает три задачи:

Удвоенное сечение несет удвоенную нагрузку.
Балка получается длинной и не разрезанной.
Размеры применяемых деталей становятся унифицированными.
Для устройства накосных стропил можно применять те же доски, что и для обычных.

Подытоживая и говоря простым языком, применение досок одной высоты для конькового узла значительноу прощает все конструктивные решения вальмовой крыши.

Идем далее. Для обеспечения многопролетности, под накосные ноги нужно установить одну-две опоры. Ведь накосные стропила по своей сути – это наклонившийся и раздвоившийся коньковый прогон, его некое продолжение. А потому сращивать по длине эти доски нужно так, чтобы все стыки были на расстоянии 15 м от центра опоры. А длину стропильной ноги подбирайте в зависимости от того, какова длина пролетов и какое количество опор.

Технически этот узел выполняется так:

Пару технических моментов:

Если вы делаете опорный узел крепления стропил в коньке вальмовой крыши прямо над мансардным оконном, тогда опирание диагональных стропильных ног должно приходиться на боковые подкосы и ригель.
Если же стропильные ноги вальмовой крышей сращиваются прямо над вентиляционной отдушиной, тогда центрального упора на подкосы делать не нужно.
У вальмовой крыши обязательно убедитесь в том, что стыкуемые поверхности в коньковых узлах примыкаются плотно, почти идеально. А потому куда проще изготавливать нужную конфигурацию всех коньковых элементов еще на земле, и только потом монтировать на крыше каждую стропильную ногу по отдельности.

Вот наглядный мастер-класс:

Сращивание стропил в коньке арочной крыши

У арочной крыши почти те же технологии, что и у двускатной, разве что угол соединения стропил немного другой:

Сращивание стропил в коньке круглой крыши

А вот как выходят из положения при строительстве необычных крыш таких же необычных построек:

Всем привет!
наверняка есть какое то типовое (проверенное) решение для длинного конькового прогона.

Имеется дом из газобетона под двускатную крышу. Расстояние от стены до стены между скатами 8м, между фронтонами 10м. Угол наклона крыши ~41грд, длина стропил ~5.5м высота в коньке почти 5м.

Внутренних стен нет, столбов и подпорок делать не хочется. Задача получить студию.

Вопрос - каким образом и из чего соорудить такой длинный коньковый прогон?

пока из того что нарыл нарисовались три решения:

1). прогон сделать из двутавра 35-40

2) вообще делать без прогона, стропила соединять затяжками на высоте 3м от пола, в плоскости крыши пустить диагональные доски, таким образом связав стропила и исключить продольные перемещения.

3). прогон выполнить ввиде фермы из труб 50-70мм

Наращивание стропил по длине: спаренные и составные стропила

Для домов большого размера нередко при создании каркаса приходится сращивать стропила, поскольку максимальная длина стропил составляет 6 метров. Чем большим является сечение изделия, тем больше и длина. Чтобы добиться оптимального соотношения толщины и длины стропильных ног, прибегают к увеличению толщины стропил путем соединения их с дополнительными элементами (брусом, досками).

Выбор стропил имеет немаловажное значение. Только качественные материалы помогут создать надежную стропильную систему, и крыша прослужит долго. Поэтому перед выбором будет нелишним изучить ГОСТ стропила.

Как увеличить длину стропил

Приступая к строительству крыши, многие интересуются, как удлинить стропила. Для этого между собой обычно соединяют короткие элементы конструкции: стропильные доски. брусья и прочее – это показано на фото. Добиться жесткости на изгиб в местах, где стыкуют стропила, получается редко – обычно там присутствуют пластинчатые шарниры. Для того, чтобы решить данную проблему, стык делают там, где возможности изгиба приближаются к нулю.

При использовании пластинчатого шарнира, расстояние от него до опоры для стропил считают как 15% от длины пролета (шага установки стропил), где и располагают соединение. Поскольку расстояние пролетов между промежуточной опорой и мауэрлатом, коньковой и промежуточной опорами разная, то при стыковке стропил используют равноправную, а не равнопрогибочную схему, которая используется при стыковке прогонов. Что касается того, как стыковать стропила, то важно обеспечить одинаковую прочность, а не создать равный прогиб. А вот в коньковом прогоне главное – обеспечить равный прогиб, чтобы конек крыши оставался на одной высоте.

При сооружении вальмовых крыш задействуют стропила, направленные к внутренним или внешним углам стен. В этом случае стропильные ноги называют накосными стропилами. Они получаются более длинными, чем обычные, и становятся опорой для коротких стропил скатов.

Стропильную систему обычно собирают из различных деревянных элементов, таких как стропила, брус, доски, бревна. Гнутые стропила позволяют построить крышу необычной формы: например, округлой.

Способы, как срастить стропила:

соединением встык;
косым прирубом;
соединение внахлест.

При соединении встык для того, чтобы все было надежно закреплено, у обоих стропил обрезают стыкуемые концы под прямым углом. Чтобы место соединения стропил не подвергалось прогибу, срез торца каждого элемента должен производиться под углом точно в девяносто градусов. Соединяют срезанные концы стропил металлическим крепежным элементом или накладкой из доски и закрепляют. С целью прикрытия стыка стропил с обеих сторон используют накладки из доски, для крепления которых берут металлические гвозди для стропильной системы. Прибивают их в шахматном порядке, через один.

Если используют метод косого прируба, соприкасающиеся концы стропил подрезают под углом в 45 градусов. Затем концы стропил соединяют вместе, и посередине скрепляются болтом, имеющим диаметр 12 или 14 миллиметров.

Что касается того, как нарастить стропила внахлест, то деревянные элементы накладывают друг на друга с нахлестом в метр или больше, точность среза стропил соблюдать не обязательно. Потом, как и в случае соединения стропил встык, гвозди прибивают по всей области соприкосновения сращиваемых элементов в шахматном порядке.

Вместо гвоздей можно использовать также шпильки, закрепляемые с обеих сторон шайбами и гайками. Соединение элементов стропильной системы должно происходить таким образом, чтобы на места стыка приходился минимум нагрузки. Чтобы соединять стропила с мауэрлатом, используют скобы для стропил.

Сопряжение стропил

Сопряжение – это соединение деталей, при котором они полностью или частично входят друг в друга. Стропила соединяют с мауэрлатом или балками путем врезки или с помощью зуба с шипом, создавая узлы.

Верхнюю часть стропильной ноги укладывают на коньковый прогон с частичным или полным соединением с другой стропильной ногой. Простая стропильная система, собранная из досок, оказывается не менее прочной, чем изготовленная с применением деревянного бруса и жердей. Доски наращивают или соединяют в определенном порядке, и в ряде случаев их применение оказывается более выгодным по сравнению с тяжелым брусом, как со стороны универсальности, так и экономии.

Можно привести такие примеры стропильных систем из доски, как конструкция крыши с чердаком, которые можно утеплить и переделать в мансарду. Для увеличения длины ног иногда используют стропила, соединенные при помощи двух досок с просветом. Особенность такой конструкции состоит в том, что в нижней части системы достаточно прикрепить одинарные стропила, а в верхней – спаренные элементы.

Таким способом можно сэкономить на строительном материале, а сборка стропил друг с другом и с ригелем происходит проще. Вкладыши, выполненные из обрезков ног, укладывают между стропилами таким образом, чтобы расстояние между ними составляло не больше семи высот соединенных досок. В таком случае гибкость стропила, спаренного между вкладышами, равна нулю, и оно может работать в качестве цельного элемента. При этом длина вкладышей должна составлять две высоты досок и больше (прочтите также: «Какое расстояние между стропилами, методика вычисления «).

Стропила из досок бывают двух видов: составные и спаренные.

Спаренные стропила

Спаренные стропила слагают не менее чем из двух досок, которые прикладываются друг к другу широкой стороной вплотную, не оставляя зазоров, и прошиваются по всей длине гвоздями в шахматном порядке, через один.

Удлинение стропил из спаренных досок происходит одновременным соединением частей встык и внахлест ко второй стропильной доске, благодаря чему не только увеличивается длина элемента, но и его прочность. При выборе стропил необходимо обращать внимание на то, чтобы расстояние между стыками объединяемых досок соединения были более одного метра и располагались по изделию в шахматном порядке. Шарнирные соединения не должны находиться друг напротив друга, а каждый стык должен быть защищен цельной доской.

Накосные стропила – это самые длинные элементы стропильных систем, и самым лучшим материалом для их создания является спаренная стропильная доска.

Как срастить брус по длине, смотрите на видео:

Составные стропила

Такие элементы как составные стропила никогда не используют в качестве диагональных элементов. Для их создания две доски одинаковой длины укладывают на ребро и соединяют между собой вкладышем (третьей доской). Потом три доски приколачиваются гвоздями в два ряда. Длина вкладыша должна превышать две высоты доски.

Шаг монтажа стропил между вкладышами должен быть менее величины толщины соединяемых досок, умноженной на цифру семь. Первый вкладыш должен находиться в начале стропил – в этом случае стропильная нога будет равна толщине трех досок.

Верхняя часть стропила делается из одной доски, ее, как вкладыш, прикрепляют между боковыми досками гвоздями и монтируют на коньковый брус.

В том, как зарезать стропила, нет ничего сложного. Существует несколько способов увеличить длину стропил. Главное – сделать все правильно, учитывая малейшие нюансы, чтобы крыша получилась прочной и надежной, и стропильная конструкция долгие годы не нуждалась в ремонте.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Демонстрация основных приемов сращивания конструктивных элементов стропильной системы:

Ролик с пошагово изложенным процессом соединения частей стропила:

Видео-пример одного из способов соединения пиломатериалов:

Соблюдение технологических предписаний, согласно которым производится сращивание стропилин по длине, гарантирует беспроблемную работу конструкции. Способы удлинения позволяют снижать расходы на строительство крыш. Следует не забывать о предварительных расчетах и о подготовке к выполнению соединений, чтобы результат усилий стал идеальным.

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.

Источники:

В чердачных крышах необходимость в использовании длинных и тяжелых прогонов отпадает, здесь можно применять более короткие и легкие брусья и доски.

Прогон опирают на стойки. Стойки изготавливают из деревянного бруса, который нижним концом опирают на лежень или деревянную подкладку, а их, в свою очередь, укладывают на кирпичные столбики. В зданиях со сборным железобетонным перекрытием кирпичные столбики являются частью и продолжением внутренней несущей стены, но их можно делать и прямо на железобетонных плитах перекрытия. Лежень можно укладывать и без столбиков, прямо на внутреннюю стену или на перекрытие с горизонтальным выравниванием деревянными подкладками. Низ лежня делают на высоте не более 400 мм от верха перекрытия. Выравнивание верха лежня в горизонт упрощает установку стоек и прогонов. Стойки, отпиленные на одну высоту и установленные на горизонтальный лежень, автоматически дают одинаковую высоту конька крыши. Во всех случаях под лежень: между ним и стеной, между ним и кирпичными столбиками или перекрытием укладывается рулонная гидроизоляция.

Стойки не обязательно размещать прямо под стропилами. Обычно шаг размещения стропил составляет от 60–80 см до 1,2–1,5 м, устанавливать так часто стойки, удерживающие прогон, не имеет смысла, поэтому их обычно делают по длине досок или бруса идущего на изготовление прогона. Простейшая подстропильная конструкция выглядит, как прямоугольная рама, состоящая из верхнего пояса - прогона, нижнего пояса - лежня, вертикального заполнения - стоек и нескольких ветровых связей, которые делают из доски толщиной 40–50 мм. Например, подстропильную конструкцию длиной 9 м можно сделать из двух брусьев длиной по 4,5 м и трех стоек, стыкуя брусья по длине на средней стойке. Либо двух брусьев и одной стойки, если есть возможность опирания концов прогона на стены фронтонов. Такой прогон называется разрезным, его части рассчитываются на изгиб и прогиб как обычные однопролетные балки (рис. 27). Балки прогона стыкуются на опорах косым прирубом с гвоздевым, винтовым или болтовым соединением либо продольным лобовым упором. И то, и другое сопряжение, дает шарнирный вариант соединения балок.

рис. 27. Варианты устройства подстропильных конструкций с разрезными прогонами

Стойки рассчитываются как сжатые элементы по формуле:

σ = Н/F ≤ Rсж, (4)

где σ - внутреннее напряжение, кг/см²; Н - сила сжатия направленная по оси стойки, кг; F - площадь сечения сжатого элемента, для прямоугольной стойки F = b×a, см²; Rсж - расчетное сопротивление древесины сжатию, кг/см² (принимается по таблице СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» или по таблице на страничке сайта);

Увеличение количества стоек уменьшает размер сечения прогона. Стойки, даже если их сечение будет приниматься конструктивно, нужно проверить расчетом на сжатие, и убедиться, что их количество будет достаточным для удержания прогона. При получении в результате расчета слишком малых размеров сечения стоек их сечение принимаются конструктивно, но не менее чем 10×10 см. Такие сечения стоек позволяют принимать их без расчета на гибкость, так как гибкость невысоких стоек практически равна нулю. Если принять меньшее, чем 10×10 см, сечение стоек проходящее по расчету на прочность сжатия, то их нужно проверять еще расчетом на гибкость, описание которого есть в СНиП II-25-80. Иначе тонкая стойка проходящая по сжатию, под нагрузкой просто выгнется и какой нам будет толк от ее достаточной несущей способности? Брусовые стойки расчетного или конструктивного сечения можно заменять на стойки из сбитых между собой досок вплотную либо с установкой между досками деревянных коротышей с просветом не более 7h. Тогда гибкость и прочность составных стоек будет примерно равна аналогичным параметрам стоек из цельного бруса того же сечения.

Разрезные прогоны просты в изготовлении и монтаже, но неэкономичны. Более экономичная конструкция получается, если прогоны сделать консольными, а между ними вставить однопролетные балки (рис. 28). Такой прогон называется консольно-балочным (балка Гербера) и по сути остается все той же разрезной балкой, в которой консольные и однопролетные балки рассчитываются отдельно. Однопролетные прогоны располагают между двумя консольными таким образом, чтобы в месте стыковки изгибающий момент стремился к нулю (там где кривая эпюры моментов пересекает горизонтальную ось прогона). Эти узлы сращивания балок по длине называются пластичными шарнирами. Сращивание прогонов производят косым прирубом и стягиванием болтом диаметром 12–14 мм. Максимальная длина перекрываемых пролетов - 5 м.

рис. 28. Консольно-балочная подстропильная конструкция

Возможны два варианта устройства консольно-балочного прогона. При расстоянии от опоры до стыка 0,15L получается прогон с равными изгибающими моментами во всех пролетах и на всех опорах, то есть прогон получается во всех сечениях равнопрочным. Если ставка делается на жесткость прогона, то его делают равнопрогибным. Пластичные шарниры (стыки балок), в этом случае, располагают на расстоянии от опоры 0,21L. В концевых пролетах однопролетные балки одной стороной опираются на консоль соседнего прогона, а другой на стену фронтона или стойку.

Для того чтобы не нарушать гармонию работы балки, нужно концевые пролеты сделать короче рядовых примерно на 20%, поэтому концевой пролет назначают равным L1 = 0,8L–0,85L. Это утверждение справедливо для реальной длины пролета, то есть размера на «просвет», с учетом глубины опирания прогона на стену или стойку, составляющую не менее 10 см.

Есть и другой способ уменьшения сечения прогонов: устройство неразрезного прогона сплачиванием досок (рис. 29). В неразрезных прогонах из спаренных досок пластичные шарниры располагаются вразбежку, на расстоянии 0,21L от опоры. Прогон получается с равными прогибами, но разными изгибающими моментами. В пластичном шарнире каждый стык двух досок перекрывается цельной доской. Максимальные полеты для неразрезного пролета из досок могут достигать 6,5 м, то есть полной длины доски по государственному стандарту.

рис. 29. Подстропильная конструкция с дощатыми неразрезными прогонами

По длине доски прогона сшиваются гвоздями, располагаемыми в шахматном порядке через 50 см, а в стыке ставятся гвозди по расчету. Расчет гвоздевого соединения пластичного шарнира неразрезного прогона из досок делается по формуле:

n = Mоп/2ХТгв,

где n - требуемое количество гвоздей, шт; Моп - изгибающий момент на опоре, кг×м; Х - расстояние от центра опоры до центра гвоздевого поля; Тгв - несущая способность одного гвоздя в односрезном соединении.

Расчет прогонов любого типа допускается вести как на сосредоточенные силы от давления стропил, так и на равномерно распределенную нагрузку. Обычно применяется расчет на равномерно распределенную нагрузку, как более быстрый и простой. Если на стойках будут устанавливаться прогоны с консольными выносами за стену (по аналогии с рис. 24.2), то длину консолей нужно делать равной 0,21 или 0,15 пролета (0,15L, 0,21L). В противном случае прогон должен быть пересчитан с учетом разгружающего действия консоли. Этот расчет достаточно сложен и должен производиться специалистами.

Сечение лежня принимается конструктивно, чаще всего, такое же как сечение прогона. Например, это может быть брус 10×15 см, если лежень опирается только на кирпичные столбики. Если лежень укладывается на перекрытие либо на стену (все случаи, когда под него можно положить много выравнивающих деревянных подкладок), высота лежня может быть уменьшена до 10 и даже 5 см. Если стропильная система крыши будет делаться без подстропильных ног (подкосов), от лежня можно совсем отказаться, а низы стоек конструктивно связать прибиванием схваток.

Строительство дома от фундамента до макушки – удивительное событие! Особенно, если какую-то часть работ вы делаете своими руками, живете и дышите будущим гнездом. И вы знаете, что какая бы усталость не накопилась к финишным работам, все равно все нужно делать грамотно и основательно. Особенно, когда дело касается крыши, где любые ошибки чреваты дорогостоящими неприятными ремонтами.

А потому, чтобы “зонт” вашего дома мечты служил исправно, правильно выполняйте все конструктивные узлы, особенно сращивание стропил в районе конька – это самая верхняя точка! А мы поможем вам разобраться с видами соединений и важными технологичными нюансами.

Что собой представляет конек крыши?

Итак, для начала немного разберемся с понятиями.

Конек – это горизонтальный элемент крыши, который соединяет в верхней точке оба ската крыши.

Виды сращивания стропил в коньке

Всего есть три способа, как это сделать:

Самое популярное такое крепление – сращивание стропил вполдерева:

Способ №2. Соединение встык

Для этого вам нужно:

Обрезать под углом край стропила так, чтобы этот угол был равен углу ската крыши.
Сделать упор стропила.
Применить крепежный элемент.

Или частично встык:

Способ №3. Соединение на брус

Вариация:

Это – комбинированное сращивание стропил, т.к. выполняется он встык, точно так же, как при упоре на мауэрлат.

Чем сращивать? Выбор крепежных элементов

Издавна для крепления стропил использовались такие элементы:

Накладки.
Бруски.
Деревянные штыри.
Клинья.
Нагели.
Металлические скобы.

Гвоздевые и перфорированные пластины.
Саморезы.
Болты и шурупы.
И многое другое.

Итак, вот как, например, сращивают стропила в коньке саморезами:

А вот так гвоздевыми и перфорированными пластинами:

Но для того, чтобы эти пластины применить, вам придется поработать с прессом:

А теперь – от простого к сложному.

Сращивание стропил в коньке двускатной крыши

Если стропила упираются торцами друг в друга, иными словами – встык, тогда их концы нужно соединить накладками на гвоздях или болтах.
Если же концы стропильных ног в коньковом узле находятся вразбежку, тогда их соединяют угловыми скобами и болтами.
Если стропильные ноги опираются сразу на два прогона, тогда концы ног опирают еще друг на друга. Возникает, естественно, определенный распор, напряжение которого снимают при помощи горизонтальных ригелей.
Если прогон отсутствует вовсе, тогда стык стропильных ног в коньковом узле выполняют упором скошенных торцов ног друг в друга. Дополнительно закреплять такие стыки нужно парными накладками, которые прибивают к ногам гвоздями или соединяют болтами.
Чтобы закрепить стропильную ногу с ригелем, стык выполняют при помощи деревянных накладок – боковых. Их прибивают прямо к ригелю гвоздями либо крепят болтами – все зависит от поперечных сечений используемых материалов. Далее под ригель ставят уже колодку – для восприятия поперечных усилий.
А вот стропильные ноги из бревен с ригелем уже крепятся без накладок. Только в конце самого ригеля делают выемку в ½ от сечения шпренгеля. Чтобы система в итоге оказалась устойчивой, в поперечном направлении стропильные ноги усиливаются подкосами и ригелями-затяжками. Особенно, если речь идет о ширине пролета между наружными несущими стенами от 8 метров.
Если в местности сильные ветра – не редкость, кровельный конек крайне важно защитить от возможного смещения. А для этой цели концы стропильных наслонных ног дополнительно соединяют с коньковым прогоном угловыми скобами. Плюс обязательно закрепляют проволокой стропильные ноги и кладку дома.
Если вы сращиваете в коньке стропильную систему из бревен, круглого леса, тогда рассчитывайте, что она получится достаточно тяжелой.

Вот более подробная информация:

Удвоенное сечение несет удвоенную нагрузку.
Балка получается длинной и не разрезанной.
Размеры применяемых деталей становятся унифицированными.
Для устройства накосных стропил можно применять те же доски, что и для обычных.

Технически этот узел выполняется так:

Пару технических моментов:

Если вы делаете опорный узел крепления стропил в коньке вальмовой крыши прямо над мансардным оконном, тогда опирание диагональных стропильных ног должно приходиться на боковые подкосы и ригель.
Если же стропильные ноги вальмовой крышей сращиваются прямо над вентиляционной отдушиной, тогда центрального упора на подкосы делать не нужно.
У вальмовой крыши обязательно убедитесь в том, что стыкуемые поверхности в коньковых узлах примыкаются плотно, почти идеально. А потому куда проще изготавливать нужную конфигурацию всех коньковых элементов еще на земле, и только потом монтировать на крыше каждую стропильную ногу по отдельности.

Вот наглядный мастер-класс:

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.

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

Обязательное условие установки наслонных стропил - обеспечение их верхней части опорой. В односкатных крышах этот вопрос решается просто: стены строятся разной высоты, на них укладываются мауэрлатные балки, на которые в свою очередь настилаются стропила. В двухскатной крыше можно поступить, также: выстроить внутреннюю стену на требуемую высоту и уложить на нее мауэрлат. Затем на низкие внешние и высокую внутреннюю стены разложить стропила. Однако это решение ограничивает варианты планировок чердачного помещения, которое все чаще используют как мансарду. Да и для обычных чердачных крыш, этот вариант не выгоден, т.к. требует значительных финансовых затрат на возведение высокой внутренней капитальной стены. Поэтому на чердаке внутреннюю стену заменяют горизонтальной балкой установленной на подпорках или опертой на противостоящие друг другу фронтоны стен. Горизонтальную балку, уложенную на крыше, называют прогоном.

Само название: прогон, говорит о том, что эта балка «прокинута» от стены до стены, хотя на самом деле, например, в вальмовых крышах он может быть короче. Самое простое конструкторское решение по установке конькового прогона, это уложить мощную балку на фронтоны стен без каких-либо дополнительных подпорок (рис 24.1).

Рис. 24.1. Пример установки конькового прогона, без дополнительных опор, на стены мансарды

При этом для расчета сечений прогонов нагрузка, действующая на них должна собираться с половины горизонтальной проекции площади крыши.

В зданиях с большими размерами прогоны получаются длинными и тяжелыми, скорее всего, их придется монтировать подъемным краном. Для изготовления прогона найти ровный брус из цельного дерева длиной более 6 м довольно проблематично, поэтому для этих целей лучше использовать клееную балку или бревно. В любом случае, концы прогонов, замуровываемые в стены фронтонов, нужно обработать антисептиками и завернуть в рулонный гидроизоляционный материал. Торцы цельнодеревянных балок скашивают под углом примерно 60° и оставляют открытыми, в нише они не должны упираться в материал стены (рис. 25). Скашивание конца балки увеличивает площадь торца и благоприятствует лучшему влагообмену всей балки. Если прогон проходит сквозь стену, то в месте опирания на стену, его тоже обматывают гидроизоляционным материалом. Балки пропускают сквозь стены из архитектурных соображений затем, чтобы обеспечить свес кровли над фронтонами, хотя его можно достичь и выносом за стену обрешетки. Прогоны, пропущенные через стену образуют разгружающие консоли. Нагрузка давящая на консоли старается выгнуть прогон вверх, а нагрузка действующая на пролете - вниз. Таким образом, общий прогиб прогона в середине пролета становится меньше (рис. 24.2).

рис. 24.2. Прогон с консолями

Если использовать в качестве прогона бревно, то его не обязательно отесывать на два канта, достаточно подтесать в месте опирания стропил и в месте опирания прогона на стены. Длинные прогоны нецелесообразно делать цельнодеревянными, проходящие по расчету на прочность и прогиб они, тем не менее, могут прогнуться под собственным весом. Их лучше заменять строительными фермами.

Сечение прогона подбирается по расчету по первому и второму предельному состоянию - на разрушение и на прогиб. Балка, работающая на изгиб должна отвечать следующим условиям.

1. Внутреннее напряжение, возникающее в ней при изгибе от приложения внешней нагрузки, не должно превышать расчетного сопротивления древесины на изгиб:

σ = М/W ≤ R изг, (1)

где σ - внутреннее напряжение, кг/см²; М - максимальный изгибающий момент, кг×м (кг×100см); W - момент сопротивления сечения стропильной ноги изгибу W = bh²/6, см³; R изг - расчетное сопротивление древесины изгибу, кг/см² (принимается по таблице СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» или по таблице на страничке сайта);

2. Величина прогиба балки не должна превышать нормируемого прогиба:

f = 5qL⁴/384EI ≤ f нор, (2)

где Е - модуль упругости древесины, для ели и сосны он составляет 100 000 кг/см²; I - момент инерции (мера инертности тела при изгибе), для прямоугольного сечения равный bh³/12 (b и h - ширина и высота сечения балки), см⁴; f нор - нормируемый прогиб деревянных стропил и прогонов составляет L/200 (1/200 длины проверяемого пролета балки L), см, брусков обрешетки и консольных балок - L/150, несущих элементов ендов - L/400.

Сначала просчитываются изгибающие моменты М (кг×см). Если на расчетной схеме изображено несколько моментов, то просчитываются все и выбирается наибольший. Далее путем несложных математических преобразований формулы (1), которые мы опускаем, получаем, что размеры сечения балки можно найти, задавшись одним из его параметров. Например, произвольно задавая толщину бруса, из которого будет изготовлена балка, находим ее высоту по формуле (3):

h = √6W/b , (3)

где b (см) - ширина сечения балки; W (см³) - момент сопротивления балки изгибу, вычисляется по формуле: W = M/R изг (где М (кг×см) - максимальный изгибающий момент, а R изг - сопротивление древесины изгибу, для ели и сосны R изг = 130 кг/см²).

Можно и наоборот, произвольно задать высоту бруса и найти его ширину:

b = 6W/h²

После этого балку с вычисленными параметрами ширины и высоты по формуле (2) проверяют на прогиб. Здесь необходимо заострить ваше внимание: по несущей способности стропило рассчитывается по наибольшему напряжению, то есть по максимальному моменту изгиба, а на прогиб проверяется сечение, которое находится на наиболее длинном пролете, то есть на участке, где самое большое расстояние между опорами. Прогиб для всех: одно-, двух- и трехпролетных балок проще всего проверить по формуле (2) то есть, как для однопролетных балок. Для двух- и трехпролетных неразрезных балок такая проверка на прогиб покажет немного неверный результат (чуть больший, чем будет на самом деле), но это только увеличит запас прочности балки. Для более точного расчета нужно использовать формулы прогиба для соответствующей расчетной схемы. Например, такая формула указана на рисунке 25. Но еще раз повторим, что лучше внести в расчет некоторый запас прочности и считать прогиб по простой формуле (2) на расстоянии L равном самому большому пролету между опорами, чем найти формулу соответствующую расчетной схеме загружения. И еще на что нужно обратить внимание, по старому СНиПу 2.01.07-85 оба расчета (на несущую способность и на прогиб) велись на одну и ту же нагрузку. В новом же СНиПе 2.01.07-85 говорится, что снеговую нагрузку для расчета на прогиб нужно принимать с коэффициентом 0,7.

рис. 25. Пример расположения прогонов на Т- образной крыше

Если после проверки балки на прогиб он на самом длинном участке будет не более L/200, то сечение оставляют таким, каким оно получилось. При прогибе больше нормативного, увеличиваем высоту балки или подводим под нее дополнительные опоры, но сечение нужно вновь пересчитать по соответствующей расчетной схеме (с учетом введенных опор).

Самое сложное в этом расчете не запутаться в единицах измерения (в переводе метров в сантиметры), а все остальное… Умножить и разделить несколько цифр на калькуляторе много знаний не требуется.

В конечном итоге появятся всего две цифры: требуемая для данной нагрузки ширина и высота прогонов, которые округляют в большую сторону до целого числа.

Если вместо бруса (цельного, клееного или собранного на МЗП) будет использоваться бревно, то следует учесть, что при работе на изгиб, вследствие сохранности волокон, несущая способность бревна выше, чем у бруса и составляет 160 кг/см².

Момент инерции и сопротивления круглого сечения определяется по формулам: I = 0,04909d⁴; W = 0,09817d³, где d - диаметр бревна в вершине, см.

Моменты сопротивления и инерции бревна отесанного:
на один кант, равны I = 0,04758d⁴, W = 0,09593d³, на два канта - I = 0,04611d⁴; W = 0,09781d³, при ширине отеса d/3;
на один кант, равны I = 0,04415d⁴, W = 0,09077d³, на два канта - I = 0,03949d⁴; W = 0,09120d³, при ширине отеса d/2.

Высота прогонов и стропил, в зависимости от нагрузок и архитектурного решения крыши, может быть самой разнообразной. К тому же, силы, давящие на стены, особенно это касается прогонов, достигают больших величин, поэтому крышу, как, впрочем, и все остальное, нужно проектировать заранее, еще до строительства дома. Например, в схему дома, можно ввести внутреннюю несущую стену и разгрузить прогоны либо сделать на фронтонах стен капители, поставить под прогоны укосы и тем самым уменьшить их прогиб. Иначе будет довольно трудно стыковать разновеликие по высоте прогоны между собой и согласовывать высотные отметки с фронтонами стен.

При использовании длинных и тяжелых прогонов можно применить так называемый «строительный подъем». Это изготовление балки в виде коромысла. Высоту «коромысла» делают равной нормативному прогибу прогона. Нагруженная балка прогнется и станет ровной. Метод пришел к нам от предков. Они в рубленых домах при укладке матиц и переводов (балок) подтесывали бревна снизу, по всей длине, делая подтес глубже в средней части, и при необходимости, подтесывая края балок сверху. Коромыслообразные балки со временем прогибались под собственным весом и становились прямыми. Это технологический прием используется довольно часто, так, например, изготавливаются предварительно напряженные железобетонные конструкции. В повседневной жизни вы этого просто не замечаете, поскольку конструкции выгибаются, и без того небольшой строительный подъем становится совсем не заметным для глаз. Для уменьшения прогиба балки так же можно вводить под нее дополнительные подкосы. При невозможности установить подкосы или сделать «строительный подъем» можно увеличивать жесткость балки изменением ее сечения : на тавровое, двутавровое или решетчатое - ферму с параллельными поясами либо изменить сечение подкладыванием под опоры консольных балок, то есть делать ее низ в виде несовершенной арки.

Опирание прогонов на стену обеспечивается поперечным боковым упором и должно быть рассчитано на смятие древесины. В большинстве случаев достаточно обеспечить нужную глубину опирания и подложить под брусок деревянную подкладку на двух слоях рубероида (гидроизола и т. п.). Однако проверочный расчет древесины на смятие провести все-таки нужно. Если опирание не обеспечивает требуемую площадь, при которой смятие не произойдет, площадь деревянной подкладки нужно увеличить, а ее высота должна распределить нагрузку под углом 45°. Напряжение смятия рассчитывается по формуле:

N/F cм ≤ R c.90° ,

где N-сила давления на опору, кг; F см -площадь смятия, см²; R см90 - расчетное сопротивление смятию древесины поперек волокон (для сосны и ели R см90 = 30 кг/см²).

Нужно обратить особое внимание на стену под опиранием конькового прогона. Если ниже расположено окно, то от верха перемычки до низа прогона должно быть не менее 6 рядов армированной кладки, в противном случае над окном нужно укладывать усиленные железобетонные перемычки по внутренней стороне фронтона. Если планировка дома позволяет, коньковые прогоны не следует делать длинными и тяжелыми, их лучше разделить на два однопролетных прогона либо оставить один и добавить под него опору. Например, планировка дома, изображенного на рисунке 25, подразумевает устройство перегородки в помещении под вторым прогоном. Значит, в перегородке можно установить шпренгельную ферму и разгрузить коньковый прогон, а ферму затем скрыть обшивкой, предположим, гипсокартоном.

рис. 26. Бесстропильная крыша

Другой путь разгрузки коньковых прогонов лежит в том, что можно просто увеличить количество укладываемых прогонов, например, установить по скатам крыши по одному или по два разгружающих прогона. При значительном увеличении числа балок встает вопрос, а зачем нам здесь вообще стропила, обрешетку можно сделать прямо по прогонам. Это действительно так. Такие крыши называются бесстропильными (рис. 26). Однако в мансардных утепленных крышах остро встает вопрос просушки утеплителя, поэтому подобие стропил все же делать придется. Для обеспечения воздушного продуха нужно будет вдоль скатов (в том же направлении, как укладываются стропила) на прогоны набить деревянные бруски, например, 50×50 или 40×50 мм, обеспечивая тем самым продух высотой 50 или 40 мм.