Мауэрлаты в строительстве крыши

Содержание

Стропильная система является довольно тяжелой конструкцией, которой нужна прочная основа, и мауэрлат – это единственное, что может выдержать подобную нагрузку, однако далеко не все знают, что это такое. Давайте рассмотрим разновидности и функции данного архитектурного элемента.

Сколько весит кровля загородного дома? Довольно сложно ответить на этот вопрос, не зная площади скатов и материала покрытия, но одно можно сказать точно – немало. Любые конструкции, имеющие конек, будь то двускатная, вальмовая или многощипцовая крыша, имеют стропильный каркас, ноги которого опираются на стены дома. Причем здесь можно отметить сразу несколько прилагаемых векторов силы, в том числе вертикальное давление от массы конструкции и горизонтальные – давление на точку соединения стропил (конек) создает распирающие силы. В зимние месяцы снег увеличивает нагрузку, что может стать для стен испытанием на прочность.

Мауэрлат при строительстве крыши

Чтобы стропильная система не разрушила стены, используется обвязка их верхней кромки брусом большого сечения, который называется мауэрлат. Материалом может послужить как древесина, так и сталь, как правило, выбирают вариант, идентичный тому, из которого сделана стропильная система. Единственное условие при укладке – неразрывность обвязки, либо наличие прочных, надежных соединений в местах стыков. Что же такое мауэрлат в строительстве крыши? Именно он обеспечивает распределение нагрузки от каждой стропильной ноги на большой отрезок стены. Также он нужен для укрепления кровли при ее большой парусности. Необходимость в мауэрлате отсутствует только в бревенчатых срубах или каркасных домах, там эту роль выполняет верхний венец.

По большей части основным показателем при подготовке мауэрлата для крыши являются его размеры. В идеале это должна быть непрерывная балка, как уже говорилось ранее, но если стык нескольких частей все же неизбежен, они должны быть одинаковой длины. То есть, когда стена 10 метров, недопустимо укладывать брус 7 метров и крепить к нему отрезок в 300 сантиметров. Нужно соединить в центре 2 части по 5 метров. Иными словами, в сборном мауэрлате каждая его деталь должна быть максимально длинной. Укладывать надо вдоль внутренней кромки стены или в середине, но ни в коем случае не вдоль внешнего края.

Далее внимание нужно уделить сечению балки, которая должна выдерживать очень большой вес стропил и кровельного пирога в течение весьма продолжительного времени. Как правило, достаточно взять деревянный брус, толщина которого соответствует третьей части от толщины кладки несущей стены. Соответственно, металлическая балка может быть несколько тоньше. Оптимальна для мауэрлата из древесины ширина стенки около 15-20 сантиметров. Если меньше, брус может не выдержать тяжесть стропильной системы, а больше – нежелательно, поскольку это будет лишняя нагрузка на несущую стену. Впрочем, в небольших домах допускается использовать балки 10х10 сантиметров.

В крайнем случае для легких построек можно использовать несколько уложенных друг на друга досок, соединенных жестко болтами, причем толщина пиломатериалов не должна быть менее 3 сантиметров, а ширина – 10.

Армопояс под мауэрлат

Главное, чтобы балка была абсолютно ровной и, по возможности, без сучков. Тем более не должно быть трещин и рассохшихся участков. Подобные дефекты могут повлиять на надежность крепления к стене мауэрлата, либо стропильных ног к этому брусу, поскольку соединение может совпасть с сучком или полостью. От сырости надо пропитать ее специальными составами, в крайнем случае, обить рубероидом и обмазать смолой либо дегтем. Если нет возможности выбрать качественные пиломатериалы, можно усилить их металлической трубой или уголком, расположив сверху с подложкой из деревянных вкладышей и закрепив хомутами. На такую опору стропила устанавливаются только на скользящих креплениях.

Далеко не всегда кирпичная кладка способна выдержать нагрузку крыши, особенно, если вы хотите ее утеплить, а значит, сделать толще и тяжелее кровельный пирог. Чтобы под нагрузкой не появились трещины в стене, делают специальное армирование из бетона и металлической сетки. Для этого готовят строительный раствор, который обычно используется для заливки фундамента, обычно: 1 доля цемента к 1,5 частям песка и 3 частям щебня. Развести водой надо до густой, но достаточно текучей консистенции, обычно берут 1 часть воды в дополнение к указанной пропорции.

Далее нужно установить на кромку несущей стены опалубку, высота которой должна быть около 20–25 сантиметров, а ширина – соответствовать толщине кладки. Из узких полос нарезанной сетки заранее делается каркас для закладки внутрь, таким образом, чтобы каждый слой был закреплен на перемычках на расстоянии 2–3 сантиметра от другого. Шаг между перемычками должен составлять не менее 25 сантиметров, чтобы не было провисаний сетки. Также через такие же равные промежутки прямо к каркасу крепятся анкерные болты при помощи вязальной проволоки.

Теперь заливаем в опалубку раствор бетона таким образом, чтобы верхняя часть армирования была погружена не менее чем на 3 сантиметра. Внимательно следим, чтобы при заполнении короба не оставалось пустот, поскольку они в значительной степени ослабят армирующий пояс и могут в дальнейшем привести к возникновению на нем трещин. Очень важно подготовить достаточное количество бетона, чтобы залить сразу всю опалубку, не должно быть никаких отдельных слоев. Если стены из газобетона, можно просто вырубить перемычки у верхнего ряда блоков, чтобы получить достаточно удобный для заливки желоб.

Преимущества армирования несомненны. Во-первых, становится прочнее сама стена, что немаловажно при сейсмической активности и просто в случае неожиданной осадки грунта. Во-вторых, при помощи бетонной обвязки по верхней кромке можно, используя уровень, выровнять стены по горизонту, что положительно отразится на монтаже и дальнейшей эксплуатации стропильной системы. Такое основание для мауэрлата является наиболее надежным, обеспечивающим жесткую привязку к несущим стенам. И, наконец, наиболее равномерно при этом распределяется нагрузка от каждой стропильной ноги на кирпичную кладку.

Мауэрлат мало поднять на стену и правильно уложить, нужно еще и прочно закрепить, для чего существует несколько распространенных методов. Самый простой – вмонтировать заранее в кладку вязальную проволоку не менее чем на уровне 4 шва сверху, оптимально – сквозь 5 шов, закрепить можно к армирующей сетке, тонкая полоса которой погружается в цементный раствор. Два конца достаточной длины выводят наружу по обе стороны стены или прямо сквозь ряды вверх, их обязательно должно хватить, чтобы скрутить поверх мауэрлата и обрезать лишнее. В самой балке просверливаются отверстия под проволоку, с шагом около 30 сантиметров.

Жесткое крепление стропил к мауэрлату за счет нашивки упора

Еще один способ – анкерные болты, но для их использования обязательно нужен армирующий пояс. Собственно, выше мы уже упоминали, что подобные крепежи можно просто укрепить на арматуре или специальной сетке и затем залить бетоном, чтобы вверх торчали концы с резьбой, обязательно достаточной длины. После высыхания раствора прикладывается брус мауэрлата, и делается разметка под сверление отверстий. Очень важно, чтобы места крепежей не совпадали с расположением стропильных ног в конструкции крыши.

И, конечно, весьма популярен такой тип крепежей, как строительные шпильки. Собственно, это согнутые буквой Г металлические прутки, имеющие на конце длинной части резьбу. Бывают разновидности, у которых вместо короткой части просто наварена небольшая стальная пластина, приблизительно 5х5 сантиметров. Этой пластиной или загнутым отрезком шпилька закладывается в шов кладки на глубину нескольких рядов. Длинный конец прутка остается торчать ровно настолько, чтобы после укладки мауэрлата свободными оставались 2–3 сантиметра резьбы. Далее после укладки балки насаживается шайба и закручивается гайка. Шаг между шпильками, как и в случае с вязальной проволокой, должен составлять около 30 сантиметров.

Крепление строительными скобами

И еще один, наименее надежный способ – просто прибить строительными скобами к специально укрепленным в кладке отрезкам бруса. Собственно, в верхнем слое некоторые кирпичи замещаются по внутренней стороне отрезками бруса, равными целому строительному блоку или его половине (в комбинации с половинкой кирпича). Когда раствор застынет, древесина удерживается бетоном достаточно надежно. Далее выполняется разметка мауэрлата, в нем сверлятся отверстия под скобы, которые затем, после укладки балки, вставляются и несколькими ударами забиваются в деревянные закладки в стене. Однако такие пробки при некоторых обстоятельствах могут сдвинуться в кладке или даже полностью выпасть из нее.

В первую очередь следует правильно спланировать конструкцию основания для подстропильной балки. Как правило, это кладка из строительных блоков, поэтому она должна возвышаться, по меньшей мере, на 3 ряда над брусом чердачного или мансардного перекрытия. Также можно просто сделать армирующий пояс, как это описано выше, причем прежде, чем укладывать мауэрлат, должно пройти около 15 дней, чтобы бетон набрал прочность.

Монтаж мауэрлата на стену

Допускается и монтаж мауэрлата вровень с запланированной высотой чердачного перекрытия, но тогда кладку завершают, не закончив ее на 3 ряда, после чего кладут только наружный ряд кирпичей. По внутреннему чередуют через равные промежутки строительные камни с деревянными закладками, либо вставляют между блоками шпильки, закрепляя основания в растворе шва. Далее снова выкладывается только внешний ряд, кирпичи ставятся в шахматном порядке по отношению к нижнему. Внутри устанавливается мауэрлат и закрепляется на шпильках гайками, либо прибивается скобами к деревянным закладкам. Завершается монтаж укладкой последнего ряда.

Обязательно нужно позаботиться о гидроизоляции, для чего, независимо от способы укладки балки, на основание под нее, будь то кирпичная кладка или армирующий пояс, стелется специальная прослойка, не проводящая влагу. Дело в том, что, как строительные блоки, так и бетон очень хорошо вбирает в себя влагу, и затем она долго испаряется из толщи строительного материала. Чтобы древесина не контактировала с сыростью, и нужна гидроизоляция. По большей части для этого применяют специальные пленки, кроме того, деревянный брус обязательно нужно несколько раз пропитать грунтующим составом, который закроет все полости между волокнами.

Чтобы даже под изолирующей прослойкой не было щели, она плотно крепится на основании при помощи битумной мастики.

После укладки мауэрлата нужно закрепить на нем кровельную конструкцию. Стропильные ноги могут монтироваться как жестко, так и скользящим крепежом. Первый вариант подходит только в том случае, если коньковая балка в средней части чердачного или мансардного помещения имеет дополнительные стойки опор, либо там расположена перегородка. Закрепить стропила в данном случае можно просто уголками или же с дополнительным вырубанием пазов в основаниях ног, размеры которых не должны быть больше 1 трети длины стропильного опорного торца. Также пазы могут быть сделаны в мауэрлате, тогда жесткая фиксация осуществляется строительными скобами.

Что касается скользящего способа, он обязательно делается для висящей кровельной системы, что исключает возникновение напряжения в стропилах при усадке дома. Такое соединение представляет собой шарнирный крепеж из двух пластин, одна из которых крепится на стропила, а вторая – на мауэрлат. Чаще всего применяется в срубах.

Мауэрла́т (от нем. Mauer — «стена» и нем. Latte — «брус», «перекладина») — элемент кровельной системы здания.

Представляет собой брус или бревно, уложенное сверху по периметру наружной стены. Служит крайней нижней опорой для стропил. Традиционно изготавливается из дерева, однако, при строительстве металлического кровельного каркаса может применяться швеллер, двутавр и др.

В зависимости от крутизны ската и длины свесов, мауэрлатом для стропил может выступать либо верхний брус, которым прижаты балки чердачного перекрытия, либо любой из последующих [1] . Назначение мауэрлата – распределение сосредоточенной нагрузки, передаваемой точками опирания стропил на всю площадь верхней части стены, второе предназначение, это привязка крыши к стенам дома.

Мауэрлат кладётся с некоторым отступом от внешней кромки стены и крепится к ней (к стене). Снизу изолируется водонепроницаемым материалом (например: рубероидом в несколько слоев), предотвращающим гниение древесины вследствие конденсации влаги из-за разницы в температуре между стеной и деревом. Каждое звено мауэрлата связывается с двумя соседними, что вкупе с креплением к стропилам создаёт надёжную, устойчивую конструкцию по всему периметру кровельной системы. Мауэрлат может также отдельными сегментами подкладываться под стропильные ноги.

Крыша — неотъемлемая часть любого здания. Она выполнена в виде пространственной конструкции, включающей стропильную решетку с закрепленной кровлей. Кровли отличаются уклоном, а также количеством скатов. Крыши обеспечивают защиту строений от осадков, подвержены нагрузкам от порывов ветра и давлению снежного покрова. Обязательным элементом конструкции является мауэрлат, предназначенный для жесткой фиксации крыши и равномерного распределения нагрузок. К его конструкции, размерам и методу крепления к стенам предъявляется комплекс требований. Рассмотрим их подробно.

Мауэрлат – что это?

Профессиональные строители в своей терминологии часто употребляют слово «мауэрлат», говоря о силовой раме, расположенной по верхнему контуру несущих стен строения. Начинающих мастеров и домашних умельцев, которые не сталкивались с решением серьезных строительных задач, может поставить в тупик вопрос о ее назначении, размерах, а также способах установки. Разберемся детально.

Мауэрлат – это демпферный элемент в виде опорной рамы.

Она располагается по наружной стороне торцевой плоскости капитальных стен, и изготавливаются из следующих материалов:

стального проката;
деревянных брусьев.

Мауэрлат связывает в замкнутый силовой контур фермы кровли с коробкой здания, равномерно распределяет нагрузки по периметру стен, а также прочно соединяет фермы кровли со стенами.

Стропильная система является довольно тяжелой конструкцией, которой нужна прочная основа

Главное назначение опорной конструкции:

прочная фиксация элементов кровельной фермы к капитальным стенам;
уменьшение величины распорных нагрузок, передаваемых коробке строения;
равномерное распределение усилий от стропил на верхнюю плоскость стен;
компенсация локально действующих нагрузок в местах соединения элементов.

На верхний ярус кладки действуют различные нагрузки:

направленные под углом распорные усилия стропил крыши, пытающиеся вызвать разрушение коробки строения;
вертикально направленные нагрузки от веса кровли и массы находящегося на ней снежного покрова.

Силовая конструкция воспринимает нагрузки, обеспечивая целостность кладки и надежную фиксацию крыши. Особенно актуален мауэрлат для крыши, опирающейся на кирпичные, газобетонные и пеноблочные стены.

Профиль, размеры мауэрлата и факторы, на них влияющие

Большинство строителей для изготовления опорной рамы используют древесину вместо стального профиля. Это связано с доступностью материала, уменьшенным весом, легкостью обработки, простотой крепления и приемлемой ценой.

Чтобы стропильная система не разрушила стены, используется обвязка их верхней кромки брусом большого сечения, который называется мауэрлат

Используются балки различного профиля:

Конфигурация сечения обеспечивает повышенную устойчивость и облегчает монтаж.

Размер поперечного сечения элементов рамы определяется конструкцией и формой кровли, а также ее весом. Применяются определенные виды сортаментов:

10х10 см – для небольших строений;
10х15 см – для крыш двускатного типа;
15х15 см – для нагруженных стропильных ферм;
25х25 см – для массивных мансардных конструкций.

Габариты опорных балок определяются в зависимости от следующих факторов:

размера коробки строения;
конструктивных особенностей кровли;
массы кровельной системы;
материала стропил;
климатических условий эксплуатации;
наличия мансардного этажа.

При возрастании нагрузки от крыши сложной конструкции необходимо использовать балки прямоугольного сечения с увеличенной площадью опорной поверхности.

Мауэрлат для крыши – как производится фиксация стропильных балок

Соединение стропил с опорными брусьями производится различными способами. Используются следующие материалы:

уголки из металла. Они привинчиваются саморезами с противоположных сторон стропил, и обеспечивают надежное соединение с силовой рамой;
отожженная проволока. С помощью мягкой стальной проволоки диаметром 6 мм легко скрутить соединяемые элементы стропильной конструкции;
изогнутые скобы. Крепеж имеет п-образную конфигурацию. Фиксация выполняется молотком путем забивания скобы в опорный брус и стропило;
стальные пластины. Обеспечивают надежное соединение металлических стропил. Привинчиваются с помощью резьбовых шпилек или саморезов;
специальные кронштейны. Используются покупные и самодельные кронштейны из металла толщиной 2–2,5 мм. Крепятся анкерами или саморезами;
лента для монтажа. Она позволяет обеспечить повышенную жесткость соединения. Не ослабляет силовую конструкцию в местах крепления.

Подходящий способ соединения выбирают индивидуально, с учетом конструктивных особенностей строения и используемых материалов.

Монтаж мауэрлата

Необходимые инструменты и применяемые материалы

Для выполнения работ потребуется инструмент, который обычно имеется в арсенале домашних умельцев:

болгарка с кругами для работы по стали и древесине;
шуруповерт или электрическая дрель с комплектом сверл;
ножовка по древесине для выполнения соединительных пазов;
молоток;
строительный уровень и рулетка для контрольных замеров;
плоскогубцы.

Перечень применяемых материалов:

брусья из высушенной древесины;
материал для гидроизоляции;
крепежные элементы.

В зависимости от выбранного метода фиксации, крепеж может осуществляться:

гвоздями;
саморезами;
шурупами;
отожженной проволокой;
анкерными болтами;
резьбовыми шпильками;
стальными пластинами.

Потребность в материалах определяется размерами строения, на котором сооружается мауэрлат для крыши.

Мауэрлат мало поднять на стену и правильно уложить, нужно еще и прочно закрепить

Как зафиксировать на стене мауэрлат для крыши

Используются различные способы крепления мауэрлата по контуру верхнего яруса коробки:

стальной проволокой. Для повышения надежности крепления проволока сечением 5–6 мм многократно скручивается и крепится в глубине кладки. После застывания связующего раствора, применяемого для возведения стен, выступающие части проволочной петли запускаются в отверстия рамы и тщательно перекручиваются. В местах крепления связок брус прочно прижимается к верхней плоскости коробки. Важно правильно подобрать длину проволоки, достаточную для полного охвата бруса. Достоинства проволочного соединения – дешевизна и легкость фиксации;
металлическими анкерами. Они крепятся к стальному каркасу до заливки армопояса бетонным раствором. После застывания бетона балка насаживается на резьбовые части анкеров через отверстия соответствующего диаметра. Важно правильно разметить координаты крепежных элементов для совпадений отверстий с анкерным креплением. Фиксация брусья осуществляется путем закручивания гаек. Преимущества анкерного способа соединения – повышенная надежность. Недостаток – увеличенный, по сравнению с проволочным креплением, уровень затрат;
специальными шпильками. Они изогнуты под прямым углом и имеют на одной стороне резьбу. Загнутый конец с гладкой поверхностью длиной 40–45 см крепится в кладке при ее возведении. Верх резьбовой части шпильки находится на расстоянии 30–40 см от верхнего края капитальной стены. Длина тела шпильки позволяет закрепить брус благодаря выступанию резьбовой части над уровнем рамы на 30–40 мм. Способ фиксации похож на метод соединения с использованием анкеров. При бетонировании резьбовых шпилек в кладке следует защитить резьбовую часть от засорения.

До начала работ по креплению опорного бруса уложите на опорную поверхность несущих стен гидроизоляционное покрытие.

В первую очередь следует правильно спланировать конструкцию основания для подстропильной балки

Особенности жесткой фиксации

Метод жесткой фиксации стропил к брусьям опорной рамы применяют при установке крыши на капитальных строениях, возведенных из кирпича или бетонных блоков. Особенность жесткой фиксации – предотвращение любого смещения стропильной рамы.

Осуществляйте жесткую фиксацию следующим путем:

Подготовьте посадочную площадку в месте соединения балок.
Совместите балки кровельной фермы с опорным брусом по седлообразному пазу.
Зафиксируйте стропила гвоздями, забив их под углом с разных сторон.

При выполнении соединительного паза обратите внимание на отсутствие перекосов и ровную поверхность посадочного места. Стальные уголки, привинченные саморезами с противоположных сторон стропильных элементов, повысят надежность соединения.

Шарнирный метод крепления

В условиях переменной температуры и колебаний влажности стены деревянного здания всегда деформируются. Шарнирный способ крепления предотвращает перекос кровли при усадке стен дома. Скользящий метод фиксации используется на бревенчатых строениях или коробках домов, изготовленных из сборных щитов. При опускании стены положение крыши остается постоянным, благодаря возможности скольжения крепежного узла. Технология используется в районах с влажным климатом, а также на проблемных почвах.

Монтаж мауэрлата на стену

Используются следующие разновидности шарнирного крепежа:

открытая конструкция. Включает направляющие пластины, прикрепленные к стропильным балкам, а также уголки, привинченные саморезами к мауэрлату. Узел открытого типа имеет степень свободы, позволяющую смещаться соединенным элементам в интервале от 6 до 16 см;
закрытый узел. Соединительный блок закрытой конструкции не разбирается и устанавливается в собранном виде. Принцип его функционирования аналогичен работе открытого крепления. Величина хода соединяемых элементов обусловлена конструкцией закрытого крепления.

Для функционирования крепежа скользящей инструкции следует обратить внимание на ряд моментов:

расположение стропил, крайняя часть которых должна выходить за контур коробки здания;
равную длину стропильных балок, значительно сокращающую время на подгонку и монтаж;
параллельность стропил, благодаря которой предотвращается заклинивание скользящего крепления.

Правильная геометрия фермы крыши обеспечивает безотказное функционирование скользящего механизма.

Как сделать мауэрлат своими силами

Для обеспечения надежности крепления важно правильно смонтировать балки и обеспечить прочное соединение элементов.

После укладки мауэрлата нужно закрепить на нем кровельную конструкцию

Рассмотрим последовательность операций по монтажу мауэрлата, изготовленного из деревянного бруса квадратного профиля:

Произведите тщательную очистку верхней плоскости несущих стен от мусора и наплывов раствора.
Уложите двойную гидроизоляционную прослойку из полиэтиленовой пленки или рубероида.
Разрежьте опорный брус на заготовки, общая длина которых соответствует периметру коробки.
Разделайте угловые участки стыковки, а также торцевую плоскость в местах наращивания бруса.
Нанесите на поверхность древесины антисептический состав и обработайте противопожарной пропиткой.
Выполните разметку точек крепления стропил, используя рулетку или шаблон в виде обычной доски.
Просверлите отверстия в брусе, обеспечив их перпендикулярное расположение относительно опорной поверхности.
Соедините брусья опорной рамы с помощью резьбовых соединений, косого прируба или саморезов.
Усильте перпендикулярно расположенные балки металлическими пластинами или специальными скобами.
Прикрепите мауэрлат для крыши к верхнему ярусу капитальных стен, используя выбранный способ фиксации.
Проверьте правильность расположения опорной конструкции и отсутствие перекосов с помощью уровня.

При необходимости можно использовать подкладки для устранения небольших перекосов. К надежно закрепленному мауэрлату несложно прикрепить стропильные балки любым из понравившихся методов.

Заключение

Руководствуясь рекомендациями профессиональных строителей, можно своими силами изготовить, надежно смонтировать, а также соединить со стропильными балками опорную раму. Это ответственная часть конструкции здания, обеспечивающая надежность фиксации крыши и равномерно распределяющая нагрузки по периметру несущих стен. Желательно использовать цельные куски древесины необходимой длины или стальной профиль, не сращивая балки рамы из отдельных частей. Правильно смонтированная конструкция сможет эксплуатироваться на протяжении длительного времени.