Возведение стропильных конструкций является очень ответственным мероприятием, поскольку от их геометрической точности и надежности крепления зависит безопасность и долговечность объекта в целом. Некоторые дополнительные сложности возникают при установке стропил на постройки, выполненные из натуральной древесины (бревенчатые срубы и др.).
В этой ситуации скользящие стропила будут оптимальным решением для обеспечения геометрии кровли.
Особенности использования скользящих стропил
Технология использования скользящих стропил необходима для объектов, возводимых из бревен, поскольку эти строения, в отличие от других материалов, дают довольно сильную усадку при эксплуатации. Усадка бревен продолжается на протяжении нескольких лет и составляет 5 – 8 % от объёма древесины (в зависимости от влажности используемых при строительстве материалов). Большую опасность представляет не сама усадка конструкции, а неравномерность протекания этого процесса.
Неравномерная усадка несущих стен может повредить жестко соединенные стропильные конструкции, нарушив их геометрию. После этого стропила не могут служить надёжной базой для кровельных материалов, что нарушает герметичность всей конструкции, значительно увеличивая опасность эксплуатации. Поэтому скользящая стропильная система является оптимальным выходом при возведении срубов и других объектов из бревен.
Конструктивные особенности скользящих стропильных систем
Системы скользящих стропил не являются жестко закрепленными конструкциями, поскольку монтируются при помощи подвижных металлических элементов. Как и при монтаже традиционным способом, стропильные системы устанавливаются на верхнее несущее бревно сруба, но вместо жесткого закрепления при помощи скоб, болтов или саморезов, используются так называемые «скользячки» для стропил.
Эти элементы представляют собой конструкции из металлической полосы, одна часть которых закрепляется на бревно, а вторая — на стропила
. При этом конструктивные элементы могут перемещаться относительно друг друга, создавая подвижное соединение.
Монтаж этих конструкций производится при помощи специальных саморезов, поскольку обычные саморезы не всегда смогут справиться с необходимой нагрузкой. «Скользячки» в сборе продаются во многих строительных магазинах и стоят относительно дешево. Они изготавливаются из оцинкованной стали и снабжаются готовыми монтажными отверстиями. Использование этих элементов дает возможность стропильным системам перемещаться на необходимое расстояние при усадке несущих стен, не нарушая целостность конструкции.
- Скользящие стропильные системы следует устанавливать на объекты, имеющие правильную геометрическую форму . В противном случае, очень сложно выполнить корректную кровлю, поскольку в системах есть подвижные элементы. Перед началом монтажа стропил необходимо тщательно проверить периметр объекта и добиться его соответствия рекомендованным допускам.
- Изготовление стропильных систем производится по заранее изготовленному шаблону. Такой подход дает возможность создать одинаковые конструкции для всех элементов кровли.
- Коньковое соединение в стропильных системах такого типа также выполняется при помощи подвижных элементов. В качестве монтажных элементов могут быть использованы болты и шпильки, представляющие из себя соединительную ось, или подвижные шарниры, укреплённые при помощи саморезов.
- При значительной длине перекрываемых пролетов зачастую приходится прибегать к наращиванию досок, из которых изготавливаются стропильные конструкции. В случае необходимости проведения этой операции, доски соединяются длинными болтами или специальными кронштейнами. Наращивание досок производится внахлёст по предварительно просверленным монтажным отверстиям. При сверлении монтажные отверстия необходимо располагать на некотором расстоянии (не менее 10 см) от каждого края доски. Просверливание отверстий должно носить хаотичный характер для предотвращения раскалывания доски по отверстиям.
- Каждая опора скользящая стропил должна быть установлена строго параллельно предыдущей и перпендикулярно несущему бревну сооружения. Отступление от этого правила может привести к заклиниванию движущихся элементов конструкции и их разрушению при усадке задания.
- Монтаж «скользячков» проводится по специальным запилам под углом 90 0 к стропильной опоре, что обеспечивает свободное движение конструкции . При установке, эти элементы необходимо выводить в крайнее положение, обеспечивая максимально возможный ход стропильной конструкции при усадке здания.
Монтаж скользящих стропил
Скользящие стропила невозможно установить на опорные бревна без применения некоторых конструктивных элементов, поскольку они содержат подвижные детали и попросту упадут под собственной тяжестью, разрушая всю конструкцию.
Для предотвращения этой ситуации скользящее крепление стропильных ног осуществляют при помощи специальных приемов.
На стропильной опоре в месте установки выполняют специальный полукруглый запил, по которому производится монтаж. Между несущим бревном и стропильной ногой устанавливаются один или два шипа (в зависимости от угла наклона кровли), которые снимают нагрузку со стропильной системы, перекладывая ее на опорное бревно и предохраняя от продольного сдвига.
Установить стропильные конструкции можно и в специальные пропилы, выполненные в несущем бревне (мауэрлате). Такой способ крепления применим при небольшом угле ската кровли и при наличии дополнительных промежуточных опор.
Врезка в тело мауэрлата осуществляется не более чем на 3/4 его диаметра, во избежание ослабления конструкции. Подобный способ установки создает дополнительное трение на большей площади, надежно удерживая детали конструкции при монтаже.
Скользящая опора для стропил применяется при возведении кровельной конструкции на постройках из дерева. Данный тип крепления позволяет избежать деформации крыши при естественном изменении геометрии сруба в процессе усадки.
Необходимость применения скользящих опор
Жесткое крепление стропильных ног к мауэрлату либо балкам перекрытия при помощи гвоздей, скоб и других крепежных элементов не всегда оправдано. Если коробка здания склонна к усадке, рекомендуется оставить возможность стропильным ногам смещаться относительно опоры. Традиционно для этого использовалась скрученная кованая проволока, прочная на разрыв. С ее помощью обеспечивалось надежное соединение стропил с верхним венцом сруба, при этом предусматривалась определенная степень свободы элементов конструкции. Сегодня с этой целью применяется специально разработанный крепежный элемент – скользящая опора, данный вид крепежа прост в монтаже, надежен и долговечен.
Свободный ход стропильного бруса в точке крепления к опоре (балкам перекрытия или мауэрлату, функцию которого выполняет верхний венец сруба) необходим, в первую очередь, при строительстве деревянных домов. Степень усадки строительных конструкций зависит от материала, из которого они изготовлены, и степени влажности древесины.
Менее всего подвержен усадке клееный брус, значительно сильнее деформируются стены из цельной древесины естественной влажности. Поставленный под крышу сруб в течение года может стать ниже на 15% . При этом следует учитывать, что усадка обычно происходит неравномерно, вследствие чего стропильная система, жестко закрепленная на мауэрлате или балках перекрытия, может серьезно деформироваться.
Перекос крыши может образоваться и в процессе эксплуатации сооружения. Повышенная влажность в дождливый сезон заставляет древесину разбухать, а в зимнее время деревянный материал естественным образом теряет влагу и заметно усыхает: геометрические размеры сруба постоянно меняются. При этом стены дома различаются по скорости набора или потери влаги в зависимости от степени освещенности солнцем и розы ветров. Если сруб дома имеет центральную стену, на которую опираются балки перекрытия или стойки конькового прогона, следует учитывать, что эта стена также подвержена температурно-влажностным деформациям, причем амплитуда ее изменений сильно отличается от показателей внешних стен – когда дом начинает отапливаться, центральная стена сильно усыхает.
Если жестко закрепить стропила на мауэрлате (верхнем венце) деревянного сруба-четырехстенка, то нагрузка (в том числе снеговая) может заставить верхние бревна стен выгнуться наружу за счет горизонтального давления. Следует принимать во внимание и другую проблему: если материал для стропил не был подвержен механической сушке, длина бруса (досок) при высыхании уменьшится . В этом случае при жестком креплении стропильных ног к срубу крыша со временем заметно деформируется, что повлияет на ее эксплуатационные характеристики.
Избежать подобных сложностей позволяет особая конструкция узлов крепления в местах сопряжения стропильных ног со стенами. Специальный крепеж позволяет крыше смещаться без изменения своих геометрических параметров.
Скользящая опора: особенности конструкции
Скользящая опора позволяет надежно зафиксировать стропильную ногу на мауэрлате или балке перекрытия, оставив ей возможность сместиться на определенное расстояние вдоль собственной оси. Данный крепежный элемент состоит из двух частей :
- направляющая (металлическая планка, которая крепится на стропило);
- уголок с опорной площадкой (монтируется на балку перекрытия, мауэрлат или верхний венец).
В верхней части уголка расположена петля, которая надевается на направляющую. Такое конструктивное решение оставляет стропильному брусу определенную степень свободы в одном направлении и на строго ограниченное расстояние, которое определяется длиной направляющей.
Различаются скользящие опоры двух типов: открытые и закрытые. Конструкция открытого типа состоит из двух отдельных элементов. Стальная изогнутая пластина (направляющая) снабжена двумя или тремя крепежными отверстиями на каждом конце. Неподвижная часть (уголок) может иметь до пяти отверстий в опорной площадке. Длина хода крепления зависит от модели и может составлять 60-160 мм. К наиболее популярным вариантам относятся скользящие опоры марки Kucis с длиной хода 90 мм, 120 мм и 160 мм.
Закрытая скользящая опора представляет собой неразборную конструкцию, которая монтируется в полностью собранном виде. Ее неподвижная часть представляет собой уголок, на длинной стороне которого расположен держатель, в который продета крепежная планка.
Скользящая опора для стропил предназначена для эксплуатации в сложных условиях: конструкция подвергается высоким нагрузкам и воздействию влаги за счет контакта с конденсатом или с водой, попавшей под скаты кровли . Для изготовления скользящей опоры используется сталь, толщина которой должна составлять не менее 2 мм. Ширина пластин, как правило, составляет 40 мм, а высота уголка равняется 90 мм.
Обычно сырьем служит низкоуглеродистая сталь – благодаря низкому процентному содержанию углерода металл легко обрабатывается. Чтобы повысить прочностные характеристики изделия, применяется метод раскисления. Изготовление изделий ведется с применением технологии холодной штамповки. Защита материала от коррозии обеспечивается за счет обработки методом горячей оцинковки – это позволяет предотвратить преждевременное разрушение крепления.
При отсутствии заводского гальванического защитного антикоррозионного покрытия, на скользящую опору перед установкой рекомендуется нанести слой масляной краски, чтобы защитить материал от ржавления. Для монтажа скользящих опор требуется использовать саморезы, устойчивые к коррозии – крепеж без защитного слоя быстро выйдет из строя и послужит причиной разрушения кровли.
Монтаж скользящих опор
Опоры под деревянные стропила могут устанавливаться попарно (с каждой стороны стропильной ноги), либо по одной. Второй вариант применяется в случае, если строительство ведется в регионе с низкой снеговой и ветровой нагрузкой, и масса кровельной конструкции относительно невелика. В остальных случаях рекомендуется монтировать крепления с обеих сторон каждого стропила.
Если стропильная нога монтируется не на мауэрлат или балку перекрытия, а на круглое бревно верхнего венца, под крепление неподвижной части скользящей опоры следует вырезать ровную площадку . Ширина площадки должна соответствовать размерам Г-образной части скользящей опоры. Это позволит надежно зафиксировать крепление к основанию.
Скользящая опора должна монтироваться таким образом, чтобы стропило могло свободно смещаться в направлении расположения своей оси . Для этого в мауэрлате могут выполняться пропилы, которые выполняют функцию направляющих и предотвращают перекос конструкции. Установка скользящих опор начинается после того, как все стропильные ноги соединены в коньке, а в мауэрлате выполнены пропилы. Длина хода скользящей опоры Kucis (или другой марки) выбирается в соответствии с расчетными параметрами смещения стропил в ходе усадки и температурно-влажностных колебаний стен дома. Важно учитывать, что врезка в мауэрлат не должна превышать 3/4 его глубины, в противном случае конструкция крыши будет значительно ослаблена.
На первом этапе монтажа скользящей опоры выполняется установка направляющей планки на стропило. Она должна располагаться параллельно его ребрам и надежно фиксироваться саморезами с защитным покрытием. Затем закрепляется неподвижный уголок. Начальное расположение петли уголка – нижняя часть направляющей планки, так как стропильный брус в процессе усадки дома садится вниз.
Площадка опоры должна располагаться строго перпендикулярно направлению оси стропильной ноги.
При неправильном монтаже элементы скользящей опоры не смогут свободно смещаться относительно друг друга, а возникшее трение может привести к перегибам или повреждению крепежа – заклиниванию пластины или отрыву уголка от венца .
Конструкция конька
Рассматривая усадку строительных конструкций деревянного дома, следует помнить, что под влиянием перепадов температуры, изменения влажности и других факторов, движение элементов стропильной системы неравномерно. К примеру, сильнее всего оседает стена, находящаяся под коньком. Необходимо учитывать, что стены домов с фронтонами из бруса или бревна больше подвержены усадке, нежели боковые.
Скользящие опоры позволяют компенсировать смещение и дают возможность сохранить геометрию крыши. Кроме того, данный вид крепления дает возможность значительно упростить монтаж стропильной системы – в этом случае не требуется выполнять сложные вырезы в стропильных ногах, чтобы обеспечить надежную опору.
Помимо применения скользящих опор стоит обратить внимание на шарнирную конструкцию конька. Деформация стен воздействует и на сочленения стропил в коньке. Жесткое крепление стропильных ног в верхней части может привести к нарушению формы крыши. Чтобы избежать искривления плоскостей, рекомендуется использовать специальные крепежные пластины для шарнирного соединения, либо крепить стропильные ноги в коньке внахлест при помощи болтового соединения. Это даст необходимую степень свободы стропильной конструкции.
Скользящая опора для стропил, плавающая закрытая опора стропил на мауэрлат
Скользящая опора для стропильных ног, опирающихся на мауэрлат и балки перекрытия. Конструкция плавающей закрытой опоры для стропил.
Строительство системы скользящих стропил
О важности скользящей стропильной системы
Одним из важных этапов возведения крыши является скользящая стропильная система. Необходимо со всей серьезностью отнестись к креплению элементов. Именно поэтому необходимо знать о том, как крепятся скользящие стропила и для чего они нужны.
Схема крыши с скользящей опорой.
Важно понимать, что малейшая неточность или недочет может привести к порче и разрушению крыши.
Поэтому скользящая опора должна быть выполнена максимально качественно.
Подготовка необходимых элементов стропильной системы
Перед началом возведения стропильной системы нужно произвести подготовку ее отдельных элементов:
- Конек – самый верхний элемент конструкции кровли. Для того чтобы правильно его изготовить, необходимо после монтажа самого первого элемента выполнить по нему шаблон, исходя из которого будет производиться изготовление следующих элементов конька;
- Если планируется стройка большого дома, может понадобиться удлинение досок. Для этого нужно проделать отверстия для болтов в стыковочной доске. Расстояние между торцом стыковочных досок и ближайшими отверстиями было не менее 10 сантиметров. Сверлить отверстия надо при помощи сверла, чтобы избежать повреждения древесины. Стоит учитывать тот факт, что из-за слишком частого высверливания может произойти растрескивание доски. Поэтому необходимо сверлить в случайном порядке.
Что нужно знать при расчете стропильной системы
Параметры распределения нагрузки стропильной системы крыши на дом.
При расчете системы необходимо заранее подготовиться к возможным нагрузкам на кровлю, которые могут быть в дальнейшем: вес самого кровельного покрытия, а также ветровые или снеговые нагрузки.
Не стоит забывать об усадке древесины: при сечении бревна 195×195 мм величина усадки по карнизам и фронтонам может составить около 6%.
Монтаж элементов системы стропил
После того как все расчеты были произведены, а элементы были подготовлены, самое время приступить к монтажу стропильной системы.
Элементы, которые входят в состав системы
- конек крыши;
- опоры стропильных ног на свес карниза;
- опоры ног стропил на промежуточные балки.
Крепление каждого элемента производится отдельно.
Крепление элементов скользящей системы стропил
Устройство стропильной системы.
Для того чтобы закрепить кровельный конек, необходимо применять специальные стыковочные пластины. Их использование не составит никаких трудностей, здесь все просто.
Чтобы опереть стропила к промежуточным балкам, нужно использовать специальные скользящие элементы.
Скользящая стропильная опора должна монтироваться перпендикулярно самим стропилам. Для этого нужно обеспечить угол 90 градусов, который можно достигнуть благодаря выполнению точного запила в брусьях над основной частью скользящих элементов. Это поможет произвести установку правильно.
В стропильной системе предусматривается установка скользящего элемента в самом крайнем положении, которое способно обеспечить максимальный ход стропила в процессе усадки здания.
При таких обстоятельствах усадка древесины никак не будет сказываться на стропильной системе, а после того как процесс стабилизируется, можно будет приступать к укладке постоянного кровельного покрытия, которое сможет прослужить долгие годы.
Систему скользящих стропил чаще всего используют при строительстве домов из бревен или бруса, в которых с самого начала происходит заметная усадка. Стоит отметить, что особенно важной для бревенчатого фронтона является технология произведения крепежа ног стропил к срубу.
Общая усадка высоты дома иногда может достигать до 10%. Так как усадка таких помещений происходит неравномерно, она влияет на габариты конструкции.
Для того чтобы определить сечение стропил, нужно исходить из веса крыши, которая строится. В большинстве случаев используется обрезная доска, которая в ширину не более 200 мм, а ее толщина составляет 50 мм.
Как избежать негативных последствий при монтаже
Деревянные дома в течение первых лет эксплуатации усаживаются, после чего их геометрические формы и размеры постепенно изменяются под воздействием перепадов влажности и температур.
Чтобы избежать провисания крыши или распирания стен сруба, вовсе не рекомендуется производить жесткое крепление ног стропил к мауэрлату. Осуществлять крепление стропильных ног к срубу необходимо с помощью специальных кронштейнов, которые изготавливаются из стали 2 мм и снабжены уголком, благодаря которому достигается скольжение опоры. Приобрести их можно в специализированных строительных магазинах, цена на них достаточно низкая.
Направляющая линейка требует крепления параллельно стропилам. Уголок на бревне должен лежать перпендикулярно. Эта технология позволит не допустить перекос стропил во время усадки здания. Закреплять уголок необходимо на уровне линейки, который может допустить скольжение стропил по всей ее длине в то время, как будет происходить усадка.
В случае если будет приложено какое-либо усилие к стропилу, которое уперто в балку, конец его будет скользить по ней, что в результате может привести к соскальзыванию стропила и разрушению всей крыши.
Что необходимо делать для того, чтобы избежать такого скольжения?
Во избежание негативных последствий, нужно надежно закреплять стропила при помощи применения специальных соединений. Возможные варианты:
Соединения необходимо выполнять одним или несколькими зубами. Количество зависит от того, какой угол наклона у стропил. Такое закрепление стропил к балкам позволит снизить давление путем передачи его от одного элемента стропильной системы к другому.
Способ соединения одним зубом
В случае если угол наклона кровли достаточно большой, соединение стропил и балок лучше всего производить при помощи одинарного зуба. Есть смысл использовать данное крепление, если угол между стропилом и балкой превышает 35 градусов. Действия, которые необходимы:
- В стропильной ноге нужно изготовить зуб с шипом.
- В самой балке потребуется вырезать упор, в котором будет находиться гнездо для шипа, глубина которого должна составлять 1/3 – 1/4 от общей толщины балки. При большой глубине гнезда может произойти ее ослабление.
- Врубку необходимо осуществлять на расстоянии 30-40 см от края свисающей балки, при этом нужно предотвращать скол ее конца под нагрузкой, которая будет создана стропилом.
Зуб с шипом изготавливается в пятке стропила, а в балке вырезается упор с гнездом под шип.
Зуб с шипом и упором – это одинарный зуб, который может быть выполнен в сочетании с шипами. Они помогут предотвратить боковой сдвиг стропильной ноги.
В случае, если крыша более пологая, то есть угол наклона ее составляет менее 35 градусов, будет необходимо увеличить площадь опирания стропильной ноги на балку.
Варианты врубки двумя зубами
Чтобы это сделать, необходимо произвести врубку двумя зубами. Здесь есть несколько вариантов:
- два упора: с шипом и без него;
- замок с несколькими шипами;
- два упора с шипами.
Схема врубки двойным зубом.
Выполнение первого варианта происходит по следующим этапам:
- для одного зуба вырезается упор;
- для другого в балке вырезается шип с упором;
- для второго зуба вырезается в стропиле проушина с упором.
- вырезается упор для первого зуба.
Стоит учесть, что зубы необходимо врезать на одинаковую глубину. При разной глубине врубки нужно будет врубить первый зуб с шипом на 1/3 общей толщины балки, а второй зуб – на 1/2.
Другой способ крепления, который является менее распространенным, – соединение затяжки в конец. Для этого нужно:
- вырезать в стропильной ноге упорный зуб;
- выполнить укладку одной плоскости зуба на самый край плоскости балки;
- произвести упор второй плоскости зуба в запил, который был сделан в балке (глубина запила должна составлять 1/3 от общей толщины балки).
Чем необходимо крепить элементы стропильной системы
Использование скользящей стропильной системы означает монтаж стропил из древесины на бревна конька крыши. Соединение производится внахлест или встык с помощью гвоздей или болтов и пластин из стали.
Для того чтобы выполнить соединения стропильной системы, используется следующий крепеж:
- все элементы крыши из дерева крепятся при помощи пластин, нагелей, брусков, накладных или вставных треугольных косынок;
- элементы, которые сделаны из металла, крепятся при помощи шурупов, гвоздей, болтов с шайбами и гайками, хомутов, петель, накладок, различных стальных уголков.
Преимущества использования скользящих стропил
От того, насколько качественно закреплены элементы стропильной системы между собой, зависит надежность ее в целом. Скользящие стропила способны обеспечить целостность кровли во время усадки древесины, поэтому нужно внимательно производить монтаж элементов системы.
Скользящая стропильная система и ее элементы
Скользящая стропильная система поможет обеспечить сохранность кровли во время усадки. Что надо знать при расчете, какие элементы необходимы?
Применение скользящих опор для стропильной системы
Канули в прошлое времена, когда поднимались терема без единого гвоздя. Зодчие деревянной архитектуры не использовали крепеж в виде тех элементов, которые актуальны в современном строительстве. Однако изучение основ и принципов древнего архитектурного наследия привело к изобретению надежных соединительных элементов для устроения кровли деревянного или кирпичного дома, сруба. К ним относятся в частности скользящие опоры для стропил.
Эффективный крепеж для деревянной крыши
Изобретение эффективной опоры для фиксирования стропил к несущему элементу конструкции, мауэрлату, коньку, значительно облегчило работу кровельщиков. Каркас крыши состоит из множества элементов разного функционального назначения, связанных между собой. Деревянный каркас под воздействием природных условий изменяется, может стать ниже на 15% вследствие усадки, может разбухать от дождей, усыхать в морозы. Изменяется также и геометрия стен дома, неравномерно и во все сезоны. Отопительный период, сезон дождей, пора летней засухи, несомненно, влияют на состояние древесины особенно, если дом пятистенка.
Скользящая опора для стропил крепежный элемент, предотвращающий деформацию крыши, сохраняющий ее первоначальную надежность и прочность. Монолитная жесткость стропильной системы, возникающая, когда используется крепление с помощью скоб, гвоздей, саморезов, под влиянием вертикальной и горизонтальной нагрузки приводит либо к провисанию, либо к выгнутости крыши, деформации, которую не устранить простым ремонтом. Крепление с помощью скользящей опоры обеспечивает люфт для перемещения стропила относительно балки или мауэрлата. То есть скользячки для стропил, так их называют в народе, обеспечивают компенсацию перекосов крыши от изменения ее геометрии при усыхании, разбухании и прочих процессах.
Преимущества использования ползающей конструкции
Скользящие опоры, используемые для крепления стропил, обеспечивают, прежде всего, надежное соединение основы строения с кровлей. Обеспечивают возможность перемещения деревянных конструкций крыши, сохраняя при этом прочность и герметичность конструкции. Другие преимущества, которые характерны опорам для стропил подобного типа:
- простота устройства;
- надежность крепежа;
- простота применения, монтажа;
- долговечность;
- низкая стоимость.
Бревенчатый дом, со стропильной конструкцией собранной с использованием скользящих опор, поверхность которых обработана антикоррозийным составом, в любой местности с любыми климатическими условиями, ветрами, морозами и высокими температурами способен простоять не менее ста лет, не теряя прочности и пригодности для проживания.
Особенности крепежа стропил в деревянном доме
Жесткое крепление стропильных ног к мауэрлату или балкам опоры при возведении конструкции крыши особенно не желательно в деревянном строении. Неизбежность изменения геометрии стропила под воздействием влаги требует создания возможности для смещения стропила по опоре. Скользящие стропила в деревянном доме обеспечивают надежное крепление и свободный ход стропильного бруса в месте соединения с опорой.
Деревянные дома подвержены усадке в той или иной степени. Степень усадки определяется материалом, из которого построены деревянные дома:
Самая высокая степень усадки свойственна домам из цельной древесины, менее всех подвержен деформациям клееный брус. Набор или потеря влаги древесиной ведет к изменению геометрии стропильной системы, причем данному процессу характерна неравномерность и разнонаправленность. Специальная конструкция крепления в точках соединения стропильных ног с опорой с применением устройства позволяющего крыше смещаться, сохраняя свою геометрию, обеспечивает цельность и надежность кровли.
Разновидности скользящих опор
Подвижное, скользящее крепление стропил к основе единственно возможный способ предотвращения деформации крыши. Все такие ползающие опоры имеют одинаковый принцип устройства. Они состоят из неподвижной основы, которая служит направляющей и подвижного элемента в виде уголка, ползающего по этой основе под воздействием продольной или поперечной нагрузки.
Опора для стропил бывает:
Считается, что опора открытого типа, разборное крепежное устройство, состоящее из стационарной направляющей, которая монтируется к стропильной ноге и ползающего уголка, с креплением к мауэрлату, намного удобнее в монтаже. Ее использование не доставит затруднений даже новичку кровельщику. Она имеет разновидности по количеству отверстий для крепления и величине хода от 60 мм до 160 мм. Максимальное значение данного параметра более эффективно, так как обеспечивает лучшую подвижность стропила.
Опора для стропил закрытого типа отличается тем, что она неразборная. Монолитная цельная конструкция устройства монтируется в собранном виде также как описанная выше опора открытого типа. Уголок, крепится к мауэрлату, он оснащен петлей, через которую продевается направляющая, закрепленная на стропиле. Очевидно, что требуется предельная точность при монтаже закрытой опоры, требуются точные размеры и расчеты. С другой стороны, крепление с помощью опоры закрытого типа обеспечивает наиболее эффективную эксплуатацию кровельной системы.
Отдельно стоит выделить популярность такого наименования крепежного элемента кровли как скользящая опора для стропил kucis. Она в зависимости от модели имеет длину хода в:
Изготавливается kucis из низкоуглеродистой стали 08ПС в соответствии с ГОСТ 14918-80 для перфорированных элементов. Скользящая опора имеет высокие прочностные характеристики, способна выдерживать серьезные нагрузки. Ее стандартные размеры:
- в толщину не менее 2 мм;
- в ширину – 40 мм;
- в высоту – 90 мм.
Размеры длины обеспечивают диапазон хода стропила 60 мм – 160 мм.
Плавающая или скользящая технология устройства стропильной системы
Развитие современной архитектуры, создание неординарных ярких образцов индивидуального домостроения привело к рождению новых технологий. Сооружение крыши, защитного купола дома от капризов природы важный этап строительства, определяющий комфортность жизни. Поэтому для создания сложных систем кровли, где используются плавающие стропила или как их еще называют скользящие стропила, требуются точные вычисления. Расчеты должны отражать угол наклона, объем кровельного материала, прочие составляющих того или иного типа крыши.
Скользящие (наслонные) стропила применяются для следующих типов крыш:
- мансардная;
- шатровая;
- вальмовая и полувальмовая;
- многощипцовая сложная;
- шпилевая;
- куполообразная.
То есть сложные типы конструкций, которые нужно высчитывать. Это работа для специалистов, любителям в этих вопросах делать нечего, здесь даже онлайн калькулятор не поможет в определении элементарных объемов кровельного материала.
Скользящая опора стропил соединяется с мауэрлатом, а вверху опирается на коньковый прогон. Скользящие стропила соединяются межу собой узлом, угол которого может меняться в зависимости от проседания под нагрузкой, таким образом, они не соскальзывают с крыши, но сползают на определенное расстояние под нагрузкой, сохраняя всю конструкцию крыши в целости и сохранности.
Подводя итоги, следует отметить следующее. Скользящая опора для стропил является важным элементом конструкции кровли. Благодаря использованию этого крепежа компенсируются последствия усадки древесины, эксплуатационные характеристики крыши значительно повышаются. С помощью этого элемента возможно создание сложных крыш с оригинальными архитектурными нюансами, украшающими здание.
Скользящая опора для стропил: размеры, крепление, применение
Применение скользящей опоры для стропил. Описание плавающей стропильной системы. Открытые и закрытые скользячки. Размеры и технология крепления крепежа.
Скользящие стропила: их особенности
Строительство системы стропил – непростая задача, относиться к которой надо со всей ответственностью.
Любая оплошность или недочет может привести к повреждению или разрушению крыши, поэтому такие элементы, как опора скользящая стропил, должны быть выполнены максимально качественно. Рассмотрим подробнее основные этапы возведения стропильной системы.
Для начала необходимо подготовить ее отдельные элементы:
- Самый верхний элемент кровельной конструкции называется коньком. Для правильного его изготовления следует после монтажа первого элемента выполнить по нему шаблон, согласно которого будут изготавливаться последующие элементы конька;
- В случае строительства большого дома требуется удлинение досок. Для этого выполняют в стыковочной доске отверстия для болтов. Во избежание повреждения древесины отверстия высверливаются сверлом.
Важно: при этом следует следить за тем, чтобы расстояние между торцом стыковочной доски и ближайшим отверстием составляло не менее 10 см. Кроме того, слишком частое высверливание отверстий может вызвать растрескивание доски, поэтому сверлить отверстия следует беспорядочно, соблюдая между ними расстояние около 10 сантиметров.
При расчете системы стропил необходимо также принимать во внимание будущие нагрузки на кровлю, к которым относятся вес покрытия кровли, а также снеговые и ветровые нагрузки.
Кроме того, важно учитывать усадку древесины. Например, в случае, если сечение бревна составляет 195х195 мм, общая величина усадки по фронтонам или карнизам будет составлять около 6%.
После завершения требуемых расчетов и подготовки элементов можно приступать непосредственно к монтажу системы стропил.
В ее состав входят следующие элементы:
- Конек крыши;
- Опоры стропильных ног на промежуточные балки;
- Опоры ног стропил на свес карниза.
Рассмотрим крепление данных элементов подробнее.
Для крепления кровельного конька используются специальные стыковочные пластины, использование которых не порождает каких-либо дополнительных вопросов по исполнению.
Для опирания стропил к промежуточным балкам применяются специальные скользящие элементы, называемые также «скользячки для стропил».
Опора стропил скользящая всегда монтируется перпендикулярно самому стропилу. Для этого над основной частью «скользячка» выполняется точный запил в брусьях, который должен обеспечивать правильную установку элемента под углом 90 градусов к стропилу.
Скользящая стропильная система предусматривает установку скользячка в самом крайнем положении, обеспечивающем максимальный ход стропила в процессе усадки дома.
В таком случае усадка древесины никак не скажется на системе стропил, а после стабилизации процесса можно будет приступить к укладке постоянного покрытия кровли, которое затем прослужит долгие годы.
Использование скользящих стропил
Пример скользящих стропил
Стропила скользящие используются при строительстве домов из бруса или бревен, в которых в первые годы эксплуатации наблюдается заметная усадка. Очень важную роль при этом играет технология выполнения крепежа стропильных ног к срубу, что особенно актуально для бревенчатого фронтона.
Усадка таких домов происходит неравномерно и непосредственно влияет на габариты всей конструкции. Так, общая усадка высоты здания может составлять до 10%.
Технология использования скользящих стропил подразумевает монтаж стропил из древесины на бревно конька. Стропила при этом соединяются либо внахлест, либо в стык при помощи гвоздей или болтов и стальных пластин.
Важно: саморезы достаточно плохо справляются с большими нагрузками, поэтому выполнять с их помощью крепеж для стропил не рекомендуется.
Сечение стропил определяется в первую очередь весом строящейся кровли. Чаще всего используется доска обрезная, ширина которой не превышает 200 мм, а толщина составляет 50 мм.
Скользящее крепление стропильных ног к срубу осуществляется при помощи специальных кронштейнов, изготовленных из 2-миллиметровой стали и снабженных уголком, обеспечивающим скольжение опоры.
Они продаются в строительных магазинах и стоят довольно дешево. Важным моментом применения данной технологии является то, что направляющая линейка должна крепиться строго параллельно стропилам, а уголок на бревне должен быть так же перпендикулярен.
Это позволяет не допустить перекос стропил в процессе усадки дома. Крепление уголка выполняют на том уровне линейки, который допускает в дальнейшем скольжение стропил вдоль всей ее длины во время усадки здания.
Крепление стропил
Кронштейн для скользящего крепления
В случае, если стропило просто уперто в балку и к нему приложено усилие, его конец просто начнет скользить по ней, что приведет в результате к соскальзыванию стропила и разрушению крыши.
Для того, чтобы предотвратить такое скольжение и закрепить стропило надежно, применяются специальные соединения:
Соединение выполняется одним или двумя зубами в зависимости от того, каким углом наклона обладают стропила. Подобное крепление стропил к балкам позволяет передать давление с одного элемента системы стропил другому.
Соединение стропила и балки с помощью одинарного зуба применяется в случае достаточно большого угла наклона кровли, т.е. при угле между балкой и стропилом, превышающем 35 градусов:
- В пятке ноги стропила изготавливается зуб с шипом;
- В балке вырезают упор, в котором имеется гнездо для шипа, глубина которого должна составлять 1/4 – 1/3 от толщины балки. Большая глубина гнезда может вызвать ее ослабление;
- Врубка производится на расстоянии 25-40 см от края балки свисающей, предотвращая возможный скол ее конца под нагрузкой, создаваемой стропилом.
Одинарные зубы обычно выполняются в сочетании с шипами, предотвращающими боковой сдвиг ноги стропила. Такой способ соединения называют зубом с шипом и упором.
В случае более пологой крыши, угол наклона который составляет менее 35 градусов, монтаж стропил производят с расчетом увеличения площади трения о балку перекрытия. Проще говоря – увеличивают площадь опирания стропильной ноги на балку.
Для этого производят врубку двумя зубами, которая может быть выполнена в нескольких вариантах:
- Два упора (с шипом и без шипа);
- Два упора с шипами;
- Замок с двумя шипами и т.д.
Первый вариант выполняется следующим образом:
- В балке вырезают для одного зуба шип с упором;
- Для второго зуба вырезают упор;
- В стропиле вырезают для первого зуба проушину с упором;
- Для второго – вырезают упор.
Зубы при этом врезают на одинаковую глубину. В случае разной глубины врубки, производят врубание первого зуба с шипом на 1/3 толщины балки, а второго – на 1/2.
Менее распространенным способом крепления стропил к балке является соединение затяжки в конец:
- В стропильной ноге вырезают зуб-упор;
- Одну плоскость зуба укладывают на самый край плоскости балки;
- Вторую плоскость зуба упирают в сделанный в балке запил, глубина которого составляет 1/3 толщины балки.
Важно: вырезать зуб-упор следует на максимально возможном расстоянии от края.
Надежность крепления повышается путем дополнительного соединения стропил и балок хомутам или болтами, после чего весь угол при помощи петель из проволоки или железных полосок крепится к стене дома.
Крепление стропил производится к анкерному болту или вмурованному в стену костылю.
При выполнении соединений системы стропил используется следующий крепеж:
- Деревянные элементы крыши – пластины, нагели, бруски, накладные или вставные треугольные косынки;
- Металлические элементы – шурупы, гвозди, болты с шайбами и гайками, хомуты, петли, накладки, различные уголки из стали и т.д.
Надежность стропильной системы во многом зависит от качества крепления различных ее элементов между собой.
В случае же деревянных домов системы скользящих стропил позволяют обеспечить сохранность кровли в процессе усадки древесины в первые годы эксплуатации, поэтому выполнять монтаж как самой системы стропил, так и отдельных ее элементов и креплений следует тщательно и ответственно.
Скользящие стропила: крепеж, опора, скользячки, скользящая стропильная система
459) Скользящие стропила – основа для такой конструкции, как скользящая стропильная система. Давайте рассмотрим особенности крепежа, опоры и так называемые
Основой скатной крыши является стропильная система, которая отвечает за надежность всей конструкции и определяет ее облик.
В возведении крыши одним из наиболее ответственных моментов является крепление стропил.
Предназначение скользящей стропильной системы
Во время строительства деревянных домов очень важно учитывать одну особенность – со временем дерево дает усадку, причем процесс этот протекает с разной интенсивностью в различных частях крыши: наибольшая усадка, как правило, наблюдается под коньком, наименьшая – у боковых стен.
Таким образом, изменяется треугольник бревенчатого фронтона и нарушается вся геометрия верхней конструкции здания.
Выходом из этой ситуации является использование в качестве крепежа подвижных элементов вместо классического жесткого закрепления стропил скобами или саморезами.
Стропильные ноги соединяются с мауэрлатом – верхним венцом сруба – с помощью скользящих опор. Благодаря «скользячке» стропильный брус может смещаться на определенное расстояние вдоль своей оси.
Данный способ компенсирует деформацию из-за усадки, и в то же время обеспечивает достаточную прочность конструкции.
Если стропильный брус будет иметь возможность немного сместиться, не нарушая при этом целостность скатов, это позволит равномерно распределить нагрузку и избежать перекоса крыши.
Кроме того, применение подвижного соединения упрощает монтажные работы – скользящие крепления уменьшают трудоемкость процесса возведения крыши.
Особенности скользящего крепления стропил
Пары стропильных ног должны быть изготовлены по единому образцу, одного размера. В коньке сруба стропила соединяют с помощью особых пластин.
Различают два способа соединения:
- внахлест;
- встык. В этом случае обязательно оставляют зазор.
Нижний конец стропильной ноги фиксируется скользящим креплением.
Стропильные ноги укладывают:
- сверху;
- с врезкой в тело мауэрлата.
Конструктивно крепежный элемент состоит из двух частей: металлическая планка фиксируется на стропильную ногу, уголок с петлей закрепляется на несущем брусе. Обе детали выполняются из прочной оцинкованной стали.
Крепления бывают:
- одиночные;
- двойные.
Шурупы необходимо использовать с антикоррозионным покрытием, чтобы не допустить порчи дерева в местах соединений.
Скользящие опоры могут быть с различной длиной хода, от 60 до 160 мм – все зависит от того,
какое ожидается смещение стропил по отношению к мауэрлату.
В случае самостоятельного изготовления «скользячек» нужно пользоваться шаблоном, выполняя все детали одинаковыми.
Чтобы конец стропила не скользил по балке, его фиксируют, применяя специальные методы.
Способы фиксации:
- одним зубом с упором. Этим методом производится соединение в случае большого наклона – если угол между стропилом и балкой 35 градусов и более;
- зубом с шипом и упором. Чтобы избежать передвижения стропильной ноги вбок, вместе с одинарным зубом используется шип;
- с упором в конце балки. Этот способ подразумевает вырезку зуба-упора, одна плоскость которого упирается в запил балки, другая – ложится на конец балки.
Врубка двумя зубами применяется для менее крутых крыш, когда угол составляет менее 35 градусов. Здесь также существует несколько вариантов исполнения: один упор с шипом и один – без, оба упора с шипами, а также применение замка с двумя шипами.
- каждое стропило изготавливается из досок, как правило, 150 или 200 на 50 мм. Если возникает необходимость удлинить стропильную ногу, наращивание производят внахлест, располагая отверстия хаотически – это позволит не допустить раскалывания деревянной доски;
- несущее бревно в центре должно составлять перпендикуляр по отношению к скользящим элементам;
- все скользящие элементы фиксируются на полукруглых запилах параллельно друг другу, чтобы не допустить заклинивания. При этом необходимо выбрать крайнее положение «скользячки»;
- в коньковом соединении скользящей стропильной системы должны использоваться шарнирные соединения;
- опоры устанавливают с двух сторон стропила, исключение составляют небольшие по размеру кровельные конструкции, на которые серьезной ветровой нагрузки не ожидается.
Нужно помнить, что устройство скользящей стропильной системы оправдано лишь для двускатной симметричной крыши.
Допускается применение данного метода и для односкатной крыши, так как с инженерной точки зрения двускатная крыша – это пара односкатных.
Простой способ доказал свою эффективность: использование скользящих стропил позволяет сбалансировать крышу деревянного сруба и не допустить ее деформации в наиболее сложное первое время после установки, когда усадка древесины может составлять до 15 процентов за год.
Скользящая опора для стропил - необходимая деталь каркаса любой крыши с наклонными скатами.
Скользящие опоры или скользячки - своеобразный крепеж, который позволяет стропилам скользить по перекладине, на которой они закреплены.
Это необходимо для того, чтобы во время усадки дома стропила не вырвало «с мясом».
Область применения
С течением времени здание усаживается. Этот процесс носит неравномерный характер - одни стены усаживаются быстрее, другие - медленнее.
Это приводит к изменению угла наклона скатов. Данные изменения необходимо учитывать еще на этапе устройства крыши. Скользящие опоры позволяют закрепить стропила подвижно.
Скользящие держатели, закрепленные на коньки, позволяют стропилам проворачиваться относительно перекладины, на которой они закреплены.
Сложнее создать подвижное соединение на пятке стропил, так как эта деталь должна иметь возможность не только поворачиваться, но и двигаться параллельно стене.
Если на здании, склонному к усадке, закрепить стропила неподвижно, то через некоторое время эти элемент кровли деформируются, что приведет к разрушению всей конструкции.
Обеспечив стропилам хотя бы небольшой поворот и возможность сдвигаться вдоль стены, можно избавиться от этой проблемы. Важно, чтобы держатель стропила при этом не потерял своей прочности.
Раньше стропила закреплялись скользящим способом жженной проволокой, которой просто привязывали стропильную ногу к перекладине.
Проволока закрепляла стропилину и в то же время позволяла ей смещаться на несколько сантиметров.
Сейчас с этой же целью используют скользящие опоры для стропил - метизы, изготовленные промышленным способом.
Такой крепеж удобнее в монтаже и прочнее проволоки. Он надежно фиксируется на мауэрлат или конек.
Если детали стропильной системы изготовлены из клееного бруса, то скользящие опоры становятся единственным способом достаточно крепко закрепить стропила.
Держатель закрепляют на участке вдоль смещения перекладины. Для этого на брусе стачивается небольшой участок. На полученной плоской площадке закрепляют неподвижную часть держателя.
Скользящие опоры устанавливают с обеих сторон стропильной ноги, на более плоских кровлях допустимо использовать по одному креплению на каждую стропилину.
В наслонной системе скользящие держатели закрепляют на мауэрлате, коньке и на промежуточных опорах.
Скользящие опоры можно разделить на два типа.
Открытые - такой держатель состоит из двух деталей: направляющей и собственно крепления.
Направляющую неподвижно закрепляют на стропилине - эта деталь представляет собой выгнутую металлическую пластину, на одном конце которой есть отверстия под резьбовой крепеж.
В направляющую входит подвижная деталь скользящей опоры, которая называется «уголок». Он должен иметь возможность передвигаться по направляющей на расстояние от 6 до 16 сантиметров.
Закрытая скользящая опора устанавливается в собранном виде. На уголке имеется отверстие-держатель - в него просовывают планку и закрепляют оба ее конца на стропиле неподвижно. В этом случае стропила смогут передвигаться как вправо-влево, так и вверх-вниз.
Изготовление скользящих опор
Кровельный крепеж эксплуатируется в неблагоприятных условиях. В некоторых случаях он контактирует с водой. На него может попадать конденсат, образующийся в подкровельном пространстве.
Поэтому скользящие опоры изготавливают из прочного металла - легированной стали – и покрывают антикоррозийным цинковым слоем с добавкой легирующих веществ, увеличивающих коррозионную устойчивость покрытия.
Крепкие и надежные метизы увеличивают несущую способность стропильной системы.
Сами скользящие держатели изготавливают методом холодной штамповки из стали 08 ПС. Небольшое содержание углерода в металле позволяет качественно штамповать изделия. Для повышения прочности деталь раскисляют.
Если на крепежном изделии нет гальванического покрытия, то перед установкой его нужно покрыть слоем масляной краски.
Общие правила эксплуатации и монтажа скользящих стропильных систем:
- скользящие стропильные системы могут быть установлены на здании правильной геометрической формы;
- в системе присутствуют подвижные детали, поэтому до начала монтажа крыши измеряют периметр коробки и проверяют его соответствия проекту;
- сами стропила делают по одному шаблону - это позволяет получить одинаковые детали;
- в скользящих стропильных системах подвижный узел, как правило, делают на мауэрлате, а иногда еще и коньковом перекрытии;
- для создания подвижных узлов используют шпильки и саморезы как соединительные оси;
- длинные пролеты перекрывают наращенными пиломатериалами, при этом соединение проводится внахлест с помощью кронштейнов или саморезов;
- при наращивании пиломатериалов в них заранее проделывают монтажные отверстия;
- расстояние от монтажных отверстий до края доски составляет минимум 10 сантиметров;
- для прочности соединения отверстия просверливают в хаотичном порядке;
- каждая опора скользящих стропил устанавливается параллельно предыдущей и под углом 90 градусов к несущий балке - это обеспечит защиту от заклинивания подвижных элементов;
- скользящие опоры закрепляют перпендикулярно стропилине;
- скользящую опору прикрепляют гвоздями или саморезами с антикоррозийным покрытием;
- длина хода стропилины в опоре должна соответствовать расчетному значению смещения стен при усадке;
- врезку в мауэрлат нельзя выполнять глубже, чем на 1⁄4, чтобы не ослабить эту важнейшую деталь стропильной системы.
Как правило, скользящие опоры выпускаются следующих размеров (в сантиметрах):
- 9х9х4;
- 12х9х4;
- 16х9х4;
- 27х9х4.
Шарнирное соединение стропила поверх конькового бревна
Существует несколько способов закрепления стропил на коньковом бревне:
- встык;
- внахлест;
- на погоне и/или коньковом брусе.
При креплении встык сделать скользящее крепление стропил невозможно. Верхние концы стропил при этом опираются друг друга и неподвижно скрепляются металлическими пластинами, которые не позволят им смещаться.
При закреплении стропил на прогон они не только скрепляются над коньком встык, но еще и помещаются в пропил на коньковом брусе и прогоне, то есть жесткость крепления стропил увеличивается.
Если стропила прикрепляются к коньковому брусу способами встык и на прогон, то скользящую опору устанавливают в месте соединения стропил с мауэрлатом.
Сделать это можно одним из следующих способов:
- выполнить запил на стропиле и уложить на мауэрлат;
- соединить элементы наискось двумя гвоздями;
- закрепить одним гвоздем, вбив его сверху вниз в мауэрлат через ногу;
- вместо гвоздей использовать стальные пластины с отверстиями;
- закрепить ногу к мауэрлату с помощью скобы;
- выпустить стропильную ногу за стену и закрепить крепежной пластиной;
- использовать особый крепеж - салазки.
Все эти способы крепления позволят стропилу опираться на балку основания, но при перемещении элементов коробки детали стропильной системы смогут сдвигаться, что предотвратит проседание и деформацию кровли или верхней части стен.
Для подвижного соединения подходит способ внахлест. В этом случае можно использовать не скользящие опоры, а шарнирное соединение.
Стропила над коньковым брусом соединяются не торцами, а боковыми сторонами и скрепляются друг с другом болтом или шпилькой, что позволяет им смещаться относительно друг друга в вертикальной плоскости.
Пошаговый алгоритм монтажа скользящих элементов на мауэрлат:
- в верхней части мауэрлата делают пропилы глубиной примерно на одну четверть высоты бруса;
- в пропил вставляют стропильную ногу - она должна прочно входить в приготовленный для нее зазор;
- справа и слева стропильной ноги закрепляют скользящие опоры открытого типа, по одной с каждой стороны;
- сначала закрепляют направляющие, вкручивая в отверстия, расположенные по концам детали, оцинкованные саморезы.
Важно: направляющие прикручивают не к верхней или боковой плоскости мауэрлата, а к его ребру. Для этого предварительно ребро стесывают, чтобы на месте прямого угла получилась плоская площадка.
Аналогично закрепляют скользящую опору с другой стороны ноги. Все, подвижный стропильный узел готов.
При работе электроинструментом на закрепление одной скользящей опоры уходит не более трех минут, на устройство всего подвижного узла, включая работу с электропилой, - десять минут.
Что будет, если в постройке, подверженной усадке, закрепить стропила неподвижно? Последствия для здания будут самыми плачевными. Форма деформации будет зависеть от типа крыши.
Например, при двускатной крыше после усадки фасада вместе с фронтоном между стеной и кровлей образуется сквозная щель, в которую свободно пройдет рука.
Но еще хуже, если будут оседать боковые стены - в этом случае скаты приобретут вогнутое положения и придется заново переделывать всю кровлю, чтобы вернуть ей нормальный вид.
Скользящие стропила позволяют каркасу крыши проседать одновременно с усадкой фронтонов, что способствует сохранению стен в целости.
Скользящий крепеж, предназначенный для стропил, можно использовать не только в кровельных работах, а везде, где требуются подвижные соединения: при строительстве деревянных перегородок, отделке стен деревянных домов кафелем и пр.
Привычная жесткая система крепления стропильных ног к мауэрлату либо верхнему венцу деревянного сруба с помощью скоб, гвоздей или уголков не всегда себя оправдывает. Во многих случаях стропильный брус должен иметь возможность смещаться относительно стен. Для обеспечения этого смещения применяется скользящая опора для стропил.
Конструкция опорного узла, в которой стропильный брус имеет свободный ход в точке опоры его на стену, находит применение главным образом в строительстве деревянных домов. Стены сруба из массивной древесины после сборки и в процессе эксплуатации подвергаются значительным деформациям и меняют свои геометрические характеристики. Не только дерево естественной влажности, но и клееный брус в той или иной степени дают усадку. Обычный сруб может стать после постановки под крышу и первой снежной зимы ниже на 15%. Причем стены могут осесть на ощутимо различную величину, в результате чего наверху, в зоне крыши, образуется перекос.
Стропила крыши крепятся к верхнему венцу сруба из оцилиндрованного бревна через скользящие опоры
В процессе эксплуатации также происходят небольшие деформации. Если в доме есть центральная стена, она осаждается в большей степени, чем наружные, когда дом начинают топить. Это объясняется уменьшением объема древесины вследствие снижения ее влажности. Присутствуют и сезонные деформации. В сезон дождей стены дома становятся немного выше, а зимой, когда влажность воздуха минимальна, «усыхают». Причем южная стена высыхает после дождей быстрее, то есть амплитуда изменения высоты стен неодинакова, дом «гуляет». Температурно-влажностные деформации происходят в строениях из цельной древесины в течение всего срока службы дома.
Расчетная величина изменения длины стропильного бруса за счет большей усадки центральной стены деревянного дома
У сруба четырехстенка (отсутствует центральная стена) может быть еще одна проблема. Бревна, постоянно подверженные нагрузке, могут постепенно изгибаться. Стропильная система, если она не собрана жестко и не имеет замкнутого контура по принципу фермы, оказывает не только вертикальное, но и горизонтальное давление на стены. Стропила могут выгнуть центральные части стен наружу, сруб приобретет «бочкообразное» очертание в плане. А крыша провиснет в коньке. Наличие переруба с надежными замками, расположенного поперек конька (пятистенок), избавит от этой проблемы или уменьшит ее.
Кроме того, сами деревянные стропила, если они не были подвергнуты технической сушке, теряя влажность, станут короче.
Если крепить стропила в точке опоры на стену жестко, деформации строения будут передаваться на кровлю. Как результат - крыша, которая при монтаже выглядела идеально, через некоторое время может просесть в центре, плоскости станут кривыми, появятся бугры, впадины, торцевые и ветровые плоскости потеряют ровность.
Чтобы деформации стен не передавались крыше, стропильная система в точках сопряжения со стенами должна иметь возможность смещаться, сохраняя свою форму. Эту задачу и обеспечивает скользящая опора для стропил. Максимальный эффект от применения таких опор достигается при строительстве домов из цельной древесины с наличием центральных стен, параллельных коньку крыши.
Основные характеристики конструкции
Функция скользящей опоры - четкая фиксация стропильного бруса к стене и мауэрлату в вертикальной плоскости и возможность ее смещения вдоль собственной оси.
Скользящая опора состоит из двух элементов. Один представляет собой направляющую (планку), которая крепится на стропильном брусе. Второй - уголок с опорной площадкой, фиксируемый к верхнему венцу сруба либо мауэрлату. Уголок снабжен петлей, которая входит в зацеп с направляющей, но не препятствует ее смещению в определенных пределах.
Скользящая опора состоит из двух элементов
Величина деформаций может быть различна. Направляющий элемент опоры ограничивает возможное смещение. В продаже есть опоры с возможностью смещения разной степени.
От длины свободного участка направляющей планки опоры зависит возможная амплитуда скольжения стропильной ноги. Эти три варианта позволяют обеспечить смещение от 90 до 160 мм
Опоры изготавливают из стали не менее 2 мм толщиной. Высота уголка, как правило, 90 мм, ширина пластин 40 мм. Заводские изделия имеют гальваническое антикоррозионное покрытие. Крепеж из обычной стали необходимо защитить от ржавчины, окрасив масляной краской.
Применение скользящих опор
Площадку опоры необходимо монтировать на верхний венец строго перпендикулярно оси стропильного бруса, в направлении скольжения. Рекомендуется изначально устанавливать петлю уголка в нижней части планки скольжения.
Стропильный брус будет садиться вниз, поэтому при установке планка и уголок позиционируются именно таким образом. На чертеже указан «запас на усадку».
Крепят металлические элементы только шурупами с антикоррозионным покрытием.
Неправильный монтаж. Площадка должна стоять на верхнем венце под наклоном, перпендикулярно оси смещения стропильного бруса. В данном случае заклинит пластину или оторвет от венца уголок.
Кроме описанных преимуществ, применение скользящих опор позволяет упростить устройство стропильной системы. Отсутствует необходимость выполнять сложный зарез стропильного бруса и верхнего венца для обеспечения опоры. Если дом построен из бруса либо бревен ручной рубки, достаточно в венце прострогать площадку для крепления опоры под нужным углом. В строении из оцилиндрованного бревна это еще проще: угольником вымеряют перпендикуляр на элементе крыши, в точке пересечения бревна и бруса получают место крепления опоры.
Шарнирная конструкция конька
Чтобы стропильные ноги не разъехались в стороны, стропильный брус должен иметь одну или несколько точек опоры посередине, на коньке либо рядом с ним. При деформациях стен угол сочленения стропил в коньке также может меняться. Чтобы плоскость крыши не искривлялась, в коньке также применяют скользящее (шарнирное соединение).
Идеальная «скользящая» стропильная система. Конек опирается на центральную стену. Шарнир из металлических пластин, соединенный стяжкой, намного надежнее обычного болта.
Иное использование скользящих опор
Скользящая опора может быть использована везде, где необходимо обеспечить движение элементов деревянных конструкций. В частности, при устройстве перегородок и зашивок в деревянных домах. К примеру, в ванной комнате деревянного дома планируется часть стены отделать керамической плиткой. Для этого необходимо обшить стену листовым материалом (ГВЛ, ГКЛ, ОСП), изготовив предварительно каркас. Причем каркас должен быть «плавающим», ведь стены со временем могут осесть и подвергаться сезонным деформациям. Если зашивку не доводить до потолка, а стойки каркаса закрепить к стене на скользящих опорах, проблема решается.