Деревянные фермы проектирование производство сборка

dlya mansardnoj krovli Деревянные фермы проектирование производство сборка

Нельзя усомниться в том, что надежность крыши является одной из важных ее характеристик. В основе данной конструкции лежат стропильные несущие фермы. Их монтаж можно назвать ответственной и трудоемкой работой, которая предусматривает проведение точных должна претерпевать вес укрывных материалов, утеплителя, обрешётки и атмосферных осадков в виде льда и снега. Учитывая все эти факторы, стропилам следует придать максимальную прочность. Изготовить их можно и самостоятельно, однако для этого важно учитывать регион, в котором выстроен дом, а также все его особенности, включая ветровые и снеговые нагрузки. Сюда следует отнести и сейсмичность области застройки.

Конструкция

Деревянные фермы собираются из висячих и наклонных стропил, мауэрлата, коньковых прогонов, подкосов, диагональных связей и раскосов. Соединенные детали образуют стропильную ферму, которая имеет вид треугольника или нескольких треугольников, соединенных между собой. Несущая часть конструкции крыши — это система стропил, которая еще называется стропильными ногами. Угол, под которыми они устанавливаются, соответствует

Деревянные фермы своими руками изготавливаются по технологии, которая предусматривает установку стропил на мауэрлат, расположенный на стене. Это требуется для равномерного распределения веса. В верхней части соединяются концы стропил и прогон, последний из которых называется подконьковым брусом. В этой части располагается конек кровли. Расстояние между стропилами должно определяться характеристиками материала кровли, сечением стропил, а также другими факторами. Данный параметр может изменяться от 0,8 до 2 м.

Мансардные крыши

Для мансардной кровли

Принципиальное отличие ломаных (мансардных) крыш от ранее рассмотренных нами кровель состоит в комбинированном использовании различных типов стропил.

Подобные кровли можно представить условно в виде комбинации элементарных геометрических фигур – двух треугольников, образующих контур нижнего ската и треугольных конструкций верхней части кровли. Нижний этаж конструкции всегда выполняется по наслонной схеме, в то время как верхняя её часть может быть изготовлена как по наслонной, так и висячей технологии. Иногда верхняя часть конструкции может просто повторять форму нижнего ската – в этом случае крыша будет выглядеть как двухскатная.

Крыши с изменяющимся углом ската используются обычно в случае необходимости увеличения полезной площади подкровельного пространства. Их обустройство в связи с этим мало чем отличается от монтажа кровель двухскатного типа.

Работы по изготовлению стропил относятся к особо ответственным процедурам и не допускают какой-либо суеты и спешки. Исправление допущенных в ходе монтажа ошибок может стоить вам очень дорого.

Стропила при постройке двухэтажного дома

Особое внимание следует уделить точности выполнения рабочих запилов и надёжности крепления элементов стропильной системы. Крепления стропил к мауэрлату (а также между собой) должны выполняться при помощи кронштейнов, пластин или стальных уголков, имеющихся в свободной продаже. Возможные силовые соединения должны быть выполнены при помощи болтов или специальных шпилек.

Проведение расчетов

Расчет деревянной фермы, конечно же, лучше всего доверить профессионалам, в процессе этих работ должны учитываться нагрузки, которые называются постоянными, а также временными и особыми. В качестве первых выступает вес составляющих кровельного пирога. Тогда как временные нагрузки — это погодные осадки и вес людей, которые могут подниматься на крышу для проведения ремонтных работ. Сюда следует отнести еще и ветровой фактор.

Особыми нагрузками называются те, которым подвергается здание в зонах с повышенной сейсмической опасностью. Самым важным является расчет снеговой нагрузки, который выполняется по формуле: S=Sg х μ, в ней Sg — это масса снеговой нагрузки на квадратный метр. Данный параметр является условным, а значение определяется по таблице в зависимости от региона. Что касается значения μ, то оно представляет собой коэффициент, зависящий от угла наклона крыши. Для того чтобы определить следует знать, в какой зоне располагается дом, это может быть открытое пространство или городская застройка.

Конструкция деревянной фермы просчитывается, еще и исходя из нормативной величины ветровой нагрузки в определенном регионе. Необходимо учитывать и высоту здания. А вот для того, чтобы определить расстояние между стропилами, следует знать их сечение и длину. Если сечение бруса составляет 8×10 см, а длина стропил не превышает 3 м, то расстояние между подобными элементами должно составить 120 см. При увеличении сечения бруса до 8×18 см и длины стропил до 4 м расстояние будет равно 140 см. В качестве максимального значения выступает сечение, которое равно 10×20 см, при этом длина стропил не должна быть больше 6 м, расстояние между ними будет равно 140 см.

Что касается остальных элементов то они должны обладать следующими сечениями: мауэрлат — 15×15 или 10×15, диагональные стропильные ноги — 10×20, затяжки — 5×15, подкосы — 10×10, а также прогоны с последним из упомянутых сечений.

Важно знать сечение ригелей и подшивочных досок, в первом случае это значение будет равно 10×15, тогда как во втором — 2,5×10 см. Если вами будут устанавливаться стропильные фермы деревянные, то вы с легкостью сможете рассчитать необходимое количество элементов, зная сечение стропил и длину. Важно при этом знать еще и шаг монтажа.

Изготовление стропильных ферм

На первом этапе мастеру необходимо создать шаблон, на основе которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила обладают однотипной конструкцией, поэтому шаблон позволяет сэкономить время и силы. Две доски по одному краю должны быть соединены гвоздем, в результате получится конструкция, которая внешне напоминает ножницы. Когда выполняются деревянные фермы своими руками, свободные края полученных ножниц нужно установить на опоры в точках размещения стропил. Это позволит определить, какой уклон будет иметь кровельный скат.

Дополнительная пара гвоздей позволит закрепить угол, который находится между досками. На этом этапе можно считать, что шаблон готов. Дополнительно закрепить его можно с помощью поперечной перекладины. Для того чтобы угол не менялся под воздействием нагрузок, перекладину можно зафиксировать саморезами.

Дом вашей мечты

Многие люди мечтают жить в деревянном доме. И эту мечту вы осуществите, обратившись в нашу компанию. Схема возведения дома выглядит следующим образом:

  • разработка проекта;
  • изготовление деревянных материалов;
  • сооружение фундамента;
  • сбор деревянной конструкции;
  • установка перегородок, дверей, окон;
  • проведение коммуникаций;
  • отделочные работы.

По этой же схеме возводится баня «под ключ» и другие виды сооружений, как жилых, так и общественных. Что касается материалов, то для деревянных зданий больше всего ценятся хвойные породы – сосна, ель, лиственница. Дома возводятся с бревен или бруса. Специалисты утверждают, что производство клееного бруса позволяет получить высококачественный, прочный и надежный материал, который имеет приемлемую стоимость.

Гарантия качества

Все виды работ, осуществляемые нашей компанией, производятся в соответствии норм и стандартов современного строительства России и Европы. Это возможно благодаря использованию высококачественных материалов, современного оборудования и инновационных технологий. На все возведенные сооружения наша компания дает гарантию два года.

Обращаясь в нашу фирму, вы сможете заказать строительство домов и бань, приобрести качественные материалы, а также получить консультацию специалистов. Любое ваше пожелание будет воплощаться под надзором координаторов. Вы будете удовлетворены сотрудничеством с нашим предприятием, а мы предложим вам лучшие варианты, которые есть в мире деревянного домостроения.

Устойчивость крыши напрямую зависит от прочности несущего каркаса, в основе которого находится стропильная ферма. Этот элемент конструкции должен выдерживать серьезные нагрузки.

К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса снега в зимний период, а также ветровые нагрузки. Как правило, стропильные фермы изготавливают из древесины, но есть и прочие варианты.

Для их сооружения используют бруски, рейки или лес- кругляк. Некоторые детали ферм из брусьев можно скреплять методом врубки. Изготовленные из реек элементы крепят болтами или гвоздями.

В состав стропильной системы входят наслонные и , коньковые прогоны, мауэрлат, боковые подкосы, раскосы, диагональные связи. Связанные друг с другом элементы формируют стропильную ферму. Она имеет форму треугольника, зачастую собранного из нескольких треугольников.

Несущая часть крыши образуется стропильной системой. Угол, под которым их крепят, соответствует углу уклона крыши. Опорой для стропильных ног служит мауэрлат, уложенный на стену.

Вверху соединяются подконьковый брус и другие концы стропил. В этом месте будет располагаться кровельный конек. Шаг между стропилами выбирают в зависимости от сечения стропил, от кровельного материала и прочего. Этот интервал, как правило, составляет 0,8 — 2 метра.

Монтаж ферм

В Британии строительство крыш регламентируется стандартом BS 5268 (часть 3), который рекомендует собирать крыши на оцинкованных гвоздях и оцинкованных металлических соединителях.

Работа начинается с изучения чертежей и проверки того, что все пиломатериалы, крепежи и стропильные фермы имеются в наличии. Далее проверяются размеры пролетов, настенных балок (мауэрлатов), шаг установки и свес стропильных ферм. Настенные балки должны быть уже уложены по выравнивающей растворной стяжке, закреплены к стене и размечены под монтаж стропильных ферм в соответствии с шагом их установки. В деревянных каркасных домах расположение стропильных ферм должно совпадать с расположением стоек стеновых панелей. Фермы устанавливаются непосредственно над ними.

Сравниваются фактический пролет между мауэрлатами с пролетом привезенных ферм. Хорошим результатом считается превышение пролета ферм над фактическим пролетом равным 20 мм (по 10 мм с каждой стороны). Это позволяет монтировать и выравнивать фермы без подрезания нижней части верхнего пояса.

Допустимые изменения размеров (допуски) возникающие при монтаже ферм при их выравнивании на кривых мауэрлатах изображены на рисунке 134. Допуски, установленные последними британским стандартом, регламентируют строительство крыш с наклоном скатов до 35° и не устанавливают никаких ограничений для более крутых скатов. Крис Миндчаман считает, что эти ограничения должны распространяться и на строительство крыш с наклоном скатов превышающим 35°, что и отображено на рисунке 134. При невозможности соблюсти рекомендуемые допуски мауэрлатные балки должны быть выровнены подтесыванием боковых поверхностей или заменой на более ровные и конечно не следует забывать проверять диагонали во время укладки настенных балок. В противном случае, несоблюдение допусков приведет к неправильному распределению нагрузки на стены здания.

Советуем к прочтению:   Чертеж шкафа купе, сделанного своими руками

Рис. 134. Размерные допуски расположения ферм на мауэрлатах

Конструкция фермы ни при каких обстоятельствах не может быть изменена или подрезана без разрешений, предусмотренных фирмой-изготовителем. Не рекомендуется крепить фермы к настенным балкам забивкой гвоздей наискось в боковые поверхности нижнего пояса фермы. Этому препятствует расположение соединительных пластин. Обычно это крепление делают с помощью специальных оцинкованных крепежей имеющимися у изготовителей ферм рис. 130.

Современные фермы делают из досок толщиной 38–50 мм. Это довольно тонкая конструкция, чувствительная к расположению центра тяжести. Фермы рассчитываются на вертикальные нагрузки и поэтому должны устанавливаться строго вертикально и закрепляться в этом положении. Допуски на вертикальность установки ферм, по британским стандартам показаны в таблице.

Таблица 2
Мак­си­маль­ное от­кло­не­ние фер­мы от вер­ти­ка­ли

Вы­со­та фер­мы, м 1 2 3 4 или боль­ше
От­кло­не­ние от вер­ти­ка­ли, мм 10 15 20 25

О последовательности устройства традиционной крыши, состоящей из главных и второстепенных ферм, было рассказано на соответствующей странице сайта. Устройство крыши из ферм с креплением узлов пластинами подчиняется тем же правилам.

Первую стропильную ферму (А) устанавливают на мауэрлаты выравнивают по горизонтали и вертикали и закрепляют временными раскосами (Б) прибитыми к верхнему поясу фермы и мауэрлатам с обоих сторон крыши (рис. 135). Используются двухшляпочные гвозди или обычные не забитые до конца.

Затем устанавливаются последующие фермы и тоже выравниваются по горизонтали и вертикали с закреплением горизонтальными временными связями (В и Г). Нижняя связь (Г), если того требует проект, может быть оставлена, как постоянная. Строительные фирмы, постоянно занимающиеся строительством крыш вместо горизонтальных связей, могут использовать кондукторы или зажимы на которых выставляется шаг установки ферм. Правильность установки ферм проверяют предварительной разметкой (еще на земле) их центров или других заметных мест и натягиванием шнура. Фермы должны стоять в одну линию.

Рис. 135. Временная и постоянная стабилизация ферм

Итак, на начальном этапе производится стабилизация ферм раскосами и горизонтальными связями. Раскосы закрепляют первую ферму, а при необходимости последнюю или любую другую, в вертикальном положении. Горизонтальные связи закрепляют остальные фермы с выравниванием шага установки по низу и по верху. Временные связи (раскосы и горизонтальные) устанавливаются там, где они не мешают последующим работам. То есть те, которые ставятся на высоте — снаружи ферм, а нижняя горизонтальная связь по верху нижнего пояса.

Далее, после сборки крыши производится постоянная стабилизация ферм горизонтальными узловыми связями (Г, Д, Е) и диагональными связями (Ж), в соответствии с британскими строительными нормами (рисунки 111–113). Если чтение рисунка 135 вызывает затруднение посмотрите видеоролик.

На крышах с длиной ферм от 8–11 м устанавливаются дополнительные диагональные связи (З).

Временные и постоянные распорки лучше подготовить заранее, наживив в них гвозди, например, для горизонтальных связей в местах, соответствующих центрам шага установки ферм. Это упростит проверку правильности установки ферм в нижнем и в верхнем поясе.

Последний британский стандарт устанавливает минимальную ширину схваток 89 мм и толщину 22 мм. Сечение не должно быть меньше, чем 2134 мм². Это означает, что минимальные размеры крепления могут быть 22×97 мм или 24×89 мм. Прибивать схватки нужно оцинкованными гвоздями диаметром 3,35 мм, с минимальной длиной гвоздя равной толщине доски плюс 32 мм, то есть для схватки толщиной 22 мм — 54 мм, а для схватки толщиной 24 мм — 56 мм. На практике длина гвоздя диаметром 3,35 мм составляет 65 мм.

Диагональные схватки (Ж), должны быть установлены к нижней стороне верхнего пояса ферм по обе стороны крыши под углом примерно 45° к стропилам. Для каждой крыши устанавливают, по крайней мере, четыре диагональных схватки. Схватку прибивают к каждому стропилу двумя гвоздями 3,35×65 мм. Диагонали должны доходить до стеновых балок (мауэрлатов) и крепиться к ним. Если диагональную схватку нужно удлинить, то это делают как показано на рис. 113 то есть перехлест связей должен быть минимум один шаг ферм.

Продольные связи (Е, Г) устанавливаются под коньком и на нижний пояс. Сколачивание такое же, как и диагональных связей, но нужно проверить шаг установки ферм по нижнему и верхнему поясу. Ферма может быть немного изогнута и этот изгиб нужно устранить прибиванием продольных горизонтальных связей. После того, как будет связаны фермы первой половины крыши, процедура повторяется в противоположном конце крыши, образуя два стабильных модуля из ферм. Между собой они связываются продольными нижними и верхними схватками (Е, Г) с перехлестом один шаг ферм.

Британский стандарт рекомендует устанавливать продольную горизонтальную связь в коньковом узле фермы на всех крышах из стропильных ферм. Связь не устанавливается там, где применяется обшивка из ДВП, ДСП, ОСП или фанеры, либо другого листового материала (рис. 136 а).

Продольные горизонтальные связи в верхних узлах крепления раскосов устанавливаются на всех крышах из стропильных ферм где расстояние между опорным и рядовым узлом равно или больше чем 4,2 м (рис. 136 б). Связи не устанавливаются если это расстояние меньше или будет применена обшивка из ДВП, ДСП, ОСП или фанеры, либо другого листового материала (рис. 111).

Рис. 136. Рекомендации британского строительного кода к установкам связей ферм

Продольные горизонтальные связи в нижних узлах крепления раскосов устанавливаются на всех крышах из стропильных ферм где расстояние между опорным и рядовым узлом равно или больше чем 3,7 м. Связи не устанавливаются если это расстояние меньше (рис. 136 в).

V-образные диагональные связи устанавливаются на односкатных крышах с пролетами более 8 м и двухскатных — более 11 м. Связи устанавливаются примерно под углом 45° и должны просчитываться инженером проектировщиком (рис. 136 г).

Диагональные связи на вертикальном конце односкатных ферм (рис.136 д) применяются, когда фермы не закреплены к кладке стены или не обшиты листовым материалом (фанерой и другими).

Далее производится стабилизация фронтонов (если они есть) и устройство фронтонного и карнизного свесов. Стабилизация фронтонов ничем не отличается от описанной на странице 45. Фронтонный свес делается как показано на рисунке 109, а карнизные свесы изображены на странице 42.

Расчет стропильного каркаса

При расчете стропильной системы необходимо учитывать все нагрузки, передаваемые на стропильные ноги.

Существуют следующие виды нагрузок:

  1. Постоянные нагрузки, создаваемые весом кровельного пирога;
  2. Временные. Это нагрузки, создаваемые слоем снега, ветром, а также людьми, которые находятся на крыше.
  3. Особые (сейсмические нагрузки и т.д.).

Снеговую нагрузку следует определять исходя из климата в регионе строительства. При расчете ветровой нагрузки необходимо учитывать:

  1. Нормативное значение ветровой нагрузки;
  2. Тип местности;
  3. Высоту конструкции.

В строительных нормах можно найти необходимые расчетные формулы и таблицы. Эти расчеты, как правило, выполняют проектировщики. При самостоятельном расчете стропильной фермы следует учитывать, что даже небольшие погрешности могут привести к тому, что стропильная система будет ненадежной.

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.

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.

Висячие и наслонные стропила

Висячие стропила опираются только на внешние стены постройка и не имеют промежуточной опоры. На стропильные ноги данной конструкции воздействует нагрузка на сжатие и изгиб. Внешним стенам дома передается распирающее усилие.

Для его уменьшения стропильные ноги соединяют металлической или деревянной затяжкой. Затяжка может находиться у основания стропил либо на определенном расстоянии от него.

Затяжка, расположенная у основания стропил выполняет роль балки перекрытия. Это нередко используется для возведения мансардных крыш. При увеличение высоты монтажа затяжки необходимо применять более толстый и прочный материал, а также усиливать его фиксацию к стропилам.

Наслонные стропила используют реже. Их применяют для зданий, имеющих среднюю несущую стену либо промежуточные опоры (колонны). Крайние концы наслонных , зафиксированный на внешних стенах, а средние — на располагающуюся внутри опору. Данные стропила испытывают только нагрузки на изгиб.

Преимущество этой конструкции состоит в том, что она более дешевая и легкая, ведь для ее постройки следует меньше материалов. Архитектура здания зачастую допускает сочетание двух типов стропильных ферм. Наслонные стропила применяют в части постройки с промежуточными опорами, а висячие стропила — там, где нет подобных опор.

ustanovka stropilnoj sistemy 4 Деревянные фермы проектирование производство сборка
ustanovka stropilnoj sistemy 5 Деревянные фермы проектирование производство сборка
ustanovka stropilnoj sistemy 3 Деревянные фермы проектирование производство сборка

Подстропильные системы

Подстропильные конструкции применяются не так часто, в основном, при необходимости сооружения мансардных помещений и в тех случаях, когда шаг колон намного превышает шаг несущих конструкций. Для этого используются подстропильные балки и фермы с длиной в 12 метров, хотя возможно при необходимости увеличивать и до 18-24 метров.

Советуем к прочтению:   Фото и изготовление оригинальных фальш каминов своими руками

Подстропильные балки применяются с балочными стропилами. Первые имеют пучковую арматуру, чтобы облегчить массу и обеспечить большую надежность (для железобетонных конструкций). Такие конструкции устанавливают на колонны, соединяют со стропильной конструкцией при помощи анкеров, для металлических балок используется дополнительно сварка.

В каком случае применяются подстропильные конструкции?

Подстропильные конструкции применяются в зданиях, которые имеют поперечно расположенные внутренние несущие стены либо две поперечные. В этом случае подстропильные конструкции будут состоять из уложенных вдоль крыши балок (сквозных прогонов), которые опираются на лежень через брусья стоек, далее они имеют упор уже на стены. Применяется конструкция и без прогонов, в этом случае все стойки будут подводиться под каждую отдельную стропильную ногу.

Коньковый узел делают при помощи стыковки стропильных ног наверху с перевязкой стальными либо деревянными накладными. Стоит отметить, что здесь нет прогона, вместо него используется система распора.

Именно использование такой конструкции и делает возможным сооружение мансардных крыш (при введении стоек под стропильные ноги). Но это подразумевает, что подстропильная конструкция будет оказывать дополнительную нагрузку на перекрытие строения, поэтому есть необходимость усиления. Но это не значит, что такая крыша будет неустойчивой – возможность монтажа расшивки с внешней стороны стоек, крепеж к низу каждой стропильной ноги добавляет надежность всей конструкции.

Особенности стропильных ферм из дерева и металла

При выборе стройматериала для изготовления стропильных ферм необходимо учитывать нагрузки, которые будут воздействовать на кровлю, а также назначение сооружения. На крыше постройки могут располагаться водяные баки, солнечные батареи, а также вентиляционные камеры.

Стропильные фермы из дерева

Стропильные фермы, изготовленные из дерева пользуются наибольшей популярностью. Они соответствуют большинству требований, предъявляемых к данной конструкции.

Фото стропильной системы из дерева

Деревянные фермы используются в следующих случаях:

  • При возведении мансардных крыш;
  • При строительстве спортивных, коммерческих, промышленных и сельскохозяйственных объектов;
  • Для восстановления плоских крыш построек различного назначения.

Деревянные стропильные фермы обладают следующими достоинствами:

  • Легкость и автоматизированность процесса изготовления;
  • Работы по проектированию выполняются за довольно короткие сроки;
  • Легкость монтажных работ;
  • Небольшой вес;
  • Возможность реализации дизайнерских идей в плане конфигурации;
  • Легкость выполнения теплоизоляционных работ;
  • Экологическая безопасность материала;
  • Обладает высокими технологическими и эксплуатационными характеристиками;
  • Относится к первой категории пожарной безопасности (стройматериал обрабатывается в заводских условиях).

Конструкции, выполненные из дерева необходимо тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами. Они защитят конструкцию от огня, насекомых, грибков и гнили.

Металлические стропильные фермы

Стропильные фермы из металла используют в случаях, когда необходимо создать конструкцию повышенной жесткости. Такие стропильные системы прекрасно подойдут при обустройстве стропильных ферм длиной более десяти метров. В этом случае из стали должны быть выполнены не только стропила, но и коньковые опоры и мауэрлатный брус. Монтаж осуществляется с помощью швеллера. Стропильные ноги из металла крепят с помощью приваренных уголков.

Стальные стропильные фермы имеют следующие преимущества:

  • Длительный срок эксплуатации;
  • Высокая прочность конструкции;
  • Не подвергается гниению и разрушению;
  • Стойкость;
  • Конструкцию удобно использовать в случаях, когда необходимо перекрыть высокие здания большой площади.

К недостаткам металлических ферм относят:

  • Большой вес конструкции;
  • Необходимость использования специальной техники для подъема металлической конструкции на необходимую высоту;
  • Высокая стоимость;
  • Неустойчивость материала;
  • Достаточно высокая вероятность деформации металла при высоких температурах.

Стальные, деревянные и железобетонные стропильные фермы

Элементы используемой стропильной системы могут изготавливаться из различных материалов, это не только традиционное дерево, но и металл, железобетон. Сами фермы могут принимать три формы: полигональную, с параллельными поясами, треугольную. Для мягких кровельных материалов достаточно полигональных и с параллельными поясами, а вот для листовых лучше конструировать треугольные фермы.

Стальные элементы производят заводским способом, они имеют стандартные размеры, рассчитанные на пролеты с длинами в тридцать шесть, тридцать, двадцать четыре, восемнадцать метров. Также обычно все стальные элементы имеют параллельный пояс, что отличает их от прочих.

opornue uzlu stropil Деревянные фермы проектирование производство сборка

Схема крепления опорного узла стропил.

Для строительства частных домов используются стальные стропильные фермы из профильной трубы, так как они имеют малый вес. Фермы из тавра, швеллера, уголка более тяжелые. Собирается стропильная система непосредственно на стройплощадке, для крепления используется сварка. Профильные трубы, которые применяются для ферм, имеют толщину от полутора миллиметров до пяти, сам профиль может быть квадратным либо прямоугольным.

Железобетонные фермы представляют собой несущие, очень прочные решетчатые конструкции, которые часто используются для перекрытий пролетов при большой длине. Сегодня такие фермы разделяются на треугольные безраскосной формы, сегментные раскосные и безраскосные для скатных крыш, специальные фермы для крыш с небольшим уклоном.

При изготовлении железобетонных ферм оценивают такие показатели, как прочность бетона, плотность, морозостойкость, марка стали, толщина бетона вокруг установленной арматуры, защита от коррозии. Для частных домов такие фермы практически не используются, хотя их надежность и прочность намного выше, связано это с большим весом и сложностями при монтаже.

Деревянные фермы делают из бруса, они чаще всего применяются в частном и малоэтажном строительстве. Такие фермы всегда собирают на стройплощадке, на дерево перед этим наносят специальный защитный состав, который убережет его от насекомых. Соединения осуществляются при помощи болтов, анкеров, пластин и скоб. Монтаж деревянных ферм одновременно и более легкий, и более трудный, что связано с особенностями древесины.

Какие материалы используются для изготовления стропил?

Стропильные фермы могут быть деревянными, собранными при помощи болтовых соединений или металлическими сварными, монолитными железобетонными. При выборе стройматериала для конструирования стропил следует учитывать предназначение постройки, а также и нагрузки, которые будут воздействовать на кровлю.

На крышу также оказывает нагрузку различное оборудование, например, вентиляционные камеры, водяные баки, солнечные батареи. Стропильная ферма для крыши из дерева является наиболее распространенным вариантом. Если дом построен из бревен или брусьев, то мауэрлатом в таком случае может быть верхний венец.

Если же стены здания построены из пенобетонных блоков или кирпича, то деревянные стропильные фермы нужно опирать на брус, установленный вровень с внутренней поверхностью стенки.

Снаружи его нужно оградить дополнительными рядами кладки из кирпича. Под брус следует подложить гидроизоляционный материал. Это может быть рубероид, сложенный вдвое.

Стропильная система из дерева достаточно проста в изготовлении, ее без труда можно подогнать на месте монтажа. При надобности их несложно нарастить, укоротить или подтесать. Следует отметить, что деревянные стропила нужно обработать антипиренами и антисептическими препаратами. Это увеличивает срок службы всей кровельной конструкции.

Второй способ изготовления подразумевает соединение элементов методом «шип-паз». Также применяются гвозди, скобы, хомуты и болты. При высыхании древесины эти крепления слабеют, по этой причине нужно иногда проверять состояние стропильной конструкции и ее укрепление.

Третий способ заключается соединении деревянных частей при помощи стальных фасонных деталей и саморезов. Используя угловые соединительные элементы можно в сжатые сроки и без особых затруднений собрать любую конструкцию.

Стропильные балки из железобетона вообще не нужно обрабатывать. Следует отметить, что установить кровлю на подобных материалах намного сложнее, чем на стропилах из дерева.

Поэтому стальные и железобетонные стропильные фермы обычно применяют при возведении крупных зданий: железобетонных или больших кирпичных домов. К преимуществам такой кровли можно отнести долговечность и высокую прочность.

Довольно трудно «подогнать» по месту. Для этого необходим металлорежущий инструмент и сварка. Стальные конструкции можно изготовить двумя способами. Первый способ — заводской. Специальные компании производят конструкции из оцинкованного тонкостенного проката, обладающего С и Z-образным сечением.

Такие профили в сравнении с черным прокатом значительно более легкие. Это позволяет выполнить установку с использованием маломощной грузоподъемной техники или даже ручным способом.

Части этих стропильных ферм соединяют саморезами, поскольку сварка может вызвать к повреждение защитного цинкового слоя. Собирать их можно в заводских условиях. Собранную конструкцию необходимо перевезти на место и выполнить монтаж с помощью специальных механизмов или грузоподъемной техники.

С помощью сварки можно выполнять конструкции из простого черного проката. В дальнейшем необходимо обработать его ортофосфорной кислотой, а затем покрыть атмосферостойкой эмалью. При изготовлении металлических стропильных систем используются уголки, двутавровые балки и швеллеры.

Стропильные фермы деревянные, через жесткие конструкции которых нагрузка передается на несущие стены строения, пришли к нам из Европы. Расчет и конструирование под каждое здание производится индивидуально. Это не только упрощает устройство крыши и значительно ускоряет процесс, но обеспечивает также отличное качество и прочность.

Решетчатые деревянные фермы сегодня нередко изготавливаются в заводских условиях на деревообрабатывающих предприятиях. Материалом для них служит древесина, соответствующим образом высушенная и заранее обработанная специальными средствами.

Сборка стропильной системы крыши

Стропильные фермы для крыш выполняются различной формы в зависимости от назначения чердачного помещения.

Наиболее распространенная форма стропил в виде треугольника — как самая экономичная и жесткая конструкция.

При монтаже стропильной системы крыши необходимо соблюдать следующую очередность и правила установки конструкций:

  • при поэлементном способе временно закрепить первую пару стропильных ферм расчалками, а в последующем каждую очередную ферму — расчалками или монтажными распорками по ППР
  • стропильные фермы (балки), опирающихся на стены, монтируют, совмещая риски, фиксирующие геометрические оси нижних поясов ферм (балок), с рисками разбивочных осей на опорах (стенах установку ферм и стропильных балок в вертикальной плоскости следует выполнять путем выверки их геометрических осей на опорах относительно вертикали
  • снимать расчалки и монтажные распорки разрешается только после закрепления и выверки положения стропильных ферм, установки и закрепления в фермах вертикальных и горизонтальных связей, в рядовых фермах — распорок по верхним и нижним поясам стропильных ферм, а при отсутствии связей — после крепления настила

В деревянных стойках до начала монтажа следует выносить метки для постановки ригелей, прогонов, распорок, связей, панелей и других конструкций.

Сначала выполняется укладка (по уровню) прогонов по стенам из бревен или брусьев. Эти прогоны могут служить деревянным перекрытием дома. Затем прокладываются (по уровню) и крепятся скобами мауэрлаты по уложенным прогонам.

Если перекрытие уже выполнено, то прогоны не нужны, а мауэрлаты укладываются и крепятся непосредственно на несущую стену дома.

Затем выполняется раскладка деталей стропильных ферм и ферм для стропильных щитов (фронтонов). Сбивка ферм или щитов с одной стороны. Конструкции переворачиваются и сбиваются со второй стороны.

Советуем к прочтению:   Садовые дорожки своими руками

Затем выполняется установка, выверка и крепление конструкций на место, с выполнением сопряжений стропил с мауэрлатами.

Далее выполняется раскладка заранее напиленных по размеру деталей элементов крыши. И выполняется сборка на гвоздях ферм и стропильных карнизных и обрешеточных щитов.

Стропильные ноги верхними концами соединяются между собою в стропильную систему коньковым прогоном и затем стропильной обрешеткой под кровлю. Нижние концы стропильных ног крепятся на наружных стенах при помощи прогонов (на деревянных стенах) или мауэрлатов (на кирпичных стенах). Для большей устойчивости стропильная система укрепляется стойками, подкосами и схватками.

Конструктивные меры защиты крыши должны предусматривать:

  • предохранение древесины конструкций от непосредственного увлажнения атмосферными осадками
  • предохранение древесины конструкций от промерзания, капиллярного и конденсационного увлажнения
  • систематическую просушку древесины конструкций путем создания осушающего температурно-влажностного режима (естественная и принудительная вентиляция, устройство в конструкциях и частях зданий осушающих продухов

Деревянные конструкции должны быть открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными во всех частях для осмотра, профилактического ремонта, возобновления защитной обработки древесины и др.

Примечание: Не допускается глухая заделка частей деревянных конструкций в каменные стены.

Временные крепления разбирают после проверки качества выполненных работ.

Стропильные фермы и балки: что лучше

Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.

Преимущества использования

  • их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
  • использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
  • в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
  • они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.

Технология проведения монтажа

Монтаж деревянных стропильных ферм имеет некоторые особенности и выполняется в соответствии с определённой технологией:

  • концы ног деревянных ферм должны опираться на мауэрлат, который расположен сверху несущих наружных стен;
  • если показатель ширины пролёта находится в диапазоне от десяти до двенадцати метров, требуется монтировать одну промежуточную подпорку, а при больших размерах пролёта устанавливаются две такие подпорки;
  • монтаж ферм следует выполнять снизу вверх, а отправной точкой служит установка промежуточных подпорок, лежней и подкладных досок;
  • следующим этапом самостоятельного монтажа ферм является установка стоек, выверить которые можно отвесом, а фиксируются эти элементы парой специальных раскреплений;
  • далее подготовленные деревянные фермы укладываются с выступом на опорную балку в тридцать сантиметров и фиксируются болтами и скобами.

Установка ферм завершается монтажом подпорок и обрешётки. Следует помнить, что эксплуатационные и технические характеристики готовой кровли полностью зависят от типа деревянных ферм и качества их монтажа.

Подробнее о монтаже и креплении своими руками смотрите в видео.

В конструкциях покрытий наибольшее распространение получили два конструктивных решения: с применением продольных прогонов и без них. В первом случае по стропильным фермам укладывают с шагом 1,5 или 3 м легкие несущие элементы – прогоны, на которые опираются мелкоразмерные кровельные плиты (рис.1); во втором – непосредственно на фермы кладут крупноразмерные плиты или панели, совмещающие функции прогонов и плит (рис.2).

Виды стропильных ферм

Визуально они похожи на решетку, в которой основная часть в разы больше высоты. По форме это многоугольники, чаще треугольник, или полусфера. Выбор треугольной формы не случаен – она обеспечивает необходимую для конструкции жесткость и неизменяемость. Выполненные в виде набора стержневых треугольников в решетчатой связке они особо эффективны для перекрытия пролетов с большой шириной.

Стропильная имеет только две, без промежуточных, точки упора, расположенных по краям на стенах. Верхние концы при этом сходятся на коньке кровли. Все концы, и верхние, и нижние работают на сжатие и изгиб. Они практически рассчитаны на пролет между внешними стенами без дополнительных опор на внутренние стены. Это дает возможность после их монтажа использовать пространство под крышей в качестве одной большой сборочной площадки.

Таким образом, внутренние перегородки можно устанавливать, не учитывая местонахождение несущих стен, то есть появляется полная свобода в планировке внутренней части дома. Однако горизонтальное распирающее усиление, которое передается стенам, получается в итоге достаточно большим. Для устранения прогибов и облегчения пояса (перекрытие в 6–9 м) дополнительно используют ригель. Для больших пролетов обычно оснащают бабкой и подкосами.

Параметры расчета

Ни один из элементов такой конструкции не являются случайным. Каждый из них определяется точными инженерными расчетами с учетом всевозможных нагрузок, постоянных, временных и особых.

К первым относят вес самой кровли, обрешетки, к временным, соответственно, нагрузку на стропила от снега, ветра и полезную, если есть таковая. В СниП оговорены определенные положения, касающиеся временных нагрузок:

– ее величину принимают из расчета 180 кг/кв.м в горизонтальной проекции. Снеговой мешок, образовавшийся на крыше, может увеличить снеговую нагрузку до 400-500 кг/кв.м. Для кровель с уклоном больше 60° при расчетах во внимание не принимают. – нормативно ее величина определена как 35 кг/кв. м. Рассчитывают ее для кровель с уклоном больше 30°.

Все указанные величины подлежат корректировке с поправкой на климатические условия местности.

Что же касается полезной нагрузки на стропила, ее учитывают, если установлены баки, вентиляционные камеры, подвешены потолки и т. д.

Особенности крепления узлов

Несущую способность конструкций во многом определяют узлы, их надежность. Рассмотрим варианты креплений некоторых узлов в треугольных фермах пролетом:

  • до 6 м

Коньковый узел

. Стропильные ноги скрепляют скобами или накладками при помощи гвоздей, в половину дерева.

Соединение ноги и ригеля.

Ригель ставят на высоте, равной половине высоты фермы и скрепляют с ногами при помощи болтов и гвоздей.

Опорный узел

. Строительные ноги опираются прямо на стены.

Подобная конструкция больше подходит для малых строений с достаточно прочными стенами.

  • 6–12 м

Коньковый узел

. Крепление ног проводят аналогично, только между ними по середине дополнительно врезают бабку.

Срединный стык.

Лучший вариант – закрепление за нижний пояс.

Оси элементов должны пересечься точно над центром подкладки.

Узел необходимо укрепить с помощью стяжного болта.

  • 10–16 м

Должна быть усилена стойками и откосами.

Коньковый узел

выполняют аналогично, а стык нижнего пояса перекрывают при помощи двух накладок на болтах.

Подготовка к подъему

До начала монтажных работ потолочные балки сруба перекрываются досками полностью или в виде отдельных дорожек, необходимых для выполнения технологических операций. При нехватке или отсутствии досок используются кругляк небольшого диаметра или достаточно прочные и жесткие жерди. Настил пришивается небольшими гвоздями к балкам. Он считается надежным, если отсутствуют щели, в которые может провалиться нога.
На сруб фермы поднимаются в разобранном виде с помощью ворота или лебедки. Предстоит выполнить следующие операции: смонтировать ферму; укрепить соединительные узлы; подстраховать их от перегрузок пр^ подъеме; поставить ферму на балку. Перед монтажом фермы надо проверить, входят ли нижние шипы стоек в свои гнезда на потолочной балке. На рисунке в схематическом виде представлена ферма, подготовленная для установки на потолочную балку сруба. Она лежит на опорах (3 и 4).

Деревянные фермы проектирование производство сборка
Балке (4) предназначена особая роль. К ней бечевками жестко привязываются опорные концы стоек с шипами. Она служит осью вращения при постановке фермы в вертикальное положение. На торцевые части балки-оси надеты петли тросиков (5), которые под острым углом крепятся к половым балкам сруба в противоположной относительно мачте стороне и удерживают ее в нужном положении. Петли служат как бы подшипниками. Для уменьшения трения их можно смазывать. Ферма укладывается так, что шипы стоек располагаются в 10-15 см от своих гнезд. При вращении фермы шипы будут приближаться к ним.

Смонтированную ферму нельзя поднимать без усиления слабых мест, иначе можно деформировать узлы соединения стропильных ног и стоек. Эти узлы являются самыми уязвимыми местами конструкции. Для повышения ее прочности потолочная балка пришивается к стойкам 150-200-миллиметровыми гвоздями. Стропила к балке крепятся таким же образом. Под гвозди почти на всю длину просверливаются отверстия меньшего диаметра. Концы потолочной балки и стропила стягиваются легкими скобами (6), которые можно приготовить из проволоки диаметром 4-5 мм. Однако такое усиление узлов не дает полной гарантии благополучного подъема фермы. Поэтому под стропильную секцию, как наиболее слабое звено, подводятся прочные шесты (2) (слева и справа), которые привязываются к стойкам, балке и стропилам. Их функция — удерживать при подъеме голову фермы и стойки в одной плоскости. Веревочные узлы (а, б) на балке и стропилах завязываются на бант с длинными свисающими концами, чтобы до них можно было дотянуться рукой и развязать, когда ферма займет вертикальное положение.

Торцевые части потолочной балки, ослабленные гнездами, тоже нуждаются в укреплении. Их следует сжать с боков крупными струбцинами, предупреждая раскалывание по оси.

Тяговый тросик ворота (лебедки) крепится за середину потолочной балки. Его необходимо накладывать сверху, чтобы при подъеме исключить ее выворачивание. Сделав вокруг балки несколько колец, конец тросика крепят бечевой. Узел также завязывается на бант со свисающими концами.

Как вам статья?

Сергей
Сергей
Задавайте свои вопросы эксперту в комментариях
Задать вопрос

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
От пола до потолка
Добавить комментарий

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

Adblock
detector