За долгие столетия использования древесины в строительстве жилья накоплен огромный опыт в работе с пиломатериалом. Но сегодня материал в значительной степени отличается от того, который был раньше. Изделия могут быть разными не только по типу древесины, но ее сортности и методу обработки.
Способы соединения бруса в длину
Стандартная длина бруса – 6 м. В строительстве стен, превышающих этот показатель, требуется его наращивание, которое производят методом перевязки, исключающим расположение стыков на одной линии. Для этого в рядах брусьев соединения выполняют поочередно: то с одной стороны дома уложат недостающий отрезок, то с другой.
Венцы наращивают методом «замочный паз», иначе его называют «в пол-дерева». Это самый простой способ соединения бруса и выполняется он заглублением одного торца в толщу второго. Для этого соответствующие стороны этих элементов спиливают на ½ толщины. Для большей уверенности места стыков фиксируют с помощью шпилек или иных крепежей.
Более сложен двусторонний замок. Он представляет собой стыковку пиломатериала методом «паз в паз». Для этого в торцах соединяемых брусьев делают перпендикулярные плоскости среза пропилы. Каждый из скрепляемых элементов обязан иметь свой паз и свой шип, но располагаться они должны так, чтобы при соединении торцов выступ одного вошел в выемку другого, и наоборот. В этом методе наращивания в длину очень важно выдержать размеры запилов, иначе прочность стыковки окажется сомнительной.
Еще один способ соединения пиломатериала – «глухой сковородень». Он чаще используется в угловых стыковках, но хорош и для наращивания в длину. Чтобы этим методом скрепить пиломатериал, на одном торце бруса выпиливается шип в виде треугольника с горизонтально усеченной вершиной, а на втором – паз аналогичной формы. Стыковка производится путем накладывания шипа сверху и вбивания его в паз.
Какой способ наращивания бруса в длину самый эффективный?
Самым надежным соединением считают четырехсторонний паз. Но он очень сложен в выполнении запилов, поэтому на практике используется редко. Здесь требуется максимальная точность в расчетах, замерах, выпиливании. Поэтому такую работу доверяют только профессионалам. Раньше мастера могли делать эти сложные выемки с помощью одного топора. Сегодня на вооружении у застройщиков современные мощные инструменты, но не у всех получается сделать этот сложный «замок»: навык в такой работе все же необходим.
Сегодня при выборе материала для строительства частных домов застройщики все чаще выбирают дерево. Такой выбор обусловлен целым рядом положительных качеств этого строительного материала. Деревянный дом — это прежде всего экологически чистый дом. Дом из дерева можно вписать в любой ландшафт, придав ему неповторимую индивидуальность и особую атмосферу. К этому стоит добавить доступные цены на древесину и относительную простоту постройки деревянного дома. А если учесть еще экономию времени и средств при его постройке, то выбор древесины в качестве строительного материала будет вполне оправдан.
Дом из бруса экологичен и гармонично вписывается в любой природный ландшафт, к этому стоит добавить доступность материала и относительную простоту постройки.
Наши предки на протяжении веков накопили огромный опыт строительства деревянных домов. Но сегодня все чаще вместо традиционного бревна используется деревянный брус. И хотя техника соединения элементов бревна и бруса имеет много общего, но все же несколько отличается. Поэтому при строительстве дома из бруса нужно знать, как стыковать брус, если возникнет такая необходимость.
Необходимость стыковки
Разметка и расчеты некоторых видов соединений углов бруса.
Хотя возводимые дома могут различаться видом древесины и способом ее обработки, всегда актуальным будет вопрос о том, как правильно уложить брус и надежно скрепить его между венцами. Именно от этих двух факторов зависит срок эксплуатации построенного дома. Ведь неправильная укладка приведет к тому, что дом постепенно будет клонить набок. А при неплотном соединении венцов стены наверняка будут промерзать зимой.
Необходимость в стыковке торцов может возникнуть всего лишь в двух случаях: при рубке угла и когда длина стены больше 6 м (стандартный размер длины бруса). Можно также добавить к ним врубку внутренних стен во внешние стены строящегося дома, но в этом случае речь идет только об одном торце.
Поскольку это три совершенно разные операции и выполняют они разные задачи, то и стыковка торцов в каждом случае выполняется по-разному, хотя и имеет похожие элементы.
Вернуться к оглавлению
Типы крепления бруса на углах
Два вида крепления брусьев в углах: сруб «в лапу» и сруб «в обло».
От надежности крепления углов зависит устойчивость всего дома. Стыковать брус на углах можно двумя способами — с остатком, т.е. с выступающими концами, и без остатка. Основной тип соединения с остатком — разновидности стыковки «в обло».
Основные типы соединения без остатка: в лапу, замочным пазом по типу «в обло» и Т-образные соединения — прямой или замочный паз и трапециевидный шип, прямоугольный или симметричный.
Основным достоинством стыка без остатка считается экономия материала. Но зато дом, где торцы в углах соединены с остатком, более устойчивый. К тому же он лучше противостоит ветру и дождю, меньше будет заметаться зимой снегом. А все вместе взятое способствует более комфортной атмосфере внутри дома. Такой стык проще сделать непрофессионалу, поэтому, если у вас нет достаточного опыта в постройке деревянных домов, то для угловых соединений лучше выбрать именно этот способ.
Вернуться к оглавлению
Способы соединения углов с остатком
Чаще всего для стыковки углов с остатком применяют тип «в обло» (в чашу). При этом способе брусья соединяются между собой с помощью замочных пазов. Такие пазы могут делаться однострочными, двусторонними и четырехсторонними.
Для устройства однострочного замка в месте соединения делается поперечный надпил в торце. Ширина такого надпила должна точно соответствовать поперечному сечению торца. Этот способ углового соединения применяется в основном для профилированного бруса.
Чтобы сделать двусторонний замок, на торце с обеих сторон на четверть его толщины делают перпендикулярные пропилы. При сборке происходит состыковка пропилов паз в паз. Очень важно, чтобы пазы как можно точнее совпадали друг с другом. Большое несовпадение в размерах отрицательно скажется на надежности соединения в целом. К тому же понадобится дополнительная заделка щелей.
Если нужно стыковать брус на углах максимально надежно, используют четырехсторонний замок. При нем пропилы делаются не с двух, а со всех четырех сторон торца. Если пазы сделаны правильно, то угол будет сложен, как конструктор. Но нужно обладать очень высокой квалификацией, чтобы сделать их максимально точными.
Вернуться к оглавлению
Способы соединения углов без остатка
Самым простым угловым соединением этого типа является соединение встык. При этом способе не нужны никакие пропилы — брусья стыкуются торцами. Фиксируется соединения металлическими пластинами с помощью гвоздей или скоб. Однако этот способ не может гарантировать достаточную герметичность углов дома даже при идеально ровных торцах. Поэтому при строительстве жилых домов он практически не используется.
Использования для соединения торцов специальных шпонок из твердых пород дерева позволяет сделать такие соединения гораздо качественнее. В торце делаются специальные пазы: в одном брусе продольный в самом торце, в другом поперечный недалеко от торца. При соединении эти пазы должны совпасть, чтобы в них можно было вставить шпонку. Не имея достаточного опыта, лучше остановиться на перпендикулярно-параллельном пазе. Профессионалы для большей надежности такие пазы делают косыми.
Крепление с помощью коренного шипа — самый распространенный тип сборки углов с использованием бруса. В торце одного из брусьев делается паз, а торец другого спиливается, оставляя такого же размера шип. При соединении шип входит в паз, фиксируя таким образом соединение. Чтобы оно стало еще надежнее, на торцах делают не один, а несколько пазов и шипов.
Самое надежное крепление этого типа — «ласточкин хвост», когда шип на торце делается не прямоугольной, а трапециевидной формы. Соответственно, под эту форму делается и паз в торце соединяемого бруса.
Есть очень важный момент, о котором нельзя забывать. При использовании крепления типа «шип в паз», чтобы компенсировать будущую усадку сруба, обязательно нужно между пазом и шипом оставлять вертикальные зазоры.
Вернуться к оглавлению
Продольное соединение бруса
Продольное соединение бруса: а, в. вполдерева; б, г. косым прирубом. 1. Нагель. 2. Гнездо.
Поскольку стандартная длина бруса составляет 6 м, то при постройке стен большей длины возникает необходимость стыковать брус по длине. При выборе способов стыковки нужно обязательно учитывать, какой силе и виду деформации будет в будущем подвергаться место стыковки. Без учета этих факторов невозможно правильно стыковать брус.
Самые распространенные способы такого вида соединений — вполдерева, продольный шип на шпонке, продольный коренной шип, косой замок.
Если на место стыковки будет действовать сила сжатия, используют стыковку вполдерева. Чтобы стыковать брус по длине таким способом, на каждом брусе делается прямоугольный паз на половину его толщины. Длина паза должна в 2 или 3 раза превышать ширину бруса.
Затем пазы накладываются друг на друга. Такое соединение очень неустойчивое, поэтому его необходимо скреплять гвоздями и дополнительно усиливать нагелями — стержнями из твердых пород дерева. Главная задача нагелей — исключить возможность смещения соединенных торцов. В брусьях высверливают отверстия, диаметром соответствующие толщине нагелей, в которые их затем вставляют.
Если на стену будет действовать разрывающая сила, стыковать брус по длине нужно с помощью замков. Для этого тоже делаются пазы под прямым углом, но по-другому. Такой паз в 2 раза превышает ширину бруса, при этом от торца паз делается на 1/4 его толщины, а дальше углубляется до 1/2. Получившимися уступами торцы сцепляются друг с другом. Для большей надежности их тоже нужно дополнительно укреплять гвоздями и нагелями или использовать для крепления болты.
Продольное соединение бруса: а, в. прямым накладным замком; б, г. косым накладным замком.
Если стена дома будут испытывать сильное усилие «на изгиб», то для соединения будет нужна повышенная прочность. Тут для надежной фиксации нужны «косые замки». Это самое сложное по исполнению продольное соединение, но по надежности оно значительно превосходит все другие типы.
Техника выполнения та же, что и при устройстве обычных замковых соединений, только спилы делаются не ровные, а косые. При использовании этого соединения чрезвычайно важно точно соблюсти пропорции элементов крепления, поскольку именно от их точности зависит качество стыков. По возможности место такого соединения дополнительно усиливают при помощи 2 строительных скоб, набивая их крестообразно.
Несмотря на такое разнообразие видов , есть общее правило, которое нужно выполнять. Чтобы дождевая вода не скоплялась в соединительных пазах, с наружной стороны стены брус обязательно должен быть скруглен.
Также, независимо от выбранного способа стыковки, место стыковки желательно обработать специальным составом, смесью эпоксидной стены и песка или опилок. Обработанные таким способом стыковок более герметичны, к тому же смола склеивает стыкуемые поверхности, придавая им дополнительную прочность.
Все эти виды соединений подробно описаны в ГОСТ 30974-2002. Но это не догма, а всего лишь рекомендации. В процессе строительства дома из бруса каждый застройщик сам должен решить, какой тип соединения подходит для его дома в каждом конкретном случае.
Удачи вам! Крепких стен вашему дому!
В частном строительстве при создании стропильной системы обычно используется пиломатериал. Железобетонные или металлические конструкции встречаются реже. Создание проекта каркаса крыши включает в себя выполнение ряда различных расчетов, позволяющих подобрать наилучшие параметры для каждого отдельного элемента стропильной системы. В ходе эксплуатации крыши стропила принимают на себя основной процент внешней нагрузки, поэтому к их прочности предъявляются повышенные требования. Зачастую будет очень полезно знать, как нарастить стропила – это поможет решить множество сложных строительных задач.
Для вычисления необходимой длины стропильной ноги нужно определиться с наклоном кровли и высчитать высоту крыши с учетом ширины дома. Висячие или наслонные стропила при небольших размерах здания могут быть выполнены из цельной доски или бруса. Если длина имеющегося в наличии пиломатериала недостаточна, необходимо выполнить сращивание для соответствия стропильной ноги заданным размерам.
От размера пролета между верхней частью стены и коньком зависит длина стропила. Сечение стропильной ноги выбирают по расчетной нагрузке и расстоянию между ногами. Когда в роли кровельного покрытия предполагается использование асбоцементного шифера либо керамической черепицы, каркас крыши рекомендуется изготавливать из пиломатериала увеличенного сечения. Какую конструкцию крыши выбрать и как сделать сращивание – стоит разбираться индивидуально.
Как правильно срастить стропила для той или иной конструкции крыши – знают далеко не все строители, поэтому любому, кто собрался возводить крышу, лучше об этом вопросе побольше узнать. Наращивание стропил производится путем соединения коротких элементов из бруса или доски. Узел стыковки, в большинстве методов наращивания, представляет собой достаточно пластичный шарнир. Однако стропило должно иметь по всей длине необходимую жесткость, поэтому стык стоит располагать в месте, где изгибающий момент практически отсутствует. Так что стык (пластичный шарнир) необходимо делать на расстоянии от опоры, составляющем 15% длины перекрываемого пролета.
Стоит учитывать, что расстояние от промежуточной стропильной опоры до мауэрлата имеет отличие от расстояния между данной опорой и коньком. Поэтому нужно использовать равнопрочную схему – следует обеспечить одинаковую прочность по всей длине, при этом создавать равный прогиб не требуется.
Важно! Особые требования в вопросе прочности предъявляются к диагональным (накоснымным) стропилам крыш вальмового и полувальмового типа. Они длиннее стропил боковых скатов и выступают в роли опоры для нарожников – стропильных ног укороченного вида.
Варианты сращивания стропил
Сращивание стропил, в случае необходимости увеличения их длины, выполняется несколькими способами:
- Способ «косой прируб»;
- Стыковое соединение досок;
- Сращивание внахлест.
Использования стусла позволяет отрезать концы досок четко под заданным углом, благодаря этому обеспечивается необходимая плотность стыков.
Соединение встык
Данный метод дает возможность наращивать стропильную ногу с помощью использования специальной накладки. Чтобы правильно выполнить соединение стропил между собой требуется стыкуемые концы бруса или досок отрезать под углом 90 градусов. Это делается для предотвращения образования прогиба в месте стыка торцов стропил под нагрузкой. Срезанные торцы закрепляются металлическим крепежом либо с использованием накладок из обрезков доски, которые устанавливаются с обеих сторон соединения. Накладки должны прибиваться гвоздями. Соединение встык больше подходит для сращивания стропил из доски.
Метод «косого прируба»
Метод «косого прируба» оптимально подходит для увеличения стропильных ног из бруса большого сечения. Эта технология носит такое название в связи с принципом подрезки составляющих. Соприкасающиеся концы досок подрезаются под определенным углом. Выполненные из бруса элементы плотно стыкуются плоскостями. Сквозное вертикальное отверстие под болт или шпильку необходимо выполнить в месте соединения. Диаметр данного отверстия должен точно соответствовать диаметру крепежа или быть меньше на 1 мм. Таким образом крепление будет плотно располагаться в древесине без вероятности возникновения люфта, способного создать нежелательную нагрузку на изгиб.
Важно! При установке болтов или шпилек следует пользоваться широкими металлическими шайбами, чтобы с течением времени крепеж не повредил древесину.
Соединение внахлест
Сращивание стропил по длине можно делать и внахлест – при этом создается жесткое соединение. Данное удлинение стропил относительно просто: две доски укладываются друг на друга и соединяются с помощью гвоздей. Данный вариант крепления – самый легкий способ соединения стропил. При нем не требуется соблюдение точности подрезки элементов. Помимо гвоздей в качестве крепежа можно использовать гайки и шпильки с шайбами.
Спаренные и составные стропила из досок
Как удлиненные стропильные ноги также используются выполненные из досок конструкции –составные и спаренные. Спаренные изготовляются из двух досок или более, соединяющихся широкими сторонами. Их сшивают друг с другом гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. Для увеличения длины стропильной ноги доски, соединенные попарно, крепятся встык и внахлест с другой спаренной системой. Так создается равнопрочная конструкция, способная выдерживать повышенные нагрузки. Стропила из спаренных досок почти не уступают обычным изделиям из цельного бруса, их применяют при возведении накосных стропил для различных типов крыш.
Важно! При удлинении стропильной ноги сплачиваемые доски должны располагаться со сдвигом не менее одного метра. Соединить их необходимо в шахматном порядке, таким образом каждый стык закрывается цельной доской.
Составное стропило создается из трех досок. За основу берутся две доски, которые имеют одинаковую длину. Третья доска укладывается между ними, по ширине она должна соответствовать основным. Ее длина обеспечивает нужный размер стропильной доски. Оставшийся свободный промежуток между основными досками заполняют дощатыми обрезками, которые по ширине соответствуют дощечке-вкладышу. Данная конструкция прошивается гвоздями. Между основными досками дополнительная должна заходить не меньше чем на метр по длине. Она также крепится гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. По надежности составные стропила значительно уступают спаренным конструкциям. Системы с составными стропилами с успехом применяются при создании скатных кровель, однако их нельзя использовать в роли накосных стропил для вальмовых крыш.
Для правильного монтажа удлиненных балок следует учитывать расположение стыков получившейся конструкции. Их стоит располагать недалеко от опоры, так они будут в минимальной степени подвержены нагрузкам на изгиб. С экономической точки зрения сращивать стропила – достаточно выгодный шаг, ведь это позволяет использовать унифицированные материалы для получения конструкций необходимой длины.
Скрепляющие элементы
Для большей надежности стыковочные узлы соединяют различными скрепляющими элементами типа болтов, металлических уголков, пластин, скоб и так далее. Размеры крепежа определяют, исходя из толщины стропил. Стальные детали с готовыми отверстиями крепятся с помощью шурупов или саморезов. На данных изделиях экономить не стоит – всегда лучше купить высококачественные метизы гарантированной прочности. Также не стоит забывать, что гвозди имеют свою пластичность, они могут гнуться и растягиваться, а саморезы при давлении чаще всего просто ломаются. На сегодняшний день особой популярностью в стропильном деле пользуются ершеные гвозди.
Как удлинить стропила, зависит от нагрузок и степени ожидаемой деформации каждой конкретной стропильной конструкции. К данному вопросу стоит подходить с большой ответственностью и в случае затруднений лучше воспользоваться услугами профессионалов.
Соединения бруса в углах и прямых стенах дома требуют прочности и герметичности. На герметичность брусового дома огромное влияние оказывает влажность стройматериала. Если строить дом из бруса естественной влажности, при усушке и усадке сруб будет испытывать значительные внутренние напряжения, что может привести к его деформациям.
Применив пиломатериал, который был просушен до 20%, можно убить в зародыше сразу несколько проблем – щели, трещины, сильную осадку и пр. В идеале – использовать для сруба профилированный или клееный брус из ламелей камерной сушки. Усадка такого сруба будет минимальной.
Второй метод избежать продувания углов – выполнять эти углы особыми, сложными формами соединений.
Углы должны быть прочными. На сруб действуют силы от возможных подвижек грунта, от собственного веса и веса крыши, кровли и снега, а также давление от силы ветра. Углы должны выдерживать все нагрузки, а кроме того, выдерживать деформации от колебаний линейных размеров вследствие дождя, снега и изменений тепло-влажностного режима.
Угловое соединение с остатком
Очень важные плюсы этого вида рубки:
- Продувание с улицы минимальное, даже при сильном ветре и в мороз;
- Высокая надежность. Даже не зафиксированные нагелями, брусья, соединенные в углах одним из видов рубки с остатком, не смещаются даже при умеренных подвижках грунтов основания под действием пучения или сейсмики. Нижние венцы держит вес верхних и плотное соединение углов.
Основные виды рубки с остатком
Способ рубки односторонним замковым пазом
Данный способ одинаково хорош и для квадратного бруса, и для профилированного. Одна сторона бруса выпилена с образованием паза, перпендикулярного оси бруса. Толщина паза равна половине толщины бруса, ширина и длина паза одинаковы. Замок получается, когда этот паз вмещает ½ бруса, расположенного к нему перпендикулярно. Такой венец плотно фиксирован в отношении нижележащего венца одного направления. Дополнительная фиксация нагелями придает углу достаточную прочность.
Рубка двусторонним замковым пазом
Этот вид рубки немного сложнее – выбирать пазы придется и с верхней грани бруса, и с нижней. Пазы в этом случае имеют ту же ширину, что и при способе одностороннего паза и глубину, равную ¼ толщины. Двусторонняя выборка пазов отнимает в два раза больше времени и требует большей точности, но дает неоспоримое преимущество – жесткую фиксацию каждой пары брусьев не по одному, а по двум направлениям. То есть налицо уже пространственная жесткость. Теперь при любых температурных и влажностных колебаниях сдвиг брусьев и венцов относительно друг друга практически невозможен.
Рубка четырехсторонним замковым пазом
Очень сложная рубка, пазы могут быть как симметричны, так и ассиметричны, и выбрать такой сложный паз вручную крайне трудоемко. Обычно такие сложные пазы с идеальной геометрией делают на оборудовании, производящем домокомплекты. Затем на стройке эти комплекты собираются из нумерованных брусьев, как конструкторы Лего.
Сложная и дорогая обработка, но практического улучшения герметичности угла не наблюдается, хотя в теории такой угол должен стать совершенно идеальным.
Основные виды рубки без остатка
Угол без остатка дает экономию по пиломатериалу. Брус целиком находится в плоскости стены, концы не выступают наружу. Но общей экономии не наблюдается, так как эти углы требуют дополнительного утепления и конопатки. По прочности, надежности и защите от продувания данные виды рубки также уступают углам, срубленным с остатком. Конкуренцию может составить только теплый угол, он же коренной шип.
Рубка без остатка позволяет выполнить фасад дома более строгим геометрически, проще выполнять наружную отделку. Вопрос эстетики спорный, и больше относится к стилю.
Без остатка рубят углы как из квадратного бруса, так и из профилированного.
Рубка встык без остатка
Самый простой и быстрый способ для возведения хозпостройки. Никакая дополнительная обработка не требуется, просто укладывают брусья нужных длин шахматкой. Чтобы брусья в венцах и сами венцы не смещались друг относительно друга, при этом способе рубки обязательно применяют крепеж – накладные пластины из оцинкованной стали, стальные скобы или деревянные нагели.
Трудозатраты в данном случае минимальны, плотницкий опыт может отсутствовать полностью. Если делать сруб таким способом из высушенного бруса, можно получить приемлемый результат. Из сырого пиломатериала, как говорят плотники, при любом старании угол будет ходить после усушки. Угол деформируется, а колебания влажности будут способствовать линейным колебаниям, в результате будут появляться продуваемые зазоры.
Рубка встык на шпонках
Шпонка может быть разной формы. Под прямую шпонку потребуется выбирать прямые пазы по торцам и боковым поверхностям соседних брусьев. Под шпонку – ласточкин хвост требуется выбирать довольно сложный паз, с уширениями от середины. Шпонка также имеет сложную форму.
Соединение прямой шпонкой предотвратит смещение брусьев венца в горизонтальной плоскости, но не в вертикальной. По вертикали венцы будут удерживаться только собственным весом и весом вышележащих конструкций. Шпонка в форме ласточкиного хвоста надежно зафиксирует угол и не даст брусьям смещаться по обоим направлениям. Этот способ рубки без остатка дает практически непродуваемый угол.
Рубка в полдерева
Тоже несложная рубка. По концам брусьев делают запилы на ½ толщин, получается шип, одинаковый по длине и ширине. Без фиксации нагелями это соединение надежным не будет. После усушки и осадки сруба угол, скорее всего, будет продуваться, и потребует дополнительного утепления. Вторая конопатка срубов после выдержки и осадки делается всегда.
Как и при рубке встык, можно модифицировать этот способ, закрепив углы шпонками. В этом случае брусья смещаться не будут.
Еще улучшить можно способ рубки в полдерева, если стыковать концы в лапу. Лапа имеет более сложную форму – запилы делаются наклонные, клиновидные, точно по размерам. Результат – повышение прочности сруба, брусья фиксированы друг относительно друга в венцах, а вес вышележащих венцов предотвращает смещение нижележащих. Угол выглядит эстетично изнутри и снаружи, фасад дома геометрический, гладкий.
Соединение в теплый угол (в коренной шип)
Считается самым теплым, непродуваемым соединением и одновременно гарантирует фиксацию венцов. Способ не из самых сложных:
Торцы обрезают, оставляя шипы, и длина и ширина которых должна быть ровно 1/3 сечения бруса. Более простой шип имеет форму прямоугольника, сложнее – шип с односторонним уширением. Пазы стыкуемых брусьев выбираются по размерам этих шипов, но без точной подгонки, поскольку пазы нужно законопатить мхом, льняным или джутовым волокном, пенькой или войлоком. Брусья с шипами осаживают сверху на брусья с пазами. Крепление венцов нагелями при данном способе рубки обязательно.
Крепление брусьев нагелями
- Классическая древесина для нагелей – березовая, не имеющая дефектов, сучков и косослоя, а также с параллельным расположением волокон относительно продольной оси.
- Оптимальная длина нагелей равна 0,8 от суммы высоты двух соединяемых венцов. Иногда одним нагелем соединяют не два, а три бруса. Диаметры нагелей от 25 до 35 мм.
- Нагели устанавливают в интервале до 1,5 м, и обязательно с обоих сторон каждого угла. По горизонтальным рядам нагели смещают в шахматном порядке.
Соединения брусьев по длине
Длинные прямые участки стен могут превышать длину пиломатериала. Сращивание бруса по длине делается в одной плоскости. Требования к соединениям те же, что и для углов – прочность и герметичность.
Самый простой способ состыковать брус по длине – соединение на прямоугольных шпонках. Венцы будут надежно зафиксированы в поперечном направлении, продуваться такой стык не будет. Шпонка вырезается чуть меньше паза, чтобы оставить зазоры для конопатки. Уплотняют пазы под шпонку мхом, джутовым и льняным волокном и др. материалом.
Сложнее и эффективнее способ стыковки брусьев коренным шипом. Прямое сращивание технологически немного проще углового, но так же требует точности. Зазоры между пазом и шипом в несколько мм должны быть, чтобы проложить их конопаткой.
Самый сложный, затратный по материалу и труду, и одновременно лучший по результату вид сращивания по прямой – стыковка косым замком. Размеры должны быть точные, подгонка близкая к идеальной. Конфигурация замка непростая. В итоге – два бруса имеют в соединении два полностью перекрытых сечения, что дает стыку прочность, а хитрая форма косого замка делает невозможным появление зазора даже при значительной усадке.
Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.
Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.
Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.
К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.
Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.
Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точки пересечения кривой с продольной осью стропилины, в которых изгибающий момент приближается к нулевым значениям.
Учтем, что при строительстве стропильного каркаса требуется обеспечить равную по всей протяженности элемента сопротивляемость изгибу, а не одинаковые возможности прогибаться. Поэтому места сопряжения устраивают рядом с опорами.
В качестве опоры принимается как установленная в пролет промежуточная стойка, так и непосредственно мауэрлат или шпренгельная ферма. Коньковый прогон можно также оценивать, как возможную опору, но участки состыковки стропильных ног лучше располагать ниже по скату, т.е. там, где на систему возлагается минимальная нагрузка.
Варианты сращивания стропилин
Кроме точного определения места для сопряжения двух частей элемента системы нужно знать, как правильно удлиняются стропила. Способ формирования соединения зависит от выбранного для строительства пиломатериала:
- 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.
Рассмотрим детально указанные методы, чтобы углубленно разобраться в процессе наращивания длины стропил.
Вариант 1: Метод косого прируба
Способ предполагает формирование двух наклонных врубок или запилов, устроенных со стороны сопряжения частей стропильной ноги. Подлежащие состыковке плоскости врубок должны безукоризненно совмещаться без малейших зазоров, независимо от их размеров. В зоне соединения должна быть исключена вероятность деформации.
Запрещено заполнение щелей и неплотностей клиньями из древесины, фанерными или металлическими пластинами. Подогнать и скорректировать огрехи не получится. Лучше заранее точно вымерить и вычертить линии врубок, согласно следующим стандартам:
- 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.
Место для размещения участка состыковки находят по действующей для всех типов стропильных каркасов формуле 0,15 × L, в которой величина L отображает размер перекрываемого стропилом пролета. Расстояние откладывается от центра опоры.
Детали из бруса при выполнении косого прируба дополнительно крепятся проходящим через центр соединения болтом. Отверстие для его установки высверливается заранее, Ø его равен Ø стержня крепежа. Чтобы древесина в месте установки крепления не сминалась, под гайки укладываются широкие металлические шайбы.
Если с применением косого прируба соединяют доску, то дополнительная фиксация производится с применением хомутов или гвоздей.
Вариант 2: Сплачивание досок
В случае использования технологии сплачивания центр соединяемого участка располагается прямо над опорой. Линии состыковки торцованных досок располагаются с обеих сторон от центра опоры на расчетном расстоянии, равном 0,21 × L, где L обозначает длину перекрываемого пролета. Фиксацию проводят гвоздями, устанавливаемыми в шахматном порядке.
Люфт и зазоры также недопустимы, но их проще избежать, проведя аккуратную торцовку доски. Этот способ гораздо проще предыдущего метода в исполнении, но чтобы попусту не расходовать метизы и не ослаблять лишними отверстиями древесину, следует с точностью рассчитать число точек устанавливаемого крепежа.
Гвозди с сечением ножки до 6 мм устанавливаются без предварительного высверливания соответствующих отверстий. Под крепеж размером больше указанного сверлить нужно, чтобы при соединении не расколоть вдоль волокон доску. Исключением являются метизы с крестообразным сечением, которые независимо от размера в деревянные детали можно просто забивать.
Для обеспечения достаточной прочности в зоне сплачивания нужно соблюдать следующие условия:
- Крепеж ставят через каждые 50 см вдоль обоих краев сращиваемых досок.
- Вдоль торцевых соединений гвозди ставят с шагом 15 × d, где d это диаметр гвоздя.
- Для сплачивания доски в месте сопряжения подходят гладкие круглые, винтовые и резьбовые гвозди. Однако резьбовые и винтовые варианты в приоритете, потому что у них прочность на выдергивание значительно выше.
Отметим, что соединение стропилин сплачиванием приемлемо в случае устройства элемента из двух сшитых досок. В результате оба стыка перекрываются цельным участком пиломатериала. К плюсам способа отнесем внушительную для частного строительства величину перекрываемого пролета. Подобным образом можно наращивать стропильные ноги, если расстояние от вершины до нижней опоры достигает 6,5 м.
Вариант 3: Лобовой упор
Способ лобового наращивания стропил заключается в торцевой состыковке соединяемых частей стропильной ноги с фиксацией участка гвоздями, нагелями или болтами через установленные по обеим боковым плоскостям накладки.
Для исключения люфта и деформации наращенной стропильной ноги необходимо придерживаться следующих правил:
- Подлежащие состыковки края доски должны быть безупречно отторцованы. Зазоры любого размера по линии соединения необходимо исключить.
- Длина накладок определяется формулой l = 3 × h, т.е. они обязаны быть не меньше, чем три ширины доски. Обычно длину вычисляют и подбирают, исходя из числа гвоздей, формула дана для выяснения минимальной длины.
- Накладки выполняются из материала, толщина которого не менее 1/3 аналогичного размера основной доски.
Гвозди в накладки забивают в два параллельных ряда с шахматным «разбросом» крепежных точек. Чтобы тонкую по отношению к основному пиломатериалу накладку не повредить, количество точек крепления рассчитывается с ориентиром на сопротивление гвоздей поперечной силе, действующей на ножки метиз.
Когда стык частей стропилины расположен прямо над опорой, в расчетах гвоздевого боя для фиксации накладок нет необходимости. Правда, в этом случае состыкованная нога станет работать как две отдельные балки и на прогиб, и на сжатие, т.е. по нормальной схеме придется рассчитывать несущую способность для каждой из составляющих частей.
Если в качестве крепежа используются стальные стержневые болты или стержни без резьбы, нагели, при состыковке толстой доски или бруса, то угроза деформации будет полностью исключена. По сути, даже на некоторые зазоры в состыковке торцов можно не обращать внимания, хотя подобных огрехов все же лучше избегать.
При применении шурупов или винтов предварительно высверливают отверстия под их установку, Ø отверстий на 2- 3 мм меньше аналогичного размера ножки крепежа.
При производстве лобовых соединений стропилин необходимо четко соблюдать расчетный шаг установки, численность и диаметр крепежных элементов. При сокращении расстояний между точками фиксации может произойти расщепление древесины. Если отверстия под крепеж будут больше положенных размеров, стропилина деформируется, а если меньше – расколются пиломатериалы в период установки крепежа.
Удлинение составными стропилинами
Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.
Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.
Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:
- Устройство наслонной системы по двум боковым прогонам, которые служат опорой для расположения участка состыковки основной доски с присоединяемыми элементами.
- Установка диагональной стропилины, определяющей наклонное ребро вальмовых и полувальмовых конструкций.
- Строительство ломаных крыш. В качестве опоры под соединение используется обвязка нижнего яруса стропилин.
Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.
Видео о способах наращивания стропилин
Демонстрация основных приемов сращивания конструктивных элементов стропильной системы:
Ролик с пошагово изложенным процессом соединения частей стропила:
Видео-пример одного из способов соединения пиломатериалов:
Соблюдение технологических предписаний, согласно которым производится сращивание стропилин по длине, гарантирует беспроблемную работу конструкции. Способы удлинения позволяют снижать расходы на строительство крыш. Следует не забывать о предварительных расчетах и о подготовке к выполнению соединений, чтобы результат усилий стал идеальным.
