Дом из деревянного бруса. Виды бруса и особенности строительства

Стропила являются основным каркасом при постройке дома для монтажа крыши. В данном варианте стропила подвергаются основной нагрузке, поэтому от них зависит качество и прочность всего строения. Для стропил может использоваться брус или доска. Первый вариант более финансово затратный, но при правильном подборе материалов и расчете сечения будет обеспечена надежность и долговечность всей постройки.

ОПИСАНИЕ БРУСА

Деревянный брус — это строительный материал из обтесанных брёвен или склеенных досок. Геометрия бруса (квадратная или прямоугольная форма сечения, толщина от 10 см и выше) позволяет быстро и надёжно стыковать детали друг с другом, возводя прочные стены без зазоров и щелей. При этом брус — относительно лёгкий материал, и не требует мощных дорогих фундаментов.

Стандартные проблемы древесины (боязнь влаги и грибка, низкая огнестойкость) решаются обработкой бруса специальными средствами — антипиренами и антисептиками. Они же делают древесину менее привлекательной для насекомых и грызунов. После обработки брус сушат в специальных камерах, где он уменьшается в размерах примерно на 10%. Встречается и более дешевый брус естественной влажности, который сушат атмосферным способом — под открытым небом, за счёт солнца и ветра.

В доме из бруса правильный для здоровья человека климат, ведь это экологичный природный стройматериал, паропроницаемый и хорошо сохраняющий тепло.

Общие понятия о пиломатериалах

Древесина в современной стройке занимает ведущие места по популярности и востребованности, обходя интенсивно развивающееся производство современной синтетической продукции.

Это обусловлено определенными характеристиками:

Эстетическая привлекательность; Долговечность; Экологичность; Прочность материала.

Пиломатериалы

Брус изготавливается из дерева, подвергая его распилу вдоль волокна бревна. Несмотря на все положительные характеристики деревянных материалов, они имеют некоторые недостатки.

К ним относятся:

Подверженность гниению; Предрасположенность к повреждениям насекомыми, которые могут питаться деревом; Низкая влагостойкость (решается путем покрытия деревянного бруса специальным влагозащитным лаком); Образование плесени.

При правильном уходе за пиломатериалами, все вышеуказанные недостатки можно избежать. Поэтому важно знать, как правильно выбрать и обработать пиломатериал для стройки, дабы избежать негативных последствий.

Что такое клееный брус

Клееный брус – это высокотехнологичный конструкционный материал из дерева. Изготавливается он из нескольких слоев деревянных ламелей (фрагментов, досок), которые сначала складываются в пакеты нужной толщины, а затем склеиваются под прессом. При финальной обработке его шлифуют и профилируют на станках.

Предназначен этот пиломатериал для строительства малоэтажных коттеджей и иных построек на приусадебном участке. Используют его как при возведении несущих стен, так и при устройстве систем стропил для крыши и лаг для пола. Из него строят не только дома, но и беседки, гаражи и хозяйственные дворы. Применяется он также при изготовлении лестниц, предметов мебели, дверей, окон и иных столярных изделий.

При производстве клееного бруса для частного домостроения на российских фабриках в основном используют древесину следующих пород:

  • Сосна;

  • Ель;

  • Кедр;

  • Лиственница.

Процесс производства

Изготовление этого бруса подразумевает глубокую и комплексную переработку древесного сырья. В ход идут все обрезки, оставшиеся после распиловки ствола. При этом на этапе сортировки ламели с дефектами отбраковываются полностью либо негодные участки просто вырезаются из них. Технология склейки позволяет использовать даже не слишком большие по размеру фрагменты.

В сравнении с профилированным аналогом данный вид материала при изготовлении получается более прочным и ровным. Он не коробится при хранении и эксплуатации. После просушки в камере ламели имеют влажность в районе 8–16%. В составе изделия они уже не деформируются.

Усушка стен дома из клееного бруса практически исключена. Максимум за год они осядут на 1%. Для сравнения – строение из профилированного цельного аналога или оцилиндрованного бревна естественной влажности за аналогичное время усядет на 10–15%.

Высокая конструкционная прочность рассматриваемого пиломатериала обусловлена тем, что перед нанесением клея торцы ламелей фрезеруются. Склеиваемые поверхности приобретают зубчатый профиль, который гарантирует более прочное соединение отдельных досок на изгиб.

Сплачивание по высоте

При возведении деревянных стен и перегородок, кладку из цельного бруса естественной влажности усиливают нагелями, скобами или креплением «на муфту». Профбрус обладает повышенной адгезией, надежное сцепление венцов обеспечивает соединение «шип-паз».

Наиболее распространенной строительной операцией сплачивания по высоте является возведение стен. В качестве соединяющих элементов используют нагели диаметром 25-30 мм, один нагель скрепляет несколько венцов. Для фиксации кладки из профбруса, нагелей требуется в 2-3 раза меньше. Соединение на нагель надежно, сохраняет свои свойства на протяжении всего периода эксплуатации строения.

С помощью крепления «на муфту» предотвращают деформацию и образование трещин при высыхании пиломатериала, винтовая стяжка создает регулируемое вертикальное натяжение.

Установка конькового бруса

Рассмотрим, как крепить коньковые брусья. Они производятся только из качественного пиломатериала, что связано с важностью конструкции, которая должна выполнять функции длительной и надежной эксплуатации, нести нагрузку, быть безопасной для жильцов здания. Важно, чтобы прогон не делал вес крыши больше, иначе прочность конструкции будет под вопросом. Стропила же должны служить долго, выполняя возложенные функции. С этой целью для конькового бруса часто используется сосновый пиломатериал, сечение которого 20х20 см.

Читайте также:  Как крепить поликарбонат на двухскатную крышу

Крепление стропил к коньковому брусу подбирается в зависимости от типа здания: жилого или хозяйственного назначения. В зависимости от этого и будет подбираться материал конька, его сечение и размеры. Например, для бани обычно применяют хорошо просушенную лиственницу, которая отличается более тяжелым весом и прочностью к нагрузкам. Также лиственница отлично справляется с паром, задерживает тепло и держит черепицу. Жилые здания строят из сосны, поскольку крышу принято покрывать так называемой гибкой черепицей.

Лиственницу для изготовления бруса применяют, если дом будет покрываться тяжелой черепицей, для которой нужна прочная и крепкая строительная каркасная конструкция. Важно, чтобы стропила держали не только саму крышу, но и не становились лишним весом для стен. Они должны идеально держать прогоны, не прогибаться под ними.

Для того чтобы сделать стропилам центральную опору, нужно установить брус. Его концы будут упираться в параллельные несущие стены. Правильный монтаж такой конструкции требует вычисления таких данных, как:

  1. Среднегодовое количество осадков, которые выпадают в той или иной местности.
  2. Есть в регионе сильные ветры или нет.
  3. Проектная ширина дома.

Брус коньковый позволяет избежать таких процессов в строительстве дома, как забивание гвоздей, сверление дрелью. В результате чего можно избежать образования щелей, сохранить целостность бруса и обеспечить надежность всей системе стропил.

Двускатная крыша также требует применения конькового прогона, который впоследствии выполняет функции конька крыши. Для того чтобы построить жилой дом размером 6х6 м, рекомендуется брать прогон, сделанный из бревна или цельного бруса. Прогон будет опираться на 2 фронтона, и никаких опор не понадобится. Если же длина дома будет больше 6 м, тогда разрешается применять строительные фермы и составной коньковый прогон. Важно, чтобы брус лежал на наружных фронтонах.

Крепление конькового бруса проводится разными методами, что позволяет соединять брусья нужным образом. Главная цель каждого соединения — сделать конструкцию прочной и надежной. Современные технологии позволяют соединять брусья между собой так, чтобы не применять никакие дополнительные материалы для утепления. Если проектная документация составлена правильно, то дом получится не просто крепким, способным держать крышу, но и станет экологически чистым и надежным для жилья.

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:

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.

Читайте также:  Как самостоятельно построить кровлю деревянного дома

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.

От чего зависит выбор сечения балок.

Для того, чтобы не ошибиться с подбором арматуры и поперечных сечений для железобетонных балок, необходимо знать ряд особенностей.

Двутавровая балка с шириной стенки от 60 до 100 мм является самой практичной. Толщину стенки необходимо выбирать в зависимости от размещения арматурного каркаса, а также укладки и уплотнения бетона. У V-образных опорных элементовтолщина стенки постепенно увеличивается. Это свойство обеспечивает прочность конструкции, а также ее стойкость к образованию трещин. Для балок, имеющих длину 6 и 9 метров, может быть применено тавровое сечение.

Полезная информация! Чаще всего высота сечения ригелей в середине пролета составляет от 1/10 до 1/15 пролета. Если это двускатная балка – высота сечения в середине пролета определяется исходя из типовой высоты балки, составляющей 800 или 900 мм и уклона верхнего пояса.

Балки с различными видами сечений

Для обеспечения устойчивости при транспортировке и монтаже ширина верхней полки составляет от 1/50 до 1/6, то есть около 200 — 400 мм.

Ширину нижней полки выбирают в зависимости от прочности бетона при ее обжатии, от диаметра зажимов натяжных устройств и от длины балки, давящей на колонну.

Ширина нижней полки колеблется от 200 до 280 мм. Переход от вертикальной стенки к полкам осуществляется с помощью вутов, имеющих угол наклона 45°.

Решетчатые двускатные стропильные балки применяются при необходимости прохождения коммуникаций. Диаметр сечения таких балок составляет 200-280 мм.

  1. Двускатные балки изготавливают из бетона классов В25 — В40. В качестве основы используется арматурные прутья классов A-V и A-IV, канаты класса К-7 и высокопрочную проволоку класса Bp-II.
  2. Продольные стержни верхней полки и каркасы стенки изготавливают с помощью арматуры класса A-III.

В опорных частях ригелей устанавливают вертикально расположенные стержни и сетки, выполняющие роль дополнительной арматуры.

Железобетонная балка двускатная

При обжатии двускатных балок с двутавровым сечением в верхней полке могут образоваться многочисленные трещины. Для того, чтобы этого избежать, необходимо стропильные железобетонные балки армировать конструктивной напрягаемой арматурой в верхней части ригеля. При этом эксцентриситет усилия обжатия и растягивающее напряжение в верхней полке уменьшаются.

Нагрузка балки от собравшегося снега и собственного веса передается на опоры через ребра панелей.

Подбор как продольной, так и поперечной арматуры, расчет стойкости к возникновению прогибов и трещин производится для простого изгибаемого элемента прямоугольного, двутаврового или таврового профиля на всех стадиях работы.

Важно! При этом не стоит забывать о том, что опасное нормальнее сечение в двускатных балках отстоит на 0,35 — 0,4L от опоры, а не располагается в середине пролета. Если давящая нагрузка распределена равномерно, при уклоне верхней полки равном 1:12, опасное нормальное сечение находится на расстоянии 0,37L от опоры.

Если нагрузка на балки с параболическим криволинейным и параллельным очертанием верхнего пояса распределена равномерно, расчетное сечение будет расположено в середине пролета.

Как крепить брус между собой по ширине

Из брусового материала делают настилы мостов, укладывают полы в грузовых вагонах и промышленных зданиях, изготавливают щиты для укладки на фундамент и грунт. В отличие от половой рейки, брусовые конструкции сплачиваются без применения бокового соединения шип-паз, такой способ монтажа получил название «на гладкую фугу». Конструкции скрепляют строительными скобами, фиксируют уложенной по периметру обрезной доской 30-40 мм и гвоздями 100 мм, используют винтовую металлическую стяжку. Такое соединение позволяет

разбирать и собирать конструкции, делать временные настилы.

Как крепить брус между собой по ширине

Усиленные полы делают в складских помещениях, спортивных и развлекательных комплексах. Для сплачивания брусового пиломатериала в помещениях используют синтетический клей, при отделке интерьера применяют крепление бруса продольной шпонкой «ласточкин хвост».

СТРОПИЛЬНЫЕ НОГИ

В большинстве случаев стропильную систему выполняют из древесины, используя пиломатериалы хвойных пород не ниже 2 сорта, без пороков, с влажностью 18-22%. Древесину обязательно обрабатывают био- и огнезащитными составами, по возможности дважды – до и после установки стропил. Вторая обработка нужна, чтобы не осталось незащищенных участков, возникших в результате спилов, зарубов и т.п. Когда проект крыши предусматривает безопорные пролеты значительной длины, стропильную систему могут изготавливать полностью или частично из стальных элементов (двутавра, швеллера, уголка и др.), соединяемых сваркой.

Чаще всего поверх металлического каркаса устанавливают деревянные стропила, между которыми укладывают теплоизоляцию, чтобы исключить промерзание металлоконструкции. Слой утепления должен быть выполнен очень качественно, иначе возможно появление конденсата на каркасе, из-за чего металл начнет ржаветь. Во избежание тех же проблем нежелательно устанавливать металлический элемент так, чтобы он проходил из теплого жилого помещения на улицу. К недостаткам металлической стропильной системы можно отнести серьезный вес и сложность монтажа.

Читайте также:  Инструкция по утеплению крыши минватой своими руками

Еще один вариант устройства длинных безопорных пролетов – с помощью клееного бруса, LVL-бруса и других пиломатериалов, которые обладают высокой несущей способностью. Их минус – немалая цена.

СТРОПИЛЬНЫЕ НОГИ

Рассмотрим подробнее традиционную стропильную систему – из обычной древесины. Основной элемент системы – стропильные ноги (стропила), устанавливаемые вдоль ската. Нижняя часть ноги опирается на мауэрлат – деревянный брус (или бревно в случае срубовых сооружений), который устанавливают поверх наружной стены здания. Верхняя часть стропила опирается либо на коньковый прогон (брус), либо на конец стропильной ноги с противоположного ската. Если крыша неутепленная, поверх стропил набивают сплошную или шаговую обрешетку, а к ней крепят кровельный материал. Если же крыша утепленная, то к стропилам сначала фиксируют контробрешетку, и только затем обрешетку.

Стропильные системы бывают висячими или наслонными. В первом случае конструкция опирается только на две наружные стены, без промежуточных опор. При этом возникает значительное распирающее давление на стены, для уменьшения которого обычно предусматривают горизонтальные затяжки (ригели) – деревянные балки, соединяющие стропила с соседних скатов.

Затяжки устанавливают на расчетной высоте. Висячие стропила довольно сложно монтировать, поэтому проектировщики по возможности предусматривают наслонные системы. Для их устройства необходима одна или несколько внутренних несущих стен или опор. Тогда нижними концами стропильные ноги опираются на наружные стены, а в средней части – на внутренние стены или опоры, благодаря чему распирающее давление на наружные стены уменьшается. Нагрузка от средней части стропил передается на основание за счет вертикальных стоек и наклонных балок (подкосов), установленных поверх мощной горизонтальной балки, называемой лежнем.

Для усиления наслонной системы могут также применяться горизонтальные затяжки.

Самый распространенный материал для изготовления стропильной ноги длиной до 4 м – это доска сечением 50×200 мм.

Высота 200 мм выбрана во многом из соображений удобства сооружения мансардной крыши, ведь в средней полосе России требуемая толщина теплоизоляционного слоя, укладываемого в пространство между стропил, – как раз 200 мм. Стропильную ногу длиной более 4 м, как правило, выполняют из доски сечением 100×200 мм. В ендовах и хребтах, где происходит схождение двух скатов, устанавливают диагональную (накосную) стропильную ногу (к которой будут под углом примыкать основные стропила).

СТРОПИЛЬНЫЕ НОГИ

Накосной ноге приходится выдерживать серьезную нагрузку, поэтому обычно ее делают из доски увеличенного сечения (например, 150×250 мм), а также предусматривают под ней подпорную стойку. На рынке представлены доски длиной до 6 м. Если же нужны стропила большей длины, то чаще всего приходится сращивать две доски в единую балку.

Существуют разные способы сделать это. Часто практикуется метод «косого прируба»: концы стыкуемых досок подрезают под определенным углом, затем накладывают один на другой и жестко скрепляют болтом (диаметром, как правило, 12 мм) или дощатыми накладками по бокам от стропила, которые фиксируются гвоздями и 2-4 болтами (в результате каждый болт стягивает три элемента: две доски и находящуюся между ними ногу). Стропила монтируют с расчетным шагом. Обычно он составляет 580-590 мм, что обусловлено не только несущей способностью такой конструкции крыши, но и необходимостью жестко фиксировать между стропилами теплоизоляционные плиты, стандартная ширина которых – 600 мм. Чтобы плиты жестко держались, шаг стропил должен быть чуть меньше их ширины.

Сращивание внахлест

Это соединение делать проще, но при одном условии – позволяет суммарная длина двух досок, она должна быть больше длины стропильной ноги на величину нахлеста.

Сращивание внахлест

Сращивание стропил внахлест

Если у вас пиломатериалы низкого качества, то перед началом работ рекомендуется их разложить на ровной поверхности и сделать ревизию. Для длинных участков сращенных стропил выбирать ровные, а для отрезков использовать кривые. Хотя для стропильной системы настоятельно рекомендуется покупать только качественные материалы, это не тот архитектурный элемент здания, на котором можно экономить.

Сращивание внахлест

Ревизия пиломатериалов

Шаг 1. Выберите доски и положите их на возвышенность из брусьев. Если есть желание, то можно выровнять торцы при помощи циркулярной пилы, нет желания – не ровняйте. Состояние торцов никак не влияет на прочность сращивания внахлест.

Сращивание внахлест

Обрезаются торцы досок

Шаг 2. Положите доски друг на друга, подгоните длину стыка и общий размер стропилины.

Сращивание внахлест

Доски укладываются друг на друга

Практический совет. Доски должны лежать друг на друге строго параллельно. В связи с тем, что верхняя приподнимается над нижней на толщину материала, под ней и брусками следует класть подставки из отрезков. Толщина отрезков должна равняться толщине нижней доски.

Шаг 3. Выровняйте доски по одной из граней и саморезами временно скрепите их. Высверлите отверстия, ставьте шпильки, шайбы и затяните гайки.

Сращивание внахлест

Забиваются шпильки

Сращивание внахлест

Доски соединяются шпильками

Результат проделанной работы

Сращивание внахлест