Сегодня фермы из профильной трубы по праву считаются идеальным решением для строительства гаража, жилого дома и приусадебных построек. Прочные и долговечные, такие конструкции обходятся недорого, быстры в исполнении, и с ними способен справиться любой, кто хоть немного разбирается в математике и имеет навыки резки и сварки.
А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили для вас подробные мастер-классы изготовления таких ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов!
И так, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры вместе в одно единое целое. Другими словами, ферма относится к простым архитектурным конструкциям, среди ценных преимуществ которой выделим такие: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.
Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.
Использование в строительстве металлических ферм из новых или прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных и конструктивных решений. И неспроста:
Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности! Даже такую:
Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами:
Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:
Строят фермы из профильной трубы таких видов сечений: прямоугольного или квадратного. Таковые выпускаются разного размера сечения и диаметра, с разной толщиной стенок:
Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, для которые предназначены только для сварок стоек и каркасов – здесь другие характеристики. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.
Если же вы беретесь изготавливать такие фермы самостоятельно, тогда берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям. Но если ферму вы будете изготавливать всего-то для козырька, тогда можете отдать предпочтение более бюджетному варианту.
Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля (в плане нагрузки на него) имеет угол наклона ферм:
Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.
Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом самостоятельно, даже под заказ в любом городе России.
Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:
По возможности ознакомьтесь с этими документами.
Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:
Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.
И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.
Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.
По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.
Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:
В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.
Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.
Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):
Давайте разберемся с видами ферм:
Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:
Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:
А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:
Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.
Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:
Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.
Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.
В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.
Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.
Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:
Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:
Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:
Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:
Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.
Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:
Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:
Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:
Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:
Итак, теперь подходим непосредственно к сборке самих ферм. Справиться с этим вам поможет такая пошаговая инструкция:
С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.
Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.
Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:
Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!
После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:
Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:
Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.
На сегодняшний день создание односкатной – это доступное и действительно практичное решение. И совершенно неважно, что вы собираетесь возводить – дачу, баню, частный дом или гараж, так как такая кровельная конструкция имеет широкую сферу применения в жилом домостроении. Кроме того, данная разновидность кровли потребует от вас весьма скромных финансовых затрат на монтаж, а также последующую эксплуатацию.
Если вы решили строить односкатную крышу самостоятельно, то никаких особенных профессиональных навыков и умений вам не понадобится. Основными достоинствами такого вида крыш являются:
Cечения обрешетки в зависимости от уклона крыши и шага стропил Все вышеперечисленные преимущества позволяют сделать вывод, что односкатная кровля – это достойный и оптимальный выбор. Кроме того, отдавая предпочтение такой конструкции, вы сможете использовать площадь второго этажа в качестве места для создания мансарды, даже если несущие стены имеют разную высоту. В качестве дополнения можно соорудить веранду или крытую террасу, потому что выступающий край ската неплотно прилегает к строению.
Если вы решили отдать предпочтение односкатной крыше, то первым делом вам потребуется разработать проект будущей крыши. Для этого потребуется определить, каким будет наклон ската. Специалисты в области строительства советуют располагать его в наветренном направлении. Это позволит гарантировать высокую степень надежности, а также безопасности настила. Определите, в какую из сторон часто дует ветер на участке проведения строительных работ. На сегодняшний день единственное, что требуется для возведения конструкции, - это проведение точных расчетов. Это необходимо в первую очередь для того, чтобы определить максимально возможную нагрузку на опоры, а также рассчитать коэффициент атмосферного воздействия осадков. 
Проектируя конструкцию, оставляйте запас выносливости стропил на тот случай, если в холодное время года резко увеличится количество выпавшего снега.
Как мы уже сказали, создание односкатной конструкции нуждается в правильном выборе угла наклона. Но в этом деле следует не только учесть ту местность, для которой свойственны ветра и снега, но и подобрать самый подходящий материал для укладочных работ. Односкатная кровля является простым типом крыши, который используется на сегодняшний день в различных сооружениях. Данная конструкция нуждается в минимальном расходе материалов и затрат времени, так как угол у нее всего лишь один. Так как такой вид крыши часто встречается в современных зданиях, сегодня в сети можно увидеть огромное количество проектов разной сложности. 
В строительных работах можно применять всевозможные строительные и изоляционные материалы. Вы сами можете определить, какой угол наклона будет иметь крыша вашего дома. Но лучше всего не отдавать предпочтение большим углам, так как внешний вид сооружения будет не слишком привлекательным. Зато в таком случае вам не понадобится думать о постоянной очистке кровельного покрытия от снежных осадков. Чтобы крыша была не только практичной, но и функциональной, настоятельно рекомендуется для расчетов использовать специальный строительный калькулятор.
Если вы думаете, что не сможете точно провести все проектные расчеты, то обратитесь за помощью к специалистам. Но в том случае, когда бюджет строительства ограничен, то для таких работ можно вполне воспользоваться калькулятором всех параметров конструкции. Он позволит узнать не только угол наклона, но и площадь поверхности, оптимальный вес расходных материалов, а также количество стропил. Теперь разберем поподробней все данные характеристики.
Помогает выяснить, сколько изоляционного материала потребуется для кровельного покрытия. Известно, что длины рулона составляет 15 м, а ширина 1 м. Расчетные работы проводятся с учетом погрешности в 10 процентов для нахлеста. 
Показатель укажет максимально допустимую нагрузку на стропильную систему сооружения. Он покажет, какой вес имеет вся кровельная конструкция, а также какое воздействие будет оказываться на дом, гараж или дачу в холодное время года из-за снеговых залежей и сильных ветров.
Односкатная крыша угол наклона расчет количества стропил, которые понадобятся для монтажа крыши, а также длины каждого элемента, в зависимости от расположения краев ската и конька конструкции.
Для определения этих показателей специалисты в строительной отрасли настоятельно рекомендуют воспользоваться таблицей из нормативно-технической документации, а именно из ГОСТа 24454-80. Он дает всю необходимую информацию касательно древесных материалов, которые могут применяться при монтаже кровли, а также дает диапазон для расчетов сечения стропил. Для расчетных работ от вас потребуются данные площади покрытия, выбранный материал, а также точные нагрузки, которые будут оказываться на кровлю в процессе эксплуатации. 
Разумеется, это далеко не все параметры, которые необходимо определить перед началом кровельных работ. Кроме указанных выше, вам необходимо определить количество рядов обрешетки и максимальное расстояние между дощечками, узнать объем каждой из них и т.д. В любом случае, настоятельно рекомендуем вам не браться за расчеты, если вы не имеете опыта и хоть малейшего представления о специфике этого дела. Главное требование – максимальная точность. Для того, чтобы перестраховаться, лучше всего доверить расчет односкатной крыши профессионалам.
Для небольших строений, например, сарая или гаража, часто используют односкатную кровлю. Простая в устройстве, она легко изготавливается без привлечения профессиональных строителей и смотрится весьма привлекательно. Для обустройства жилых домов подобное решение применяется реже: зачастую срабатывает сила традиции и небольшой для наших мест опыт ее проектирования и возведения. Наступило время оценить преимущества такой конструкции.
Односкатная крыша представляет собой прямоугольную абсолютно плоскую форму, расположенную под углом по отношению к коробке здания. Величина ее наклона может быть разной в зависимости от архитектурного замысла, климатических условий и окружающего ландшафта. При использовании качественных материалов, служит не менее 20–30 лет.
Подобное устройство кровли считается наиболее устойчивым , в том числе и к внешним природным воздействиям, если расположение строения безошибочного по отношению к розе ветров.
Снег на поверхность ложится ровным слоем, что делает нагрузку равномерной и безопасной.
Наклонная односкатная форма лучше, чем двускатная, хотя она не позволяет создать удобное чердачное пространство. Зато проще с системой проветривания: аэраторы и вентилируемый конек просто не нужны.
К преимуществам также относят:
Гармоничный красивый проект требует соблюдения многих условий, иногда в ущерб функциональным потребностям.
Недостатков меньше, чем преимуществ, но все же, они есть.
Как и строение любой крыши, качественный состав элементов односкатной зависит от финишного покрытия. Количество основных элементов невелико, но требует к себе внимания.
Снижает распирающую нагрузку стропил и способствует равномерному распределению веса всей конструкции. Необходим в обязательном порядке для строений из газобетона, керамзитобетона и кирпичных стен, если строительство ведется в сейсмоопасном регионе.
Располагается на верхних частях стен в виде брусьев. Соединен с армопоясом или, в случае строения из кирпича, закрепляется через уже забитые или замурованные в стенах анкеры прочной проволокой – не менее 6 мм диаметра. Сами анкеры должны находиться на расстоянии 30 см от торца стены. Если дом деревянный, из двойного минибруса, то роль мауэрлата выполняет верхняя обвязка
Редко встречается в строительстве односкатных крыш. Его наличие определяется в зависимости от разницы в высоте между двумя несущими стенами.
Служит основанием для укладки кровли, на нее оказывается основная нагрузка. Важно предусмотреть, чтобы она распределялась равномерно по периметру верхней части всего здания, а давление на узлы не превышало допустимых значений. Для создания используются балки из дерева, сечение которых зависит от площади крыши и количества элементов опоры.
Подбираются после вычисления веса конструкции и определения финишного покрытия. Количество определяется углом наклона и длиной пролета.
Необходима для укладки и закрепления кровельного покрытия и увеличения несущей способности, чтобы каркас мог выдерживать и собственную тяжесть и противостоять дополнительным нагрузкам: снег, вес человека во время проведения ремонтных работ.
Для битумной черепицы выполняют сплошную обрешетку. Для этих целей используются доски – обрезные или не обрезные, могут применяться панели МДФ. Скат может выступать за границы фронтона, образуя козырек для веранды или террасы.
Обеспечивает защиту от попадания влаги и промерзания. Прокладывается со стороны чердака между стропилами и закрепляется на обрешетке.
Состоит из рулонных плиточных материалов, которые укладываются изнутри на обрешетку.
Пленочные покрытия, которые укладываются поверх утеплителя и закрепляются строительным степлером.
Служит защитой для верхнего ребра крыши, предотвращая попадание влаги и гниение внутренних элементов пирога.
Вид горизонтальной опоры для элементов несущих конструкций. Элемент распределяет нагрузку стропил между другими балками.
Опоры, которые размещаются в пролетах и увеличивают устойчивость всего каркаса.
Односкатные конструкции популярны во многих странах и используются при возведении как бюджетного, так и ультрамодного элитного жилья. При высоком наклоне крыши, отказавшись от чердачного помещения, есть возможность оптимизировать планировку. При низком – произойдет увеличение объема жилых помещений.
Плоская кровля часто выступает в паре с другими видами, как элемент разноуровневой системы. Это прекрасное дополнение для ломаной, полукруглой и других разновидностей крыш с разными скатами.
Красиво смотрятся двухуровневые варианты «односкаток» с разными углами наклона, направленными в противоположные стороны. Простые конструкции способны украсить козырьки, служащие частью веранды или выступающей мансарды.
По типу проветривания различают 2 типа:
Создание проекта и построение системы зависит от масштабности постройки и определяется:
Шаг стропил также зависит от их длины и сечения:
Часто для больших строений нужна балка длиннее 7–8 м. Чтобы нарастить, ее сшивают, а места стыка усиливают и скрепляют дощечками или металлическими пластинами. Чем габаритнее элементы стропил, там меньше расстояние между ними.
Для обеспечения жесткости конструкции предусмотрены:
Классификация систем по ширине:
Кроме того, стропильные системы различают по типу опор.
Система из стоек и подкосов опирается на брус мауэрлата, который закреплен на внешних стенах, а в некоторых случаях и с внутренней стороны. Дистанция между стропилами – от 600 до 1400 мм. Величина зависит от веса кровельного покрытия и характеристик дерева. Такие простые конструкции доступны для наклона крыши до 26 градусов и пролетом до 5 м. Чаще всего используется для хозяйственных построек: сараев, мастерских, гаражей.
Для эксплуатируемых кровель, то есть угол наклона которых стремится к нулю, стропильные ноги упираются:
Применяют, когда невозможно установить дополнительные опоры между боковыми стойками. В таком случае конструкции любых размеров собирают на земле или в мастерской, а уже готовые фермы поэтапно доставляются к месту стройки.
Возможные материалы:
Необходимы для обустройства крыши в зданиях со значительной усадкой в первое время после постройки. К ним относятся дома, возведенные из бруса или бревен – неравномерное проседание до 10%. Для деревянных конструкций очень важен и способ крепления стропильных ног.
Принципы устройства усвоить несложно:
Чем больше угол, тем выше парусность. Поэтому скос кровли всегда должен быть направлен в сторону наиболее частых ветров. Таким образом снижается нагрузка во время большого шторма. Важно учесть при расчетах и климатическую зону.
Небольшой наклон может стать причиной скопления большого количества снега. Если его вовремя не убрать, дождаться образования наледи, крыша под ее значительным весом в лучшем случае прогнется, а в худшем – проломится.
Естественный сход по кровле осадков – не менее важная причина при учете поверхности и прочности покрывных материалов. Шершавые виды лучше подойдут для засушливых регионов, гладкие – для мест, славящихся обильными дождями и снежными зимами.
Оптимальные значения для черепицы:
Предельные значения для листовой кровли:
При выборе кровельных материалов стоит перепроверять информацию. Иногда заявленные величины уклона для покрытия, указанные изготовителем, не совпадают с ГОСТом. Сам расчет лучше доверить профессионалам, потому что нюансов много, особенно у габаритных строений.
После определения величины наклона одну из несущих стен доводят до уровня, который обеспечит выполнение проекта.
Необходимые расчеты для выяснения длины стропил без учетов свесов производят по правилам прямоугольного треугольника.
Чтобы обеспечить сток воды и защитить стены от намокания, кровля выносится в среднем на 600 мм. Для технических построек минимум для свеса составляет – на 20–25, для двухэтажных жилых коттеджей и особняков – до 1200 мм.
Значение имеет и эстетика всего здания. Для определения собственных предпочтений, перед созданием проекта, можно воспользоваться компьютерными программами. Это позволит увидеть не только целиком всю кровлю, но и ее гармоничное сочетание с домом.
Качество стройматериалов определяет прочность и долговечность всего здания, поэтому кровельные покрытия выбирать стоит внимательно, с учетом характеристик как коробки здания, так и возможностей будущей стропильной системы.
Для каркаса подбирается древесина 1–3 сорта с частотой сучков на метр – не более 3, причем их высота не должна превышать 3 см. Трещины могут присутствовать, но неглубокие и небольшой длины – не превышающие половину длины доски.
Современный ассортимент покрытий для крыш весьма разнообразен, поэтому несложно подобрать подходящий материал по цвету, форме, необходимой прочности и цене.
Материал может быть разных видов: плоская ленточная, пазовая, одно- или двухволновая. Хорошо подходит при угле наклона крыши от 25 до 60 градусов для домов из камня, кирпича или дерева. При меньших значениях скоса требуется усиливать вентиляцию и гидроизоляцию, при больших – понадобится дополнительно укреплять узлы, устанавливать добавочные крепления, ведь черепица весьма тяжелый материал.
Вес одного фрагмента 30 х 30 см может варьироваться от 2 до 4,5 кг, то есть 1 м2 может потянуть на 50 кг. Для сравнения металлочерепица весит в 10 раз меньше – 5 кг/м2. Поэтому шаг стропил для керамики требуется минимальный и деревянная обрешетка с мелкими ячейками. Зато черепица имеет отличную звукоизоляцию, красивый цвет и фактуру. Прочность одного элемента небольшая, но срок службы всей крыши превышает среднюю продолжительность жизни человека и достигает 150 лет.
Это рифленые оцинкованные стальные листы, которые с внешней стороны имеют полимерное покрытие. Количество защитных слоев, как и способ крепления между собой элементов, разнится в зависимости от изготовителя. Бывают как с глянцевые, так и матовые. Размеры всевозможные, толщина – от 0,4 мм, вес 1 м2 – от 3 до 5 кг.
Сборка производится на обрешетку, крепление гвоздями или саморезами, нахлест – в одну волну. Рекомендуемый наклон – от 15 градусов. Если он не превышает 20, то осадки могут слишком медленно стекать, поэтому стыки настилов дополнительно герметизируют.
В целом металлическая кровля довольно прочная и долговечная. Гарантийный срок – от 5 до 15 лет, но не всегда учитывается износ полимерного слоя. Из недостатков только плохая звукоизоляция и большое число отходов.
Ее еще называют битумная. В основе материала – полиэстер, стекловолокно и целлюлоза. Они наносятся на битумные элементы, а сверху покрываются красящим веществом. Особенностью является сцепление, склеивание элементов под воздействием солнечных лучей. Выпускается в виде прямоугольников или полукруглых листов. Срок службы производителями определяется в пределах 15–20 лет без учета стойкости цвета.
Параметры:
Универсальный материал с хорошей изоляцией в равной степени подходит для жилых и хозяйственных построек. Рекомендуемый угол наклона – от 12 градусов. По технологии предусмотрена гидроизоляционная подложка или подкладочный слой. Роль такого ковра может выполнять старое битумное покрытие. Среди недостатков – горючесть, неустойчивость к ультрафиолету и монтаж только в теплое время года.
Выпускается в виде гофрированных оцинкованных листов стали всевозможных размеров. Волны обеспечивают покрытию жесткость и прочность, их высота и форма зависят от конкретной модели. Различают трапециевидные, синусообразные или закругленные.
Некоторые производители внешнюю сторону покрывают стойкой полимерной пленкой.
Чтобы обеспечить гидроизоляцию, при укладке используется пергаминовая прокладка. Крепление к обрешетке осуществляется саморезными винтами, места стыков обрабатывают битумным составом. Рекомендованный наклон крыши с профнастилом – от 10 градусов.
Как и все металлические кровли, материал обладает небольшой звукоизоляцией, поэтому он чаще используется для промышленных объектов и сараев. Гарантийный срок эксплуатации – 15–20 лет.
Универсальные покрывной материал, который может применяться даже для облицовки дома. В его основе – целлюлоза, которая пропитана очищенным битумом с добавлением смол и пигментов. Цвет стойкий. Стандартные размеры листа – 2000 х 950 мм, вес – 6,5 кг/м2, что легче традиционного шифера в 4 раза.
К положительным свойствам относятся:
Хотя минимальный допустимый уровень уклона – 6 градусов, ондулин не рекомендуют применять для крыш с небольшим скосом: отсутствует возможность удерживать длительное время снег. При более высоких значениях и правильной эксплуатации срок службы составит около полувека, гарантия гидронепроницаемости – 15 лет.
Гофрированные листы из композитного материала на основе портландцемента и асбестового волокна. Форма волнистого листа всегда прямоугольная – 120 х 70 мм, вес – от 10 до 15 кг/м2. Уровень наклона кровли – от 12 до 60 градусов. Технологией при монтаже предусмотрен подкладочный слой из рубероида или пергамина.
К обрешетке шифер крепится внахлест при помощи гвоздей через мягкие герметичные прокладки.
Брус для каркаса выбирается:
Один из популярных бюджетных вариантов. Представляет собой кровельный картон, пропитанный и покрытый битумом. Чтобы избежать слипания, на верхнюю часть нанесена крупнозернистая присыпка.
Современная разновидность – еврорубероид, который состоит из стеклоткани или полиэстера, пропитанного битумом. Сверху присутствует полимерный слой. Этим эластичным и водонепроницаемым материалом часто покрывают небольшие участки кровли со сложной формой. Основной недостаток – быстрая воспламеняемость, поэтому проводить полную укладку можно только на технических объектах.
Крыши с одним скатом редко водружают над малоэтажными жилыми домами. Правда, их незатейливая форма и простота линий весьма привлекательна для приверженцев стиля хай-тек. Однако пока новомодные явления не слишком прочно внедрились в отечественный ландшафт, односкатные кровельные конструкции возводят над гаражами, компактными дачами, верандами, бытовками.
Желание построить подобный несложный объект самостоятельно нередко посещает мастеровитых хозяев. Для оптимального результата домашним умельцам нужно знать, каким образом сооружается односкатная крыша своими руками, что следует предусмотреть и какие этапы работ предстоит провести.
Техническое определение односкатной крыши полноценно отражает суть устройства. В ее составе есть лишь одна скатная плоскость, сформированная самобытной стропильной системой. Оба края стропильных ног имеют под собой надежную опору, потому безоговорочно относятся к разряду наслонных.
Элементы системы укладываются отдельно, устанавливаются на разные по высоте стенки, с которыми соединяются через мауэрлат. Последний из указанных составляющих крыши не похож на стандартную деревянную раму. Его роль играют два бруса, уложенных параллельно на каменные стены, аналогично расположенные бревна сруба или противоположные стороны обвязки каркасных построек.
Иногда, чтобы не запутаться в терминологии, вышележащий отрезок мауэрлата называют коньковым брусом. Однако коньковый перелом он не формирует, а работает как опора.
Функция опор для устройства крыши с одним скатом выполняется:
Конструктивная простота не мешает односкатным сооружениям включать внушительное количество разновидностей и подкатегорий. По аналогии с прочими скатными собратьями они могут быть утепленными и холодными. Односкатные крыши строят с чердаком или без него.
В чистом виде чердачные варианты встречаются нечасто, т.к. противопожарными нормами запрещено устраивать чердак ниже 1,6м. Конструкции с одним скатом в основном пологие: наиболее распространенные величины уклона варьируют от 5º до 15º, в процентном выражении это будет от 5% до 25%.
Чердак при таких пропорциях может быть устроен только в случае, если между кровельной системой и потолочным перекрытием будет устроена или подобное помещение для хозяйственных нужд.
Односкатные крыши сооружаются:
В сфере оснащения крышами пристроек односкатные представляют максимально приемлемое техническое решение, исключающее вероятность накопления снежного мешка. В случае архитектурной необходимости альтернативой им могут послужить . Указанные соперники привлекают интересной формой, но разочаровывают увеличенными затратами и более сложной технологией сооружения.
Благодаря разнице в высоте опорных стенок отвод осадков со ската происходит самопроизвольно. Это значит, что в организации внутреннего стока нет нужды. Чаще всего к низкой стороне односкатной крыши крепится водосточный желоб, превосходно справляющийся с задачами водоотведения в летний и демисезонный период. Зимой на пологих скатах может скапливаться снег. Залежи осадков удаляют по правилам очищения плоских крыш.
Уклон односкатной крыши может быть обеспечен:
В качестве кровельного покрытия односкатных крыш используются преимущественно , профлист, кровельная жесть, . Если требует архитектурный облик усадьбы, применяется пластик, сланцевая плитка, керамическая или цементно-песчаная черепица.
Заметим, что монтаж штучной кровли производится только при значении угла наклона, допущенного производителями материала. Незначительные по крутизне конструкции с одним скатом не покрывают дранкой, соломой, тростником из-за возможности быстрого загнивания.
Для детального ознакомления с принципами сооружения односкатной крыши рассмотрим реальные примеры построения стропильных каркасов из пиломатериалов. Ведь древесина наиболее простой в работе и доступный по стоимости материал.
Учтем, что предварять работу должна проектная разработка с расчетами, ориентированными на индивидуальные условия строительства. Сечение деталей стропильной системы для навесов, по которым никто не будет перемещаться, необходимо определить с учетом веса кровельного пирога и снеговой нагрузки.
Для крыш отдельно стоящих построек расчеты следует производить с учетом всех типов статических и динамических нагрузок, действующих на конструкцию в течение года. Отметим, что стропильные ноги односкатных систем рассчитываются, как горизонтальные балки.
Изучим общие принципы проектирования такой крыши. Стропильные каркасы над частными объектами принято сооружать из древесины, что обусловлено экологическими и экономическими достоинствами материала. Однако будущим строителям нельзя забывать о специфике натуральной органики.
Следует учесть, что древесине свойственно менять линейные размеры от колебаний влажности и перепадов температуры. Ей характерна провисающая деформация солидных по длине элементов, не имеющих дополнительных опор под проблемными сегментами.
Специфические особенности материала обуславливают усложнение конструкции в зависимости от величины перекрываемого пролета:
Расстояние между стропильными ногами определяют геометрические данные обустраиваемой коробки. Стены, на которые предстоит опереть каркас крыши, банально разбиваются на равные отрезки. Разбивку производят так, чтобы оба края конструкции были обеспечены стропильными ногами, а между ними с равным шагом были расположены рядовые.
Выбор шага не совсем произволен. Есть ограничения по разбивке, зависящие от материала, выбранного для изготовления деталей системы:
Имеется лимит по размерам сечения, независящий от расчетов. Даже для строений с предположительно минимальной нагрузкой Ø бревна не может быть менее 12см, толщина пластины менее 7см, толщина доски менее 4см.
Самостоятельным строителям нужно учесть, что для изготовления подстропильных ног для крыш, перекрывающих пролеты более 4,6м, необходимо запасаться пиломатериалом помимо бруса или доски на производство стропилин. Подкосы надо будет делать из бревна Ø от 10см, из бруса со стороной от 8см или из спаренной доски размером от 25×150мм.
Брус для мауэрлата не имеет права быть меньше 100×200мм, бревно для тех же целей – тоньше Ø 180-200мм. В строительстве крыш, перекрывающих пролеты более 12м, потребуется установка прогонов и лежней. Размер бруса для их изготовления не может быть меньше 180×180мм, Ø бревна не может быть меньше 200мм. Стойки консольно-прогонной системы для большепролетных крыш выполняются из бруска со стороной от 120мм и более или из бревна Ø от 130мм.
Будем считать, что проектирование успешно завершено. Ответственному строителю план-чертеж с размерами и расчетами окажет действенную помощь. Теперь разберем один из простейших примеров, в доступной форме поясняющих, как грамотно сделать односкатную крышу. Обустраивать будем небольшую каркасную баньку. Стропилины ее односкатной крыши будут опираться на верхнюю обвязку.
Шаг установки стропильных ног рассчитывать не надо, т.к. он равен расстоянию между стойками каркасных стен. На изготовление стоек пошла доска 50×150мм. Высоту передней стенки примем 2,5м, задняя стенка будет высотой 2,2м.
Процесс сооружения по шагам:
Крыша пологая, потому о разреженной обрешетке речь не может идти. Перед укладкой покрытия вырезаем отверстие под дымоход. Вокруг него и вдоль свесов крыши прокладываем полосы дополнительной гидроизоляции.
Поверх сплошного настила укладываем выбранную разновидность кровельного покрытия: битумно-полимерную кровлю, профнастил или стальные листы, соединенные фальцами.
В технологиях сооружения односкатных крыш по каркасным коробкам со стенками разной высоты практически нет отличий. Этапы строительства проводятся по схожему плану, выполняются типовые работы. Различаются размеры построек, крутизна крыши, величина совокупной нагрузки, учитывающей погодные обстоятельства, специфику эксплуатации и вес кровельного пирога.
Односкатная крыша – наиболее востребованная «участница» всевозможных архитектурных комбинаций. В представленном нами примере два отдельных ската возведены над дачей. Одна из односкатных крыш устроена над жилой частью каркасного дома, вторая – над пристроенной к дому террасой. У жилой части дома общий фундамент и несущая стена, на которую верхами опираются стропила обоих крыш.
Алгоритм строительства:
Желающим утеплить крышу дачной постройки надо будет перед устройством обрешетки уложить в пространство между стропилинами теплоизоляцию. Со стороны помещений дачки в таких случаях устанавливается пароизоляционный материал. Он защитит утеплитель от увлажнения с последующим гниением и потерей изоляционных качеств. Пароизоляция фиксируется степлером к стропилам, после чего внутренняя поверхность обшивается листами ГВЛ, фанерой, вагонкой.
Работы по повышению теплотехнических характеристик односкатной крыши можно проводить после монтажа кровельного покрытия. Теплоизоляция укладывается тогда изнутри постройки, дальнейшие действия производятся в аналогичной последовательности.
Согласно техническим признакам односкатной крыши одиночные стропила укладываются на стенки разной высоты. Что делать, если у обустраиваемой стопы обе стенки доведены до единого уровня?
Например, при сборке сруба небольшой бревенчатой баньки неразумно и нерентабельно выводить одну из стен выше другой, хотя для реализации подобных планов имеются технологические средства. Расход времени и материала будет слишком велик. А в итоге обычный скат, который можно возвести значительно дешевле и быстрее.
Выход до неприличия прост: для оперативного строительства односкатной крыши по коробу со стенками равной высоты нужно просто использовать стропильные фермы. Их по шаблону можно сделать самостоятельно или приобрести в готовом виде. Заводская продукция может быть выполнена из древесины либо металла. Первый вариант предпочтительней для обустройства жилых и часто посещаемых строений, второй для гаражей, подсобок, веранд.
Разберем пример сооружения односкатной крыши с фермами для дачной пристроенной веранды или крыльца. Для изготовления ферм запасемся доской 25×45мм, для стоек приобретем доску 120×45мм или толще, если предполагается давление на крышу солидной снеговой нагрузки.
Для обшивки потолка, фронтонов и устройства сливных досок приобретем доску 70×22мм. Для сооружения сплошной обрешетки приобретем не строганную шпунтованную доску 95×22×16мм.
Последовательность работ:
К переднему торцу построенной нами односкатной крыши желательно прикрепить водосточный желоб и вывести его сливной сегмент за пределы крыши. Кронштейны для его установки крепятся до устройства обрешетки к стропилам.
Обучающие ролики продемонстрируют, как своими руками грамотно построить прочную односкатную крышу: видео в подробностях изображают процесс.
Строительство односкатной крыши над пенобетонной коробкой:
Устройство обрешетки крыши с одним скатом:
Гидроизоляция односкатной крыши:
Приведенные в пример варианты сооружения односкатной крыши помогут разобраться с процессом возведения и удачно реализовать планы по обустройству загородной собственности.
Применив профильную трубу для монтажа ферм, можно создавать конструкции, рассчитанные на высокие нагрузки. Легкие металлоконструкции подходят для возведения сооружений, обустройства каркасов под дымоходы, монтажа опор для кровли и козырьков. Вид и габариты ферм определяют в зависимости от специфики использования, будь то домашнее хозяйство или промышленная сфера. Важно грамотно выполнить расчет фермы из профильной трубы, иначе конструкция может не выдержать эксплуатационные нагрузки.
Навес из арочных ферм
Металлические фермы из трубопроката отличаются трудоемкостью в монтаже, но они экономичнее и легче конструкций из сплошных балок. Профилированная труба, которую изготавливают из круглой путем горячей или холодной обработки, в поперечном разрезе имеет вид прямоугольника, квадрата, многогранника, овала, полуовала или плоскоовальную форму. Удобнее всего монтировать фермы из квадратных труб.
Ферма – это металлоконструкция, в состав которой входит верхний и нижний пояс, а также решетка между ними. К элементам решетки относятся :
Конструктивные элементы металлической фермы
Фермы в первую очередь предназначены для перекрытия пролетов. За счет ребер жесткости они не деформируются даже при использовании длинных конструкций на сооружениях с большими пролетами.
Изготовление металлических ферм производится на земле или в производственных условиях. Элементы из профильных труб обычно скрепляются между собой при помощи сварочного аппарата или клепок, могут использоваться косынки, парные материалы. Чтобы смонтировать каркас навеса, козырька, крыши капитальной постройки, готовые фермы поднимают и крепят к верхней обвязке согласно разметке.
Для перекрытия пролетов применяются различные варианты ферм из металла. Конструкция может быть :
Треугольные фермы, изготовленные из профильной трубы, используются как стропила, в том числе для монтажа простого односкатного навеса. Металлоконструкции в виде арок пользуются популярностью благодаря эстетичности внешнего вида. Но арочные конструкции требуют максимально точных расчетов, поскольку нагрузка на профиль должна распределяться равномерно.
Треугольная ферма для односкатной конструкции
Выбор конструкции ферм навесов из профильной трубы, козырьков, стропильных систем под кровлей зависит от расчетных эксплуатационных нагрузок. По количеству поясов различаются :
В строительстве можно использовать фермы с различным контуром :
Очертания поясов ферм
В соответствии с величиной угла наклона типовые фермы подразделяют на следующие виды :
Перед тем как рассчитать ферму, необходимо подобрать подходящую конфигурацию крыши, учитывая габариты сооружения, оптимальное количество и угол наклона скатов. Также следует определить, какой контур поясов подойдет для выбранного варианта крыши – при этом принимаются во внимание все эксплуатационные нагрузки на кровлю, включая осадки, ветровую нагрузку, вес людей, производящих работы по обустройству и обслуживанию навеса из профильной трубы или кровли, монтажу и ремонту оборудования на крыше.
Чтобы выполнить расчет фермы из профильной трубы, необходимо определить длину и высоту металлоконструкции. Длина соответствует расстоянию, которое должна перекрывать конструкция, при этом высота зависит от запроектированного угла наклона ската и выбранного контура металлоконструкции.
Расчет навеса в итоге сводится к тому, чтобы определить оптимальные промежутки между узлами фермы. Для этого требуется рассчитать нагрузку на металлоконструкцию, выполнить расчет профильной трубы.
Неправильно рассчитанные каркасы кровли несут угрозу для жизни и здоровья людей, поскольку тонкие или недостаточно жесткие металлоконструкции могут не выдержать нагрузок и разрушиться. Поэтому рекомендуется доверить расчет металлической фермы профессионалам, знакомым со специализированными программами .
Если принято решение выполнить вычисления самостоятельно, необходимо воспользоваться справочными данными, в том числе о сопротивлении трубы на изгиб, руководствоваться СНиП. Правильно рассчитать конструкцию без соответствующих знаний сложно, поэтому рекомендуется найти пример расчета типовой фермы нужной конфигурации и подставить в формулу необходимые значения .
На этапе проектирования составляется чертеж фермы из профильной трубы. Подготовленные чертежи с указанием размеров всех элементов упростят и ускорят изготовление металлоконструкций.
Чертеж с размерами элементов
Рассчитываем ферму из стальной профильной трубы
Изготовление конструкции из профильной трубы Чтобы обеспечить необходимую точность расчетов, используйте строительный калькулятор – подходящую специальную программу. Так вы сможете сопоставить свои и программные расчеты для того, чтобы не допустить большого несоответствия в размерах!
Арочные конструкции: пример расчета
Чтобы сварить ферму для навеса в виде арки, применяя профильную трубу, необходимо правильно рассчитать конструкцию. Рассмотрим принципы расчета на примере предполагаемого сооружения с пролетом между опорными конструкциями (L) 6 метров, шагом между арками 1,05 метра, высотой фермы 1,5 метра – такая арочная ферма выглядит эстетично и способна выдержать высокие нагрузки. Длина стрелы нижнего уровня арочной фермы при этом составляет 1,3 метра (f), а радиус окружности в нижнем поясе будет равен 4,1 метра (r). Величина угла между радиусами: а=105.9776°.
Схема с размерами арочного навеса
Для нижнего пояса длину профиля (mн) рассчитывают по формуле:
mн – длина профиля из нижнего пояса;
π – постоянная величина (3,14);
R – радиус окружности;
α – угол между радиусами.
В результате получаем:
Узлы конструкции располагают в участках нижнего пояса с шагом 55,1 см – допускается округлить значение до 55 см, чтобы упростить сборку конструкции, но увеличивать параметр не следует. Расстояния между крайними участками требуется рассчитать индивидуально.
Если длина пролета составляет менее 6 метров, вместо сварки сложных металлоконструкций можно воспользоваться одинарной или двойной балкой, выполнив сгиб металлического элемента под выбранным радиусом. В этом случае расчет арочных ферм не требуется, но важно правильно подобрать сечение материала, чтобы конструкция выдерживала нагрузки.
Профильная труба для монтажа ферм: требования к расчету
Чтобы готовые конструкции перекрытий, в первую очередь крупногабаритные, выдерживали проверку на прочность на протяжении всего срока эксплуатации, трубопрокат для изготовления ферм подбирается на основании:
Данные из указанных источников позволят ознакомиться с видами профильных труб и выбрать оптимальный вариант с учетом конфигурации сечения и толщины стенок элементов, конструктивных особенностей фермы.
Навес для авто из трубопроката
Фермы рекомендуется изготавливать из трубопроката высокого качества, для арочных конструкций желательно выбрать легированную сталь. Чтобы металлоконструкции были устойчивы к коррозии, сплав должен включать большой процент углерода. Металлоконструкции из легированной стали не нуждаются в дополнительной защитной окраске.
Полезные советы по монтажу
Зная, как сделать решетчатую ферму, можно смонтировать надежный каркас под светопрозрачный навес или кровлю. При этом важно учитывать ряд нюансов.
Важно представлять, как сварить ферму из профильной трубы, если металлоконструкцию требуется собрать непосредственно на строительной площадке. Если нет навыков ведения сварочных работ, рекомендуется пригласить сварщика с профессиональным оборудованием.
Сварка элементов фермы
Стойки металлоконструкции монтируют под прямым углом, раскосы – под наклоном в 45°. На первом этапе нарезаем из профильной трубы элементы в соответствии с размерами, указанными на чертеже. Собираем на земле основную конструкцию, проверяем ее геометрию. Затем варим собранный каркас, используя уголки и накладные пластины, где они требуются.
Обязательно проверяем прочность каждого сварного шва . От их качества и точности расположения элементов зависит прочность и надежность сваренных металлоконструкции, их несущая способность. Готовые фермы поднимают наверх и крепят к обвязке, соблюдая шаг установки согласно проекту.
Фермы из профильной трубы: изготовление, как рассчитать и сварить
Ферма представляет собой висячую конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего поясов, раскосов и стоек, входящая в общую стропильную систему крыши дома. Сегодня она может быть изготовлена из различного материала, но все большую популярность начинают приобретать конструкции, изготовленные из металла.
Стропильная ферма может быть изготовлена из различного материала, но все большую популярность начинают приобретать конструкции из металла.
Конструкция металлической кровли выполняется по современной технологии, которая сегодня считается оптимальной для самых различных строений. Каркасные дома из металлических облегченных конструкций устойчивы к различным внешним условиям, они отличаются прочностью и надежностью.
Расчет таких стропильных систем производится при помощи специальных программ, которые учитывают многочисленные факторы, что делает всю конструкцию очень надежной.
Фермы из металла раньше применялись везде, где была необходима высокая прочность конструкции, сегодня преимущество использования именно таких конструкций применяется и для частного строительства, а не только при сооружении промышленных предприятий. Сегодня востребованы металлические фермы, которые можно условно разделить на две группы: пространственные и плоские.
Плоские конструкции отличаются тем, что каждый металлический стержень расположен только в одной плоскости. Пространственные конструкции образуют брусья, отлично выдерживающие нагрузки со всех сторон. Это схоже с устройством башенного крана, которая устойчива к довольно сильным, продолжительным нагрузкам при использовании.
Основные элементы металлической фермы – это стропильный пояс и решетки, на пояс приходится продольная сила и момент, на решетку – поперечная сила. То пространство, которое располагается между ними, принято называть панелью, свободный промежуток между фермами – пролетом, пространство между осями поясов – высотой.
Виды металлических ферм.
Применяемые сегодня фермы из металла могут быть самыми различными, что сильно отличает их от прочих. Они отличаются по форме поясов, пролетов, размерами, схемами изготовления. Так, статические фермы могут быть рамными, балочными, вантовыми, арочными. Балочные в этом случае отличаются более экономным расходом материалов, меньшим весом, чем остальные, они могут применяться для изготовления конструкций, нуждающихся в устойчивости к большим, постоянным нагрузкам. Арочные используются для созданий необычных привлекательных форм кровли, но при их сооружении расход строительных материалов несколько увеличен.
Кроме того, применяются комбинированные схемы, полигональные, сегментированные, треугольные, трапециевидные, с параллельными поясами. Все они отличаются большой прочностью, небольшим весом, устойчивостью. Высокое качество монтажа стропильной системы обеспечивается тем, что любой расчет для подобной конструкции осуществляется при помощи специальных программ.
В качестве материалов для изготовления металлических ферм применяются облегченный металлический оцинкованный профиль (так называемые ЛСТК, то есть легкие стальные тонкостенные конструкции), скрепляемые саморезами и специальными болтами, либо специальные стальные балки, для которых используются сварные соединения.
Рассчитать металлические стропильные фермы – это процедура, которая требует наличия специальных знаний. Обычно такие расчеты выполняются проектировщиками с использованием специальных программ, с учетом многочисленных факторов. Такой расчет и делает металлические конструкции максимально надежными. При расчетах стропильной системы необходимо учитывать такие факторы:
Схема снеговой нагрузки на крышу.
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: N= Q*k
Стоит брать во внимание и ветровые нагрузки, которые включают в себя данные по максимальной скорости ветра в районе, этажности строения, конструктивным особенностям кровли, ее площади.
Точный расчет металлических ферм может сделать только специалист, не следует пытаться осуществить это самостоятельно!
Монтаж стропильных металлических ферм должен осуществляться только профессионалами. Все крепления выполняются только согласно проекту. Это болтовые и сварные крепления (для различных типов материала). Правила монтажа зависят не только от типа конструкции, но и от ее спецификации, при величине пролета более 4,5 м рекомендуется предварительно ставить дополнительные опоры для любого вида ферм.
Выбор покрытия для в зависимости от угла наклона крыши
Все металлические стропила, точнее их вид и конструкция, зависят во многом от угла уклона кровли. Рассмотрим варианты устройства стропильных систем:
Для больших строений, где длина пролета составляет от 20 до 35 метров, необходимо использовать так называемые фермы Полонсо, то есть конструкцию из металла, которая состоит из двух треугольных ферм, соединяемых затяжками. Это дает возможность убрать длинные раскосы для серединных панелей, чтобы уменьшить вес. Верхний пояс в этом случае надо разбить на 12-16 панелей длиной для каждой 2-2,75 метров. Расчет для подшивки потолка должен учитывать при этом наличие затяжки в 4-6 панелей, которая крепится в узлах верхнего пояса.
Использование металла для изготовления стропильных систем – это не такая и новинка. Известны такие конструкции еще с конца 19-ого века, хотя и применялись они крайне редко, в основном для строительства дворцов и храмов. Сегодня металл обрел вторую жизнь, из него делают надежные и очень прочные строения, жилые дома, промышленные объекты.
Расчет таких конструкций должен осуществляться только специалистами, для этого существуют специальные программы. Крепления металлических ферм могут быть различными, так же как материал изготовления: это сварные стальные конструкции, облегченные оцинкованные, которые крепятся при помощи саморезов и болтов. Вид самих ферм и размеры во многом зависят от того, какой уклон кровли будет сделан, какие нагрузки предполагаются.
Стропильная ферма металлическая для крыши
Фермы – это элементы конструкций, которые, восприняв нагрузку в пролете, передают ее на опоры. Стропильные фермы металлические имеют вид решетчатой сквозной конструкции, выполненной из прямоугольных стержней, «собранных» друг с другом в узлы. Выбор их конструкции для конкретной крыши определяет расположение чердачного перекрытия, уклон кровли и необходимая длина пролета.
Стропильные фермы металлические в основном изготавливают из стальных профилей, чаще из уголка. Для более тяжелых конструкций профиль имеет тавровое или двутавровое сечение, а для гидротехнических сооружений – круглое, профильная труба. Стальная стропильная ферма широко используется в конструкциях для покрытия и перекрытия зданий, чаще с шириной пролетов больше 24 м.
Прочность и жесткость этих элементов несущей конструкции обеспечивает их форма. Классический вариант металлической фермы состоит из прутьев – два параллельных и еще между ними, сваренные зигзагообразно. Благодаря такой компоновке даже при относительно малом расходе материала сопротивляемость конструкции из металла повышается.
Основные конструктивные элементы:
Узловое соединение элементов выполняют непосредственным примыканием одного к другому. Стержни решетки фиксируют к поясам либо сваркой, либо посредством фасонных элементов. Помимо стропильных могут быть и подстропильные. Их используют как опоры для несущих конструкций и перекрытий, если расстояние между колоннами превышает шаг балок или у колонн неодинаковый шаг.
Их классифицируют по геометрии поясов и типу решетки.
По очертанию пояса
Системы решетки
При расчете учитываются требования СНиП по «Стальным конструкциям» и «Нагрузкам и воздействиям». Грамотно рассчитать стропильные системы из металла можно только при наличии специальных знаний. При этом учитываются многочисленные факторы, поэтому проектировщики, как правило, обращаются при расчетах к помощи специальных программ.
Что же лежит в основе расчетов треугольной фермы: пример
Фермы находятся под постоянным воздействием таких нагрузок, как вес кровли, фонарей, подвесных водосточных систем, вентиляторов, собственный вес несущей конструкции и других. К временным нагрузкам относят давление ветра, снега, вес людей, находящихся на крыше, подвесного транспорта.
Принимаются во внимание также особые или периодические нагрузки, типа сейсмических, урагана и т. д.
Некоторые правила устройства
Вид и конструкция металлических стропил во многом зависит от уклона кровли. Рассмотрим связь между уклоном кровли и устройством стропильных систем:
Серия 1.263.2-4. Выпуск 1. Фермы пролетами 18, 21 и 24 м из прокатных уголков. Чертежи КМ (7,1 MiB, 368 hits)
1.263-2-4.1КМ-4 Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправочные марки
1.263-2-4.1КМ-5 Схемы расположения ферм пролетом 18 м и связей
1.263-2-4.1КМ-6 Схемы расположения ферм пролетом 21 м и связей
1.263-2-4.1КМ-7 Схемы расположения ферм пролетом 24 м и связей
1.263-2-4.1КМ-8 Схема ферм с маркировкой элементов
1.263-2-4.1КМ-9 Сортамент ферм пролетом L=18 м и Н=1,2 м
1.263-2-4.1КМ-10 Сортамент ферм пролетом L=18 м и Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-11 Сортамент ферм пролетом L=21 м и Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-12 Сортамент ферм пролетом L=24 м и Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-13 Схемы вертикальных связей В-1,В-2
1.263-2-4.1КМ-14 Узел 1
1.263-2-4.1КМ-15 Узел 2,3
1.263-2-4.1КМ-16 Узел 4
1.263-2-4.1КМ-17 Узел 5
1.263-2-4.1КМ-18 Узел 6
1.263-2-4.1КМ-19 Узел 7
1.263-2-4.1КМ-20 Узел 8
1.263-2-4.1КМ-21 Узел 9
1.263-2-4.1КМ-22 Узел 10
1.263-2-4.1КМ-23 Узел 11
1.263-2-4.1КМ-24 Узел 12-15
1.263-2-4.1КМ-25 Указание по расчету сварных швов узлов ферм
1.263-2-4.1КМ-26 Разметка отверстий по верхним поясам ферм для крепления связей
1.263-2-4.1КМ-27 Схема раскладки железобетонных плит и детали их приварки к поясам ферм
1.263-2-4.1КМ-28 Спецификация стали ферм пролетом 18 м
1.263-2-4.1КМ-29 Спецификация стали ферм пролетом 21 м
1.263-2-4.1КМ-30 Спецификация стали ферм пролетом 24 м
Утвержден : Государственный комитет по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР 13.10.1982
Серия 1.263.2-4. Выпуск 2. Фермы пролетом 27, 30 и 36 м из прокатных уголков. Чертежи КМ (8,8 MiB, 129 hits)
1.263-2-4.2КМ-2 Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправочные марки
1.263-2-4.2КМ-3 Схема расположения ферм пролетом 27 м и связей
1.263-2-4.2КМ-4 Схема расположения ферм пролетом 30 м и связей
1.263-2-4.2КМ-5 Схема расположения ферм пролетом 36 м и связей
1.263-2-4.2КМ-6 Схемы ферм с маркировкой элементов
1.263-2-4.2КМ-7 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=1,8 м
1.263-2-4.2КМ-8 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=2,1 м
1.263-2-4.2КМ-9 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=1,8 м
1.263-2-4.2КМ-10 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=2,1 м
1.263-2-4.2КМ-11 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,1 м
1.263-2-4.2КМ-12 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,4 м
1.263-2-4.2КМ-13 Схемы вертикальных связей В-1,В-2;В-3
1.263-2-4.2КМ-14 Узел 1
1.263-2-4.2КМ-15 Узел 2,3
1.263-2-4.2КМ-16 Узел 4
1.263-2-4.2КМ-17 Узел 5
1.263-2-4.2КМ-18 Узел 6
1.263-2-4.2КМ-19 Узел 7
1.263-2-4.2КМ-20 Узел 8
1.263-2-4.2КМ-21 Узел 9
1.263-2-4.2КМ-22 Узел 10-13
1.263-2-4.2КМ-23 Указание по расчету сварных швов в узлах ферм
1.263-2-4.2КМ-24 Разметка отверстий по верхним поясам ферм для крепления связей
1.263-2-4.2КМ-25 Схема раскладки железобетонных плит и детали их приварки к поясам ферм
1.263-2-4.2КМ-26 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;Н=1,8 м
1.263-2-4.2КМ-27 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;Н=2,1 м
1.263-2-4.2КМ-28 Спецификация стали ферм пролетом L=30 м;Н=1,8 м
1.263-2-4.2КМ-29 Спецификация стали ферм пролетом L=30 м;Н=2,1 м
1.263-2-4.2КМ-30 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,1 м
1.263-2-4.2КМ-31 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,4 м
Принят : МАДИ Минвуза СССР (Московский автомобильно-дорожный институт)
Принят : Президент Российской Федерации
Принят : ЦИТП Госстроя СССР
Утвержден : Государственный комитет по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР 04.01.1983
Серия 1.263.2-4. Выпуск 3. Фермы пролетом 18, 21, 24, 27, 30 и 36 м из прокатных уголков под облегченную кровлю (11,6 MiB, 80 hits)
1.263-2-4.1КМ-2 Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправочные марки
1.263-2-4.1КМ-3 Схема расположения ферм пролетом 18 м, прогонов и связей
1.263-2-4.1КМ-4 Схема расположения ферм пролетом 21 м, прогонов и связей
1.263-2-4.1КМ-5 Схемы расположения ферм пролетом 24 м, прогонов и связей
1.263-2-4.1КМ-6 Схемы расположения ферм пролетом 27 м, прогонов и связей
1.263-2-4.1КМ-7 Схемы расположения ферм пролетом 30 м, прогонов и связей
1.263-2-4.1КМ-8 Схемы расположения ферм пролетом 36 м, прогонов и связей
1.263-2-4.1КМ-9 Схема ферм с маркировкой элементов
1.263-2-4.1КМ-10 Сортамент ферм пролетом L=18 м; Н=1,2 м
1.263-2-4.1КМ-11 Сортамент ферм пролетом L=18 м; Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-12 Сортамент ферм пролетом L=21 м; Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-13 Сортамент ферм пролетом L=24 м; Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-14 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-15 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=2,1 м
1.263-2-4.1КМ-16 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-17 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=2,1 м
1.263-2-4.1КМ-18 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,1 м
1.263-2-4.1КМ-19 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,4 м
1.263-2-4.1КМ-20 Схемы вертикальных связей В-1…В-4
1.263-2-4.1КМ-21 Узел 1
1.263-2-4.1КМ-22 Узел 2,3
1.263-2-4.1КМ-23 Узел 4
1.263-2-4.1КМ-24 Узел 5
1.263-2-4.1КМ-25 Узел 6
1.263-2-4.1КМ-26 Узел 7
1.263-2-4.1КМ-27 Узел 8
1.263-2-4.1КМ-28 Узел 9
1.263-2-4.1КМ-29 Узел 10
1.263-2-4.1КМ-30 Узел 11
1.263-2-4.1КМ-31 Узел 12-15
1.263-2-4.1КМ-32 Указание по расчету сварных швов узлов ферм
1.263-2-4.1КМ-33 Разметка отверстий по верхним поясам ферм L=18-24 м для крепления связей
1.263-2-4.1КМ-34 Разметка отверстий по верхним поясам ферм L=27-36 м для крепления связей
1.263-2-4.1КМ-35 Таблицы для выбора марок прогонов и профиля размеров настила
1.263-2-4.1КМ-36 Спецификация стали ферм пролетом L=18 м;Н=1,2 м;Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-37 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;L=24 м;Н=1,8 м
1.263-2-4.1КМ-38 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;Н=1,8 м;Н=2,7 м
1.263-2-4.1КМ-39 Спецификация стали ферм пролетом L=30 м;Н=1,8 м;Н=2,1 м
1.263-2-4.1КМ-40 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,1 м
1.263-2-4.1КМ-41 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,4 м
Утвержден : Государственный комитет по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР 06.05.1983
Серия 1.263.2-4. Вып-4. Фермы пролетом 15, 18, 21, 24, 27 и 30 м из сварных гнутозамкнутых профилей (с пониженной высотой) (6,8 MiB, 139 hits)
1.263-2-4.4-01КМ Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправные марки
1.263-2-4.4-02КМ Схемы расположения ферм пролетом 15,18 м и связей
1.263-2-4.4-03КМ Схемы расположения ферм пролетом 21,24 м и связей
1.263-2-4.4-04КМ Схемы расположения ферм пролетом 27,30 м и связей
1.263-2-4.4-05КМ Схемы ферм с маркировкой элементов
1.263-2-4.4-06КМ Сортамент ферм пролетом 15,18,21 м
1.263-2-4.4-07КМ Сортамент ферм пролетом 24 м
1.263-2-4.4-08КМ Сортамент ферм пролетом 27 м
1.263-2-4.4-09КМ Сортамент ферм пролетом 30 м
1.263-2-4.4-10КМ Геометрические схемы отправочных марок стропильных ферм
1.263-2-4.4-11КМ Узел 1,2
1.263-2-4.4-12КМ Узел 3…8
1.263-2-4.4-13КМ Узлы опирания ферм (варианты)
1.263-2-4.4-14КМ Фрагменты плана настила с расположением креплений
1.263-2-4.4-15КМ Допускаемая расчетная нагрузка на настил
1.263-2-4.4-16КМ Узел крепления связей
1.263-2-4.4-17КМ Сварные швы ферм
1.263-2-4.4-18КМ Детали Д-1…Д-3
1.263-2-4.4-19КМ Спецификация стали ферм пролетом 15,18,21 и 24 м
1.263-2-4.4-20КМ Спецификация стали ферм пролетом 27 и 30 м
1.263-2-4.4-21КМ Ведомость расхода материалов
Утвержден : Государственный комитет по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР 29.03.1984
Стропильные фермы металлические: расчет конструкции, изготовление
