Как правильно сделать стропила для бани с мансардой | Как установить каркас крыши дома
Постановка задачи
Как только каркас стен смонтирован, приступают к монтажу каркаса мансарды. Сначала укладывают балки перекрытия, а на них монтируют П-образные рамы каркаса крыши, которые затем и превращают в «ломаную» крышу. Такая схема позволяет не только более эффективно использовать площадь мансарды, но и самое главное — избежать распорных усилий на стены, что для каркасных сооружений очень важно. Рассмотрим, каким образом можно усовершенствовать и эту традиционную технологию.
Думаем, как проще смонтировать стропильную систему
На рисунке ниже показано, что основу каркаса мансарды образуют ряд стоек (ab, cd и параллельные им) и ряд ригелей (be и параллельные ему), которые и определяют объёмное пространство под крышей. Казалось бы, ну почему не поднимать сразу стойки (ab и cd), соединённые с балкой (be). И быстрее и проще. Так, если для дома с габаритами в плане 6×6 м надо установить 14 стоек и поднять 7 балок, то в случае собранных заранее П-образных конструкций нужно поднять всего 7 сборочных единиц.
В моей практике как-то даже была попытка поднимать сразу весь комплект фермы: стойка, балки, стропила. Однако конструкции узлов получилась слишком сложными, а для подъёма такие сборки не имеют достаточной жёсткости.
А если и здесь применить метод блочного монтажа каркаса? То есть сформировать рамы контуром dсс’d’. И тогда поднимать придётся только 2 сборочные единицы. Такие рамы можно собрать на временном настиле перекрытия, а затем поднять и временно зафиксировать. На эти модули устанавливают балки, на концах которых делают неглубокие врезки. Благодаря им, формируется базовый размер между рамами. Затем к этим узлам крепят верхние концы боковых стропил, которые в данной схеме выполняют функцию раскосов. Вверху и внизу стропила крепят скобами. В результате получается жесткая пространственная система.
Как рассчитать растояние между стропилами крыши
Длина стропил, м
Расстояние между стропилами, см
Размер сечения бруса стропил, см
до 3
120
8х10
до 3
180
9х10
до 4
100
8х16
до 4
140
8х18
до 4
180
9х18
до 6
100
8х20
до 6
140
10х20
Ломаная мансардная крыша смотрится хорошо, если правильно выдержаны пропорции между элементами крыши. Основное требование — треугольники aeb и bfh должны быть подобными. Остальные соотношения, размеры и конфигурации деталей определяют по шаблону.
После установки каркаса мансарды на балки укладывают настил и приступают к монтажу коньковых стропил. В нижней их части формируют «зубы», с помощью которых «ноги» стопорят во врубках балок. «Врубка-зуб» — простое и надёжное соединение, если всё правильно выполнено. Главное здесь — расстояние от края балки до врубки должно быть достаточным, чтобы не происходило скола.
Как сделать удобный шаблон для стропильной системы
Проблема
При традиционной технологии вначале изготавливают одну стропильную конструкцию, а по ней делают остальные. При таком способе сборки отклонения в размерах неизбежны — трудно точно соблюсти конфигурации заготовок, а самое главное — не исключены смещения деталей при сборке. В результате узлы нередко приходиться дорабатывать по месту на крыше.
Все соединения выполнять в точно заданном пространстве. Для этого понадобится простое приспособление. По заданным размерам «h» и «L» прямо на настиле прорисовывают треугольник, по контуру которого прибивают ограничительные доски. Для чёткого определения расположения ригелей вбивают два базовых гвоздя.
Заготовки для стропил сначала отрезают с плюсовым попуском. Затем их придвигают к ограничительным доскам и приступают к доработке.
Видео: Стропильная система деревянного дома (ForumHouse.tv)
Если коньковый стык получается неплотным
В этом случаем дисковой или цепной пилой выполняют пропилы для достижения точного сопряжения. Затем в нижней части стропил, ориентируясь по линиям ea и ce, устанавливают шаблон, по которому размечают зуб. Заготовки скрепляют коньковой накладкой и ригелем. При таком методе сборки точность обеспечена, а крыша в результате будет иметь прямой конёк и плоские скаты.
Крыши малых построек
Как выиграть, если строение небольшое
Проблема
При малой ширине строения смонтированная по классической схеме мансардная крыша смотрится не очень красиво, да и площадь мансарды слишком мала.
Если мансардные стойки поставить прямо на стены сооружения, получим некоторое увеличение полезной площади.
Проанализируем геометрическую модель домика и увидим, что стены домика и боковые стены мансарды находятся в одной плоскости и, следовательно, эти два элемента можно объединить. Карнизы тогда получатся широкими, что также на пользу делу — стены будут лучше защищены от влаги.
Таким образом, мы пришли к выводу, что применительно к малым каркасным постройкам стойки стен и мансарды могут быть сквозными. Всё это может и упростить, и ускорить строительство. Причём здесь также применим метод блочного монтажа, с той лишь разницей, что рамы лучше формировать не в продельном, а в поперечном направлении. Так легче поднимать. Хотя, если использовать технику, и это не важно. Однако мы всё же будем ориентироваться на тех, дня кого аренда грузоподъёмной техники не по карману.
Для сравнения на рис. 11в показаны два типа каркасных строений. Слева — обычная схема домика, монтируемого последовательно по этажам. Такая схема характерна для североамериканских технологий малого строительства (так называемая «платформа»). Справа — технология сооружения сразу на два уровня. Проанализируем экономическую сторону возведения каркасов по обоим вариантам. Трудозатраты во втором варианте снижены за счёт исключения необходимости сооружения отдельного каркаса мансарды, а полезная площадь 2-го этажа увеличена более чем на 20%. На 1/3 сокращается и площадь крыши, что также снижает расходы.
Высокий дом
Его каркас состоит из набора П-образных рам, которые монтируют поперечным способом. Для стоек здесь лучше использовать брус сечением 150×150 мм. Такое сечение обеспечивает необходимую прочность, позволяет выполнять врезки и размещать утеплитель. В отличие от металлических соединителей, врезки позволяют получать напряжённые крепления.
При сборке из пиломатериалов естественной влажности это очень важно, поскольку позволяет компенсировать отрицательное влияние усушки. Между собой стойки связаны балками (рис. 12), которые являются элементами цокольного, межэтажного и чердачного перекрытий. Все соединения здесь образуют систему «шип-паз», которая позволяет применять напряжённые крепления. В итоге — готовая конструкция от пола до потолка мансарды, причём сверенная и надёжно соединённая.
Рассмотрим схему дальше. Нижняя балка сечением 100×200 мм имеет угловое соединение вполдерева, которое в данном случае достаточной жёсткости не обеспечивает, но здесь это не так важно. Среднее и верхнее соединения являются уже жёсткими. Крепить их можно винтами-«глухарями», скобами, уголками и накладками. Сечение средней балки — 100×200 мм, а верхней — 100х150 мм (она менее нагружена).
Подъем конструкции
Для начала определим вес рамы. В состав конструкции входят:
2 стойки сечением 150×150 мм и длиной 6м
2 балки сечением 100х200мм (6 м)
одна балка сечением 100×150 мм
Общий вес конструкции порядка 400 кг. Поднимать придётся около половины от этого. Для 4-х взрослых мужчин работа выполнима, если поднимать за углы рамы.
Суть способа в том, что в исходном положении рама лежит на фундаменте и временной опоре. Подъём производят по принципу «поворота вокруг шарнира». Для удобства монтажа по контуру фундамента укладывают предварительно обработанную антисептиком подкладочную доску (лежень) сечением 50×150 мм. Она облегчает выверку рам и является заменяемым элементом при поражении гнилью нижней части каркаса.
Секрет: как облегчить подъем рам
Поднимать рамы тяжело, поскольку центр тяжести системы находится выше человека с поднятыми руками.
Чтобы избежать опрокидывания, здесь нужно использовать вспомогательные элементы — толкатели, которые крепить выше центра тяжести. Толкатели надёжно соединяют ее стойками, а крепёжный элемент — винт-глухарь с шайбой — здесь служит еще и осью.
В исходном положении раму с прикреплёнными к ней с обеих сторон толкателями укладывают на фундамент и временную опору. Сначала раму поднимают непосредственно за балку. Затем толкают сами стойки.
По мере подъёма конструкции на уровень вытянутых рук её подпирают, после чего начинают действовать толкателями. Особое внимание здесь следует уделить тому, чтобы рама не смещалась по подкладной доске.
Наиболее просто этого можно добиться при помощи проволочных хомутов, которые набрасывают на цокольную балку. На концах хомутов с помощью скруток делают кольца, которые надевают на вбитые в землю на нужном расстоянии копья. По мере подъёма и временного закрепления рамы хомуты освобождают и переносят новое место.
Как повысить жесткость каркаса
При двухэтажной компоновке строения определяющее значение имеют вопросы продольной и поперечной жёсткости каркаса. Повысить её можно с помощью металлических соединителей, раскосов, путем набивки листовых (плитных) материалов (фанеры, ЦСГ, ОСП) или тёса под углом 45°.
Эффективны в этом смысле и компенсирующие усушку соединения «шип-паз», диагональное крепление обрешётки, силовые перегородки — то есть все то, о чем мы уже говорили выше. Рассмотрим теперь один из возможных вариантов каркаса со сквозными стойками.
Видео: Крепление стропил к мауэрлату
Собранные, поднятые и временно закреплённые рамы соединяют в жёсткий каркас (рис. 13). Продольные стены связывают двумя или четырьмя досками. Их врезают с натягом и крепят саморезами к стойкам рам. Эти диски не только придают жёсткость конструкции, стягивая рамы в продольном направлении, но и облегчают оборудование оконных проёмов.
Далее действуют так. На перекрытия балок укладывают временный технологический настил и монтируют крестовые раскосы из досок сечением 50х150 мм. Для обеспечения большей жёсткости их устанавливают ребром к стойкам и скрепляют скобами (при врезке под углами к волокнам можно избежать влияния усушки). Фронтонные фасады также усиливают раскосами. Если ширина фасада небольшая, можно применить вставные рамы. Их собирают на временном настиле перекрытия и устанавливают между стойками. В качестве соединений используют скобы, гвозди, металлические накладки.
Очень важно правильно смонтировать коньковый стропильный узел, который завершает коробку каркаса. Балку чердачного перекрытия врезают в стойку крестом. В результате получается жесткое соединение. При этом выступающие части балок обеспечивают свес крыши над стенами дома, а верхушки стоек служат опорой для стропил. Стропильный узел целесообразно изготавливать на настиле, а врезку на балке перекрытия лучше сделать внизу на земле.
Заготовка деталей
Если из стандартного пиломатериала можно вырезать два конструктивных элемента (например, при заготовке стоек), то действуют так. На подкладки укладывают необходимое количество брусьев и определяют середину, от которой в обе стороны откладывают заданный размер. После этого размечают места вырезки под шипы. Делают это очень тщательно, обращая особое внимание на перпендикулярность линий.
Анализ существующей технологии строительства каркасных домов показывает, что штучный принцип весьма живуч и на подготовительных этапах работы. Человек с рулеткой бегает от одного бруса к другому, отмеряет длину, отрезает, потом спешит к следующей заготовке. Помимо неэффективной траты времени, такая работа довольно часто приводит к ошибкам. А ведь в каркасном строении множество одинаковых деталей. Это — обвязки, стойки, балки, стропила, ригели и пр.
Подбор материала для деталей
Для этого заготовки укладывают на подкладки, выравнивая одну сторону брусьев. При формировании ряда производят оценку качества брусьев. На лицевую сторону отбирают качественные грани, а заготовки для нагруженных балок разворачивают так, чтобы сучки оказались на верхней грани бруса. Сначала намечают линию обрезки торцов — метки наносят строго перпендикулярно продольной оси заготовок. Этот рез можно выполнить цепной пилой. Затем отмеряют нужную длину с учётом ширины пропила и делают второй рез. При работе цепной пилой линию разметки лучше оставлять слева от пропила — так будет точнее.
При раскрое пакета вначале делают несквозные пропилы под шипы, затем — сквозные по краям, а в заключение пакет распускают пополам. Таким образом, выполнив 7 пропилов, получают нужное количество стоек с одинаковыми размерами. Остается только выколоть врезки.
Если врезки расположены на двух гранях стоек, то вначале обрабатывают одну грань, потом брусья переворачивают и обрабатывают другую. Резы, не перпендикулярные продольным осям (например, при изготовлении стропил), делают также пакетом. Только заготовки в этом случае укладывают не «рядочком», а одна на другую.
