Убедитесь, что вы сосредоточены как можно больше на своей работе, чтобы не превышать заданные допуски. Если у вас возникают сомнения в собственных способностях, рекомендуется воспользоваться ручным инструментом. Это поможет вам снизить уровень брака и ускорить процессы отделки.
Правильно зарезать стропила под мауэрлат. Как правильно делать вырезы в стропилах
При строительстве каркасного дома у начинающих мастеров иногда возникают трудности с тем, как правильно выполнить вырезы в стропилах. Если внимательно ознакомиться с образовательными материалами и опытом квалифицированных плотников, становится очевидным, что выполнение этих вырезов на самом деле не столь сложно. С целью облегчения процесса и предотвращения путаницы при изготовлении вырезов в стропилах, я подготовил эту статью.
При написании данного материала я опирался на советы опытного американского плотника. В основном, я переосмыслил и адаптировал некоторые его рекомендации, изменив при этом систему измерений на метрическую, без использования калькулятора, поскольку не все имеют такую возможность под рукой. Я также изменил порядок расчетов, чтобы статью было проще воспринимать в российских условиях.
Стропильная система каркасного дома
Когда я только начинал свою карьеру как плотник (или, скорее, как помощник плотника), постоянное удивление вызывала работа кровельщиков. Они с легкостью выполняли сложные вырезы в стропилах фахверкового дома, исходя лишь из размеров крыши. Это вдохновляло и в то же время сбивало с толку. В свое время я пытался подражать их мастерству, но всегда терпел неудачи. В итоге, один опытный плотник, отметив мой интерес, взял меня в помощники и обучил созданию системы измерений для стропильных конструкций при помощи плотницкого квадрата и так называемой библии кровельщика. Этот жизненный урок помог мне лучше понять искусство выполнения правильных вырезов в стропилах каркасных домов. На сегодняшний день я не могу сказать, что стал мастером, но я сделал значительные шаги вперёд и приобрел полезные знания на этом пути.
Если вы хотите упростить расчеты, рекомендую воспользоваться строительным калькулятором или специализированным приложением для смартфона, которое может значительно облегчить работу.
Переходим к измерениям
(Я покажу вам, как рассчитать все вручную, без калькулятора).
Для начала нам понадобятся размеры несущей системы: угол наклона балки (шаг), вертикальная и горизонтальная длина, а также диагональ. Если известны размеры двух из четырех измерений, остальные можно легко вычислить.
Если вы просмотрите нашу модель крыши, представленной на рисунке выше, то сначала необходимо выяснить размеры двух ключевых элементов: ширину здания и толщину конька.
Например, предположим, что ширина здания составляет 8,8 метра. При этом коньковая доска имеет толщину 0,05 метра с каждой стороны дома, что даст нам:
Каждая из стропил устанавливается на своей половине здания и соединяется с соседними коньковой доской. Для получения корректных расчетов нужно вычесть толщину коньковой доски из общей ширины дома, иначе, следовательно, вы рискуете ошибиться в вычислениях длины стропил. Сделаем вывод: если толщина коньковой доски составляет 50 мм, то:
Расчет общей ширины здания без учета коньковой доски будет выглядеть следующим образом: 8,8 м — 0,05 м (50 мм) = 8,75 м.
Теперь разделите полученный результат на 2, чтобы определить «разбег» (прогон) каждой стропильной балки: 8,75 м/2 = 4,375 м.
Далее, нам также необходим еще один элемент, который известен заранее: угол наклона крыши. В нашем примере он будет составлять 6 к 12, что соответствует углу наклона в 26,5 градусов (по измерениям переводчика).
Поскольку уклон крыши равен 6/12, это значит, что высота достигает половины длины прогона (поскольку 6 — это половина 12). Следовательно, мы должны рассчитать высоту, которая составит: 4,375/2 = 2,187 метра (приблизительно округлено до полумиллиметра).
Чтобы определить диагональ, воспользуемся формулой: длина («2) + высота («2) = диагональ(«2). Подставляя наши значения, получаем 19,1406 + 4,7851 = диагональ(«2). Диагональ, соответственно, равна квадратному корню из 23,9257, что дает результат 4,891, что составляет 4 метра, 89 см и 1 мм.
Итак, переходим к стандартам для балок.
Следующий шаг после расчетов заключается в создании шаблона для стропил. Для этого на угловом элементе удобно приладить выступы (это не обязательно, но может облегчить работу) под углом 6 и 12 дюймов (или 15 и 30 см в метрической системе).
Теперь я укладываю угловой элемент на боковую поверхность доски и начинаю разметку разреза в верхней части бруса (в месте его соединения с коньковой доской), что является стандартной практикой. Важно отметить, что большинство вырезов при строительстве каркасных домов выполняется подобным образом: длина доски отрезается с тонкой стороны, тогда как ширина бруса срезается горизонтально.
Я выполняю этот разрез в верхней части балки с помощью циркулярной пилы (это можно увидеть на видео), прежде чем обозначить вырез в нижней части балки (который также называют «птичий клюв» или пропил). Такой подход удобен тем, что позволяет воспользоваться концом рулетки для измерения расстояния до «птичьего клюва» непосредственно на балке.
Когда нужно запиливать стропильные ноги?
Основные несущие части крыши, которые обеспечивают угол наклона, воспринимают различные нагрузки, среди которых:
- обрешетка;
- верхнее покрытие;
- нагрузка от снега;
- ветровые нагрузки;
- точечные усилия, возникающие при обслуживании, например, во время очистки снега, его инспекции и мелкого ремонта.
Указанные нагрузки распределяются на несущие ограждающие конструкции, а в случае больших пролетов (более 6 метров) на внутренние стены через опоры. Стены современных зданий рассчитаны на восприятие вертикальных нагрузок и только в ограниченной мере выдерживают боковые нагрузки, которые чаще всего возникают из-за сильных ветров.
Поэтому одним из главных заданий проектировщиков и архитекторов является содействие снижению воздействия этих нагрузок как на ограждающие конструкции здания (стены), так и на конструкцию в целом.
Чтобы нагрузки в несущих элементах стропил распределялись таким образом, чтобы боковая (горизонтальная) сила имела минимальное значение, а большая ее часть приходилась на вертикальную нагрузку, для односкатных крыш делают специальные прямоугольные вырезы, которые врезаются в перераспределяющие элементы.
- В кирпичных, каменных и бетонных стенах в верхних частях опорных конструкций с внутренней (чердачной) стороны делают специальный вырез, называемый четвертью, в который устанавливают прямоугольный брус — мауэрлат (в простейшем случае это может быть обрезанное бревно).
- В каркасных зданиях в качестве такого элемента обычно используется горизонтальная обвязка верхней части вертикальных стоек, чаще всего состоящая из двух досок, каждая из которых имеет толщину не менее 3 см.
- В срубах из калиброванного бревна или бруса это, как правило, верхний венчающий элемент стены.
Важно, чтобы выемка имела как горизонтальные, так и вертикальные поверхности независимо от угла наклона крыши.
Как не ошибиться с размерами?
Для корректного перераспределения нагрузок на балки односкатной крыши рекомендуется проводить достаточно простые расчеты, ссылаясь на актуальную редакцию строительных норм и правил (СНиП), таких как «Нагрузки и действия», «Деревянные конструкции» и другие.
С этой же целью для проектирования крыш также существует обширная база рекомендаций, инструкций и методических указаний.
Как правильно сделать?
Существует несколько методов запиливания опорных кромок стропил:
- заказать готовые изделия с уже выполненными запилами у поставщиков;
- использовать возможности стационарного деревообрабатывающего оборудования, как своего, так и сторонних компаний;
- применять ручную циркулярную пилу;
- воспользоваться обычной ножовкой по дереву.
При запиливании угла балки необходима определенная последовательность действий:
- Сначала нужно сделать треугольник с углом, под которым будут запиливаться стропила. Его можно изготовить, например, из металлического профиля.
- Затем установите этот треугольник сбоку стропил и аккуратно проведите маркером или карандашом угловой контур.
- После этого запилите угол по обведённому контуру.
Крепежные элементы и варианты крепления
Соединительные элементы должны обладать определенной гибкостью и свободой, позволяя легкое движение соединяемых частей.
Это обусловлено тем, что после завершения строительства деревянные конструкции могут подвергаться усадке, что приведет к естественной потере влаги, изменяющей объем и геометрические размеры. Если соединения будут слишком жесткими, это может вызвать напряжение в несущих конструкциях, что может способствовать образованию трещин, короблению и другим нежелательным изменениям. Соответственно, минимизировать эти негативные последствия можно, используя гибкие соединяющие элементы, которые позволят конструкции немного прогибаться в процессе эксплуатации. К таким соединениям можно отнести:
- стяжки из отожженной стальной проволоки;
- металлические забивные скобы;
- деревянные нагели;
- гвозди и шурупы;
- болты с гайками и шайбами;
- специальные гнутые крепления из тонких стальных или алюминиевых пластин;
- перфорированные полосы из оцинкованной жести, которые используются, например, при монтаже гипсокартонных плит.
Вырубка посадочного места
Важно понимать, что невозможным является создание идеального среза непосредственно на месте. Существуют различные причины, по которым это может произойти: отсутствие точных инструментов, неровная поверхность или сложные условия для позиционирования. Главное, на что следует обратить внимание, — это то, чтобы балки находились на одной и той же линии.
Наиболее простой способ выровнять балки — воспользоваться шаблоном. Однако это не всегда лучшее решение, так как крыши могут иметь неровности. В таком случае необходимо предварительно рассчитать угол и точку пересечения для каждой балки отдельно.
В качестве основы для шаблона можно использовать кусок картона, ДВП или фанеры — даже толстый картон подойдет. С нижнего края проведите линию, ширина которой не должна превышать одной трети ширины балки. Нанесите аналогичный штрих на саму древесину для понимания линии среза. Важно не углубляться ниже этой линии, чтобы не потерять прочность балки. Затем отметьте местоположение, где балки будут провисать, и проведите перпендикулярную линию к предыдущей.
Теперь можно перейти к созданию шаблона, определив углы вертикальной и горизонтальной частей надреза. Прикладывайте шаблон к краю мауэрлата, не забывая учитывать уклон будущей крыши. В месте пересечения углов, обозначенных ранее, нарисуйте треугольные линии и вырежьте шаблон.
Проверьте точность полученного изделия перед тем, как перенести метки на балки. Обойдем крышу и проверим прилегание по всей длине стропила. При необходимости поправьте его, но не стремитесь к идеалу, поскольку допустимая разница в 2-3 мм считается приемлемой.
После чего приложите шаблон к стропилам и перенесите на них необходимые метки. Обращайте внимание на то, чтобы разрез производился на одинаковом расстоянии от конька. Первоначальный разрез должен снова пройти вдоль долевой нити.
Крайне важно сохранять высокую концентрацию, чтобы не выйти за рамки обозначенных пределов. В случае сомнений в толщине рекомендуется использовать ручной инструмент. Это поможет сократить уровень брака и время на отделку.
Второй пропил лучше всего выполнять с помощью топора, так как бензопила может застрять. В этом процессе важны не только навыки, но и сила. Убедитесь, что топор острый, чтобы максимально качественно выполнить срез и избежать порезов.
Наконец, сверяйте полученный срез с образцом и при необходимости вносите изменения. После этого можно продолжить прикрепление последней балки или внести изменения в расположение других элементов.
Подрезка для прямого стыка с мауэрлатом
Наиболее простой вариант — это создание соединения встык. Чтобы это сделать, нужно определить положение среза и угол. Существует два метода выполнения этой задачи: теоретический и практический.
При использовании теоретического метода важно иметь хорошее понимание геометрии и правильно рассчитать угол на бумаге. Для этого разделите расстояние между коньком и карнизом на длину балки, чтобы получить косинус необходимого угла. После этого вы можете перенести это значение на заготовку, использовав либо торцовочную пилу, либо специальный угольник.
Если же у вас нет специализированных инструментов, можно сделать простой шаблон. Нужно использовать прочный материал, например, ДСП. Отметьте длину в 500 мм по нижнему краю плиты, а затем найдите тангенс нужного угла и умножьте его на измеренную длину. В результате вы получите вторую сторону правильного треугольника. Если отметите все края и распилите кусок, получится прямой угол. Вы можете сразу же собрать выпиленные куски или дождаться завершения всей сборки.
Практический подход позволяет легко разметить одну балку, разместив её на строительной площадке таким образом, чтобы её нижняя сторона была выровнена с обрешеткой. Проведите горизонтальную линию от угла до нижней части балки так, чтобы она оказалась параллельной стене. Теперь вы просто отпиливаете оставшуюся часть с помощью любого инструмента и устанавливаете её. Удаленный кусок будет служить шаблоном для остальных балок, когда фундамент станет ровным.
Знание основ геометрии поможет вам не только определить угол наклона стропил, но и высоту крыши, длину каждого элемента и так далее.
Как правильно рассчитать распил стропил крыши
Соблюдать правильный порядок при строительстве простой скатной крыши не обязательно требовать профессионального опыта. Главным критерием остаётся тщательная подготовка всего необходимого для постройки. В этом разделе мы рассмотрим, как эффективно и быстро разметить и распилить элементы стропильной фермы, а также как создать удобные инструменты для распила множества стропил одновременно.
Линия конькового пропила представляет собой вертикальную линию на стропильной доске, которая при монтаже соединяется с коньковой балкой. «Клюв птицы» — это вырез в балке, который поддерживается на коньковой балке. Он состоит из вертикальной пятки и горизонтальной линии.
Для выполнения распиловки балок обычно используют стандартную дисковую пилу диаметром 190 мм. Хотя эта пила не является первым выбором для опытных строителей, использующих специализированные инструменты для распиловки досок, она более доступна для обычных плотников.
При использовании коммерческой пилы начните с укладки досок для стропил в портал, подогнув ребра вверх, поскольку их необходимо будет укладывать позже. Пусть два конца досок выступают за балку примерно на 30 см. Убедитесь, что длина досок достаточна как для стропил, так и для свесов. Один из концов стропил должен быть вровень с краем конька. Выровнять балки можно, положив доску на конец каждой из них и зажимая каждую балку с помощью молотка и гвоздодера.
На месте можно смонтировать простой верстак для балок, который облегчит разметку и распиловку элементов по отдельности.
От выровненных концов крайних балок с обеих сторон измерьте теоретическую длину, учитывая половину толщины коньковой балки, если это еще не было сделано, и отметьте это. Соедините отметки меловой нитью, чтобы провести через них линию. Эти отметки указывают точное место соединения. Затем поместите форму для бруса на первый брус, в ровень с краем конька, и отметьте линию распила.
После этого уберите эту балку назад, отпилите следующую и так далее, пока все балки не будут уложены на конек. Как только все линии распила конька нанесены, совместите контрольную метку на форме с меловой линией на балках и начинайте врезать «клюв птицы».
Такой подход к выравниванию стропил эффективно позволяет достичь точности, разместив доску на концах стропил и выравнивая каждое стропило с помощью молотка и изогнутого гвоздодера.
После выравнивания концов стропил и разметки их длины с помощью лекала выполните коньковый срез.
Ветровые планки
Ветровые мостики обрезаются из обрезков 5-кратной доски и прибиваются к обрешетке стен между балками. Они не всегда являются обязательными по строительным нормам, но помогают стабилизировать стропила и формируют границу для крепления крыши. Такие мостики легко просверлить для установки вентиляционных окон в чердачном пространстве.
Доски распиливаются на отрезки длиной 35 см с шагом между балками 40 см и 55 см с шагом между балками 60 см. После распила мостики можно установить на небольшой кусок фанеры, уложенный на балки, или прикрепить их к верхней балке с помощью 90-мм гвоздей, забиваемых в каждую обрешетку.
Существует два метода крепления обрешетки к скатной крыше. Первый из них заключается в том, чтобы прибить обрешетку заподлицо со стеной, что позволит ей поддерживать внешний покрытия. В этом случае обрешетку необходимо срезать под углом, чтобы она не выступала над линией крыши.
Второй метод предполагает расположение обрешетки перпендикулярно балкам и немного выступающей за линию этих балок. Это создаст границу для облицовки, и вы сможете избежать обрезки на верхних частях балок.
При обоих подходах ветровые мостики должны устанавливаться после завершения процесса крепления балок.
РАЗДЕЛЫ КНИГИ ЛАРРИ ХОНА «ОЧЕНЬ ЭФФЕКТИВНЫЙ ПЛОТНИК»
- Биография Ларри Хона
- Начало строительства каркасного дома
- Расчет пиломатериалов для каркасного дома
- Построение фундамента каркасного дома
- Строительство перекрытий каркасного дома
- Строительство каркасных стен
- Построение каркаса крыши
- Строительство лестниц
Виды стропильных систем
В зависимости от конструкции, балки могут быть подвесными, навесными или комбинированными. Выбор конкретной схемы следует проводить с учетом размера проема и расположения внутренних несущих стен.
Конструкция балочной системы скатной крыши
Наслонная стропильная система
Этот тип конструкции состоит из ферм, которые опираются на наружные и внутренние стены. Балки “наслаиваются” таким образом, чтобы горизонтальные силы расширения воспринимались не только основными балками.
Простейший вариант многослойной системы
Из-за меньших напряжений слоистая система является более простой и экономически выгодной. Для конструктивного усиления стеновой обрешетки можно установить её по периметру здания (если стены не достаточно прочные) или отдельными секторами, кусками по 60-70 см вблизи точек опоры балок.
Система может быть дополнена обрешеткой, хомутами растяжения-сжатия и дюбелями для уменьшения деформаций, перераспределяющих напряжения, чтобы снизить сечение несущих элементов.
Балки соединяются или накладываются друг на друга в узле конька, что дополнительно крепится шурупами или дюбелями.
В деревянных или бревенчатых зданиях верхняя свайная балка применяется как черная балка. Нижние концы стропил помещаются в неё и дополнительно фиксируются тросами или крепежом.
Соединение балок с головной рамой осуществляется с помощью гвоздей и пазов.
Модульная система собирается на высоте на строительной площадке с последовательным установлением всех элементов. Для временной фиксации используются различные крепежи, такие как распорки или доска, прикрепляемая к торцевой плите, что ускоряет монтаж обрешетки перед установкой стропил.
Здесь представлен порядок крепления скользящих стропил и стропил.
Преимущества потолочной конструкции заключаются в том, что её можно сделаться без использования подъемных механизмов, данная система испытывает меньшие нагрузки, что позволяет использовать древесину меньшего сечения. Однако для проемов 6,5 м и более потребуется установка несущей внутренней стены.
Висячие стропила
В отличие от слоистой системы, эта конструкция используется при отсутствии промежуточного фундамента и при достаточно большом проеме (от 6 до 14 метров). Силы, действующие на нижнюю хорду, являются значительными, поэтому устанавливаются дополнительные элементы — горизонтальные опоры или раскосы, вертикальные балки, которые опираются на опору.
Часто подвесная система используется в качестве потолка, где нижние хорды выполняют функцию подконструкции для крыши или пола. При пролетах до 5 м балки соединяются маятниковыми шарнирами, при пролётах свыше 6 метров добавляются усиливающие балки, и при превышении 9 метров конструкция включает дополнительные диагональные и горизонтальные распорки. Объединенная секция крыши, состоящая из балок, ферм и связей, называется стропильной фермой.
Проектирование и расчет двускатной кровли
Если у вас есть желание построить крышу самостоятельно, предстоит проведения множества расчетов. Чтобы упростить эту задачу, можно воспользоваться специальными компьютерными программами, доступными в интернете. Эти программы на основе введенных вами данных предоставят итоговый результат в виде плана этажа с перечислением всех необходимых элементов и списком строительных материалов.
Для самостоятельного расчёта крыши вам потребуются следующие данные:
Не забудьте учесть, если вы планируете устанавливать гидроизоляцию, утеплитель и противоугонные устройства — эти элементы также нужно включить в расчеты. Рекомендуемая толщина утеплителя для условий российских широт составляет 100-200 мм.
Теперь нарисуйте эскиз (план) фасада здания с указанием всех размеров, составьте план крыши, обозначьте расположение элементов несущей системы. Далее вы сможете приблизительно оценить, сколько и какой древесины необходимо, а также количество материалов для облицовки, утепления, гидроизоляции и герметизирующих мембран, принимая во внимание нахлест.
Когда все необходимые расчеты будут завершены, определите количество крепежных элементов, покрытий, консервантов и т.д. Запишите все результаты в таблицу. Рекомендуется приобретать материалы с запасом 10-15%. Проектирование и расчёт подвесной системы (фермы) лучше всего доверить профессионалам.
Как сделать двухскатную крышу: пошаговая инструкция с фото
Строительство двухскатной крыши включает несколько этапов:
Первоначально древесина, используемая для строительства, должна быть качественно просушена. Древесина должна быть хорошо просушена.
Подготовка
В случае, если стены выполнены из блочных или кирпичных материалов, целесообразно по периметру здания заложить армированную зону из железобетона. Это улучшит соединение конструкции и выровняет поверхность для укладки брезента.
Параллельно в свежезаложенный раствор вбиваются 10-миллиметровые дюбели из оцинкованной стали. Начните с углов, с расстоянием укладки 60 см между дюбелями. Далее установите лаги и закрепите их с помощью гайок.
Чтобы предотвратить контакт древесины с бетоном, необходимо наложить гидроизоляционный слой. Это достигается при помощи горячего асфальта, который наносится на основание, а затем покрывается двумя слоями рубероида.
Укладка мауэрлата
В древесине сверлятся отверстия в местах, где дюбели выступают из стен. Дюбели должны устанавливаться на стороне стены, обращенной к интерьеру, чтобы предотвратить их выдувание при общем сильном ветре.
Балки необходимо выровнять по горизонтали; для этого допускается установка распорок или обрезка излишков.
Допускается укладка кладочной сетки участками, непосредственно под балками, а не по всей стене. При использовании кирпичных или бетонных стен также требуется дополнительное крепление металлическими блоками, деревянными нагелями через крепежи или с помощью гнутой арматуры.
Продольные брусья соединяются угловыми или прямыми соединениями с шипами. Угловые соединения распиливаются под углом и фиксируются на стене с помощью дюбелей (гвоздей).
Установка конькового бруса
В самых высоких точках крыши обрешетка соединяется с стойками и обрешеткой при помощи металлических кронштейнов и подвесов. Расстояние между стойками устанавливается в пределах 3-5 метров.
Меры, следуя разумному порядку, можно изменить, начав укладку балок с торцов здания, но каждая пара балки должна быть исправно закреплена скобами или досками. Если обрешетка изготовлена заранее, это повысит быстроту и качество монтажа.
Во время установки коньковых балок.
Монтаж стропил
Для образовательных целей лучше всего заранее подготовить балки с помощью шаблона. В нижней части балки вырезается паз, который будет опираться на доску с шипами, при этом глубина паза не должна превышать одной трети ширины доски.
Существуют два способа крепления балок к торцевой стене.
Когда необходимо соединить балки между собой, применяется накладной или анкерный соединитель. Рекомендуется размещать соединения на расстоянии не менее 1 м от стоек, предпочтительно на расстоянии около 1/3 длины балки. Не соединяйте доски посередине, так как изгибающий момент является наибольшим именно в данной точке, что может привести к прогибу балки в самых уязвимых местах.
Балка начинает собираться с фронтонов. Первоначально выравниваются первая и последняя части, после чего натягивается струна, с помощью которой наносят линии. На точки опоры не должны попадать гвозди, чтобы избежать ущерба при их вбивании. Подробности о креплении стропил к карнизу можно найти в отдельной статье.
