Для чего нужна кобылка в стропильной системе

Крепление стропил к мауэрлату

Правильное крепление стропил к коньковому брусу и к мауэрлату является непременным условием профессионально выполненного монтажа крыши.

Для монтажа стропил к мауэрлату используют один из двух типов сопряжения:

• скользящий;
• жесткий. 

Выбор зависит от формы крыши и ее конструкционных особенностей, а соответственно от того, какие выбраны стропила – наслонные или висячие. 

Жесткий метод предполагает, что соединение стропил и мауэрлата выполняется таким образом, что исключается возможность поворотов, сдвигов, изгибов, кручения между этими двумя элементами (читайте: «Чем и как крепить стропила к мауэрлату»).

Для достижения такого результата можно воспользоваться одним из ниже перечисленных способов:

• используя уголки для крепления стропил и опорный подшивной брус;
• путем выполнения запила на стропильной ноге и дальнейшего закрепления соединения с помощью гвоздей, скоб и проволоки. 

Что касается второго метода, то его используют чаще, чем первый. Он предусматривает, что с боков под углом прибиваются гвозди в направлении друг к другу (в результате они перекрещиваются внутри мауэрлата). После этого третий гвоздь забивают вертикально. Полученные узлы крепления стропильной конструкции обеспечивают высокую жесткость (прочтите также: «Узлы крепления стропил — элементы конструкции»). 

Дополнительно оба способа сопряжения подстраховывают, используя крепление стропил к кирпичной стене или бетонной с помощью проволоки-катанки и анкеров. Подготавливают стропила к монтажу, если они имеют одинаковый угол наклона по всей кровле путем использования шаблона. 

Установка стропильной системы, детали на видео:

Скользящее соединение, его еще называют шарнирным, достигается при помощи создания специального крепежа, который обеспечивает возможность перемещаться свободно в заданных пределах одному из сопрягаемых элементов. В данном конкретном случае такой деталью является стропильная нога, а двигаться она будет по отношению к мауэрлату. 

Существуют следующие способы установки стропил к мауэрлату, обеспечивающие смещение:

• при помощи запила и последующей укладки стропила местом запила на мауэрлат;
• путем забивания с боков двух гвоздей наискосок в направлении один к другому;
• соединением с применением одного гвоздя, который прибивают в вертикальном положении сверху вниз сквозь стропильную ногу в мауэрлат. В качестве альтернативы можно использовать крепежные пластины для стропил, у которых имеются отверстия для гвоздей;
• методом крепления при помощи скобы;
• путем выпуска стропильной ноги за пределы стены с применением единичного крепления пластинами;
• при помощи использования специально разработанного для стропил стального крепежа, который называют «салазками». 

Все описанные способы с одной стороны дают возможность стропильной ноге упереться в мауэрлат, а с другой в случае подвижки конструкции ее элементы могут перемещаться по отношению друг к другу. 

Скользящий тип встречается при постройке домов довольно часто, особенно такое соединение стропил и мауэрлата популярно при обустройстве деревянных домов, которые возводятся из бревен или бруса. Со временем изначальная геометрия строения искажается, поскольку происходит усадка стен и использование жестких сопряжений приводит к тому, что целостность стен нарушается. Крепление стропил к срубу при помощи скользящего соединения позволяет бревенчатым стенам, фронтонам и другим элементам здания подстраиваться под усадку. 

Также не устраивается жестким способом крепление стропил в коньке. Сборку всей конструкции выполняют сначала на земле. Прежде, чем установить стропила для крыши выполняют замеры, выпиливают врезки в мауэрлате и стропильных ногах, после этого выполняют тщательную подгонку.

Крепежи для осуществления монтажных работ

Чтобы качественно соединить узлы стропил с мауэрлатом, вам понадобятся такие материалы и инструменты, как:

• сухой брус;
• доски;
• топор;
• ножовка;
• молоток;
• рулетка;
• отвес;
• уровень;
• шуруповерт;
• дрель;
• болгарка.

Особое внимание следует уделить наличию всех крепежных деталей.
Фиксация консолей балок происходит с помощью балочных кронштейнов из оцинкованной стали, которые не уменьшают несущей способности конструкции. Кронштейны в балки врезать не нужно

Нужно купить и перфорированную монтажную ленту, которая усилит узлы мауэрлата. С ее помощью производится прочное соединение всех элементов конструкции. Лента тоже не врезается в балки. Для ее надежной фиксации применяются гвозди и саморезы.

Помимо кронштейнов и перфорированной ленты, для осуществления надежного опирания стропил к мауэрлату следует приобрести:

• универсальные соединители бруса;
• крепежи для стропил;
• закладные опоры;
• проволоку-катанку;
• стальные уголки;
• стоечный крепеж;
• саморезы;
• гвозди;
• скобы;
• пластины;
• оцинкованные гвозди;
• шпильки с шайбами и гайками;
• анкерные болты.

Размеры кобылки кровли

В случае если в процессе проведения строительных работ было решено использовать кобылки для стропильной системы, то рекомендуется правильно произвести расчеты и вычислить длину кобылки в стропильной системе. Как показывает практика, лучше всего осуществлять монтаж после того, как была установлена крыша

Вычисляя необходимую длину деталей, важно понимать, что должен быть сделан запас порядка 30-50 см, так как крепление будет осуществляться внахлест

Только после этого можно приступать к выбору материалов для дальнейшей работы. В данном случае допускается использовать доски, сечение которых составляет 50*150 мм, при этом для изготовления кобылок отлично подойдет 120*40 мм либо 100*30 мм. Многие специалисты рекомендуют отдавать предпочтение материалам из хвойных пород деревьев. При этом необходимо следить за тем, чтобы уровень влажности варьировался в пределах от 8 до 10%. На элементах не должно быть гнилых фрагментов и сучков.

Совет! После того как все детали подготовлены и подогнаны под размер, рекомендуется все элементы тщательно обработать антисептическим составом, что позволит предотвратить появление гнили и грибка в процессе эксплуатации.

Свесы и их виды

Совет: Свес должен выглядеть так, чтобы он являлся продолжением крыши. В соответствии с особенностями климата региона, выбирается тип свеса и общая конструкция кровли.

Далее, хотелось бы рассказать о конструктивных особенностях кровельных свесов:

1. Карнизный свес, выполненный заподлицо: при таком варианте стропила не выводятся за фронтальную границу стен. Также от вас потребуется установка по краю стропил сливной доски. Она должна располагаться в горизонтальном положении. Доска защищает торцы от попадания влаги, а также обеспечивает надежную систему крепежа водосточных желобов. В результате будет подчеркнута индивидуальность крыши. Недостаток – отсутствие защиты для верхних частей стен. На них может попасть влага. Свес заподлицо деревянного дома, как правило, имеет длину от 55 сантиметров. Кирпичные и панельные сооружения допускают меньшую длину выступа. При выпуске затяжек со стропильными ногами за фронтальную линию стен – не забывайте об устройстве карнизов такой конструкции (прочитайте: «Как сделать карнизы под крышей «). Это позволит защитить чердак от сквозняка. Также карнизы предотвратят образование снега в щелях конструкции. Если выступы стропильных ног отсутствуют за линией стен – то удлините их «кобылками». Для этой цели подойдут обрезки бруса. Его нужно будет прикрутить или прибить к стропильным торцам. После этого можно будет крепить карнизную доску.

Карнизные кровельные свесы, имеющие открытый тип – выступ главных стропил кровельного каркаса за пределы стен. При таком варианте, система водостока крепится на боковые части стропил или к верхним кромкам. Эта система часто используется при строительстве загородных домов.
Свес крыши от стены закрытого или защитного типа – в этом случае карниз крыши дома закрывает выступающие за фронтонную часть концы стропил. При этом очень часто можно встретить паз с внутренней стороны. В него, как правило, вставляются элементы обшивки.

Совет . Если чердак выполнен в виде изолированного помещения, то закрытый карнизный свес должен иметь обязательные отверстия для вентиляции.

Фронтонный свес. выполненный заподлицо или с выступом за стены. Все зависит от дизайна дома, но оба способа можно спокойно использовать при стандартной конструкции. Отметим, что при выступе свеса за пределы стен, проведите обшивку области незащищенной кровли.

Разновидности

Использование подвижных креплений для фиксации стропильных ног к мауэрлату – единственный способ предотвратить деформацию крыши в процессе усадки деревянных домов. Как правило, ползуны имеют достаточно типичную конструкцию, состоящую из статичного основания-направляющего и уголка с петлей, который по нему передвигается. Различают следующие разновидности подвижных креплений:

• Открытого типа. Скользящие крепления для стропил открытого типа представляют собой разборную конструкцию, состоящую из направляющей, прочно фиксируемого к стропильной ноге, и уголка, который крепится к мауэрлату стропильного каркаса. Отличаются различные модели всего по 2 факторам: количеству крепежных отверстий, которых может быть от 1 до 5, а также запасом хода. Минимальный запас хода скользящей опоры составляет всего 60 мм, а минимальный – 160 мм. Чем этот параметр больше, тем лучше крепление защищает от деформаций, обеспечивая максимальную подвижность стропилам.

• Закрытого типа. Скользящая опора стропил закрытая, в отличии от открытой, не собирается и не разбирается. Это цельная, монолитная конструкция, которая продается и устанавливается сразу в собранном виде. В таком случает уголок, прикрепляемый к мауэрлату, имеет петельку, через которую в процессе изготовления крепления продевается направляющая планка, фиксируемая на стропила.

Характеристики подвижных креплений

Другой вариант конструкции скользящей опоры

Правила установки стропил наслонного типа

Наслонные стропила распорного типа по своей конструкции практически не отличаются от описанных выше трех вариантов, за исключением одного нюанса: вместо жесткого крепления стропил нужно использовать подвижное крепление. Распорные стропила такого типа отличаются тем, что для них не обязательно устанавливать прогон. Для распорной системы нужно очень тщательно закреплять мауэрлат к стенам дома. При этом они должны быть толстыми и крепкими.

Немного о наслонных стропилах с подкосами. Они представляют собой третью подстропильную ногу, которая работает на сжатие, и устанавливается с наклоном в 45 градусов. В итоге можно перекрывать даже 14-метровые пролеты, при этом балки могут быть использованы не самых больших сечений.

В расчете крепления подкосов нет необходимости, можно просто зафиксировать их с двух сторон, расположив под стропилами. Это предотвратит подкос от смещения

Нужно всего лишь ровно срезать угол подкоса, беря во внимание наклон стропил. Чтобы определиться с тем, какого сечения нужны узлы наслонных стропил, вычисляют усилие на нажатие.

К последнему типу наслонных стропильных систем стоит отнести конструкции на подстропильных балках.

Если в вашем доме будет две несущие стены, ты понадобится устанавливать две подстропильные системы. В них входят балки, смонтированные на стороне крыши, которая длиннее. Под балками смонтированы стойки, а в качестве опор служит лежень и расположенные внутри стены дома. В случае отсутствия прогонов, стойки устанавливаются под всеми стропилами. Верхушки стропильных ног соединяются друг с другом, после чего их перевязывают накладками из дерева или стали. В виду отсутствия конькового прогона создается распор.

Затяжку устанавливают ниже сквозного прогона – таким способом избавляются от распора в безраспорной системе. Снизу стоек для улучшения устойчивости закрепляют схватки. Они выполняют функции ригеля, принимая на себя нагрузки сжатия, а также не дают стойкам упасть. Фиксируются расшивки крест-накрест.

В этой статье мы подробно рассказали о том, как усилить стропила двухскатной крыши, какими бывают такие системы, и как их устанавливать. 

Основные преимущества применения кобылок при организации карнизной части кровли ↑

Применение кобылок при монтаже кровельного карниза позволяет:

• уменьшить нагрузку на конструкцию;
• значительно сэкономить на древесине, которая используется для производства стропил;
• облегчить процесс организации карнизного свеса за счет упрощения выведения его линии;
• выполнить качественно и надежно подшивку карнизной части кровли, сделать ее соответствующей собственным вкусам и запросам. Кобылки могут производиться с использованием резьбы, что дает возможность придать строению оригинальный вид и украсить его;
• продлить срок службы конструкции дома за счет организации надежного свеса кровли, который предотвратит стекание по стенам воды.

Если кобылки в ходе эксплуатации строения сгниют или повредятся, их можно легко заменить без проведения разборки всей кровли.

Срок службы кровли во многом зависит от качества выполнения карнизного свеса, при монтаже которого довольно существенную роль играют кобылки

Завершаем монтаж карниза

Если для строительства были выбраны декоративные кобылки, или даже в обычных с помощью пропиток удалось выявить красивую структуру древесины, то в таком случае работа над организацией консолей может быть закончена. В остальных случаях прибегают к монтажу карнизного короба. Главное, что необходимо помнить, это то, что вся кровля должна “дышать”. То есть должна присутствовать циркуляция воздуха, поступающего от карниза, проходящего через все слои кровли и выходящего наружу. Этот процесс – естественная вентиляция, содержащая каждый элемент кровли в сухом состоянии и продлевающая срок службы конструкции в целом.

Для устройства карнизного короба к каждой кобылке горизонтально крепится еще один элемент – подшивная доска. Конструкция необходима для получения замкнутого контура: кобылка – подшивная доска – участок стены. Далее осуществляется подшивка карниза. Выбирая материалы и монтируя короб, следует помнить не только о том, что качество его исполнения будет влиять на эстетическое восприятие дома в целом, но и о необходимости создания именно “дышащей” кровли. Поэтому карниз, как и другие элементы кровли, нельзя монтировать герметично, не приветствуется использование монтажной пены или силикона.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

• Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
• Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
• Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
• Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Выбор сечения стропил

Расчет нагрузок

Выбор материала

Рассчитываем угол наклона

Угол наклона склонов подбирается не в зависимости от эстетических предпочтений, а ориентируясь по погодным условиям, с учетом кровельного материала. Более крутые скаты 40-45 градусов сооружаются в районах с большим количеством снежного покрова, а более пологие 10-20 градусов в местах с сильным порывистым ветром.

Учитывайте, что чем круче склон, тем выше расход материалов, тем больше итоговая стоимость кровли

Обязательно во внимание принимают требования материала:

1. Черепица, шифер требуют уклона не менее 22 градусов, в противном случае, через стыки между элементами просачиваются осадки.
2. Металлочерепицу укладывают под углом не менее 14 градусов, так как она сильно страдает при порывах ветра, она может деформироваться или вообще слететь.
3. Мягкая кровля допускает угол наклона до 5-10 градусов, делая возможным покрытие ею склоны любой геометрии.
4. Ондулин считается одним из самых надежных материалов и может использоваться даже для крыши с уклоном менее 6 градусов.
5. Профлисты нельзя укладывать под углом менее 15 градусов, однако склоны даже с допустимым уклоном желательно обработать герметиком для лучшей гидроизоляции.

Угол наклона скатов двухскатной крыши

Преимущества использования кобылок при устройстве карнизных свесов

• Использование для их изготовления досок меньшего размера, чем при производстве стропил, дает существенную экономию на древесине.
• Соответственно меньший вес стропил облегчает их подъем и крепление к мауэрлату;
• Уменьшается нагрузка, оказываемая на конструкцию.
• Кобылки для крыши – более легкие, нежели стропильные ноги, поэтому требуют меньших усилий для вывода линии карнизного свеса.
• Деревянная конструктивный элемент может в процессе эксплуатации повредиться или начать гнить. В любом случае его можно с легкостью заменить, не разбирая всей кровли.
• Нельзя не отметить и возможность декоративного решения подшивки свеса. Использование резьбы при изготовлении кобылки (фото ниже) придаст строению неповторимость и оригинальность.

Плюсы и минусы применения кобылок

Преимущества:

1. Упрощается сооружение свесов крыши.
2. Сокращается расход деревянных строительных материалов.
3. Ускоряется время строительства.
4. Хороший свес оберегает отмостку здания от преждевременного разрушения.
5. Здание приобретает привлекательный вид

Одним из главных недостатков такого карниза большая парусность. При сильном ветре конструкция крыши подвергается большим испытаниям.

Некоторые преимущества применения кобылок проявляются после многолетней эксплуатации дома.

Со временем открытые деревянные части свесов от воздействия атмосферной влаги приходят в негодность. В случае с кобылками их реально заменить даже в выборочном порядке, не особо прибегая к серьёзному демонтажу конструкции крыши.

https://youtube.com/watch?v=VIX7ZJfWuBw

Декоративные возможности

Так как нижняя сторона навеса крыши является видимой, то напрашивается желание сделать эту часть сооружения более декоративной. Возможности к этому есть. Можно просто закруглить конечность каждой кобылки, а можно сделать их низ фигурным на всём видимом участке.

С помощью лобзика реально сделать фигурные вырезы в средней части досок. Тут надо знать меру и не переусердствовать с их чрезмерным количеством, что может ослабить конструктивную прочность кобылок.

Для большей декоративности видимые деревянные элементы целесообразно покрыть масляными красками или бесцветным лаком, чтобы сохранить текстуру дерева.

Проектирование стропильной системы крыши

Конструкция стропильной системы дома должна быть проверена на прочность специалистами. При расчете на прочность учитывают, кроме нагрузок. угол уклона скатов и форму крыши, а также вид стропильной системы и коэффициент запаса прочности.

Стропильная система состоит из многих элементов. На каждый элемент действуют силы, разные по величине и направлению. На стропильную систему в целом и на отдельные её детали действуют нагрузки направленные вертикально, горизонтально и стремящиеся повернуть деталь.

При проектировании стропильной системы принимают во внимание, будет ли на крыше чердак или мансарда, наличие окон в кровле или фронтонах, условия опирания стропил на стены, форму плана дома и другие факторы. Крышу дома лучше и правильней возводить по проекту, выполненному специалистом — проектировщиком. Строительство простых видов крыш можно поручить опытному специалисту, не имеющему квалификации проектировщика

Строительство простых видов крыш можно поручить опытному специалисту, не имеющему квалификации проектировщика

Крышу дома лучше и правильней возводить по проекту, выполненному специалистом — проектировщиком. Строительство простых видов крыш можно поручить опытному специалисту, не имеющему квалификации проектировщика.

Стропильная система крыши частного дома должна отвечать следующим требованиям:

• Стропильная система должна быть прочной и жесткой — изменение формы или размеров крыши под действием нагрузок не должны превышать допустимых величин.
• Крыша должна быть легкой. чтобы своим весом меньше нагружать стены и фундамент дома.
• Стропильная система не должна передавать распор (усилие в горизонтальной плоскости) на стены дома.
• Стропильная система должна быть долговечной. Замена или ремонт стропильной системы — дорогое удовольствие.

Для выполнения первых двух требований, стропильную систему выполняют из отдельных линейных элементов собранных в конструкцию в виде треугольника. Отдельный плоский треугольник стропильной системы, из двух стропил и связанных с ними деталей, называют стропильной рамой или фермой.

Стропильные рамы или фермы установленные на стенах параллельно друг другу на определенном расстоянии и образуют стропильную систему крыши .

В спроектированную специалистом стропильную систему нельзя по собственному желанию вносить изменения. Добавление или исключение любой детали приведет к перераспределению нагрузок на другие узлы системы. Даже изменение числа гвоздей для соединения деталей, может привести к разрушению дома. Например, увеличение количества гвоздей, которыми прибивают стропило, может привести к появлению недопустимого распора на стены. Об этом читайте ниже.

Старайтесь сделать стропильную систему симметричной. Симметричное расположение стропильных ног, стоек, подкосов, позволит равномерно распределить нагрузки по скатам крыши, что повысит устойчивость крыши и стен дома.

Для удаления влаги из деревянных деталей крыши и конденсата, чердачное пространство должно вентилироваться с помощью продухов. В мансардных крышах для этого устраивают вентилируемые зазоры.

Для защиты от влаги мауэрлат и другие деревянные детали стропильной системы отделяют от каменной кладки стен гидроизоляцией. Если этого не сделать, то дерево быстро загниет.

Стропильную систему для частного дома делают из дерева. Иногда, например, в каркасных домах с металлическим каркасом, для изготовления стропильной системы также используют металлические профили.

Части системы

Стропильная система состоит из ферм, которые представляют собой плоские конструкции в виде треугольника. Они выставляются на мауэрлат, а затем скрепляются между собой при помощи прогонов. Можно выделить несколько составных элементов фермы.

• Стропильной ногой называются сами стропила, на которые крепится обрешетка, и укладывается кровля. В состав фермы входят две балки, которые сверху соединены в треугольник. Они должны быть наклонены под одним углом с кровельным скатом.
• Затяжкой является перекладина, которая сцепляет стропила по горизонтали, не давая им разъезжаться при нагрузках. Часто можно увидеть в висячих системах.
• Ригель – это балка, которая в системе отвечает за сжимание, а по виду напоминает затяжку. Применяется для скрепления балок в верхней части.
• Схваткой соединяют балки по горизонтали, чтобы повысить устойчивость фермы. Применяется в наслонных стропилах.
• Стойка используется для дополнительного упора при фиксации систем и представляет собой горизонтальную балку.
• Подкос монтируется под определенным углом и применяется для придания лучшей устойчивости.
• Кобылки нужны, чтобы удлинить стропильные ноги, если надо сделать свесы.

А также есть элементы, которые не относятся к фермам, но являются частью стропильной конструкции.

• Прогон в виде балки устанавливается вдоль скатов.
• Обрешетка набивается на стропила, чтобы на нее монтировать кровлю. Изготавливается из досок и брусьев.
• Мауэрлат монтируется по периметру стен строений в виде досок или бруса. На него крепятся нижние концы стропил.
• Лежень ложится вдоль внутренних стен строения, чтобы крепить на него вертикально стойки.