Ферма металлическая, минусы и преимущества. Укладка по фермам прогонов из брусьев

Преимущества и недостатки металлических стропил

Ферма металлическая, минусы и преимущества. Укладка по фермам прогонов из брусьев

Стропильная система выполняет роль основы любой скатной кровли. Ее элементы, как правило, изготавливают из древесины. Этот материал является экологичным, имеет малый вес, что облегчает процесс монтажа.

Возводить стропильную систему дерева можно без привлечения специальной техники. Однако использование деревянных стропил не всегда целесообразно. Если длина кровельного ската превышает десять метров, то лучше использовать металлические стропила.

Применение металлических стропил

Металл представляет собой тяжелый и довольно дорогой материал. Но в то же время он обладает высокой прочностью и ему можно придать практически любую форму.

В некоторых случаях при возведении каркаса крыши намного удобнее использовать металлические элементы вместо традиционных деревянных.

Стропильная система из металла применяется в следующих случаях:

  •  Для изготовления стропильной системы требуется длинный брус (более 10 метров);
  •   Для придания крыше дополнительной жёсткости.

Металлическая стропильная система применяется в основном при строительстве промышленных зданий, таких, как вокзалы, супермаркеты, бассейны, склады и т.д. В частном строительстве металлические стропила для крыши применяются достаточно редко, поскольку эти элементы имеют высокую стоимость. К тому же выполнить их транспортировку и монтаж довольно трудно.

Стропила из металла используются в случаях, когда длина ската кровли превышает 10 метров. В таких случаях уместно использовать выполненные из металла прогоны, опоры конька и мауэрлат. Мауэрлатный брус заменяется на мощный швеллер. Металлические стропила закрепляются к нему посредством приваренных уголков.

Преимущества и недостатки

Технология с применением легкого стального каркаса является передовой технологией использования металлических элементов. Элементы металлических ферм изготавливают из парного облегченного оцинкованного профиля.

Конструкции из металла обладают следующими преимуществами:

  • Пожаробезопасность. Стропильная система не содержит элементы из горючих материалов. За счет этого исключается вероятность возгорания постройки с крыши.
  • Не нужно выполнять ежегодную обработку конструкции с помощью антипиренов и антисептиков.
  • Длительный срок службы. Изготовители дают гарантию на сто лет. Такая конструкция не подвергается воздействию плесени, грибка и гнили. Защита металла от коррозии обеспечивается нанесением цинкового покрытия.
  • При выполнении работ полностью отсутствуют отходы. Это связано с высокой точностью параметров конструкции из металла. Выполнять монтаж подобной конструкции можно круглый год.
  • Экологичность. Конструкции состоят из экологически чистых материалов, которые легко поддаются утилизации. Важно отметить, что детали конструкции не нужно обрабатывать химическими реагентами, которые оказывают негативное влияние на организм человека.

Металлические стропила будут хорошим вариантом для многоэтажных зданий. Их также применяют в качестве основы под керамическую черепицу, так как этот материал оказывает существенную нагрузку на стропильную систему.

Однако в других случаях использование стропил из металла нецелесообразно, так как они имеют следующие минусы:

  •  Выполнить транспортировку и монтаж таких стропил достаточно трудно.
  •  Металлические стропила имеют большой вес. Потребуется специальная техника для их подъема и последующей установки.
  • При высоких температурах стропильные фермы из металла достаточно быстро деформируются. При пожаре они очень быстро провисают, в результате чего происходит обрушение всей крыши.
  • Высокая стоимость кровельной конструкции из металла.

Комбинированные стропильные системы

При возведении крыш достаточно часто применяются комбинированные стропильные системы. В них используются не только деревянные, но и металлические элементы.

У данного способа есть определенные нюансы, которые следует учитывать. Деревянные и металлические элементы не должны контактировать, так как при резком изменении температуры на металлических деталях образуется конденсат, который вызывает гниение частей из дерева.

Этого можно избежать, если предварительно обработать деревянные элементы влагостойкими составами и антисептиками. Также можно изолировать дерево от металла с помощью рубероида.

Виды металлических ферм

Классификация стропильных ферм из металла по поясам:

    • с параллельным поясом. Этот вариант имеет множество однотипных деталей, одинаковую длину пояса и стержней решетки, малое количество стыков, а также полную унификацию конструкции. Все это делает процесс монтажа металлических ферм достаточно легким. Стропильные фермы этого типа можно применять под мягкое покрытие кровли.
    •  трапецеидальная(односкатная).   Ее характеризует устройство узлов повышенной жесткости, а также отсутствие в средней части фермы длинных стержней. Такая конструкция является достаточно экономичной.
    • ферма полигональной конструкции. Этот вариант является достаточно сложным и обычно применяется при строительстве зданий с большим пролетом и весом. Использование ферм этого типа позволяет сэкономить большое количество стали. Применять подобную конструкцию для небольших построек нецелесообразно, поскольку экономия будет небольшой.
  •  треугольная конструкция фермы.К преимуществам этого типа можно отнести легкость изготовления, а также возможность использования для крыш, имеющих большой угол уклона. Следует отметить, что большинство опорных узлов имеют сложное устройство. Для изготовления длинных стержней в центральной части фермы требуется значительное количество материала.

Что нужно учитывать при расчете металлических конструкций

Для выполнения расчета металлических ферм нужны определенные знания. Обычно расчеты выполняются специальных компьютерных программах. Расчеты должны быть точными, поскольку от этого будет зависеть прочность и надежность конструкции. При этом необходимо брать в расчет следующие факторы:

  • Постоянные нагрузки на конструкцию (вес кровельного покрытия и стропильной системы);
  •  Дополнительные нагрузки (ветровые, снеговые, вес людей, находящихся на кровле);
  •  Периодически возникающие нагрузки (ураганные, сейсмические).

Теплоизоляция металлических стропильных ферм

Важно отметить, что конденсат опасен не только для стропильного каркаса, но и для теплоизоляционного материала. Большая часть утеплителей утрачивают полезные качества при намокании. По этой причине его следует укладывать над стропильными ногами из металла или под ними.

При укладке теплоизоляционного материала под стропилами все остальные элементы кровельного пирога должны располагаться выше слоя утеплителя. Это делают для того, чтобы не допустить появление мостиков холода.

При возведении металлического каркаса крыши необходимо обратиться к кровельщикам, имеющим подобный опыт.

Выводы

  • Металлические стропила применяются в основном при строительстве промышленных и общественных зданий.
  • Конструкции из металла очень прочные. Они способны выдерживать огромные нагрузки.
  •  Достаточно часто применяются стропильные конструкции комбинированного типа. В их состав входят металлические и деревянные элементы.
  • Основными элементами стропильных ферм из металла являются решетка, нижний и верхний пояс.
  • Прочность и надежность возводимой конструкции напрямую зависит от точности расчетов. На выбор вида металлических систем влияет величина уклона кровли.

:

Источник: http://info-krovlya.ru/raznoe/metallicheskie-stropila.html

Ферма металлическая, минусы и преимущества. Укладка по фермам прогонов из брусьев

Ферма металлическая, минусы и преимущества. Укладка по фермам прогонов из брусьев

УкладкаУкладка по фермам прогонов из брусьев

Свой каркасный дом я проектировал на протяжении более года, поэтому и многие его элементы часто менялись: размеры, планировка, узлы каркасного дома. На одном из этапов я решил делать деревянные стропильные фермы вместо  стропильной системы.

Технические требования к моей крыше следующие:Пролет 8,75 метров.Снеговая нагрузка 240 кг на м2

Угол кровли мне хотелось 25-26 градусов, поэтому ветровая нагрузка минимальна около 25 кг на м2.

Изначально мы рассчитали обычную стропильную наслоенную систему, она выглядела так:

Чем мне не нравится эта стропильная система:Доска 200 на 50 тяжеловата (а в ферме используются доски 100 на 50 и 150 на 50). Но нет ничего невозможного!

В итоге от ферм я отказался, так как крыша оказалось очень простой. Поэтому решили поставить стропильную ферму товарищу. Выглядит она вот так:

Что такое ферма?

Деревянная ферма в каркасном доме — это такая стропильная конструкция, когда вся нагрузка магическим образом распределяется внутри самой конструкции, что позволяет перекрывать большие пролеты без каких-либо опор. Разрабатывается хорошими проектировщиками каркасных домов, такими, как у нас.

Плюсы ферм:Ферма не требует пятой опорной стены, а значит, я могу сделать планировку более свободнойМожно поставить внутренние стены уже после наружных под крышей и не тянуть с закрытием контураФермы удобно и быстро монтироватьФермы собираются на полу, не нужно лишнего прыгать по крышеФермы можно демонтировать, надстроить второй этаж и снова смонтироватьФермы требуют меньше трат материалаНет проблем с утеплением (даже в углах фермы высота утеплителя 400 мм)

Минусы ферм:Нужны фанерные накладкиНужно много крепежа — около 10 тысяч гвоздейНеобходим расчет специалиста ( но можно найти похожий вариант)Нужны как минимум два человека, а лучше четыре для установки ферм

Фото производства ферм (не мое, с форумхауса)

подъема деревянных ферм на каркасный дом:

монтажа деревянных ферм на каркасный дом:

Поскольку я очень много менял решений на протяжении строительства моего дома, менял размеры и планировку бессчетное количество раз, в итоге я принял итоговое решение для себя не делать ферму, а самую обычную стропилку, о чем вы и можете прочитать в следующих постах.

Однако с удовольствием познакомлю вас  с компанией, которая производит деревянные фермы для любых домов, обращайтесь за контактами.

karkasgid.ru

Ферма металлическая, минусы и преимущества

статьи:

Стропила, выполненные из металла (ферма металлическая) намного прочней и надежнее, чем деревянные, потому что выносят очень большие нагрузки. Здесь вы получите информацию о достоинствах и недостатках металлических стропил, о том, как выбрать для них материал, а также узнаете о монтаже таких конструкций.

Предпочтение металлической системе стропил отдают потому, что она повышает жесткость кровли. Именно металлическая ферма используется в том случае, когда требуется монтаж бруса длиной свыше 10 м, тогда меняют не только стропильную систему, но мауэрлатный брус, прогоны и опору конька: укладывается стальной швеллер, а монтаж металлических ферм производят с помощью приварки уголков.

Зачастую практикуется применение комбинированных систем – металлические фермы комбинируют с деревянными конструкциями, но они имеют свои минусы.

Очень важно не допустить взаимодействия металлических и деревянных деталей, так как при перепадах температур металл покрывается конденсатом, древесина, соприкасаясь с ним, начинает гнить.

В таких случаях необходимо сделать изоляцию из рубероида и обработать деревянные поверхности конструкции влагоотталкивающими средствами.

Утепление кровли

Отдельно рассмотрим вопрос об утеплении помещения под кровлей. Если вы остановились на металлической стропильной системе, то утеплитель укладывается над- или под стропилами, а не между, как в случае со стропильными конструкциями из дерева. А для того, чтобы на материале не образовывался конденсат, между конструкцией и утеплителем оставляют просвет. 

Если утеплитель кладется под металлической фермой, то изоляционный материал, внутренняя обшивка, непосредственно само покрытие кровли и вентиляционный просвет располагаются над утеплителем. Благодаря такой укладке слоев сохраняется тепло в помещении чердака и предотвращается образование прослоек из холодного воздуха.

Преимущества фермы металлической

Другое дело фермы кровельные – если вы устанавливаете только металлическую конструкцию, без деревянных элементов, опасаться гниения не стоит. Этот вариант крыши долговечен, при его монтаже можно применять стропила длиной от 7 до 30 метров.

Металлические фермы можно купить, а можно изготовить самостоятельно, с помощью парных уголков и классических профилей. Узлы металлических ферм соединены наклонно, образуя треугольник. С помощью таких конструкций можно перекрывать помещения большой площади с высокими потолками, поэтому их активно используют при строительстве промышленных сооружений и ангаров.

Стропильные системы из металла используются при строительстве жилых сооружений с металлическим каркасом крыши – в этом случае они делаются под заказ и доставляются непосредственно к объекту строительства. Монтаж таких конструкций производится вместе с основой.

Минусы стропильных ферм из металла

Говоря о достоинствах стропильной конструкции из металла нужно упомянуть и их недостатки. 

В первую очередь – это сложность доставки и монтажа конструкций ферм металлических:

  • фермы стропильные из металла обладают большой массой, соответственно, для того чтобы их поднять на необходимую высоту, а затем установить, требуется специальная техника;
  • металлические фермы плохо сопротивляются повышенным температурам, поэтому в случае пожара, кровля провиснет, а затем обрушится уже в течение 15-30 минут;
  • возведение стропильной металлической конструкции обходится далеко недешево.

Как подобрать материал для фермы металлической

При изготовлении элементов составляющих конструкцию фермы стропильной, как правило, применяют парный профиль, совмещение узлов делают с помощью косынки. Все элементы соединяются путем клепки или сварки. До того, как приступить к изготовлению стропильной металлической системы, нужно сделать строгие расчеты сечения деталей, количество швов сварки, нужное количество заклепок и прочее.

Процесс изготовления металлических ферм

Изготовление металлических ферм выполняется в несколько этапов:

  • стыковка уголков с поперечным сечением, которые используются для изготовления верхнего пояса фермы, выполняется по их меньшей стороне;
  • при изготовлении нижнего пояса используются равнобокие уголки;
  • парные швеллеры применяются в случае переноса нагрузки фермы на панель;
  • уголки с равными сторонами с тавровым или крестообразным сечением используют при изготовлении стоек и раскосов;
  • полностью сварные металлические стропильные конструкции изготавливают, применяя тавровое сечение.

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.

Монтаж фермы металлической

Треугольная ферма высотой в 20% длины пролета будет идеальным вариантом, это наглядно видно на фото. Благодаря ее невысокой массе рядом с опорами системы можно возводить стены до уровня чердака. Если пролет больше 14 метров, лучше остановить свой выбор на ферме с пологими раскосами, так как она будет иметь небольшой вес.

Длину панели верхнего пояса нужно выбрать от 1.5 до 2.5 метров. При размерах пролета, приведенного в примере, нужно использовать 8 панелей.

При строительстве объекта промышленного назначения фермы стропильные металлические возводятся на подстропильных системах, которые соединяют опорные балки и являются основой при монтаже стропильных ферм.

В зданиях такого плана длина пролетов не бывает меньше 25 – 35 метров, поэтому целесообразней всего использовать определенные металлические конструкции (см. фото).

Эти конструкции смонтированы путем соединения двух треугольных каркасов, которые соединяются с помощью затяжки.

Такой монтаж дает возможность убрать длинные распорки, потому что их сечение приходится увеличивать для повышения сопротивления изгибу в длину, а это добавит вес всей системе фермы металлической.

Как изготовить ферму с помощью домкрата, подробно на видео:

Верхний пояс нужно разделить на панели, их должно быть 12 либо 16, длина каждой панели должна составлять от 2 до 2.75 метров. Если к ферме подшивается потолок, то узлы верхнего пояса крепятся затяжкой, длина затяжки колеблется от 4 до 6 панелей по их длине.

Источник: https://katlavan.ru/ukladka/ukladka-po-fermam-progonov-iz-brusev.html

Правила устройства и монтажа металлических ферм

Ферма металлическая, минусы и преимущества. Укладка по фермам прогонов из брусьев

Металлические фермы часто применяются для возведения хозяйственных, производственных зданий и зданий коммерческого назначения.

Стропильные системы из металла имеют ряд преимуществ, с другой стороны, при возведении частных домов они слишком дорого обходятся владельцу. Необходимость в них возникает только тогда, когда нужно сделать сверхпрочную крышу или возвести сложную конструкцию.

Но и тогда домовладельцы предпочитают комбинированные стропильные системы – часть элементов в них делается из дерева, остальные – из металла.

Материал для устройства металлической стропильной конструкции

Обычно все элементы выполняются из профилированного металла – уголков, двутавров, швеллеров. Они могут иметь самую разную форму: метизы могут быть прямоугольными, трапециевидными, треугольными или более сложной геометрии.

При возведении производственных цехов, металлические стропильные системы часто монтируются на подстропильные прямоугольные фермы, тоже выполненные из металла (швеллеров или толстостенных квадратных труб). В качестве опор служат также армированные бетонные подушки или отдельные железобетонные или металлические колонны.

1) Нижний пояс фермы;2) Верхний пояс фермы;3) Раскос;4) Узловая фасонка;5) Листовая накладка;6) Кровельный несущий Z — профиль (толщина 1,5; 2мм);7) Болт М12; М16 (по расчету);

Отдельные узлы и элементы стропил соединяются с помощью косынок из стали, которые крепятся сваркой или болтовыми соединениями.

Для изготовления непосредственно стропил используются уголки. Уголки со сторонами одинакового размера идут на нижний пояс фермы, а из разносторонних уголков делают верхнюю часть конструкции. Уголки свариваются таким образом, чтобы получался тавр.

Чтобы связать элементы системы, делают конструкции из тавро- или крестообразных уголков. Крепления для стропил изготовляют из листовой стали, уголков или железных полос.

При возведении частных домов и небольших хозяйственных построек в качестве основного материала для стропильной системы используют гнутые разнопрофильные трубы. Такие системы получаются гораздо более лёгкими, притом обладают достаточной прочностью.

Технология монтажа металлических ферм

Главные достоинства стальных ферм по сравнению с деревянными стропильными системами – долговечность, особая прочность, индустриальность и простота монтажа.

Металлические стропила могут быть до 50 метров длины, имеют сравнительно небольшой вес, не подвержены деформации при резких перепадах температур.

Их монтаж производится в строгом соответствии с деталировочными чертежами, в которых имеются монтажные схемы с обозначением марок отдельных элементов конструкции.

Поэтому на объекте все детали конструкции имеют маркировку. Кроме того, обычно все элементы оборудованы монтажными отверстиями.

При сборке эти отверстия дают возможность подготовить стыки под сварку без применения струбцин, клиньев или хомутов – соединяемые детали фиксируются конусными и проходными оправками. Если же такие отверстия отсутствуют, самым простым способом предварительно зафиксировать соединяемые элементы, будет прихватка (короткие швы, стягиваемые с помощью струбцин).

Большинство элементов металлических ферм сваривается или соединяется болтами. Болтовые соединения самые простые, чёрными болтами крепят прогоны, стропильные фермы, связи, фахверк. Надёжность такого соединения зависит от степени натяжения болтов. Эту работу обычно проводят два монтажника, затягивают гайки специальными ключами с длинными рукоятками или пневматическими.

Сварные соединения в основном применяются при необходимости получить максимально жёсткое соединение. Между собой сваривают колонны и стропильные фермы, подкрановые балки и колонны, а также стыки колонн.

Перед тем как делать сварку, отдельные конструктивные элементы соединяются грубыми монтажными болтами. Затем, для получения необходимой жёсткости, их сваривают между собой.

Особенно ответственные соединения делают с помощью заклёпок.

При монтаже сначала устраиваются временные соединения, только после окончательной выверки и сборки конструкций производится окончательное закрепление всех монтажных элементов.

Монтаж стропильных металлических ферм производится с помощью стреловых кранов. Чтобы фермы не раскачивались используют ручные парные оттяжки. Они же помогают направлять ферму при установке.

Перед тем как снимать стропы с фермы, она должна быть закреплена по крайней мере

Установка стропильной фермы

половиной предусмотренных проектом болтов.

Если она монтируется на железнобетонные колонны или кирпичные стены, её крепят анкерными болтами. Начинают монтаж ферм в той части каркаса, где предусмотрена установка связей. Первые две фермы закрепляют, не снимая расчалок, всеми проектными связями и прогонами. Только после того, как все болтовые соединения надёжно закручены и все стыки проварены, можно расчаливать фермы.

Если монтаж производится краном с большой грузоподъёмностью, лучше монтировать фермы укрупнёнными блоками.

Стыки колонн

Обычно стыки колонн делают выше подкрановых балок, в надкрановой части конструкции. Колонны большой длины (свыше 18 м) транспортируют фрагментами.

Затем их собирают и сваривают, иногда сварку делают при помощи специальных металлических накладок, которые крепят болтами и приваривают к соединяемым деталям.

Торцы основных и надкрановых частей колоны аккуратно стыкуют, фиксируют и сваривают между собой. Оба фрагмента для усиления соединяются косынкой.

Соединение колонн с подкрановыми балками

При монтаже на колонну (на её опорную плиту) опирают вертикальное ребро подкрановой балки и затягивают соединение болтами. Затем делают дополнительное крепление балки тормозными конструкциями к надкрановой части колонны, закручивают болты и делают протяжённый сварочный шов.

Соединение колонн с фермами

Когда требуется жёсткое соединение оголовка колонны и стропильной фермы, в месте стыковки монтируют накладку, которая соединяется с поясом фермы и опорной плитой колонами. Используется болтовое соединение, затем вся конструкция сваривается.

Нижний пояс (основание) фермы опирают фасонкой на монтажный столик и окончательно присоединяют к колонне с помощью болтов и сварки.

В случае шарнирного опирания, к колонне прикрепляют верхний пояс фермы, жёстко соединяя фасонку и приваренные к колонне пластины.

Монтаж колонн

Установка и крепление колонн

Перед тем как колонну начинают устанавливать, на её башмак (опорный лист) наносят монтажные осевые риски. Крепят к колонне лестницу-времянку; подмости (в местах примыкания ферм и подкрановых балок). После этого закрепляют строп и начинают подъём.

Колонну, на месте установки, наводят на анкера, опирают на выставленные строго по горизонтали опорные балки или подкладки. Затем совмещают риски на опорных листах с рисками на закладных деталях фундамента, выравнивают колонну и временно её закрепляют.

Колонны, высотой не больше 12 метров, фиксируют с помощью болтовых соединений, а более высокие колонны (или колонны с узкими башмаками) дополнительно фиксируют расчалками, которые не убираются до окончательного монтажа. Бывает что для надёжного закрепления колонны необходима заливка башмака бетонным раствором – её следует выполнять только после того, как колонна окончательно выверена и закреплена.

Если в проекте не предусмотрены связи между первой и второй смонтированными колоннами, их всё равно следует скрепить временными связями. Убирать временные связи можно только после того, как все остальные колонны будут окончательно установлены.

Установка конструкции подкрановых балок

Подкрановые балки монтируются на консоль или подкрановую ветвь металлической балки, соединяются сваркой или болтами. До начала транспортировки к месту монтажа, на неё устанавливают специальные приспособления для предварительного закрепления.

На концах балки укрепляются оттяжки, которые позволяют регулировать её положение и наводить подкрановую балку в строго определённые места на консолях колонн.

Подкрановые балки в проектное положение устанавливают, ориентируясь на осевые риски, которые нанесены на ней и на консолях колонн.

Окончательно устанавливают и закрепляют их после проверки их положения геодезическими приборами. Подкрановые балки привариваются к закладным деталям, которые смонтированы на колоннах.

Техника безопасности

Монтаж металлических ферм могут производить только квалифицированные монтажники и стропальщики, имеющие допуск к высотным работам. Каждый из них в обязательном порядке должен пройти инструктаж по технике безопасности перед началом работ. При монтаже следует надевать каски, рукавицы, соблюдать правила работы с подъёмными механизмами, а при работе на высоте – использовать монтажный пояс.

Металлические стропильные фермы позволяют возводить кровли большой площади качественно и в короткие сроки. На сегодняшний день им нет альтернативы в промышленном строительстве.

Источник: https://netosadkam.ru/ustrojstvo-kryshi/stropilnaya-sistema/ferma/montazh-metallicheskoy.html

Деревянные фермы – прочные и легкие конструкции для перекрытия больших пролетов

Ферма металлическая, минусы и преимущества. Укладка по фермам прогонов из брусьев

Все фото из статьи

Несмотря на то, что в арсенале строителей помимо дерева есть немало других строительных материалов (бетон, металл), древесина продолжает пользоваться популярностью.

Причины этого кроются в ее доступности, легкости обработки и достаточно высокой прочности.

Причем с помощью дерева можно перекрывать даже достаточно большие пролеты – деревянные фермы для крыши позволяют без проблем перекрыть пролет около 30 м.

Основа для крыши

Виды деревянных ферм

Подобные конструкции могут использоваться не только при строительстве крыш, раньше, например, они использовались при строительстве мостов. Но, учитывая восприимчивость дерева к влаге и воздействию насекомых (несмотря на все защитные пропитки), в последнее время они используются главным образом именно для устройства крыши, или в качестве перекрытий между этажами в частном строительстве.

Что же касается классификации, то по назначению можно выделить:

  • деревянные стропильные фермы – их можно собрать на земле, а потом просто поднять и закрепить на уже почти готовом доме. Это очень удобно и сокращает время строительства;
  • фермы-перекрытия – в этом случае они используются в роли перекрытия между этажами.

На фото – заготовки для перекрытия

Есть определенные отличие и в форме конструкции, можно выделить такие типы как:

  • с параллельными поясами – используются для устройства перекрытия между этажами;

Обратите внимание! Этот тип может использоваться и при сооружении крыши с небольшим уклоном.

  • треугольные – при строительстве частных домов каркас крыши состоит из нескольких треугольных ферм, соединенных поверху деревянным брусом;
  • прямоугольные фермы могут использоваться для устройства крыши с небольшим уклоном;
  • возможны варианты с трапециевидным очертанием, а также с искривленным верхним поясом.

На схеме представлены разные варианты очертания верхнего пояса

Как правило, ферма из дерева изготавливается либо из деревянного бруса, либо из достаточно широких досок (если нагрузка будет главным образом вертикальной).

Но возможны и другие варианты:

  • при необходимости восприятия больших нагрузок могут использоваться комбинированные конструкции. В них, например, нижний пояс может быть изготовлен из стали, а остальные элементы – быть деревянными. Это позволит максимально снизить вес, а металл без проблем выдержит эксплуатационную нагрузку;
  • встречаются и фермы, изготовленные из фанерных труб. Главным преимуществом такого вида можно считать малый вес (даже по сравнению с аналогом из бруса или доски). Небольшая цена также может считаться преимуществом. Конечно, прочность таких сооружений несколько меньше, чем у аналогов, изготовленных из толстых брусьев, поэтому и используют их главным образом не в качестве несущих конструкций;

Схема узла из фанерных труб

  • фермы, в которых сочетается стеклопластик и дерево можно считать экзотикой, но они существуют. Стеклопластик довольно прочный, к тому же обладает малым весом, так что конструкция получается довольно прочной и легкой;
  • но чаще всего встречаются обычные конструкции, изготовленные из цельного либо клееного бруса, а также досок.

Подробнее о деревянных фермах

Человеку, далекому от строительства, использование ферм из дерева может показаться нелогичным – к чему тратить время на сборку такой конструкции, если можно просто перекрыть пролет деревянной балкой (читайте также статью «Деревянные панели для стен: выбор и установка»).

На самом деле – это не больше чем заблуждение и эти конструкции в некоторых случаях просто незаменимы. Например, балка пролетом 12 м только под действием собственного веса даст немалый прогиб и не может использоваться без дополнительных опор.

Преимущества и недостатки использования ферм из пиломатериалов

Использование подобных конструкций имеет ряд преимуществ:

  • можно без труда перекрывать большие пролеты без установки дополнительных опор. Никакая балка не сможет составить им конкуренцию при пролете в несколько десятков метров;

Длина этой конструкции превышает 30 метров

  • благодаря жесткости и невысокому весу их сборку можно организовать на земле, а потом уже доставлять на место установки;
  • по сравнению с балками деформации намного меньше, прогибы настолько малы, что это никак не сказывается на состоянии потолков нижних этажей в случаях, когда используются деревянные перекрытия фермы;
  • в просветах между элементами можно спрятать коммуникации, что положительно повлияет на интерьер помещения;
  • при должной сноровке такие конструкции можно использовать и как элемент дизайна.

Конечно, не обошлось и без недостатков:

  • по сравнению с балками толщина ферм все-таки намного больше, соответственно и толщина перекрытий между этажами велика;
  • покупные конструкции стоят немало;
  • если попытаться изготовить такую конструкцию самостоятельно, то особое внимание придется уделять узлам и качеству сборки в целом. Желательно, чтобы даже простенькая деревянная ферма 8 метров должна быть собрана идеально, без зазоров и щелей.

Узлы ферм

Узлы деревянных ферм – места соединения 2 и более элементов, именно его можно считать слабым местом всей конструкции. При небрежной сборке, некачественном соединении о жесткости конструкции можно забыть.

Соединение отдельных элементов в одно целое может выполняться несколькими способами, рассмотрим простейшую стропильную ферму:

  • в коньковом узле стропила соединяются вполдерева и закрепляются болтами. Допускается использование металлических либо деревянных накладок для большей жесткости;

Коньковый и опорный узлы

  • для жесткости необходима затяжка, соединяющая оба стропильных бруса. В этом случае в стропилах делается паз по размеру затяжки, и она фиксируется болтами;
  • деревянная ферма 6 метров и большей длины (до 12) требует установки дополнительных связей (вертикальных и наклонных брусков) для обеспечения жесткости. Схема соединения будет выглядеть так – в вертикальной связи делаются небольшие пазы, в которые упираются наклонные связи. Дополнительно узел укрепляется металлической пластиной;
  • также конструкция фермы крыши из дерева потребует надежного соединения со стеной. Самый простой способ сделать это – просто уложить деревянные брусья на стену и установить стропила в пазы, закрепив болтами.

На схеме – различные варианты стропильных ферм

Обратите внимание! Возможны варианты опорного узла с использованием потолочных балок, в таком случае они будут выполнять еще и роль затяжки. Правда, конструкция узла несколько усложнится.

Конструкции с параллельными поясами создаются, как правило с использованием специальных металлических пластин. Такие пластины для соединения деревянных ферм с одной стороны имеют ряд зубцов, которые надежно фиксируют узел.

Схема крепления с использованием потолочной балки

Самодельные фермы из дерева

Классификация конструкции и расчет деревянных ферм – это скорее забота специализированных организаций. Когда возникает необходимость в ее постройке своими силами, то чаще всего просто пользуются готовыми чертежами, тем более, что частные дома, как правило строятся типовыми.

Чаще всего фермы в частном строительстве используются при строительстве крыши. В этом случае можно посоветовать классическую конструкцию в виде треугольника с затяжкой, расположенной посередине либо внизу.

Точнее говоря, понадобится не 1, а несколько одинаковых конструкций, собрать которые можно на земле своими руками, а потом уже поднять наверх. Причем понадобится минимум инструментов – пила, молоток, накладки для узлов, болты либо гвозди.

Металлическая пластины для узлов

Обратите внимание! Исключением можно считать крыши сложной конфигурации с обилием скатов. В этом случае понадобится индивидуальный подход и лучше обратиться в проектную организацию.

В случае с такой крышей лучше не заниматься самодеятельностью

В принципе можно изготовить и перекрытия своими руками. Достаточно знать простейшую зависимость – для поясов опасное сечение находится в середине пролета, а для наклонных связей – у опор. Некоторые сложности может представлять точная разметка и обрезка брусков и досок, но это проблема решаемая.

В завершение

Фермы из дерева позволяют значительно расширить область применения пиломатериалов. Если обычные балки вряд ли получится использовать для перекрытия больших пролетов, то фермы такого недостатка лишены. Важно и то, что при небольшой сноровке изготовить такую конструкцию можно своими силами (см.также статью «Как в домашних условиях сделать состаренное дерево»).

На видео в этой статье показана сборка и установка стропильных ферм.

Источник: https://rubankom.com/sooruzheniya/chasti-zdaniya/perekrytiya/101-derevyannye-fermy

Укладка по фермам прогонов из брусьев. Стропильные фермы. Устройство и узлы деревянных ферм

Ферма металлическая, минусы и преимущества. Укладка по фермам прогонов из брусьев

Покрытие здания состоит из кровли (ограждающих конструк­ций), несущих элементов (прогонов, стропильных ферм), на кото­рые опирается кровля, и связей по покрытию.

Кроме того, для осве­щения помещений верхним светом и их естественной вентиляции в системе покрытия многопролетных зданий устраивают фонари, опи­рающиеся на фермы.

В зависимости от назначения помещений кров­ли могут быть теплыми или холодными. По конструкции различа­ют покрытия с прогонами и без них.

Покрытие с прогонами состоит из стальных прогонов, устанав­ливаемых в узлы стропильных ферм, по которым укладывают для холодных кровель асбестоцементные волнистые листы, для теп­лых кровель – оцинкованный стальной профилированный настил (рис. ниже).

Отечественная промышленность выпускает настилы вы­сотой 40,60 и 80 мм из листов толщиной 0,8-1 мм. Размер поперечно­го сечения профилированных настилов (рис. ниже) зависит от нагрузки на покрытие, ширина составляет 680-845 мм, длина до 12 м.

Заводы могут выпускать настил неограниченной длины, но по условиям транс­портировки и удобства монтажа длина ограничивается.

Профилированный стальной настил в пакете (а) и поперечное сечение профилированного настила (б)

Профилированный настил укладывают по прогонам, расположенным обычно в узлах стропильной фермы через 3 м. Листы настила крепят к прогонам самонарезающими болтами диаметром 6 мм, между собой листы соединяют вдоль длинной стороны специальными комбинированными заклепками диаметром 5 мм (рис. ниже).

Крепежные детали

Оба вида соединений позволяют производить крепежные работы, находясь с одной стороны настила. Расход стали на 1 м 2 покрытия 10-16 кг (только от настила).

Основное достоинство профилированного стального настила – малая собственная масса кровли. Это достигается в сочетании с при­менением эффективного легкого утеплителя (фенольный пенопласт, пенополиуретан, пенополистирол), имеющего плотность до 50 кг/м 3 . На рис. ниже показан узел кровельного покрытия с профилирован­ным настилом.

Узел кровельного покрытия с применением профилированного стального настила

1 – профилированный настил; 2 – пароизоляция; 3 – утеплитель;

4 – гидроизоляционный ковер; 5 – комбинированные заклепки;

6 – самонарсзающися болты

Беспрогонную теплую кровлю выполняют, как правило, из круп­нопанельных железобетонных плит, непосредственно укладываемых на верхние пояса стропильных ферм.

Размер таких плит 3×6 или 3×12 м (редко 1,5×6 или 1,5×12 м). Он зависит от расстояния между фермами (шага ферм). Плиты име­ют закладные детали, которые привариваются к поясам ферм.

По железобетонным плитам укладывают пароизоляцию, утеплитель, выравнивающую асфальтовую стяжку и гидроизоляционный ковер из нескольких слоев рубероида на битумной мастике.

Основной не­достаток покрытия из крупнопанельных железобетонных плит – большая нагрузка от собственного веса (до 2,5 кПа), увеличиваю­щая общий расход металла на несущие конструкции здания.

При укладке железобетонных плит на поясные уголки стропиль­ных ферм эти уголки при их малой толщине усиливают накладками t = 12 мм. Это необходимо делать, если толщина поясных уголков менее 10 мм при шаге ферм 6 м и менее 14 мм при шаге ферм 12 м.

Для стока воды кровле придают уклон, который зависит от материала кровли. Для рулонных материалов этот уклон равен 1/8-1/12 при условии защиты рулонной кровли слоем из битумной мастики с втопленным гравием уклон может быть равен 1,5% (практически плос­кая кровля).

Холодные кровли из металлических листов обычно имеют уклоц 1/5, а из асбестоцементных листов 1/3,5.

Прогоны кровли бывают сплошные (прокатные и холодногну­тые) или решетчатые.

Прокатные прогоны из швеллеров или дву­тавров тяжелее решетчатых, но значительно проше и дешевле в про­изводстве, чем и объясняется их преимущественное применение.

Наиболее распространенные прогоны при шаге ферм 6 м выполня­ют из швеллеров, которые просто крепятся к поясам ферм (рис. ниже). Они же лучше, чем двутавры, работают при косом изгибе.

Недостаток швеллерного прогона – более узкая полка, чем у дву­тавра того же номера или той же несущей способности. Прогоны, рас­положенные на наклонном верхнем поясе, от действия вертикальных нагрузок подвержены косому изгибу. Расчет их производят на нагруз­ку от веса кровли и снега.

Эту нагрузку q раскладывают на составляю­щие по главным осям сечения прогона: q x = qcosa – перпендикулярно скату; q y =qsina вдоль ската (рис. ниже). Из-за малой жесткости про­гона относительно оси y-y, даже небольшой изгибающий момент вдоль ската М у вызывает в нем большие напряжения и создает необходимость в значительном увеличении сечения прогона.

Для уменьшения небла­гоприятного влияния скатных составляющих (нагрузки q y) между про­гонами в плоскости ската ставят тяжи (рис. ниже).

При крутых скатах кровли или при тяжелых нагрузках, а также при шаге ферм 12 м обычно ставят два тяжа, а при пологих скатах и шаге ферм 6 м – один.

Постановка тяжей превращает прогон в плос­кости ската из однопролетной балки в двух- или трехпролетную не­разрезную, что значительно уменьшает изгибающий момент М у от скатных составляющих q y .

В вертикальной плоскости прогон рабо­тает как однопролетная балка.

Таким образом, расчетные изгибающие моменты в прогоне мо­гут быть определены из следующих формул (рис. ниже):

при одном тяже:

M x = q x l 2 /8; M y = q y l 2 /32;

при двух тяжах (в теоретически опасном сечении прогона, совпада­ющем с местом примыкания тяжей):

M x = q x l 2 /9; M y = q y l 2 /90;

где l пролет пpогона (равен шагу ферм).

Тяжи принимают из круглой стали конструктивно диаметром 18 – 22 мм.

Прогиб прогонов проверяют только в плоскости его наиболь­шей жесткости (относительно оси х-х), он не должен превышать 1/200 пролета.

К расчету прогонов

а – общий вид; б – схема действия нагрузки; в – расчетные схемы

Прокатные прогоны прикрепляют к фермам на болтах нормаль­ной точности с помощью уголковых коротышей, приваренных к по­ясу ферм (см. рис. выше).

размер шрифта

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТНЫЕ СМЕТНЫЕ НОРМЫ НА СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ- СБОРНИК 10- ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ- ГЭСН-2001-10 (утв-… Актуально в 2018 году

Источник: https://hyundai-ptz.ru/salon/ukladka-po-fermam-progonov-iz-brusev-stropilnye-fermy-ustroistvo.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.