Стропильная ферма – выбор схемы. Производство стропильных конструкций

Стропильная система для крыши из профильной трубы

Стропильные и подстропильные фермы – это жесткие конструкции, активно использующиеся при строительстве зданий. Применяются они при покрытии кровли и призваны защищать ее от снега, ветров, дождей и прочих внешних воздействий.

Основные требования к конструкции

  • Независимо от конкретного типа строительных материалов (дерево, наплавляемая кровля, металлочерепица, обычная черепица) перед началом отделочных работ должна быть возведена прочная строительная конструкция, основной задачей которой должно стать обеспечение устойчивости и надежности устраиваемой кровли.
  • Качественное выполнение конструкции, основными частями которой являются стропильные и подстропильные фермы, является гарантией того, что она выдержит все оказываемые на нее постоянные и временные нагрузки.
  • Основными требованиями к выбираемому материалу и конструкции стропильной фермы являются прочность, устойчивость и надежность.

Материалы для профильных труб

Для изготовления профильных труб, которые могут использоваться в конструкциях ферм, применяют различные металлы и сплавы:

  • в общем случае – углеродистые стали обыкновенного качества;
  • для ответственных конструкций – качественные углеродистые, низколегированные, реже – коррозионностойкие стали;
  • для эксплуатации в средах повышенной агрессивности – из углеродистой стали, покрытой защитным цинковым слоем (оцинкованной);
  • при необходимости создания легких ферменных конструкций – легкие и прочные сплавы на основе алюминия.

В продажу трубные изделия малых сечений поступают отрезками длиной до 6 м, больших – до 12 м. Толщину стенки и размер сечения выбирают, в зависимости от планируемых нагрузок:

  • для пролетов не более 4,5 м – 40х20 мм с толщиной стенки 2 мм;
  • 4,5-5,5 м – 40х40 мм с толщиной стенки 2 мм;
  • более 5,5 м – 40х40х3 мм или 60х30 со стенкой 2-3 мм.

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

Конструкция, работа и расчет шарнирного и жесткого примыкания стропильной фермы к колонне

Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной.

При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника). При таком решении возможно опирание ферм как на металлическую, так и на железобетонную колонну. Аналогично решается и узел опирания стропильной фермы на подстропильную.

Опорное давление фермы Fф передается с опорного фланца фермы через строганые или фрезерованные поверхности на опорную плиту колонны или опорный столик подстропильной фермы. Опорный фланец для четкости опирания выступает на 10-20 мм ниже фасовки опорного узла. Площадь торца фланца определяется из условия смятия (при наличии пригонки).

Верхний пояс фермы конструктивно на болтах грубой или нормальной точности прикрепляют к фасонке надколонника. Для того чтобы узел не мог воспринять усилия от опорного момента и обеспечивал шарнирность сопряжения, отверстия в фасовках делают на 5-6 мм больше диаметра болта.

Узел опирания фермы на колонну сверху(шарнирное сопряжение)

При жестком сопряжении стропильная ферма примыкает обычно к колонне сбоку.

Опорное давление Fф передается на опорный столик. Опорный столик делают из листа t=30. 40 мм при небольшом опорном давлении (Fф =M1/hОП воспринимаются узлами крепления верхнего и нижнего поясов. Последний дополнительно воспринимает усилие от распора рамы HР. В большинстве случаев опорный момент фермы имеет знак минус, и сила H1 как и HР, прижимает фланец узла нижнего пояса к колонне. Напряжения по поверхности контакта невелики и их можно не проверять. Если сила H=H1+HP отрывает фланец от колонны (при положительном знаке момента), то болты крепления фланца к колонне работают на растяжение и их прочность следует проверить с учетом внецентренного относительно центра болтового поля приложения усилия.

Швы крепления фланца к фасонке воспринимают опорную реакцию фермы Fф и внецентренно приложенную силу H (центр шва не совпадает с осью нижнего пояса). Под действием этих усилий угловые швы работают на срез в двух направлениях.

Если линия действия силы H1, не проходит через центр фланца, то швы и болты рассчитывают с учетом эксцентриситета.

В случае действия больших опорных моментов и при необходимости повышения жесткости узла сопряжения ригеля с колонной целесообразно выполнить соединение верхнего пояса с колонной на сварке.

При жестком сопряжении стропильных ферм с колоннами (опирание сбоку) для удобства монтажа целесообразно применить подстропильные фермы с нисходящим опорным раскосом (при другом решении ферму трудно завести между полками колонны). Опорное давление подстропильной фермы передается через строганый терец из столик, приваренный к стенке колонны. Фланец опорного узла прикрепляют к стенке колонны болтами нормальной точности. Нижний пояс подстропильной фермы делают укороченным (чтобы его не нужно было заводить внутрь колонны) и крепят накладкой к pебpy колонны.

Современный подход

В противовес такому подходу проектировщики стропильных ферм поставили перед собой задачу по другому: минимизировать насколько это возможно материальную составляющую стропильной системы без ущерба ее прочностных характеристик.

В процессе решения этой задачи конструктора нашли новые подходы и в самом проектировании стропильных ферм, и в технологии их изготовления.

Строение такой системы следующее:

Система стропильных ферм состоит из ребер, размещенных с расчетным шагом (1,5–3,5 м). Ребра устанавливаются на мауэрлат и крепятся в единую кровельную систему с помощью прогонов. Дополнительную жесткость скату кровли предают ветровые связи.

Каждое ребро или ферма состоят из поясов и диагоналей одинаковой толщины, скрепленных между собой металлозубчастыми пластинами. (На рисунке справа: 1 — нижний пояс фермы, 2 — мауэрлат, 3 — связи).

Читайте также:
Устройство и конструкция инверсионной кровли

Грамотно расчитаное расположение диагоналей обеспечивает равномерную жесткость всей конструкции.

Теперь перечислим принципиально новые конструктивные свойства стропильных ферм, которые позволили уменьшить обьем дерева.

  1. Диагонали фермы равномерно распределяют силы растяжения и сжатия, другие нагрузки по всей конструкции, а не передают эту нагрузку какому-то одному элементу. Это позволяет отказаться от многих дополнительных усиливающих элементов.
  2. В традиционном подходе конструкторы рассчитывают перекрытия отдельно, а кровлю отдельно. При чем, перекрытие нужно спроектировать такое, которые выдержит и нагрузку стропильной системы с кровлей, и все внешние нагрузки (ветровые, снеговые, проч.). А фермы проектируются как единое целое с перекрытиями. Перекрытием дома является основание фермы. Это позволяет отказаться от дерева, которое необходимо для устройства классических перекрытий.
  3. Жесткость конструкции ферм обеспечивают специальные металлозубчатые пластины, которые скрепляют все деревянные элементы, и точная геометрия всех деревянных элементов, которая достигается с помощью специального оборудования. Эти две важнейшие составляющие, также, позволяют выполнить фермы достаточно тонкими по сравнению с элементами традиционной стропильной системы, уменьшить объем требуемой древесины.

Стропильные фермы позволяют сэкономить от 20% древесины, необходимой для стропильной системы каркасного дома.

Кроме данных конструктивных особенностей фермы дают вам и следующие преимущества, которые позитивно сказываются на их стоимости:

  • производство и монтаж ферм занимает меньше времени, чем возведения стропильной системы благодаря меньшему объему ручного труда.
  • для их монтажа потребуется меньше рабочих.

Какие бывают и где применяются стропильные фермы


Основной задачей при возведении кровли любой конфигурации и вида является максимальное обеспечение защиты здания от негативного воздействия внешних факторов. Этого можно достичь посредством использования стропильных ферм на основе дерева или металла.

Основные требования к конструкции

  • Независимо от конкретного типа строительных материалов (дерево, наплавляемая кровля, металлочерепица, обычная черепица) перед началом отделочных работ должна быть возведена прочная строительная конструкция, основной задачей которой должно стать обеспечение устойчивости и надежности устраиваемой кровли.
  • Качественное выполнение конструкции, основными частями которой являются стропильные и подстропильные фермы, является гарантией того, что она выдержит все оказываемые на нее постоянные и временные нагрузки.
  • Основными требованиями к выбираемому материалу и конструкции стропильной фермы являются прочность, устойчивость и надежность.

Конструктивные особенности стропильных ферм

В определение “стропильная ферма” входит ряд конструктивных элементов: раскосов, стоек, обрешеток. Подобная жесткая конструкция в результате сборки будет обеспечивать скелет кровли.

Под этим определением подразумеваются жесткие конструкции, применяемые при устройстве скатных крыш.

Задачей ферм является передача общей нагрузки, которая оказывается на крышу, на стены здания. Материалом для изготовления ферм в основном служит дерево, но возможны также альтернативные варианты.

Основой для создания деревянных конструкций являются доски, лес-кругляк, брус.

Полезная информация о том, какие бывают виды крыш деревянных домов.

Всё о видах герметиков для металлической кровли вы найдете в отдельной статье.

Отдельные элементы соединяются методом врубки. В том случае, когда детали сделаны из досок, в ход идут болты, гвозди, зубчатые кольцевые шпонки.

При возведении больших по площади зданий, когда длина пролета оказывается больше 16 метров, при строительстве используются фермы с растянутыми стойками на основе металла.

В случае использования растянутых деревянных стоек надежное крепление узлов является достаточно сложной задачей, а при использовании металлических элементов сделать это легко.

Сборка деревянных ферм – процесс достаточно трудоемкий. При использовании ферм комбинированного типа (с деревянными и металлическими деталями) сделать это можно гораздо быстрее.

При возведении жилых зданий редко применяют вариант кровельной конструкции с открытыми фермами. В основном они закрываются при помощи потолочных перекрытий. В сфере строительства зданий промышленного назначения открытые фермы являются довольно популярным вариантом устройства кровли.

В качестве главных элементов могут использоваться также балки. Стропильные балки на основе железобетона являются подстропильными конструкциями, перекрывающими шаги колонн длиной 12, 18 метров. Подобные элементы при этом являются промежуточными опорами.

Виды стропильных ферм

Выбирая конструкцию и материал для создания кровельного скелета, необходимо учитывать, на основе какого материала построены стены. Опорами для несущих конструкций могут являться железобетонные, металлические колонны, кирпичные стены или подстропильные фермы.

Особенности ферм дают возможность их классификации в соответствии со следующими признаками:

  • очертанием поясов;
  • конструктивным оформлением;
  • статической схемой;
  • типом решетки.

Самым значимым критерием для разделения ферм на отдельные виды является очертание поясов. Оно определяется конструкцией кровли, размерами перекрываемого пролета, величиной оказываемой нагрузки. В основном выбор кровельного материала зависит от уклона верхнего пояса.

  • С области промышленного строительства при устройстве кровель плоского типа используются стропильные фермы с параллельными поясами.
  • В случае использования в качестве кровельного материала асбестоцементных или стальных листов устраивается трапециевидная разновидность несущих конструкций.
  • В сфере гражданского строительства наиболее популярными являются остовы треугольной формы.
  • При любой разновидности очертаний применяют разные системы решеток. При устройстве ферм с параллельными поясами или трапециевидной формы оптимальным вариантом является решетка треугольной формы, укрепленная посредством устройства дополнительных стоек.
  • Помимо этого типа, широкое распространение получили разрезная балочная схема или решетки со шпренгелями.

По признаку конструктивного оформления фермы делятся на следующие виды:

  • легкие, или одностенные — отличаются наличием одной фасонки в узлах;
  • тяжелые, или двустенные – их особенностью является наличие в узлах двух фасонных листов.

При возведении зданий со значительной длиной пролета (сборочных цехов, ангаров) применяются тяжелые конструкции. В подобных строениях промышленного назначения скелет выполняет функции ригелей рамных систем.

В соответствии с материалом изготовления стропильные фермы бывают:

  • деревянными;
  • металлическими;
  • смешанными (или комбинированными).

Выбор формы

Чтобы правильно выбрать форму конструкции, необходимо обращать внимание на следующие важные моменты:

  • материал, используемый в качестве кровельного покрытия;
  • величина угла уклона крыши;
  • наличие перекрытий потолка;
  • специфика конкретного типа соединения деталей стропильных ферм.

К примеру, в случае возведения кровли плоского типа, покрытием для которого служат рулонные битумные материалы, наилучшим вариантом стропильной фермы являются прямоугольная или трапециевидная конструкция.

При величине угла уклона более 12 градусов и в случае тяжелых покрытий оптимальным выбором являются фермы треугольной конфигурации.

Расчет высоты стропильной фермы проводится с использованием формулы, соответствующей выбранной форме конструкции:

  • Для треугольного варианта: 1/5 х L. Латинской буквой обозначена длина пролета.
  • Для прямоугольной конструкции: 1/6 х L.

При возведении частных жилых домов самой часто используемой является стропильная ферма треугольной конфигурации. Для устройства кровель с одним или двумя скатами с разными углами уклона применяются самые разные комбинации со стропилами наклонного типа, устраиваются деревянные или металлические стропильные фермы.

Устойчивость ферм повышается посредством устройства дополнительных связок для верхнего и нижнего поясов. Изготовление подобных связок осуществляется главным образом на основе досок.

В случае возведения кровли с двумя скатами рациональным выбором является разновидность фермы со стропилами висячего типа.

Советы по выбору материала для стропильной фермы

Самым главным моментом выбора стропильной конструкции является подбор строительного материала, который может обеспечить требуемую степень прочности, жесткости, надежности. Значение имеет и ценовая категория, к которой относится материал.

Читайте также:
Утепление ворот гаража изнутри

Деревянные фермы

Стропильные фермы на основе дерева являются наиболее популярным вариантом, который соответствует большинству предъявляемых к конструкции требований.

Их применяют в следующих случаях:

  • при устройстве кровель мансардного типа;
  • при возведении коммерческих, сельскохозяйственных, спортивных, промышленных объектов;
  • во время восстановления плоских кровель сооружений разного назначения;

Основными достоинствами деревянных стропильных ферм по отношению к другим разновидностям таких конструкций являются:

  • простота процесса производства и его автоматизированность;
  • короткие сроки выполнения работ по проектированию;
  • легкость осуществления монтажа (благодаря наличию готовых элементов конструкции);
  • широкая перспектива реализации самых необычных дизайнерских решений в плане формы, конфигурации и т.д.;
  • сравнительно небольшой вес;
  • возможность применения в случае пролетов больших размеров (наибольшая длина может составлять 18 м);
  • возможность утепления и простота его осуществления;
  • отличные эксплуатационные качества и технологические характеристики;
  • принадлежность к первой категории пожаробезопасности (материал проходит соответствующую обработку в заводских условиях);
  • соответствие требованиям экологической безопасности.

В случае выбора конструкций на основе дерева необходимо обращать внимание на качественное проведение обработки материала антисептическими и антипиретическими составами, обеспечивающими защиту конструкции от разрушительного воздействия гнили, грибов, насекомых и от огня.

Специфика металлических стропильных ферм

Для обеспечения повышенной жесткости применяют стропильные системы на основе металла. Этот вариант максимально подходит при устройстве стропильных ферм значительной длины (более 10 м). В таких случаях из стали изготавливаются не только стропила, но также брус мауэрлата и коньковые опоры. Укладка производится не с помощью деревянной соединительной детали, а посредством швеллера. Для крепления стропильных ног используются приваренные уголки.

Основными преимуществами стальных стропильных ферм являются:

  • повышенный уровень прочности;
  • стойкость;
  • неподверженность разрушению и гниению;
  • значительный срок службы;
  • удобство применения при необходимости перекрытия сооружений большой площади и высоты.

Следует указать также недостатки металлических ферм:

  • значительный вес создаваемой конструкции;
  • применение специальной техники для подъема конструкции на требуемую высоту;
  • неустойчивость материала и высокая вероятность его деформации в условиях высокого температурного фона;
  • дороговизна.

Стальные стропильные фермы бывают трех типов:

  • спараллельными поясами;
  • треугольные;
  • полигональные.

При планировании мягкой кровли оптимально подходят фермы с параллельными поясами или полигональные. В случае применения листовых материалов лучше выбрать треугольные конструкции.

Промышленность выпускает стропильные фермы унифицированных размеров, которые рассчитаны на пролеты, длина которых составляет 18, 24, 30 и 36 метров.

Для изготовления поясов и решеток ферм в большинстве случаев применяются уголки, а скрепление отдельных элементов осуществляется посредством сварки. Наиболее рациональной считаются конструкции, для изготовления поясов которых были использованы тавровые широкополочные балки. Процесс изготовления подобных конструкций довольно простой, к тому же на них уходит меньше материала, но надежность и прочность конструкции от этого не страдают.

Отличительной особенностью стальной подстропильной фермы от стропильной является наличие параллельного пояса. Их выпускают в аналогичных унифицированных размерах.

Во время строительства частных домов во многих случаях используются стальные стропильные фермы, материалом для которых служит профильная труба. По сравнению с фермами на основе уголков, швеллеров или тавра подобные конструкции обладают меньшим весом.

Такие конструкции могут собираться прямо на строительной площадке. При этом используется сварочный аппарат.

Фермы изготавливаются на основе гнутых или горячекатаных профильных труб. При этом используется сталь толщиной от полутора до пяти миллиметров. Сечение профиля трубы может быть квадратным или прямоугольным.

В настоящее время в строительстве нередко применяют также железобетонные стропильные фермы. Они представляют собой очень прочные решетчатые конструкции для перекрытия значительных по длине пролетов.

Подобные фермы целесообразно монтировать на кровлях одноэтажных строений, покрытие которых испытывает очень большие нагрузки.

Расчет нагрузок

Во время возведения системы стропил важным моментом является не только правильный выбор формы конструкции и материала изготовления, но и корректный расчет возможных нагрузок.

Они бывают трех видов:

  • постоянные: общий вес кровельного пирога;
  • временные: вес снежного пласта, находящихся на кровле людей, сила порывов ветра;
  • особые – к этой категории относится сейсмическая нагрузка.

Стропильная система на основе ферм и балок является несущей конструкцией, в состав которой входят многие элементы. Вне зависимости от конкретной конструкции и формы это сложный в технологическом плане процесс, главным этапом которого является этап проектирования. Именно в это время проводятся расчеты, от правильности которых зависит безопасность всей конструкции в течение всего эксплуатационного периода. Такой расчет состоит из сложных вычислений, осуществление которых требует наличия профессиональных знаний.

Как выглядит конструкция двухскатной мансардной крыши можно посмотреть на нашем сайте.

Об особенностях устройства ломанной крыши ищите информацию здесь.

Монтаж

В качестве примера ниже описан наиболее простой процесс монтажа стропильных конструкций при возведении односкатной кровли.

  • Сначала в соответствии с приведенной формулой рассчитывается величина перепада стен:
    Ш х tgL

Буквой Ш обозначено расстояние между двумя опорными стенами, а tgL– это тангенс угла уклона кровли.

  • После этого заготавливается необходимое количество деревянных стропил, предварительно обработанных антисептическими составами.
  • Следующим шагом является установка мауэрлата. Балка по толщине должна соответствовать величине толщины стен. Ее необходимо прикрепить по возможности более жестко и провести качественную гидроизоляцию. В процессе монтажа опорной балки надо следить за соблюдением строго горизонтального расположения.
  • После окончания монтажа мауэрлата на нем должны быть обозначены точки установки стропильных ног и вырезаны выемки для них.
  • Заранее подготовленные фермы укладываются таким образом, чтобы они выступали на поверхность опорной балки на 30 см. Закрепление осуществляется с помощью болтов и скоб.
  • Процесс завершается установкой подпорок и монтажом обрешетки. В тех случаях, когда стропильные ноги имеют длину более 4,5 м, подпоры являются обязательным элементом. Поверх смонтированных стропил устраиваются планки обрешетки.

ВЫВОДЫ:

  • Использование стропильных ферм на основе дерева или металла обеспечивает защиту здания от внешних воздействий.
  • Основными требованиями к выбираемому материалу и конструкции стропильной фермы являются прочность, устойчивость и надежность.
  • Задачей ферм является передача общей нагрузки, которая оказывается на крышу, на стены здания.
  • Фермы классифицируются по очертанию поясов, конструктивному оформлению, статической схеме, типу решетки.
  • Различают фермы с параллельными поясами, трапециевидные, треугольные.
  • Стропильные фермы выполняются из дерева или металла. Возможны также комбинированные варианты.
  • Устойчивость ферм повышается посредством устройства дополнительных связок для верхнего и нижнего поясов на основе досок.
  • При возведении системы стропил важным моментом является корректный расчет возможных нагрузок.

Подробнее о стропильной системе вальмовой крыши смотрите в видеосюжете.

Стропильная ферма своими руками – скандинавская технология

Все фото из статьи

Несмотря на то, что в арсенале строителей помимо дерева есть немало других строительных материалов (бетон, металл), древесина продолжает пользоваться популярностью. Причины этого кроются в ее доступности, легкости обработки и достаточно высокой прочности. Причем с помощью дерева можно перекрывать даже достаточно большие пролеты – деревянные фермы для крыши позволяют без проблем перекрыть пролет около 30 м.


Основа для крыши

Читайте также:
Чем удалить силиконовый герметик с ванны, кафеля, душевой кабины?

Разнообразие видов конструкций

Деревянные стропильные фермы долгие годы пользуются заслуженной популярностью. Экологически чистый материал отличается лёгкостью, прочностью и относительной дешевизной, а выполнение технологии возведения позволяет получить долговечный и качественный каркас. Кроме того, есть возможность выбрать конструкцию, которая будет сочетать в себе внешнюю эстетику и функциональность.

Сегодня существует два основных вида стропильных деревянных ферм, которые имеют конструктивные отличия:

Фермы на основе наслонных стропил.

Деревянные наслонные стропила относятся к категории распорных конструкций, которые используются при обустройстве перекрытий пролётов и обладают незначительными размерами. Наличие средней несущей стены позволяет установить стропильную ферму такого вида при длине перекрытия пролёта не более восемнадцати метров.

Смонтированная при таких условиях ферма обладает необходимым запасом конструкционной прочности и устойчивости, что позволяет беспроблемно выдержать не только снеговую и ветровую нагрузки, но и вес самой кровли.

Конструкции стропильных ферм

Фермы на основе висячих стропил

Висячая стропильная конструкция представляет собой систему, которая состоит из нескольких стропил и обладает узлами, соединёнными при помощи врубки или гвоздей.

Она имеет несколько вариантов исполнения. Они могут быть симметричными и несимметричными, а также двускатными или односкатными. Такие фермы базируются на наличии пары стропильных ног, объединённых посредством затяжки, которая позволяет нейтрализовать все образующиеся в процессе эксплуатации распорные силы.

При оформлении кровли с длиной более восемнадцати метров необходима установка ригелей, которые повышают жёсткость, и снижают прогиб стропильных ног. Для сборки применяется метод врубки или крепление посредством металлических скоб.

Материалы для того чтобы

Стропильные фермы по материалу, задействованному для их производства, разделяют на:

  • древесные;
  • сварные металлические или собранные при помощи болтовых соединений;
  • монолитные железобетонные.

При подборе материала для того чтобы учитывают и назначение постройки, и нагрузки, какие будет обязана держать крыша. Помимо указанных выше нагрузок, это тоже может быть следующее оборудование: батареи которые работают от солнца, водяные баки, вентиляционные камеры.

Древесная ферма для кровли – самый популярный вариант. В зданиях, выстроенных из брусков или бревен, мауэрлатом является верхний венец. Если стенки дома построены из кирпича, блоков из пенобетона – древесные стропильные фермы опирают на брусок, установленый с внутренней поверхностью стены заподлицо. с наружной стороны его отгораживают добавочными рядами кладки из кирпича. Под брусок кладут материал для гидроизоляции, каким послужит в два раза сложенный рубероид.

Древесные стропильные фермы делаются из кругляка, брусков или дощечек

Стропильные конструкции из древесины обычны в производстве и монтаже, они очень легко поддаются подгонке на точке установки: если необходимо их очень легко уменьшить, нарастить или подтесать. Сделать можно их на площадке где проходит строительство или на деревообрабатывающем предприятии. В последнем варианте для изготовления применяют МЗП – металлические зубчатые пластины. Для защиты древесины стропилины обрабатывают дезинфицирующими продуктами и антипиренами, что существенно увеличивает рабочий срок всей кровельной конструкции.

Иной вариант производства подразумевает соединение деталей способом «шип-паз», а еще при помощи скобок, гвоздей, хомутов и болтов. По мере засыхания древесины такие крепежи становятся слабее, и поэтому нужно иногда выполнять проверку состояния системы стропил и ее укрепление.

3-ий вариант – соединение элементов из дерева при помощи шурупов и стальных фасонных деталей. При помощи угловых элементов для профилей можно в сжатые сроки и без больших усилий сделать любую систему.

Монолитные стропильные конструкции из бетона и железа применяются при сооружении больших объектов

Железобетонные стропильные балки совсем не подлежат отделке. Также, монтаж крыши на подобных материалах сделать намного тяжелее, чем на древесных стропилинах. Вследствие этого, железобетонные стропильные фермы и стальные стропильные фермы применяют при сооружении больших ремонтных построек: больших кирпичных или монолитных железобетонных домов. Хорошим свойством такой крыши считается ее долговечность и высокая прочность.

Железные стропильные фермы, в отличии от сделанных из дерева, очень тяжело «приладить» прямо на месте: нужно использование инструмента для резки металла, сварки.

Стропильные конструкции из профиля из цинка собираются в условиях завода

Для производства конструкций из стали есть два варианта. Первый – заводской: профильные компании делают их из оцинкованного тонкостенного проката, имеющего С и Z-образное сечение. Если сравнивать с чёрным прокатом подобные профили намного более лёгкие, что предоставляет возможность сделать монтаж при помощи маломощной техники для подъема грузов, а иногда даже ручным вариантом. Детали таких стропильных ферм соединяют с помощью шурупов, потому что сварка приводит к порче слоя для защиты из цинка. Сборку можно выполнять в условиях завода, после этого нужно доставить систему на участок и установить при помощи техники для подъема грузов или специализированных механизмов.

С помощью сварки можно делать конструкции из простого чёрного проката. Для защиты от ржавчины его нужно отделать ортофосфорной кислотой и покрывать атмосферостойкой эмалью. Для производства железных стропильных конструкций используются балки двутавровые, уголки и швеллеры.

Классификация стропильных ферм

При выборе конструкции и материала для стропил учитывается материал стен. Опоры для стропильных ферм могут быть представлены железобетонными или металлическими типами колонн, а также стенами из кирпича и подстропильными фермами.

Конструктивные особенности обуславливают классификацию таких конструкций на основе следующих признаков:

  • очертание поясов;
  • конструктивное оформление;
  • статическая схема;
  • тип решётки.

Варианты конструкции деревянных ферм

Самый значимый критерий, на основании которого производится разделение ферм на различные типы, представлен очертанием поясов, что обуславливается не только различными кровельными конструкциями и параметрами перекрываемых пролётов, но и величиной нагрузки.

Область промышленного строительства характеризуется обустройством кровель плоского вида и применением стропильных ферм с параллельным вариантом поясов. Оптимальным вариантом под кровельный материал из асбестоцемента или стали является трапециевидные разновидности несущих конструкций. В области жилого домостроения наиболее востребовано использование стропильных ферм с треугольной формой.

Любая разновидность требует применения оптимального варианта системы решёток. Обустройство ферм с наличием параллельных поясов или обладающих трапециевидной формой нуждается в выполнении решётки треугольной формы с укреплением дополнительными стойками. Кроме того, довольно популярны разрезной тип балочной схемы или решётки, оснащённые шпренгелями.

Определение скатной крыши

Крышей здания принято называть верхнюю конструкцию возведенного строения, которая выполняет следующие функции:

  1. защиту здания от неблагоприятных погодных условий;
  2. теплоизоляцию верхней части здания;
  3. восприятие нагрузок от выпавших осадков и ветрового воздействия.

Крыши могут быть плоскими или наклонными. В условиях российского климата, которому присущи частые дожди и обильные снегопады, крыши жилых зданий в частном домостроении принято делать наклонными, чтобы воспрепятствовать накоплению воды на крыше и возможному ее протеканию. Наклонные плоскости, формообразующие конструкцию крыши, называют скатами. Соответственно, такие крыши называют скатными.

Устройство и узлы деревянных ферм

Основной задачей для качественного закрепления любых узлов в стропильной ферме является надёжная фиксация стыков двух и более брусьев. В стандартных условиях используются следующие варианты крепления узлов в стропильных фермах:

  • узлы соединений ног с мауэрлатом;
  • узлы соединений ног с элементами деревянной фермы при необходимости увеличить жёсткость и прочность конструкций;
  • узлы соединений стропил с целью их удлинения.
Читайте также:
Чёрный натяжной потолок в зале

Кроме того, в зависимости от способа соединения есть возможность получить жёсткое или скользящее крепление. Следует помнить, что жёсткое крепление требует внимательного подхода. Погодные условия могут спровоцировать расширение или сжимание древесины, что опасно образованием деформационных изменений несущих стен.

Жёсткие узлы соединений

  • врубка на стропильной ноге. Глубина врубки не должна превышать треть по высоте доски, а стропила должны упираться в мауэрлат и фиксироваться парой гвоздей под углом и одним крепежом, вбитым вертикально.
  • выполнение нашивки подпорных брусов на стропильные ноги. Подшивка метрового бруска к стропильной ноге с упором в мауэрлат и боковым закреплением посредством металлических уголков.

Скользящие узлы соединений

Скользящее соединение узлов применяется для конструкций наслонных стропил. Висячий тип стропил обладает упором на коньковый прогон, а несущие стены не испытывают распорных нагрузок. Именно по этой причине такая стропильная система не нуждается в скользящем закреплении узлов.

Комбинированные системы ↑

В некоторых случаях для повышения жесткости и стабилизации геометрических параметров стропильных конструкций из дерева на определенных участках используют элементы из металла. Это важно, например, для изготовления опор под коньковые прогоны, испытывающие наибольшие нагрузки. Пролеты между деталями из металла также часто заменяют на деревянные детали. Такие комбинации позволяют получить конструкцию, прочность которой гораздо выше деревянной, кроме того, это дает возможность использовать деревянные стропила для создания безраспорно-наслонной системы.

Однако, в данном случае необходимо либо хорошо изолировать металл от дерева, либо периодически обрабатывать деревянные детали противогнилостными средствами. На поверхности металлических деталей при отрицательной температуре воздуха появляется конденсат, который является причиной порчи древесины.


При использовании комбинированных систем необходимо изолировать древесину от металла при помощи рубероида

Качественное изготовление стропил имеет очень большое значение для безопасности дома и его надежной защиты от непогоды. Эта работа требует теоретической подготовки и серьезных практических навыков. Кроме того, это тяжелая, ответственная и опасная работа, связанная с подъемом и монтажом тяжелых грузов на высоте. Правильным решением будет привлечение для установки стропильных ферм специалистов, обладающих достаточным опытом.

Как правильно произвести расчёт

Непосредственно перед расчётом следует определиться с эксплуатационными нагрузками:

  • постоянными, включающими суммарный вес предполагаемого кровельного покрытия, кровельного пирога и обрешётки;
  • переменными, зависящими от погодных и других условий;
  • особыми, предполагающими установку любого оборудования на кровле.

Основные этапы расчётов производятся с учётом следующих правил:

  • расчёт нагрузок выполняется на каждый квадратный метр монтируемой кровли;
  • для расчёта деревянных стропильных ферм необходимо учитывать тип и породу древесины;
  • параметры сечения и размеров стропильной конструкции зависят от угла кровельного уклона и размеров строения;
  • следует учитывать разницу в расчётах для наслонных и висячих стропильных систем.

Самой простой деревянной стропильной фермой является конструкция, базирующаяся на соединении треугольником боковых сегментов и основания. Для пролётов более шести метров конструкцию требуется усилить посредством подкосов и стоек. Их количество, а также параметры сечения и место монтажа также следует учитывать при расчётах.

Для получения качественных расчётов с минимальным уровнем погрешности рекомендуется использовать специальные компьютерные программ.

Монтаж

В качестве примера ниже описан наиболее простой процесс монтажа стропильных конструкций при возведении односкатной кровли.

  • Сначала в соответствии с приведенной формулой рассчитывается величина перепада стен: Ш х tgL

Буквой Ш обозначено расстояние между двумя опорными стенами, а tgL– это тангенс угла уклона кровли.

  • После этого заготавливается необходимое количество деревянных стропил, предварительно обработанных антисептическими составами.
  • Следующим шагом является установка мауэрлата. Балка по толщине должна соответствовать величине толщины стен. Ее необходимо прикрепить по возможности более жестко и провести качественную гидроизоляцию. В процессе монтажа опорной балки надо следить за соблюдением строго горизонтального расположения.
  • После окончания монтажа мауэрлата на нем должны быть обозначены точки установки стропильных ног и вырезаны выемки для них.
  • Заранее подготовленные фермы укладываются таким образом, чтобы они выступали на поверхность опорной балки на 30 см. Закрепление осуществляется с помощью болтов и скоб.
  • Процесс завершается установкой подпорок и монтажом обрешетки. В тех случаях, когда стропильные ноги имеют длину более 4,5 м, подпоры являются обязательным элементом. Поверх смонтированных стропил устраиваются планки обрешетки.

Изготовление своими руками

Чтобы правильно изготовить, необходимо обратить особое внимание на разметку стропил. Все без исключения детали будущей кровельной конструкции изготавливаются на земле, для удобства формирования фермы целесообразно использовать специальные козлы.

Стропильные фермы рекомендуется предварительно собирать «наживую». Это правило в первую очередь касается торцевых ферм. Готовая конструкция должна устанавливаться параллельно устанавливаемой стене и иметь строго вертикальное положение. Правильность сборки и установки проверяется временным креплением и натягиванием шнура от нижнего угла каждой фермы к вершине противоположной конструкции.

Из чего делать стропила?


Из чего делать стропила


Узел крепления к балке
Чаще всего стропила изготавливаются из хвойной древесины. Это сравнительно недорогой, достаточно прочный и простой в обработке материал

В случае самостоятельного изготовления стропил лучше всего использовать брус сечением 10х10 либо 15х15 см.

Также при выборе древесины нужно обращать внимание на ее влажность. Максимально допустимый показатель – 20%. При более высоких значениях материал даст усадку, что приведет к нарушению конфигурации всей кровельной системы.

Стропильная ферма – выбор схемы. Производство стропильных конструкций

Всё о водопроводе и канализации

Насосные станции и очистные сооружения

Канализационные

Водопроводные

Пожарные

Завод Адмирал производит комплектные насосные станции для нужд водоснабжения, пожаротушения и канализации.
Сайт завода Адмирал: admiral-omsk.ru

Стропила крыши: какими должны быть, выбор и монтаж

Крыша – один из главных конструктивных элементов любого строения. Она выполняет не менее важные функции, чем фундамент и стены. Основная ее задача – защита от осадков и ветра всей строительной конструкции здания. Качественная крыша обеспечивает сохранение тепла в помещениях, защищает конструктивные элементы от отрицательного воздействия влаги и ветра. Один из наиболее распространенных видов крыши здания – крыша на основе стропильной конструкции. Применяется данная конфигурация и методика устройства крыши в основном в малоэтажном строительстве. Материал статьи расскажет об основных видах и устройстве стропильных схем и систем, о составных элементах (прежде всего о стропилах) крыш такого вида, о процессе монтажа конструкций.

Содержание

Основное назначение стропильной системы

Главное назначение стропильной системы – основная несущая конструкция, каркас крыши здания, включающей в себя различные элементы изоляции, материалы покрытий. Стропильная система формирует внешний облик крыши, ее форму и углы наклонов конструктивных элементов (прежде всего скатов). Крыша, построенная на основе стропильной системы, является одновременно украшением строения. Конфигурация и уклоны скатов складывают эстетику вида общей конструкции крыши со стропилами. Эти элементы (конфигурация и уклоны) зависят от некоторых факторов:

  • Видов, плотности и частоты осадков в данной климатической зоне;
  • Розы ветров, силы и направления ветров;
  • Назначение свободного пространства крыши – жилое или нежилое помещение;
  • Качеств и видов применяемых при строительстве материалов.
Читайте также:
Устройство ендовы крыши из металлочерепицы: монтаж

Общая конструкция стропильной системы

Для различных видов стропильных устройств имеется много специальных конструктивных элементов. Но общее устройство, основная конструкция и ее главные элементы одинаковы для всех разновидностей и типов стропильных конструкций:

  • Стропила, фермы из стропил, образующие несущую конструкцию и основание скатов крыши;
  • Конек – верхний стык скатов, место соединения и крепления стропильных пар. Является верхней горизонталью устройства крыши. Стропильные части ферм крепятся к прогону конька или сшиваются между собой с применением крепежных материалов высокой прочности;
  • Мауэрлат – боковая несущая конструкция стропильной системы, служит опорой и основанием для нижнего элемента стропил. Мауэрлат крепится к стенам здания. Мауэрлат фактически выступает в роли фундамента всей стропильной системы;
  • Опорные элементы, выполняющие функцию связи элементов стропильной системы в единую конструкцию и придание ей необходимой жесткости (лежаки, стойки, стяжки, ригели, нагели, подкосы, затяжки и другие);
  • Обрешетка – служит верхним покрытием скатов, основанием для укладки и закрепления слоев изоляции (тепловой и влагонепроницаемой) и материалов покрытий крыши.

Материалы, применяемые при изготовлении стропильных конструкций

Главным материалом для изготовления элементов стропильной системы служит древесина (чаще хвойных пород). Она отличается прочностью и небольшим весом. Для обеспечения продолжительного срока службы ее обрабатывают составами, предотвращающими появление насекомых. Также необходима обработка составом для защиты от огня. В случае значительного веса конструкции крыши для создания стропильной системы применяют металлические балки или железобетонные изделия.

Сочетание металлических и деревянных элементов в конструкции стропильной системы нежелательно. На поверхности металла влага воздуха выпадает в конденсат и попадая на деревянные поверхности, способствует их гниению.

При применении металлических и железобетонных элементов стропильной системы приходится пересматривать конструкцию фундамента и стен здания в сторону увеличения их несущей способности из-за большого веса крыши.

Базовые схемы стропильных систем

Выделяют две базовых схемы стропильных систем (другие служат их комбинациями):

  • Висячие стропила;
  • Наслонные стропила.

Выбор схемы зависит от свойств применяемого материала и назначения внутреннего пространства крыши. Висячие стропила опираются на стены наружного каркаса здания, передавая горизонтальное усилие на вертикальные конструкции стен. Дополнительные стойки при этом не монтируются. Такой вид стропильной системы чаще используется при строительстве мансарды – образуется свободное пространство внутри крыши. Его можно использовать в различных целях.

Наслонная схема состоит из стропильных ног, опирающихся нижними частями на конструкцию наружных стен, а местами соединений (верхними частями) на конструкцию внутренних стен или несущих столбов (с помощью опорных столбов).

Часто эти схемы комбинируют между собой для удобства строительства и в зависимости от конфигурации несущих ограждений (стен) строящегося здания.

Виды крыш и стропильных систем

В зависимости от конструкции здания и основных климатических характеристик применяют следующие виды крыш:

  • Односкатная;
  • Двускатная;
  • Четырехскатная (вальмовая);
  • Шатровая;
  • Многощипцовая (комбинированная);
  • Ломаная;
  • Другие конфигурации (сводчатая и бубновая).

Односкатная крыша – простейшая по устройству, применяется для строительства крыши с одним скатом при величине пролета между двумя противоположными стенами менее шести метров. При расстоянии более 6 метров центральная часть ската может опираться на внутреннюю перегородку и установленные опоры. Имеет незначительный уклон (14-25 град.). Нежелательно строительство такой крыши в регионах со значительным уровнем осадков в виде снега. Снег плохо покидает поверхность односкатной крыши и при накоплении может повредить ее конструкции из-за большого веса.

Конструкция двускатной крыши имеет два ската и конек. Наклон ската составляет обычно от 14 до 60 градусов. При расстоянии более 6 метров строится наслонная стропильная система (с организацией опор или использованием в их качестве внутренних стен), при пролете менее 6 метров используются висячие стропила. Оптимальная величина уклона скатов двускатной крыши составляет около 45 градусов. Такой наклон требует минимального потребления материалов на строительство и эффективно противостоит воздействию природных факторов – осадков и ветра.

Вальмовая стропильная крыши состоит из четырех плоскостей скатов. Два противоположных ската имеют форму треугольника, еще два противоположных – трапециевидные. Наклон скатов составляет величину не более 40 градусов. Если помещение внутри крыши планируется к использованию (в качестве жилого), угол приближается к значению 40 градусов, если нет – наоборот уменьшается. Такая конструкция из-за своего большого объема требует дополнительных мероприятий по теплоизоляции. В состав вальмовой крыши могут входить висячие и наслонные стропила (в зависимости от наличия внутренних точек опоры).

Шатровая стропильная крыша состоит из четырех треугольных скатов. Основанием для пирамиды шатровой крыши обычно является здание со стенами одинаковой длины (квадратное). Шатровая крыша является самой мощной в плане выдерживания значительных нагрузок. Четыре плоскости крыши сходятся в одной точке (конек отсутствует) и весовая нагрузка равномерно распределяется на основание (наружные стены). Стропильная система может быть висячей и наслонной. Под точкой соединения скатов часто сооружается специальная опора.

Многощипцовая (многоскатная, комбинированная) стропильная крыша может включать в себя все элементы вышеописанных систем – односкатные, шатровые, двускатные. Многоскатная крыша состоит из наслонных и висячих стропил. Крыши такого типа сооружаются на сложных зданиях с различной величиной пролетов, разной высотой стен и формой помещений. Расчет таких крыш отличается сложностью (как и процесс монтажа).

Ломаная (или мансардная) крыша имеет скаты, переломленные в своей плоскости. Верхняя часть плоскости выполняет чистую функцию крыши, боковые (нижние) части выполняют еще и роль стен. Зачастую в нижних частях прорубаются окна. Ломаная стропильная система применяется для организации жилых помещений во внутреннем пространстве крыши (мансарды).

Выбор стропильной системы

Выбор стропильной конструкции крыши зависит от многих факторов. Для правильного выбора требуется учесть их комплексное влияние на строительные конструкции крыши. В основном выделяют следующие аспекты при выборе системы:

  • Климатические характеристики региона постройки. Значительное влияние на выбор конструкции, прочности и виды материалов изготовления оказывает количество осадков, их виды, распределение по сезонам (прежде всего снеговая нагрузка). Снеговая нагрузка дает основные данные для расчета углов наклона и весовых прочностных характеристик ферм. Не меньшее значение оказывает характеристика ветров данного региона – наиболее частые направления и сила. От фактора ветровой нагрузки зависит правильный выбор ориентации крыши по сторонам света (относительно наиболее частого направления ветра);
  • Определение назначения помещения внутри крыши. В зависимости от назначения выбираются стропильные системы с соответствующими внутренними свободными объемами. При организации жилого помещения лучшими стропильными системами крыши считаются ломаные или полувальмовые. В зависимости от статуса помещения проводятся соответствующие объемы работ по тепловой изоляции конструкции крыши;
  • Конфигурация здания. В зависимости от взаимного расположения стен, внутренних перегородок, высоты стен и величины пролетов определяется и общее построение стропильной крыши. Чем сложнее архитектурное устройство помещений, тем сложнее схема устройства стропильной системы крыши;
  • Характеристики кровельных материалов. От свойств кровельных материалов (плотность, вес, способ крепления и прочее) зависят многие характеристики стропильной системы, которой придется интегрировать эти показатели в единую конструкцию крыши;
  • Проведение расчетов. Сложность расчетов состоит в учете взаимного влияния всех факторов, влияющих на характеристики прочности и устройства крыши.
Читайте также:
Чем лучше резать гипсокартон, выбор инструмента для резки

Особенности процесса монтажа стропильных систем

Монтаж стропильной системы начинают с подготовки венцов стен для установки мауэрлатов. Выполняется выравнивание верхней плоскости стен (основания для укладки мауэрлата) и проводятся гидроизоляционные работы. Мауэрлат предварительно обрабатывают антисептическими составами.

Этапы монтажа стены:

  • Производится установка мауэрлатов – ручным способом или с применением подъемной техники они устанавливаются и закрепляются на венцы наружных стен здания;
  • Изготовление шаблонной фермы стропил. Из досок собирается стропильная пара согласно данным предварительных расчетов (или проекта). Ферма поднимается на крышу и подрезается в местах соединений. Готовая конструкция тщательно фиксируется (элементы сшиваются между собой);
  • По собранному шаблону на земле проводится сборка готовых ферм – необходимого количества по данным расчетов. Сборка стропильных конструкций ведется из материалов определенной длины и сечения (величина их определяется в расчете). Количество и шаг между стропилами зависит от значений нагрузки и прочностных характеристик стропил;
  • Производится монтаж торцовых (фронтонных) стропильных пар. Фронтонные пары капитально закрепляются, проводится разметка уровня конькового прогона (с помощью шнура и уровня) по вершинам двух торцовых ферм;
  • Устанавливаются все остальные (изготовленные на земле) стропильные фермы. Порядок крепления и установки зависит от типа стропил – наслонные или висячие. Проводится установка крепежных усиливающих элементов стропильной системы – подпорок, стяжек, ригелей, нагелей, подкосов и других элементов (в зависимости от вида стропильной системы);
  • Для тщательного скрепления элементов стропильной системы используют гвозди, болты, шпильки, скобы, накладки и другие элементы крепежной техники. От качества закрепления элементов между собой зависит стабильность и прочность системы стропил в целом;
  • Монтаж обрешетки. Выполняется по верхней плоскости скатов крыши. Служит основанием для монтажа материалов покрытия крыши;
  • Укладываются и закрепляются к обрешетке и стропилам слои теплогидроизоляции и наружного покрытия крыши – шифера, металлочерепицы, листового металла и других видов покрытия.

Что такое ферма для односкатных крыш и как ее правильно сконструировать?

Односкатная крыша становится популярным трендом в строительстве частных домов. Прямые линии и простота конструкции отлично вписывается в такие стилевые направления как скандинавский или хай-тек.

Справиться с возведением сможет и новичок, главное, правильно рассчитать и собрать ферму для односкатной крыши. От надежности ее соединений зависит прочность, срок службы кровли, безопасность жильцов.

Нужно ответственно подойти к выбору формы, материала для фермы, учесть действующие требования нормативно-технической документации.

Что это такое?

Стропильной фермой называют соединенные между собой элементы, которые выступают опорой для одного или нескольких скатов кровли.

Назначение конструкции – равномерное распределение нагрузки, которой подвержена крыша, стены постройки.

Чтобы получить такую жесткую конструкцию используют пиломатериал или металл. Причем элементы из древесины чаще применяются в малоэтажном строительстве жилых домов, дач, хозпостроек для домашних животных. Ферма из металла практикуется при сборке складских ангаров, навесов, беседок, гаражей, теплиц.

Ключевые требования к устройству

Прежде чем приступить к возведению фермы для односкатной крыши важно ознакомиться и учесть в расчетах данные из нормативной документации СНиП 2.01.07-85, СНиП II-23-81. Правильно выбрать форму, размеры конструкции.

Нужно точно определить:

  • оптимальный угол наклона ската;
  • виды, степень нагрузки на крышу;
  • материал, способ соединения элементов конструкции;
  • тип кровельного материала;
  • необходимо или нет потолочное перекрытие.

При наличии затруднений в поиске исходных данных по конкретному региону, правильности проведенных расчетов стоит воспользоваться одним из вариантов строительных онлайн калькуляторов. Этот электронный помощник пригодится новичкам и опытным строителям.

Конструктивные особенности

Любая ферма для крыши состоит из ряда элементов, соединенных между собой. Среди основных:

  1. Верхний пояс.
  2. Нижний пояс.
  3. Решетки. Размещаются между верхним и нижним поясом. Служат усилением конструкции.
  4. Стойки. Они же ребра жесткости, которые фиксируются под прямым углом к верхнему и нижнему поясу.
  5. Раскосы. Также добавляют ферме жесткости. Монтируются к поверхности под углом. Один из видов раскосов – шпренгеля.
  6. Узел. Так принято называть точку, где сходятся несколько ребер.
  7. Панель – расстояние между расположенными рядом узлами.
  8. Пролет. Часть фермы между опорами (стойками).

Успешный опыт строительства показывает, что чем больше решеток стоит на каждом пролете фермы, тем прочнее выйдет крыша.

Если сборка деревянной фермы производится сразу сверху здания, то металлическую ферму лучше изготовить и собрать согласно разработанному чертежу на земле, а потом вместе с помощниками поднять наверх.

В зависимости от формы, сложности конструкции в частном строительстве применяются такие виды ферм:

  1. Треугольные. Простая форма позволяет собрать ферму быстро, нет необходимости в сложных расчетах. Применяются при возведении крыш под большим углом, навесов. Обеспечивают хорошее естественное освещение подкровельного пространства. Толщина металла, дерева для обустройства подбирается с учетом веса кровельного материала. При сварке металлических деталей придется потрудиться, чтобы получить острые углы на опорах.
  2. Полигональные. Изготавливаются из профильных труб. Применение – крыша складских помещений, ангаров. Пролеты получаются больших размеров. Сварка деталей требует серьезных навыков. Плюс – экономный расход металла.
  3. С параллельными поясами. Отличный вариант прочной фермы. Удобно собирать из металла. Все элементы повторяются. Количество стыков минимально. Такую конструкцию получиться сварить и своими силами.
  4. Трапециевидная с опорой на стойки. Будет оптимальным решением, когда необходимо надежно зафиксировать постройку. Имеет по бокам раскосы.

Форма фермы напрямую взаимосвязана с видом кровельного покрытия. Для плоской односкатной крыши, покрытой рубероидом или ондулином, лучше всего выбрать трапециевидную или прямоугольную ферму. Под кровлю с крутым скатом, где будет настилаться металлочерепица, профнастил лучше выбрать треугольную ферму.

Выделяют 3 варианта возведения фермы, с учетом наклона крыши:

  • 6-15 градусов;
  • 15-20 градусов;
  • 22-35 градусов.

С наклоном до 15 градусов односкатную крышу лучше делать с фермой трапециевидной формы. При этом чем меньше будет вес кровли, тем выше должна быть ферма. При большем показателе наклона применяются более сложные конструкции стропильных систем.

Выбор материалов

По стандарту применяется древесина твердых пород либо металл в виде профильных труб разного сечения. Довольно популярны комбинированные типы стропильных систем. Разберем особенности, плюсы и минусы каждого из материалов подробнее.

Дерево

Популярное сырье в малоэтажном строительстве. Наиболее востребованы обрезные доски, брус хвойных пород. Причины тому – низкая цена, простота обработки, подгонки.

Допустимо применять 2 типа древесины:

  1. Клееный брус. Получается путем склеивания нескольких досок между собой в заводских условиях. Стоит дорого. Но даже со временем не трескается, не дает усадки. Показатель влажности колеблется от 8% до 12 %.
  2. Доски, брус естественной влажности. Стоит дешево. Но зачастую, высыхая, начинает деформироваться, давать усадку или трескаться.
  • доступность сырья;
  • низкая цена;
  • экологическая безопасность;
  • удобство, легкость обработки (резка, сверление, подгонка размеров);
  • самобытный внешний вид (отлично впишется в стиль кантри, фахверк, шале);
  • возможность сборки своими силами.

Есть у такой конструкции и недостатки:

  • ограниченный срок эксплуатации;
  • необходимость периодического ухода;
  • поддерживает процесс горения.

Для продления срока службы пиломатериалов их в обязательном порядке перед началом монтажа пропитывают антисептиками (от влаги, насекомых), антипиренами (для защиты от огня).

Читайте также:
Фото дизайна интерьеров гостиной 18 кв.м в квартире в современном стиле

Установка стропильных элементов из дерева подразумевает точность расчетов, благодаря которым будет исключен риск провисания бруса под весом крыши.

Для этого важно продумать размещение поперечных балок либо распорок, поместить средний прогон из толстого куска бруса поперек идущим стропилам. Деревянные элементы могут соединяться между собой способом врубка или металлическими крепежами (болты, анкера, шпонки, гвозди).

Для экономии времени и продления срока службы фермы для односкатной крыши популярной практикой стало использование деревянных и металлических элементов.

Открытые фермы применяются при возведении промышленных зданий, складов. В частном строительстве стропильную систему делают закрытой, обшивают потолочными материалами.

Для строений больших размеров, где длина пролета может превышать 16 м, дерево в качестве материала для фермы не применяется. Только металлические стойки обеспечат прочность и надежность узлов конструкции.

Профильные трубы из металла

Для изготовления ферм применяются профильные трубы квадратного либо прямоугольного сечения. Выбор диаметра, толщины стенок металлопрофиля зависит от размеров постройки, нагрузки.

При подборе габаритов профильных труб стоит учесть такие моменты:

  1. Для небольших зданий хватит труб длиной до 4,5 м размерами 40*20*2 мм.
  2. Когда нужно собрать ферму длиной от 5 м, то размеры профиля должны быть 40*40*2 мм.
  3. Если это крыша большого дома, офиса, производственного цеха, то габариты профильных труб для фермы должны быть 40*60*3 мм.

Для самостоятельного изготовления ферм лучше брать трубы квадратного сечения толщиной от 3 до 5 мм. С ними будет проще работать.

Основные преимущества металлического каркаса для кровли:

  1. Имеет высокую несущую способность, за счет чего не деформируется под действием больших нагрузок.
  2. Возможность использования любого типа кровельного материала.
  3. В отличие от дерева металл не горит, не подвержен гниению.
  4. Создание сложных по конструкции каркасов без риска потери прочности.
  5. Длительный срок службы.
  6. Не нуждаются в периодическом уходе.
  7. Готовые металлические фермы имеют небольшой вес.
  8. Доступная цена металлопрофиля.
  9. Изготовление каркасов нестандартных форм.
  10. Экономный расход материала.

От правильного выбора толщины металлопрофиля зависит жесткость и устойчивость всего каркаса. Попытка сэкономить в этом случае не оправдана.

Выбор формы кровли

Помимо односкатного типа в частном строительстве спросом пользуются и другие формы крыши:

  • купольная;
  • шатровая;
  • арочная;
  • двускатная.

Односкатная крыша – простая конструкция, что позволяет строить ее своими силами. Выбирая в качестве материала металл, каркас будет состоять из таких элементов:

  • верхний пояс;
  • нижний пояс;
  • стойки;
  • раскосы;
  • шпренгели (раскосы);
  • крепежные детали (клепки, косынки, сварные швы).

Приобретает популярность односкатка под небольшие дачные постройки, гараж, летнюю кухню с фермой вида полонсо. Это треугольный каркас, где нижний пояс делают приподнятым, ломаным.

Виды нагрузок и нюансы проведения расчетов

Для точного расчета параметров фермы односкатной крыши нужно учесть воздействие на нее разных типов нагрузок:

  1. Постоянная. Сюда относят вес самой кровельной конструкции, дымоход, телевизионные антенны.
  2. Временная. Воздействие снега, ветра и другого внешнего воздействия.
  3. Особая. Учитывается в исключительных случаях. К примеру, когда постройка находится на сейсмическом участке, вблизи вулкана.

Определение ветровой нагрузки предусматривает учет таких факторов:

  • высота постройки;
  • преобладающее направление ветра в определенном регионе;
  • плотно застроенная местность или открытая местность.

Для вычисления снеговой нагрузки потребуется знать вес снега на 1 кв. метр кровли. Данные берутся из специальной таблицы по каждому конкретному региону. Эти цифры умножают на поправочный коэффициент (зависит от угла наклона ската).

При возведении односкатной крыши для частного дома чаще всего выбирается треугольная стропильная ферма, где стропила идут под наклоном.

Для расчета высоты треугольной фермы используют такую формулу:

1/5*L, где L – длина одного пролета каркаса.

Ферма-треугольник возводится под углом от 35 до 50 градусов. Оптимальный показатель – 45 градусов. Высоту прямоугольной фермы получают, умножив 1/6*L.

Для расчетов больших металлических ферм с длиной пролета от 30 м важен еще такой параметр как строительный подъем.

Особенности определения параметров деревянных конструкций:

  • При пролете до 4,5 м используются цельные стропила с рекомендуемым сечением 50х150 мм при шаге 0,6 м, 75х175 мм при шаге 1,1 м.
  • При пролете до 6 м. При большом уклоне нужно стыковать стропила по длине и использовать подкосы. Рекомендуемое сечение 50х200 мм при шаге 0,6 м, 100х200 мм при шаге 1,1 м.
  • При пролете больше 6 м. Здесь все стропила будут составными, понадобятся промежуточные стойки для перераспределения на себя части нагрузки и уменьшения провисание балки. Сечение будет как и для длины пролета до 6 м.

Для определения размеров металлоконструкции следуют следующим данным:

  • при ширине до 4,5 м — размер изделий 40*20*2 мм;
  • при ширине 4,5 — 5,5 м – размер изделий 40*40*2 мм;
  • при ширине более 5,5 м — размер изделий 40*40*3 мм либо 60*30*2 мм.

При расчете шага нужно учитывать, что максимальное расстояние от одной опоры до другой равно 1,7 м. При нарушении этого параметра прочность и надежность конструкции будет под вопросом.

Для упрощения проведения расчетов лучше воспользоваться строительным онлайн калькулятором, который уже содержит табличные данные по каждому региону.

Остается только ввести исходную длину, ширину постройки, диаметр, толщину используемых труб для фермы и другие параметры.

Пример для кровли с длиной пролета 6 м

В качестве примера разберем особенности расчета металлической фермы для навеса 4*6 м.

  1. Материал – металлопрофиль квадратного сечения 3*3 см с толщиной стенок 1,2 мм.
  2. В схеме устройства длина нижнего прогона будет 3,1 м, верхнего – 3,9 м.
  3. Со стороны узкой перпендикулярной части каркаса выставляются вертикальные опоры высотой 0,6 м.

Для усиления каркаса необходимо приварить треугольником перемычки косого типа. Допустимо использовать более тонкий профиль. Для 6 м пролета потребуется 5 перемычек. Размещают их с одинаковым шагом. Перемычки можно укрепить распорками, выставив их под прямым углом. Для распорок хватит профиля 20*20 мм, шаг между распорками 0,5 м.

Производство

Что касается металлических ферм, то строительный опыт показывает, что гораздо проще и быстрее заказать набор необходимых элементов каркаса для крыши на заводе, предоставив ранее разработанный чертеж.

Изготавливать детали для каркаса самостоятельно требует опыта, грамотной подготовки к процессу, что под силу не каждому хозяину частного дома.

При изготовлении деревянных конструкций их предварительно обрабатывают спецсоставами, предупреждающими гниение и поражение насекомыми.

Если же и вовсе нет времени заниматься проектированием, установкой каркаса, то можно заказать монтаж крыши под ключ у строительной компании.

Как усилить каркас?

Для деревянных ферм крепят вспомогательные связки из досок, которые располагают в одной плоскости со средней опорой. Это укрепит нижний и верхний пояс каркаса.

При разработке проекта металлического каркаса нужно добиться, чтобы нагрузка приходилась на узлы.

В этом случае верхний и нижний пояс, раскосы будут только сжиматься либо растягиваться. Это позволит взять детали меньшего сечения и сэкономить денежные средства.

Очень удобно собрать ферму на шарнирах при условии, что нее будет действовать равномерно распределенная нагрузка.

Монтаж

Порядок крепежа, сборки каркаса из разных материалов отличаются. Рассмотрим каждый из них по отдельности.

Читайте также:
Что представляет собой конвекционный обогреватель и как он работает

Металлической

  1. Подготовка ферм. Собирать и сваривать элементы между собой лучше на земле.
  2. Крепеж вертикальных стоек каркаса. Вертикальность установки проверяется отвесом.
  3. К стойкам привариваются трубы в горизонтальном положении. Все сварочные швы зачищаются.
  4. Ферма поднимается наверх. Одному этого сделать не выйдет, поэтому придется привлекать помощников.

Готовый каркас обезжиривается, обрабатывается антикоррозийным составом и красится в нужный цвет.

Для удобства сборки на земле лучше предусмотреть специальные опорные мостики, что будут шире, чем каркас. На них сваривать элементы конструкции будет проще.

Деревянной

Порядок монтажа проводится в следующем порядке:

  1. Пропитывают деревянные элементы защитным средством – антисептиком.
  2. Производят крепеж мауэрлата. Его толщина равна толщине опорных стенок. Мауэрлат гидроизолируют, крепят четко горизонтально.
  3. На мауэрлате делают отметки, где будут монтироваться стропила. Выпиливаются под них проемы.
  4. Если пролеты будут большой длины, то потребуется по длине сращивать стропила, усиливая их металлическими уголками или пластинами.
  5. Фермы крепят так, чтобы был выступ минимум на 30 см за пределы мауэрлата. Фиксация проводится болтами, металлическими скобами.
  6. Выставляются подпорки. Они нужны в случае, когда длина стропил свыше 4,5 м.
  7. Набиваются планки обрешетки.
  8. Изнутри каркаса монтируется потолочное перекрытие. Утепление подкровельного пространства, если это предусмотрено проектом.

Заключение

Ферма для односкатной крыши выступает опорной конструкцией и отвечает за равномерное распределение нагрузки, что приходится на кровлю и опорные стены. Для сборки используется дерево либо металл. По техническим характеристикам и сроку службы металл в разы превосходит дерево. Для начала монтажа необходимо провести расчеты ключевых параметров будущего каркаса, оценить степень снеговой, ветровой, постоянной нагрузки.

Для расчетов лучше воспользоваться строительным онлайн калькулятором. Разнообразие форм стропильного каркаса позволяет создавать крыши больших размеров, реализовывать нестандартные проекты. Детали для фермы лучше заказать на заводе, а вот монтаж получиться провести своими руками.

Стропильная ферма металлическая

Стропильные фермы

Стальные несущие конструкции выдерживают более высокие нагрузки по сравнению с деревянными и значительно повышают жесткость кровли. Металлическая стропильная ферма используется при строительстве промышленных ангаров и складов, зданий со стальным каркасом кровли.

К ее преимущественным качествам относится:

  • возможность перекрытия построек с большой площадью и высокими потолками,
  • создание жесткого каркаса, стойкого к динамическим нагрузкам,
  • прочность и устойчивость к коррозии за счет обработки специальным составом.

При устройстве плоской кровли лучше всего использовать прямоугольную конструкцию или трапецию. Если угол наклона крыши превышает 12 градусов или планируется использование тяжелого кровельного покрытия, то следует использовать треугольник.

Преимущества стропильных металлических ферм от “Делснаб”

Мы изготавливаем стропильные металлоконструкции любого типа, для производства использует профиль из горячекатаной стали, качество которого подтверждается сертификатом. Все изделия производятся с применением высокотехнологичного оборудования и точным соблюдение норм ГОСТ.

Готовые металлоконструкция доставляются по Москве и области, под заказ производится их монтаж на объекте. На изделия и работу предоставляется гарантия.

Изготовление металлических ферм

Наши услуги

Определение

Металлическая ферма (строительная) – это металлическая конструкция, состоящая из каркаса и решетки из жестких стержней, соединенных между собой в узлы в виде треугольников.

Виды металлических ферм

Подразделяются по системам:

  1. – разрезные – в покрытиях зданий, мостах,
  2. – неразрезные – при строительстве сооружений на местах с негативными геологическими условиями,
  3. – консольные – при возведении навесных конструкций, линий электропередач.

Арочные. Для укрепления проемов при строительстве зданий, домов.

Вантовые. Выполняются из гибких элементов, работают на растяжение для больших пролетов на мостах, стадионах, ангарах.

По количеству поясов делятся на плоские и пространственные.

Область применения строительных ферм

Для частного и промышленного строительства различных систем, зданий и сооружений.

Наша продукция

Материалы, используемые при изготовлении ферм

  • 1) Нержавеющая сталь
  • 2) Алюминий

Конструкция выполняется из профильных или круглых металлических труб, уголков, с маркировкой стали Ст3СП, 09Г2С, покрытых антикоррозионным составом.

Размеры ферм рассчитываются индивидуально согласно существующим стандартам.

Все составляющие конструкции свариваются или соединяются между собой болтами.

Изготовление металлических ферм по чертежам заказчика

Наш завод предлагает услуги производства металлических ферм по индивидуальным размерам заказчика. Присылайте свои чертежи/эсикзы на нашу почту, либо свяжитесь с нашими менеджерами по телефону, указанному на сайте.

Нормативная документация

Мы изготавливаем металлические фермы в соответствии со следующей документацией:

  1. – СП 16.13330.2011 Стальные конструкции Актуализированная редакция СНиП II-23-81* (с Изменением N 1).
  2. – СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменением N 1).
  3. – ГОСТ 23118-2012. Конструкции стальные строительные. Общие технические условия.

Данную стропильную конструкцию из профильного проката монтируют в готовом виде или сооружают на месте установки с помощью сварки или болтов. Ферма металлическая представляет собой стропильный треугольник из жестко закрепленных балок с вмонтированными раскосами и стойками. Треугольник зафиксирован в нижнем ярусе. Используются фермы в загородном строительстве домов и хозяйственных построек.

Чтобы строения из металлических ферм были надежными и долговечными, необходимо доверить их строительство профессионалам. Обращайтесь в нашу компанию. Мы много лет занимаемся их изготовлением на собственном заводе с современным оборудованием. Приобретенный опыт в их производстве помогает нам с успехом исполнять заказы. Купить на сайте компании можно готовую ферму или сделать на заказ. Цена у нас – от производителя, поэтому невысокая. Сколько будет стоить ферма зависит от ее размеров, степени сложности изготовления и пр.

Стропильные фермы металлические: опорная конструкция кровли

Фермы – это элементы конструкций, которые, восприняв нагрузку в пролете, передают ее на опоры. Стропильные фермы металлические имеют вид решетчатой сквозной конструкции, выполненной из прямоугольных стержней, «собранных» друг с другом в узлы. Выбор их конструкции для конкретной крыши определяет расположение чердачного перекрытия, уклон кровли и необходимая длина пролета.

Стропильные фермы металлические в основном изготавливают из стальных профилей, чаще из уголка. Для более тяжелых конструкций профиль имеет тавровое или двутавровое сечение, а для гидротехнических сооружений – круглое, профильная труба. Стальная стропильная ферма широко используется в конструкциях для покрытия и перекрытия зданий, чаще с шириной пролетов больше 24 м.

Конструкция из металла ↑

Прочность и жесткость этих элементов несущей конструкции обеспечивает их форма. Классический вариант металлической фермы состоит из прутьев – два параллельных и еще между ними, сваренные зигзагообразно. Благодаря такой компоновке даже при относительно малом расходе материала сопротивляемость конструкции из металла повышается.

Основные конструктивные элементы:

  • пояса, верхний и нижний,образующие контур,
  • решетка, собранная из раскосов и стоек.

Узловое соединение элементов выполняют непосредственным примыканием одного к другому. Стержни решетки фиксируют к поясам либо сваркой, либо посредством фасонных элементов. Помимо стропильных могут быть и подстропильные. Их используют как опоры для несущих конструкций и перекрытий, если расстояние между колоннами превышает шаг балок или у колонн неодинаковый шаг.

Виды: по поясам и решеткам ↑

Их классифицируют по геометрии поясов и типу решетки.

Читайте также:
Чем заделать трещину в штукатурке идеально

По очертанию пояса

  • с параллельными поясами – имеют достаточно конструктивных преимуществ. Наибольшая повторяемость деталей, связанная с равными длинами стержней для поясов и решетки, одной и той же схемой узлов, минимальным количеством стыков поясов, позволяет унифицировать конструкции, что дает возможность индустриализации их производства. Они оптимальны для мягких кровель.
  • трапецеидальные (односкатные) – в сопряжении с колоннами дает возможность устраивать жесткие узлы рам, повышающих жесткость здания. В середине пролета на решетке этих ферм нет длинных стержней. Для них не требуются большие уклоны.
  • полигональные – подходят для тяжелых строений, используемых для больших пролетов, при этом они дают существенную экономию стали. Полигональное очертание для легких вариантов нерационально, поскольку получение незначительно экономии несоизмеримо с усложнением конструкции.
  • треугольные – обычно их используют для крутых крыш или, исходя из условий эксплуатации здания или вида кровельного материала. Хотя они просты в исполнении, однако имеют определенные конструктивные недостатки, скажем, сложность острого опорного узла, повышенный расход материалов при изготовлении слишком длинных стержней в центральной части решетки. Использование треугольных систем в ряде случаев обязательно, например, в строениях, где необходимо обеспечить с одной стороны значительный и равномерный приток естественного света.
  • треугольная – самая эффективная в случае параллельных поясов и трапецеидального очертания, возможно их использование в системе с треугольным очертанием,
  • раскосная – раскосы, самые длинные элементы, должны быть растянутыми, стойки же, наоборот, сжатыми. Такая решетка по сравнению с треугольной более трудоемка и имеет больший расход материала,
  • специальные – шпренгельные, крестовые и другие.

Расчет треугольной фермы и его особенности ↑

При расчете учитываются требования СНиП по «Стальным конструкциям» и «Нагрузкам и воздействиям». Грамотно рассчитать стропильные системы из металла можно только при наличии специальных знаний. При этом учитываются многочисленные факторы, поэтому проектировщики, как правило, обращаются при расчетах к помощи специальных программ.

Что же лежит в основе расчетов треугольной фермы: пример ↑

Фермы находятся под постоянным воздействием таких нагрузок, как вес кровли, фонарей, подвесных водосточных систем, вентиляторов, собственный вес несущей конструкции и других. К временным нагрузкам относят давление ветра, снега, вес людей, находящихся на крыше, подвесного транспорта.

Принимаются во внимание также особые или периодические нагрузки, типа сейсмических, урагана и т. д.

Стропильные и подстропильные металлические фермы

Жесткая стропильная металлическая ферма используется при возведении крыш со скатами. Определенное количество ферм образуют стропильный каркас. Он служит основанием для укладки кровли, помогает ей выдерживать нагрузки, передавая их стенам здания.

Чаще всего такие системы опираются непосредственно на колонны. В случаях, когда шаг опор больше длины стропильных конструкций или здание имеет поперечно расположенные внутренние несущие стены, дополнительно используют подстропильные фермы металлические в форме трапеции. Чаще всего – в многопролетных промышленных сооружениях в один этаж.

Особенности стропильных и подстропильных металлических ферм, ассортимент

Любые стропильные и подстропильные железные фермы – это решетчатые конструкции, состоящие из верхних и нижних поясов, опорных стоек, обрешетки (раскосов). Все их элементы соединяются сваркой или с помощью фасонных деталей.

Завод металлоконструкций «НФЗМ» принимает заявки на изготовление из черного металлопроката пространственных и плоских конструкций с любым очертанием поясов, системой решетки. Согласно вашим расчетам, представленным чертежам соберем строительные изделия из стального профиля типа:

• уголок,
• тавр, двутавр,
• профилированная труба с сечением овальной, квадратной, прямоугольной формы (стенка 1,5 – 5 мм).

Изделия собираются поэтапно, из заготовок с точными размерами. Детали из уголка могут фиксироваться спаренными уголками, накладными пластинами. Системы из тавров и труб – полностью сварные. Швы тщательно зачищаются. Готовые изделия обрабатываются защитным составом.

ГОСТ 23119-78 Фермы стропильные стальные сварные с элементами из парных уголков для производственных зданий. Технические условия

УДК 69.024.8:006.354 Группа Ж34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Фермы стропильные стальные сварные с элементами

из парных уголков для производственных зданий

Steel welded roof trusses of double angles

for industrial buildings. Specifications.

Срок действия с 01.01.1979

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 28 апреля 1978 г. № 73

Переиздание. Ноябрь 1979 г.

Настоящий стандарт распространяется на стальные сварные стропильные фермы с элементами из парных уголков, соединенных в тавр, с уклоном верхнего пояса 1,5%, предназначенные для производственных зданий пролетами 18, 24, 30 и 36 м:

с рулонной и мастичной кровлей,

со стальными и железобетонными колоннами,

с неагрессивными и слабоагрессивными средами,

возводимых в районах с расчетной температурой наружного воздуха минус 65 С и выше и сейсмичностью до 9 баллов включительно.

Стропильные стальные фермы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 23118-78 и требованиям, изложенным в соответствующих разделах настоящего стандарта.

1. Основные размеры

1.1. Фермы должны изготовляться высотой:

3150 мм – для пролетов зданий 18, 24, 30 и 36 м,

2250 мм – для пролетов зданий 18 и 24 м.

Фермы высотой 3150 мм для пролетов зданий 18 и 24 м должны применяться в зданиях, в которых наряду с пролетами 18 и 24 м имеются пролеты 30 и 36 м, а также в зданиях, где по условиям технологии производства требуется повышенная высота межферменного пространства. В остальных случаях выбор ферм по высоте для пролетов зданий 18 и 24 м производится на основе результатов сопоставления технико-экономических показателей рассмотренных вариантов.

1.2. Схемы и основные размеры ферм должны соответствовать указанным на черт.1. Допускается применение дополнительных элементов решетки (шпренгелей, элементов для крепления путей подвесного транспорта, стоек для уменьшения расчетной длины основных стержней ферм и т.п.).

1.3. Членение ферм на отправочные элементы должно соответствовать черт.2.

Стропильные и подстропильные железобетонные фермы

В каркасных зданиях и сооружениях, в качестве несущих элементов для кровли применяют железобетонные фермы. Их основная функция создать опору для кровли и равномерное распределение нагрузки на колонны здания и фундамент. Они рассчитываются и производятся на заводах ЖБИ, поскольку любая неточность может привести к обрушению всего здания. Для установки железобетонных ферм применяется строительная техника, поскольку они имеют большой вес.

  1. Описание и виды конструкций
  2. Размеры и маркировка
  3. Опирание железобетонной фермы на колонну
  4. Монтаж

Описание и виды конструкций

Железобетонная ферма представляет собой каркасную конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего пояса, соединяемых вертикальными стойками и наклонными раскосами, образующими решетку. Места соединений элементов называют узлами. Все элементы имеют прямоугольное сечение и изготавливаются из железобетона.

Фермы могут поставляться цельными или составными, из нескольких сегментов, которые впоследствии соединяются. В строительстве используется два основных вида ферм – стропильные и подстропильные.

Стропильные применяются на пролетах до 24 м. Они имеют несколько основных разновидностей по форме поясов:

  • Сегментные (арочные);
  • Полигональные (ломаный верхний пояс);
  • С параллельными поясами;
  • Треугольные.

Также фермы имеют несколько типов решетки:

  • Безраскосная;
  • Раскосная;
  • Треугольная.

Подстропильные фермы – вспомогательный элемент, применяемый в качестве основы под стропильные конструкции, если их длина меньше, чем расстояние между опорами. Они устанавливаются продольно и крепятся к специальным закладным деталям. Эти конструкции имеют тавровое сечение, с полкой, усиленной в местах упора на колонны. Этот тип ферм тоже делится на подвиды:

  • Под скатную кровлю (ФПС).
  • Для малоуклонной кровли (ФПМ).
  • Со стойками с предварительно напряженной арматурой для малоуклонной кровли (ФПН).
  • Для возведения плитных перекрытий на весь пролет (ФП).
Читайте также:
Устройство и конструкция инверсионной кровли

Отличия стропильной фермы от подстропильной

Главная функция железобетонных стропильных ферм – перекрытие пролетов зданий и сооружений. Они являются основанием непосредственно для кровли как стандартные кровельные стропила. Пояса стропильной фермы имеют различную конфигурацию – параллельные линии, трапеция, сегментную или криволинейную. Это позволяет оптимально распределить нагрузку на кровлю, добиться максимальной прочности и устойчивости. Максимальная длина этого элемента достигает 24 м.

Подстропильные фермы используются как основание для стропильных конструкций, когда расстояние между несущими стенами или колоннами слишком велико. Они укладываются продольно, если все несущие стены здания поперечные, обеспечивая устойчивость и прочность кровли. Для облегчения и повышения надежности в подстропильных конструкциях применяется пучковая форма арматуры.

Армирование и изготовление

По нормативам ГОСТ 20213-2015 железобетонные фермы изготавливаются из бетонов марок М400-М700. Для создания армирующего каркаса применяется сталь А400, А600, А800 или А1000, армирующие канаты К1400 или К1500, скрепляемые прочной проволокой Вр1200, Вр1600. Если длина конструкции превышает 9 м, в ней используется предварительно напряженная арматура. В некоторых случаях используются дополнительные каркасы из легкой проволоки для предотвращения появление трещин.

Арматурный каркас верхнего пояса делается из сварных элементов из стального прута, которые устанавливаются парами на опорных точках. Это обеспечивает повышенную прочность конструкции в наклонных сечениях. Для этого используются наборы арматуры диаметром от 6 до 10 мм с шагом 100 мм. Узлы арматурного каркаса дополнительно укрепляются при помощи сварки.

Фермы ЖБИ изготавливаются на бетонных заводах, арматурный каркас устраивается в опалубке, которая заливается бетонным раствором, уплотняемым при помощи вибраторов. Изделие нельзя использовать до того момента, пока раствор не наберет прочность, для чего требуются 21 сутки. В бетон могут добавляться пластифицирующие и морозостойкие присадки.

Транспортировка

Готовые изделия транспортируются на прицепах-фермовозах, наиболее популярный вариант платформа ФKП-16.

Перевозить ж/б фермы нужно обязательно в рабочем положении с опиранием по краям. Иначе конструкция может треснуть под своей тяжестью.

Железобетонные элементы устанавливаются на нижнюю часть пояса и тщательно укрепляются на фермовозе, чтобы не сдвинулись или не опрокинулись при перевозке.

Размеры и маркировка

Маркировка железобетонных ферм учитывает их тип, размеры, другие конструктивные особенности, отвечающие за их характеристики. Марки состоят из зашифрованных наборов букв и цифр по требованиям ГОСТ 23009.

Первая группа цифр и букв показывает:

  • номер типоразмера;
  • тип ЖБИ;
  • длина, округленная до метра.

Вторая группа букв и цифр записывается через дефис и показывает:

  • числовой индекс несущей способности;
  • для предварительно напряженной арматуры ее класс;
  • тип применяемого бетона, только для конструкций из легких бетонов.

Третья группа указывается при необходимости и указывает на:

  • стойкость к агрессивным средам;
  • сейсмическим толчкам;
  • наличие дополнительных отверстий, закладных и т.д.

К примеру, ж/б ферма 3ФС длиной 18 м, с шестой несущей способностью, напрягаемой арматурой А600 из легкого бетона, с закладными будет маркироваться таким образом: 3ФС18-6А600Л-1.
Формы и типоразмеры различных железобетонных ферм, как стропильных, так и подстропильных, можно найти в таблицах:

Опирание железобетонной фермы на колонну

Установленная конструкция закрепляется к стальным закладным на колонне. Для этого делается специальный узел, обеспечивающий прочное крепление конструктивных элементов. Если стропильная конструкция опирается непосредственно на оголовок железобетонной колонны, то при установке нужно совместить стальные опорные плиты обоих элементов, которые затем свариваются монтажным швом. Проект может предусматривать установку двух ферм на один оголовок, в этом случае они обе привариваются к закладному элементу на колонне.

Подстропильные элементы монтируются на колонны по тому же принципу – совмещаются закладные плиты, свариваемые монтажным швом. Если стропильная ферма устанавливается на стыке смежных концов подстропильной конструкции, то она приваривается только к одной из них.

1 — колонна; 2 — подстропильная ферма; 3 — стропильная ферма; 4, 6 — закладные детали; 5 — банкетка для опирания стропильных конструкций.

При укладке плит на стропильные фермы, они привариваются закладными элементами. Образовавшиеся между плитами швы тщательно заделываются бетонным или обычным раствором на основе песка и цемента.

Монтаж

Перед установкой на колоннах устанавливаются лестницы или люльки, где будут находиться монтажники, контролирующие установку. Ферма поднимается подъемным краном на траверсах, укрепленных в 2 узлах для 18-метровых изделий и 4 для 24-метровых. К нижнему поясу прикрепляют канаты для удобства наводки на опорные колонны.

Для быстрого и безопасного монтажа фермы на колонну потребуется пять монтажников. Двое находятся у оголовков ж/б колонн на лестницах или в люльках, двое на уже готовом покрытии кровли, один на земле. По команде монтажников на колоннах крановщик аккуратно подает конструкцию к оголовкам колонн. Далее устанавливается фиксирующая распорка, связывающая верхние пояса соседних ферм. Конструкция опускается с совмещением рисок на ней и на колонне, этот процесс контролируется при помощи каната с земли и монтажников на колоннах.

Правила монтажа железобетонных ферм регулируется нормативами, изложенными в СП 63.13330.2018. При установке конструкций особое внимание нужно обращать на четкое совмещение рисок на фермах и опорных колоннах для правильного распределения центра тяжести. Установка осуществляется только после окончания монтажа всех расположенных ниже конструктивных элементов здания и сооружения. Если перед этим устанавливались подстропильные элементы, монтаж проводится на специальные утолщенные участки.

При установке стропильных конструкций, они выверяются и закрепляются с опорными конструкциями или временными связующими элементами между собой. Это означает, что в течение одного рабочего дня нужно установить хотя бы две фермы и частично перекрытия их плитами. Далее балки или плиты устанавливаются после установки очередной фермы, чтобы надежно связать конструкцию. Изменять последовательность монтажа можно только, если это указано в проекте.

При монтаже оси фермы и колонны не должны смещаться на расстояние более 5 мм. Отклонение опорных узлов допускается не более чем на 20 мм, а между осями поясов в вертикальной плоскости не больше 25 мм.

Правильный выбор и установка железобетонных ферм позволят построить надежную кровлю. Любая ошибка в монтаже этого элемента может стать причиной растрескивания и даже обрушения здания, поскольку элемент имеет значительную массу и поднимается над центром тяжести сооружения. Поручать установку можно только профессионалам, а заказывать их непосредственно на заводах по производству ЖБИ. Там изготовят конструкции со стандартными типоразмерами или рассчитают, и сделают проект по индивидуальному заказу.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: