Сращивание стропил по длине — виды соединений для монтажа

Стропильные ноги отвечают за целостность крыши, поэтому качество материала и его стойкость к нагрузкам и сопротивление на изгиб – важные показатели при монтаже крыш. Сращивание стропил по длине не должно повлиять на прочность сооружения. Разберемся, как это сделать правильно, рассмотрим виды древесины, из которых изготавливаются стропила, и покажем, как произвести расчет их длины.

Виды древесины для кровли

Для стропильного монтажа, в зависимости от назначения объекта применяют следующие виды пиломатериала:

1. Брус чистообрезной, двухкантный и четырёхкантный.
2. Доску обрезную.

Древесина хвойных пород, например, лиственница и сосна, чаще всего применяется в обустройстве стропильной системы. Она имеет достаточную прочность, хорошо поддаётся обработке и противостоит гниению. Перед укладкой на крышу материал обрабатывают специальной пропиткой.

Стандартная доска имеет длину 6 метров, брус – 3 метра.

Дефекты, влияющие на качество пиломатериала:

• Сучки– техническими условиями регламентируется количество сучков в доске, не влияющее на прочность конструкции.
• Обзол– для стропильных конструкций его полностью срезают.
• Трещины– возникают от неправильной сушки или растрескивания на морозе. Такой материал непригоден для монтажа крыш.
• Гниль и грибок– от неправильного хранения во влажных условиях – отбраковывается.

  

Выбрав правильный пиломатериал, приступают к замерам и сращиванию стропил.

Расчёт размеров стропил по длине и сечению для правильного выбора пиломатериала

Стропильная система на проектной стадии рассматривает варианты пиломатериалов и схему их расположения в стропильной конструкции. От правильных расчётов зависит дальнейшие работы по укладке изоляции, утепления и кровли. Также немалую роль играют устойчивость к нагрузкам при эксплуатации объекта, сопротивление атмосферным изменениям и тектоническому влиянию. Поэтому к расчётам и выбору качественных пиломатериалов подходят очень ответственно.

Для вычисления требуемой длины стропила, определяют угол наклона ската кровли и рассчитывают высоту крыши. Небольшие размеры дома позволят применить цельные доски и брус для создания стропильной конструкции. При более широком скосе в большом сооружении длины пиломатериала может не хватить. Тогда применяют сращивание двух частей древесины, чтобы сделать стропильную ногу соответствующих размеров с небольшим запасом.

Размер пролёта между коньком дома и верхней частью стены соответствует длине стропилины. Сечение балки определяют на основе размера нагрузок и расстояния между двумя соседними стропильными ногами.

Нагрузку на элементы создаёт вес кровли, например, из керамической черепицы или асбоцементного шифера. Такие материалы требуют увеличенного сечения бруса.

Пример:

• Длина бруса – 6 метров.
• Сечение торца – 10Х20 см.
• Расстояние между соседними брусьями — 140 сантиметров.

Схема стропильной конструкции

По периметру стены укладывается мауэрлат – брус, который принимает на себя часть несущей функции, равномерно распределяя на несущие стены. На него будут поставлены основания всех элементов конструкции.

Поперёк здания укладывают прогоны, такие же прогоны будут служить опорой для стропильных ног в середине сооружения.

Поднимают, заранее смонтированные на земле, фермы, которые будут держать конёк и крепят к мауэрлату.

Ставят опоры для конька, укладывают конёк и крепят к нему диагональные, промежуточные стропила.

Укрепляют конструкцию с помощью подкосов, подпорок и ригелей.

На конструкцию укладывают стропила, учитывая проектное расстояние между отдельными балками. Торцы ног упирают в мауэрлат, а верх запиливают и соединяют металлическим крепежом на скошенных углах. На готовое основание укладывают гидроизоляцию, утеплитель и кровлю.

Правильное расположение и способы соединения бруса гарантирует устойчивость при укладке утеплителя и кровли. Дальнейшая эксплуатация объекта во многом зависит от точного проектирования и правильно подобранных пиломатериалов.

Сращенные стропила предпочтительнее закладывать при монтаже крутых скатов крыши, где атмосферные нагрузки в разы ниже, чем на плоских скатах. Плоские скаты зимой нагружаются под действием снега, что давит на пиломатериал под кровлей.

Конструктивные особенности сращивания стропильных ног

Стропильная нога – это расстояние от верхнего уровня стены объекта до конька крыши. Если предусмотрены свисающие стропила, то длину доски или бруса следует увеличить до заданной длины.

Соединяя обрезки тёса, добиваются необходимого размера стропильных ног. При этом учитывается, что узел соединения ведёт себя, как изгибающийся шарнир, поэтому стык следует располагать на участке, где не будет напряжения на изгиб. Расчётное расположение стыка возле подпорки, перекладины или другого элемента, снимающего нагрузку. Брус должен иметь достаточный запас жёсткости по всей длине.

Между мауэрлатом и коньком делают дополнительную опору. Расстояние соединения от опоры равно 1/6 длины всей доски. Придерживаясь заданных параметров, обеспечивают равномерную жёсткость на опорах.

Вальмовые и полувальмовые крыши с диагональным расположением стропил, монтируются из более длинного и прочного бруса, служащего опорой коротким нарожникам. Сращивать нарожники нельзя, только цельный брус.

Наращивание стропил по длине осуществляют несколькими способами, которые применяют, учитывая особенности строительства и потребность в сопротивлении нагрузкам.

Способы сращивания:

• Прямая стыковка – на коротких скатах;
• Косым прирубом – для бруса;
• Внахлёст – подходит для доски;
• Двойное сращивание – только доска.

  

Для работ применяют стусло, обеспечивающее точность среза по заданному углу.

Прямая стыковка

Метод позволяет наращивать элемент какой угодно длины, с помощью разных накладок. Детали накладок можно извлечь из разобранной опалубки, обрезки пиломатериалов или остатков уложенных стропилин. Разрешается выбирать в качестве накладки доску или трёхслойную фанеру.

Последовательность работ:

• Стык отрезают строго под прямым углом, чтобы обеспечить максимально ровную стыковку и не допустить прогиба при полной нагрузке на соединительный узел;
• Обрезки доски служат накладками, которые закрепляют на брусе с помощью шпилек.
• Заранее готовят ровную площадку достаточной длины. Брус или доску располагают на ровной поверхности, подкладывая под неё бруски, высотой сантиметров 30, чтобы при обрезке дисковой пилой не касаться земли;
• Выбирают накладки. Для накладок используют обрезанные доски или трёхслойную фанеру, после снятия опалубки. Длина накладки рассчитывается в четырёхкратном размере ширины доски. А если крышу планируют утеплять минеральной ватой или она будет с небольшим уклоном, то нагрузки на конструкцию увеличатся, а длину накладок следует также делать длиннее;
• Обрезанную часть стыкуют со второй половиной, плотно прижимают и обкладывают соединительными накладками. Доски обычно слегка различаются по толщине, поэтому в процессе подготовки, края слегка запиливают или зашлифовывают.

  

Важно! При обрезке доска не должна расслоиться или разломаться, срез делают ровный, без зазубрин или заусенцев. 

• Всю конструкцию обжимают струбцинами и вбивают шпильки, закручивая гайки до врезания в дерево. Гвозди применять не рекомендуют, по причине растрескивания древесины и ослабления упорных свойств в готовом элементе. Шпильки берут не менее 8 мм, меньший размер недостаточно укрепит стыки, а больший раздвинет слои;
• Шайбы рекомендуется брать широкие и утапливать из в древесину;
• Количество крепежа не должно сильно утяжелять элемент, иначе придётся заказывать перерасчёт проекта;
• Фанеру допустимо дополнительно приклеить на доску и обжать струбцинами до полного высыхания клея.

Косой прируб

Брус большого сечения плохо поддаётся прямой стыковке, поэтому соединение бруса между собой по длине производят методом косого прируба. Название технологии происходит от вида подрезки концов бруса.

Этапы косого прируба:

• Отмеряют расстояние, на котором будет выполнен прируб. Это необходимо, чтобы готовые элементы максимально совпадали без малейшего зазора. Отмечают карандашом место спила на обеих торцах брусов;
• Концы подрезают под определённым углом, с применением стусла, чтобы углы максимально совпали по срезу, обычно это угол в 45°;
• Скошенные концы, стыкуют, добиваясь максимального совпадения плоскостей. Закрепляют струбциной;
• Просверливают сквозное отверстие, на один миллиметр меньше шпильки или самореза, чтобы он входил с трудом, не раздвигая волокна древесины. Это условие позволит избежать люфта при укладке и последующих эксплуатационных нагрузках;
• Прируб стягивают саморезами или шпильками и шайбами достаточной ширины, чтобы впоследствии они не заглубились в древесину и не привели к ослаблению конструкции. Под них рекомендуют подкладывать кольцо.

Внахлёст

Метод подойдёт, если встал вопрос: как срастить две доски. Жёсткое соединение конструкции делает её востребованной на многих строительных операциях. Способ довольно простой – две доски укладывают одну на другую внахлёст.

Итоговая единица имеет длину, которая подходит к сооружению. Небольшой лишний край просто отпиливают.

Последовательность работ:

• Вначале их укладывают на подставки из брусьев или обрезков;
• Торцы выравнивают циркулярной пилой (операция необязательна);
• Соединяют и подгоняют доски по длине нахлёста и ширине, располагая их строго параллельно друг к другу;
• Длина нахлёста обязательно должна равняться одному метру, так обеспечивается прочность на изгиб и сопротивление нагрузкам, при последующей эксплуатации объекта;
• Суммарная длина двух досок равняется длине стропильной ноги, плюс нахлёст с двух сторон;
• Тесины соединяют саморезами или шпильками, располагая их в шахматном порядке по длине и ширине.

Тёс для сращивания стропил по длине должен быть ровный и одинаковый по ширине и толщине. Небольшое расхождение ширины сравнивают с помощью рубанка. Из подобных сплочённых досок получаются довольно крепкие элементы основания крыши.

Преимущества подобной стыковки в простоте операций, её можно сделать даже непрофессионалу на домашней стройке.

Двойное сращивание

Есть ещё довольно интересный метод удлинения – составные стропилины. Его выполняют, используя доски и короткие обрезки досок. Преимуществом такого метода является практически безотходное строительство, когда в дело идут самые короткие элементы.

Этапы работ:

• Замеряют доску, которую требуется удлинить;
• Отмеряют две другие доски с учётом нахлёста;
• Обкладывают двумя досками первую с двух сторон, оставляя нахлёст не менее одного метра и скрепляют стандартным крепежом;
• Между досками остаётся пространство, размером с толщину одинарной части. Его закладывают короткими обрезками, оставляя между ними расстояние сантиметров по 50-60;
• Каждый обрезок фиксируют крепежом в шахматном порядке, следя за нормативами по употреблению металлических частей.
• Готовую стропилину ставят на мауэрлат двойной стороной, чтобы середина двойной сцепки ложилась на подстропильную ногу.

Двойные срощенные стропильные ноги применяют для обустройства вальмовых и ломаных крыш, сложных конструкций. Парное основание добавляет прочности и стабильной устойчивости в сравнении с обычной доской. Сопротивление на изгиб также достаточно высокое.

Соединение бревна и бруса в длину

Сращивание бруса и бревна по длине имеет глубокие корни в дедовских методах, когда ещё строили только бревенчатые срубы. Наши предки знали, как удлинить стропила по длине правильно. Об этом свидетельствуют старинные деревянные постройки, сохранившиеся до наших лет.

Этапы соединения брёвен:

• Отесать края брёвен, чтобы они плотно прилегали друг к другу;
• В торцах засверлить отверстие для штыря;
• Размер дыры должен быть на 1-2 мм меньше вставки, чтобы штырь плотно стал на место, не расщепив край;
• Вставить штырь и плотно соединить бревна.

Соединение брёвен и бруса прямым замком:

1. Вытесать пазы в конце сращиваемого бруса;
2. Вытесать соответствующий размер в другом;
3. Соединить пазы и закрепить их шпильками или хомутами.

   

Также сплачивают косым замком и клином.

Каждое соединение очень прочно и может использоваться в стропильных ногах. Подгонка должна быть точной. Заполнение щелей и сколов щепой или другим материалом приведёт к снижению стойкости бруса. Он станет непригодным для укладки стропил. Для чёткого результата заранее вымеряют и отчерчивают места пропилов.

Сращивание стропил даёт серьёзную экономию строительной древесины. На строительной площадке останется минимум древесных отходов.

Для сращивания стропильных ног существует несколько практичных вариантов, каждый из которых можно применить во время строительства дома:

• Для доски: внахлест или метод двойного сращивания;
• Для сруба: прямая стыковка или косой прируб.

При монтаже стропильной системы важно помнить, что соединение крепежом не должно утяжелять элементы настолько, чтобы стать проблемным для общего веса конструкции под кровлю.

Правильная сплотка даёт такую же выносливость нагрузок, как цельный брус.