Ферма строительная конструкция: Ферма (конструкция) — Википедия – их конструкция, свойства, разновидности и схема

Содержание

Изготовление металлических ферм: секрет популярности конструкций

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Что такое металлическая ферма
  • Какие бывают разновидности металлических ферм
  • В чем заключаются преимущества и недостатки металлических ферм
  • Во сколько обойдется изготовление металлических ферм

 

В наши дни технологии строительства претерпевают значительные изменения. Современный уровень развития производственной отрасли позволяет создавать конструкции из быстровозводимых модулей. Иногда целое здание из металлоконструкций возводится всего лишь за один день. Столь высокая скорость объясняется очень простой технологией, когда соединяются готовые составные элементы. Изготовление металлических ферм зачастую выполняется по тому же принципу.

 

Что такое металлическая ферма

Корни слова «ферма» восходят к латинскому «firmus» (прочный), что напрямую указывает на высокую надежность и жесткость конструкции.

Внешне она представляет собой металлическую структуру, в состав которой входят вертикальные стойки и наклонные раскосы. Они соединяются при помощи сварки в единую жесткую металлоконструкцию. Вся нагрузка равномерно распределяется на фундамент сооружения благодаря связанным стойкам. При этом верхний пояс металлоконструкции направлен на осевое сжатие, а нижний на растяжение.

Что такое металлическая ферма

Раскосы, скрепленные в единую структуру, образуют треугольник. Следует помнить о том, что в принципе это наиболее устойчивая геометрическая фигура. Именно поэтому большинство конструктивных элементов фермы представляют собой треугольники.

Для изготовления металлических ферм необходимо объединить в единую конструкцию следующие элементы:

  • Верхний пояс. Включает в себя радиусную (ломаную), горизонтальную и наклонную балки. Именно к ним прикрепляются верхние соединительные узлы стоек.
  • Нижний пояс. Представлен в виде горизонтальной продольной балки. На нее крепят нижние соединительные узлы стоек или раскосов.
  • Стойки. Это вертикальные элементы между нижним и верхним поясом. На них ложится основная нагрузка конструкции, и они же распределяют ее по основанию. Работают на сжатие.
  • Раскосы. Они связывают углы верхнего и нижнего пояса между собой и производятся в виде наклонных стоек. Угол их наклона равен 45°. Работают на сжатие и растяжение.
  • Узлы (панели). Точки, находящиеся на верхнем и нижнем поясе фермы. В них происходит соединение диагональных раскосов или вертикальных стоек.

Разновидности металлических ферм

Изготовление этих устойчивых металлоконструкций активно используется при возведении промышленных зданий, частных домов, торговых комплексов, выставочных павильонов, спортивных сооружений, складских комплексов, многоэтажных зданий и пр. Благодаря им можно перекрыть значительное пространство или пролет.

Изготавливают металлические фермы в основном на заводах. Ассортимент продукции достаточно широкий. Ниже приведем основные виды этих металлических конструкций:

  • Параллельные – имеют наиболее простую форму. Их изготовление не требует больших затрат, поскольку они создаются из однотипных деталей.
  • Классические арочные – в них верхний и нижний пояс дугообразной формы, который имеет ребра жесткости. Отличить между собой разные виды изделий можно по радиусу арки, который может зависеть от дизайна крыши, сложности всей металлоконструкции и внешних ограничений (например, стропильной системы).
  • Треугольные односкатные – необходимы для изготовления крыши, имеющей крутые скаты.
  • Треугольные двускатные – также используются для создания крыш с крутыми скатами, но их недостатком являются большие отходы после производства.
  • Полигональные – идеальны для возведения кровли из тяжелого настила, но требуют высоких профессиональных навыков при монтаже.
  • Трапецеидальные – являются аналогом полигональных, но имеют более простое устройство.
  • Сегментные – нашли применение при возведении сооружений со светопропускающей кровлей. Они сложны при изготовлении, поскольку при создании дуговых элементов требуется геометрия высокой точности. Зато при правильных расчетах нагрузка равномерно распределяется по всему основанию.

Виды металлических ферм

При изготовлении металлической фермы подбирают внутренний рисунок в зависимости от предполагаемого уровня нагрузки и других конструктивных требований. Тип обрешетки может значительно повысить трудоемкость проекта, изменить внешний вид объекта, его вес и существенно увеличить затраты на изготовление изделия.

  • Треугольная решетка отличается минимумом узлов, поэтому делать ее экономически выгодно. Ее можно увидеть в параллельной и трапециевидной форме металлоконструкций.
  • Шпренгельная решетка используется в объектах, где большая часть нагрузки ложится на верхний пояс, позволяя сохранить необходимое расстояние между прогонами.
  • Раскосная ферма пригодится в тех случаях, когда на стойки возлагаются слишком большие нагрузки.
  • Крестовая решетка подходит для каркасов, где расчетная нагрузка направлена в две стороны.
  • Перекрестная решетка нужна для ферм, которые делают из тавров.
  • Полураскосная и ромбическая решетка – ее изготовление практикуют при создании ферм с огромной высотой (как у мостов и мачт). Эти рамы отличаются большой жесткостью из-за наличия двух систем раскосов.

Рекомендовано к прочтению

Металлические фермы для кровли выпускаются в прямом варианте, односкатном и двускатном. Ребра жесткости не позволяют металлическим фермам деформироваться независимо от ширины пролета.

Изготовление металлических ферм может выполняться по разным схемам в зависимости от количества поясов. Бывают плоские и пространственные фермы. У плоских все узлы и стержни расположены на одном уровне, у пространственных пояса расположены в параллельных плоскостях.

Плюсы и минусы металлических ферм

Преимуществами изготовления подобных металлоконструкций можно считать:

  • Возможность предварительной частичной сборки и компоновки сборных металлических ферм. Это значительно упрощает процесс монтажа, так как собрать конструкцию можно даже вручную. Кроме того, подобный вариант позволяет уменьшить затраты на транспортировку, так как можно регулировать размер каркаса.
  • Малый вес металлических профилей значительно облегчает работу со всей металлоконструкцией.
  • При помощи ферм можно очень быстро возводить высотные конструкции с прочным основанием.
  • По сравнению с монолитными строениями из бетона и кирпича они стоят гораздо меньше.
  • При изготовлении металлических ферм используются очень крепкие профили, стойкие к деформации и воздействию ветра.
  • Стропильные системы из металлопрофиля имеют длительный срок службы.
  • По завершении установки допускается покраска металлической фермы в любой цвет, следовательно, ее можно хорошо вписать в интерьер сооружения.

Не стоит забывать о том, что любые конструкции имеют свои недостатки. В данном случае можно говорить о том, что при изготовлении изделий большое внимание необходимо уделять тщательной антикоррозийной обработке. В случае нарушения покрытия сталь может потерять свои эксплуатационные характеристики и выйти из строя всего за пару лет. Например, такое негативное воздействие способен оказать конденсат, скапливающийся в верхних слоях помещения, где расположена чердачная зона.

Изготовлением металлических ферм и их установкой должны заниматься только профессионалы. Монтаж громоздких металлоконструкций тесно связан со специальной подъемной техникой и работами на высоте, для чего необходимо получить специальный допуск. Такие проблемы снимаются заказом выполнения работ у определенной компании. То есть если вы заказываете изготовление металлической конструкции на производстве, то уточните, есть ли у них услуги монтажа.

Помните о том, что для качественного изготовления любого объекта необходимо проводить проектно-расчетные работы. Кроме этого, возможно, появятся затраты на доставку. В связи с этим очень тщательно нужно выбирать компанию, предоставляющую подобные услуги, ориентируясь в первую очередь на качество работ, а уже потом на их стоимость. Не забывайте, что надежность несущих элементов будет сказываться на сроке эксплуатации всего сооружения.

В целом, подобная металлоконструкция сопоставима со стальными балками. Отличие заключается в том, что металлическая ферма является более эффективной конструкцией. Она работает на растяжение и сжатие, не подвержена гниению, заражению грибком и насекомыми, не ломается под воздействием тонны снега. Все это выгодно отличает ее от деревянных стропил или балок.

Изготовление и монтаж металлических ферм

Изготовление металлоконструкций может происходить непосредственно на строительном участке либо в специальном цехе на производстве. Сам процесс заключается в сборке готовых элементов: стоек, раскосов, поясов. В некоторых случаях в этих конструкциях заранее проделывают монтажные отверстия, тогда весь процесс сборки протекает гораздо быстрее и проще. В случае отсутствия монтажных отверстий их фиксируют при помощи струбцин и затем закрепляют.

Чертежи для изготовления металлических ферм из профильной трубы и других элементов, а также результаты сборки должны полностью совпадать с задуманным проектом.

Соединение металлических деталей может происходить с двумя способами:

  1. С помощью болтов. Это самый распространенный и простой способ соединения. Он позволяет быстро монтировать фахверки, прогоны, связи и другие элементы металлоконструкции. Качество натяжения болтов оказывает прямое влияние на надежность болтового соединения. Чаще всего такую работу делают сразу два монтажника при помощи специальных ключей с рукоятками и пневмоинструмента.
  2. Путем сварки. Сварные работы в производственных условиях используются только в том случае, когда нужно получить очень крепкое устойчивое соединение. До начала сварочных работ отдельные элементы конструкции скрепляются между собой при помощи монтажных болтов. Самые ответственные узлы следует фиксировать заклепками.

Монтаж металлических ферм

Когда заканчивается изготовление отдельных элементов, стропильная система из профилей частями или полностью доставляется на участок сборки. Установка всей металлоконструкции выполняется на основание, представляющее собой зацементированные и скрепленные колонны.

Чтобы поднимать остов, понадобится стрелочный кран. Во время его работы возможно раскачивание конструкции. Для предотвращения этой проблемы используют ручные парные растяжки. Они же помогают направлять конструкцию во время монтажа. После подъема систему фиксируют временными соединениями, а затем уже основательными. Прежде чем убрать стропы, необходимо убедиться в том, что хотя бы 50 % креплений хорошо затянуты.

Процесс монтажа может варьироваться в зависимости от особенностей основания. Так, при установке конструкции на железобетонные колонны или стены из кирпича фиксация элементов выполняется на анкерные болты. При длине конструкции более 10 м необходимо производить расчет крыши как спаренной системы. В таком случае стропильные ноги и перемычки должны состоять из двух частей. Их сборка выполняется непосредственно на объекте.

При установке стропильной фермы важно соблюдать технику безопасности. Обязательными моментами будут следующие пункты:

  • Принимать участие в работах могут только высококвалифицированные высотники и стропальщики, имеющие соответствующий допуск.
  • Обязательно прохождение инструктажа по технике безопасности до начала работ.
  • Работающий персонал должен быть снабжен специальной экипировкой: касками, рукавицами, монтажными поясами, сезонной спецодеждой.

Техника безопасности при монтаже металлических ферм

В наше время изготовление конструкций металлических ферм находится на лидирующих позициях, что объясняется их огромными преимуществами. Они быстро изготавливаются, легко устанавливаются, имеют длительный срок эксплуатации и высокую устойчивость к внешнему воздействию. Являются настоящим технологическим достижением современного производства в области строительства.

От чего зависит стоимость изготовления металлических ферм

Изготовление систем из металлических профилированных труб получило широкое распространение в частном строительстве. Это очень удобные и легкие конструкции, которые можно собрать прямо на месте.

Цена изготовления металлических ферм зависит от сложности изделия и особенностей монтажа. Основной упор идет на следующие факторы:

  • Вид и количество металлопроката.
  • Конфигурация конструкции.
  • Размеры сооружения.

На качество и долговечность готового изделия влияет не только качество изготовления элементов, но и грамотный монтаж всей металлоконструкции. Стоимость сборки определяется следующими факторами:

  • Видом сооружения и уровнем его сложности – следует отличать по сложности монтаж гаража от возведения торгового комплекса.
  • Площадью постройки – стоимость изготовления и монтажа металлоконструкции снижается прямо пропорционально увеличению общей площади строения.
  • Местоположением объекта – монтируя металлоконструкцию, ориентируются на административное расположение места строительства и логистические расходы, включая перевозку оборудования и рабочих.
  • Срочность выполнения заказа – изготовление и монтаж металлической конструкции в сжатые сроки требует увеличения объема спецтехники, численности персонала, введения посменного графика работы.

Все эти нюансы могут существенно повлиять на конечную стоимость проекта.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Что такое ферма? — Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

Любую ферму можно рассматривать как балку перекрытия, только не сплошную, а сквозную. Как и балки сплошного сечения, изготовленные из древесины, металла, железобетона, другого материала, фермы используются для перекрытия различных пролетов. Но в отличие от балок сплошного сечения, в фермах прочностные свойства материала, из которого изготовлена ферма, используются максимально. Например:

Рисунок 1.

Когда мы рассчитываем параметры поперечного сечения балки, за основу мы берем максимальный изгибающий момент. В итоге материал балки постоянного сечения, показанной на рисунке 1.а, будет использован, условно говоря, на 25%, так как максимальный изгибающий момент действует только в одном сечении посредине балки, а на опорах он равен нулю. Если мы изготовим балку переменного сечения, как показано на рисунке 1.б, то материал такой балки будет использован, условно говоря, на 50%, так как нормальные сжимающие и растягивающие напряжения распределяются по всему сечению балки и максимальных значений достигают вверху и внизу балки. А если мы изготовим некую конструкцию, показанную на рисунке 1.в, то на стержни такой конструкции вообще не будет действовать изгибающий момент (конечно, при условии, что нагрузка будет приложена так, как показано на рисунке 1.в). В стержнях АС и ВС будут действовать сжимающие напряжения, а в стержне АВ — растягивающие.

Конструкция, показанная на рисунке 1.в, является простейшим видом фермы.

Ферма — это стержневая система, которая останется геометрически неизменяемой после условной замены ее жестких узлов шарнирными

Конечно же в абсолютном большинстве случаев фермы изготавливаются с достаточно жесткими узлами, специальных шарнирных соединений никто не делает, а

условная замена жестких узлов шарнирными нужна для максимального упрощения расчета

Так ферма, показанная на рисунке 1.в, является статически определимой системой, т.е. определить нормальные напряжения в стержнях такой фермы мы можем, используя стандартный набор из трех уравнений равновесия. А если бы узлы фермы были жесткими, то такая ферма была бы трижды статически неопределимой со всеми вытекающими отсюда последствиями. Как показывает практика, результаты расчетов параметров фермы при условной замене жестких узлов шарнирными достаточно близки к результатам для фермы с жесткими узлами при соотношении длины стержня к его высоте или ширине l/h > 10 и при приложении нагрузки в узлах фермы. А чтобы такие расчеты можно было смело производить, конструкция должна быть геометрически неизменяемой.

Наглядно представить, что такое

геометрическая неизменяемость

лучше всего поможет обычный детский конструктор из стальных шариков и разноцветных стерженьков с магнитами — магнитная мозаика:

Фотография 1. Магнитная мозаика.

Из деталей такого конструктора можно собирать достаточно сложные объемные конструкции, намного сложнее чем, та что показана на фотографии 1. Однако пока объемные конструкции нас не интересуют, поэтому оставим их создание и исследование детям, а сами рассмотрим две плоские конструкции:

Рисунок 2.

Если мы соберем из трех стержней и трех шариков конструкцию, похожую на нашу ферму (рисунок 2.а), то как бы мы ни прикладывали нагрузку Q к узлу С (разумеется в плоскости конструкции и при этом узлы А и В будут иметь какую-то опору, например, стол), то конструкция будет сохранять свою геометрическую форму треугольника до тех пор, пока сила, приложенная к узлу С не превысит силу сцепления магнита и шарика. Если мы добавим к этой конструкции еще один стержень и еще один шарик так, как показано на рисунке 2.б, то такая конструкция будет очень неустойчивой и если сразу не сложится под действием силы тяжести, то даже при незначительном воздействии некоторой силы Q все равно сложится, т.е. изменит свою геометрическую форму. Чтобы сделать конструкцию, показанную на рисунке 2.б, геометрически неизменяемой, достаточно добавить всего лишь один стержень между узлами D и В. Если добавлять к конструкции на рисунке 2.а по два стержня и одному шарику так, чтобы получался новый треугольник, то мы таким образом можем получить достаточно длинную, геометрически неизменяемую и статически определимую ферму. Вообще вариантов компоновки стержней может быть много, некоторые из этих вариантов рассматриваются ниже.

Само собой кроме плоских ферм, у которых оси всех стержней расположены в одной плоскости, как в вышерассмотренных случаях, в строительстве применяются пространственные фермы, оси элементов которых не лежат в одной плоскости, как на фотографии 1. Расчет пространственных ферм часто удается свести к расчету нескольких плоских ферм. Впрочем, расчет как пространственных, так и плоских ферм не является темой данной статьи.

Расстояние между осями опор фермы l называется пролетом. Стержни, расположенные по внешнему контуру фермы называются поясными и образуют верхний сжимаемый и нижний растягиваемый пояс фермы. Стержни АС и ВС на рисунке 1.в образуют верхний пояс, стержень АВ — нижний пояс. Стержни, соединяющие верхний и нижний пояс, образуют решетку фермы. Вертикальные стержни, на которые действуют сжимающие напряжения, называются стойками, наклонные стержни называются раскосами. Расстояние между соседними узлами любого пояса фермы обычно измеряется по горизонтали и называется панелью.

Классифицировать фермы можно по следующим 5 признакам:

Рисунок 3.                                                        Рисунок 4.

1. Характер очертания внешнего контура

Фермы бывают с параллельными поясами (рис. 3), с ломаным или так называемым полигональным расположением поясов. К последним относятся, например, фермы с параболическим очертанием верхнего пояса (рис. 4.д) и фермы треугольного очертания (рис.1.в).

2. Тип решетки

По этому признаку фермы делятся на фермы с треугольной решеткой (рис. 3.а), фермы с раскосной решеткой (рис. 3.б), фермы с полураскосной решеткой (рис. 3.в), фермы с ромбической решеткой (рис 3.г), двухрешетчатые (рис. 3.д), многорешетчатые рис. 3.е).

3. По типу опирания

фермы могут быть закрепленными у обоих концов — балочными (рис. 4.а) или арочными (рис. 4.д, е), консольными — закрепленными у одного конца (рис. 4.б), балочно консольными (рис. 4.в, г)

4. Назначение фермы

В зависимости от назначения различают фермы стропильные, крановые, башенные, мостовые и другие.

5. Уровень езды

Мостовые фермы в зависимости от уровня езды делятся на фермы с ездой понизу, фермы с ездой поверху и фермы с ездой посередине.

Далее нас, как строителей и проектировщиков довольно мелкого масштаба будут интересовать только стропильные фермы. Основные принципы расчета ферм не так сложны, как может показаться на первый взгляд.

Помогите разобраться, что такое стропильные фермы? Как они различаются по сложности?

Стропильные фермы в строительстве понимаются как жесткие конструкции, они используются для устройства скатных крыш.

Задача ферм – сопротивление нагрузкам, которые оказываются на кровлю и на стены строения. Делается этот элемент крыши, как правило, из дерева, но делают и из металла и бетона.

Для изготовления деревянной стропильной фермы, чаще используют доски, брус или лес-кругляк.

Простые готовые стропильные фермы можно изготовить на предприятии и доставить их к месту установки. Высота фермы рассчитать можно по формуле:

Для прямоугольника – 1/6*L;

Для треугольника – 1/5*L,

где буквой L обозначена длина пролета фермы.

Это простая ферма. В стропильную ферму входят такие элементы: — стойки;

раскосы;

обрешетка.

Рассчитываются стропильные системы на калькуляторе,

Чтобы произвести расчет стропильных ферм, нужно учитывать все нагрузки, которые на них будут оказываться.

Для вычисления применяем формулу:

S=Sg*μ

Sg – это расчетное значение веса для снежной нагрузки на квадратный метр покрытия. Показатель этот условный и определить его можно по таблицам, в зависимости от региона.

А μ – это коэффициент, зависящий от угла наклона кровли.

Стропильные, а также подстропильные фермы – это несущие элементы крыши. Поэтому к их расчету, проектированию и строительству нужно относиться крайне ответственно.

Данные работы должны выполнять только профессионалы – архитекторы, инженеры проектировщики и специалисты-монтажники.

Браться за выполнение работ самостоятельно можно только в самых простых случаях, например, при строительстве крыши гаража или других хозяйственных построек.

Все элементы стропильной балки рассчитываются отдельно в соответствии с нагрузками и углом крыш.

Все строительные фермы делаются исключительно по условиям заказчика они могут быть различных видов:

1 — двухскатная ферма;

2 — ферма со сложной формой верхнего пояса;

3 — ферма-ножницы;

4 — сводчатая ферма;

5 — мансардная ферма.

ФЕРМЫ строительных конструкций | изготовление и монтаж ферм металлоконструкций

 В современной строительной индустрии для облегчения возводимых конструкций и удешевления проектов часто применяются металлические фермы. Это несущие металлоконструкции, обладающие повышенной жесткостью и степенью надёжности.

 Они используются при сооружении кровли торговых, складских и промышленных помещений, а также в строительстве гаражей, дач, бассейнов, стадионов и других видов объектов общественного и социального назначения.



 Преимущества металлических ферм:

  • высокая прочность;
  • простота изготовления;
  • долговечность;
  • быстрота монтажа и демонтажа;
  • повышенная устойчивость к различным климатическим условиям;
  • сейсмостойкость;
  • экономия денежных средств;
  • снижение себестоимости объекта;
  • быстрая оборачиваемость средств.

 Ширина пролётов таких конструкций может быть 18,24,30,36 м.

 Фермы бывают:

  • стропильные;
  • с параллельными поясами – плоские;
  • арочного, треугольного и консольного типа.

 Лёгкие фермы применяются для перекрытий, кровлей построек и навесов. Изготавливаются из высокосортной стали. Они имеют нормативный запас прочности и поэтому не деформируются под воздействием нагрузок.  Имеют различные направления применения. От навесов до сооружения массивных строительных объектов.

 Стропильные фермы применяются, в основном, при индивидуальном строительстве, а также для перекрытия пролётов промышленных помещений, залов и мостов.

 Изготавливаются из труб — гнутых вальцованных (профильных) или горячекатаных. Данная конструкция придаёт строящемуся объекту особую изысканность, воздушность и техническую законченность проекта.

 В производстве плоских ферм с параллельными поясами используются высокопрочный уголок из сортовой стали или вальцованная труба.

 Составляющие данных конструкций лежат в одной плоскости, воспринимая имеено её нагрузки.

 Форма арочных и треугольных ферм соответствует их названию. Выполняются они из вальцованных (профильных) труб и предназначаются для строительства объектов специфических архитектурных решений.

 Консольные фермы применяются при возведении различных башен, опор ЛЭП и навесов.



«КРОНВЕРК» — это не только высокотехнологичное сертифицированное производство, но и профессиональное проектирование, доставка готовой продукции заказчику и квалифицированный монтаж всех видов металлоконструкций.

 Наши специалисты помогут заказчику правильно подобрать необходимый вид продукции, выполненный по типовым проектам или разработать чертежи для индивидуального заказа.

 Подробную информацию Вы можете получить по телефону.

Фермы или стропильная система? Что выгоднее


Для того, чтобы выполнить защиту внутреннего пространства дома от наружных факторов, устроив на кровле последний слой покрытия, важно предусмотреть кровельный каркас – стропила, передающие нагрузку от кровельной системы на стены здания и фундамент, а также являющийся опорой для кровли. 

В современном строительстве наиболее популярны такие виды стропильных каркасов, как стропильные фермы и традиционные стропильные системы. В этой статье мы рассмотрим эти конструкции подробнее и проведем их сравнение. 

Проектирование кровли частного дома с учетом классической стропильной системы

Стропильная система состоит из следующих элементов:

  • конькового прогона;
  • мауэрлата;
  • конструкций, придающих системе прочность и жесткость: ригелей, распорок, подкосов и стоек;
  • самих стропил, висячих и/или наслонных. 

Кровельная система стропил: детали

1. Мауэрлат

Мауерлат — это деревянный брус, укладываемый на арматурный пояс или прямо на каменную стену здания и является первым элементом стропильной системы. Может крепится к закладным деталям – шпилькам, вмонтированным в армирующий пояс, или с помощью проволочных стяжек, укладываемых в толщу стен. Коттеджи из дерева не нуждаются в устройстве мауэрлата, которым служат непосредственно стены. 

На рисунке справа: 1 — кладка; 2 — обвязочный пояс; 3 — мауэрлат; 4 — элементы стропил.

2. Стропила
  • Висячими называют конструкцию стропил треугольной формы, имеющую опирание на стены дома в нижних точках. Нагрузки на изгиб и сжатие, испытываемые стропильными ногами, и приводящие к распиранию стен, компенсируются с помощи крепления к стропилам нижних и верхних затяжек.
  • Наслонными являются такие стропила, которые опираются не только на конечную, но и на среднюю точки опоры. Такими опорами служат межкомнатные стены дома или столбчатые опоры. С помощью наслонных стропил можно выполнить каркас кровли пролетом более 6 м.

Проекты домов с многощипцовой крышей, имеющие сложные планировки, могут комбинировать эти виды кровельных каркасов.


3. Коньковые прогоны стропильной системы 

Это элементы, призванные соединить ноги стропил между собой. 

4.Конструкции, обеспечивающие устойчивость кровельного каркаса

Это диагональные раскосы и стяжки, подкосы и т. д, выполняющиеся при возведении многоскатных кровель преимущественно во фронтонах. 

Расположение стропил имеет шаг от 0,6 до 2 м, который зависит от вида утеплителя, кровельного покрытия, площади сечения стропильных балок, характера дождевых, ветровых и снеговых нагрузок.


Проекты крыш загородных домов: технология монтажа

Первым этапом является подготовка основания – создание армированного пояса по стенам здания для выравнивания поверхности. Это основание подвергается двойной гидроизоляции, поверх которой монтируется мауэрлат. С помощью детально прорисованных чертежей стропильной системы, основанных на расчетах, производится подсчет материалоемкости системы стропил и покрытия кровли. Монтаж системы начинается с краев, на которых устанавливают две конструкции, связывая их коньковым прогоном между собой. Затем монтируют рядовые стропила. Соединение элементов системы между собой происходит посредством железных скоб, вырубок, гвоздей и металлических уголков. Прочность соединений обеспечивается использованием дополнительных скоб, болтов и нагелей. Элементы затяжки соединяются между собой способом в «зуб». 

Проектирование крыши частного дома, предусматривающее усиленную систему

Проекты сложных крыш частных домов должны включать в себя меры по усилению каркасных конструкций. Это могут быть системы упоров и подкосов, включающие в себя шпренгельные фермы и шпренгели.

Шпренгель – это конструкция в виде бруса, являющаяся опорой для стойки, служащей основанием для диагонального стропила. Укладку шпренгеля производят на мауэрлат или угол двух наружных стен. Шпренгельные фермы применяются в целях усиления диагональных стропил в местах, значительно удаленных от углов. 

Усилить стропильную систему можно конструкцией из ряда стоек, объединенных сверху поперечным брусом. Такие стойки монтируются на железобетонное перекрытие. Иной материал перекрытий определяет обязательное применение затяжек для установки стоек, равномерно распределяющих нагрузку. 

То есть проекты коттеджей, крыши которых имеют сложную форму, предусматривают и сложную систему стропил, дополненную обилием деревянных элементов, в общем приводящих к удорожанию сметы на строительство. 

В классическом понимании стропильная система должна выдерживать распределяемые на неё нагрузки от кровельного пирога вне зависимости от потребности в материалах. Современный подход к созданию стропильных систем поставил целью снижение материалоемкости таких конструкций и удешевления её стоимости за счет рационального перераспределения нагрузок на элементы каркаса и поиск их оптимального положения и размеров. 

Проекты домов с простой крышей и сложной кровлей: тонкости современного подхода

Итак, в противовес традиционному пониманию, современные системы минимизируют потребность материалов, не снижая надежности создаваемых конструкций.  

Годы изысканий в этой области увенчались изобретением новых принципов проектирования стропильных ферм и технологий их производства. 

Понимание устройства ферм из стропил позволит разобраться в этих принципах. 

Конструкция системы стропильных ферм выполняется с помощью ребер (ферм), расположенных друг от друга на расстоянии от 60 см — 90 см, на которых набивается обрешетка, покрываемая сверху кровельным покрытием. Постановка ребер происходит на мауэрлат с последующим их креплением между собой прогонами. Устройство ветровых связей обеспечит конструкции дополнительную жесткость. Любая ферма или ребро выполнены из диагоналей и поясов единой толщины, связанных воедино посредством металлозубчатых пластин. 

Выглядит система в виде решетки, имеющей основу, превосходящую по размерам высоту. Она может быть выполнена в виде полусферы или многоугольника (чаще треугольника). Предпочтение треугольной формы определяется равномерностью распределения нагрузки и устойчивостью конструкции. Перекрыть пролеты внушительного размера помогут стропильные фермы, выполненные путем соединения нескольких треугольников решетчатой связкой. 

На рисунке сверху: 1 — нижний пояс фермы, 2 — мауэрлат, 3 — прогон и связь.

Проектирование конструкции ферм индивидуально для строительства каждого дома. 

Новые принципы создания ферм, отличные от традиционного подхода 

  1. Классическая система стропил имеет подкосы, затяжки, схватки и стойки, не дающие ногам стропил давить на стены и распирать их.

    Современные фермы отличаются тем, что их основания, которыми выступают нижние пояса, не испытывают таких нагрузок. Основание фермы может служить одновременно и балками перекрытий и принять на себя действие растягивающих сил. Кроме этого силы сжатия и растяжения равномерно распределены по всему треугольнику фермы при помощи диагоналей. Ферма является цельным ребром жесткости. Такой подход минимизирует количество усиливающих элементов, снижает количество используемой древесины.

  2. Традиционные принципы проектирования диктуют отдельный расчет кровли и перекрытий. Последнее должно выдерживать нагрузку и каркаса, и самой кровли помимо нагрузки от ветра и осадков. Преимуществом ферм является их создание в качестве единой системы с перекрытиями, которыми служат основания ферм. Таким образом можно избежать затрат на создание деревянных перекрытий классического вида. Зачастую благодаря именно этой особенности фермы оказываются дешевле стропильной системы.
  3. Применение металлозубчастыхх пластин обеспечивает отличные показатели жесткости стропильных ферм. С их помощью производится связка деревянных элементов. Использование специального оборудования обеспечивает конструкции идеальные геометрические показатели. Именно за счет этого уменьшается объем необходимой для строительства ферм древесины, путем уменьшения толщины составляющих её элементов. 

Эти примеры наглядно показывают преимущества ферм перед системами стропил в классическом исполнении, а также определяют их экономичность. Экономия может составить 20% и более в зависимости от ситуации.

4.  Благодаря тому, что ферма является цельным ребром жесткости, их можно использовать для большепролетных конструкции (вплоть до 12 м) без дополнительных опор! В каркасном доме плоскую крышу можно реализовать только с помощью ферм.

Но стропильные фермы нельзя назвать универсальным решением, к сожалению. 
Их использование имеет ряд ограничений:

  • Создание каркаса из ферм выполняется с помощью профессионального программного обеспечения специалистами, прошедшими обучение работе с такими программами.
  • Производят фермы в условиях завода на высокотехнологичном оборудовании.
  • Только те металлозубчатые пластины, которые были закуплены у официальных поставщиков, смогут обеспечить соответствие изделий требованиям проекта.
  • Совокупность этих условий приемлема не для каждой области нашей страны. Таким образом территориальное расположение производителей определяет географию использования ферм. 

Это видео наглядно демонстрирует основные моменты производства ферм:


Дома с ломаной крышей, проекты которых предполагают сложную архитектуру кровли, иногда нецелесообразно возводить с применением ферм для кровли. Ввиду сложности формы кровли могут серьезно возрасти потребности в материалах так, что затраты на создание обычной стропильной системы и ферм будут равнозначными. Иногда же ситуация вовсе не позволяет запроектировать фермы. Именно такие ситуации идеальны для использования стропильных систем.

Как бы то ни было, если ситуация позволяет мы рекоммендуем вам использовать выгодные современные решения для крыши домов! Чертежи, проекты для таких решений мы сможем разработать для вас с помощью нашей услуги «ВНЕСЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ В ПРОЕКТ

undefined

«.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о