Сращивание стропил по длине. Как удлинить стропила по длине правильно.

Эта конструкция используется для вальмовых (четырехскатных) и шатровых крыш. Сварка придает дополнительную прочность и устойчивость по сравнению с доской, длина которой соответствует пролету. Прочность на изгиб здесь очень высока.

Как выполнить сращивание стропил по длине: разбор вариантов и технологических правил

При изготовлении каркасов для сложных конфигураций крыш часто возникает необходимость использовать элементы, не соответствующие стандартным размерам. Типичными примерами являются вальмовые и коньковые конструкции с диагональными ребрами, которые значительно длиннее стандартных балок.

Аналогичные ситуации возникают при создании систем с галтелями. Чтобы избежать ослабления соединений, необходимо знать, как балки соединяются в продольном направлении и как обеспечивается их прочность.

Специфика удлинения стропильных ног

Сварка балок позволяет укрепить древесину, приобретенную для строительства крыши. Знание этого процесса позволяет построить балочный каркас практически полностью из бруса или досок одинакового сечения. Система, в которой используются материалы одинакового размера, положительно влияет на общую стоимость.

Кроме того, крупные доски и бревна обычно производятся с большим сечением, чем материалы стандартного размера. Затраты увеличиваются с ростом сечения. При использовании ребер вальм и ендов такой запас прочности обычно не требуется. Однако при правильном соединении балок компоненты системы достигают достаточной жесткости и надежности при минимально возможных затратах.

Без знания технологических тонкостей сделать действительно прочные на изгиб соединения древесины довольно сложно. Балочные соединения относятся к категории пластичных соединений, которые имеют только одну степень свободы — возможность поворота в стыке при приложении вертикальной сжимающей нагрузки в продольном направлении.

Для обеспечения равномерной жесткости при приложении изгибающих усилий по всей длине элемента соединение двух участков балки располагается в точках с наименьшим изгибающим моментом. Они хорошо видны на диаграммах изгибающих моментов. Это точки пересечения кривой с продольной осью балки, где изгибающий момент приближается к нулю.

Конструкция балочной рамы требует равного сопротивления изгибу по всей длине элемента, а не равной изгибающей способности. По этой причине соединения располагаются рядом с опорами.

Опорами могут быть либо центральная стойка, установленная в пролете, либо балка или поперечина. Фронтон также может рассматриваться как возможная опора, но предпочтительнее располагать точки соединения балок дальше по склону, т.е. там, где система испытывает наименьшую нагрузку.

Варианты сращивания стропилин

Помимо определения точного места соединения двух частей элемента системы, необходимо также знать, как правильно удлинить балки. Метод соединения зависит от древесины, выбранной для строительства:

• Брусья или бревно. Наращиваются косым прирубом, сформированным в зоне соединения. Для усиления и для предотвращения поворота прирубленные под углом края обоих частей стропилины скрепляются болтом.
• Сшитые попарно доски. Сращиваются с расположением линий состыковки вразбежку. Соединение двух наложенных друг на дружку частей производится гвоздями.
• Одинарная доска. В приоритете сращивание лобовым упором – путем состыковки торцованных частей стропильной ноги с наложением одной или пары деревянных или металлических накладок. Реже из-за недостаточной толщины материала используется косой прируб с креплением металлическими хомутами или традиционным гвоздевым боем.

Давайте рассмотрим вышеуказанные методы подробнее, чтобы лучше понять процесс удлинения балок.

Вариант 1: Метод косого прируба

При этом методе на стороне, где соединяются секции балок, делаются два угловых выреза или паза. Плоскости соединяемых балок должны идеально перекрываться и не иметь зазоров, независимо от их размера. В месте соединения не должно быть возможности деформации.

Запрещается заполнять щели и провисания клиньями из дерева, фанеры или металлических пластин. Нельзя выравнивать и исправлять неровности. Рекомендуется заранее точно измерить и начертить линии стрингеров в соответствии со следующими стандартами:

• Глубина определяется формулой 0,15 × h, где h обозначает высоту бруса. Это величина участка, перпендикулярного продольной оси бруса.
• Интервал, в пределах которого расположены наклонные участки врубки, определяется формулой 2 × h.

Расположение места соединения определяется по формуле 0,15 × L, которая применима ко всем типам балок, где L — размер проема, перекрываемого балкой. Расстояние измеряется от центра балки.

При изготовлении диагональной опоры деревянные элементы дополнительно закрепляются винтом, проходящим через центр соединителя. Отверстие сверлится заранее и имеет тот же Ø, что и крепежный стержень. Чтобы предотвратить раздавливание древесины в месте крепления, под гайки подкладываются широкие металлические шайбы.

Если доска соединяется со скошенным швом, то ее дополнительно закрепляют скобами или гвоздями.

Вариант 2: Сплачивание досок

При соединении встык центр соединяемой части находится непосредственно над подложкой. Торцевые соединения торцевых досок располагаются по обе стороны от центра балки на расстоянии 0,21 × L, где L — длина перекрываемого проема. Крепление осуществляется гвоздями в шахматном порядке.

Особенности

Нормы СНиП основаны на неопровержимой истине, что стык не должен провисать, если требуется непрерывная, цельная доска (или брус). Испытание стыка на нагрузку проводится путем прохода нескольких рабочих вдоль стыка после монтажа, если скат крыши достаточно пологий. Нагрузка от нескольких человек — каждый весом 80-100 кг — имитирует снеговую и ветровую нагрузку на скат, под которым находятся стыки деформационных балок.

Перед строительством системы деформационных балок производится тщательный расчет. Владелец строящегося (или реконструируемого) дома не должен пострадать от внезапного ослабления или прогиба крыши в местах стыков, что в конечном итоге приведет к необходимости повторной сборки секций балок.

Стропила соединяются в месте расположения дополнительного проема. Это продолжение одной из несущих стен, а не перегородка. Например, это стена прихожей, которая отделяет ее вместе с коридором и прихожей от комнат и кухни-гостиной. Они, в свою очередь, выходят на разные стороны дома. Если в проекте нет и не предвидится дополнительных несущих стен, устанавливаются V-образные опоры из дерева или досок гораздо толще тех, что используются для балок.

Прямая стыковка

При использовании метода прямого соединения балки могут быть увеличены до любой длины за счет накладок. Элементы для накладок берутся из демонтированной опалубки, которая больше не нужна для бетонирования строительной площадки. Остатки уже существующих балок также пригодны для изготовления крепежных досок. Вместо досок можно также использовать трехслойную фанеру. При изготовлении балок действуйте следующим образом.

1. Подготовьте ровную площадку подходящей длины. Расположите на ней брус или доску. При распиливании деревоматериала применяйте остатки древесины, подкладывая её для предотвращения касания дисковой пилы бетонного покрытия.
2. Отрежьте стык под углом в 90 градусов. Этот угол даст предельно ровное стыкование и не позволит элементу прогнуться под тяжестью обрешётки, кровли и людей, проходящих по ней во время обслуживания крыши. Не допускайте слома либо расслоения доски или бруса при пилении – работа должна проводиться крайне осторожно. Дело в том, что доска или брус, расслоившийся при распиливании, не отличается прочностью и надёжностью при воздействии на него значительной нагрузки.
3. При необходимости запилите или зашлифуйте концы бруса или доски – они могут отличаться по ширине. Неплотно приложенные накладки – причина люфта (болтания) соединения, даже когда установлены проставочные пресс-шайбы.
4. Убедитесь, что доска или брус состыкованы. Закрепите на брусе обрезки досок – они послужат в качестве накладок. Шпилька для соединения накладок со стропильной доской или брусом должна быть не тоньше М12. Длина накладки – четыре ширины наращиваемой доски или бруса. При сколько-нибудь заметном уклоне крыши – когда скат (или несколько скатов) не расположены параллельно горизонту – накладки достигают 10 величин ширины доски или бруса.

Несоблюдение этого требования может привести к непрочной крыше без запаса прочности.

Не используйте гвозди в качестве крепежа — без предварительного сверления доски или бревна потрескаются и потеряют прочность. Опытные мастера используют только гвозди и болты. Гайки следует затягивать так, чтобы рифленая шайба вызывала врезание в древесину. Использование болтов размером менее 12 мм и более 16 мм либо не обеспечивает необходимой прочности, либо приводит к образованию трещин в слоях древесины — в последнем случае эффект аналогичен растрескиванию стоечных гвоздей.

Чтобы другие строительные материалы, такие как конопатка или кровельные листы, не прилипли во время работы, используйте дрель, чтобы сделать в древесине непросверленные отверстия на глубину ниже шайб (вместе с гайкой). Крепеж не должен вносить значительный вклад в общий вес конструкции — существует риск перегрузить проект. Чтобы доски не соскальзывали с балок, их необходимо предварительно приклеить и дать клею высохнуть.

Другие способы

Балки можно правильно соединить и другими способами — встык, двойной встык, внахлест, соединяя бревна и балки продольно. Окончательный способ зависит от предпочтений мастера (владельца) и характеристик здания, для которого строится новая — или перестраивается, ремонтируется — крыша.

Косой прируб

Использование углового крепления основано на установке двух угловых вырезов или шайб, расположенных со стороны структурного соединения балки. Не допускаются зазоры или неровные срезы — прямые углы проверяются линейкой, а непрямые — транспортиром.

Соединение не должно быть деформировано. Зазоры и неровности нельзя заполнять деревянными клиньями, фанерой или металлическими блоками. Ошибки монтажа нельзя исправить, не поможет и столярный клей и эпоксидный клей. Перед распиливанием вилки необходимо очень тщательно измерить и вырезать. Глубина составляет 15 % от высоты древесины — фактическая величина детали, стоящей под прямым углом к оси древесины.

Наклонные части соединений должны быть раззенкованы на величину, вдвое превышающую высоту бруса. Часть детали, предназначенная для торцевого соединения, соответствует 15% от проема, который должна перекрывать балка. Все расстояния измеряются от центра балки.

В случае углового соединения брус или доски крепятся шурупами или болтами, проходящими через центр соединения. Для предотвращения изгиба древесины используйте сминающие шайбы. Для предотвращения раскручивания или ослабления к зажимным шайбам прикрепляются стопорные шайбы. Для соединения балок между собой используются специальные скобы или гвозди, которые вставляются в предварительно просверленные отверстия диаметром на 2 мм меньше диаметра гвоздя.

Внахлёст

Сварка внахлестку подходит для соединения двух одинаковых плит. Края плит соединяются таким образом, чтобы они перекрывались. Чтобы адаптировать сварку внахлестку к размерам плана пола, выполните следующие действия.

1. Расположите доски ровно – лучше использовать для этого подставки из обрезков бруса. Площадка под эти обрезки подготавливается заранее. Проверьте при помощи эталона (например, двухметрового куска профтрубы), ровно ли расположены доски, лежат ли они на одном уровне.
2. Выравнивание дощатых торцов здесь не критично. Убедитесь, что доски совмещены идеально. Проверьте, что длина нахлёстовой части – не менее метра, в противном случае прогиб сразу же даст о себе знать, когда стропильный элемент ляжет на своё место. В итоге длина стропильного элемента равна сумме длин досок с учётом нахлёстового участка и небольшого свисания вниз над несущей стеной с той стороны, куда установлен сам элемент.
3. Соедините нахлёстовое соединение с помощью болтов или шпилек. Использовать саморезы и гвозди не рекомендуется – они разопрут слои древесины, и стропильный элемент тут же прогнётся. Расположите шпильки или болты в шахматной последовательности.

Метод нахлеста — один из самых простых методов: не требуется никаких дополнительных приспособлений. Если мастер правильно выровняет перекрывающие доски, он получит устойчивую опору для обрешетки и крыши. Этот метод не подходит для квадратных или круглых бревен.

Сращивание стропил по длине

Стропильная система дома — сложный элемент, и при ее сооружении необходимо соблюдать особую осторожность. Срок службы конструкции зависит от ее правильности и качества.

• Размер ската кровли больше стандартной длины пиломатериала, которая, как правило, не превышает шести метров.
• При строительстве остается большое количество остатков досок по 3-4 метра, которые можно использовать для изготовления стропил путем их сращивания, тем самым минимизировать расходы.
• Часть доски не пригодна для строительства (имеет трещины, повреждена грибком). Такой пиломатериал не может быть использован в строительстве, поэтому повреждённая часть обрезается.

Последовательная технология и точное выполнение соединений гарантируют стабильность всей балочной системы в процессе ее дальнейшей эксплуатации.

Способы сращивания стропил по длине

Существуют различные способы удлинения балок:

• встык;
• внахлест;
• двойное сращивание;
• косым прирубом.

Каждый вариант имеет свои характеристики, сложность исполнения и по-разному обеспечивает прочность конструкции.

Встык

Удлинение балок считается надежным и устойчивым к изгибу. Оно предполагает использование подкладок с обеих сторон. Промежуточные слои состоят из досок, имеющих такую же ширину, как и балки. Обычно их длина в четыре раза превышает ширину балок, но если уклон крыши небольшой, то нагрузка на крышу увеличивается, и размеры облицовки должны быть соответственно увеличены. Отрежьте соединяемые секции точно под углом 90 градусов, соедините их вместе и прочно закрепите накладки с обеих сторон металлическими штырями диаметром не менее 8 мм, которые должны располагаться в шахматном порядке. Не забудьте прикрепить усиленные шайбы. Для удобства крепления можно использовать скобы.

Внахлест

Это проще, чем склеивание встык, но менее стабильно. Две доски накладываются друг на друга строго параллельно друг другу. Длина нахлеста должна составлять не менее одного метра. Доски укладываются друг на друга с помощью дюбелей. Для большей устойчивости можно пробить доски насквозь и загнуть выступающий гвоздь с обратной стороны.

Двойное сращивание

Этот метод используется реже, чем метод «встык» и «внахлест». Его можно использовать для скатных, вальмовых и полувальмовых крыш. Стропила наращиваются с помощью двух досок, которые крепятся штырями к боковым сторонам наращиваемой доски. Между двумя досками остается зазор, который заполняется досками той же толщины; расстояние между досками не должно превышать семикратную ширину балки, а их длина должна быть как минимум вдвое больше ширины балки. В этом типе пристройки двойная секция опирается на стеновой стержень, а одинарная — на коньковую балку.

Косым прирубом

Эта техника довольно сложная и слабая, поэтому ее редко используют. Подходит для соединения балок. Стыки срезаются под углом, соединяются и стягиваются болтом или винтом с усиленными шайбами. Размер выреза должен быть как минимум в два раза больше высоты балки. Отверстие для гвоздя должно быть равно диаметру гвоздя или немного меньше, чтобы обеспечить плотное соединение.

Таким образом, неправильное и некачественное соединение балок может снизить прочность на изгиб всей кровельной системы и привести к обрушению конструкции.

Смотрите также: Онлайн-калькулятор для скатных крыш.

Как нарастить стропила по длине своими руками?

Крыша — это сложная, состоящая из нескольких частей конструкция, проектирование, сборка и монтаж которой могут стать серьезным препятствием для неопытных мастеров. Самым важным этапом строительства крыши является возведение балочного каркаса, который определяет форму, угол наклона и несущую способность ската крыши. Балки несут нагрузку от кровельного материала и снега, поэтому они должны быть прочными и долговечными. Но что делать, если длина балки намного больше стандартного размера бруса? В этой статье рассказывается, как правильно закрепить балки, чтобы увеличить длину этого элемента.

Балки или стропила — это основные элементы стропильной фермы крыши, расположенные попарно вдоль конькового соединения и образующие наклонные плоскости скатов. Они обычно изготавливаются из массивных, прочных деревянных или металлических профилей. В конструкции крыши балки выполняют следующие функции:

• Формируют форм и угол наклона скатов. Именно угол между стропильными ногами и основанием крыши задают узнаваемую геометрию крыши, облегчая сход с поверхности ската талой и дождевой воды и снега.
• Равномерно распределяют вес кровельного покрытия. Кровельный пирог с учетом снеговой нагрузки может весить до 300 кг/м2, потому стропила должны выдерживать значительный вес по всей длине, а также распределять его между несущими стенами.
• Служат основой для фиксации кровельного материала. Финишное покрытие крепят на обрешетку, приколоченную поперек стропильных ног каркаса.

Обратите внимание! Существует три параметра балок, которые определяются при расчете и строительстве крыши: длина балки, расстояние между балками и размер поперечного сечения этих элементов. Они зависят в основном от уклона скатов, климатических условий и веса исполнения.

Материалы

Балки, распределяющие вес гидроизоляции и теплоизоляции крыши между несущими стенами, на которые опираются скаты, должны обладать высокой несущей способностью и отличной прочностью на нагрузку. Они также должны быть легкими, чтобы не провисать под собственным весом, несмотря на значительную длину. Для изготовления балок выбирают наиболее подходящие материалы:

1. Дерево. Древесина – легкий, прочный строительный материал, который легко обрабатывать самым примитивным инструментом вручную. Стропильные ноги из этого бруса сечением 100х100 мм или 150х150 мм выдерживают до 500 кг/м2. Из-за того, что стандартный размер пиломатериалов не превышает 6 м, дерево применяют для изготовления стропил частных, ведь при длине ската, превышающей 6 метров, приходится выполнять наращивание досок. Недостатком деревянных стропил считают слабую устойчивость к гниению, поэтому их обрабатывают антисептическими составами.
2. Металл. Металлические стропила применяются в основном в промышленном строительстве, так как хозяйственные, коммерческие и производственные постройки, как правило, обладают большим размером. Высокая несущая способность металлического профиля позволяет использовать элементы меньшего сечения. Кроме того, металл обладает высокой устойчивостью коррозии.

Опытные мастера отмечают, что балки для стропильной фермы крыши можно изготовить из дерева, даже если длина ската превышает 6 метров. И совсем не обязательно покупать дорогостоящие пиломатериалы специальной длины. Для больших крыш балки соединяются между собой или накладываются внахлест.

Методы наращивания

Длина балки зависит от длины ската и длины свеса крыши и поэтому может превышать стандартный размер бруса в 6 метров. Чтобы удлинить доски, образующие стропила, необходимо соединить две или три доски. Чтобы балки набора не потеряли своих прочностных свойств, необходимо правильно рассчитать положение соединения и надежно закрепить его одним из следующих способов:

Соединение встык. Для соединения балок этим методом концы бруса распиливаются под углом 90 градусов и соединяются вместе, затем с обеих сторон устанавливаются деревянные рейки и крепятся в разных местах длинными шурупами в шахматном порядке. Этот метод подходит для сварки балок 50х150 мм.

Другим надежным методом увеличения длины балок является строительство соединенных или двойных балок. Следует отметить, что составные балки дешевле двойных, но они не такие прочные.

Способ «косого прируба»

Если для соединения балок между собой больше подходит метод торцевого соединения, то для наращивания балок из древесины большого сечения идеально подходит метод торцевого соединения. Эта техника получила свое название от правила распила элементов по длине. Смежные концы досок должны быть обрезаны под определенным углом.

Деревянные детали соединяются в одной плоскости с появляющимися плоскостями. В соединении необходимо просверлить отверстие для болта или шурупа. Важно, чтобы диаметр отверстия совпадал с диаметром крепежа (12 или 14 мм) или был на 1 мм меньше. Таким образом, крепеж будет сидеть заподлицо с древесиной и не будет иметь люфта, который может вызвать изгибающие напряжения.

При креплении гвоздей или проушин необходимо использовать широкие железные шайбы, чтобы крепеж через некоторое время не деформировал древесину.

соединение внахлест

Можно наложить балки друг на друга для создания прочного соединения. Этот вид натяжки очень прост: две доски укладываются друг на друга слоем длиной не менее одного метра.

Перекрытие элементов — самый распространенный способ соединения балок. Этот вариант не требует точной подрезки элементов. Вместо гвоздей используются гвозди с шайбами и гайками.

Спаренные и составные стропилины из дощечек

Вместо длинных балок используются системы досок — с двойным соединением и сборкой.

Пары состоят из 2 или более досок, соединенных гвоздями, которые вставляются друг в друга, как шахматная доска. Чтобы увеличить длину балочной опоры, соединенные доски соединяются узлами и накладываются на другую соединенную конструкцию. Таким образом, можно построить равнопрочную систему, способную выдерживать большие нагрузки. Продольные балки из соединенных досок вполне эквивалентны балкам из цельной древесины и используются для сооружения карнизов скатных и полускатных крыш.

При наращивании балки важно, чтобы соединенные доски располагались в шахматном порядке на расстоянии не менее одного метра. Стыки следует располагать в шахматном порядке, чтобы все стыки были закрыты одной доской.

Составное стропило состоит из трех досок. Две доски одинаковой длины считаются основой системы. Между ними находится третья доска, которая имеет ширину основной доски. Ее длина должна обеспечивать необходимую длину стропильной доски. Свободный зазор между двумя основными досками заполняется обрезками досок, ширина которых соответствует ширине вставки доски. Вся система скрепляется гвоздями. Дополнительная доска должна находиться на расстоянии не менее одного метра между основными досками. Она крепится гвоздями, расположенными как в шахматной партии.

Прочность композитных стропил значительно уступает соединенной системе. Композитные стропила можно успешно использовать для строительства скатных крыш, но их нельзя применять в качестве вальмовых крыш с носовыми стропилами.

Что бы правильно выполнить монтаж удлиненных балок, стоит учесть расположение стыков усиленной конструкции. Они должны располагаться возле опоры, которая на небольшом этапе подвергается нагрузке на изгиб. Строительство стропил — экономически выгодный шаг, так как дает возможность использовать стандартизированные материалы для изготовления систем необходимой длины.

Тематическое видео в заметке дает возможность детально изучить, как правильно выполнить соединение компонентов стропильной системы в пристройке.