Безраспорные конструкции стропил: существует три основных схемы сочетания видов крепления стропил к коньковому прогону и к мауэрлату, которые предохраняют стены газобетонного дома от передачи на них распирающей нагрузки от стропильной системы. К тому же наслонные стропила позволяют увеличить полезную высоту мансардного этажа: при данной схеме устройства стропил не нужны ригели-затяжки.
1 вариант крепления безраспорных наслоных стропил. "Жесткий" низ - "свободный" верх.
Низ стропила в данной схеме закрепляется жестко (с одной степенью свободы): стропильная нога опирается на мауэрлат врубкой (зубом), либо запилом с подшитием опорного бруска, либо упором опорного бруска в мауэрлат. Вариант с запилом стропила хуже, так как в этом случае ослабляется вынос стропильной ноги за пределами мауэрлата. Вариант с подшивкой снизу опорного (упорного) брусок лучше, так как сечение стропильной ноги в этом случае не уменьшается. Опорный брусок, гвоздевое крепление которого будет испытывать нангрузки сдвига, лучше крепить дополнительно к стропилам боковыми металлозубчатами пластинами или деревянными накладками. У мауэрлата стропильная нога дополнительно затягивается проволочной петлей, котрая крепится либо к мауэрлату, либо к анкеру в опорном поясе, либо в анкере в перекрытиях. Эта петля предохраняет кровлю от подъема при сильных порывах ветра. Стропило закрепляется гвоздями через стальные уголки с обеих строн, либо через деревянные бруски.
Верх стропила при данной схеме имеет две степени свободы: поворот и сдвиг. Стропильная нога опирается на коньковый прогон через подшитый и закрепленный с двух сторон металлозубчатыми пластинами опорный брусок с горизонтальной опорной поверхностью. Стропила скрепляют с коньковым прогоном (брусом) при момощи стальных скоб (изогнутых жалами в разные плоскости), либо при помощи петлевых пластин (ползунов). Между собой в данном варианте конструкции стрпоила не скрепляют! Стропила распологаются рядом друг с другом и ни в коем случае не должны упираться друг в друга. Недостатком этой конструкции является раскрытие конькового узла под нагрузкой на стропила. Данная схема в видекрепления одного ската может применяться в конструкциях однскатной кровли пролетом до 5 метров.
Тот, кто интересовался строительством частного дома или тем более сам возводил такие строения, знает, что такое мауэрлат и насколько важно его правильное крепление для всей конструкции в целом. Для тех же, кто мало знаком пока со строительным делом, поясним, что мауэрлат — это особая деревянная конструкция, предназначение которой — принятие основной нагрузки от крыши и ее равномерное распределение по стенам дома. Именно к нему крепятся ноги стропил, и им обеспечивается конструкционная устойчивость всей крыши.
Надежное и грамотное крепление мауэрлата к стенам — это ответственная операция, так как от ее точности зависит не только прочность всей крыши, но и ее долговечность. На самом деле мауэрлат может быть даже в виде двутавровой стальной балки или швеллера, если стропила на крыше также представляют собой металлическую систему, но такие случаи, особенно в частном строительстве, крайне редки.
Надежность крепления к газобетону напрямую зависит от точности всех предварительных расчетов и техники установки. Минимальное сечение деревянного бруса или бревна составляет 10х10 см, но лучше больше. Если в качестве мауэрлата планируется использовать бревно, то его необходимо стесать с одной стороны настолько точно, чтобы оно плотно прилегало к верхней грани стены из газобетона.
Подбор материала и расчет параметров
Несет в себе две основные функции:
- Равномерное распределение нагрузки от крыши на все несущие стены дома.
- Крепление конструкции крыши к коробке сооружения.
В качестве основы используется деревянный брус размером от 10х10 до 15х15 см.
В качестве основы берется деревянный брус размером, как уже говорилось выше, от 10х10 до 15х15 см. Лучше всего брать брус из лиственных пород дерева, который предварительно должен пройти антисептическую обработку. Все брусья должны равномерно покрыть весь верх стен, а для надежного скрепления их между собой используется прямой замок. При этом замок лучше дополнительно усилить, вбив для скрепления гвозди.
В итоге у вас получится единая жесткая система, когда брусья надежно скрепляются с двумя соседними и образуют надежную опору для будущих стропил. Брусья всегда чуть уже, чем кладка из газоблоков, поэтому их нужно сдвигать к внутреннему краю, чтобы оставалось свободное пространство между брусом и внешним краем стены не менее чем в 5 см шириной. В некоторых случаях по внешнему краю укладывают ряд кирпичей, в которые и будут упираться боковины мауэрлата.
Помните, что, прежде чем перейти к к газобетону, необходимо будет проложить между деревом и стеной качественную гидроизоляцию.
Разновидности крепления мауэрлата
Всего существует несколько способов, как крепить мауэрлат к газобетону. В силу того что данный крепеж должен быть максимально прочным и не допускать даже малейших сдвигов конструкции, в современной строительной технологии используются несколько высоконадежных видов фиксации этих элементов между собой. Это крепление с помощью:
- надежной стальной проволоки;
- вмурованных в армированный пояс анкеров;
- металлических шпилек, торчащих из железобетонного пояса.
Рассмотрим данные виды крепления к газобетону подробнее.
Крепление стальной проволокой
Крепление мауэрлата проволокой: 1 - Стяжка, 2 - Мауэрлат, 3 - Гидроизолятор, 4 - Стропило, 5 - Проволока, 6 - Крепеж.
Еще при укладке стен, за два-три ряда до ее верха, между кирпичами просовывают стальную проволоку таким образом, чтобы кирпичами фиксировалась ее середина.
Оба конца должны быть такой длины, чтобы их хватило для надежного закрепления бруса к стене. Для этого проволока должна пройти сквозь отверстие в мауэрлате и надежно стянута.
Число таких связок не регламентируется, но их количество лучше приравнивать к числу ног стропил.
Крепление анкерными болтами
Для лучшего крепления мауэрлата опытные строители советуют соорудить армированный пояс. Помимо того что с таким бетонным поясом крепление к брусу будет удобным и надежным, армопояс еще и увеличивает прочность всей коробки в целом, делает ее более жесткой. Кроме того, армированный пояс позволяет идеально точно выровнять по горизонтали верхнюю границу стен, что крайне важно для обеспечения и прочности, и надежности.
Если стены дома выстроены из газобетона, то крепление мауэрлата невозможно без армопояса, так как сам газобетон — слишком мягкий материал, чтобы обеспечить надежность фиксации анкерных болтов, шпилек или иных крепежных элементов.
Соорудить армированный пояс лучше всего с помощью особых U-образных блоков, которые выкладывают по верхней грани стен таким образом, чтобы образовалась единая и непрерывная линия желоба. На углах используются блоки со спиленной боковиной, чтобы линия желоба не прерывалась. Именно в этот желоб устанавливают арматуру из 12 и 6 мм (поперечных) прутьев. После установки арматурного каркаса желоб заливают бетонной смесью, при этом делают это непрерывно и за один заход.
Но еще до заливки бетоном в желоб армированного пояса устанавливаются анкеры с резьбой. Крепятся они с помощью вязальной проволоки. Их крепления должно быть максимально ровными, для этого используется натянутый шнур или леска. Анкеры должны быть как можно ближе к верхней поверхности бетона и к брусу соответственно, при этом стоять максимально перпендикулярно к линии мауэрлата.
Количество креплений не регламентируется, но их число должно быть не меньше, чем количество стропил, при этом нужно разместить их так, чтобы они не оказались ими накрыты, поэтому постарайтесь разметить точки крепления как можно точнее.
После застывания бетонного раствора анкеры оказываются надежно закрепленными в его толще. Такое крепление является наиболее надежным из всех мыслимых вариантов.
После окончательного просыхания на бетонный пояс и анкеры укладываются брусья таким образом, чтобы анкеры проникали в заранее просверленные в дереве отверстия. После этого крепление происходит с помощью закручивания гаек с шайбами.
Чтобы точно вычислить места для будущего отверстия под анкерные болты, нужно уложить брус поверх болтов, а затем ударить несколько раз киянкой или ее аналогом сверху. В древесине появятся вмятины от контакта с болтами, вот на этом месте и нужно сверлить отверстия.
Иногда для экономии делают не сплошной бетонный пояс по всей длине стены, а отдельные бетонные подушки. То есть делают аналог ям в кирпичной кладке, куда укладывается арматура и заливается бетон по той же технологии, что и пояс. Там также необходимо прикрепить к арматурным прутьям анкерные гнезда.
Крепление металлическими шпильками
Если у вас небольшой дом и давление на него со стороны крыши не предполагается слишком большим, то для скрепления стен с брусом мауэрлата можно использовать более легкий вариант крепления — вмурованные в стену шпильки. Эти шпильки представляют собой стальные крепления в виде болтов с поперечным ответвлением или основанием в виде квадрата со сторонами от 5 см.
Еще на стадии возведения кирпичной кладки в стену вмуровываются данные шпильки, их устанавливают за один или два ряда до окончания строительства. Свободная длина шпилек должна быть достаточной, чтобы пройти через брус или зафиксировать контргайки.
Дальнейшая технология напоминает фиксацию с помощью анкерных болтов. Также отмечаются места для просверливания отверстий, устанавливаются брусья и закручиваются гайки.
Важность гидроизоляции при монтаже
Выбрав один из предложенных вариантов крепления, проведите точный подсчет необходимых вам крепежных элементов и их будущее местоположение. Помимо этого, необходимо провести одно важное мероприятие.
Это обеспечение хорошей гидроизоляцией.
Между стеной и деревом бруса должно быть уложено несколько слоев подходящей гидроизоляции.
Это может быть как простой рубероид или полиэтилен, так и дорогостоящие современные материалы. Необходимость в такой изоляции крайне важна, так как без нее в месте контакта будет скапливаться влага, которая способна в кратчайшие сроки разрушить всю структуру древесины. Только после укладки выбранной изоляции можно продолжать монтаж мауэрлата.
Когда доходит дело до обустройства крыши, способы, как закрепить мауэрлат к газобетону без армопояса, начинают интересовать очень многих будущих домовладельцев, выбравших для стен газосиликатные блоки. Армированная прослойка между кровлей и основной частью дома, безусловно, нужна. Но обходится она довольно дорого, а времени и сил отнимает достаточно, так как дело довольно трудоемкое. И если есть обходной путь, позволяющий обойтись без ее оборудования, почему бы им не воспользоваться? Надо лишь знать, что в первую очередь для этого стоит предпринять.
Как закрепить мауэрлат к газобетону без армопояса, и решаться ли на этот шаг, можно только точно зная, чем рискуешь, и насколько безопасным будет в результате твой дом. А для этого нужно проанализировать некоторые характеристики и рекомендации. Поэтому, чтобы не быть голословными, для начала разберемся в терминах и предназначении отдельных элементов строения.
Что такое мауэрлат
Довольно далекие от кровельных работ люди весьма смутно могут представлять себе, из чего же состоит крыша над их головой. Загадочный термин «мауэрлат» ни о чем не говорит практически никому, кроме профессионалов-кровельщиков. Между тем, он представляет собой своего рода опояску, проложенную по всему наружному периметру дома и расположенную между возведенными стенами и кровлей. Его монтаж преследует 2 главные цели:
- распределение точечной нагрузки , которую оказывают основания стропил по всем стенам дома. Без такого распределения тяжесть кровельной системы, приходящаяся на отдельные участки, быстро проведет к проседанию нагружаемых мест, трещинам по толщине несущей стены, перекосу крыши, а в перспективе – ее возможному обрушению или развалу самой коробки дома;
- скрепление стропил (а вместе с ними – и всей кровельной конструкции) с остальной частью здания. Без подобной фиксации строение будет состоять как бы из двух отдельных частей, не образуя единого целого. Как вы понимаете, ни о надежности, ни о защищенности от внешних погодных условий, речь в таком случае идти не может.
Зачем все же нужен армированный пояс?
При всех достоинствах некоторых строительных материалов, как современных, так и давно известных, они непременно сопровождаются некоторыми недостатками. У газосиликата, пенобетона, газобетона, ракушняка, керамзитобетона главный минус – хрупкость и мягкость.
Если закрепить мауэрлат непосредственно в них, они довольно быстро начинают разрушаться в местах фиксации. Впрочем, даже при использовании прочных стройматериалов вроде шлакоблока или кирпича отказываться от армопояса не стоит. Особенно тем, у кого дом строится в сейсмически активных зонах. Причины, по которым стоит согласиться на его оборудование (пусть и, скрипя зубами), можно упомянуть следующие:
- усадка свойственна не только деревянным срубам, но и прочим строениям. Для ячеистых бетонов она особенно характерна, причем зачастую протекает неравномерно по стенам. Ее прохождение проходит без последствия для геометрии строения именно за счет наличия армирующего пояса. Он же предупреждает деформации и во время сезонных почвенных подвижек;
- армопояс увеличивает реберную жесткость и ее же прочность по всей коробке дома;
- если кто не знает – стропила оказывают на стены распирающее давление. Особенно оно велико зимой, когда к весу крыши добавляются дополнительная масса снега и намерзание льда в виде сосулек (причем данные осадки могут увеличить вес конструкции в значительной мере). Армирующий пояс помогает стенам противостоять распиранию более успешно.
- И все эти аргументы дополняются возможностью более надежно и просто закрепить на стенах кровельные конструкции.
Как обойтись без армопояса?
Если категорически нет возможности обустроить столь полезную прокладку, строители могут подсказать только 2 способа, при которых этот шаг можно проигнорировать.
Стальная проволока, вплетенная при выкладывании стен, в значительной мере заменяет армирующий пояс. Ряда за 3-4 до верха стены по всему периметру между газобетонными блоками вмуровывается проволочный отрезок. Крепиться он должен начиная с середины, а длина рассчитывается таким образом, чтобы ее хватило для притягивания мауэрлатного бруса к верху стены. Для фиксации элемента мауэрлата в брусе проделывается отверстие. Количество связок не лимитируется, но в большинстве случаев соответствует числу стропильных ног.
Химический анкер, называемый также вклеиваемым, жидким, а еще – инжекционной массой, признан более прочным. В приблизительном описании он состоит из 2 частей: металлического стержня и синтетико-полимерной клеящей массы. Его главное отличие от механического собрата – отсутствие создаваемого самим метизом распирающего напряжения. Обычный анкер держится в скрепляемом материале исключительно за счет трения и распирания, химический же проникает в поры газобетона, скрепляя его с метизом намертво.
В качестве стержня, грубо говоря, может быть использован даже отрезок арматуры. Главное для успеха начинаний – просверлить под анкер достаточно глубокое отверстие, слоя в 2-3 кладки. Для пользования химическими анкерами не является препятствием высокая влажность – хоть под водой веди работы. Срок службы таких креплений определен производителем в полвека.
Единственное ограничение , если вы решили предпочесть этот способ, как закрепить мауэрлат к газобетону без армопояса – к химическим анкерам нельзя ничего приваривать. Сварка стержня с любым другим предметом приводит к разрушению смол, входящих в состав массы, после чего от крепежа напрасно ждать какой-нибудь прочности.
Коньковый брус в свою очередь опираются на капитальные конструкции стен (фронтоны) и (дополнительно) на стойки. Наслонные стропила не нуждаются в попречных затяжках и подкосах, которые могут значительно сократить полезный объем мансардного этажа под крышей. При ширине дома с двускатной кровлей от 8 до 10 метров применяется либо стропильная конструкция с дополнительными прогонами, подкосами или в виде трехшарнирных ферм. Однако устройство наслонных стропил требует определенного опыта и правильного проектирования, чтобы избежать появления распирающих нагрузок. Большинство самстройщиков, шабашников и гастарбайтеров в России обычно предпочитает устройство классических распорных стропильных схем, где верх и низ стропил соединятеся шарниром с одной степенью свободы (или жестким защемлением), то основная нагрузка передается на внешний контру стен дома из газобетона, и соответсвенно возникают приложенные к стенам распирающие нагрузки. В таком случае необходимо устройство жестко закрепленного мауэрлата, непосредственно связанного в единый контур по периметру здания, либо жестко привязанного к единому контуру опорного монолитного железобетонного обвязочного контура. Поэтому мы рекомендуем при самостоятельном проектировании и строительстве дома из газобетона во всех случаях выполнять по верхней грани газобетонных стен (не только наружных, но всех внутренних стен) монолитный железобетонный обвязочный пояс, в котром по наружному контуру закладываются Т- или Г- образные анкера с резьбой М12 с шагом через 1 метр для жесткой связи с деревянным брусом мауэрлатом (100 х 150 мм, и ли 150 х 150 мм) на который будут опираться стропила.
Такая конструкция позволит избежать проблем с распором стен, даже если вы или ваши строители соберут стропильную систему неправильно, и она будет создавать распорные нагрузки на стены. Ниже мы рассмотрим, как правильно устраивать стропильную систему, которая не создает распирающих нагрузок на стены дома из газобетона.
Схема устройства монолитного железобетонного обвязочного пояса для крепления мауэрлата
Мауэрлат перед установкой обрабатывается антисептиками (ХМ-11, ХМББ) и укладывается на гидроизоляцию из битумно-полимерного рулонного гидроизоляционного материала (не рубероида). По шагу анкеров в мауэрлате сверлятся отверстия и мауэрлат устанавливается на место. На резьбовые стержни анкеров одевается шайба и гайка, которая затягивается до упора. Если используется обычное для России "дерево естественной влажности" (то есть сырое - котрое ни в одной цивилизованной стране уважающий себя потребитель не купил бы), то нужно предусмотреть доступ к креплению мауэралта, чтобы раз в год подтягивать эту гайку в течение 5 лет (наиболее интенсивная усадка наблюдаеттся в первый год), пока будет идти высыхание и усадка мокрого дерева. В случае распорной конструкции стропил или в том случае, если вы не знаете будет ли конструкция стропил распорной или безраспорной, с наружной строны от мауэрлата имеет смысл устроить контрфорс из пиленого газобетонного блока (через гидроизоляционную прокладку). На схеме ниже показан способ крепления стропил для традиционной распорной схемы, с одной степенью свободы для конца стропильной ноги.
Что это означает? Стропильная нога в данной фиксирована двумя стальными пластинами (стальной уголок и полосовой соединеительный элемент) и проволчной стяжкой, которые исключают вращение в шарнире мауэрлат-стропило. Скольжение в этом шарнире также невозможно из-за жесткого крепления стропила уголком и плосой металла вкупе с опорным бруском, подшитым снизу стропила. Если верх стропила при таком узле крепления жеско защемлен, или стропила упираются друг в друга, то при данной конструкции распирающая нагрузка будет передваться на стены дома.
Конструктивные способы крепления мауэралата на стене дома из газобетона
Схема крепления стропил
Мауэрлат - часть кровли любого сооружения, представляющая собой брус, который укладывается поверху наружной стены по всему периметру.
Его назначение - равномерное распределение нагрузки от кровельной системы на всю поверхность несущих стен. Он может изготавливаться из дерева или металла. В случае применения металлического мауэрлата берутся готовые изделия: двутавр, швеллер, уголок.
Для выполнения своей функции мауэрлат должен быть надёжно закреплён. Существует два способа: крепление мауэрлата к газобетону без армопояса и с армопоясом .
Крепление мауэрлата с армопоясом
Используя газобетон в качестве основного материала для кладки стен, необходимо понимать, что он не сможет выдержать нагрузку стропильной системы и кровли, поэтому создание армопояса является обязательным.
Назначение и размеры армопояса
Армопояс - замкнутая конструкция из железобетона, проходящая по периметру сооружения. Назначение армопояса:
- предотвращение деформации несущих стен;
- придание дополнительной жёсткости строению из газобетона;
- равномерное распределение нагрузки на поверхность стен.
Армопояс по сути является фундаментом для кровельной системы. Размеры армопояса зависят от ширины стен, для газобетона ширина армояпоса составляет примерно 25 см, при этом крайний ряд выкладывается U-образными блоками, которые позже будут исполнять роль опалубки для заливки бетонного раствора.
Важно! Армояс должен быть непрерывной монолитной конструкцией!
Подготовленная опалубка перед бетонированием
Технология устройства армопояса:
- Сооружение опалубки по периметру строения.
- Создание армопояса из бетонных блоков.
- Сборка каркаса из арматуры.
- Установка шпилек для крепления.
- Заливка блоков бетонным раствором.
- Съём опалубки после застывания бетона.
После того, как армопояс готов, а опалубка снята можно приступать непосредственно к креплению мауэрлата.
Как закрепить мауэрлат к газобетону
От его правильного крепления к несущим стенам и стропильной системе здания зависит его устойчивость к внешним воздействиям, срок службы, шумо- и гидроизоляционные характеристики и прочность.
Мауэрлат должен быть выполнен из того же материала, что и стропильная система. Если используются металлоконструкции, то в качестве мауэрлата применяются металлические балки, швеллеры, уголки. Для деревянной стропильной системы мауэрлат будет выполнен из деревянных балок. Сечение балок зависит от расчётной нагрузки, типа крыши и диаметра балок стропил.
Перед установкой деревянного мауэрлата на газобетонные блоки необходимо обработать деревянные брусья антисептическим раствором, защищающим древесину от насекомых и гниения. Также брусья целесообразно обернуть слоем гидроизоляционного материала. Для этого можно использовать гидроизол, эластоизол, гидростеклоизол, стекломаст. Эти материалы не будут утяжелять конструкцию и создадут слой дополнительной влагоизоляции.
Мауэрлат крепится к стенам из газобетона с использованием анкеров, шпилек или металлической проволоки. При укладке брусьев необходимо соединять их на стыках скобами из металла.
Схема крепления при помощи шпилек (справа) и скоб (слева)
Далее необходимо осуществить крепление стропил к мауэрлату. Соединение происходит путём врубки, врезки, запила, но оно должно занимать не более 25% бруса. Крепление производится при помощи саморезов, болтов, уголков, металлических пластин и монтажной пены.
Основные способы крепления, начиная с более предпочтительного:
- Крепление шпильками. Этот вид крепления можно использовать в строительстве как простых одноэтажных зданий, так и вспомогательных сооружений: бани, летние кухни, гаражи, хозпостройки, небольшие дачные домики. Этот метод крепления шпильками предпочтителен для большинства строений.
- Крепление химическими анкерами. Присоединение брусьев к газобетону осуществляется специальным химическим клеящим составом: «жидкий дюбель», вклеиваемый анкер и т. д. Состав сделан на основе полимеров и содержит клеящие вещества в виде синтетических смол. В газобетонной стене делается отверстие как под обычный анкер, которое заполняется клеящим составом, затем в подготовленное отверстие вставляется стержень (арматура), на который потом устанавливается мауэрлат. Прочность такой конструкции достаточно высокая, однако при большом периметре мауэрлата такой способ будет дорогостоящим.
- Крепление стальной проволокой. Данный способ можно применять, если ещё на стадии укладки стен между газобетонными блоками просовывалась металлическая проволока. В мауэрлате делаются отверстия, куда вставляется проволока и производится обвязка. Очень важно, чтобы количество обвязок проволокой было не меньше, чем количество опираемых стропил.
Крепление мауэрлата к стене из газобетона без армопояса
В соответствии со СНиП крепление без предварительного устройства армопояса допускается лишь в исключительных случаях. Газобетон не достаточно прочный материал, и не выдержит распорную снеговую нагрузку, а также динамическую ветровую нагрузку, поэтому армопояс обязателен!
В некоторых случаях крепление мауэрлата к стенам из газобетонных блоков возможно без устройства армопояса. Это значительно удешевляет и ускоряет строительство. Однако это возможно при соблюдении следующих условий:
- в качестве основы применяется лёгкий деревянный брус с сечением не более 20 см;
- брус будет усилен металлическими элементами: замками, гвоздями, металлопрофилем;
- снеговые и ветровые нагрузки в вашем регионе незначительны;
- конструкция стропильной системы исключает распорные нагрузки.
Мауэрлат располагается на расстоянии 0,5–1 см от наружной кромки несущей стены, а для закрепления его на газобетоне используют шпильки, химические анкера или стальную проволоку.
