Скользящая система крепления стропил. Правила монтажа скользящих опор для стропил. Чем необходимо крепить элементы 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 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:
- брус;
- клееный брус;
- бревно простое рубленное;
- бревно оцилиндрованное.
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:
- Открытого типа;
- Закрытого типа.
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:
- 60 мм;
- 120 мм;
- 160 мм.
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.
Современное строительство включает в себя возведение зданий самых различных типов, но при этом кровли с несколькими скатами продолжают сохранять лидерство в качестве наиболее перспективных. В случае деревянных построек высока вероятность усадки, которая приводит к деформации конструкции. Это значит, что необходим элемент конструкции, позволяющий ей приспосабливаться к изменению конфигурации. Таким элементом является скользящая опора для стропил.
Что они собой представляют?
С помощью таких опор стропила крепятся к несущему брусу, благодаря чему удается получить сбалансированную конструкцию. Эта деталь используется и в других случаях – при необходимости соединения нескольких скользящих элементов с неподвижной основой.
Если вас интересует, как выглядит вы сможете посмотреть на нашем сайте.
Подробнее о стропильной системе односкатной крыши гаража читайте в отдельной .
Помимо придания конструкции стропил дополнительной прочности, скользящие опоры обладают массой достоинств, одним из которых является легкость монтажа, которая не требует специальных инструментов и навыков.
Использование скользящей опоры сокращает затраты ручного труда в процессе возведения крыши, поскольку в этом случае нет необходимости в осуществлении ручной балансировки деталей конструкции кровли.
Функции и характеристики скользящих опор
Назначением скользящих опор является их прикрепление к мауэрлату во время строительства бревенчатых и брусовых домов. Эти перфорированные элементы многократно подтвердили свою эффективность: скользящий способ крепления предупреждает зависание кровельной конструкции и распирание стен деревянной постройки.
Абсолютно все строения, созданные из массивов цельной древесины (к ним относятся рубленое и оцилиндрованное бревно и профилированный брус) подвержены естественной усадке. В результате усадки стропильной системы строения из дерева происходит ослабление конструкции, возможны значительные перекосы. Изготовленные с использованием скользящих опор плавающие стропила решают эту проблему.
Составными частями этих крепежных элементов являются металлический кронштейн и уголок с петлей. В основном они обладают следующими параметрами:
- высота: 90 мм;
- ширина: 40 мм;
- толщина: 2 мм;
- длина: от 90 до 160 мм
Поскольку стропильная система должна выдерживать большие нагрузки, все применяемые крепежные элементы, включая скользящие стропила, должны быть изготовлены из прочных и надежных материалов. Низкоуглеродистая сталь, являющаяся материалом для изготовления скользящих крепежей, соответствует этим требованиям
Процесс монтажа кровельной конструкции с использованием этих крепежных элементов не представляет сложности: для его осуществления требуется только шуруповерт.
Сфера использования опор
Процесс усадки деревянных домов идет особенно интенсивно в течение первых нескольких лет эксплуатации. Изменение форм и размеров конструкции в основном обусловлено изменениями температурного фона и уровня влажности. При этом меняется высота каждого отдельного бревна или бруса, следствием чего становится общее изменение высоты стены, которое складывается из изменения параметров каждого элемента в отдельности. Из сказанного можно заключить, что по мере увеличения высоты стены увеличивается и степень ее усадки во время эксплуатации. Максимальной высотой обладает расположенная под коньком стена – значит, и ее усадка является наибольшей.
Стены, служащие опорой для расположенных по краям дома стропил, подвергаются меньшей усадке. В течением времени этот процесс приводит к изменению угла наклона крыши. По этой причине появляется необходимость учитывать данные геометрических изменений при осуществлении крепления стропил и обеспечения подвижности соединений.
Расположенные в коньке стропила создают вращающимися относительно друг друга, с двух сторон закрепляя их с помощью изготавливаемых на основе металла пластин на шпильках.
Определенную сложность представляют нижние края стропил, так как во время усадки они не только поворачиваются, но и сдвигаются относительно стены. Устройство жесткого и неподвижно зафиксированного крепления стропильной ноги к стене приведет к ее выпиранию в результате усадки.
Для стропил необходимо обеспечить возможность не очень большого, но все же ощутимого поворота и определенного сдвига вдоль стены без сокращения степени прочности крепления. В прежние времена с этой целью использовали отожженную проволоку. С ее помощью верхнее бревно привязывалось к стропильной ноге. Такой прием обеспечивал подвижность и надежность создаваемого крепления .
Скользящие опоры для стропил стали эффективной, наиболее удобной в плане монтажа и удовлетворяющей всем требованиям заменой описанному способу. При его использовании стропильная нога надежно закрепляется на брусе или бревне мауэрлата. Если в системе стропил используется клееный брус, этот метод становится единственным, обеспечивающим одновременно необходимую подвижность и прочность. Местом расположения крепления является участок вдоль смещения балки. Для этого древесина верхнего бруса стачивается. В результате получается площадка – на ней и крепится неподвижная нижняя часть опоры.
При выполнении монтажа опора должна располагаться таким образом, чтобы запас ее хода на сдвиг оказался максимально возможным.
Как правило, крепление стропил производится по двум сторонам стропильной ноги, однако при низкой кровле и небольшой величине уклонов кровельных скатов можно ограничиться одним креплением.
Стропильная нога, имеющая промежуточные опоры между брусом мауэрлата и коньком, также должна быть закреплена с помощью скользящей опоры.
Изготовление скользящих опор
Эти детали в большинстве случаев эксплуатируются при повышенной влажности и нередко контактируют с водой, конденсатом, проникающими под кровельный скат. При изготовлении скользящих опор необходимо учитывать сильное воздействие этих и других отрицательных факторов внешней среды. По этой причине их предварительно покрывают слоем цинкового расплава, дополнительно легированным другими веществами для сокращения подверженности коррозии и улучшения прочностных характеристик, благодаря чему повышается общая несущая способность конструкции.
Изготовление самих скользящих опор производится методом холодной штамповки на основе довольно прочного и пластичного материала – низкоуглеродистой стали марки 08 ПС. Процентное содержание углерода в ней – 0,08%, что дает возможность качественно штамповать материал. Балансирование прочностных характеристик элемента осуществляется методом раскисления.
Виды опор скользящего типа
Все применяемые в настоящее время скользящие опоры делятся на две группы:
Открытого типа – такие конструкции составлены двумя отдельными элементами. Первым является направляющая, прикрепляемая к стропильной ноге. Это изогнутая стальная пластина с отверстиями на концах. На каждом конце их может быть два или три – конкретное количество зависит от производителя. Меняется также величина длины хода подвижного элемента. Наименьшее значение должно составлять 60 мм, наибольшее – 160 мм. Уголок (неподвижная часть элемента) имеет до 5 отверстий.
Закрытого типа – эта разновидность опор не разбирается на составные части и представляет собой целостную конструкцию. Монтаж осуществляется в собранном виде. При таком варианте неподвижная часть имеет форму уголка со специальным держателем на длинной стороне: в него продевают планку крепления.
Монтаж
Скользящие стропила монтируются в том случае, когда материалом для фронтонов являются бревна или брус, а крепление прогона конька осуществляется в теле фронтона. Такое требование необходимо для предупреждения распирания стен при изменении величины угла уклона кровли в процессе усадки.
Стропила укладываются на коньковый прогон сверху и закрепляются с помощью шарнирного соединения. В этом случае сохраняется возможность изменить угол, под которым соединяются стропильные ноги.
Изготовление такого соединения производится на основе соединяемых шпильками перфорированных пластин. Вторым вариантом является накладывание верхних частей и соединение с помощью шпилек с шайбами и гайками.
При этом должны соблюдаться некоторые условия:
- Соединение мауэрлата (в данном случае – верхнего венца сруба) со стропильными ногами осуществляется с помощью скользящих опор. Как правило, их размеры соответствуют следующим параметрам:
- 90 х 90 х 40;
- 120 х 90 х 40;
- 160 х 90 х 40;
- 270 х 90 х 40 мм
Выбор длины определяется предполагаемой величиной смещения стропильных ног.
Другие способы использования скользящих опор
Скользящие крепежные элементы могут использоваться везде, если есть необходимость обеспечения движения деталей деревянных конструкций – например, при создании зашивок и перегородок деревянных построек.
ВЫВОДЫ:
- Скользящая опора для стропил является очень важным элементом кровельной конструкции, позволяющим компенсировать перекосы системы стропил, которые возникают в процессе эксплуатации вследствие усадки древесины.
- С помощью таких опор стропила крепятся к несущему брусу, благодаря чему удается получить сбалансированную конструкцию.
- Скользящий способ крепления предупреждает зависание кровельной конструкции и распирание стен деревянной постройки.
- Составными частями этих крепежных элементов являются металлический кронштейн и уголок с петлей.
- Изготовление скользящих опор производится методом холодной штамповки на основе низкоуглеродистой стали марки 08 ПС.
- Скользящие опоры бывают открытого и закрытого типов.
- “Скользячки” монтируются под 90-градусным углом по отношению к стропильной опоре по специальным запилам. Такой способ обеспечивает беспрепятственное движение конструкции.
- Скользящие опоры закрепляют при помощи саморезов с защитным покрытием.
- Для обеспечения возможности скольжения при максимально возможной длине усадки направляющая линейка скользящей опоры должна быть уложена параллельно стропильной ноге, а установка уголка производится перпендикулярно ноге в верхней части.
Как выполняется жесткое и скользящее соединение стропил узнайте из видеосюжета.
Деревянные кровельные конструкции подвержены деформации. Это обусловлено с изменениями, происходящими с геометрией древесины, в процессе естественной усадки. Поэтому при возведении кровли необходимы технологии, которые дают возможность предотвратить ее распирание или провисание.
Жесткое крепление для решения подобных задач совершенно не подходит. При выборе гвоздей скоб или иных аналогичных вариантов крепежа стропил, скажем, стоит сначала призадуматься, склонна ли конструкция к усадке. Конечно, эта проблема не нова, и традиционно для ее решения использовали скрученную проволоку, устойчивую к разрыву. Она надежно соединяла стропильные ноги с верхним венцом сруба, оставляя некоторую степень свободы для элементов несущей конструкции.
В настоящее время существует более совершенный способ, который был специально разработан для этих случаев, – скользящая опора для стропил. Среди ее достоинств можно отметить простоту монтажа, надежность и долговечность.
Cкользящая опора для стропил: для чего она
Любое деревянное сооружение, независимо от того, из какого материала он построен – бруса или бревна, лафета или полулафета, через несколько лет после сдачи в эксплуатацию непременно начнет изменять размеры, причем довольно ощутимую.
Изменения размеров стен существенно отражается на стропильной системе. Поведение ее элементов в коньковом соединении и в местах опирания на стену при этом отличается. В первом случае стропила «пытаются» повернуться вокруг оси, во втором – к вращательному движению добавляется еще поступательное.
Если стропила жестко закрепить на стены, то они будут передавать деформацию сооружения на крышу, и в течение некоторого времени она, кажущаяся в начале такой надежной, начнет проседать в центральной части, скаты искривятся и т. д.
Избежать осложнений подобного рода можно только в одном случае, если позволить стропилам смещаться в точках соединения без изменения своей формы. Именно для этого и служит скользящая опора для стропил. Более эффективно она работает в конструкциях из цельных кусков древесины, в которых есть с центральные стены, проходящие параллельно коньковому брусу.
Изготовление и цена
Обычно стропильные ноги работают в нестандартных условиях. Преимущественно это повышенная влажность либо конденсат и влага, попавшая в подкровельное пространство. Их производят из стали с низким процентным содержанием углерода, что позволяет довольно просто обрабатывать металл. Для повышения показателей прочности изделия проходят процесс раскисления.
Скользящие опоры (фото ниже) изготавливают способом холодной штамповки. Материал защищают от коррозии с помощью гальванического покрытия, полученного при его обработке по технологии горячей оцинковки. Таким образом предотвращают преждевременное разрушение металлического крепления.
Если заводское защитное покрытие отсутствует перед установкой скользящую опору стропил покрывают масляной краской, которая берет на себя функцию антикоррозийной защиты.
Эти системы, как и все остальные, рассчитываются заранее. К примеру, при покупке для бревенчатого сруба учитывается степень усадки бревен:
- 195-миллиметровые брусья дают усадку в 11,7 мм для первого года.
- через три–пять лет – еще 2–4 процента.
При выборе учитывают также:
- примерный вес покрытия;
- расчетную силу нагрузок на кровлю от ветра и снега.
Стоимость этих изделий в среднем колеблется в пределах 100–180 руб.
Виды и характеристики
Данный элемент имеет составную конструкцию, открытую или закрытую. В нее входят:
- направляющая, которую крепят на стропило;
- металлический кронштейн, уголок, загнутый определенным образом на 90⁰, имеющий опорную площадку.
По верхней части уголок имеет петлю, которую надевают на направляющую. При подобном подходе стропильный брус приобретает некоторую степень свободы. Он может двигаться в определенную сторону на промежуток, соответствующий длине направляющей. Зона скольжения обеспечивает кровле запас смещения, а также устойчивость при усадке дома.
Размеры скользящей опоры для стропил:
- длина опоры варьируется в диапазоне 10–48 см;
- высота – 9 см;
- ширина – порядка 4 см.
Скользящую опору часто называют перфорированной.
Какие скользящие опоры стропил надо ставить?
Различают следующие виды подобных опор или скользянок:
- открытая система состоит из двух раздельных элемента. На обоих концах направляющей имеются отверстия – два либо три. Сколько их будет на конкретном изделии зависит от его производителя. К примеру, на скользящей опоре стропил ра1 78 120 их два, а на моделях Kucis – три. Отличаются они также величиной хода подвижной части – 60 и 90 соответственно. Количество отверстий на опорной части уголка самое большее пять штук.
- закрытая устанавливается уже собранной как единая конструкция. Чтобы закрепить пластину к бревну, необходимо предварительно вырезать врубку, ширина которой совпадает с шириной Г-образного участка скользящего крепления. В противном случае затруднится ход элементов, а возникшее при этом трение может стать причиной перегибов или повреждений.
Следует обратить внимание и на коньковое соединение стропильных элементов. При деформировании стен, как правило, меняется и угол их сочленения с коньком. Поэтому чтобы не допустить деформирования плоскости крыши и или сбалансировать смещение рекомендуется применять скользящую опору стропильной системы на конек. Помимо прочего, такой подход облегчает монтаж. Таким образом, обеспечить надежность опоры в этих случаях можно без необходимости в сложных вырезках на элементах несущей конструкции.
Применение
Усадку древесины могут вызвать разные причины, скажем, влажность, резкие колебания температуры и прочее. Но какой бы ни была причина, результат будет тем же – усадка древесины приводит в движение и стропила – они стремятся изменить свое положение по отношению к другим элементам стропильной системы. Из стен больше всех дает усадку расположенная под коньковым брусом, что же касается внешних стен, то их усадка меньше.
Функционально скользящая опора нужна для прочной фиксации стропил к стене и опорному брусу в вертикальной плоскости. Соединение, имеющее несколько степеней свободы, позволяет сбалансировать конструкцию. Скомпенсировав усадку, они позволяют сохранить прочность и устойчивость к нагрузкам от воздействия снега и ветра.
Нередко подобный способ крепления используют также в случаях, когда требуется зафиксировать элементы некоторой конструкции так, чтобы дать им возможность перемещаться по отношению друг к другу. Рассмотрим пример ванной в деревянном доме, если предполагается частично отделать ее стену плиткой. Прежде всего ее обшивают материалами типа ГВЛ или ОСП. Делают это по предварительно изготовленному каркасу, при этом, что крайне важно, «плавающему».
Это связано с тем, что по истечении некоторого времени стены могут начать оседать. Помимо этого они регулярно испытывают сезонные деформации. Проблему можно решить только при выполнении двух условий:
- зашивка, недоведенная до конца стены;
- закрепление каркаса с использованием скользящих опор.
Монтаж
Вариантов установки опор под стропильные ноги два. Их или устанавливаются попарно, то есть с одной и другой стороны стропила, или только с одной. Одностороннее крепление возможно только в регионах, отличающихся низким уровнем нагрузок от снега и ветра и для конструкций с небольшой массой. Во всех других случаях рекомендовано двухстороннее крепление.
Установку опор начинают после выполнения конькового соединения и выполнения пропил в опорном брусе. Длина хода должна соответствовать расчетному значению смещения, на который сдвигаются стропильные ноги, когда стены дают усадку и деформируются под воздействием тепло-влажностных изменений.
Внимание!
Важно учесть, что если врезка в мауэрлат выполнена глубже его ¾, то это может существенно ослабить конструкцию крыши.
Отметим некоторые конструктивные особенности монтажа:
- К верхнему бревну крепят неподвижную составляющую опоры. Крепление выполняют на ровную площадку, предварительно стаченную на брусе.
- Вторая составляющая часть опоры крепится на стропильную ногу, которую, в свою очередь, фиксируют к коньку либо на скользящих, либо шарнирных соединениях, которые допускают изменение уклона стропильных ног по отношению к коньковому брусу.
- Направляющую планку при монтаже необходимо расположить параллельно ребрам стропила.
- Петля уголка, которая находится на направляющей планке, первоначально должна быть расположена в его нижней части, поскольку стропила, когда стены дают усадку, садятся вниз.
- Площадку скользящей опоры в обязательном порядке располагают строго под углом в 90⁰ по отношению к осям, проходящим по центру стропильных ног.
- Крепеж выполняют, используя саморезы, имеющие антикоррозийное покрытие.
Содержание статьи
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.
Возвести надёжный деревянный дом «без единого гвоздя», конечно, можно. По крайней мере, нашим предкам за неимением выбора такое удавалось.
Но есть ли в этом смысл сейчас?
Когда доступны недорогие практичные крепежи , при помощи которых можно возвести коттедж за очень короткие сроки, с минимальными трудовыми затратами.
Весь перфорированный крепёж можно разделить на две большие группы:
- Предназначенный для жёсткого стационарного соединения элементов (пластины, уголки, опорные кронштейны…).
- Предназначенный для реализации подвижного соединения (домкраты, скользящие опоры, шарнирные коньковые узлы…).
В этой статье рассмотрим изделия с подвижными элементами, определимся с их назначением и основными принципами использования.
Зачем делать соединение подвижным
Деревянные дома, которые строятся из массивной древесины, имеют одну важную особенность - их стены со временем усаживаются. В основном усадка происходит за счёт потери влажности стеновыми материалами (усыхания). Также под значительным весом имеет место сжатие древесных волокон и постепенное уплотнение межвенцовых утеплителей.
Всё вместе это выливается в довольно приличное изменение размера. Чем более влажным был материал, и чем более грубо он был обработан - тем значительнее будем процент усадки, и тем большими могут быть её сроки. К примеру, усадка дома из рубленных вручную брёвен может достигать 7-9 и более процентов (длится она до 2-3 лет), а вот если стены сложены из клееного профилированного бруса - то усадка составит около 1-2 процентов и происходит она в первые 6-8 месяцев.
В реальных цифрах это будет от 25 до 150 миллиметров потери высоты сруба на один этаж. Средние цифры среди прочих материалов (по срокам и по интенсивности усадки) показывает профилированный цельный брус и сухое оцилиндрованное бревно, строганный обрезной брус.
Усадка заставляет домовладельцев, как минимум, на сезон повременить с отделочными работами. Как раз из-за неё приходится делать скользящий узел-окосячку для оконных и дверных проёмов, чтобы столярка не оказалась зажатой и раздавленной.
Но вся проблема в том, что усадка не происходит равномерно. Более высокие стены (с фронтонами, например, или несущая «внутренняя» стена, которая поднимается до самого конька) садятся сильнее и им на это нужно больше времени. При усадке нижние, более нагруженные, венцы уплотняются сильнее, менее нагруженные верхние венцы могут при высыхании деформироваться и выворачиваться из стены.
Некоторые из этих проблем решаются использованием деревянных нагелей, а также пружинных узлов («Сила» и подобных).
Сложности возникают там, где подверженные усадке стены сруба, перевязываются с другими деталями и конструкциями, которые сами по себе не меняются в размерах, не теряют своей изначальной геометрии. К безусадочным элементам деревянных домов, например, относятся:
- вертикально ориентированные пиломатериалы (различные столбы и колоны);
- наклоненные пиломатериалы (тетива лестничных маршей; стропильные ноги);
- каркасные перегородки;
- простенки из камня или блоков…
Неподвижные вертикальные конструкции могли бы быть разрушенными при сильном давлении или могли бы ограничивать ход венцов, из-за чего в подвисших зонах образовались бы крупные сквозные щели. А, допустим, жёстко собранная кровля, которая опирается на несущие стеновые конструкции, в процессе неравномерной усадки разных стен могла бы критично деформироваться.
Вот потому компенсаторы усадки и подвижные опоры, являются неотъемлемым атрибутом любого современного сруба.
Вертикальный компенсатор усадки
Этот элемент носит много других названий: «лифт колоны», «домкрат строительный», «винтовая опора», «стойка регулировочная», «анкер для вертикальной регулировки столба», «резьбовой импост»… И даже имеется в природе несколько вариантов исполнения.
Например, есть модели, которые устанавливаются в бетон во время его заливки, есть модели с U-образными пластинами…
Но суть и основной принцип действия данного метиза остаётся тем же. Мы заранее (ориентируясь на прогнозируемый процент усадки) создаём зазор между стенами сруба и стационарным вертикальным элементом. В этот зазор ставим компенсатор, обеспечиваем таким образом необходимый постоянный момент опирания.
По мере усадки стен мы вручную (несколько раз, через определённые промежутки времени, которые зависят от интенсивности усадочного процесса) выполняем регулировку - сокращаем дистанцию, даём венцам сесть ниже.
В традиционном исполнении данный крепёж состоит из резьбовой шпильки, на одном торце которой жёстко приварена металлическая «пяточная» пластина. Или на пластину приварена гайка, в которую до упора вкручена шпилька. Так или иначе, но получается Т-образный упорный узел.
В обязательном порядке имеется ответная пластина с соответствующим отверстием по центру, которое нередко усиливается мощной накладкой-шайбой. Некоторые образцы также могут дополняться направляющей втулкой.
На шпильку навинчена гайка, на которую в свою очередь опирается ответная пластина. Вращая на резьбе гайку - сокращаем дистанцию между соединяемыми элементами.
Опорные пластины (они также называются «трапами») в основном тут представляют собой квадрат со стороной 100 или 120 мм, иногда - 150 мм. Их толщина составляет обычно от 4 до 6 мм, но для супернагруженных узлов встречаются метизы с пластинами до 10 мм толщиной.
Тела обеих пластин наделяются перфорацией. Это, как минимум, 4 отверстия для прохода саморезов с диаметром стержня 4,5 мм. Также тут могут быть сделаны отверстия более крупные, предназначенные для крепления компенсатора усадки к каменному основанию при помощи анкеров.
Шпилька и комплектная гайка - могут иметь рабочий диаметр от 20-24 мм в среднем, или 30-36 и более миллиметров для нагрузок класса «хэви». В зависимости от прогнозируемой нагрузки выбирается диаметр шпильки, площадь трапа и его толщина. В зависимости от интенсивности усадки выбирается домкрат с той или иной длиной шпильки (обычно она составляет около 15 сантиметров, более длинные варианты достигают 20 сантиметров).
Производятся правильные винтовые опоры из качественной стали, а для защиты метизов от коррозии все его элементы подвергаются горячему цинкованию (можно применять на улице в открытом виде без покраски).
Монтаж и эксплуатация резьбового компенсатора усадки своими руками не доставляет особых сложностей:
- Установка лифта может производиться как в верхней части столба, так и в нижней. На один узел используют один регулирующий элемент.
- В подвижном элементе узла, который будет иметь ответный трап (иногда это венец сруба, иногда - сам столб) делается отверстие. Его параметры должны быть такими, чтобы шпилька могла при регулировании компенсатора свободно входить в древесину, причём на всю длину. Если ответная пластина наделена направляющей втулкой, то сверлят под диаметр втулки.
- При помощи мощных саморезов длиной не менее 50 мм (используется не меньше 4 штук) основной трап с навинченной на шпильку гайкой и наживлённым ответным трапом закрепляется на месте. Если крепление трапов производится на бревно или на профилированный брус - тогда нужно сделать под него локальную посадочную площадку (стесать скругление с бревна или срезать шип/паз с бруса).
- После установки на своё место опирающегося венца - ответная пластина поднимается до касания древесины и подпирается гайкой. Четырьмя саморезами ответная пластина закрепляется на своём месте. Гайку при необходимости дотягивают, чтобы элементы стали в проектное положение. При этом столб должен оказаться под нагрузкой, и должен быть выбран момент провисания соответствующего венца.
- Смонтированные у пола или под потолком компенсаторы (вместе с зазорами) иногда маскируются различного рода съемными кожухами.
- По мере усадки стен дома пользователь должен ключом попускать гайки всех установленных домкратов. Делают это, пока не будет снято напряжение от венцов. Насколько часто и сколько всего раз нужно выполнять корректировку - зависит от типа дома и от примененных материалов. Иногда достаточно сделать 2-3 подхода за год, иногда приходится подкручивать лифты каждый месяц и т.д.
Скользящая опора для стропил
Из-за неравномерной усадки различных стен сруба элементы стропильной системы сдвигаются друг относительно друга. Цифры отклонений там не такие большие, как наблюдаются у стен при вертикальной усадке. Но изменение углов, когда геометрия стропильной пары меняется по какой-то стороне на 2-3 сантиметра - вовсе не редкость.
Если крышу собирать на жёстких связях, то возможны вырывы крепежей из древесины, поломки метизов и растрескивание несущих пиломатериалов.
Чтобы исключить такие проблемы стропила срубов никогда не ставили на мауэрлат (или верхний венец) через ступенчатые запилы, их не прикручивали через уголки и не делали прочих вариантов жёсткого крепления. Обычно тут старались выдержать баланс между надёжностью фиксации и подвижностью соединения. Этого добивались использованием калёных скоб, установленных под определёнными углами, обеспечивающими некоторых ход. Но чаще вход шла мягкая проволока, которой попросту приматывали стропильную ногу к стене.
Сейчас появился перфорированный крепёж, надёжный и удобный в использовании. Некоторые мастера начали использовать для крепления стропил уголки с продольным пазом под мощные винты или анкера. Эти модели, конечно, не предназначены для такого узла, так как могут заклинить в любой момент, ведь стропила не просто движутся вверх/вниз по изначально заданной линии, но также немного меняется угол, по которым они располагаются относительно стены.
Есть специальные перфорированные метизы, которые разработаны именно для этого узла. Скользящая опора представляет собой двухсоставный Т-образный кронштейн. Одна часть является направляющей скобой, которая закрепляется на стропильной ноге. Вторая часть - своего рода неравносторонний уголок, который одной стороной держится за скобу, а другой крепится к верхнему венцу стены. Обе части, будучи закреплёнными на стене и на стропиле, находятся в зацеплении, они могут поступательно перемещаться друг относительно друга, но отлично противодействуют силам «на отрыв» (которые возникают при ветровых нагрузках).
Вообще можно выделить две разновидности скользящей опоры для стропил (закрытые и отрытые), но работают они примерно одинаково.
Как установить скользящую опору:
- Для стропил пологой крыши можно применять по одной опоре на стропилу. Но для крутых скатов рекомендуется ставить по одной опоре с обеих сторон каждой стропильной ноги.
- Стропило в соответствие с выбранным шагом просто опирают на верхний венец сруба. Можно также под стропильную ногу сделать пропил, который не будет клинить доску, но и не даст стропиле сдвигаться.
- На крайнем верхнем венце (возможно, это будет мауэрлат) прикручивается угловая часть опоры. Тут очень важно, чтобы эта часть была строго перпендикулярна стропиле. Очень часто при строительстве из бруса допускается ошибка, когда для крепления используется естественная плоскость пиломатериала, тогда как нужно сделать площадку на месте кромки бруса. Если стены сложены из бревна, то на скруглении тоже желательно создать опорную площадку.
- Обратите внимание, что пропилы и заглубления в верхнем венце (или в мауэрлате) нельзя делать сильно глубокими, чтобы не ослабить их. Нормальным считают пропил не более 1/4 от площади сечения.
- Следующим этапом нужно выставить скобу. Она должна обеспечить продольный взаимный ход деталей. Поэтому обычно скобу ставят в такое положение, чтобы около 3/4 её длины было доступно для скольжения стропильной ноги в прогнозируемом преобладающем направлении.
- Кстати, для крепления всех элементов скользящей опоры к древесине нужно осуществлять исключительно надёжными крепежами , к которым «чёрные» оксидированные саморезы не относятся из-за своей хрупкости.
Подвижный конёк
Если угол между парными стропильными ногами может меняться, то значит нужно соответствующим образом оформить их взаимное соединение. Соединяются они в коньке, поэтому привычные варианты реализации данного узла (с прирезкой стропил разными способами и с использованием перфорированных пластин) уже не будут подходить.
Как обычно, есть несколько решений. Одно из них - собирать смежные стропила с нахлёстом в зоне конька, а для взаимной фиксации их можно скрутить мощными болтами.
Второй вариант работает в конструкциях, где стропила опираются на коньковый прогон или на несущую промежуточную стену. Заключается он в использовании подвижного кронштейна, который обхватывает своими пластинами стропильные ноги и позволяет им немного ходить друг относительно друга. Каждый кронштейн такого типа можно собрать из четырёх перфорированных пластин и трёх болтов.
Также нужно отметить, что, если кровельная система сруба имеет в своём составе различные вспомогательные элементы (ригели, подкосы и т.д.) то соединять их со стропильными ногами и с любыми стационарными конструкциями нужно также с возможностью скольжения. Для этого придётся в том или ином виде воспользоваться приведёнными в статье методами.
