Стропильная система для сруба

Стропильная система для срубаСтропильная система для сруба. Основа без которой вы не построите хорошего накрытия.

В данной статье рассмотрим варианты обустройства крыши для сруба, которая пользуется наибольшей популярностью – двухскатная. Расскажем о возможности ее изготовления. Для работы в качестве главного материала потребуется брус, бревно – самый универсальный и экономичный строительный материал на сегодняшний день. Рассмотрим этапы и виды построения крыши:

Приспособление безгвоздевой крыши. Понятие «крыша на самцах»

Самцовая (безгвоздевая) крыша – конструкция крыши, в которой тес укладываем на горизонтально выложенные бревна – слеги. Концы слег врубаются в поперечные бревна сруба, образующие фронтон. В крыше на самцах несущей конструкцией являются торцевые стены – фронтоны или, как называли в простонародье «самцы». Эта несущая конструкция и есть сужением стены сруба к верху, в ней крепят методом засечки бревна, что называются слегами, на которых настилают кров. Бревна продольных стен уходят внутрь здания, этих бревен применяют в работе около трех с обеих сторон строения, а для верха подбирают достаточно массивное коньковое бревно. Подобранный кровельный материал задаст основание кровли – по жердям может понадобиться обрешетина, выложенная параллельно скату крыши.

Для большего усиления крыши, в случае применения не достаточно толстых слег, потребуется установка стропильной ноги. Это устройство несущего характера в виде треугольной конструкции, которая предусмотрительно устанавливается в средней части крыши. Крыша сруба, в конструкции которой используются и стропила, и самцы со слегами – это уже транзитивное видоизменение крыши. Возможны варианты более экономного выполнения крыши: торцевые стены можно зашить тесаными дощечками, стропилами перекрыть всю крышу, не делая самцов, а по ним сделать разреженную обрешетку из тонких жердей. Но сама суть экономичности зависит во многих случаях от зодчества постройки, а отличия меж крышей на самцах и стропильных конструкций крыши состоит в направленности и соединении несущих деталей.

Стропильные системы крыш и их виды.

В процессе устройства скатных крыш строитель может применять стропила двух видов – висячие и наслонные .

Наслонные стропильные конструкции крыш производят распирающее давление на стены дома, так как держат себя за счет упора стропильными ногами на наружные стены. Поэтому давление, возникающее при нагрузке на крышу, передается распирающим эффектом на стены, раздвигая их. Используют наслонные системы, если пролеты крыш составляют не более 6 м, при больших пролетах крыш применяют к данной системе дополнительную опору. Желательно, чтобы здание несло в себе центральную несущую стену. Наслонная стропильная конструкция является самой легкой и требует наименьшие затраты материала.

Висячие стропильные системы используются чаще, когда пролеты крыш превышают 7 м и отсутствуют дополнительные опоры. Эта конструкция не работает на распирание стен, затяжка, врубленная в стропильные ноги примерно на средней их части, усиливает стропило и не дает прогибаться.

В практическом процессе применения обе схемы воссоединились, отныне практически невозможно определить исходную конструкцию.

Традиционные конструкции крыш.

Рассмотрим традиционные схемы стропильных конструкций для сруба из бревна. Заметим, что подобные системы, которые используются для сруба из бревна, применимы, и для сруба из профилированного бруса, который ныне достаточно популярен для малоэтажного строительства. Почитайте о технологии производства такого материала и вы поймете в чем его преимущество.

Крыша на самцах.

В самцовой крыше главной несущей системой считаются торцевые стенки. Методом неглубокой прорубки во фронтонах делают выемки, в которые вставляют бревна – слеги, на которых крепится крыша. Получается таким образом, что самцовая крыша являет собой продолжение стены, бревна которой с последующим рядом становятся короче к верху.

Преимущество рубленого материала предоставляет возможность собрать крышу на земле, начиная с венца – основы крыши, снятого со стен на временные подкладки (рис.). Это по технологии будет третья перекладка сруба. Сруб рубят не на всю вышину, а долями, применяя перекладку венцов. Такая методика позволяет проводить деятельность на земле, подгонять конструкции без высотных работ.

Бревна самцов формируют торцевую стену, скрепляясь между собой круглыми древесными шипами — нагели, что позволяет сохранять фронтону вертикальность, или шкантами – это также дает вертикальную устойчивость и дополнительную теплоизоляцию, укладываясь между бревнами в горизонтальном положении. Но такое построение не совсем надежно, так как не имеет распора по горизонтали. Обнадежить его возможно только соединением жердей с бревнами самцов врубкой в следующих исполнениях: «в лапу», где бревна не обозначаются за пределами угла; «в коренной шип»; «в лапу с присеком» и иные, но все эти врубки предполагают работу квалифицированных специалистов, так как при любых отклонениях дом при эксплуатации будет продуваем. Получится распор и растяжка фронтонов. К таковому воссоединению имеют все шансы прийтись другие угловые замки более сложные в исполнении: «в сковородень», «полусковородень», но после врубки следует отделить выступающие концы бревна, чтобы угол дал треугольную форму. Это называют рубкой без остатка в чистый угол. При подборе участка врубки необходимо прикинуть насколько соединение бревна и слег после отпиливания будет эстетичным.

Последний вопрос, который остается уяснить – это какой угол уклона придать скатам кровли. Транспортир применять не будем, да и визуально он нам не покажет проекционный вид предполагаемого уклона ската крыши. Прибегнем к практике строителей, воспользуемся обычной доской, отвесом, прибитым к доске гвоздем, и шнура, прикрепленного посередине. Поднимем доску, чтобы отвес показал середину фронтона, если только нам нужна крыша с одинаковыми уклонами, поскольку, таким образом, можно сделать крышу и с различными уклонами скатов, если сдвинем доску к углу, и растянем концы шнура по углам сруба. Приколотим все имеющееся на свои места – доску к стене, шнуры по углам, и визуализируем углы скатов будущей крыши. Ту же махинацию проведем и со второй стороной фронтона, но испытаем некоторое замешательство, поскольку выставить вторую доску вровень по высоте сложно. Попытаемся подогнать высоту размерами досок, но не получится – стены с круглого бревна и находятся не в одной горизонтали. Воспользуемся водяным уровнем, отобьем на досках горизонт и будем ориентироваться на него. По натянутым шнурам обозначили границу скатов и продолжаем набирать бревна фронтона. Наш натянутый шнур будет немного мешать в ходе работы, но и окажет помощь при выборе размеров по длине бревен для фронтона, бревна будут именно такой длины, которая позволит емко врубить в них жерди для крыши и их узлы врубок при отпиле останутся непочатыми.

В помощь врубке конькового бревна имеем два варианта: бревно накрывает фронтон, завершая собой стену, а второй вариант предполагает накрытие конькового слега бревном самца.

Первый вариант оставляет на вершине фронтона незащищенные просветы, которые можно прикрыть коротеньким бревнышками самцов. И может появиться необходимость подстругать бревно, завершающее фронтон в 2 канта.

Второй вариант коньковой врубки слеги опускает границы скатов фронтонов, что предполагает использование более толстых бревен для обрешетки, чтобы приподнять и выровнять, таким образом, крышу. Обрешетка, выполненная из толстых досок, чаще всего применяется при возведении крыши из теса, где брус играет роль конструктивной основы.

Правильное формирование крыши предполагает ее выступ за пределы фронтонов, обычно этот вынос не превышает 50 см, но иногда делают и больше. При большем выступе, главное вооружиться бревном с большим сечением, чтобы выдержать намного выступающий свес, но и применяют иной метод – врубают три или две коньковые слеги и создается ступенеобразный выступ, где не обязателен факт присутствия нижних слег консоли во всю длину, а могут они заменяться короткими бревнышками.

Проверить плоскость укладки слег можно тоже практическим способом – ровной доской провести по всей плоскости крыши и стесать горбатости, а впадины возместить деревянными отпилками. Это делается для того, чтобы обрешетка легла ровно, так как не совсем приемлемо тесать уже врубленные бревна, поэтому при процессе врубки необходимо их окончание сверять уровнем.

Крыша на самцах с наслонными стропилами.

Возведение кровли на самцах с наслонными стропилами (рис.) немного облегчает работу со слегами, которые отныне не нуждаются в выравнивании. Брусья для стропильных ног подбираются одинаковые длиной, подлежат обтесыванию на три или меньше канта, и поперечно врубаются в бревна, формируя скат крыши. Ровность плоскости наслонения стропил проверяют также, приспособив ровную доску. Весь процесс наслонения происходит методом примерки бруса к бревнам, так как вырубленная чаша в ноге должна быть больше на 5 см, нежели нужно для слеги, чтобы сохранить свободу брусу при усадке фронтона, который в этом случае тянет за собой слеги, соответственно и врубленные в них стропильные ноги. Стропила не крепятся на коньке между собой в течение полгода до полной усадки, предварительно нужно оставлять зазор, только если крыша рубится вместе со срубом, так как ноги стропил упираются в стены сооружения, которые предусмотрительно защищены от распора, коньковые верха стропил будут играть на сближение.

Ноги стропильных брусьев стоят на наружных стенах, опираясь в уложенный продольно по стене брус, что называют – мауэрлатом. Возможна деформация сруба при усадке или усушке, тогда ноги стропил опиливают под небольшим углом, который возможно рассчитать, применив школьную тригонометрию. А можно и не вести расчеты, спилив 2 см низа стропил, а остальную деформацию доверить чашам на врубке, которые не дадут сползать брусу с бревен, а еще закрепим ноги по низам ветровой скруткой, которые необходимо будет со временем утягивать при ослаблении.

Деформации сруба могут быть и вертикальными и горизонтальными (рис.). Вышеописанные меры предотвращения усадки относились к вертикальной деформации, при которой может появиться зазор между крышей и фронтоном. Стены в любом случае будут давать усадку, поэтому имеет смысл воздвигать крышу после полной усадки. При выборе для строительства профилированного бруса, от этой проблемы вы с легкостью избавитесь. Горизонтальную деформацию находим, применив следующую формулу U = v- tg a, где a – уклон крыши, а v – осадка фронтальной стены. Усадка подбирается до 20 % толщи бревен, и к вершине сруба усадка дается больше. Можно ее избежать методом врезки балок перекрытия в стену, или в стену врубить матицу, а можно применить оба метода одновременно.

Сам свес крыши устраиваем за счет прибивания к стропильной ноге тонкой доски, которая даст удлинение, а саму обрешетку в этой методике устройства крыши выложим параллельно слегам, а не перпендикулярно, что характерно для традиционной самцовой крыши. Сам свес конструкции и саму стропильную ногу привяжем проволокой к стене, чтобы предотвратить снос крыши ветром.

Нашей конструкции ко всем вышеперечисленным мерам необходимо обеспечить устойчивость, так как стропила упертые концами верха друг в друга могут завалиться. Предотвратить это возможно связав верх стропильных ног обрешеткой, а низ укрепить досками, прибитыми наискось под всеми ногами.

Коньковое бревно, для свободы деформации и усадки сруба, конечно же, будет проще применить как центральный ригель . Стропильный каркас плохо сочетается с самцами, поэтому имеем возможность отказаться от бревенчатого фронтона и зашить его досками, которые непосредственно крепятся к крайним стропильным ногам. Сделаем меж стропилами промежуточную затяжку (рис.). Получим, практически крышу с висячими стропилами, но не совсем. Затяжки врубим в ноги на середине их высоты методом вруба «сковородень», который будет давать возможности ногам разъезжаться при сжимающем давлении на крышу. Эта связь ног затяжками дает еще и горизонтальную устойчивость, при условии профессиональной врубки, без последующего появления зазоров, которые повлекут большую ослабленность конструкции. Облегчают процесс промежуточной затяжки методом сработки поперечной доски гвоздями к стропилам внахлест и усиленными прибитыми короткими дощечками, этот метод по усиленности не будет уступать предыдущему методу врубки, но имеет свои недостатки в коррозии гвоздей со временем.

При возведении крыши над сооружением с большой площадью, имея внутреннюю капитальную стену, можем опереть наслонные стропила верхней частью через центральный ригель на нее (рис.). Ригель врубают в стойку. Сами стойки врубают во внутренние стены и связывают поперечными укосами. Укосы можно упереть в ригель одной стороной, а другой в бревно стены и закрепить эту конструкцию гвоздями. Избежать прогибания можно усилив стропильные ноги подстропильными ногами, которые врубить в стропила и стойки. При наличии поперечной внутренней стены, а не продольной, добавляется в конструкцию продольная балка, которую будут держать на себе внешние стены и одна внутренняя. Поскольку нагрузка на эту стену предусмотрительно будет выше, чем на наружные стены, поэтому фундамент под нее сделаем шире наружного площадью, а по глубине такой же, как и фундамент под внешними стенами, но смысл сооружения этого фундамента стоит проверить расчетами.

Усадка сруба с внутренними стенами происходит не органично, так как наружные стены садятся быстрее, чем внутренние, что повлечет за собой перекос крыши, если она имеет опоры на все имеющиеся стены. Для устранения видимого перекоса и разности усадки стен, под столбы стоек (рис.) делают подкладку около 5 см высотой, которые выбивают после окончательного процесса усадки сруба.

Теперь вы знаете, как сделать крышу с наслонными стропилами для сруба, а значит можно плавно перейти и к рассмотрению другого вида стропильной системы.

Крыша с висячими стропилами.

Балки, которые проходят сквозь все сооружение, держат на себе, врубленные стропильные ноги, что вывели за края наружной стены, получился треугольный каркас крыши, что называют крышей с висячими стропилами. Давление, действующее на систему, распределяется по всему каркасу, таким образом: вертикальная нагрузка на стропила действует распирающее, но ноги, врубленные в балки, отдают эту нагрузку на саму балку, что притупляет общее напряжение конструкции. Такой процесс притупления действует на всевозможные сочетания весовых нагрузок, что облегчает работу стен в борьбе с напряжением.

В этой конструкции наблюдается недостаток в виде прогиба балок при увеличении сруба и с неизбежным удлинением стропильных ног. Упирать низ ноги в висячей системе некуда, поэтому практикующие мастера выявили изобретение стропильной системы с «бабкой» (рис.).

Конструкция стропильной системы с такими растяжками – «бабкой», стала прототипом первых ферм, которые создались специально для перекрытия зданий с большими пролетами. Весь материал, применяемый в таких системах можно использовать с меньшим сечением, а сама система срабатывает на процесс сжатия-растяжения.

Очень кратко, но вам уже должно быть понятно, что вам понадобится делать при постройке висячей стропильной системы.

Крыша на гвоздевых и скобовых соединениях.

Для менее опытных плотников, дается возможность стропильные системы конструировать практически без врубок, заменяя соединения материалов гвоздями или скобами (рис.). Но в этом случае необходимо позаботиться о качестве бруса и размере бревна, который должен быть в диаметре не меньше 100 мм. Так как лес при усушке может дать трещину, при забивании скоб в случае появления внутреннего напряжения, тонкий брус может дать раскол. Собирать деревянные конструкции помогают и гвоздевые соединения с помощью двухсторонних накладок из коротеньких бревнышек. Но существенным недостатком данных соединений является практическая недолговечность, на металлические скобы и гвозди влияет необратимый процесс коррозии, поэтому контролировать состояние креплений необходимо постоянно, чтобы избежать разрушения конструкции. Ослабление системы от гибели гвоздей дает протекание крыши, что приводит к намоканию древесины и поражению ее грибком. При возникшей необходимости следует забивать новые гвозди, а практичнее заменить их на шурупы, которые не избегут той же участи с ржавчиной, что и скобы с гвоздями.

Варианты соединений деревянных элементов.

В практикующем строительстве в зависимости от некоторых обстоятельств применяются разнообразные виды соединений наращивания и состыковок материала (рис.). Применяться могут такие виды, в зависимости от предполагаемой конструкции: шканты, нагели, болты, шурупы, гвозди, скобы или клей. Стабильность конструкции и крепость узлов находится в зависимости от общей площади соприкосновения плоскостей частей узла. Узловое соединение можно усложнить, чем и укрепить, потому что при повышении площади контакта элементов, повышается и сила трения, способом изменения запилов на брусьях – вместо прямых, делать спилы, которые будут замками по типу «лапа» или «ласточкин хвост». В таких замках появляется сила препятствующая разрыву древесных соединений и сила смятия. Крупные узлы, чаще всего, соединяют, просто применяя пилу и топор, а мелкими узлами, более сложными занимаются только профессиональные столяры. Изображение показывает соединения таких элементов, как доски и бруски, но это не ограничивает круг деятельности.

Итог : теперь в вашем арсенале знаний присутствует хорошая база знаний необходимых для строительства стропильной системы для вашего будущего дома. Используйте эти знания на практике и вы значительно дешевле построите свое деревянное строение.

Добавить комментарий