Крепление стропил к балкам перекрытия двухскатной крыши

Повреждённые деревянные балки, изношенные нагрузками и временем, или недостаточно прочные изначально «по проекту» — это первая причина ослабления несущей способности перекрытий, появления вибраций и скрипов полов на верхних этажах дома. Давайте разберёмся, как усилить деревянные балки и сделать прочнее конструктивные элементы перекрытия.

Замена ветхих перекрытий

Чаще прибегают к полной замене старых перекрытий. Конечно же, на глаз не определить несущие способности существующих конструкций, и нужно делать расчеты, но как правило именно замена ветхих перекрытий на новые и является единственным безопасным вариантом при ремонте в старом фонде.

В строениях старого фонда, в основном, использовались перекрытия двух типов: с металлическими несущими балками, обычно это двутавры разного сечения и с деревянным и несущими балками из бруса или бревна. Несущие балки монтировались с шагом от 0,8 до 1,5м., пространство между ними, так называемый «накат» выполнялся из деревянных досок или горбыля большого сечения. Большинство домов старого фонда в Москве реконструировалось и перестраивалось, поэтому встречаются комбинированные перекрытия из деревянных и металлических балок.

Причиной деформации как металлических так и деревянных балок перекрытий в домах старого фонда является неправильная влажность и тепловой режим, протечки, изначально неправильный конструкционный расчет. Это и многое другое приводят к грибковым поражениям древесины балок, то есть к гниению, и к медленному разрушению с потерей несущей способности. Как правило гниение балок обнаруживает себя в местах захода их в стены а так же посередине.

При обследовании конструкций для составления технического заключения, особое внимание необходимо обращать именно на эти места.

Металлические балки под воздействием выше перечисленных факторов поддаются коррозии вплоть до потери несущей способности, чаще это происходит в местах санузла, ванны и кухни.

Большой возраст домов старого фонда и неблагоприятные факторы, которым за это время балки подвергались, приводят к потери несущей способности, частичным разрушениям или повреждениям здания. Кроме того, большее количество существующих балок перекрытий в жилье старого фонда не соответствует требованиям современных СНиП, поэтому почти всегда, выполняется замена перекрытий или их усиление.

Причины ослабления балок

Необходимость укрепления балок может возникнуть в ряде случаев:

  • естественный износ правильно установленного изделия;
  • повреждение балки вследствие ошибок при изготовлении и монтаже;
  • изменение назначения помещения, связанное с усилением нагрузки на перекрытия.

Рассмотрим данные причины подробнее. Итак, балка может прийти в неудовлетворительное состояние вследствие воздействия разных факторов, в том числе повышенного уровня влажности, резких температурных перепадов, в результате жизнедеятельности вредителей, а также простого физического износа с дальнейшим появлением трещин.

Не следует сбрасывать со счёта недобросовестность или некомпетентность строителей. Хозяин дома не в состоянии проверить качество и правильность установки элементов скрытого монтажа. Проблемы выявляются позже — уже в процессе эксплуатации помещения при ходьбе на верхнем этаже полы вибрируют или скрипят.

К основным ошибкам на этапе изготовления и монтажа балок относятся следующие:

  • применение недостаточно или неверно просушенной древесины. После высыхания таких балок они покрываются трещинами;
  • использование слишком тонкого бруса, что приводит к вибрации балок;
  • слишком большие пролёты между балками;
  • сборка балок из нескольких частей.

Если же идёт речь об изменении назначения помещения — к примеру, чердак планируется превратить в мансарду или жилой блок, то в данном случае нагрузки на перекрытие увеличатся. Очевидно, это потребует увеличения несущей способности балок.

Определить необходимость укрепления балок может неспециалист. Основным показателем при этом, кроме упомянутых вибраций или видимых повреждений, служит уровень прогиба, возникающего как под нагрузкой, так и под собственным весом балки. Прогиб может увеличиться после наращивания нагрузки — установки паркета на верхнем этаже или после завоза мебели. В таком случае балки начинают провисать, что не только чревато вибрацией перекрытий, но и может угрожать их обрушением.

Предельно допустимый прогиб балки несложно рассчитать самостоятельно. Самая простая методика — это вычисление показателя в зависимости от длины балки. В частности, уровень прогиба не должен превышать примерно одной трёхсотой части от длины изделия. К примеру, если прогиб составляет 8–10 миллиметров при длине балки в 2,5 метра — это норма. Если же он оказался большим, то, значит, пришло время укрепить или заменить балку.

Читайте также:  Бетонная плита: прочный стройматериал для различных целей

Как сращивать балки перекрытия и зачем это делать?

Строительство дома – это событие, за которым так приятно наблюдать. За этим стоят большие надежды, что скоро семья сможет жить в просторном, красивом, уютном доме и приглашать на чай к себе гостей. При любом строительстве самое важное выполнить качественно все работы, чтобы красивый дом не разочаровал впоследствии проблемами. Строительные материалы следует подбирать, ориентируясь скорее не на цены, а на качество и отзывы тех, кто имеет отношение к строительству. Здесь вопрос экономии скорее сыграет злую шутку, так что не стоит этого делать.

День ото дня дом становится выше и выше. Наступает тот час, когда строительство стен завершено, и пора перейти к перекрытиям. Но к этому времени весь цельный строительный материал исчерпан, приобрести новый, к сожалению, нет возможности, но остались в наличии балки, которые по размерам несколько меньше требуемой длины. Выбрасывать такой материал – не только «преступление», но и, ни в коем случае, нельзя, потому что он в такой критической ситуации является главным для нас спасителем. Достаточно будет срастить балки, и проблема решится. Срастить – это соединить несколько отдельно взятых кусков (обязательно одинакового сечения). Такое соединение должно быть особенно крепким, так как балка будет использована для перекрытия и она просто «не имеет права» подвести своим некачественным соединением. Итак, первая проблема решена, строительный материал (балки) подготовлен, осталось изучить, как сращивать балки, какие правила сращивания балок нужно неукоснительно соблюдать.

Как сращивать балки – основные секреты

Соединять отдельно взятые деревянные бруски можно по длине, по ширине и даже под углом. У каждого такого вида есть свои интересные термины. Первый именуется сращиванием, второй – сплочением, а третий – вязкой. Если имеющийся у вас брус для перекрытий междуэтажных короткий, то его лучше всего соединять по длине, то есть сращивать. Нам потребуются ещё специальные крепления, хомуты и скобы. Можно, конечно, при полной экономии обойтись без них, но с ними будет надёжней. А для перекрытий нам нужны детали внушающие доверие.

Виды сращивания балок могут быть такими:

Первый вид, именуемый «внакладку» самый простой. Понадобится ножовка и стамеска. Два конца балки посередине пилят на некоторое расстояние. С помощью стамески делают диагональный или прямой скол. Потом соединяют и закрепляют скобой, чтобы соединение было надёжным и можно было бы смело использовать балку для перекрытия.

Второй способ, именуемый «вилкой» прочный, но если у вас остались только тонкие балки, то про него придётся забыть. Один из концов балки делят на три части, выпиливают среднюю часть, а у второй балки всё делаем наоборот, спиливаем части по краям. Потом обе соединяем, словно пазлы. Место сращивания скрепляем зажимами или скобами.

Третий, именуемый «в замок» является чересчур трудным, но зато самым прочным. Разновидностей таких соединений достаточно много, но те, что чаще используются – это угловое или с помощью шипа.

Четвёртый вид, именуемый «шипом» тоже прочный. Для соединения используют шипы круглой или плоской формы. Сами шипы можно легко вырезать из дерева или создать так называемую «шпильку», которую вставляют и закрепляют в торце балки. Шипов может быть несколько, не стоит ограничиваться на одном. И опять для надёжности место соединения скрепить металлической скобой.

Несколько советов, чтобы ваша работа была просто замечательной и принесла вам огромное удовлетворение:

1.​ Чем больше площадь балок, тем гораздо крепче и надёжней будет соединение, а, значит, можно рассчитывать на то, что она выдержит любые нагрузки.

2.​ Места соединения неплохо было бы смазывать специальным столярным клеем. Сочетание клея и скоб – залог прочного соединения.

Выбор остаётся за вами, каким способом вы будете сращивать, главное, не спешить, а каждый этап работы выполнять качественно. В случае, когда строительные работы выполняет бригада, то лучше доверить этот вопрос специалистам, пусть они сами решат, каким способом проведут сращивание балки перекрытия.

Читайте также:  Каким должно быть опирание перемычек на кирпичную стену по СНиП

Области применения и расчет деревянных перекрытий

Перекрытия по деревянным балкам рекомендуется применять:

  • в зданиях, построенных из древесины (каркасных и рубленых);
  • в дачных домах, рассчитанных на летнюю эксплуатацию;
  • в хозяйственных постройках (сараях, банях, мастерских);
  • в быстровозводимых домах сборно-разборного типа.

Кроме перечисленных вариантов, деревянные конструкции для межэтажных перекрытий можно использовать в коттеджах, предназначенных для круглогодичного проживания. Только в этом случае нужно использовать двухрядную систему установки балок, о которой мы рассказали выше.

Подбирать сечение бруса по принципу «чем толще, тем лучше», мы не советуем. Есть простая методика расчета, взятая из строительных нормативов.

Согласно ей, высота деревянной балки должна быть не меньше 1/25 размера перекрываемого пролета. Например, при 4-х метровом расстоянии между стенами нужно купить пиловочник с высотой сечения (Н) не менее, чем 400/25 = 16 см при толщине (S) 12 см. Для создания запаса прочности найденные параметры можно увеличить на 2-3 см.

Второй параметр, который нужно правильно выбрать — количество балок. Он зависит от их шага (расстояния между центральными осями). Зная сечение бруса и размер пролета, шаг определяют из таблицы.

Таблица. Выбор шага балок

Указанная в таблице расчетная нагрузка 350-400 кг/м2 является максимальной для второго этажа. Если он не будет жилым, то ее величина не превысит 250 кг/м2.

Планируя раскладку брусьев, нужно учесть, что два крайних должны отступать от торцевых стен не менее, чем на 5 см. Остальные балки распределяют по стенам равномерно (в соответствии с выбранным шагом).

Установка

Для начала необходимо приготовить брус с нужным сечением и гидроизоляционный материал. Также понадобится следующий набор инструментов:

  1. Разводной ключ.
  2. Молоток.
  3. Гвозди.
  4. Болты.
  5. Строительный уровень.

Прежде чем крепить мауэрлат необходимо подготовить поверхность стены. Ее надо очистить от грязи и всего лишнего. Далее между брусом и стеной нужно положить любой материал, обладающий гидроизоляционными свойствами – полиэтилен, рубероид и пр. Желательно уложить его в два слоя. Это защитит древесину от гниения.

Этот элемент кровли укладывается под стропилами на одном уровне с внутренней поверхностью стены. С внешней стороны укладывается ряд кирпича для упрочнения конструкции.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам в доме

Перекрытия между этажами, подвальные или чердачные конструктивно устраиваются по двум схемам – безбалочное перекрытие (в основе лежит использование монолитной плиты), и балочное перекрытие (применяются деревянные балки перекрытия). Делают перекрытия для разделения междуэтажных помещений, а также, чтобы отделить комнаты от подвала и чердака. Балки могут быть изготовлены из различных материалов, например, из древесины, монолитного железобетона или металлических прогонов.

Устройство перекрытия по деревянным балкам

Прогиб лаг

Заходя в некоторые, особенно старые, дома даже невооруженным глазом можно заметить прогиб потолков второго, или, что бывает реже, пола первого этажа, являющийся следствием неправильного расчета несущей способности лаги или превышения допустимой нагрузки на перекрытия. Как позывает практика эксплуатации многоэтажных домов постройки первой половины 50-х годов ХХ века, где использовались деревянные межэтажные перекрытия, к 2000-му году величина прогиба потолков составляла от 70 до 100 мм, что приводило к необходимости проведения капитальных ремонтов здания с усилением несущих элементов перекрытий. И это при условии, что проводится точный инженерный расчет нагрузок и сечения лаг на стадии проектирования. А что говорить об индивидуальной застройке, когда расчет несущей способности лаги производился «на глазок» по совету «грамотных» специалистов.

Очень часто на величину прогиба лаг влияет и качество применяемого материала, избыточная влажность древесины, недостаточная толщина металлопроката, из которого изготовлена балка, и еще множество различных причин, приводящих к провисанию, к примеру, перекрытия второго этажа под нагрузкой. Неверный расчет несущей способности может привести не только к возникновению прогиба лаги, но и полному разрушению конструкции и обрушению этажа вниз, причем когда этого никто не ожидает.

Выбор балок

Выбор балок для перекрытий основан на их основном назначении и максимальных предполагаемых нагрузок. Наиболее распространёнными считаются балки из деревянного бруса прямоугольного сечения с высотой от 120 до 240 мм и толщиной от 50 до 160 мм. Расстояние между ними при укладке обычно составляет от полуметра до метра. При выполнении изоляции пространства между балками контакт материалов обеспечивается наиболее плотно без дополнительных действий, в отличие от брёвен.

Читайте также:  Монолитное перекрытие своими руками — инструкции!

Рисунок 1. Монтаж дощатого перекрытия чердачного типа.

Бревенчатые перекрытия наиболее выгодны с точки зрения выдерживания перпендикулярных нагрузок и поперечных сдвигов. Если есть возможность самостоятельно заготавливать лес, то на его обработку потребуется минимум усилий. Основная проблема состоит в процессе естественного высушивания, чтобы предотвратить растрескивание или коробление, в течение одного года. Для монтажа подойдут такие балки, которые имеют идеальную геометрию, отсутствует сучковатость и области поражения вредителями.

В каркасных домах допускается выполнять перекрытия из досок с толщиной не менее 25 мм. Это обусловлено тем, что более массивные балки способны вызвать повышенные нагрузки на основание и стены. Также доски используют в целях максимального удешевления конструкции, но не за счёт снижения планки прочности здания ниже допустимого уровня.

Выбор балок из лиственных пород крайне не рекомендуется, так как они не всегда способны выдерживать изгибающие нагрузки. Специалисты рекомендуют хвойные породы, качественно очищенные и обработанные антисептиками.

Области применения и расчет деревянных перекрытий

Перекрытия по деревянным балкам рекомендуется применять:

  • в зданиях, построенных из древесины (каркасных и рубленых);
  • в дачных домах, рассчитанных на летнюю эксплуатацию;
  • в хозяйственных постройках (сараях, банях, мастерских);
  • в быстровозводимых домах сборно-разборного типа.

Кроме перечисленных вариантов, деревянные конструкции для межэтажных перекрытий можно использовать в коттеджах, предназначенных для круглогодичного проживания. Только в этом случае нужно использовать двухрядную систему установки балок, о которой мы рассказали выше.

Подбирать сечение бруса по принципу «чем толще, тем лучше», мы не советуем. Есть простая методика расчета, взятая из строительных нормативов.

Согласно ей, высота деревянной балки должна быть не меньше 1/25 размера перекрываемого пролета. Например, при 4-х метровом расстоянии между стенами нужно купить пиловочник с высотой сечения (Н) не менее, чем 400/25 = 16 см при толщине (S) 12 см. Для создания запаса прочности найденные параметры можно увеличить на 2-3 см.

Второй параметр, который нужно правильно выбрать — количество балок. Он зависит от их шага (расстояния между центральными осями). Зная сечение бруса и размер пролета, шаг определяют из таблицы.

Указанная в таблице расчетная нагрузка 350-400 кг/м2 является максимальной для второго этажа. Если он не будет жилым, то ее величина не превысит 250 кг/м2.

Планируя раскладку брусьев, нужно учесть, что два крайних должны отступать от торцевых стен не менее, чем на 5 см. Остальные балки распределяют по стенам равномерно (в соответствии с выбранным шагом).

Основные соединительные узлы

Стропильный каркас называют системой, потому что все его элементы тесно взаимосвязаны и зафиксированы, в результате чего конструкция крыши приобретает устойчивую форму, жесткость и высокую несущую способность. Каждый соединительный узел между его частями является уязвимым местом, которое может легко деформироваться под нагрузкой, поэтому все крепления должны выполняться строго по технологии. Опытные мастера выделяют типы соединений в конструкции кровли:

  1. Крепление стропил к коньковому брусу. Этот соединительный узел характерен только для наслонных стропильных систем, в которых верхней частью стропильная нога опирается на коньковый прогон, закрепленный на вертикальных стойках. Крепление стропил к нему может выполняться с помощью металлических накладок, гвоздей или скользящих креплений-ползунов.
  2. Крепление стропил к мауэрлату. Наиболее важным крепежным узлом стропильного каркаса считается место соединения мауэрлатного бруса со стропильными ногами. Зафиксировать стропила на нем можно с помощью гвоздей, металлических уголков или деревянных брусков.
  3. Соединение стропил между собой. Чтобы удлинить стропильные ноги, если длина ската превышает стандартную длину пиломатериалов, их собирают из нескольких элементов, соединенных между собой с помощью гвоздей, клея или металлических накладок.
  4. Соединение стропильных ног с вспомогательными опорными элементами. В конструкции стропильного каркаса стропила могут соединяться с затяжкой, ригелем или подкосами для увеличения жесткости, прочности и несущей способности.
Основные соединительные узлы

Учтите, что любые запилы, выполняемые, чтобы прикрепить стропила к балкам, мауэрлату или другим конструктивным элементам каркаса приводят к уменьшению их прочности, поэтому опытные мастера рекомендуют соединять их между собой с помощью уголков и накладок.