Как сделать зарез в стропиле
Установка стропил: специфика распиловки и правила монтажа стропильной системы
Стропильный каркас задает геометрические и эксплуатационные параметры скатной крыши. Из-за нарушений в технологии монтажа, из-за огрехов в изготовлении его элементов появляются перекосы системы, традиционные протечки, прорехи в покрытии, угрожающие аварийными ситуациями.
Для того чтобы соорудить надежную и устойчивую кровельную конструкцию, нужно четко знать, как выполняется распиловка и установка стропил с последующей фиксацией к опорным элементам.
Содержание
Классификация стропильных ног
Стропилами, или же стропильными ногами, называются деревянные или металлические балки, установленные на короб дома под заданным углом. Они определяют конфигурацию кровельной конструкции, принимают на себя и стойко сопротивляются сумме постоянных и временных нагрузок, действующих на верхнюю ограждающую систему постройки.
Конструктивная простота стропильных ног крайне обманчива. На самом деле это довольно сложные элементы, требующие тщательной разметки и аккуратного раскроя. Нестыковки в соединениях стропильных ног с мауэрлатом, друг с другом и прочими составляющими системы приводят к изменению формы скатов, нарушению целостности покрытия и разрушению узлов.
С другой стороны, грамотная установка стропильных ног может скорректировать некоторые ошибки в возведении коробки дома, а не усугубить положение четким повторением и усилением перепадов высоты стен. Правда в таких ситуациях элементы каркаса изготавливают в индивидуальном порядке и скрупулезно подгоняют по факту непосредственно на объекте.
Однако прежде чем разбираться со спецификой монтажа, нужно выяснить, в чем заключаются их конструктивные различия, согласно которым стропильные ноги делятся на две группы, это:
От того, к какой группе относятся стропильные ноги, зависит сфера их применения и технология установки. Висячую разновидность собирают на земле, а выполненные в виде своеобразных треугольников фермы поднимают на крышу и монтируют в полностью подготовленном к установке виде.
Плюс сооружения стропильного каркаса по висячей технологии заключается в безопасности работ и возможности выполнить максимально точно узловые соединения. Если в сооружении крыши используется самый простой вариант висячей фермы с затяжкой внизу, можно отказаться от устройства мауэрлата, в место которого вполне подойдет неширокая выравнивающая доска.
Минусы висячей технологии сопутствуют преимуществам. К примеру, собранную на земле ферму гораздо сложнее транспортировать к месту установки, чем доски и брус для наслонных стропилин. Есть ограничения по перекрываемым пролетам: пределом считается 14 м, свыше которого неразумно устанавливать склонные к провисанию деревянные балки без промежуточных опор.
Стропильные ноги наслонной группы и верхом, и низом опираются на независимые конструкции. Верхушкой их укладывают на прогонную конструкцию, которая монтируется по балкам перекрытия или по лежню, заменяющему мауэрлат на внутренней стене. Низ либо устанавливается на мауэрлат, либо упирается в него, зацепившись за брус зубом или пришитым вместо зуба опорным бруском.
Преимуществом наслонных систем по праву признана возможность перекрытия практически любых по габаритам пролетов. Просто при увеличении перекрываемого пространства конструкция усложняется: дополняется подкосами на пару со стойками, дополнительными прогонами вкупе с лежнями, схватками.
Собирается и монтируется наслонная конструкция дольше, т.к. сооружают ее не из ферм, а из отдельных элементов. Однако как раз у этой схемы больше возможностей в корректировке недочетов короба или неравномерно осевшего сруба. Т.к. стропила наслонного типа укладываются поштучно, есть возможность слегка изменить положение и размеры узла, чтобы в итоге сформировать безукоризненно выровненную плоскость ската.
Специфика изготовления и укладки стропилин
Понятно, что для возведения стропильной системы понадобятся пиломатериалы – длинномерная продукция лесообрабатывающих предприятий с четкими геометрическими параметрами. Нужна будет доска или брус, на которых, естественно, нет монтажных запилов и врубок для установки.
Зачем нужны запилы и врубки? Дело в том, что при постановке на ребро у досок и брусьев слишком маленькая площадь опоры. С мауэрлатом они контактируют лишь одной вестма тонкой линией, из-за чего при малейшей нагрузке сверху могут банально «съехать» с занятой позиции и потащить за собой всю конструкцию.
Для того чтобы увеличить площадь опоры в узле сопряжения стропилины и мауэрлата, или же ее и дополнительного прогона, в брусе или доске выбирают угловую врубку, выпиливают зуб или пришивают опорный брусок. Если верхушка стропилины сопряжена с зеркально противоположным аналогом, то для надежного упора потребуется запил, плоскость которого должна быть четко перпендикулярна горизонту.
Основное правило в сооружении стропильных каркасов заключается в том, чтобы выбранные в пиломатериалах площадки для опирания были строго горизонтальны и вертикальны. При малейших нарушениях горизонтальности с вертикальностью теряется устойчивость, детали конструкции смещаются под собственным весом и действием нагрузки вплоть до полного разрушения системы.
Отметим, что на узлы стропильных систем возложена обязанность в обеспечении возможности незначительного смещения и поворота при превышении нагрузки. Указанные перемещения необходимы для того, чтобы конструкция слегка прогнулась, чуть сдвинулась, но не разрушилась и сохранила устойчивость.
Эти тонкости следует знать и мастеру, решившему заняться изготовлением и монтажом стропил своими руками, и владельцу строящегося дома, не желающему расплачиваться за некачественные трудовые усилия бригады строителей. Разберем распространенные варианты, чтобы уяснить суть процесса.
Сооружение каркаса крыши по висячей технологии
Рассмотрим пример возведения стропильной системы над бревенчатым срубом бани. Пролет между стенками небольшой, его проще и разумней перекрыть висячей конструкцией, установка которой будет производиться на перепуски потолочных балок – матиц.
Бревенчатая основа – вариант практически идеальный для установки висячих систем, т.к. его проще всего стесать в горизонт, устранив необходимость подгонки стропилин в случае нарушения геометрии стопы. Нет никакой необходимости в устройстве мауэрлата. Однако затяжку придется передвинуть вверх, чтобы обойти верхний венец сруба и сформировать полезное чердачное пространство.
Перед выполнением монтажа стропил проводится поэтапная подготовка сруба. С обеих сторон стопы выравниваем перепуски согласно шнурку, привязанному к забитым в две крайние балки гвоздям. Сверху перепусков стесываем горбыль так, чтобы край каждой балки завершался плоской горизонтальной площадкой.
Образовавшуюся после стесывания верхней выпуклости бревна пласть по краям балок выравниваем в горизонт по уровню. Прикладываем указанный контрольный инструмент к трем и более балкам одновременно. Если уровень недостаточно длинен для проведения подобной проверки, используем вместо него длинную рейку или доску.
После стесывания всех излишков проводим разметку гнезд под стропильный зуб. Для этого вновь используем гвозди и шнурку. Заметим, что расчертить на перепусках места выборки гнезд можно как до сооружения висячих ферм, так и после. Однако гораздо удобнее сделать гнезда перед изготовлением стропилин. Они помогут с более высокой точностью провести примерку.
Чтобы облегчить себе работу, желательно найти центр сруба со стороны будущих щипцов. В этих точках рекомендуют прибивать по контрольной рейке, одно из ребер которой будет обозначать ось симметрии. Можно обойтись без реек, если в сооружении крыш уже имеется некоторый опыт.
Дальше приступаем к изготовлению шаблона стропильных ферм:
Если все вышло точно и корректировок больше не требуется, шаблон готов. Возвращаемся вместе с ним на землю. Разбираем заготовку и делаем запилы по отмеченным линиям. Полученные в результате примерки и подгонки детали будут служить эталоном для практически поточного производства стропильных ферм в требующемся количестве.
Висячие фермы соберем на земле. Их установку, как и примерку должны проводить по минимуму два человека. Одному мастеру просто не справиться с подобной работой. Находящийся наверху исполнитель будет устанавливать ферму, а второй изменять ее положение согласно указаниям отвеса. Положение каждой выровненной и установленной фермы следует фиксировать временными распорками.
Чтобы увеличить устойчивость системы, под стропилины установим стойки:
Для обеспечения жесткости висячей системы стропильные фермы соединяются ветровыми связями – досками, жердями или рейками, прибитыми изнутри конструкции. С внешней стороны стропильного каркаса жесткость повысится за счет сооружения обрешетки.
К матицам стропильные ноги крепятся гвоздями 200 мм или угловыми скобами. В этом плане металлические уголки и пластины с перфорацией под крепеж ощутимо проигрывают традиционным методам. К боковинам стропилин прибиваем кобылки, выполненные из доски, ширина которой вполовину меньше материала, использованного в изготовлении стропилин.
Длина кобылок должна быть на 70 – 80 см больше запроектированной ширины свеса. Это расстояние нужно для надежного соединения их со стропильными ногами. Кобылки можно раскроить заранее, а можно и без предварительных распилов прибить обрезки узкой доски к стропилам, после чего оформить линию карниза. Однако первый вариант удобнее и экономнее.
В большинстве случаев, как и в приведенном примере, кобылки необходимо частично заглублять в перепуски матиц, для этого:
По завершению монтажа всех кобылок в крайние забиваем по гвоздю. Натягиваем контрольную шнурку и отмечаем, где следует отпилить излишки.
Устройство наслонного каркаса крыши
В сооружении стропильного каркаса по наслонной технологии есть много общего с установкой висячей конструкции. Примерка проводится практически в той же последовательности, поэтому описывать действия дважды не имеет смысла. Основная разница в способах формирования верхнего узла, ведь у вершин наслонных стропил есть опора – коньковый прогон.
Если вверху наслонные стропила банально опираются на коньковый прогон, их укладывают либо с разбежкой, т.е. параллельно друг дружке, либо со строго вертикальным стыком, аналогичным состыковке висячих ног. Однако в большинстве случаев верхнюю часть стараются закрепить врубкой или вертикальным запилом с плотным примыканием его к коньковому брусу.
Есть схемы, согласно которым наслонные стропилины опираются не на коньковый, а на боковой прогон. В таких ситуациях верх формируется по висячему принципу, а точку опирания на прогонную балку оформляют угловой врубкой.
Разберем наиболее востребованный в частном строительстве вариант сооружения стропильных ног с опиранием на нижнюю угловую врубку и на коньковый прогон через вертикальный запил. Отметим, что максимальная глубина врубки не должна превышать 1/3 ширины доски.
Вариант разметки строительным угольником:
В завершении вычерчиваем на доске абрис карнизного свеса, раскраиваем ее по очерченным линиям и используем сделанную своими руками заготовку стропила для распиловки остальных элементов крыши.
Применить описанный метод можно и без строительного угольника и отметки параметров крыши на нем. Достаточно представлять процесс, чтобы отложить необходимые расстояния обычным чертежным инструментом. Однако без опыта можно запутаться в вычислениях углов и отрезков.
В помощь начинающим строителям разработан шаблон с вариантами формирования угловых врубок. Он поможет сориентироваться в изготовлении стропильных ног из наиболее распространенных в этой сфере пиломатериалов.
В случаях укладки стропильных ног с врубками в верхней и нижней части следует помнить, что глубина обоих выемок должна быть одинаковой, чтобы в ходе строительных работ не изменился уклон кровли. Обычно для устройства двух равных врубок используют вспомогательный брусок, толщина которого не более 1/3 толщины доски.
Заготовка стропилины тогда устанавливается ребром на мауэрлат и на прогон. Брусок прикладывают сбоку в зоне нижнего и верхнего узла, чтобы очертить врубку.
Если врубка нужна только в нижней части стропилины, а верх будет опираться на прогон запилом, доску устанавливают внизу на мауэрлат, а вверху на прогон и брусок, чтобы в результате раскроя не изменился угон наклона ската. Внизу к будущему узлу прикладывают второй брусок аналогичного размера и очерчивают с его помощью абрис будущей врубки.
Для формирования запилов зубом применяются такие же методы. Разница только в форме запила.
Установку наслонных стропилин начинают с монтажа двух крайних ферм. Элементы монтируют по одному, тщательно проверяют их положение с использованием уровня с отвесом. Чаще всего крайние фермы устраивают из спаренных досок, т.к. на них распределяется больше нагрузки. Их фиксируют временными распорками, затем соединяют шнуркой или рейкой, чтобы обозначить плоскость ската.
Рядовые стропилины, расположенные между крайними несущими фермами, устанавливают согласно указаниям шнурки. При необходимости корректируют положение ног в соответствии с фактической ситуацией.
Видео об установке стропильных ног
Установка стропилин с креплением металлическими уголками:
Как изготовить стропильные ноги с запилами для посадки на мауэрлат:
Устройство стропильного каркаса под крышу гаража:
Мы привели и описали лишь часть методов устройства стропильных каркасов. В реальности способов изготовления и установки существенно больше. Однако разбор базовых вариантов позволяет отлично понять, как правильно делать стропила и стропильные фермы для крыши, как запиливать их перед установкой.
Как правильно делать вырезы в стропилах каркасного дома?
Одним из сложных моментов в строительстве каркасного дома, перед которым останавливаются некоторые начинающие строители, является вопрос о том, как правильно делать вырезы в стропилах дома. Если внимательно изучить материал, опыт бывалых строителей, то окажется, что делать их достаточно просто.
Для того, чтобы вырезы в стропилах не ставили вас в тупик, я и пишу эту статью.
При написании статьи я опирался на статью опытного американского плотника. Некоторые части статьи я просто перевел, техническую часть написал по подобию, но со своими размерами, в метрической системе и без строительного калькулятора (не у каждого есть калькулятор), плюс немного изменил схему подсчета (так как, опять же, калькулятор есть не у всех). Для российских реалий эта статья стала более адаптированной.
_______________________________________________________________________________
Стропильная система
Когда я был помощником плотника, я восхищался умениями кровельных плотников. Они без всяких усилий делали сложных вырезы на стропилах каркасного дома, зная лишь только размеры крыши. Это озадачивало меня.
В те годы я пытался повторить их действия, но меня раз за разом настигала неудача. Тогда старший плотник взял меня с собой на одну из крыш и помог мне разметить и разрезать стропильную систему с помощью плотницкого угольника и «Библии» кровельщика (есть такая очень популярная книга в Америке, купить можно на Амазоне, Ларри Хоун использовал в своем фильме именно такую – прим. переводчика).
Этот опыт вдохновил меня на овладение искусством делать правильные вырезы в стропилах каркасных домов. Не могу сказать, что стал мастером этого дела, но я проделал длинный путь и немного разобрался в том, как правильно это делать.
Для более комфортных подсчетов вам пригодится строительный калькулятор или специальное приложение для смартфона. 
Переходим к измерениям
(я покажу, как все подсчитать вручную, без калькулятора – прим. переводчика).
Вот какие измерения стропильной системы нам нужны: угол наклона стропил (Pitch), подъем (Rise), пробег (Run) и диагональ (Diagonal). Если вам известные размеры любых двух измерений из этих четырех, вы можете легко найти и все остальные. 
Подробнее смотрите на видео:
(для тех же, кто понимает по-английски – прим. переводчика)
Посмотрите на нашу модель крыши (картинка выше), изначально мы должны знать размеры двух ее элементов: ширина здания и толщина коньковой доски.
Ширина здания, к примеру, будет 8,8 метров. (8,75 метров и обшивка дюймовкой с каждой стороны дома 0,05м): 
Каждая стропилина стоит на своей половине здания и стыкуется друг с другом на коньковой доске. Поэтому от полной ширины здания нужно вычесть толщину коньковой доски, иначе вы сделаете ошибку при подсчет длины стропила. Давайте возьмем ее толщину 50 мм.
Считаем общую ширину здания без коньковой доски: 8,8 метров – 0,05 метров (50 мм) = 8,75 м.
Теперь нужно разделить полученный результат на 2, чтобы получить «пробег» (Run) каждой стропилины.
Считаем «пробег» каждой стропилины: 8,75м/2 = 4,375м. 
Теперь нам нужен еще один элемент, который нам заранее известен, это угол уклона крыши. В нашем случае пусть он будет 6 к 12 (26,5 градусов – прим. переводчика). 
Раз наша крыша имеет уклон 6/12, а значит, подъем у нас в два раза меньше, чем пробег (т.к. 6 в 2 раза меньше 12).
Считаем подъем: 4,375/2 = 2,187м. (пол миллиметра округлим)
Теперь мы можем подсчитать диагональ, т.е. длину стропила от коньковой балки до обвязки стены (не всего стропила, т.к. пока не учитывается свес). Диагональ является гипотенузой, а все помним, как она считается.
Считаем диагональ:
Пробег(«2)+Подъем(«2)=Диагональ(«2) («2) — я обозначил «в квадрате».
19,1406 + 4,7851 = Диагональ(«2)
Диагональ = квадратный корень из 23,9257
Диагональ = 4,891 = 4 метра 89 см 1мм
Шаблон стропилины.
Следующий шаг после расчетов – изготовление шаблона для стропил. Для этого нужно прикрутить бобышки к вашему угольнику (так удобнее, но можно и без этого) на 6 и 12 дюймах (или 15 и 30 см в метрической системе).
Теперь я прикладываю угольник к боку доски по ее ширине и начинаю отмечать место реза на верхушке стропила (в месте примыкания к коньковой доске – прим. переводчика). Учтите, что большинство резов в каркасном домостроении делают именно так: по длине режут доску на тонкой стороне, а по ширине в горизонтальном положении.
Я делаю этот пил на верхушке стропила с помощью циркулярной пилы (на видео) до того как отметить вырез в нижней части стропила (так называемый «птичий клюв» или входящий угол или врубка – прим. переводчика). Это удобно тем, что я могу зацепить конец рулетки за пил на верхушке и один отметить расстояние на стропиле до «птичьего клюва» (см. ниже на картинке)
Теперь от верхней точки этой линии отмеряем «диагональ» 4 метра 89 см 1мм.
Затем, используя обычный столярный угольник (некоторые плотники предпочитают измерительный угольник-транспортир Swanson), я рисую параллельную линию первому пилу поперек стропила. Данная линия представляет линию отвеса (т.е. параллельна стене и перпендикулярна перекрытию каркасного дома) на стропиле на краю здания.
Как нарисовать такую линию по альтернативному угольнику Swanson, покажет следующее короткое видео:
Я лично свой угольник Swanson очень люблю, он мой верный помощник в стройке с самых первых дней.
Итак, «птичий клюв» начинается с этой линии. Если вы строите и у вас нас четких размеров стропил и резов (проекта), вы должны выбрать на этом этапе размер горизонтального выреза, плоскости стропила, которая лежит на перекрытии (см. на нижнем фото слева снизу). Канадские коды требуют, чтобы размер этого пила был как минимум 38 мм.
Горизонтальный размер должен быть такой, чтобы стропило сильно не ослаблялось, т.е. рез не заходил дальше, чем на треть доски (см. рисунок ниже).
По мнению автора, это самый быстрый способ отметить этот рез (на фото выше). Для этого нужно перевернуть угольник на 90 градусов к предыдущему пилу и прижать бобышки к доске, при этом медленно ведя угольником в сторону верха стропила, пока от начертанной линии и углом доски по направлению угольника не будет нужного расстояния (в оригинале было 4 дюйма).
Существует и другой метод (на рисунке ниже).
Прикладываем угольник к прочерченной линии и двигаем угольник по вертикальной линии до тех пор, пока нужная отметка горизонтальной шкалы (110-120 мм) не коснется края доски.
Давайте рассмотрим наш случай.
Возьмем для примера, что у нас стропила из доски 200×50мм. Для нее при угле наклона кровли 6 к 12 безопасно будет сделать горизонтальный вырез 120 мм. В таком случае от доски вертикально отнимется 60мм (т.к. с таким уклоном у нас всегда у нас вертикальный размер в 2 раза меньше, чем горизонтальный, помните?) и стропило точно не будет ослаблено.
А вот интересные прикидки по врубкам при других углах и разной ширины доски (по мнению одного авторитетного строителя каркасов с форума):
Считаем «подъем» в реальности.
Да, у нас уже есть размер «подъема» и он равен 2,1875 метров. Но давайте посмотрим на нашу схему стропильной системы. Очевидно, что наш размер – не тот что у доски, которая поддерживает конек (даже если и временно).
Сначала нужно добавить к нашему «подъему» так называемый H.A.P., который равен размеру оставшемуся вертикально над обвязкой стены под низом стропилин, где мы делали вертикальный вырез (на фото выше).
Считаем наш H.A.P: 223,6 мм (полная ширина доски, стоящей под углом 26,57 градусов) вычитаем 60 мм (наш вертикальный вырез) = 163 мм.
Теперь к нашему подъему (2,1875 метров) добавляем H.A.P (0,1635 м.), получается 2,35 м.
Мы оказались в самой верхней точки схождения стропилины у коньковой доски. Но нам нужна не она. Теперь мы наконец получим высоту нужной доски под коньковую доску.
Высота доски под конек: 2,35 м вычитаем высоту коньковой доски 200 мм = 2,15 м, т.е. 2 м 15см.
P.S. Автор текста советует делать высоту доски чуть меньше, ведь в реальном мире доски неидеальны, а подрезать доску потом куда сложнее, чем как-то под нее что-то подкладывать.
Находим полную длину стропил.
После всей этой кутерьмы хотелось бы узнать длину ВСЕГО стропила, т.е. с карнизным свесом. Тут все просто.
Например, нам нужен свес 80 см, значит, при крыше 6 к 12 вниз свес опускает на ½ от длины свеа, т.е. 0,4 метров.
Считаем диагональ свеса = 0,16 (0,4 в квадрате) + 0,64 (0,8 в квадрате)= 89,5 см
Итого полная длина каждого стропила со свесом = 4 метра 89 см 1мм + 89 см 5 мм = 5 метров 78 см 6 мм.
Маленький бонус к тексту.
Угольник Swanson заслуживает отдельного видео (ниже). А для тех, кто проникся им и решил купить, обязательно иметь под рукой перевод книги, которая идет с ним в продаже на англ. языке.
Лично мне он очень помог при постройке моего каркасника.
Итак, надеюсь, после прочтения этой статьи вам стало гораздо понятнее, как правильно делать вырезы в стропилах вашего каркасного дома. Если остались еще вопросы, обращайтесь.
Напомню, что можно не заморачиваться с расчетами стропил и просто заказать строительство у проверенной строительной бригады. Я с радостью вам помогу это сделать.