Стропильная система крыши состоит из различных элементов, которые в совокупности обеспечивают жесткость и надежность каркасной конструкции. Рассмотрим, для чего устанавливается и всегда ли необходим в системе коньковый прогон. Ознакомимся с разновидностями балок и как обеспечить им высокую прочность по отношению к изгибающей и раздирающей нагрузке. Читайте до конца, и Вы узнаете о способах сращивания стропильных пар между собой, о рекомендациях мастеров по соединению стропил в различных конструкциях.
Описание архитектурного элемента
Коньковый прогон – это горизонтальный брус, который устанавливается на вершине скатной крыши. Служит элемент одновременно опорным и связывающим элементом для стропильных ног по аналогии с позвоночником для скелета. Устанавливать поперечную балку технически не обязательно, но ее наличие существенно упрощает монтаж каркаса для кровельной отделки с соблюдением вертикального и горизонтального уровня. В дополнение брус способствует повышению устойчивости всей конструкции к механическим нагрузкам со стороны природных явлений.
Разновидности прогонов
Существует два варианта прогонов в зависимости от используемого конькового бруса. Технически в большинстве случаев цельные элементы являются залогом надежности и максимальной прочности конструкции. То же можно отнести к опорной части для стропильных ног. Однако в случае с длинными пролетами между фронтонами дома массив под собственным весом из-за повышенной изгибающей нагрузки будет деформироваться и неравномерно оказывать излишнее давление на каркас скатов. То есть высокую вероятность разрушения крыши при таком подходе можно считать неоправданной.
Если для компактных строений оптимальным решением является цельная коньковая балка, то для габаритных конструкций рациональнее будет предпочесть составной прогон. В этом случае для исключения деформационных процессов собранной опоры необходимо под узловые соединения устанавливать вертикальные стойки. В то же время эта мера является недостатком, если планируется обустроить на крыше мансардное помещение для отдыха, работы или проживания.
Особенности проведения монтажных работ
Чтобы понять, как скрепить стропила между собой, нужно правильно установить коньковый прогон. На фронтонах для этого предварительно подготавливаются посадочные места с соблюдением горизонтального уровня. Перед укладкой торцевые части заготовленной балки рекомендуется обернуть гидроизоляционным полотном. Далее положение опоры под стропила еще раз проверяется, при необходимости корректируется. За ориентиры можно использовать строительный уровень, равенство диагоналей по скатам. В завершение можно приступать к фиксации бруса.
Методы усиления прогона
Вертикальные стойки могут быть установлены не только под узловыми соединениями на сборной балке. Они могут быть использованы в качестве усилительных элементов, которые заберут часть изгибающей нагрузки на себя, будут препятствовать деформационному процессу. При этом количество подпорных элементов зависит как от расстояния между фронтонами, так от размеров сечения конькового пролета. Для массивного элемента кроме стоек можно в дополнение смонтировать подкосы.
Второй вариант усиления конструкции – установка так называемых боковых прогонов. Это, как правило, горизонтально расположенные дополнительные балки, которые связывают стропильные ноги в их средней части. Таким образом снижается нагрузка на изгиб и распирание стропил, выравнивается давление на верхний брус.
Установка каркаса под кровлю
Правильное соединение стропил в коньке – важный момент, который способствует обеспечению длительного срока эксплуатации крыши. Главное – найти оптимальное решение относительно выбора крепежа и способов фиксации элементов. Рассмотрим детальнее каждый пункт.
Выбор крепежа
Изначально для сборки стропильной системы применялись деревянные клинья, штыри, накладки, нагели, бруски различного сечения, металлические скобы и гвозди. Сегодня на торговых площадках крепежные изделия представлены в улучшенном ассортименте. Например, с помощью гвоздевых и перфорированных пластин, резьбовых метизов и анкерных систем соединение стропил осуществляется на более высоком уровне по надежности и прочности. Главное – правильно подобрать изделия по допустимым нагрузкам.
Перечисленные варианты относятся к приспособлениям для обеспечения жесткой фиксации стропил между собой. Если конструкция собирается поверх нового дома, то для него характерна усадка в течение первых 5 лет. Разница может достигать 200 мм. Это может привести к деформации либо разрушению отдельных элементов или каркаса в целом. Чтобы этого избежать, рассматривается еще одно решение как соединить стропила – шарнирное или скользящее крепление. Оно может быть представлено пластиной в форме плоской проушины и перфорированного уголка. Конец второго вставляется в проушину и загибается, чтобы минимизировать активное «хождение» стропил в сторону от опорного элемента. Им может быть как мауэрлат, коньковый прогон.
Способы соединения стропил
Узловые участки в верхней части крыши являются основой для формирования конька. Это нагруженная часть каркасной системы, поэтому важно обеспечить надежное и жесткое соединение стропил между собой. Рассмотрим детально проверенные на практике способы:
- Встык.
Здесь стропильные ноги в торцевых частях подрезаются так, чтобы в местах спила образовывался прямой максимально плотный контакт. Фиксация пары заготовок выполняется посредством двух гвоздей. Каждый из них забивается под углом в направлении сверху вниз из первой во вторую доску. В результате метизы могут пересекаться внутри узла, поэтому один из гвоздей забивается с небольшим смещением по отношению к другому.
Для усиления узла сформированного путем прямой стыковки стропил используются металлические пластины с перфорацией. Накладки с двух сторон крепятся посредством гвоздей либо саморезов по дереву. Так обеспечивается стяжка элементов, исключается вероятность их растрескивания под воздействием поперечной нагрузки.
- Внахлест.
Технически правильно собранная стропильная система состоит из вертикально собранных ног. Чтобы это обеспечить при накладывании двух элементов друг на друга торцевые части на месте соединения подрезаются вдоль заготовки на половину толщины. Здесь типы креплений стропильных ног у конька сквозной.
Стягиваются доски/бруски между собой резьбовой шпилькой либо болтом и гайками с широкими шайбами. Последние нередко используются из пластичного материала, чтобы изделия не врезались в тело деревянных стропил.
- На прогон.
Здесь стяжка стропильной пары не требуется. Заготовки на торцах подрезаются так, чтобы обеспечить плотное примыкание спила к боковой части балки. Осуществляется фиксация стропил к горизонтальному брусу гвоздями, которые располагаются под уклоном. Дополнительно устанавливаются угловые перфорированные пластины чаще на саморезы.
Многие мастера выбирают уголки с оребрением – это усиленные образцы, которые предназначены для устойчивости к повышенной нагрузке. Другое решение – между досками к балке фиксируются уплотняющие вставки из деревянных заготовок. В результате такого подхода вершина стропильной системы получается не остроконечной, а трапециевидной формы в поперечном сечении.
Еще один способ, технически немного усложненный относительно исполнения – соединение стропил в паз. Здесь комбинируется метод прямой стыковки с формированием выступа на одном торце ноги и геометрически аналогичной по форме лунки на другом. Стяжка элементов осуществляется посредством деревянного нагеля, дополнительно используются оцинкованные гвозди.
Рекомендации по работе с различными конструкциями
Конструкция крыши может иметь в сечении разную форму. Самая распространенная – из двух прямых скатов. Интересными решениями также являются вальмовая, круглая или арочная крыша. Рассмотрим, как выполняется крепление стропил к коньку в каждом из вариантов.
Двускатная крыша
К коньковому брусу стропила могут быть закреплены попарно или вразбежку. Если выполняется прямая стыковка верхних торцов, то рекомендуется устройство двух прогонов: базового и поперечного. В регионах с сильными порывами ветра обязательно выполняется усиление стропильной системы двумя способами: в области конькового прогона ноги фиксируются металлическими уголками, в нижней части формируется дополнительная связка вертикальных элементов с мауэрлатом или стенами посредством прочной проволоки или строительных скоб. Независимо от выбора метода крепления стропил к коньковому брусу, вырезка пазов на них допускается только в торцевой части для выполнения пазового соединения.
Вальмовая крыша
Здесь стропильные заготовки врубаются в наклонные балки с фиксацией посредством ригелей и стяжек. При наличии одного прогона устанавливаются опорные консоли, которые выпускаются за подстропильную раму (на 100-150 мм). В случае с двумя коньковыми брусьями под ноги набиваются так называемые прибоины – короткие доски толщиной 50 мм.
Арочная и круглая крыша
Арочная конструкция собирается по аналогии с двускатной, только соблюдается угол с большим разворотом. Круглая или сферическая форма создается путем установки стропильных ног, верхние концы которых будут сводиться к одной проектной точке. Между собой они соединяются внахлест, в дополнение стягиваются металлическими хомутами.
О главном
Коньковый прогон – опорный брус для верхних концов стропильных ног.
По целостности балка может быть из массива дерева или собранная из отдельных заготовок.
Для снижения риска прогибания прогона и под узловыми соединениями собранной балки устанавливаются опорные столбы.
Стропила между собой могут соединяться встык (с пазовым узлом или без), внахлест с продольными вырезами на торцов в половину толщины заготовки, с опорой на коньковый брус.
Для жесткой фиксации используются гвозди, саморезы, металлические пластины с перфорацией под метизы, резьбовые шпильки или болты с шайбами и гайками.
Для подвижной фиксации чаще используются металлические уголки и ответные проушины.
