Укладка по фермам прогонов из брусьев. Деревянные стропильные фермы. Плюсы и минусы ферм

Фермы или стропильная система: что выгоднее?

Современное строительство скатной кровли предлагает несколько видом стропильных каркасов, среди которых наиболее популярны традиционная стропильная система и современные строительные фермы. В этом материале мы подробно разберем эти конструкции и сравним их.

Классическая стропильная система: из чего состоит

Проектирование кровли частного дома обычно происходит с учетом классической стропильной системы. Она включает следующие элементы:

  • Конькового прогона
  • Мауэрлата
  • Ригелей, распорок, подкосов и стоек (эти элементы дают системе прочность и жесткость)
  • Стропил (есть висачие и наслонные).

Коньковые прогоны

Созданы для того, чтобы соединить ноги стропил между собой.

Мауэрлат

Это первый элемент стропильной системы. Он являет собой деревянный брус, который укладывают на арматурный пояс или на каменную стену дома. Далее мауэрлат крепят к закладным деталям – шпилькам, которые вмонтированы в армирующий пояс. Если мауэрлат укладывается прямо на каменную стену здания, то крепление происходит с помощью проволочных стяжек в толще стен. Деревянные дома не требуют устройство мауэрлата, в таком случае его роль выполняют стены.

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

Стропила

Как уже было отмечено, стропила есть висячие и наслонные. Висячие стропила – это стропила в форме треугольника, которые имеют опору на стены дома в двух нижних точках. Наслонные стропила имеют также среднюю точку опоры в виде межкомнатной стены или столбов. Наслонные стропила позволяют выполнять пролеты более 6 м.

Сложные планировки домов, проекты домов с многощипцовой крышей используют комбинацию этих видов каркасов.

Элементы для устойчивости и жесткости

Это ригели, распорки, подкосы, стяжки и стойки. Наиболее востребованы при строительстве многоскатных кровель, как правило, во фронтонах.

Расположение стропил имеет шаг от 0,6 до 2 м. Зависит это от вида утеплителя, покрытия кровли, площади сечения стропильных балок, интенсивности дождевых, ветровых и снеговых нагрузок.

Проектирование крыши частного дома и технология монтажа

Прежде чем приступить к монтажу кровли, основание предварительно подготавливают. Первый этап подготовки включает устройство армированного пояса по стенам здания для того, чтобы поверхность была ровной. Это устройство далее подвергают двойной гидроизоляции. Поверх нее уже монтируют мауэрлат.

Чтобы рассчитать сколько материалов понадобиться для устройства системы стропил, необходим детальный чертеж самой стропильной системы. Монтаж начинают с краев, где устанавливают две конструкции, соединенные коньковым прогоном. После монтируют остальные стропила, где элементы соединяются с помощью гвоздей, металлических уголков и железных скоб. Для дополнительной жесткости системы используют болты, скобы и т.д.

Проекты сложных крыш включают дополнительные меры по усилению системы. Чаще всего это использование системы упоров и подкосов, включающей шпренгели. Это специальная конструкция в виде бруса, которая является опорой для стойки и основанием для диагонального стропила. Укладка шпренгеля осуществляется на мауэрлат или угол двух наружных стен. Также могут использоваться шпренгельные фермы там, где необходимо усиление диагональных стропил удаленных от углов.

Усилить каркасную системы кровли можно с помощью конструкции из ряда стоек, которые объединены сверху поперечным брусом. Их монтируют на ж/б перекрытие. Если материал перекрытия иной, то обязательно применяют затяжки при монтаже стоек.

Проекты коттеджей с кровлей сложной формы требуют сложную систему стропил, которые будут включать много деревянных элементов, которые приводят к увеличению сметы на строительство дома.

Устройство стропильных ферм: современный подход

Классическое понимание стропильной системы подразумевает, что все нагрузки кровельного пирога на нее будут равномерно распределены и выдержаны. Современный подход в проектировании направлен на снижение количества материалов в системе или, как результат, снижение стоимости за счет перераспределения нагрузок на элементы стропил, и также за счет поиска нового оптимального положения и размеров конструкций. Все это не снижая надежности и устойчивости стропильной системы.

Так, новые принципы проектирования изобрели технологию производства стропильных ферм.

Конструкция ферм состоит из ребер, которые расположены друг от друга на расстоянии 60-90 см. На них набита обрешетка и все это покрывается сверху кровельным покрытием. Ребра ставят на мауэрлат, далее крепят их между собой прогонами. Ребра изготовлены из поясов и диагоналей равной толщины и связаны с помощью металлозубчастых пластин.

Система ребер выглядит как решетка, по основе шире чем в высоту. Кроме формы треугольника, это может быть многоугольник или полусфера. Но треугольная форма является самой распространенной за счет равномерно распределенной нагрузки и устойчивости. Большие пролеты перерываются с помощью ферм из нескольких треугольников, которые соединены решетчатой связкой.

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

Стропильные фермы имеют несколько преимуществ перед классической системой:

  1. Основание испытывает меньшие нагрузки. Традиционная система стропил имеет затяжки, подкосы и стойки, которые не дают ногам стропил давить на стены и распирать их. Современные фермы служат одновременно как балки перекрытия и принимают на себя действие растягивающих сил. Диагонали треугольника равномерно распределяют силы сжатия и растяжения. Сама ферма является цельным ребром устойчивости и жесткости. Так количество усиливающих элементов уменьшается, а значит количество материала (древесины) также.
  2. Единая система кровли и перекрытий. Классическая система требует отдельный расчет крыши и перекрытия. Но дело в том, что перекрытия непосредственно выдерживают нагрузку всей кровли, в том числе кровельного покрытия, также нагрузок ветренных и осадков. При проектировании ферм, создается единая система ферм и перекрытий как их основания. А значит, можно уменьшить затраты на создание излишне прочного перекрытия традиционного вида. Именно эта особенность может удешевить устройство ферм по сравнению с классической стропильной системой.
  3. Идеальная геометрия конструкций. Использование специального оборудования при изготовлении ферм обеспечивает точность геометрии всей системы. А значит, уменьшается объем используемой древесины через уменьшение толщины всех элементов конструкции.
  4. Возможность использования для больших пролетов. Жесткость и устойчивость конструкции позволяет реализовывать фермы на пролетах до 12 м. В каркасных домах плоская кровля может быть выполнена только из ферм.
Читайте также:
Что лучше стелить на пол

Ограничения для использования ферм

  • Стропильные фермы изготавливаются только с помощью специального программного обеспечения и только специалистами, которые прошли специальное обучение на оборудовании. Все это происходит на заводе с высокотехнологичным оборудованием.
  • Металлозубчастые пластины должны быть закуплены только у официального поставщика, только так можно обеспечить качество и надежность изделия. Таким образом, расположение производителя и определяет, насколько выгодно и целесообразно использовать фермы.
  • Сложная ломаная кровля не всегда позволяет выгодно применять стропильные фермы. Из-за сложности формы количество необходимой древесины может возрасти, а значит затраты могут быть равнозначными с затратами на традиционную стропильную систему. Иногда сложность кровли совсем не позволяет использование ферм.

В любом случае, если проект дома позволяет использование стропильных ферм, мы рекомендуем сделать выбор в их пользу. Проект кровли вы можете заказать в Архитектурном бюро Z500 с помощью услуги “ Внесение изменений в проект ”.

Конечно же, проектирование стропильных ферм индивидуально для каждого отдельного проекта дома. Но все аргументы выше показывают преимущества современного подхода над традиционным, и главное – это экономичность. Экономия в среднем составляет 20% и более в зависимости от региона строительства.

А вы знали, что строительные фермы имеют такой ряд преимуществ? Вам был полезен данный материал? Напишите свое мнение в комментариях ниже.

Заходите и подписывайтесь на наш ютуб канал . Там много обзоров на проекты Z500 и видео-визуализаций:

ПОПУЛЯРНЫЕ ВОПРОСЫ:

Что выгоднее: стропильные фермы или стропильная система?

Зависит от географии строительства. Если в вашем регионе стропильные фермы не производят, значит для вас будет выгоднее использование традиционной стропильной системы.

Можно ли использовать стропильные фермы для плоской кровли?

Можно. В таком случае используются другие формы конструкций и тип соединений.

Какой вид перекрытия самый лучший?

Любой вид перекрытия имеет свои плюсы и минусы. Важно понимать, что все они при правильном устройстве являются надежными и хорошими перекрытиями. Деревянное перекрытие имеет не лучшие звукоизоляционные характеристики.

Ферма металлическая, минусы и преимущества. Укладка 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)

Видео подъема деревянных ферм на каркасный дом:

Видео 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.

Ферма металлическая, минусы и преимущества

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.

Читайте также:
Устройство элеватора теплового узла: как работает, чертежи

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;

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.

И хотя стропильные металлические конструкции сами по себе очень надежны и обладают высокой степенью жесткости по сравнению с деревянными, при возведении коттеджей, дачных домиков и загородных домов их применяют редко. Возведение таких конструкций не считается целесообразным по некоторым объективным причинам. Применение фермы из стропил металлических популярно при возведении строительных и промышленных объектов, так как в таких зданиях перекрытие монтируется из длинных пролетов. Читайте также: “Устройство металлической кровли: установка и монтаж”.

Установка прогонов крыши

После того как возведены стены здания, установлены балки перекрытия, и устроено само чердачное перекрытие, фаза строительных работ переходит к монтажу стропильной системы и кровли здания. Установка прогонов крыши, как силовых несущих элементов, производится в соответствии с расчетной нагрузкой от веса самой кровли. Для прогонов могут использоваться калиброванные бревна или брус нужного сечения.

Существует несколько типов кровли — от простой двускатной до сложной ломаной. Выбранный тип кровли и определяет особенности ее монтажа.

Установка прогонов крыши своими руками

Простая односкатная крыша может иметь только коньковый прогон. А более сложные конструкции нуждаются в установке дополнительных боковых прогонах. Если конструкция кровли спроектирована с коньковым прогоном, то его установка производится на специальные несущие стойки. Последовательность монтажа кровли с коньковым прогоном начинается с установки вертикальных стоек. Стойки должны устанавливаться строго вертикально в двух плоскостях и закрепляться вспомогательными элементами.

Между стойками устанавливаются распорные элементы из обрезной доски толщиной пять сантиметров, или из бруса толщиной до десяти сантиметров. Один конец распорной доски (бруса) крепится к нижней чести первой стойка, а второй конец этой же доски (бруса) крепится к верхней части второй стойки, и так далее. В результате получается очень жесткая конструкция, состоящая их треугольников, где коньковый прогон и стойка являются катетами этого треугольника, а распорная доска – гипотенузой.

Если высота стоек более двух метров, то для их установки и установки конькового прогона рекомендуется сооружать леса. При наличии лесов монтажные работы будут более удобны и безопасны. К тому же к лесам можно будет временно крепить несущие стойки и, по не необходимости, другие элементы кровли. По завершению монтажа леса и закрепленные на них технологические элементы демонтируются. Установка прогонов крыши должна производиться с особой тщательностью и строго горизонтально, так как прогоны по своему назначению являются несущими элементами для всей кровельной системы. Так же при расчетах нагрузки на прогоны необходимо учитывать не только вес кровли, но и вес снежных масс, которые могут скапливаться на крыше в зимнее время года.

После установки прогона можно приступать к монтажу стропильной системы. Стропила могут предварительно собираться на земле, а затем в собранном виде подниматься и устанавливаться. Такой способ установки стропил может использоваться при наличии подъемного крана или достаточного количества рабочих. Если нет возможности поднять собранные стропила к месту их установки, то можно осуществлять их сбору на месте. При таком способе монтажа стропильные ноги устанавливаются попарно и стазу же крепятся к коньковому прогону болтами или саморезами. Затем монтируются остальные элементы кровельной системы.

Стропила небольших двускатных крыш могут собираться и устанавливаться без прогонов. Если скат крыши не более шести метров, то при монтаже вначале устанавливаются уже собранные крайние стропила. Затем они надежно закрепляются временными вспомогательными элементами и, между ними, от каждого края к середине, устанавливаются остальные стропила. Недостатком такого способа монтажа является то, что сначала стропила закрепляются вспомогательными элементами, а после того, как будут прибиты бруски обрешетки, которые и свяжут все стропила между собой, эти элементы нужно будет удалить.

Установка прогонов крыши и стропильной системы и монтажа кровли требует кропотливых расчетов и точности выполнения работ. Особенно не допустимы погрешности, если в качестве кровельного материала используется металлочерепица.

Все, что нужно знать о стропильных фермах

Все, что нужно знать о стропильных фермах

При строительстве любой кровли самое важное – безопасность и надёжная защита от негативного влияния окружающей среды. Чтобы добиться этого, необходимо использовать деревянные или металлические системы стропил.

Что это такое?

Стропильной фермой называют целый комплекс элементов конструкции, куда входят обрешётка, раскосы, стойки. После сборки конструкция станет надёжным «скелетом» будущей крыши.

Под стропильной фермой прежде всего понимается жёсткая конструкция, актуальная при постройке скатных кровель. Главная задача фермы состоит в распределении основной нагрузки, которую оказывают стены строения. Изготавливаются чаще всего такие конструкции из древесины, но возможна установка из аналогичных материалов.

Основой при возведении деревянной типовой конструкции выступают закруглённые брусья, обычные доски. Дополнительные элементы присоединяются к основной конструкции, буквально врубаясь в необходимые участки. Если детали созданы из досок, то в присоединении участвуют болты, кольцевые шпонки, а также гвозди.

Фермы, имеющие металлические основания растянутой формы, задействуются при возведении крупномасштабных построек, когда пролёт имеет протяжённость свыше 16 метров. Если речь идёт о возведении конструкции при помощи растянутых стоек из досок, то сложно добиться надёжности закрепления узлов. Однако если использовать элементы из металла, то прочно закрепить узлы довольно легко.

Чтобы собрать деревянную ферму, нужно приложить много усилий. Гораздо быстрее процесс пойдёт, если использовать не только деревянные детали, но и металлические. Такой тип сборки называется комбинированным.

При постройке жилых домов крайне редко планировщики прибегают к варианту крыши с открытыми фермами. Чаще всего фермы просто закрываются специальными перекрытиями для потолка. При возведении построек производственной направленности на кровле оставляют открытые фермы.

Несущими частями такой конструкции часто становятся балки. Строительные балки производятся на основе железобетона, укладываются под стропила и перекрывают шаги колонн длиной 12, 18 м. Эти части конструкции выполняют роль промежуточной опоры.

Основные требования

Вне зависимости от вида строительных материалов перед основной отделкой необходимо построить крепкую и надёжную конструкцию, чьей главной задачей станет устойчивость и прочность крыши.

Если конструкция с элементами из подстропильных и стропильных комплексов была возведена правильно, то её надёжность гарантирована. Конструкция с лёгкостью выдержит нагрузки любого типа, будь они временными или постоянными.

От материала и конструкции фермы требуется максимальная прочность, безопасность и устойчивость.

Обзор видов

При выборе типа конструкции и материала, из которого будет изготовлен костяк кровли, следует учесть материал самих стен. Колонны из металла или железобетонного полотна, подстропильные системы и стены из кирпича станут надёжной опорой для несущих основ.

Характеристики ферм позволяют классифицировать их по данным параметрам:

  • архитектурное оформление конструкции;
  • схема в статике;
  • вид решётки;
  • очертания стропильных поясов.

Самым важным критерием для классификации ферм считается очертание поясов. Оно рассчитывается при учёте параметров пролёта, конструкционных особенностей кровли, а также при учёте уровня возможной нагрузки. Выбор материала также напрямую зависит от уклона (в расчёт берётся уклон пояса на максимальной высоте).

  1. При возведении плоских крыш чаще всего задействуются фермы, оснащённые параллельными поясами.
  2. Если материалом для строительства крыши стали стальные или асбестоцементные листовые перекрытия, то лучшим вариантом станет несущая система в виде трапеции.
  3. В частном строительстве чаще всего можно встретить конструкции треугольных конфигураций.
  4. При учёте варианта очертаний проводится и выбор решётки. Если задействуются системы в форме трапеции или разновидности с параллельными поясами, то лучшим вариантом становятся решётки треугольных форм. Решётка укрепляется при помощи дополнительных стоек.
  5. Часто используются решётки, оснащённые шпренгелями

По признаку конструктивного оформления

По оформлению конструкции можно разделить все фермы:

  1. на тяжёлые (двустенные), с двумя фасонными листами в узлах конструкции;
  2. лёгкие (одностенные), в конструкции которых только один лист.

При строительстве зданий, имеющих длинный пролёт (промышленные постройки), используются конструкции большого веса. При возведении огромных промышленных помещений «скелет» кровли выполняет роль рамы, на которую опираются несущие системы.

По материалу

По разновидностям материала системы ферм могут создаваться:

  • из древесины;
  • из стали;
  • комбинированные.

Советы по выбору формы

Рассмотрим, как правильно сделать выбор формовой конфигурации конструкции. Чтобы подбор формы был правильным, важными считаются следующие критерии:

  • тип материала покрытия крыши;
  • есть или нет перекрытия на потолке;
  • угол наклона кровли;
  • особенности соединений стропильных элементов.

При постройке плоской крыши, покрытой битумными рулонами, лучше использовать конструкции в виде прямоугольника или трапеции.

Если уклон угла по величине составляет выше 12 градусов, и если покрытия являются тяжёлыми, то лучше использовать конструкции в треугольном формате.

Выбор материала

Самым ответственным и важным всегда считается выбор материала для строительства. К материалу предъявляются особые требования: он должен обеспечивать высочайшую прочность, быть достаточно жёстким и не деформироваться. Актуален и ценовой показатель, поскольку стоимость — довольно ощутимый фактор, особенно в частном строительстве.

Дерево

Древесина считается одним из самых популярных и недорогих строительных материалов.

Конструкции из дерева актуальны для следующих случаев:

  • при возведении крыш по типу мансарды;
  • при установке объектов как промышленной, так и других направленностей;
  • при реставрации плоских крыш различных построек.

Главными особенностями ферм из древесины, по сравнению с аналогичными конструкциями, можно назвать следующие:

  • скорость проектирования увеличена в несколько раз;
  • автоматизированность установки и простота всех этапов строительства;
  • простота при проведении монтажных работ (элементы уже готовы, их остаётся только правильно установить);
  • возможность реализовать даже самые смелые дизайнерские задумки в отношении конфигурации, формы и других аспектов;
  • конструкция весит сравнительно немного;
  • возможность монтажа в ситуациях, когда пролёты имеют большие размеры (максимальная длина – 18 м);
  • возможность провести утепление, общая простота этой процедуры;
  • прекрасные технические и эксплуатационные качества;
  • материал считается пригодным для обработки в промышленных условиях, а значит, относится к первой категории материалов по пожаробезопасности;
  • экологичность.

Металл

Стальные конструкции из профильной трубы могут похвастаться повышенной жёсткостью, в отличие от деревянных конкурентов. За счёт этого качества металлические системы стропил часто используются в случае, если конструкции нужно придать дополнительную жёсткость. Это хороший вариант, если устанавливаются фермы большой длины, свыше 10 метров. В этой ситуации не только стропила должны быть выполнены из стали, но и опоры конька, и брус мауэрлата.

Установка должна производиться не при помощи соединяющихся частей из древесины, а при использовании специальных швеллерных профилей.

Для крепежа оснований стропил необходимы уголки, которые были предварительно приварены.

Главные плюсы ферм из стали:

  • более высокая прочность по сравнению с другими вариантами;
  • стойкость к различным коррозионным явлениям и физическому влиянию;
  • материал не способен гнить и имеет особую устойчивость к деформации;
  • длительный срок службы;
  • если требуется перекрыть периметр крупногабаритного здания, сделать это очень просто при помощи стальных элементов.

Некоторые минусы металлических конструкций:

  • сама конструкция весит немало, использование таких элементов даёт дополнительную нагрузку на кровлю;
  • при установке необходимо использовать специальную технику (чтобы поднимать изделия на определённую высоту);
  • детали не выдерживают слишком резкие температурные перепады и могут деформироваться;
  • достаточно высокая стоимость.

Фермы из стали подразделяются на три вида:

  • имеющие параллельные пояса;
  • в форме треугольника;
  • полигональные.

Для постройки мягкой крыши отлично подходят стропильные конструкции, имеющие параллельные пояса. Также можно использовать полигональные модели.

Если будут использоваться материалы в виде листов, то лучшим вариантом станут конструкции треугольной формы.

Фермы, которые выпускаются на фабриках, подходят под универсальные размеры пролётов – 18, 24, 30 и 36 метров в длину.

При создании решёток конструкций и поясов чаще всего используются уголки. Отдельные элементы скрепляются через приваривание. Самой надёжной можно назвать конструкцию, при обустройстве поясов которой были задействованы балки с широкими полками (тавровые).

Само изготовление не слишком сложное, такой способ работы требует меньшего количества материала. При этом прочность и надёжность конструкции остаются на высоте.

Особенности расчёта нагрузок

При установке стропильной системы важно не только верно определить наилучший вариант формы и материала, но и провести расчёт планируемой нагруженности.

Нагрузки можно подразделить на три вида:

  • неизменные: к этому типу относится общий вес крыши;
  • временные: вес снежного покрова или наледи, сильный ветровой поток;
  • особый тип нагрузки: возможность землетрясения.

Система стропил, созданная при помощи балок и ферм, становится несущей. Состоит такая система из множества элементов. При установке конкретного типа конструкции и её формы важно понимать, что это всегда очень ответственный процесс. Каждый этап имеет своё значение, но особое место отводится проектированию. Все расчёты должны быть произведены правильно, учтены многие факторы, ведь от этого зависит безопасность будущей постройки.

Расчёт базируется на сложнейших вычислениях, произвести которые может только профессионал.

Технология монтажа

Как пример, ниже представлен наиболее простой вариант монтажных работ стропильной системы (использован при постройке односкатной крыши). Конструирование можно выполнить своими руками.

  1. Вначале нужно на чертеже рассчитать уровень перепада между стенами: tgL х Ш. Значок «Ш» обозначает расстояние между двумя стенками-опорами. Тангенс угла (кровельный уклон) обозначается значком «tgL».
  2. После проведения расчёта следует подготовить нужное число стропил из досок, обработав древесину антисептиком.
  3. Дальше следует постройка мауэрлата. Доска должна быть соизмерима с величиной диаметра стенок. Балку нужно укрепить очень крепко и жёстко, нелишней будет хорошая гидроизоляция. При монтаже необходимо соблюдать горизонтальное положение конструкции.
  4. Затем обозначаются участки для укладки стропильных оснований (после обозначения таких участков врезаются выемки).
  5. Фермы должны так располагаться, чтобы они шли на выступ по опорной конструкции примерно на 30 см. Закреп можно произвести при помощи строительных скоб и специальных болтов.
  6. Итогом работ станет укладка обрешётки и подпорок. Если основание стропил превышает 4,5 метра в длину, то подпорки просто необходимы. Сверху установленных конструкций прокладываются обрешёточные планки.

О том, как происходит сборка девевянной стропильной фермы, вы можете узнать из видео ниже.

Стропильная ферма своими руками – скандинавская технология

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

Разнообразие видов конструкций

Деревянные стропильные фермы долгие годы пользуются заслуженной популярностью. Экологически чистый материал отличается лёгкостью, прочностью и относительной дешевизной, а выполнение технологии возведения позволяет получить долговечный и качественный каркас. Кроме того, есть возможность выбрать конструкцию, которая будет сочетать в себе внешнюю эстетику и функциональность.

Читайте также: Штукатурка пеноблоков своими руками. Как и чем штукатурить стены из пеноблока своими руками?

Сегодня существует два основных вида стропильных деревянных ферм, которые имеют конструктивные отличия:

Фермы на основе наслонных стропил.

Деревянные наслонные стропила относятся к категории распорных конструкций, которые используются при обустройстве перекрытий пролётов и обладают незначительными размерами. Наличие средней несущей стены позволяет установить стропильную ферму такого вида при длине перекрытия пролёта не более восемнадцати метров.

Смонтированная при таких условиях ферма обладает необходимым запасом конструкционной прочности и устойчивости, что позволяет беспроблемно выдержать не только снеговую и ветровую нагрузки, но и вес самой кровли.

Конструкции стропильных ферм

Конструкции стропильных ферм

Фермы на основе висячих стропил

Висячая стропильная конструкция представляет собой систему, которая состоит из нескольких стропил и обладает узлами, соединёнными при помощи врубки или гвоздей.

Она имеет несколько вариантов исполнения. Они могут быть симметричными и несимметричными, а также двускатными или односкатными. Такие фермы базируются на наличии пары стропильных ног, объединённых посредством затяжки, которая позволяет нейтрализовать все образующиеся в процессе эксплуатации распорные силы.

При оформлении кровли с длиной более восемнадцати метров необходима установка ригелей, которые повышают жёсткость, и снижают прогиб стропильных ног. Для сборки применяется метод врубки или крепление посредством металлических скоб.

Материалы для того чтобы

Стропильные фермы по материалу, задействованному для их производства, разделяют на:

  • древесные;
  • сварные металлические или собранные при помощи болтовых соединений;
  • монолитные железобетонные.

При подборе материала для того чтобы учитывают и назначение постройки, и нагрузки, какие будет обязана держать крыша. Помимо указанных выше нагрузок, это тоже может быть следующее оборудование: батареи которые работают от солнца, водяные баки, вентиляционные камеры.

Древесная ферма для кровли – самый популярный вариант. В зданиях, выстроенных из брусков или бревен, мауэрлатом является верхний венец. Если стенки дома построены из кирпича, блоков из пенобетона – древесные стропильные фермы опирают на брусок, установленый с внутренней поверхностью стены заподлицо. с наружной стороны его отгораживают добавочными рядами кладки из кирпича. Под брусок кладут материал для гидроизоляции, каким послужит в два раза сложенный рубероид.

Древесные стропильные фермы делаются из кругляка, брусков или дощечек

Читайте также: Устройство перекрытий в доме из газобетона: используемые материалы и порядок проведения работ

Стропильные конструкции из древесины обычны в производстве и монтаже, они очень легко поддаются подгонке на точке установки: если необходимо их очень легко уменьшить, нарастить или подтесать. Сделать можно их на площадке где проходит строительство или на деревообрабатывающем предприятии. В последнем варианте для изготовления применяют МЗП – металлические зубчатые пластины. Для защиты древесины стропилины обрабатывают дезинфицирующими продуктами и антипиренами, что существенно увеличивает рабочий срок всей кровельной конструкции.

Иной вариант производства подразумевает соединение деталей способом «шип-паз», а еще при помощи скобок, гвоздей, хомутов и болтов. По мере засыхания древесины такие крепежи становятся слабее, и поэтому нужно иногда выполнять проверку состояния системы стропил и ее укрепление.

3-ий вариант – соединение элементов из дерева при помощи шурупов и стальных фасонных деталей. При помощи угловых элементов для профилей можно в сжатые сроки и без больших усилий сделать любую систему.

Монолитные стропильные конструкции из бетона и железа применяются при сооружении больших объектов

Железобетонные стропильные балки совсем не подлежат отделке. Также, монтаж крыши на подобных материалах сделать намного тяжелее, чем на древесных стропилинах. Вследствие этого, железобетонные стропильные фермы и стальные стропильные фермы применяют при сооружении больших ремонтных построек: больших кирпичных или монолитных железобетонных домов. Хорошим свойством такой крыши считается ее долговечность и высокая прочность.

Железные стропильные фермы, в отличии от сделанных из дерева, очень тяжело «приладить» прямо на месте: нужно использование инструмента для резки металла, сварки.

Стропильные конструкции из профиля из цинка собираются в условиях завода

Для производства конструкций из стали есть два варианта. Первый – заводской: профильные компании делают их из оцинкованного тонкостенного проката, имеющего С и Z-образное сечение. Если сравнивать с чёрным прокатом подобные профили намного более лёгкие, что предоставляет возможность сделать монтаж при помощи маломощной техники для подъема грузов, а иногда даже ручным вариантом. Детали таких стропильных ферм соединяют с помощью шурупов, потому что сварка приводит к порче слоя для защиты из цинка. Сборку можно выполнять в условиях завода, после этого нужно доставить систему на участок и установить при помощи техники для подъема грузов или специализированных механизмов.

С помощью сварки можно делать конструкции из простого чёрного проката. Для защиты от ржавчины его нужно отделать ортофосфорной кислотой и покрывать атмосферостойкой эмалью. Для производства железных стропильных конструкций используются балки двутавровые, уголки и швеллеры.

Классификация стропильных ферм

При выборе конструкции и материала для стропил учитывается материал стен. Опоры для стропильных ферм могут быть представлены железобетонными или металлическими типами колонн, а также стенами из кирпича и подстропильными фермами.

Конструктивные особенности обуславливают классификацию таких конструкций на основе следующих признаков:

  • очертание поясов;
  • конструктивное оформление;
  • статическая схема;
  • тип решётки.

Варианты конструкции деревянных ферм

Варианты конструкции деревянных ферм

Самый значимый критерий, на основании которого производится разделение ферм на различные типы, представлен очертанием поясов, что обуславливается не только различными кровельными конструкциями и параметрами перекрываемых пролётов, но и величиной нагрузки.

Область промышленного строительства характеризуется обустройством кровель плоского вида и применением стропильных ферм с параллельным вариантом поясов. Оптимальным вариантом под кровельный материал из асбестоцемента или стали является трапециевидные разновидности несущих конструкций. В области жилого домостроения наиболее востребовано использование стропильных ферм с треугольной формой.

Любая разновидность требует применения оптимального варианта системы решёток. Обустройство ферм с наличием параллельных поясов или обладающих трапециевидной формой нуждается в выполнении решётки треугольной формы с укреплением дополнительными стойками. Кроме того, довольно популярны разрезной тип балочной схемы или решётки, оснащённые шпренгелями.

Определение скатной крыши

Крышей здания принято называть верхнюю конструкцию возведенного строения, которая выполняет следующие функции:

  1. защиту здания от неблагоприятных погодных условий;
  2. теплоизоляцию верхней части здания;
  3. восприятие нагрузок от выпавших осадков и ветрового воздействия.

Крыши могут быть плоскими или наклонными. В условиях российского климата, которому присущи частые дожди и обильные снегопады, крыши жилых зданий в частном домостроении принято делать наклонными, чтобы воспрепятствовать накоплению воды на крыше и возможному ее протеканию. Наклонные плоскости, формообразующие конструкцию крыши, называют скатами. Соответственно, такие крыши называют скатными.

Устройство и узлы деревянных ферм

Основной задачей для качественного закрепления любых узлов в стропильной ферме является надёжная фиксация стыков двух и более брусьев. В стандартных условиях используются следующие варианты крепления узлов в стропильных фермах:

  • узлы соединений ног с мауэрлатом;
  • узлы соединений ног с элементами деревянной фермы при необходимости увеличить жёсткость и прочность конструкций;
  • узлы соединений стропил с целью их удлинения.

Узлы фермы

Кроме того, в зависимости от способа соединения есть возможность получить жёсткое или скользящее крепление. Следует помнить, что жёсткое крепление требует внимательного подхода. Погодные условия могут спровоцировать расширение или сжимание древесины, что опасно образованием деформационных изменений несущих стен.

Жёсткие узлы соединений

  • врубка на стропильной ноге. Глубина врубки не должна превышать треть по высоте доски, а стропила должны упираться в мауэрлат и фиксироваться парой гвоздей под углом и одним крепежом, вбитым вертикально.
  • выполнение нашивки подпорных брусов на стропильные ноги. Подшивка метрового бруска к стропильной ноге с упором в мауэрлат и боковым закреплением посредством металлических уголков.

Скользящие узлы соединений

Скользящее соединение узлов применяется для конструкций наслонных стропил. Висячий тип стропил обладает упором на коньковый прогон, а несущие стены не испытывают распорных нагрузок. Именно по этой причине такая стропильная система не нуждается в скользящем закреплении узлов.

Скользящее крепление

Комбинированные системы ↑

В некоторых случаях для повышения жесткости и стабилизации геометрических параметров стропильных конструкций из дерева на определенных участках используют элементы из металла. Это важно, например, для изготовления опор под коньковые прогоны, испытывающие наибольшие нагрузки. Пролеты между деталями из металла также часто заменяют на деревянные детали. Такие комбинации позволяют получить конструкцию, прочность которой гораздо выше деревянной, кроме того, это дает возможность использовать деревянные стропила для создания безраспорно-наслонной системы.

Однако, в данном случае необходимо либо хорошо изолировать металл от дерева, либо периодически обрабатывать деревянные детали противогнилостными средствами. На поверхности металлических деталей при отрицательной температуре воздуха появляется конденсат, который является причиной порчи древесины.

стропильные фермы

При использовании комбинированных систем необходимо изолировать древесину от металла при помощи рубероида

Качественное изготовление стропил имеет очень большое значение для безопасности дома и его надежной защиты от непогоды. Эта работа требует теоретической подготовки и серьезных практических навыков. Кроме того, это тяжелая, ответственная и опасная работа, связанная с подъемом и монтажом тяжелых грузов на высоте. Правильным решением будет привлечение для установки стропильных ферм специалистов, обладающих достаточным опытом.

Как правильно произвести расчёт

Непосредственно перед расчётом следует определиться с эксплуатационными нагрузками:

  • постоянными, включающими суммарный вес предполагаемого кровельного покрытия, кровельного пирога и обрешётки;
  • переменными, зависящими от погодных и других условий;
  • особыми, предполагающими установку любого оборудования на кровле.

Основные этапы расчётов производятся с учётом следующих правил:

  • расчёт нагрузок выполняется на каждый квадратный метр монтируемой кровли;
  • для расчёта деревянных стропильных ферм необходимо учитывать тип и породу древесины;
  • параметры сечения и размеров стропильной конструкции зависят от угла кровельного уклона и размеров строения;
  • следует учитывать разницу в расчётах для наслонных и висячих стропильных систем.

Самой простой деревянной стропильной фермой является конструкция, базирующаяся на соединении треугольником боковых сегментов и основания. Для пролётов более шести метров конструкцию требуется усилить посредством подкосов и стоек. Их количество, а также параметры сечения и место монтажа также следует учитывать при расчётах.

Для получения качественных расчётов с минимальным уровнем погрешности рекомендуется использовать специальные компьютерные программ.

Монтаж

В качестве примера ниже описан наиболее простой процесс монтажа стропильных конструкций при возведении односкатной кровли.

  • Сначала в соответствии с приведенной формулой рассчитывается величина перепада стен: Ш х tgL

Буквой Ш обозначено расстояние между двумя опорными стенами, а tgL– это тангенс угла уклона кровли.

  • После этого заготавливается необходимое количество деревянных стропил, предварительно обработанных антисептическими составами.
  • Следующим шагом является установка мауэрлата. Балка по толщине должна соответствовать величине толщины стен. Ее необходимо прикрепить по возможности более жестко и провести качественную гидроизоляцию. В процессе монтажа опорной балки надо следить за соблюдением строго горизонтального расположения.
  • После окончания монтажа мауэрлата на нем должны быть обозначены точки установки стропильных ног и вырезаны выемки для них.
  • Заранее подготовленные фермы укладываются таким образом, чтобы они выступали на поверхность опорной балки на 30 см. Закрепление осуществляется с помощью болтов и скоб.
  • Процесс завершается установкой подпорок и монтажом обрешетки. В тех случаях, когда стропильные ноги имеют длину более 4,5 м, подпоры являются обязательным элементом. Поверх смонтированных стропил устраиваются планки обрешетки.

Изготовление своими руками

Чтобы правильно изготовить, необходимо обратить особое внимание на разметку стропил. Все без исключения детали будущей кровельной конструкции изготавливаются на земле, для удобства формирования фермы целесообразно использовать специальные козлы.

Стропильные фермы рекомендуется предварительно собирать «наживую». Это правило в первую очередь касается торцевых ферм. Готовая конструкция должна устанавливаться параллельно устанавливаемой стене и иметь строго вертикальное положение. Правильность сборки и установки проверяется временным креплением и натягиванием шнура от нижнего угла каждой фермы к вершине противоположной конструкции.

Из чего делать стропила?

Из чего делать стропила

Узел крепления к балке
Чаще всего стропила изготавливаются из хвойной древесины. Это сравнительно недорогой, достаточно прочный и простой в обработке материал

В случае самостоятельного изготовления стропил лучше всего использовать брус сечением 10х10 либо 15х15 см.

Также при выборе древесины нужно обращать внимание на ее влажность. Максимально допустимый показатель – 20%. При более высоких значениях материал даст усадку, что приведет к нарушению конфигурации всей кровельной системы.

Что такое ферма для односкатных крыш и как ее правильно сконструировать?

foto33659-2 (6)

Односкатная крыша становится популярным трендом в строительстве частных домов. Прямые линии и простота конструкции отлично вписывается в такие стилевые направления как скандинавский или хай-тек.

Справиться с возведением сможет и новичок, главное, правильно рассчитать и собрать ферму для односкатной крыши. От надежности ее соединений зависит прочность, срок службы кровли, безопасность жильцов.

Нужно ответственно подойти к выбору формы, материала для фермы, учесть действующие требования нормативно-технической документации.

Что это такое?

foto33659-2 (7)

Стропильной фермой называют соединенные между собой элементы, которые выступают опорой для одного или нескольких скатов кровли.

Назначение конструкции – равномерное распределение нагрузки, которой подвержена крыша, стены постройки.

Чтобы получить такую жесткую конструкцию используют пиломатериал или металл. Причем элементы из древесины чаще применяются в малоэтажном строительстве жилых домов, дач, хозпостроек для домашних животных. Ферма из металла практикуется при сборке складских ангаров, навесов, беседок, гаражей, теплиц.

Ключевые требования к устройству

Прежде чем приступить к возведению фермы для односкатной крыши важно ознакомиться и учесть в расчетах данные из нормативной документации СНиП 2.01.07-85, СНиП II-23-81. Правильно выбрать форму, размеры конструкции.

Нужно точно определить:

  • оптимальный угол наклона ската;
  • виды, степень нагрузки на крышу;
  • материал, способ соединения элементов конструкции;
  • тип кровельного материала;
  • необходимо или нет потолочное перекрытие.

При наличии затруднений в поиске исходных данных по конкретному региону, правильности проведенных расчетов стоит воспользоваться одним из вариантов строительных онлайн калькуляторов. Этот электронный помощник пригодится новичкам и опытным строителям.

Конструктивные особенности

foto33659-2 (4)

Любая ферма для крыши состоит из ряда элементов, соединенных между собой. Среди основных:

  1. Верхний пояс.
  2. Нижний пояс.
  3. Решетки. Размещаются между верхним и нижним поясом. Служат усилением конструкции.
  4. Стойки. Они же ребра жесткости, которые фиксируются под прямым углом к верхнему и нижнему поясу.
  5. Раскосы. Также добавляют ферме жесткости. Монтируются к поверхности под углом. Один из видов раскосов – шпренгеля.
  6. Узел. Так принято называть точку, где сходятся несколько ребер.
  7. Панель – расстояние между расположенными рядом узлами.
  8. Пролет. Часть фермы между опорами (стойками).

Успешный опыт строительства показывает, что чем больше решеток стоит на каждом пролете фермы, тем прочнее выйдет крыша.

Если сборка деревянной фермы производится сразу сверху здания, то металлическую ферму лучше изготовить и собрать согласно разработанному чертежу на земле, а потом вместе с помощниками поднять наверх.

В зависимости от формы, сложности конструкции в частном строительстве применяются такие виды ферм:

  1. Треугольные. Простая форма позволяет собрать ферму быстро, нет необходимости в сложных расчетах. Применяются при возведении крыш под большим углом, навесов. Обеспечивают хорошее естественное освещение подкровельного пространства. Толщина металла, дерева для обустройства подбирается с учетом веса кровельного материала. При сварке металлических деталей придется потрудиться, чтобы получить острые углы на опорах.
  2. Полигональные. Изготавливаются из профильных труб. Применение – крыша складских помещений, ангаров. Пролеты получаются больших размеров. Сварка деталей требует серьезных навыков. Плюс – экономный расход металла.
  3. С параллельными поясами. Отличный вариант прочной фермы. Удобно собирать из металла. Все элементы повторяются. Количество стыков минимально. Такую конструкцию получиться сварить и своими силами.
  4. Трапециевидная с опорой на стойки. Будет оптимальным решением, когда необходимо надежно зафиксировать постройку. Имеет по бокам раскосы.

Форма фермы напрямую взаимосвязана с видом кровельного покрытия. Для плоской односкатной крыши, покрытой рубероидом или ондулином, лучше всего выбрать трапециевидную или прямоугольную ферму. Под кровлю с крутым скатом, где будет настилаться металлочерепица, профнастил лучше выбрать треугольную ферму.

Выделяют 3 варианта возведения фермы, с учетом наклона крыши:

  • 6-15 градусов;
  • 15-20 градусов;
  • 22-35 градусов.

foto33659-1

С наклоном до 15 градусов односкатную крышу лучше делать с фермой трапециевидной формы. При этом чем меньше будет вес кровли, тем выше должна быть ферма. При большем показателе наклона применяются более сложные конструкции стропильных систем.

Выбор материалов

По стандарту применяется древесина твердых пород либо металл в виде профильных труб разного сечения. Довольно популярны комбинированные типы стропильных систем. Разберем особенности, плюсы и минусы каждого из материалов подробнее.

Дерево

Популярное сырье в малоэтажном строительстве. Наиболее востребованы обрезные доски, брус хвойных пород. Причины тому – низкая цена, простота обработки, подгонки.

Допустимо применять 2 типа древесины:

  1. Клееный брус. Получается путем склеивания нескольких досок между собой в заводских условиях. Стоит дорого. Но даже со временем не трескается, не дает усадки. Показатель влажности колеблется от 8% до 12 %.
  2. Доски, брус естественной влажности. Стоит дешево. Но зачастую, высыхая, начинает деформироваться, давать усадку или трескаться.
  • доступность сырья;
  • низкая цена;
  • экологическая безопасность;
  • удобство, легкость обработки (резка, сверление, подгонка размеров);
  • самобытный внешний вид (отлично впишется в стиль кантри, фахверк, шале);
  • возможность сборки своими силами.

Есть у такой конструкции и недостатки:

  • ограниченный срок эксплуатации;
  • необходимость периодического ухода;
  • поддерживает процесс горения.

foto33659-2 (5)

Для продления срока службы пиломатериалов их в обязательном порядке перед началом монтажа пропитывают антисептиками (от влаги, насекомых), антипиренами (для защиты от огня).

Установка стропильных элементов из дерева подразумевает точность расчетов, благодаря которым будет исключен риск провисания бруса под весом крыши.

Для этого важно продумать размещение поперечных балок либо распорок, поместить средний прогон из толстого куска бруса поперек идущим стропилам. Деревянные элементы могут соединяться между собой способом врубка или металлическими крепежами (болты, анкера, шпонки, гвозди).

Для экономии времени и продления срока службы фермы для односкатной крыши популярной практикой стало использование деревянных и металлических элементов.

Открытые фермы применяются при возведении промышленных зданий, складов. В частном строительстве стропильную систему делают закрытой, обшивают потолочными материалами.

Для строений больших размеров, где длина пролета может превышать 16 м, дерево в качестве материала для фермы не применяется. Только металлические стойки обеспечат прочность и надежность узлов конструкции.

Профильные трубы из металла

Для изготовления ферм применяются профильные трубы квадратного либо прямоугольного сечения. Выбор диаметра, толщины стенок металлопрофиля зависит от размеров постройки, нагрузки.

При подборе габаритов профильных труб стоит учесть такие моменты:

  1. Для небольших зданий хватит труб длиной до 4,5 м размерами 40*20*2 мм.
  2. Когда нужно собрать ферму длиной от 5 м, то размеры профиля должны быть 40*40*2 мм.
  3. Если это крыша большого дома, офиса, производственного цеха, то габариты профильных труб для фермы должны быть 40*60*3 мм.

Для самостоятельного изготовления ферм лучше брать трубы квадратного сечения толщиной от 3 до 5 мм. С ними будет проще работать.

Основные преимущества металлического каркаса для кровли:

  1. Имеет высокую несущую способность, за счет чего не деформируется под действием больших нагрузок.
  2. Возможность использования любого типа кровельного материала.
  3. В отличие от дерева металл не горит, не подвержен гниению.
  4. Создание сложных по конструкции каркасов без риска потери прочности.
  5. Длительный срок службы.
  6. Не нуждаются в периодическом уходе.
  7. Готовые металлические фермы имеют небольшой вес.
  8. Доступная цена металлопрофиля.
  9. Изготовление каркасов нестандартных форм.
  10. Экономный расход материала.

От правильного выбора толщины металлопрофиля зависит жесткость и устойчивость всего каркаса. Попытка сэкономить в этом случае не оправдана.

Выбор формы кровли

foto33659-2 (8)

Помимо односкатного типа в частном строительстве спросом пользуются и другие формы крыши:

  • купольная;
  • шатровая;
  • арочная;
  • двускатная.

Односкатная крыша – простая конструкция, что позволяет строить ее своими силами. Выбирая в качестве материала металл, каркас будет состоять из таких элементов:

  • верхний пояс;
  • нижний пояс;
  • стойки;
  • раскосы;
  • шпренгели (раскосы);
  • крепежные детали (клепки, косынки, сварные швы).

Приобретает популярность односкатка под небольшие дачные постройки, гараж, летнюю кухню с фермой вида полонсо. Это треугольный каркас, где нижний пояс делают приподнятым, ломаным.

Виды нагрузок и нюансы проведения расчетов

Для точного расчета параметров фермы односкатной крыши нужно учесть воздействие на нее разных типов нагрузок:

  1. Постоянная. Сюда относят вес самой кровельной конструкции, дымоход, телевизионные антенны.
  2. Временная. Воздействие снега, ветра и другого внешнего воздействия.
  3. Особая. Учитывается в исключительных случаях. К примеру, когда постройка находится на сейсмическом участке, вблизи вулкана.

Определение ветровой нагрузки предусматривает учет таких факторов:

  • высота постройки;
  • преобладающее направление ветра в определенном регионе;
  • плотно застроенная местность или открытая местность.

foto33659-2 (2)

Для вычисления снеговой нагрузки потребуется знать вес снега на 1 кв. метр кровли. Данные берутся из специальной таблицы по каждому конкретному региону. Эти цифры умножают на поправочный коэффициент (зависит от угла наклона ската).

При возведении односкатной крыши для частного дома чаще всего выбирается треугольная стропильная ферма, где стропила идут под наклоном.

Для расчета высоты треугольной фермы используют такую формулу:

1/5*L, где L – длина одного пролета каркаса.

Ферма-треугольник возводится под углом от 35 до 50 градусов. Оптимальный показатель – 45 градусов. Высоту прямоугольной фермы получают, умножив 1/6*L.

Для расчетов больших металлических ферм с длиной пролета от 30 м важен еще такой параметр как строительный подъем.

Особенности определения параметров деревянных конструкций:

  • При пролете до 4,5 м используются цельные стропила с рекомендуемым сечением 50х150 мм при шаге 0,6 м, 75х175 мм при шаге 1,1 м.
  • При пролете до 6 м. При большом уклоне нужно стыковать стропила по длине и использовать подкосы. Рекомендуемое сечение 50х200 мм при шаге 0,6 м, 100х200 мм при шаге 1,1 м.
  • При пролете больше 6 м. Здесь все стропила будут составными, понадобятся промежуточные стойки для перераспределения на себя части нагрузки и уменьшения провисание балки. Сечение будет как и для длины пролета до 6 м.

Для определения размеров металлоконструкции следуют следующим данным:

  • при ширине до 4,5 м — размер изделий 40*20*2 мм;
  • при ширине 4,5 — 5,5 м – размер изделий 40*40*2 мм;
  • при ширине более 5,5 м — размер изделий 40*40*3 мм либо 60*30*2 мм.

foto33659-2 (3)

При расчете шага нужно учитывать, что максимальное расстояние от одной опоры до другой равно 1,7 м. При нарушении этого параметра прочность и надежность конструкции будет под вопросом.

Для упрощения проведения расчетов лучше воспользоваться строительным онлайн калькулятором, который уже содержит табличные данные по каждому региону.

Остается только ввести исходную длину, ширину постройки, диаметр, толщину используемых труб для фермы и другие параметры.

Пример для кровли с длиной пролета 6 м

В качестве примера разберем особенности расчета металлической фермы для навеса 4*6 м.

  1. Материал – металлопрофиль квадратного сечения 3*3 см с толщиной стенок 1,2 мм.
  2. В схеме устройства длина нижнего прогона будет 3,1 м, верхнего – 3,9 м.
  3. Со стороны узкой перпендикулярной части каркаса выставляются вертикальные опоры высотой 0,6 м.

Для усиления каркаса необходимо приварить треугольником перемычки косого типа. Допустимо использовать более тонкий профиль. Для 6 м пролета потребуется 5 перемычек. Размещают их с одинаковым шагом. Перемычки можно укрепить распорками, выставив их под прямым углом. Для распорок хватит профиля 20*20 мм, шаг между распорками 0,5 м.

Производство

Что касается металлических ферм, то строительный опыт показывает, что гораздо проще и быстрее заказать набор необходимых элементов каркаса для крыши на заводе, предоставив ранее разработанный чертеж.

Изготавливать детали для каркаса самостоятельно требует опыта, грамотной подготовки к процессу, что под силу не каждому хозяину частного дома.

При изготовлении деревянных конструкций их предварительно обрабатывают спецсоставами, предупреждающими гниение и поражение насекомыми.

Если же и вовсе нет времени заниматься проектированием, установкой каркаса, то можно заказать монтаж крыши под ключ у строительной компании.

Как усилить каркас?

Для деревянных ферм крепят вспомогательные связки из досок, которые располагают в одной плоскости со средней опорой. Это укрепит нижний и верхний пояс каркаса.

При разработке проекта металлического каркаса нужно добиться, чтобы нагрузка приходилась на узлы.

В этом случае верхний и нижний пояс, раскосы будут только сжиматься либо растягиваться. Это позволит взять детали меньшего сечения и сэкономить денежные средства.

Очень удобно собрать ферму на шарнирах при условии, что нее будет действовать равномерно распределенная нагрузка.

Монтаж

Порядок крепежа, сборки каркаса из разных материалов отличаются. Рассмотрим каждый из них по отдельности.

Металлической

  1. Подготовка ферм. Собирать и сваривать элементы между собой лучше на земле.
  2. Крепеж вертикальных стоек каркаса. Вертикальность установки проверяется отвесом.
  3. К стойкам привариваются трубы в горизонтальном положении. Все сварочные швы зачищаются.
  4. Ферма поднимается наверх. Одному этого сделать не выйдет, поэтому придется привлекать помощников.

Готовый каркас обезжиривается, обрабатывается антикоррозийным составом и красится в нужный цвет.

Для удобства сборки на земле лучше предусмотреть специальные опорные мостики, что будут шире, чем каркас. На них сваривать элементы конструкции будет проще.

Деревянной

foto33659-3

Порядок монтажа проводится в следующем порядке:

  1. Пропитывают деревянные элементы защитным средством – антисептиком.
  2. Производят крепеж мауэрлата. Его толщина равна толщине опорных стенок. Мауэрлат гидроизолируют, крепят четко горизонтально.
  3. На мауэрлате делают отметки, где будут монтироваться стропила. Выпиливаются под них проемы.
  4. Если пролеты будут большой длины, то потребуется по длине сращивать стропила, усиливая их металлическими уголками или пластинами.
  5. Фермы крепят так, чтобы был выступ минимум на 30 см за пределы мауэрлата. Фиксация проводится болтами, металлическими скобами.
  6. Выставляются подпорки. Они нужны в случае, когда длина стропил свыше 4,5 м.
  7. Набиваются планки обрешетки.
  8. Изнутри каркаса монтируется потолочное перекрытие. Утепление подкровельного пространства, если это предусмотрено проектом.

Заключение

Ферма для односкатной крыши выступает опорной конструкцией и отвечает за равномерное распределение нагрузки, что приходится на кровлю и опорные стены. Для сборки используется дерево либо металл. По техническим характеристикам и сроку службы металл в разы превосходит дерево. Для начала монтажа необходимо провести расчеты ключевых параметров будущего каркаса, оценить степень снеговой, ветровой, постоянной нагрузки.

Для расчетов лучше воспользоваться строительным онлайн калькулятором. Разнообразие форм стропильного каркаса позволяет создавать крыши больших размеров, реализовывать нестандартные проекты. Детали для фермы лучше заказать на заводе, а вот монтаж получиться провести своими руками.

Расчет и монтаж деревянных стропильных ферм

Стропильная ферма включает в себя несколько конструктивных элементов, представленных раскосами, стойками и обрешётками. Жёсткость такой конструкции обуславливает надёжность кровельного скелета и позволяет передавать общую нагрузку от любого вида крыши на стены сооружения. Чаще всего стропильные фермы выполняются из древесины, а основа такой конструкции базируется на использовании деревянных досок, леса-кругляка или бруса.

Стропильные деревянные фермы

Разнообразие видов конструкций

Деревянные стропильные фермы долгие годы пользуются заслуженной популярностью. Экологически чистый материал отличается лёгкостью, прочностью и относительной дешевизной, а выполнение технологии возведения позволяет получить долговечный и качественный каркас. Кроме того, есть возможность выбрать конструкцию, которая будет сочетать в себе внешнюю эстетику и функциональность.

Сегодня существует два основных вида стропильных деревянных ферм, которые имеют конструктивные отличия:

Фермы на основе наслонных стропил.

Деревянные наслонные стропила относятся к категории распорных конструкций, которые используются при обустройстве перекрытий пролётов и обладают незначительными размерами. Наличие средней несущей стены позволяет установить стропильную ферму такого вида при длине перекрытия пролёта не более восемнадцати метров.

Смонтированная при таких условиях ферма обладает необходимым запасом конструкционной прочности и устойчивости, что позволяет беспроблемно выдержать не только снеговую и ветровую нагрузки, но и вес самой кровли.

Конструкции стропильных ферм

Конструкции стропильных ферм

Фермы на основе висячих стропил

Висячая стропильная конструкция представляет собой систему, которая состоит из нескольких стропил и обладает узлами, соединёнными при помощи врубки или гвоздей.

Она имеет несколько вариантов исполнения. Они могут быть симметричными и несимметричными, а также двускатными или односкатными. Такие фермы базируются на наличии пары стропильных ног, объединённых посредством затяжки, которая позволяет нейтрализовать все образующиеся в процессе эксплуатации распорные силы.

При оформлении кровли с длиной более восемнадцати метров необходима установка ригелей, которые повышают жёсткость, и снижают прогиб стропильных ног. Для сборки применяется метод врубки или крепление посредством металлических скоб.

Классификация стропильных ферм

При выборе конструкции и материала для стропил учитывается материал стен. Опоры для стропильных ферм могут быть представлены железобетонными или металлическими типами колонн, а также стенами из кирпича и подстропильными фермами.

Конструктивные особенности обуславливают классификацию таких конструкций на основе следующих признаков:

  • очертание поясов;
  • конструктивное оформление;
  • статическая схема;
  • тип решётки.

Варианты конструкции деревянных ферм

Варианты конструкции деревянных ферм

Самый значимый критерий, на основании которого производится разделение ферм на различные типы, представлен очертанием поясов, что обуславливается не только различными кровельными конструкциями и параметрами перекрываемых пролётов, но и величиной нагрузки.

Область промышленного строительства характеризуется обустройством кровель плоского вида и применением стропильных ферм с параллельным вариантом поясов. Оптимальным вариантом под кровельный материал из асбестоцемента или стали является трапециевидные разновидности несущих конструкций. В области жилого домостроения наиболее востребовано использование стропильных ферм с треугольной формой.

Любая разновидность требует применения оптимального варианта системы решёток. Обустройство ферм с наличием параллельных поясов или обладающих трапециевидной формой нуждается в выполнении решётки треугольной формы с укреплением дополнительными стойками. Кроме того, довольно популярны разрезной тип балочной схемы или решётки, оснащённые шпренгелями.

Устройство и узлы деревянных ферм

Основной задачей для качественного закрепления любых узлов в стропильной ферме является надёжная фиксация стыков двух и более брусьев. В стандартных условиях используются следующие варианты крепления узлов в стропильных фермах:

  • узлы соединений ног с мауэрлатом;
  • узлы соединений ног с элементами деревянной фермы при необходимости увеличить жёсткость и прочность конструкций;
  • узлы соединений стропил с целью их удлинения.

Узлы фермы

Кроме того, в зависимости от способа соединения есть возможность получить жёсткое или скользящее крепление. Следует помнить, что жёсткое крепление требует внимательного подхода. Погодные условия могут спровоцировать расширение или сжимание древесины, что опасно образованием деформационных изменений несущих стен.

Жёсткие узлы соединений

  • врубка на стропильной ноге. Глубина врубки не должна превышать треть по высоте доски, а стропила должны упираться в мауэрлат и фиксироваться парой гвоздей под углом и одним крепежом, вбитым вертикально.
  • выполнение нашивки подпорных брусов на стропильные ноги. Подшивка метрового бруска к стропильной ноге с упором в мауэрлат и боковым закреплением посредством металлических уголков.

Скользящие узлы соединений

Скользящее соединение узлов применяется для конструкций наслонных стропил. Висячий тип стропил обладает упором на коньковый прогон, а несущие стены не испытывают распорных нагрузок. Именно по этой причине такая стропильная система не нуждается в скользящем закреплении узлов.

Скользящее крепление

Как правильно произвести расчёт

Непосредственно перед расчётом следует определиться с эксплуатационными нагрузками:

  • постоянными, включающими суммарный вес предполагаемого кровельного покрытия, кровельного пирога и обрешётки;
  • переменными, зависящими от погодных и других условий;
  • особыми, предполагающими установку любого оборудования на кровле.

Основные этапы расчётов производятся с учётом следующих правил:

  • расчёт нагрузок выполняется на каждый квадратный метр монтируемой кровли;
  • для расчёта деревянных стропильных ферм необходимо учитывать тип и породу древесины;
  • параметры сечения и размеров стропильной конструкции зависят от угла кровельного уклона и размеров строения;
  • следует учитывать разницу в расчётах для наслонных и висячих стропильных систем.

Самой простой деревянной стропильной фермой является конструкция, базирующаяся на соединении треугольником боковых сегментов и основания.

Для пролётов более шести метров конструкцию требуется усилить посредством подкосов и стоек. Их количество, а также параметры сечения и место монтажа также следует учитывать при расчётах.

Для получения качественных расчётов с минимальным уровнем погрешности рекомендуется использовать специальные компьютерные программ.

Изготовление своими руками

Чтобы правильно изготовить, необходимо обратить особое внимание на разметку стропил. Все без исключения детали будущей кровельной конструкции изготавливаются на земле, для удобства формирования фермы целесообразно использовать специальные козлы.

Стропильные фермы рекомендуется предварительно собирать «наживую». Это правило в первую очередь касается торцевых ферм. Готовая конструкция должна устанавливаться параллельно устанавливаемой стене и иметь строго вертикальное положение. Правильность сборки и установки проверяется временным креплением и натягиванием шнура от нижнего угла каждой фермы к вершине противоположной конструкции.

Технология проведения монтажа

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

  • концы ног деревянных ферм должны опираться на мауэрлат, который расположен сверху несущих наружных стен;

Крепление каркаса к стенам и возведение

Крепление каркаса к стенам и возведение

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

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

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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