Основные понятия и термины
Планируя монтаж двускатной крыши, не стоит торопиться с закупкой материалов и засучив рукава погружаться в работу. Прежде всего нужно разобраться в проектной терминологии и определить, какой именно вариант двускатной крыши подойдет в данном случае.
Мауэрлат – монтируемый по периметру наружной несущей стены брус, который играет роль опоры для стропильных ног. При минимальном сечении 100 * 100 мм такой брус может быть цельным или наборным из двух элементов с меньшим сечением.
Стропильная нога – балка, которая снизу опирается на мауэрлат и, наклоняясь, вверху соединяется с еще одной, образуя конек. Наличие двух соединенных между собой балок и характеризует двускатную систему крыши. Толщина стропильной ноги должна составлять минимально 50 мм, а ширина – не меньше 150 мм.
Ферма – треугольник, установленный в месте соединения двух стропильных ног. Размер шага при монтаже двускатной крыши будет зависеть от массы кровельного пирога и рассчитывается с учетом снеговой и ветровой нагрузки на конкретной территории.
Конек(или коньковый прогон) представляет собой верхнюю линию, соединяющую стропильные ноги и две плоскости кровли.
Кобылки – свисающие над наружной несущей стеной края стропильных ног. На наружную сторону свесов прибиваются лобовые доски, которые впоследствии станут опорой при монтаже сливных кровельных желобов.
Стойки– вертикальные брусья, подпирающие стропильную конструкцию. Если дом небольшой, достаточно установить стойку только по центру, где она будет подпирать конек. Если же постройка имеет значительную площадь или жилой чердак, понадобятся также и промежуточные стойки.
Подкосы необходимы для придания дополнительной устойчивости стропильным фермам. Это маленькие балки, которые устанавливаются под небольшим скосом.
Затяжка– также называется «схватка» или «ригель» и нужна для стягивания двух смежных стропильных ног.
Лежень чем-то напоминает мауэрлат, с тем лишь отличием, что его монтаж осуществляется над внутренней несущей стеной или несколькими внутренними стенами.
Обрешетка – бывает сплошная или с зазорами (зависимо от массы и конструкции кровельного пирога) и представляет собой перпендикулярно набитые доски над стропилами.
Прогон– практически то же, что и коньковой брус, но монтируется по всей плоскости кровли, укрепляя фермы и дополнительно подпирая стропила.
Что это такое и для чего нужен?
Опорная балка, которую закладывают по периметру фасадных стен в основании крыши, называют мауэрлатом. В классическом исполнении он выполняется из бруса и поддерживает стропильную систему крыши.
- позволяет распределять нагрузку от крыши;
- предотвращает перекосы;
- устраняет парусность;
- привязывает конструкцию крыши к коробке.
Для расчёта толщины мауэрлата учитывают климатические условия, сопоставляют с масштабами и весом здания, материалами кровли и стен
Особое внимание этому элементу здания уделяют в регионах, где нередко бушуют ураганные ветры, а зимой увеличена снеговая нагрузка
Способы установки
Устройство мауэрлата предполагает скрепление балок со стенами в местах предполагаемых стропил. При этом стоит отдавать предпочтение цельному массиву дерева. Если длины стен большая, чем длина балок, они скрепляются между собой косым прирубом при помощи болтов, гвоздей, винтовых саморезов. Углы скрепляются скобами и пластинами.Важным моментом при установке мауэрлата является место установки брусьев. Если нет уверенности в данном вопросе, лучше получить консультацию по строительству у специалистов.
Есть несколько способов установки мауэрлата на стены:
- На всю толщину стены (если кладка в один кирпич).
- На уровне внутренней поверхности стены, когда в кладку вмонтированы деревянные пробки.
- На уровне внутренней стены, когда с внешнего края в стену вмурованы деревянные пробки малого сечения.
- На уровне внутренней стены поверх вмонтированных деревянных пробок, размеры которых соответствуют размерам стенового кирпича.
При установке мауэрлата на внутренней стороне стен кладку продолжают выше балок перекрытия еще на четыре ряда. Затем с одной стороны вмуровывается деревянная пробка, а с внешней стороны выкладывается еще несколько рядов.Далее делают двойной ряд кирпича, чтобы перекрыть пробку. Сверху по внутреннему краю выстилают гидроизоляцию, устанавливают брусья мауэрлата. По внешнему ряду делают еще два ряда кладки. Таким образом, с внешнего края основание защищается от воздействия влаги.
Если пробки монтируются по внешней стороне, кладку делают до нужного уровня. После этого с внешней стороны устанавливают деревянные пробки; возле них с внешней же стороны кладут кирпичи. По верху прокладывают гидроизоляцию. Брусья мауэрлата устанавливают с внутренней стороны, где зазор.В случае, когда пробка устанавливается под мауэрлатом, кладку не заканчивают. За два ряда до конца устанавливают деревянные пробки; сверху продолжают кладку. С внутренней стороны устанавливают мауэрлат, а по внешнему краю продолжают кладку до нужной высоты.
Во всех случаях за 4-5 рядов до конца кирпичи кладут с некоторым смещением. Получается небольшая ниша для бревен мауэрлата.Получается жесткая конструкция, работающая на растяжение и изгиб. Она выдерживает всю распорную нагрузку.
Установка мауэрлата на стену дома осуществляется при помощи:
- проволоки;
- шпилек;
- скоб;
- анкеров.
Такой мауэрлат (фото ниже) устанавливается для большинства конструкций дома. К таковым относятся дома из кирпича, из бревен, из бруса.Но в некоторых случаях, когда стены дома возводятся из газобетона, керамзита установка мауэрлата производится на армированный пояс. К методу армирования прибегают также и в тех случаях, когда дом строится в местности, где часто бывает непогода, дуют сильные шквальные ветры.
Крепление мауэрлата без армопояса
При желании можно обойтись и без устройства армопояса, хотя лучше этого не делать. Некоторым оправданием для такого решения может стать простая конструкция и малый вес крыши, невысокие требования к постройке (хозблок, сарай и т.д.), отсутствие в регионе серьезных ветровых и снеговых нагрузок, выбор такой конструкции кровли, которая не будет создавать значительных распирающих нагрузок.
Проволокой или стальной лентой
Один из вариантов, как крепить мауэрлат к газобетону без армопояса, позаимствован из технологии кирпичного строительства, когда поперек кладки за несколько рядов до её завершения закладывают длинные пучки стальной проволоки.
Длина концов с обеих сторон должна быть такой, чтобы их хватило на обхват верхней части стены вместе с деревянной балкой и выполнение скрутки. Такие пучки закладывают в кладочные швы с шагом, равным расстоянию между стропилами, но со смещением от них.
Способ простой и на первый взгляд надежный, но только в отношении стен из кирпича или других прочных и плотных блоков. Газобетон легко распиливается обычной ножовкой, а значит, может постепенно разрушаться и проволокой при её сильном натяжении и вибрации от нагрузок и ветра.
Поэтому вместо проволоки лучше использовать полоски стали, как показано на следующей иллюстрации.
Крепление мауэрлата химическими анкерами
Обычные анкерные болты в случае с газобетонными стенами применять не рекомендуется. При их затягивании хрупкие блоки могут трескаться, кроме того, потребовались бы очень длинные анкера длиной около полуметра, чтобы они прошли сквозь мауэрлат и хотя бы один ряд блоков. Но и при этом гарантировать надежность такого крепления нельзя.
Поэтому вместо обычных анкеров лучше использовать химические. По сути, химический анкер сам по себе не является крепежной деталью. Это быстро схватывающийся клеевой состав, которым заливают просверленное в газобетоне отверстие, а следом загоняют в него стальную шпильку. На неё после застывания смеси насаживают брус мауэрлата и затягивают гайкой через шайбу.
Этот вариант монтажа мауэрлата на газобетон показан в видеоролике во всех подробностях:
Использование химических анкеров считается самым надежным способом крепления любых конструкций к газобетону по следующим причинам:
- полимерный состав не подвержен разрушению химическими, биологическими и атмосферными воздействиями;
- он не создает распирания внутри блока, так как композит из просверленного канала частично перетекает в поры газобетона, создавая большую площадь сцепления и не вызывая образования трещин;
- прочность химического анкера позволяет рассчитывать на стабильность крепления в течение нескольких десятков лет.
Крепление мауэрлата вмурованными шпильками
Замуровать крепежную шпильку в газобетонную стену можно и без создания армопояса. Соединение получится не таким надежным и долговечным, но достаточно прочным. Однако использовать его при строительстве жилых домов и других «ответственных» зданий все же не стоит.
Шпильки придется немного модифицировать, приварив к их нижней части пластины из листовой стали толщиной 2-3 мм. Они могут быть круглыми, квадратными или прямоугольными – любой формы и такого размера, чтобы не выступали за пределы кладки и полностью закрывались кладочным раствором.
В результате должны получиться перевернутые «грибки» с плоской шляпкой и ножкой такой длины, чтобы она проходила сквозь один блок и мауэрлат и выступала над поверхностью на 3-4 см.
Устанавливают шпильки в кладку при монтаже блоков последнего верхнего ряда. Если для кладки используется обычный пескоцементный раствор, их можно вмуровывать в вертикальные швы. При кладке на специальный клей, который наносится тонким слоем, в блоках просверливают сквозные отверстия под шпильки и делаются выборки на нижней плоскости под пластины, чтобы из-за их толщины не увеличивать кладочный шов.
Далее работы выполняются по отработанной схеме:
- на торах стены раскладывают гидроизоляцию;
- брус укладывают на шпильки и простукивают, чтобы получить метки для сверления отверстий;
после их изготовления мауэрлат насаживают на шпильки и через шайбы прижимают к стене посредством затягивания гаек.
Как закрепить на стене брус?
Для того чтобы брус держался необходимо каждый элемент крепежа расположить в толще кладки капитальной стены. Самым простым действием является установка скобов из мягкой стальной проволоки в кладке. С ее помощью мауэрлат обхватывается, плотно закручивается. Остатки проволоки загибаются. Необходимо отметить, что болты в этом случае будут намного надёжнее. Но отмечать и высверливать отверстия – это долгое и кропотливое занятие.
Крепится брус при помощи строительных скоб, но, при условии, что под ним высечены деревянные вкладыши. Делать их необходимо таким образом, чтобы скоба забивалась в торец. В противном случае вкладыш может лопнуть.
https://youtube.com/watch?v=7FL6hdnwEe4
Монтаж
Установка мауэрлата считается обязательной для строений, несущие конструкции которых возводятся из мелкоразмерных деталей: кирпича, бетонных и газобетонных блоков, природного и искусственного (керамического) камня. Монтаж ведут непосредственно на стену или на армопояс.
Установка на армопояс
Армированный сейсмопояс или армопояс – ленточная монолитная бетонная конструкция, которая укладывается по всей верхней части стеновых несущих конструкций здания для придания монолитности. Чаще всего используется на стенах из бетонных или газобетонных блоков, на кирпичной кладке заливается крайне редко.
При организации армопояса крепеж для монтажа мауэрлата закладывают на этапе укладки арматуры. В качестве крепежных элементов используют анкеры диаметром 12-14 мм, длина которых должна быть на 30-40 мм больше, чем суммарная высота армопояса и мауэрлата.
Точки крепежа закладывают на расстоянии, равном шагу между стропилами, обязательно смещают расположение точек на половину этого шага.
Работы ведут в следующем порядке:
- Монтируют опалубку и укладывают армирующий каркас.
К его деталям привязывают или приваривают анкеры.
- Выполняют заливку и трамбовку бетонной смеси. При этом контролируют отклонение анкеров от вертикали отвесом или уровнем.
На 7-8 день снимают опалубку. Монтаж мауэрлата рекомендуется начинать не ранее 28 дней после заливки, после набора бетоном марочной прочности.
Укладывают гидроизоляционный слой.
Размечают на брусе/профиле точки крепления, высверливают сквозные отверстия диаметром на 1-2 мм больше диаметра анкеров.
Монтируют мауэрлат, крепят его гайками с широкой шайбой.
Использование гидроизоляционного слоя между бетонным армопоясом и деревянным или металлическим мауэрлатом обязательно! В противном случае из-за разницы в теплопроводности материалов в зоне контакта неизбежно образование конденсата и, соответственно, коррозия металла или гниение древесины мауэрлата.
Укладка на кирпичную стену
Для монтажа мауэрлата на кирпичную стену используют несколько способов.
Установка на анкеры
Этот способ практически не отличается от монтажа на армированный бетонный пояс. Анкеры вмуровываются в кирпичную кладку на уровне 3-4 ряда от верхнего края стены.
Используют, как правило, Г-образные шпильки, их короткий конец обязательно закладывают под кирпич. Во время укладки рядов контролируют отклонение шпильки от вертикали.
Укладку мауэрлата проводят после высыхания кладочного раствора. Для этого высверливают сквозные отверстия чуть больше диаметра шпилек, усаживают брус или профиль и притягивают гайками с широкой шайбой. Между стеной и мауэрлатом обязательно прокладывают слой гидроизоляционного материала.
Крепление проволокой
Вместо анкеров для монтажа мауэрлата можно использовать стальную проволоку. Ее, как и анкеры, закладывают под третий-четвертый ряд кирпича от верхнего среза стены так, чтобы концы проволоки оставались и с наружной, и с внутренней стороны. Длина их должна быть больше суммарной высоты кирпичной кладки (3-4 кирпича) и мауэрлата.
После полного высыхания кладочного раствора укладывают мауэрлат, обвязывают его проволокой, скручивают концы и плотно утягивают. Гидроизоляционный слой между стеной и брусом также обязателен.
Нередко используют альтернативный способ крепления поволокой. В стену горизонтально закладывают шпильки на уровне 4-6 рядов кирпича от уровня монтажа мауэрлата. После высыхания раствора на шпильку накручивают проволоку (3-4 кольца) и зажимают ее гайкой с шайбой. Свободным концом притягивают к стене мауэрлат.
В этом случае зачастую обвязывают проволокой не сам брус, а стропильные ноги после крепления к нему.
Установка с деревянными пробками
Для крепления мауэрлата из деревянного бруса используют также деревянные пробки.
Их закладывают в:
Притягивают брус к пробкам гвоздями или, чаще, скобами. Обязательное условие – для пробок выбирается высококачественная сухая древесина с пропитками, предотвращающими гниение и поражение плесенью.
Аналогичным образом крепят мауэрлат на стенах из бревна или бруса. Кстати, монтировать его на таких несущих конструкциях не обязательно – его функции может выполнять верхний ряд. Необходимо только обеспечить его монолитность.
Крепление мауэрлата к кирпичной стене
Стены из кирпича имеют довольно высокую вертикальную прочность, но, что касается боковых нагрузок, то данный показатель отличается низким значением. Стропильная же система как раз оказывает огромное распирающее усилие, что в итоге может привести к разрушению части стены. Перераспределить нагрузку помогают правильно смонтированные мауэрлатные балки. При этом крепление мауэрлата производится ближе к внутренней части стены, разгружая внешний декоративный край. Создать жесткую связь со стенами можно при помощи 4 основных методов.
1. Армопояс. Такая конструкция представляет собой железобетонный слой по периметру каждой стены. Армированный пояс считается идеальным для построек более двух этажей, где нагрузка на стены максимально велика. Чтобы выполнить заливку армопояса, необходимо установить опалубку, внутри которой монтируется конструкция из арматуры либо прочной проволоки, а также привариваются к арматуре специальные анкерные болты. Далее производится заливка качественного раствора бетона. Именно на анкера будет фиксироваться брус, после застывания бетонного слоя. Армопояс считается самым надежным методом монтажа мауэрлата, однако, это и один из наиболее трудоемких процессов.
Видео по теме:
2. Проволока. Этот вариант считается классическим и успешно применяется уже многие десятилетия. Суть метода в том, что на 4-6 ряду от верхнего ряда на одинаковом расстоянии, примерно каждые 50-70 см, укладывается проволока, концы которой оставляют свободно свисать по бокам кладки. Для этих целей лучше всего подходит стальное изделие, диаметр которого 5-6 мм, причем оптимально использовать скрученные между собой несколько отрезков проволоки для максимальной надежности. Далее продолжается укладка рядов из кирпичей, а когда стена завершена, производится крепление мауэрлата проволокой, то есть брус прочно обвязывается оставленными концами.
3. Шпильки. Фиксация в этом случае производится на металлические болты, имеющие г-образную форму. Один конец изделий следует качественно вмуровать в стену, как минимум на 3 ряда кладки, то есть примерно 45 см, а на второй произвести крепление мауэрлатной балки. При этом шпилька должна иметь общую высоту на 3 см больше мауэрлатной обвязки. Чтобы закрепить мауэрлат необходимо просверлить отверстия, диаметр которых будет соответствовать сечению шпилек. То есть брус нанизывается на шпильке, после чего закручивается гайка и прижимает бурс к стене. Шпильки под мауэрлат берут с таким расчетом, чтобы их количество совпадало с количеством стропильных ног.
Видео по теме:
4. Скобы. Этот вариант предполагает, что во 2-3 ряду от конца кладки будет располагаться вместо кирпичей бруски равные им по размеру. В дальнейшем к деревянным элементам будет крепится мауэрлат при помощи прочных металлических скоб.
Это основные варианты крепления мауэрлата к стене
Вне зависимости от того, какой способ будет выбран, важно выполнить фиксацию максимально качественно. Ведь от этого зависит как долговечность постройки, так и ее безопасность
Варианты крепления
Каждый из вариантов монтажа мауэрлата имеет свои достоинства и недостатки. Есть несколько ситуаций, в которых можно обойтись без армопояса и использовать альтернативные типы крепления:
С использованием проволоки
Наиболее простой вариант, в основном применяемый при строительстве стен из кирпича. Между 4−5 верхними рядами раскладываются стальные проволочные пучки, содержащие по 3−4 жилы с диаметром 3 мм. Их концы должны выглядывать с обеих сторон стены. Выпуска проволоки должно хватать на охват бруса мауэрлата, затяжку и скручивание петли. Пучки проволоки и последующие узлы соединений должны располагаться между парами стропил.
После подготовки стены нужно разложить гидроизоляцию на ее торце. Поверх конструкции укладывается и выравнивается брус. Далее, создается петля из проволоки и затягивается при помощи монтировки. Нужно обеспечить плотное прилегание бруса к поверхности стены.
Размещение пучков для газобетонных блоков проводится перед двумя последними рядами. Этот материал объемнее и тяжелее кирпича, поэтому использование проволоки для крепления крыши к стенам из газобетона не всегда оправдано на практике.
На анкеры и дюбели
Газобетон довольно хрупкий материал, поэтому вкручиваемые анкеры и дюбели могут создать трещину или скол на поверхности. Для качественной фиксации потребуются максимально длинные анкеры – 300−500 мм. Такие крепления стоят довольно дорого. Установка мауэрлата с применением анкеров включает несколько этапов:
Лучше использовать брусья с одинаковой длиной для стыковки на стене.
При помощи химических анкеров
Химические анкеры являются новым способом крепления мауэрлата к стене из газобетона. В продаже имеется множество различных видов, поэтому часто можно наткнуться на подделку. Для покупки надежного материала лучше отдавать предпочтение проверенным маркам: Sormat, Tox, Hilti, Tecfix, Nobex, KEW, Fischer, Tecseal, Technox.
Химические анкеры отличаются способом применения. Ампульный тип – капсула, содержащая состав из 1−2 компонентов, помещается в отверстие под анкер. При взаимодействии с воздухом вещество быстро затвердевает. Разрушение ампулы происходит при забивании в отверстие шпильки или анкера, состав покрывает все свободное пространство, включая резьбу. Застывание происходит через 25−45 минут, в зависимости от температуры воздуха. Такое крепление прочно фиксирует материал и выдерживает большие нагрузки.
Альтернативным видом является полимерная смесь в тубах или картриджах, распределяемая пистолетом-дозатором (в некоторых случаях подходят и обычные модели для герметиков и «жидких гвоздей»). Установка крепления в газобетон проходит следующие этапы:
Химические анкеры для установки мауэрлата на газобетон обладают рядом достоинств:
У материала есть и некоторые недостатки:
- Высокая стоимость. Для пористого газобетона потребуются глубокие каналы, а значит и большое количество композита.
- Химические анкеры не выдерживают высоких температур. Но нагрев более 100 градусов – редкость для мауэрлата, поэтому минус не является существенным.
Применение вмурованных шпилек
Можно закрепить мауэрлат на газобетоне без армопояса с использованием шпилек, которые выпирают из стены и удалены друг от друга на необходимое расстояние. Расположение вмурованных креплений нужно отметить на брусе. Для этого мауэрлат укладывается сверху и слегка прижимается. Концы креплений оставят на материале следы.
Затем на штыри нанизывается гидроизолирующая полоса, накладывается брус с подготовленными отверстиями. Концы шпилек уплотняются шайбами и затягиваются при помощи гаек. Мауэрлат оказывается плотно прижатым к стене.
Для вмуровывания шпилек при строительстве стены нужно просверлить в газобетоне отверстие глубиной до 500 мм и диаметром, превышающим размер штыря на 3−4 мм. Кладочный клей используется для заполнения канала. В композитную массу вводится шпильку до упора и оставляется до полного высыхания.
Другим вариантом монтажа шпилек является их приваривание к пластинам из металла в перпендикулярном положении. Полоски укладываются в шов перед завершающим рядом блоков из газосиликата. Они обеспечивают фиксацию шпильки и защиту от выдергивания. В верхних блоках предварительно нужно просверлить отверстия под штыри. Края керамзитоблоков рихтуются для избегания перекосов от толщины металлических пластин.
Крепить мауэрлат на газобетон достаточно просто. Первостепенную роль играет тщательная подготовка всех составляющих: деревянных брусьев, крепежных элементов, арматурного каркаса, надежной гидроизоляции. Давайте рассмотрим порядок работ.
Подбор материала и расчет параметров
Для изготовления мауэрлата применяется брус сечением:
- 100х100 мм;
- 100х150 мм;
- 150х150 мм.
Встречается применение доски сечением 50х150 мм. Однако, для стены из газобетона без армирующего пояса такой вариант желательно избегать. Доска, положенная плашмя, не обладает достаточной жесткостью, чтобы воспринять и распределить точечные вертикальные нагрузки от стропильных ног на стену.
Для создания цельной конструкции, способной выдержать передаваемую стропилами нагрузку, края брусьев последовательно соединяют при помощи прямого замка. Брусья мауэрлата укрепляют ближе к внутренней части стены с таким расчетом, чтобы расстояние до наружного края оставалось не менее 50 мм.
Верх мауэрлата должен располагаться на расстоянии от 300 до 500 мм от верха потолочного перекрытия. Такой зазор обеспечивает достаточные условия для вентиляции подкрышного пространства и не затрудняет доступ для периодического осмотра и ремонта мауэрлата и нижней части стропильных ног.
Прочность и надежность соединения крыши и стен во многом зависит от правильности выбора конструкции, способа крепления к стенам и точности расчета размеров мауэрлата.
Рассмотрим основные факторы, влияющие на выбор сечения мауэрлата:
- форма и площадь покрываемого крышей здания;
- тип конструкции кровли (стропила висячие или наслонные, величина шага и угол наклона стропильных ног);
- материал и вес стропильной системы и кровельного покрытия;
- наличие либо отсутствие мансардного этажа в доме;
- расчетная снеговая и ветровая нагрузка крыши, определяемая климатическими условиями региона.
При выборе конструкции и сечения мауэрлата следует учесть, что стена из газобетона слабо противостоит горизонтальным нагрузкам (распору). Наличие либо отсутствие распорных усилий на нижних концах стропильных ног определяется конструкцией стропильной системы.
К безраспорным можно отнести конструкции:
- висячие стропила с использованием затяжек;
- наслонные стропила с верхним свободно вращающимся закреплением, и нижним свободно вращающимся и подвижным в направлении оси балки закреплением.
Стропильные системы, создающие в стенах горизонтальные нагрузки (распор):
- висячие стропила без затяжек;
- наслонные стропила с жестким закреплением опор.
Горизонтальные усилия, передаваемые на стену распорными конструкциями стропильных систем, должны восприниматься армирующим поясом. Попытки компенсировать эти усилия только за счет увеличения сечения бруса мауэрлата являются строительной ошибкой и приводят к негативным результатам.
Объем и масса бруса для изготовления мауэрлата рассчитывается по формулам:
- (Объем мауэрлата) = (Сечение бруса) х (Периметр дома);
- (Масса бруса) = (Объем мауэрлата) х (Плотность древесины).
