Стропильные и подстропильные железобетонные фермы

Материалы изготовления

Дерево является не единственным материалом, из которого изготавливают фермы. Их еще создают из стали. Ведь металлические конструкции тоже часто используют в частном домостроении, когда крышу покрывают листовым прокатом.

Стальные фермы стропильные изготавливают не только на месте строительства дома, но и в заводских условиях. Предприятия выпускают конструкции с унифицированными размерами. Длина таких конструкций составляет 18, 24, 30 и 36 м.

Металлические фермы создаются из стальных уголков и профилированных труб с прямоугольным и квадратным сечением. Все элементы свариваются между собой. Для их изготовления также используют тавровые широкополочные балки. Специалисты считают такие конструкции оптимальным решением, которое отличается высокой надежностью.

Железобетонные фермы-балки перекрытия Источник ointeres.ru Производители выпускают железобетонные фермы для крыш с небольшим уклоном. Изготавливаются также треугольные безраскосные конструкции и сегментные раскосные изделия. Железобетонные фермы обладают высокой прочностью и большим весом. Поэтому при их монтаже всегда используют строительную спецтехнику.

Несмотря на возможность использования металлических и железобетонных конструкций, чаще все-таки применяют деревянные фермы перекрытия при строительстве частных домов. В основном их изготавливают из брусьев. Если на конструкцию воздействуют большие нагрузки в вертикальном направлении, тогда она может быть создана из широкой доски. Конкретный материал для изготовления фермы выбирается в зависимости от выделенного бюджета на строительство и требуемой прочности итогового изделия.

Существуют также и другие варианты ферм:

Комбинированные конструкции со стальным основанием и деревянными другими частями, использующиеся для закрепления очень тяжелых элементов. Применение двух разных материалов позволяет снизить общий вес фермы. При этом ее прочность остается на прежнем уровне.

Фермы из дерева и с основанием из металла Источник newvilla.ru

• Конструкции из фанерных труб, которые отличаются маленьким весом. Они даже легче изделий из досок. Однако фермы из фанерных труб не отличаются высокой прочностью.
• Конструкции из стеклопластика и дерева – очень редкий вариант. Однако его преимуществом является небольшой вес и высокие прочностные характеристики.

Любая ферма – строительная конструкция, использование которой позволяет не устанавливать дополнительные опоры, если перекрывается большой пролет. Ведь такое изделие обладает высокой жесткостью, прочностью и надежностью. Если конструкция изготавливается из дерева, тогда ее сборку можно осуществить на земле, а потом поднять на нужный уровень дома даже без использования спецтехники.

Кроме того, фермы не прогибаются. Их несущественную деформацию можно определить, если воспользоваться специальным инструментом. Помимо этого, внутри конструкций удобно прокладывать инженерные коммуникации дома.

Инженерные коммуникации частной постройки внутри фермы Источник fdak.ru

Как сделать фермы самостоятельно?

Инструменты для установки стропильных ферм.

Раньше фермы подобного типа сооружались на стройплощадках, однако сегодня подобные конструкции изготавливаются в заводских условиях.

Изготовление ферм выполняется на специальном оборудовании.

Если выполняются конструкции из дерева, то они должны пройти обработку защитными средствами, которые способны предотвратить гниение.

Благодаря применению новейших технологий можно соорудить изделия подобного типа для крыш различных форм.

Можно изготовить как фермы полностью, так и их отдельные детали, которые в дальнейшем будут собраны в единую конструкцию на стройплощадке.

Постройки из стали и железобетона

В приватном строительстве достаточно часто применяются и постройки из стали. Типы ферм могут быть следующими:

• треугольные;
• полигональные;
• с несколькими поясами.

Если в планах сооружение мягкой крыши, то можно использовать фермы двух последних типов. Для листовых материалов подходят изделия треугольной формы. В индустриальных условиях изготавливаются конструкции из стали стандартных размеров, которые подходят для пролетов, длина которых составляет 18, 24 и 36 м.

Пояса ферм и решетки изготавливаются из металлических уголков. Рациональной является постройка, пояса которой сооружаются из широкополочных балок. Подобные конструкции легко изготавливать. Чтобы соорудить такие элементы, понадобится лишь небольшое количество материалов. Однако изделия являются прочными и надежными.

Схема устройства фермы из профильной трубы.

Подстропильная ферма из стали отличается от стропильной наличием дополнительного пояса. Они имеют стандартные размеры. В процессе возведения частных домов в большинстве случаев используются стальные изделия, которые сооружаются из профильных трубок прямоугольного сечения. Подобные конструкции имеют меньший вес, чем изделия, которые сооружаются из металлического уголка.

Подобную конструкцию можно соорудить на стройплощадке с помощью сварочного устройства.

Чтобы сделать фермы, рекомендуется использовать гнутые трубки. Сталь должна иметь толщину приблизительно 2-4 мм.

В современных строительных работах используются и железобетонные фермы. Подобные фермы лучше всего монтировать на крыши построек небольшой высоты, которые испытывают существенные нагрузки на покрытия. Фермы из данного материала можно разделить на:

1. Раскосные и безраскосные изделия.
2. Конструкции для кровель с небольшим уклоном.
3. Треугольные конструкции.

При возведении жилых построек изделия из железобетона используются редко. К недостаткам таких ферм можно отнести немалый вес и сложность установки.

Рекомендации перед постройкой

Требования, предъявляемые к навесам, отражены в СНИП В документе указано как правильно определить нагрузки и их величины, которые должна выдерживать конструкция. Помимо этого нужно учитывать климатические особенности региона. Если зимы снежные и случаются сильные порывы ветра сечение профиля увеличивается.

Также следует учитывать размеры навеса. При увеличении расстояния между опорами сечение профиля выбирается больше. Шаг установки ферм регламентируется СНИП, однако, следует учитывать ширину кровельного материала. При использовании ондулина или поликарбоната чертеж составляется с учетом размера их листов.

Размещение ферм в плане и устройство связей

В соответствии с расположением в плане несущих колонн, пилястр или простенков шаг стропильных ферм принимается обычно в пределах 5—6 м.
Устойчивость ферм обеспечивается постановкой между ними связей как поперечных (обычно только в плоскости верхних поясов), так и вертикальных.

В зданиях небольшой длины с торцовыми стенами достаточной поперечной жесткости и при числе ферм не более 4—5 связи могут не ставиться. При этом прогоны кровли должны быть надежно заанкерены в торцовые стены.

При недостаточной жесткости торцовых стен и при числе ферм больше пяти поперечные связи по верхним поясам ставятся между крайними предторцовыми фермами ( схема А), а при большой длине здания также и между промежуточными фермами на взаимном расстоянии 30—36 м.

Схемы ферм и покрытия

При недостаточной поперечной жесткости продольных стен, а также при опирании ферм на колонны, рассчитанные на передачу поперечных горизонтальных усилий на конструкцию кровли, кроме того, должны ставиться продольные связи, располагаемые в крайних панелях верхних поясов по всей длине здания (схема Б).

Вертикальные связи ставятся в плоскостях средних и опорных стоек ферм, а при пролетах ферм свыше 30 м, креме того, и в четвертях пролета и располагаются обычно между теми фермами которые раскреплены поперечными связями.

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.

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:

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.

Изготовление стальных кровельных системы устройство фермы крыши

При изготовлении такой системы, как металлические фермы – гост и его соблюдение -обязательное требование. Стропильные фермы для стальных конструкций кровли имеют длинные пролеты. Изготавливаются металлические фермы пролетом 12 м, некоторые- до 30 м.

Ферма для односкатной крыши сделана из профиля с периодическим сечением или трубы квадратного и прямоугольного сечения, такой же профиль используют и для фермы из двух скатов, с углом ската меньше 20 градусов.Опорой им служат подушки или колонны из железобетона.

Прогонная балка, на уголки которой крепится обрешетка, монтируется путем сварки к стропилам из металла. Для повышения жесткости конструкции по поясу нижних ферм проходят связи из уголка.

Наиболее распространено применение металлических стропильных систем в строительстве общественных и промышленных объектов:

• складов;
• ангаров;
• производств;
• офисных многоэтажек.

При возведении индивидуальных построек используется легкий модульный каркас. Процесс производства стальных систем несложный, изготовить конструкцию можно на любом заводе.

Преимущества стальных модулей:

• прочность и надежность;
• перекрытие больших пролетов;
• жесткость.

Минусы стальных ферм:

• большая масса – до 30 килограммов на один квадратный метр, что требует использования спецтехники в процессе монтажа;
• слабые огнеупорные качества, деформируется примерно через 20 минут при пожаре;
• при отсутствии специальной обработки покрывается коррозией.

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.

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.

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.

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.

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.