Монтаж стропильной системы является важным этапом строительства дома. Стропильная система крыши состоит, в основном, из мауэрлата, стропил и балок. В вершине стропильной системы устанавливается коньковый прогон (балка), соединяющий между собой стропила. Мауэрлат предназначен для распределения нагрузки, передаваемой от крыши через стропила на наружные стены. Мауэрлат в деревянных домах – верхний венец сруба (бревно или брус), в капитальных строениях – горизонтальный опорный брус, как правило толщиной 150 мм. Мауэрлат может располагаться как по всей длине здания, так и подкладываться только под стропильную ногу. Так как крыша имеет большую парусность, мауэрлат обязательно крепиться к стенам.
Основные способы крепления мауэрлата в капитальных домах – это на шпильки, забетонированные в бетонный армированный пояс, заливающийся по периметру стен; затем на шпильки или арматурные штыри, закладываемые в стены в процессе кладки; и крепление мауэрлата толстой проволокой – катанкой, заложенной в стены не позднее 3 ряда от верха стены – между кирпичами в растворе. Между мауэрлатом и кирпичом или бетоном обязательно прокладывется гидроизоляция (два слоя рубероида). При первом и втором способах мауэрлат крепиться гайками с шайбами, закручивающимися или на шпильки, или на обрезки болтов, приваренные к арматурным штырям.
Несущими элементами скатной крыши являются стропила. Материал для изготовления стропил выбирается с учетом архитектурно-конструктивных особенностей конкретного проекта, но как правило используются просушенные доски из хвойных пород дерева сечением 150*50 мм, которые при необходимости сплачивают вдвое.
Стропила состоят из наклонных стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов, связанных внизу, если это необходимо, подстропильными балками. Толщина стропильной ноги и количество и место установки стоек, подкосов и т.д. зависит от ее длины, расстояния между стропилами, веса будущей кровли, количества выпадающего зимой снега, силы ветра в данной местности. Опираться стропила могут на внешние или внутренние стены здания и на промежуточные опоры, в том числе на продольные балки – боковые прогоны. Расстояние от стропильной системы до кирпичного дымохода согласно строительным нормам должно быть не менее 13 см. Стропила подразделяются на наслонные и висячие.
Висячие стропила опираются только на две крайние опоры, это могут быть несущие стены здания, колонны, балки или прогоны и т.д. без промежуточных опор. Стропильные ноги висячих стропил работают как на сжатие, так и на изгиб, поэтому конструкция создает значительное распирающее усилие, передающееся стенам. Для его уменьшения устанавливается затяжка, соединяющая стропильные ноги. Она может располагаться у основания стропил, при этом являясь еще и балкой перекрытия, а может располагаться и выше. Надо учитывать, что чем выше она находится, тем на нее действует большая нагрузка, тем она должна сама быть мощнее и иметь более надежное соединение со стропильными ногами.
Наслонные стропила («наслонить — что на что; прислонять к чему, слонить на что» – из словаря В.И. Даля.) ставят в сооружениях со средней несущей стеной или дополнительными промежуточными опорами. Работают они как балки, только на изгиб, поэтому при одной и той же ширине дома наслонные стропила будут легче и дешевле чем висячие.
Наслонные стропила устраивают, если расстояние между опорами не превышает 6,5 м. При наличии дополнительной опоры ширина, перекрываемая наслонными стропилами, может быть увеличена до 12 м, а при наличии двух опор — до 15 м. Высота от чердачного перекрытия до низа ригелей для удобства передвижения по чердаку не должно быть менее 1800 мм. Свесы стропильных ног за пределами периметра наружных стен образуют карниз. Если стропила не выходят за пределы стен, к ним прибивают обрезки досок — «кобылки», для расположения на них свеса крыши.
Стропильные ноги соединяют с ригелем врубкой сковороднем вполдерева. Чтобы соединение было прочным, необходимо закрепить его болтом, нагелем и скобой.
Для того чтобы соединить между собой составные части затяжки, применяются зуб, болты и накладки из металла. Бабка соединяется с затяжкой при помощи хомута. Крыша должна защищать стены здания от пагубного воздействия дождя и снега. Для реализации данной функции используется карнизный свес, который должен иметь длину не менее 550 мм.
В одной и той же стропильной системе могут присутствовать одновременно стропила и наслонные и висячие, в зависимости от планировки здания. Сами системы выполняются обычно из дерева хвойных пород. Сборка осуществляется методом паз – шип, с применением гвоздей, скоб, болтов или шпилек и хомутов; крепление с помощью стальных штампованных фасонных изделий и саморезов.
Способы соединения стропил зависят от действующих на них в каждом конкретном случае сил.
Сопряжения стропил.
Стропильная нога, врубленная в затяжку (В), с силой давит на конец затяжки АБ. Это может вызвать откол крайнего верхнего куска затяжки (заштрихован).
Чтобы конец стропильной ноги не скользил по затяжке, не скалывал ее, ногу врубают зубом, шипом или одновременно и тем и другим.
Концы затяжки не скалываются, если врубка выполнена на расстоянии не менее 25—30 см. Делается это так. На расстоянии ¼ высоты затяжки проводят пунктиром линию, параллельную грани затяжки. Образованный угол АБВ делят пополам и проводят линию деления через вершину угла Б до пересечения с пунктирной линией затяжки. Точку пересечения обозначают буквой Г. Соединяют ее с точкой Д (нижняя сторона стропила) и получают очертание зуба. В затяжке выдалбливают гнездо, а в стропильной ноге вырубают шип.
Площадь опоры стропильной ноги увеличивается, если ее врубают в затяжку двойным зубом. Обычно высота первого зуба составляет 1/5 толщины затяжки, второго — 1/3 ее толщины, но они могут быть и одинаковыми по величине.
Для первого зуба на затяжке делают и упор и шип, а на стропиле — проушину; для второго зуба делают только упор.
Врубая стропила в конец затяжки, зуб отодвигают как можно дальше. Высота зуба при этом должна равняться 1/3 высоты затяжки.
Для прочности стропильные ноги дополнительно скрепляют болтами или хомутами. Поскольку болты несколько ослабляют сечение стропильных ног и затяжек, то предпочтение обычно отдается хомутам.
Соединяя подкосы с бабкой, в ней долбят гнездо, а в подкосе вырубают шип.
Ригель в стропильные ноги врезается сковороднем в полдерева и крепится болтом или нагелем. Для большей прочности этот узел можно скреплять дополнительно скобой.
Бабки и подкосы висячих стропил соединяются врубкой, а для большей прочности еще и скобами, хомутами. Составная затяжка сращивается зубом, металлическими накладками и болтами. Скрепляется затяжка с бабкой хомутом.
Чтобы крыши зданий имели свес, необходимый для отвода воды от стен, затяжки или стропильные ноги выпускают за линию стены. У деревянных зданий свес должен составлять не менее 55 см.
Стропильные ноги могут опираться не только на затяжки и потолочные балки, но и на бревна сруба. В этом случае в бруске (бревне) делают гнездо или шип.
В каменных, кирпичных, бетонных и подобных им зданиях по всему периметру наружных стен укладывают балки или брусья — мауэрлаты, на которых с помощью шипов и гнезд крепят стропила. Для экономии древесины вместо сплошных мауэрлатов можно использовать и отдельные бруски.
После установки стропил, приступают к устройству карнизов. Карнизы закрывают нависающие свесы кровли и служат украшением здания. В кирпичных домах карнизы чаще также делаются из кирпича и устраиваются еще при возведении стен. В деревянных домах карнизы оборудуют, обшивая свисающие концы стропильных ферм тесом или вагонкой.
Прежде чем приступать к устройству обрешетки и кровельным работам, возводят фронтоны (в кирпичных домах их обычно выкладывают вместе со стеной, толщина фронтонов как правило в 1 или в 1/2 кирпича).
