Что такое стропильная нога и как ее крепить?

Стропильная система – многоэлементная конструкция, одной из важных частей которой является стропильная нога. Без стропильных ног крыша прогнулась бы от снега, нагрузки во время прохода людей, обслуживающих крышу, ветра, града, дождя и конструкций, установленных наверху, над кровлей.

Диагональная стропильная нога – отвесный сборный элемент, количество экземпляров которого подбирается по длине крыши, да и здания, сооружения в целом. Это цельная или сборная наклонная балка, на которой лежат перпендикулярные ей элементы обрешётки. К ним, в свою очередь, крепится гидропароизолирующий слой и кровельные (проф) листы.

В системе, которую представляет собой крыша с чердаком в полном и окончательном сборе, накосные стропильные ноги, наряду с мауэрлатом и внутренними горизонтальными, диагональными и вертикальными стойками, довершают прочную и надёжную на десятки лет вперёд конструкцию. В результате та защищает помещения в доме и чердак от дождя, снега, града и ветра.

Шаг стропильных ног – не более 60 см. Если соорудить большие пролёты между ними, крыша будет «играть» от ветра, града и ливня. От снега кровля с обрешёткой прогнутся. Некоторые мастера располагают стропилины заметно чаще. Вышесказанное не значит, что толстые доски или брусья нужно располагать слишком близко – вес крыши вместе с перекрытием, горизонтальными, вертикальными и диагональными балками может быть завышенным, а стены из пено- или газоблоков могут начать растрескиваться и проседать.

Одна доска для стропильной ноги – наращённой или цельной – достигает массы до 100 кг. 10-20 лишних стропильных ног могут добавить тонну-другую ко всей конструкции, а это приводит к ускоренному растрескиванию стен при ураганах, при проходе бригад рабочих, обслуживающих крышу, при ливнях и снегопадах.

Пусть в качестве примера строится небольшой дачный дом из пеноблоков со следующими параметрами.

• Периметр фундамента и стен (наружный) – 4*5 м (занимаемая площадь участка – 20 м2).
• Толщина пеноблоков, из которых возведены стены, как и ленточный фундамент снаружи, равна 40 см.
• В строении отсутствуют перегородки – внутренняя площадь дома похожа на квартиру-студию (одно помещение, зонированное на кухонный, санузловый и жилой блоки).
• В доме один вход и четыре окна – по окну в каждой из стен.
• В качестве мауэрлата – деревянного элемента, опоясывающего сверху стены по периметру, применён брус 20*20 см.
• В качестве горизонтальных балок перекрытия – доска 10*20 см, поставленная горизонтально на ребро. Из этой же доски выполнены вертикальные упоры и диагональные усиливающие проставки («треугольники»), не дающие тем покоситься. Все элементы соединены при помощи шпилек и болтов не менее М-12 (гайки, пресс- и гроверные шайбы прилагаются). Аналогичной доской выложены подконьковые (горизонтальные) проставки – тоже с «треугольниками» (диагоналями).
• Этой же доской – размеры 10*20 см – выложены стропильные ноги.
• Обрешётка выполнена доской в 5*10 см либо брусом, например, сечения 7*7 или 8*8 см.
• Толщина кровельного профлиста – 0,7-1 мм.
• Выполнены стальная обшивка по периметру и уложены водосточные желоба с ливнёвкой.

Вывод – сечение стропильной ноги должно быть в 1,5-2 раза меньше, чем у мауэрлата. Для окончательного расчёта берётся плотность породы дерева, использованного при строительстве потолочно-чердачной и крышной конструкций. Так, по ГОСТ, лиственница имеет удельный вес в 690 кг/м3. Общий тоннаж крыши в сборе считается по кубометрам досок и бруса, посчитанного при проекте и заказанного на ближайшей лесобазе.

Необходимо рассчитать следующее.

• Отнимая от метра высоту балок, получаем 80 см – длину подконьковых упоров. Делаем разметку по ходу дальнейшей работы.
• По теореме Пифагора считаем длину стропил от конька до края фасадной или задней стены – 216 см. С выносом (для исключения попадания осадков на стены) длина стропилины равна, скажем, 240 см (24 составляют припуск), на который крыша выйдет за периметр строения.
• Доска длиной 240 см и сечением в 200 см2 (10*20 см) занимает объём в 0,048 м с учётом небольшого запаса – пусть он равен 0,05 м3. На кубометр уйдёт 20 таких досок.
• Соблюдается зазор между серединами стропил в 0,6 м. Выходит, что для строения длиной в 5 м потребуется 8 стропилин с каждой стороны. Это равно 0,8 м3 древесины.
• Лиственница объёмом 0,8 м3, затраченная чисто на стропилины, весит 552 кг. С учётом крепежа пусть вес стропильной подсистемы – без дополнительных опор – равен 570 кг. Значит, на мауэрлат с любой из сторон давит вес в 285 кг. С учётом небольшого запаса прочности – пусть этот вес равняется 300 кг на мауэрлатную перекладину. Именно столько будут весить стропильные ноги.

Опорные элементы, связывающие воедино мауэрлат со стропилинами, обладают разной степенью подвижности в диапазоне от 0 до 3 единиц. Значение «0» – наиболее жёсткая степень, не дающая элементам перемещаться в любую из сторон даже на миллиметр.

Полностью неподвижное опирание по длине используют в случае передачи распирающего воздействия от стропилин к несущим стенам. Данный способ применяется в домах, построенных исключительно из кирпича, щитовых панелей и блоков. Постепенную усадку кровли полностью исключают, чтобы нагрузка на несущие стены не сместилась. Большинство опытных строителей настоятельно советует устраивать запилы в точках стыка стропилин с балками перекрытия.

Это придаст усиленную прочность и неподвижность каждому узлу на стыке с мауэрлатом. Для придания прочности конструкции дополнительного запаса используют шпильки, болты, пресс-шайбы и пластины, а также анкерный крепёж. В наименее нагруженных местах применяют и длинные саморезы диаметром резьбы в 5-6 мм и с длиной шурупа не менее 6 см.

Габариты запила бруса – не более третьей части его общего сечения. Иначе стропильные ноги попросту сместятся, что не исключает их выскальзывания и падения вниз. Жёсткие стыки без запиливания стропилин предусматривают метод крепления посредством подшивного бруска, применяемого в наслонных стропилинах.

В этом случае последние подпиливаются по трафарету и скашиваются, чтобы крыша приняла нужный угол наклона в местах пристыковки к мауэрлату. С внутренней стороны стропилины ужесточаются посредством подпирающих брусьев и закрепляются посредством уголков по обе стороны от несущей части основы.

Нестыковая точка опоры может выполняться методом жёсткого закрепления стропилин с усилением брусовыми накладками по обе стороны.

• Пара отрезков досок – с длиной каждой от 1 м – закрепляется по обе стороны стропильной ноги.
• На одном конце спил выполняется под углом наклона ската.
• Отрезки повёрнуты спилом к мауэрлату. Они закрепляются по предварительно размеченным точкам – поодиночке.
• К накладкам с одной из сторон прикручиваются стропильные ноги. Мастер усиливает их накладками с противоположной стороны. Вместо уголков можно использовать скобы и кронштейны.

Подвижное соединение используется, когда, в зависимости от температуры, элементы меняют свою длину и толщину (поверочный интервал температурных колебаний). В качестве примера – рельсошпальная решётка: бесстыковая дорога искривляется на жаре и выпрямляется обратно на морозе. Летом кривые рельсы приводят к сходу поездов с путей. Стропилины, мауэрлат, упоры и обрешётка, установленные зимой в мороз, летом могут вздыбиться, выгнуться.

И наоборот – установленное в жару на морозе вытягивается, растрескивается и размочаливается, поэтому стройработы проводят весной и осенью. Для скользящего соединения стропилины опирают на высокопрочную коньковую перекладину. Нижние узлы динамичны – они могут отклоняться в пределах нескольких миллиметров по длине стропилины, зато конёк со всеми его стыками фиксируется жёстко.

Дополнительное усиление выполняют при помощи ригельного стыка. Динамичное соединение стропилин даёт им небольшую степень свободы. Иначе говоря, жёстко запиливается и стыкуется лишь верхний, а не нижний, торец стропилин. Такая возможность даст лучше утеплить крышу мансардного типа, снизить давление на мауэрлатный брус.

Запил верхнего торца используется в основном для деревянных домов – для кирпично-монолитных и композитно-блочных стен, включая постройки из экспериментальных материалов, мауэрлатный брус делается цельным, однородным по всей длине.

Для сращивания стропилин используют два способа.

Отрезки удлиняющих накладок стыкуются и выравниваются относительно стропильных элементов, которые нужно удлинить. В торцах стропильных брусьев или досок предварительно сверлятся отверстия под болты или отрезки шпильки. Одновременно засверливаются и накладки. Длина засверливаемого торца – не менее полуметра от общей протяжённости стропильного элемента (половина длины накладок). Длина накладки – не менее метра.

Отверстия располагаются в ряд или в шахматном порядке, соседние равноудалены друг от друга. Места стяжки накладок и досок (или брусьев) надёжно затягиваются болто-гаечным соединением, с установкой гровер- и пресс-шайб по обе стороны.

В центре торцов сверлятся глубокие продольные отверстия – например, на глубину 30-50 см. Диаметр отверстия должен быть на 1-2 мм меньше диаметра шпильки – для плотного ввинчивания её в брус или бревно. Завинтив половину шпильки (по длине) в одно бревно или брус, на неё навинчивают второе бревно. Способ отличается значительной трудоёмкостью – рекомендуется использовать калиброванное, идеальное круглое бревно, чтобы его удобнее было вращать на ременном блоке, подобно вороту колодца.

Брус навинтить сложнее – требуется идеальное скругление его в местах, где блочный ремень поворачивает его, либо согласованная помощь десятка рабочих, вращающих этот брус. Малейший перекос при навинчивании может привести к появлению продольной трещины, и наращённая таким образом стропилина потеряет свою изначальную прочность.

В следующем видео вас ждет пошаговый процесс установки стропильных ног.