(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Стропила из профильной трубы


Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

  1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
  2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
  3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Конструкция кровли со стропильным каркасом

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

  • Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
  • Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
  • Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.
Устройство металлического каркаса

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

  1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
  2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что металлическая обрешетка и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Устройство стропильной фермы

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

  • Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
  • Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
  • Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
  • Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Двухскатная стропильная ферма

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

  1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
  2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
  3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
  4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Основные узлы металлического стропильного каркаса

Видео-инструкция

krovlyakrishi.ru

Металлические фермы для крыши - Кровля и крыша

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:

  • стойка – располагается перпендикулярно к оси;
  • раскос (подкос) – устанавливается под наклоном к оси;
  • шпренгель (вспомогательный подкос).

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

Особенности конструкций

Выбор конструкции ферм навесов из профильной трубы, козырьков, стропильных систем под кровлей зависит от расчетных эксплуатационных нагрузок. По количеству поясов различаются:

  • опоры, составные части которой формируют одну плоскость;
  • подвесные конструкции, в состав которых входит верхний и нижний пояс.

В строительстве можно использовать фермы с различным контуром:

  • с параллельным поясом (самый простой и экономичный вариант, собирается из идентичных элементов);
  • односкатные треугольные (каждый опорный узел характеризуется повышенной жесткостью, за счет чего конструкция выдерживает серьезные внешние нагрузки, материалоемкость ферм небольшая);
  • полигональные (выдерживают нагрузки от тяжелого настила, но сложны в монтаже);
  • трапецеидальные (схожи по характеристикам с полигональными фермами, но этот вариант более простой по конструкции);
  • двухскатные треугольные (применяются для устройства крыши с крутыми скатами, характеризуются большой материалоемкостью, при монтаже много отходов);
  • сегментные (подходят для сооружений со светопрозрачной кровлей из поликарбоната, монтаж усложнен из-за необходимости изготавливать дугообразные элементы с идеальной геометрией для равномерного распределения нагрузок).

Очертания поясов ферм

В соответствии с величиной угла наклона типовые фермы подразделяют на следующие виды:

  1. Угол от 22 до 30 градусов. Металлоконструкция из профильной трубы для навеса или иной кровельной конструкции имеет соотношение высоты к длине как 1:5.
    • для пролетов малой и средней длины чаще всего используют треугольные фермы из труб небольшого сечения – они легкие и при этом жесткие;
    • при длине пролета свыше 14 метров, применяют раскосы, установленные сверху вниз, а по верхнему поясу крепят панель длиной 150-250 см, чтобы получить двухпоясную конструкцию с четным количеством панелей;
    • для пролетов длиной более 20 метров, чтобы исключить прогиб фермы, требуется установка подстропильной конструкции, связанной опорными колоннами.
  2. Отдельно стоит рассмотреть ферму Полонсо, которая выполнена в виде двух треугольных систем, соединенных между собой через затяжку. Это дает возможность не монтировать длинные раскосы в средних панелях, за счет чего заметно снижается общий вес конструкции. Стропила Полонсо
  3. Угол от 15 до 22 градусов. Высота и длина типовой фермы соотносятся как 1:7. Конструкция применяется для перекрытия пролетов длиной до 20 метров. При увеличении высоты конструкции относительно указанных пропорций, правила требуют сделать нижний пояс ломаным.
  4. Угол менее 15 градусов. Лучше, если применяемый каркас для крыши постройки или для навесов состоит из трапециевидных металлоконструкций. Фермы металлические сварные данной формы в своем составе имеют короткие стойки, за счет которых конструкция противостоит продольному изгибу. Металлоконструкции из труб, предназначенные для односкатных кровель с углом наклона от 6 до 10 градусов, должны быть асимметричными. Чтобы определить их высоту, длину пролета делят на 7, 8 или 9 в зависимости от особенностей проекта.

Основы расчета

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

Рассмотрим, как правильно рассчитать металлоконструкцию, чтобы выполнить каркас кровли или навес из профильной трубы. Подготовка проекта включает несколько этапов:

  1. Определяется размер пролета постройки, который требуется перекрыть, выбирается форма крыши и оптимальный угол наклона ската (или скатов).
  2. Подбираются подходящие контуры поясов металлоконструкции с учетом назначения постройки, формы и размеров крыши, угла наклона, предполагаемых нагрузок.
  3. Рассчитав приблизительные габариты фермы, следует определить, можно ли изготовить металлоконструкции в заводских условиях и доставить их на объект автотранспортом, или сварка ферм из профильной трубы будет выполнена непосредственно на стройплощадке по причине большой длины и высоты конструкций.
  4. Далее требуется рассчитать габариты панелей, основываясь на показателях нагрузок при эксплуатации кровли – постоянных и периодических.
  5. Чтобы определить оптимальную высоту конструкции в середине пролета (Н), используют следующие формулы, где L – длина фермы:
    • для параллельных, полигональных и трапецеидальных поясов: Н=1/8×L, при этом уклон верхнего пояса доложен составлять приблизительно 1/8×L или 1/12×L;
    • для металлоконструкций треугольной формы: Н=1/4×L либо Н=1/5×L.
  6. Угол установки раскосов решетки составляет от 35° до 50°, рекомендуемое значение 45°.
  7. На следующем этапе следует определить расстояние между узлами (обычно оно соответствует ширине панели). Если длина пролета превышает 36 метров, требуется вычисление строительного подъема – обратно погашаемого изгиба, который воздействует на металлоконструкцию при нагрузках.
  8. На основании измерений и вычислений готовится схема, согласно которой будет вестись изготовление ферм из 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:

  • СНиП 07-85 (взаимодействие снеговой нагрузки и веса элементов конструкций);
  • СНиП П-23-81 (о принципах работы со стальными профилированными трубами);
  • ГОСТ 30245 (соответствие сечения профильных труб и толщины стенок).

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.

  • Самые прочные конструкции монтируются из металлопрофиля с сечением в виде квадрата или прямоугольника за счет наличия двух ребер жесткости.
  • Основные компоненты металлоконструкции крепятся между собой с использованием спаренных уголков и прихваток.
  • При стыковке деталей каркаса в верхнем поясе требуется использовать двутавровые разносторонние уголки, при этом соединять следует по меньшей стороне.
  • Сопряжение частей нижнего пояса крепят с установкой равносторонних уголков.
  • Стыкуя основные части металлоконструкций большой длины, применяют накладные пластины.

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.

Читайте также:  Двухэтажный дом с односкатной крышей

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 Изготовление ферм из профильной трубы. Как правильно рассчитать конструкцию и сварить. Основные виды форм очертания ферм.

Источник: vseokrovle.com

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.

Преимущества использования металлических ферм

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.

Особенности расчета металлических конструкций

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:

  • постоянные нагрузки на крышу (вес кровельного материала и самой стропильной системы);
  • дополнительные нагрузки (ветровые, снеговые, вес людей, которые поднимаются на поверхность крыши для осуществления ремонта, и прочее);
  • периодические и особые нагрузки (наличие ураганов, сейсмические нагрузки, другие случайные факторы).

Схема снеговой нагрузки на крышу.

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: N= Q*k

  • N – нагрузка от снеговых масс;
  • Q – количество осадков на квадратный м в зимний период;
  • k – коэффициент угла ската.

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!

Типы металлических ферм

  1. Универсальные для промышленных зданий: односкатные и двускатные. Пролеты для них унифицированы, они принимаются кратными 3 м, могут быть на 18, 24, 30 метров. Угол наклона раскосов составляет обычно 45-50°, общая форма обеспечивает жесткость конструкции, способность выдержать большие нагрузки.
  2. Металлические фермы, имеющие дополнительные шпренгели, используются в беспрогонных конструкциях для крупнопанельных железобетонных плит с шириной в 1,5 м. Это дает возможность на 4-6% уменьшить вес фермы.
  3. Треугольные фермы применяются для жилых домов, когда уклон кровли планируется достаточно крутым.

Стропильная металлическая конструкция: монтажные работы

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:

  1. Уклон в 22-30 градусов. При устройстве кровли с уклоном 22-30° можно использовать такие варианты покрытия, как этернит, железо либо шифер. Фермы при этом делают треугольной формы, высота их должна составлять одну треть от длины пролета. Вес такой фермы будет относительно небольшим, для опор можно использовать наружные стены, которые возводятся на небольшую высоту для чердака. Если длина пролета равна 14-20 м, то каждая половина фермы должна иметь четное число панелей, длина панели должна составлять 1,5-2,5 м. Для указанной длины пролета оптимальное число панелей – восемь;

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.

  1. Уклон в 15- 22°. При таком уклоне кровли расчет металлических ферм предусматривает высоту конструкции в 1/7 от длины пролета, нижний пояс при этом делается ломаным, что дает возможность снизить вес на 30% в сравнении с обычной треугольной фермой. Длина одного пролета при этом не должна быть больше 20 метров;
  2. Уклон от 6 до 15°. Для крыш с небольшим уклоном применяют фермы трапециевидной формы с высотой от 1/7 до 1/9. В том случае когда потолок не подвешивается, можно применять раскосы, выполненные в виде решетки треугольной формы. Стены чердака для монтажа такой системы должны иметь должную высоту либо проектируется крыша, которая имеет переломы у опор. Панели нижнего пояса при этом должны быть равны размеру панелей верхнего пояса. Расчет осуществляется из учета того, что сама длина должна составлять 1,5-2,5 м, ко всем раскосам добавляются стойки. Для того чтобы конструкция не получилась тяжелой, используется решетка.

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 Стропильная ферма металлическая применяется не только в строительстве промышленных зданий, но и частных домов. Она давно зарекомендовала себя в роли надежной кровельной конструкции.

Источник: kryshikrovli.ru

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.

Конструкция из металла

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:

  • пояса, верхний и нижний,образующие контур;
  • решетка, собранная из раскосов и стоек.

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.

Виды: по поясам и решеткам

Их классифицируют по геометрии поясов и типу решетки.

По очертанию пояса

  • с параллельными поясами – имеют достаточно конструктивных преимуществ. Наибольшая повторяемость деталей, связанная с равными длинами стержней для поясов и решетки, одной и той же схемой узлов, минимальным количеством стыков поясов, позволяет унифицировать конструкции, что дает возможность индустриализации их производства. Они оптимальны для мягких кровель.

  • трапецеидальные (односкатные) – в сопряжении с колоннами дает возможность устраивать жесткие узлы рам, повышающих жесткость здания. В середине пролета на решетке этих ферм нет длинных стержней. Для них не требуются большие уклоны.
  • полигональные – подходят для тяжелых строений, используемых для больших пролетов, при этом они дают существенную экономию стали. Полигональное очертание для легких вариантов нерационально, поскольку получение незначительно экономии несоизмеримо с усложнением конструкции.

  • треугольные – обычно их используют для крутых крыш или, исходя из условий эксплуатации здания или вида кровельного материала. Хотя они просты в исполнении, однако имеют определенные конструктивные недостатки, скажем, сложность острого опорного узла, повышенный расход материалов при изготовлении слишком длинных стержней в центральной части решетки. Использование треугольных систем в ряде случаев обязательно, например, в строениях, где необходимо обеспечить с одной стороны значительный и равномерный приток естественного света.

Системы решетки

  • треугольная – самая эффективная в случае параллельных поясов и трапецеидального очертания, возможно их использование в системе с треугольным очертанием;
  • раскосная – раскосы, самые длинные элементы, должны быть растянутыми, стойки же, наоборот, сжатыми. Такая решетка по сравнению с треугольной более трудоемка и имеет больший расход материала;
  • специальные – шпренгельные, крестовые и другие.

Расчет треугольной фермы и его особенности

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.

Читайте также:  Утепление односкатной крыши изнутри

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.

Изготовление и соединение элементов

  • Сборка. Собирают их поэтапно из деталей на прихватках.
  • Связку поясов производят, используя один или два спаренных уголка:
  • верхние пояса изготавливают из неравнобоких двух уголков, имеющих тавровое сечение, стыковку проводят по меньшим сторонам;
  • для нижних поясов используют, соответственно, равнобокие уголки.
  • Если элемент большой длины, применяют соединительные и накладные пластины. В случае нагрузок, образованных в границах ее панелей, используются парные швеллеры.
  • Угол установки раскосов – 45°, а стоек – 90°. Для их изготовления применяют равнобокие уголки, скрепляя элементы посредством пластин. Уголки в сечении либо крестообразное, либо тавровые.
  • Полностью сварные системы изготавливают с использованием тавр.
  • Сварка. Когда сборка на прихватках закончена вручную или полуавтоматическим способом выполняют сварочные работы, после чего каждый шов зачищают.
  • Окраска. В стропильной конструкции на завершающем этапе сверлят отверстия и покрывают ее антикоррозийными составами.

Некоторые правила устройства

Вид и конструкция металлических стропил во многом зависит от уклона кровли . Рассмотрим связь между уклоном кровли и устройством стропильных систем:

  • 6–15° – ферма трапециевидной формы, высота 1/7– 1/9 ее длины. Для обустройства чердака либо ее стены должны иметь соответствующую высоту, либо проектируемая крыша должна иметь переломы у опор. Размер панелей нижнего и верхнего пояса должен быть одинаковым. Для облегчения используют решетку.
  • 15–22°– высота конструкции из металла равна 1/7 длины, нижний пояс должен быть ломаным – это позволяет снизить вес по сравнению с обычной треугольной порядка 30%. При этом один пролет по длине не должен превышать 20 м.
  • 22–30° – система треугольной формы, высота 1/3 длины. Поскольку вес ее получается относительно небольшим, опорой могут служить наружные стены, возведенные на небольшую высоту.
  • При длине пролета в 14-20 м, в каждой ее половине должно быть четное количество панелей длиной 1,5-2,5 м. Оптимальным для такой длины считается восемь панелей.
  • Если длина пролета больше (20–35 м) используют фермы Полонсо, две треугольные, соединенные затяжками. В этом случае длинные раскосы центральных панелей можно убрать и уменьшить тем самым вес. Верхний пояс разделяют в этом случае на 12-16 панелей по 2,0–2,75 м в длину.

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 Стропильные фермы металлические– это легкая металлоконструкция, обладающая особой прочностью. В отличие от балок, сплошных по конструкции, они – решетчатые.

Источник: stylekrov.ru

В предыдущих статьях мы рассматривали различные конструкции стропильных систем, выполненных из дерева, например стропильные системы четырехскатных крыш. Но во многих случаях при возведении дома для крыш используют готовые деревянные, стальные или металлические стропильные фермы. Подобное решение вполне понятно, далеко не каждый способен рассчитать правильно нагрузку на все элементы стропильных систем и не ошибиться с выбором материала. И это еще полдела, поскольку далее из этого материала нужно грамотно и качественно стропильную систему смонтировать, чтобы крыша простояла столько, сколько ей положено.

Понятие стропильной фермы

Прежде чем мы будем разбирать достоинства и недостатки различных готовых стропильных конструкций, нужно разобраться с терминологией. В технической литературе имеется два определения стропильной фермы:

Согласно первому фермой называется конструкция из стропильных ног, ригелей, стоек, распорок и подкосов, которые соединены между собой и лежат в одной плоскости.

Согласно второму ферма – это висячая конструкция, которая состоит из нижнего и верхнего пояса, стоек и раскосов. Второе определение считается более правильным, и наше описание мы будем строить исходя из него.

После ответа на вопрос, что такое ферма, можно переходить к рассмотрению различных вариантов готовых ферм. Выбор конструкции ферм для каждой конкретной крыши зависит от того, как расположено чердачное перекрытие, каков уклон кровли, необходимая длина пролета.

Уклон кровли 22-30º

Если по проекту вашего дома уклон кровли должен составлять от 22 до 30º, а кровельным материалом вы выбрали шифер, железо или этернит, то самый лучший выбор – треугольная ферма высотой 1/5 длины пролета (фиг. 1). Поскольку она будет иметь наименьший вес, а наружные стены можно возводить на небольшую высоту в пределах чердака у опор такой фермы. Если пролет составляет от 14 до 20 м, лучше всего выбрать ферму с нисходящими раскосами, также потому что такая конструкция имеет наименьший вес. Длина панели в верхнем поясе фермы должна составлять от 1,5 до 2,5 м. В обеих половинах фермы должно быть четное число панелей, поэтому для вышеуказанных размеров пролета число панелей будет равно 8. Если строится сооружение промышленного типа, то монтаж стропильных ферм ведут на подстропильные фермы, которые связывают между собой опорные колонны и служат основанием для ферм. В таких зданиях длина пролетов может составлять от 20 до 35 м. В этом случае используются фермы Полонсо (фиг. 2). Это конструкция из двух треугольных ферм, которые соединяются затяжкой. Подобное сооружение позволяет убрать длинные раскосы в средних панелях, так как для сопротивления продольному изгибу их сечение нужно всерьез увеличивать, а это утяжелит конструкцию фермы. Верхний пояс разбивается на 12 или 16 панелей, каждая из которых имеет длину от 2 до 2,75 м. Если к фермам подшивается потолок, то затяжка длиной в 4-6 панелей должна крепиться в узлах верхнего пояса.

Читайте также:  Крепление стропил односкатной крыши

Одна из разновидностей ферм, которые применяются при таком уклоне кровли, изображена на рисунке – фиг. 4. Здесь для увеличения угла между верхним и нижним поясами используется стержень в первой панели, который имеет наклон вниз. Таким образом уменьшаются усилия в поясах и упрощаются опорные узлы.

Уклон кровли 15-22º

Если уклон кровли составляет от 15 до 22º, то расчет стропильной фермы определяет необходимую высоту, равную 1/7 длины пролета. Чтобы увеличить высоту до 0,16-0,23 длины пролета, нижний пояс делают ломаным (фиг. 9). Это позволяет снизить вес фермы по сравнению с простой треугольной формой на 30%. При использовании таких ферм с 8-ю панелями потребуется небольшое увеличение стен чердака. Длина пролетов для использования таких ферм должна составлять не более 20 м. Для пролетов длиной от 20 м используют ферму Полонсо с ломаным нижним поясом (фиг.10).

Уклон кровли 6-15º

Для таких небольших уклонов используются фермы трапециевидной формы (фиг.11). Наименьший вес трапециевидные фермы имеют при высоте 1/7 или 1/9 длины пролета. Если к ферме потолок не подвешивается, то можно использовать раскосы в виде простой треугольной решетки. Число панелей рассчитывается так же, как и для треугольных ферм. Для установки таких ферм нужно, чтобы стены чердака у опор фермы имели достаточную высоту. Либо проектируется крыша с переломом у опор. Если потолок подвешивается, то панели нижнего пояса должны быть равны панелям верхнего пояса по длине. В таком случае длина панелей составляет 1,5-2,5 м и к раскосам добавляются стойки. Чтобы не утяжелять конструкцию, применяется решетка, изображенная на рисунке, – фиг.12. Здесь сжимающее усилие принимают короткие стойки, на которые меньше действует продольный изгиб.

Если у помещения запроектирован потолок сложной геометрии, когда его середина должна быть поднята относительно опор фермы, используются фермы Полонсо. Для проектов, где потолок здания должен быть поднят на большую высоту относительно опор фермы, заказывают изготовление стропильных ферм многоугольного типа, у которых поднят нижний пояс (фиг. 5, 6). Высота таких конструкций составляет 1/6 или 1/7 длины пролета. Кровля в таком случае может быть прямолинейной или мансардной.

При устройстве односкатной крыши с уклоном в 6-10º используют асимметричную ферму (фиг. 13). Дополнительную информацию о моделировании металлических ферм можно почерпнуть из видео:

Материал для металлических ферм

Все элементы ферм чаще всего изготавливаются из парного профиля, сопряжения в узлах делают с помощью косынок. Конструкция сваривается или клепается. Каково должно быть сечение элементов, сколько нужно сварных швов, какое количество заклепок понадобится, определяют с помощью расчетов. Верхние пояса ферм делают из двух неравнобоких уголков в виде таврового сечения. Стыкуют уголки по меньшей стороне. Нижние пояса выполняются из двух равнобоких уголков. Если ферма подвергается нагрузке в пределах панелей, используют парные швеллеры. Раскосы и стойки делаются из равнобоких уголков так, чтобы они имели крестообразное или тавровое сечение. Если ферма полностью сварная, то для ее изготовления используются тавры.

В индивидуальном строительстве большое распространение получила стропильная ферма из профильной трубы, поскольку такие фермы значительно легче конструкций выполненных из уголка, тавра или швеллера. Кроме того, их можно собрать с помощью сварки непосредственно на стройплощадке. Любая из приведенных выше конструкций может быть изготовлена из труб. Профильные трубы для ферм могут быть горячекатаными или гнутыми. Горячекатаные трубы изготавливают из стальной ленты от 1,5 до 5 мм толщиной квадратного или прямоугольного сечения.

Стальные или металлические стропильные фермы своими руками Металлические стропильные фермы имеют различные формы в зависимости от уклона кровли. Выбор конструкции зависит от того, как расположено перекрытие, каков уклон кровли, необходимая длина пролета.

Источник: ukroem.ru

Ферма — это система обычно прямолинейных стержней, которые соединяются между собой узлами. Это геометрически неизменяемая конструкция с шарнирными узлами (рассматриваются как шарнирные в первом приближении, так как жесткость узлов влияет на работу конструкции несущественно).

За счет того, что стержни испытывают только растяжение либо сжатие, материал фермы используется более полно, чем в сплошной балке. Это делает такую систему экономичной по затратам материала, но трудоемки в изготовлении, поэтому при проектировании нужно учитывать, что целесообразность использования ферм растет прямо пропорционально ее пролёту.

Фермы широко используются в промышленно-гражданском строительстве. Их применяют во многих строительных отраслях: покрытие зданий, мосты, опоры под линии электропередач, транспортные эстакады, грузоподъёмные краны и т.д.

Устройство конструкции

Основные элементы ферм — это пояса, из которых состоит контур фермы, а также решетка, состоящая из стоек и раскосов. Эти элементы соединяются в узлах путем примыкания или узловыми фасонками . Расстояние между опорами называется пролётом. Пояса ферм обычно работают на продольные усилия и изгибающие моменты ( как и сплошные балки); решетка фермы принимает на себя в основном поперечную силу как и стенка в балке.

По расположению стержней фермы подразделяются на плоские (если все в одной плоскости) и пространственные. Плоские фермы способны воспринимать нагрузку только относительно собственной плоскости. поэтому их необходимо закреплять из своей плоскости с помощью связей или других элементов. Пространственные же фермы создаются, чтобы воспринимать нагрузку в любом направлении, так как создают жесткую пространственную систему.

Классификация по поясам и решеткам

Для разных видов нагрузок применяются различные виды ферм. Их классификаций множество, в зависимости от разных признаков.

Рассмотрим типы по очертанию пояса:

Формы стропильных конструкций

а — сегментные; б — полигональные; в — трапецеидальные; г — с параллельным расположением поясов; д — и — треугольные

Пояса фермы должны соответствовать статической нагрузке и виду нагрузки, которая определяет эпюру изгибающих моментов.

Очертания поясов во многом определяет экономичность фермы. По количеству используемой стали наиболее эффективна сегментная ферма, но она же является самой сложной в изготовлении.

По типу системы решетки фермы бывают:

Структура стропильных ферм

а — треугольные; б — треугольные с дополнительными стойками; в — раскосные с восходящими раскосами; г — раскосные с нисходящими раскосами; д — шпренгельные; е — крестовые;

ж — перекрестные; з — ромбические; и — полураскосные

Особенности расчета и проектирования трубчатых ферм

Для производства трубчастых ферм использует сталь, толщиной 1,5 — 5 мм. Профиль может быть круглый или квадратный.

Виды профильной трубы

Трубчатый профиль для сжатых стержней наиболее эффективен с точки зрения расхода стали за счет благоприятного распределения материала относительно центра тяжести. При одинаковой площади сечения он имеет наибольший радиус инерции по сравнению с другими видами проката. Это позволяет проектировать стержни наименьшей гибкости и уменьшить расход стали на 20%. Также существенным преимуществом труб считается их обтекаемость. Благодаря этому давление ветра на такие фермы меньше. Трубы легко чистить и красить. все это делает трубчатый профиль выгодным для использования в фермах.

При проектировании ферм нужно стараться центрировать элементы в узлах по осям. Это делается, чтобы избежать дополнительных напряжений. Узловые сопряжения ферм из труб должны обеспечивать герметичное соединение (необходимо предотвратить возникновение коррозии во внутренней полости фермы).

Наиболее рациональными для трубчатых ферм являются бесфасоночные узлы с примыканием стержней решетки прямо к поясам. Выполняются такие узлы с помощью специальной фигурной резки концов, что позволяет минимализировать затрату труда и материала. Центрируют стержни по геометрическим осям. При отсутствии механизма для такой резки сплющивают концы решетки.

Такие узлы допустимы не для всех видов стали (только низкоуглеродистая или другая с высокой пластичностью). Если трубы решетки и поясов одинакового диаметра, то целесообразно соединять их на кольце.

Расчет стропильных ферм в зависимости от угла наклона крыши

Возведение при угле наклона крыши 22-30 градусов

Угол наклона крыши считается оптимальным для двускатной крыши 20-45 градусов, для односкатной 20-30 градусов.

Конструкция покрытий зданий состоит обычно из поставленных рядом стропильных ферм. Если они связаны между собой только прогонами, то система образуется изменяемая и может потерять устойчивость.

Чтобы обеспечить неизменяемость конструкции, проектировщики предусматривают несколько пространственных блоков из соседних ферм, которые скрепляются связями в плоскостях поясов и вертикальными поперечными связями. К таким жестким блокам крепятся другие фермы с помощью горизонтальных элементов, что и обеспечивает устойчивость конструкции.

Для расчета покрытия здания необходимо определиться с углом наклона кровли. Этот параметр зависит от нескольких факторов:

  • вид стропильной системы
  • кровельный пирог
  • обрешетка
  • материал кровли

Если угол наклона значительный, то использую фермы треугольного типа. Но они имеют некоторые недостатки. Это сложный опорный узел для которого необходимо шарнирное сопряжение, что делает всю конструкцию менее жесткой в поперечном направлении.

Сбор нагрузок

Обычно нагрузка, действующая на конструкцию, прикладывается в местах узлов, к которым крепятся элементы поперечных конструкций (например, навесной потолок или прогоны кровли). Для каждого вида нагрузки желательно определять усилия в стержнях отдельно. Виды нагрузок для стропильных ферм:

  • постоянная (собственная масса конструкции и всей поддерживаемой системы);
  • временная (нагрузка от подвесного оборудования, полезная нагрузка);
  • кратковременная (атмосферная, включающая снег и ветер);

Для определения постоянной расчетной нагрузки следует сначала найти грузовую площать, с которой она будет собираться.

Формула для определения нагрузки на кровлю:

где g — собственная масса фермы и ее связей, горизонтальной проекции, g1 — масса кровли, а — угол наклона верхнего пояса относительно горизонта, b — расстояние между фермами

Также при проектировании крыши учитывается регион строительства. Если предполагается значительная ветровая нагрузка, то угол наклона закладывают минимальный и крышу делают односкатной.

Снег — нагрузка временная и загружает ферму только частично. Загружение половины фермы может быть очень невыгодным для средних расковов.

Полная снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается по формуле:

где S – снеговая нагрузка;

Sр – расчетное значение снегового веса на 1 м2 горизонтальной поверхности;

μ – расчетный коэффициент, для учета наклона кровли (согласно СНиПу, равняется единице, если угол наклона меньше 25 градусов и 0.7, если угол от 25 до 60 градусов)

Давление ветра считается значимым только для вертикальных поверхностей и поверхностей, если их угол наклона к горизонту больше 30 градусов (актуально для мачт, башен и крутых стропильных ферм). Ветровая нагрузка как и остальные сводится к узловой.

Определение усилий

При проектирование трубчатых стропильных ферм следует учитывать их повышенную жесткость на изгиб и значительное влияние жесткости соединений в узлах. Поэтому для трубчатых профилей расчет ферм по шарнирной схеме допускается при отношении высоты сечения к длине не более 1/10 для конструкции, которые будут эксплуатироваться при расчетной температуре ниже -40 градусов.

В других случаях необходим расчет на изгибающие моменты в стержнях, возникающие из-за жесткости узлов. При этом можно осевые усилия вычислять по шарнирной схеме, а дополнительные моменты находить приближенно.

Чертеж фермы из профильной трубы

Инструкция для расчета стропильной фермы

  • определяется расчетная нагрузка ( с использованием СНиП «Нагрузки и воздействия»)
  • находятся усилия в стержнях фермы (следует определиться с расчетной схемой)
  • вычисляется расчетная длина стержня ( равняется произведению коэффициента приведения длины (0,8) на расстояние между центрами узлов)
  • проверка сжатых стержней на гибкость
  • задавшись гибкостью стержней, подобрать сечение по площади

При предварительном подборе для поясов значение гибкости принимается от 60 до 80, для решетки 100-120.

При грамотном проектировании стропильной системы можно значительно сократить количество используемого материала и сделать строительство кровли значительно дешевле. Для правильного расчета необходимо знать регион строительства, определиться с типом профиля, исходя из назначения и вида объекта. Применив правильную методику для нахождения расчетных данных, можно достигнуть оптимального соотношения между ценой возведения конструкции и ее эксплуатационными характеристиками.

Инструкция расчета металлических ферм: формулы, нагрузки Особенности расчета металлических ферм и области их применения, обозначим факторы, влияющие на правильный расчет конструкции при проектировании кровли.

Источник: netosadkam.ru

Поделитесь статьей в соц. сетях:

krovlyaikrysha.ru

Стоит ли делать стропила из металла

Стропила из металла не являются новинкой, как кажется многим, Их использовали уже в начале девятнадцатого века. Металлические конструкции обладают значительной прочностью и могут выдерживать большие нагрузки. Они существенно повышают надежность возводимой конструкции.

Использование металлических стропил

Стропильная система на основе металла применяется в основном при возведении зданий общественного или промышленного назначения: гипермаркетов, складов, цехов, вокзалов, бассейнов и т.д. В сфере жилищного строительства использовать металлические стропила экономически невыгодно вследствие их дороговизны, трудности перевозки и монтажа.

В основном такие детали кровельной конструкции устраиваются на скатах, длина которых превышает 10 м. В таких случаях целесообразным является выбор металла в качестве основы для всех частей крыши: прогонов, опор конька, мауэрлата. Вместо его бруса укладывается мощный швеллер, а металлические стропильные ноги крепятся к нему при помощи приваренных уголков.

Крепление профнастила саморезами на крыше по всем правилам строительного искусства.

Если вы ищете ответ на вопрос, чем покрыть бетонную крышу гаража, загляните сюда.

Особенности разных вариантов стропильных систем из металла

  1. Нередко устраивается комбинированный тип стропильных систем, в которых наряду с металлом используются также деревянные детали. Такой способ имеет некоторые особенности. Важно не допускать контакта дерева и металла, поскольку резкое изменение температурного режима на металлической поверхности приводит к образованию конденсата, провоцирующего гниение прилегающих деревянных частей.
  2. Чтобы избежать этого, элементы на основе древесины обрабатываются особыми антисептиками и влагостойкими составами. Другой профилактической мерой является изоляция дерева от металла посредством использования рубероида.

    Отдельно следует остановиться на утеплении чердачного помещения. При выборе металлической системы утеплительный материал укладывается не между стропильными брусами, как это делается в случае деревянной конструкции, а над или под ними.

    Другой особенностью является необходимость сохранения зазора между металлической частью и кровельным утеплителем для предупреждения проникновения конденсата в утепляющий материал и его последующего намокания.

    При укладке утеплителя под стропила все остальные слои кровельного пирога (внутренняя обшивкам пароизоляционный материал, кровельное покрытие, вентиляционный зазор) оказываются выше утеплительного слоя, благодаря чему удается избежать больших теплопотерь и образования мостиков холода.

  3. Второй вариант – стропильные системы из металла без деревянных деталей. В таком случае о возможности гниения можно не беспокоиться. Такой тип кровельной конструкции считается выгодным, поскольку обладает длительным эксплуатационным сроком и позволяет использовать цельные стропила значительной длины (7-30 м).

Металлические стропила, или фермы, могут изготавливаться самостоятельно или приобретаться в готовом виде. В процессе изготовления применяются спаренные уголки, классические профили и т.д.

Основными частями фермы являются два наклонных плеча, которые в совокупности образуют треугольник. Они оптимально подходят для возведения кровель зданий промышленного назначения и ангаров, поскольку дают возможность перекрывать большие по площади помещения.

Использование металлических стропильных ферм актуально и при возведении жилых домов с металлическом каркасом. В этом случае они изготавливаются под конкретный каркас по индивидуальному заказу, после чего доставляются на строительную площадку и монтируются вместе с основой.

Преимущества и недостатки легких стальных каркасов

На сегодняшний день максимально передовой технологией применения металлических элементов является технология с использованием легкого стального каркаса (кратко – ЛСТК). Его монтаж осуществляется на основе холодногнутого тонкостенного оцинкованного металлического профиля для кровель, который представляет собой очень прочный и долговечный материал: согласно утверждению производителей, такие металлические стропильные системы эксплуатируются более 100 лет.

Их основными преимуществами являются:

  • Повышенная пожаробезопасность – монтаж стропильной системы осуществляется на основе негорючих материалов, благодаря чему исключается возможность возгорания здания с кровли, что нередко становится причиной пожаров. При локальном очаге металлическая система стропил предупреждает обрушение кровли.
  • Отсутствует необходимость проведения ежегодной обработки несущих конструкций кровли антисептическими и антипиретическими веществами, как это делается в случае древесных систем.
  • Длительность эксплуатационного срока – гарантия производителей на 100 лет службы основана на неподверженности материала разрушительному действию гнили, плесени, грибка, порче насекомыми-вредителями. Для защиты от коррозии на металл наносится цинковое покрытие, толщина которого достигает 275 г/кв. метр.
  • Отсутствие каких бы то ни было отходов в процессе выполнения работ обеспечивается исключительной точностью всех параметров конструкции. Монтаж конструкций на основе метала можно проводить в любое время года.
  • Процесс этот не представляет никакой сложности и может быть осуществлен при помощи дрели и шуруповерта при условии наличия детализированных чертежей, а также сквозной маркировки элементов.
  • В процессе работы нет необходимости привлекать грузоподъемную технику.
  • Немаловажным достоинством является экономичность. Благодаря применению гнутого профиля для системы стропил от шести до пятнадцати метров, толщина которого составляет от 1,2 до 2,5 м, количество расходуемого металла удается свести к минимуму.
  • Благодаря малому весу конструкции нагрузки на несущие стены дома и фундамент существенно сокращаются.
  • Такие конструкции обеспечивают высокие показатели степени сохранения тепла: благодаря специальному решению узлов соединения системы стропил с чердачным перекрытием удается избежать образования мостиков холода.
  • Экологичность таких систем обеспечивается в результате применения абсолютно чистых с экологической точки зрения и легко поддающихся утилизации материалов, не впитывающих вредных веществ и не выделяющих их в окружающую среду. Значение имеет и отсутствие необходимости в особой обработке деталей конструкции при помощи химических реагентов: благодаря этому исключается токсическое воздействие на организм человека и внешнюю среду.

Недостатки

В случае многоэтажных зданий металлические стропила являются прекрасным выбором. Нередко такие конструкции устраиваются также под керамическую черепицу, поскольку при выборе этого кровельного материала на стропильную систему оказывается значительная нагрузка. Но в остальных случаях их использование не совсем целесообразно вследствие наличия ряда недостатков:

  • Металлические стропила промерзают до такой степени, что достижение высокой энергоэффективности оказывается невозможным. С точки зрения экономичности выбор дерева является оптимальным решением.
  • Транспортировка и последующий монтаж металлических конструкций – задача довольно проблематичная.
  • В результате большого веса стропил для их подъема на требуемую высоту и установки должна использоваться специальная техника.
  • Стальные фермы быстро деформируются в условиях высоких температур. По этой причине в случае пожара они провисают за короткий промежуток времени, что приводит к обрушению всей кровли.
  • Устройство металлической стропильной системы – удовольствие недешевое.

Вследствие указанных недостатков (особенно когда речь идет о частном строительстве) лучше остановить свой выбор на деревянных стропилах. Если есть необходимость в укреплении стропильной системы, рекомендуется применение отдельных металлических элементов. Вопрос об использовании металла должен обсуждаться заранее.

Виды ферм

Используемые в настоящее время металлические фермы отличаются по следующим качествам:

  • размерам;
  • форме поясов;
  • форме пролетов;
  • схемам изготовления.

Фермы статического образца делятся на:

  • рамные;
  • балочные;
  • винтовые;
  • арочные.

Отличительной чертой балочных является более экономное расходование материала и меньший вес. Их применение целесообразно при изготовлении конструкций, которые должны постоянно выдерживать большие нагрузки.

Арочные применяются для создания эстетичных кровель неординарных форм, однако при этом расходуется намного больше материала.

Применяются различные виды схем, основными качествами которых являются легкость, прочность, устойчивость. Качественное выполнение монтажа можно обеспечить посредством осуществления расчетов с помощью специальных программ.

Основные конструктивные элементы

Главными элементами стропильных металлических ферм являются:

  • нижний, верхний пояса – образуют контур;
  • собранная на основе раскосов и стоек решетка.

Элементы соединяются в узлах прямым примыканием друг к другу. Крепление стержней решетки к поясам осуществляется сваркой или с помощью фасонных элементов.

Кроме стропильных, бывают также подстропильные. Они служат опорами несущих конструкций и перекрытий в тех случаях, когда расстояние между колоннами больше шага балок или колонны имеют неодинаковый шаг.

Разновидности ферм по поясам и решеткам

Классификация ведется по форме поясов и разновидности решеток.

В соответствии с очертанием пояса:

  1. С параллельными поясами – обладают достаточным количеством конструктивных преимуществ. Максимальная повторяемость деталей, обусловленная равной длиной стержней для решетки и поясов, одинаковой схемой узлов, наименьшим количеством стыков поясов дает возможность унифицирования конструкций и индустриализации процесса их производства. Такой вариант является оптимальным для мягкой кровли.
  2. Трапециедальные (односкатные)– их сопряжение с колоннами позволяет создавать узлы рам повышенной жесткости, благодаря чему улучшаются прочностные характеристики всего здания. На решетках этих ферм в средней части пролета нет длинных стержней. Они не требуют наличия больших уклонов.
  3. Полигональные – являются отличным вариантом для тяжелых строений с большими пролетами. Благодаря их использованию можно сэкономить значительное количество стали. Для легких вариантов выбор полигональной конфигурации нецелесообразен, поскольку конструкция значительно усложняется, а получаемая экономия не очень существенна.
  4. Треугольные – как правило, они используются для кровель с крытым уклоном с учетом условий эксплуатации строения или разновидности выбранного кровельного материала.

Несмотря на простоту в исполнении, они обладают определенными конструктивными недостатками:

  • усложненностью острого опорного узла;
  • существенным расходом материала для изготовления стержней значительной длины для центральной части решетки.

В некоторых случаях выбор треугольной системы является обязательным – например, когда есть необходимость в обеспечении равномерного притока большого количества естественного света.

Разновидности систем решеток

  • Треугольная является наиболее эффективной в двух случаях: трапециедальной конфигурации и параллельных поясов.
  • Раскосная – в этом случае самые длинные элементы – раскосы – должны быть растянутыми, а стойки сжатыми. По сравнению с треугольной разновидностью такие решетки более трудоемкие и требуют расхода большего количества материала.
  • Специальные – крестовые, шпренгельные и т.д.

Материалы для металлических ферм

Материалом для изготовления элементов ферм, как правило, является парный облегченный оцинкованный профиль. Крепежными элементами служат саморезы, специальные болты или особые стальные балки, соединяемые методом сваривания.

До начала изготовления металлической конструкции надо сделать расчет сечения применяемых элементов, количества требуемых сварных швов, заклепок.

Сам процесс изготовления осуществляется следующим образом.

  • Для создания верхних поясов применяют неравнобокие уголки с тавровым сечением (2 шт.). Их стыковка осуществляется по меньшим сторонам.
  • Для изготовления нижних поясов нужны два равнобоких уголка.
  • При наличии нагрузок на ферму, которые возникают в пределах ее панелей, используются парные швеллеры.
  • Раскосы и стойки изготавливаются с применением равнобоких уголков с тавровым или крестообразным сечением.
  • Для создания полностью сварных ферм используются тавры.

В частном строительстве самым распространенным типом ферм является ферма на основе профильных труб. По сравнению с конструкциями на основе тавра, швеллера или уголка профильные системы отличаются значительно более легким весом и могут выполняться без использования сварки прямо на площадке.

Где купить флюгер на крышу или как изготовить его самостоятельно?

Полезную информацию о сооружении фронтона крыши вы найдете здесь.

В чем состоят особенности конструкции двускатной вальмовой крыши, читайте в статье по адресу https://rooffs.ru/vidy-krysh/valmovaya/iz-chego-sostoit.html

В процессе изготовления ферм используются горячекатаные или гнутые трубы. Изделия первого типа производятся на основе стальной ленты квадратного или прямоугольного сечения толщиной от 1,5 до 5 мм.

Особенности расчета металлических конструкций

Для расчета металлических ферм необходимы определенные знания. Как правило, для этого используются специально разработанные компьютерные программы. От степени точности расчетов зависит надежность металлической конструкции. При этом следует учитывать некоторые факторы:

  • оказываемые на крышу постоянные нагрузки: общий вес стропильной системы и кровельного материала;
  • дополнительные нагрузки: снеговые, ветровые, вес работающих на кровле людей и т.д.;
  • особые и периодически возникающие нагрузки (сейсмические, ураганные).

Правила устройства

Вид металлических систем и их конструкция определяются величиной кровельного уклона:

  • От 6 до 15 градусов – используется трапециевидная ферма, высота составляет от 1/7 до 1/9 ее длины. В случае устройства чердака возможны два варианта: ее стены должны быть соответствующей высоты или у проектируемой крыши должны быть переломы у опор. Панели нижнего и верхнего рядов должны иметь одинаковые размеры. Использование решетки в данном случае способствует облегчению нагрузки.
  • От 15 до 22 градусов – высота конструкции составляет 1/7 длины. Использование ломаного нижнего пояса дает возможность сокращения веса примерно на 30% по сравнению с треугольной. Длина одного пролета не должна превышать 20 м.
  • От 22 до 30 градусов – применяется треугольная система, высота составляет 1/3 длины. Так как вес конструкции получается небольшим, в роли опоры могут выступать возведенные на не очень большую высоту наружные стены.

Если длина пролета составляет 14-20 метров, в каждой половине используется четное количество панелей, длина которых держится в пределах 1,5-2,5 м. Для таких параметров рекомендуется использовать 8 панелей.

При большей длине пролета (от 20 до 35 м) рационально использование ферм Полонсо – двух треугольных, соединенных затяжками. При этом можно убрать длинные раскосы панелей в центре, благодаря чему достигается уменьшение веса. В таком случае верхний пояс делят на 12-16 панелей длиной от 2 до 2,75 м.

ВЫВОДЫ:

  • Стропильная система на основе металла применяется в основном при возведении зданий общественного или промышленного назначения.
  • Металлические конструкции обладают значительной прочностью и могут выдерживать большие нагрузки.
  • Нередко устраивается комбинированный тип стропильных систем, в которых наряду с металлом используются также деревянные детали.
  • Второй вариант – стропильные системы полностью на основе металла.
  • Сегодня самой передовой технологией применения металлических элементов является технология с использованием легкого стального каркаса.
  • Основные достоинства металлических систем: пожаробезопасность, экологичность, длительность эксплуатационного срока.
  • Недостатки конструкции: неспособность сохранять тепло, тяжелый вес, трудоемкость работы, дороговизна.
  • Главные элементы ферм: верхний и нижний пояса, решетка.
  • Фермы отличаются в соответствии с формами поясов и особенностями решеток.
  • Материалом для изготовления элементов ферм, как правило, является парный облегченный оцинкованный профиль.
  • Точность расчетов определяет надежность конструкции.
  • Вид металлических систем и их конструкция определяются величиной кровельного уклона.

Из видеосюжета вы узнаете больше о метало-каркасных домах.

rooffs.ru

Крыша двускатная – в работе приятная

Беседка, которую вы так любовно построили на своём участке – своими руками по собственному чертежу – стоит и радует своей новизной. Пришло время подумать какую же крышу ей сделать, чтобы было и красиво, и надежно, и не особо сложно. Одно из самых простых по конструкции и доступных в материальном плане решений – двускатная крыша. К тому же она еще и легковесная, её под силу поставить одному человеку – своими руками и без сторонней помощи.

Еще один плюс –крыши с двумя скатами, легко монтируется как на кирпичном, так и на деревянном или блочном строении. А также на каркасах из профильной трубы, зданиях из самана… Двускатная крыша прочна и привлекательна, и подходит для беседок, дач, домов, теплиц, бань, сараев. Стоит сделать её один лишь раз, и обязательно возникнет желание вновь применить обретенные навыки.

Своими руками и без обязательного архитектурного согласования

Как правило, двухскатную крышу ставят на строениях прямоугольной или квадратной формы. Для того чтобы её поднять на сруб или каркас совершенно не нужно дополнительной техники и что самое важное, – никаких специальных разрешений от инженерно-архитектурного бюро. Необходим лишь стандартный набор: составленный своими руками чертеж, материал и время, чтобы поставить и покрыть крышу.

Совет: при подборе кровельного материала, которым вы своими руками будете покрывать скаты крыши, нужно учесть, что чем ниже у него резонирующая способность, тем тише будет внутри здания.

Так, профилированный настил или листы металлочерепицы в качестве кровли беседки, создадут во время проливного или частого дождя достаточно громкий и звучный шум. А, например, волнистый ондулин, с волокнистым наполнителем в основе, шифер, стеклорубероид (или другой рулонный материал) – погасят звук стучащих капель. Дранка и камыш придадут музыке дождя экзотический шарм.

Обязательно подготовьте инструмент:

  • измерительную рулетку (она должна быть достаточно длинной);
  • острый нож с крепкой ручкой (столярный);
  • удобную ножовку и несколько видов полотна к ней;
  • топор с короткой ручкой;
  • прочный канат для поднятия стропил, кровельного материла;
  • дрель и шуруповерт (желательно аккумуляторные);
  • гвозди, саморезы, шурупы, болты и гайки, крепежи;
  • болгарку;
  • измерительный уровень (лучше всего использовать гидравлический, у него наименьшие отклонения параметров).

Затем следует сделать обмер будущей двухскатной кровли и определить уровень (градус, угол), под которым задумали сделать наклон скатов.

Для определения уровня можно воспользоваться вот такой табличкой:

Угол наклона крыши

Сразу можно просчитать какой материал для кровли крыши лучше использовать при том или ином угла ската:

Если задумали своими руками сделать двухскатную крышу для баньки на дачном участке, необходимо рассчитать параметры крыши.

Секреты устройства двухскатной крыши

Устройство двухскатной крыши имеет в своем основании каркас – стропильную систему. Она может быть как висячей, так и наслоенной. Для первого варианта системы опорой служат несущие (главные) стены (боковины) строения, для второго – стены и смонтированные перегородки.

Тематический материал:

  • Как ставить стропила на двухскатную крышу

При этом устройство обоих вариантов стропильных систем обязательно имеет следующие составные элементы:

  1. Опорный брус, равномерно распределяющий тяжесть крыши — мауэрлат. Он фиксируется с помощью хомутов (скоб) или строительных шпилек по периметру несущих конструкций.
  2. Придающие крыше необходимую угловую конфигурацию стропильные ноги.
  3. Стропила, крепящиеся в средине перекрытия.
  4. Конек, соединяющий скаты (склоны, полотна) крыши.
  5. Обрешетка (подложка), на которую стелется и фиксируется кровельный материал. Как правило, ее своими руками делают либо из листов фанеры, либо из ориентированно-стружечных плит — в зависимости от тяжести и плотности покрытия.
  6. Лежень – рейка (жердь, брус), что устанавливается на стропила.
  7. Вандруты (их еще называют крепи или прогоны) – брусья, доски, рейки, лежащие горизонтально по отношению к стоящим вертикально стойкам.

И еще, как правило, фиксирующие затяжки, которыми укрепляют строительные ноги стропильной системы.

В зависимости от желания и возможностей, можно сделать разные вариации стропильной системы. Например, таких, как на этом фото:

Или попроще:

Есть шаблонный вариант устройства ломанной двухскатной кровли (со схемой крепления стропил):

Нужно запомнить одно правило: крайние – основные стропила – ставятся и закрепляются в первую очередь. Это основа всей стропильной системы. Надежность устройства двухскатной кровли напрямую зависит от них. К ним последовательно крепятся промежуточные стойки, на которые выстилается утеплительный, а потом и кровельный материал.

Рассмотрим простое устройство двухскатной крыши. Так, если несущие стены удалены друг от друга на 6 метров, то стропила будут укладываться на монтируемый по периметру каркаса брус (мауэрлат).

Если же расстояние между главными боковыми сторонами от 6 до 8 метров, противоположные стропила скрепляются между собой ригелем.

Ну а когда расстояние между несущими стенами (сторонами) каркаса беседки достигает 12 метров – нужны промежуточные (добавочные) стойки или затяжка. Ее прикрепляют к мауэрлату.

Как правило, если беседка деревянная, ее верхний контур (обвязочный) заменяет мауэрлат (то есть не нужно устанавливать опорный брус). Устройство стропильной системы каменной беседки требует, чтобы мауэрлат надежно был зафиксирован к стене шпильками или анкерными болтами (их диаметр не должен быть меньше 14 мм). Для пущей прочности необходимо сделать армированную бетонную опояску, и уже в нее установить крепежи для фиксации опорного бруса, под который выстилают гидроизоляционный слой.

Особенности монтажа – простое в доступном

Для того чтобы правильно сделать и собрать двухскатную конструкцию, нужно не ошибиться с подбором стропильного сечения и интервалом (шагом) между стропилами. Например, беседки, как правило, имеют не очень большое расстояние между пролетами. Значит, для них можно использовать 3-метровые стропила с максимальным сечением 5х15 см. При этом между ними рационально использовать шаг в 90 см.

Не знаете, как высчитать необходимые расстояния и размеры? Воспользуйтесь стандартными таблицами-помощницами для расчета шага и длины стропильных ног:

Проще и удобней всего начать сборку крыши на земле – близ беседки. Точно перенеся с чертежа все расчеты и замеры устройства, сделайте соответствующую подгонку материала, и скрепите стропильные ноги. Затем поднимите полуфабрикат конструкции вверх — на канате. И только после этого соедините их с мауэрлатом: либо с помощью запилов, либо гвоздями или скобами, либо уголками и саморезами.

Важно надежно и точно зафиксировать стропила к опорному брусу, для чего можно использовать промежуточное крепление – подпорку из рейки или доски. Прикрепив крайние ноги, выставите их вертикально, используя уровень, затем натяните разметочную нить или бечевку – на коньке и с двух сторон между ногами. Все остальное устройство двухскатной конструкции выставляйте именно по этим нитям, они обеспечат ее равномерность. А подпорки тем временем станут гарантом устойчивости стропильной системы – пока не будет сделана обрешетка (затем их нужно будет снять).

Совет: если сомневаетесь, что сможете ровно и четко выставить стропила, поставьте под конек (в месте, где установлен прогон) бабки, нижний конец которых будет упираться об лежень.

Следующий этап – установка обрешётки. Если используете мягкий кровельный материал (например, металлочерепицу) сделайте сплошную обрешетку, а под листовую кровлю больше подойдет составная рама, шаг которой не превышает 60 см.

Покрытие можно сразу выстилать на обрешетку, но все же двухскатное устройство будет гораздо надежнее, если сделать тепло- или гидроизоляцию рамы, а лучше и то, и другое.

Не определитесь, как именно это сделать? – воспользуйтесь данными наглядной подсказки:

Финальный этап строительства двухскатной конструкции – монтаж конька. Его крепежные стороны (полки) должны в свободном состоянии полностью соответствовать углу наклона скатов и фронтальных планок.

Полки также можно установить своими руками. Так, чтобы надежно зафиксировать конек, сначала монтируется брус сечением 7х9 см, к нему (с двух сторон) 2 рейки, затем все остальные составляющие. Их закрепляют внахлест так, чтобы каждый последующий элемент перекрывал предыдущий на несколько сантиметров.

Совет: если устройство двухскатной конструкции рассчитано на длину 7-метровых и более стропил, необходимо использовать дополнительные (второй) конек и опоры.

Вот в принципе и все секреты монтажа двускатной крыши, которую вполне можно сделать своими руками. Устройство ее может быть любым удобным для вас. Но если в голову не приходят никакие идеи, воспользуйтесь этой схемой-подсказкой:

И все у вас обязательно выйдет так, как задумано, главное — начать работу!

besedkibest.ru

Двускатная крыша: стропильная система под профнастил

Применение металлических профилированных листов в кровельном деле позволяет в бойком темпе провести обустройство. Легкий материал не требует сооружения мощного основания и усиления фундаментной конструкции. Строительство стропильной конструкции и укладка не заставит исполнителей проявлять чудеса сноровки и выносливости.

Все работы с успехом можно выполнить собственноручно. Правда для удачного итога нужно знать, как устроен каркас и сама металлическая двускатная крыша – стропильная система под профнастил обязана учитывать специфику материала и его технические особенности.

Специфика металлической кровли

Крупнолистовой гофрированный металлопрокат сравнительно недавно внедрился в сферу частного строительства. Ранее его признавали безоговорочной прерогативой многоэтажек, гаражей, коммерческих зданий.

Надежду хозяевам загородных владений подарила разработка новых марок с волнистым и средневысоким профилем. А вот желание приобрести материал простимулировало появление цветных полимерных покрытий, обеспечивающих обустроенным объектам уникальный экстерьер.

Металлические кровельные листы приобрели внешнюю привлекательность, но технические характеристики остались без изменений. Прокат, отличающийся высокой теплопроводностью, по-прежнему стремительно нагревается в жару и с равнозначной скоростью теряет тепло в морозы. Доставляет массу неудобств и неприятностей в периоды сезонных температурных колебаний. Красота цветных оболочек не прибавила звукоизоляции. Капли дождя и дефилирование голубей по металлической кровле прежними децибелами проверяют нервную систему владельцев на прочность.

Низкие изоляционные качества заставляют прибегать к старым проверенным мерам. По аналогии со всеми известными видами металлической крыш профнастил укладывают поверх грамотно устроенного кровельного пирога, включающего стандартный набор изоляционных слоев, в числе которых:

  • Гидроизоляция, противостоящая атакам атмосферной воды.
  • Теплоизоляция, предотвращающая перегрев внутренних помещений снаружи и утечки тепла изнутри помещений. Заодно утеплитель играет роль барьера от проникающего извне шума.
  • Пароизоляция, защищающая утепляющий слой от бытовых испарений.

Кроме перечисленных слоев у правильно сооруженного кровельного пирога имеются вентиляционные зазоры, необходимые для вывода конденсата из пространства под кровлей. Вот такую многокомпонентную конструкцию удерживает стропильный каркас. Если он устроен с ошибками, то система не сможет функционировать в полную силу. Как следствие под металлической кровлей будет копиться конденсат, разрушающий стропильные ноги и обрешетку.

Заметим, что изоляционный слой требуется крышам из профилированного листа, если они сооружаются над жилыми и активно эксплуатируемыми строениями.

Если оцинкованный гофрированный прокат используется в сооружении навесов, козырьков, крыш пристроек, бытовок тепло- и звукоизоляционную защиту не используют. Однако кровельные пироги, не имеющие в составе теплоизоляции, все же содержат слои, закрепляемые и распределяемые системой стропилин и решетин.

Стропильный каркас под профлист

Стропильный каркас всех существующих типов крыш призван решать три главенствующие задачи:

  • Формировать скаты в соответствии с проектным решением.
  • Распределять составляющие кровельного пирога, необходимые для правильной работы и долгой жизни крыши.
  • Удерживать слои кровельного пирога, вес кровли и действие атмосферных нагрузок, не огорчая деформациями и разрушением.

Грамотно сооруженная стропильная система под профнастил безукоризненно выполняет все функции. И служит долго, и с порученными обязанностями отлично справляется. Элементы каркаса определяют заданную проектировщиком конфигурацию и служат надежным вместилищем для компонентов кровельного пирога.

Двускатная конструкция под укладку профилированных листов – разумный выбор рачительных хозяев. Это наиболее простая схема, не нуждающаяся в технологических ухищрениях и в неоправданно высоком расходе материала, как вальмовая крыша. Профилированные листы укладываются поштучно в поперечном коньку направлении.

Редкие загородные объекты могут похвастаться длиной ската больше 12м. А это значит, что профнастил можно укладывать в один ряд без поперечных швов, следовательно, гидроизоляция будет наивысшей. Разбор мы учиним именно этому популярному варианту.

Рекомендованный уклон скатов под укладку гофрированного металла 12-15º, но эксперименты и вариации с крутизной не запрещены. Ограничен лишь нижний предел: не желательно обустраивать профлистом скаты с уклоном меньше 8º. При необходимости укладки на плоскую крышу уклон указанной величины необходимо создать сухой или цементно-песчаной стяжкой. Иначе осадки будут скапливаться в понижениях волн, что может привести к неисправимой порче материала.

Стропила для металлической кровли

В устройстве двускатных каркасов под металлические покрытия применяются традиционные технологии, согласно которым устанавливаются висячие или наслонные стропильные ноги. Выбор оптимальной схемы возведения определен типом обустраиваемой коробки. Если в ее пределах есть возможность опереть верхние спилы стропильных ног, в строительстве используют наслонные стропилины, если нет – висячие.

Чаще всего над загородными малоэтажными домами возводят крыши со стропильными конструкциями наслонного типа с опиранием их верха на коньковый прогон. Висячий метод применяется реже из-за сложности монтажа и последующего ремонта.

В строительстве стропильной системы под укладку кровли из профнастила используются:

  • Пиломатериалы. При возведении стропильных систем для утепленных крыш стропильные ноги чаще всего изготавливают из доски сечением 50×100мм. В регионах с суровой зимой доску берут большего сечения 50×150мм. Брус применяют только в случаях, когда участок строительства расположен в зоне с повышенной снеговой нагрузкой. Стропильные каркасы для неутепленных крыш сооружают с помощью бруска сечением 30×50 – 50×50мм.
  • Металлопрокат. Швеллер, уголок, двутавр, профильную трубу применяют в основном в строительстве стропильных систем холодных крыш над пристройками, верандами, бытовками.

Грамотно устроить кровельный пирог по металлическому каркасу самостоятельный частник вряд ли сможет. Нужны точные расчеты, ведь у теплоизоляции и металла слишком большая разница в параметрах теплопроводности. К тому же для соединений потребуется сварочный аппарат в придачу со сварщиком.

Дешевле, удобней, практичней построить стропильную систему из древесины, тем более что ее можно будет самостоятельно починить при необходимости. Однако у металлических представителей есть веское преимущество – они лучше адаптируются к покрытию при устройстве холодных крыш благодаря идентичности состава.

Как деревянные, так и металлические детали двускатной стропильной системы устанавливаются по вышеописанным висячим и наслонным схемам. На практике нередко используются разнообразные комбинации. Например, пространство между двумя крайними висячими фермами из металла заполняется деревянными стропилинами. Двускатные конструкции встраиваются в более сложные объекты с многосоставной архитектурой.

Однако комбинировать, не имея четкого проекта и опыта в строительстве, крайне нежелательно. Еще нежелательнее применять деревянные и металлические детали, не предусмотрев между ними разделительной гидроизоляционной прослойки.

Стропильные конструкции под профнастил

Выяснили, что металлические профилированные листы служат финишным покрытием для утепленных и холодных крыш. Деление на виды стропильных каркасов под профлист как раз и производится на основании наличия или отсутствия теплоизоляции в кровельном пироге. Существенных технологических различий в строительстве стропильных конструкций обоих вариантов нет. Есть разница в размерах стропилин, между которыми укладываются либо не укладываются плиты теплоизоляции. Отличается алгоритм расчета сечения элементов, потому что:

  • Стропильные каркасы утепленных крыш обязаны без разрушения и прогибов держать собственный вес, массу утеплителя, двойной обрешетки, внутренней обшивки и периодической снеговой нагрузки.
  • Стропильные каркасы холодных крыш должны нести аналогичный груз за минусом теплоизоляции, обрешетки, удерживающей пароизоляцию, и внутренней обшивки.

Весом пароизоляционного и теплоизоляционного материала в обоих случаях разрешается пренебречь.

Кроме нагрузок при вычислении размеров стропилин для утепленных крыш необходимо учесть еще один немаловажный нюанс: между плитой утеплителя и гидроизоляцией должен остаться вентиляционный зазор в 3 см. Т.е. толщина теплоизоляционного слоя должна быть минимум на 30 мм меньше, чем толщина стропильной ноги. К примеру, если толщина теплоизоляции 120 мм, то для изготовления стропильных ног идеально подойдет поставленная на ребро доска 50×150 мм.

В холодных конструкциях размерный тон задает гидроизоляция. Ее укладывают так, чтобы материал провисал между стропилинами приблизительно на 20 мм. Провисание необходимо, чтобы гидроизоляцию не разорвало от чрезмерного натяжения при традиционных температурных подвижках древесины. Значит, даже для сверхлегких холодных крыш с водоотталкивающим слоем строить каркас следует из бруска сечением от 30×30 мм и более.

Однако предложения строительных рынков и специализированных маркетов не всегда радуют присутствием товара требующегося размера. Короче, если расчетная толщина теплоизоляции практически равна толщине предложенных продавцом пиломатериалов, расстраиваться не стоит. Каркас для двускатной крыши все равно будет построен. Просто поверх установленных стропильных ног надо будет прибить контробрешетку из бруска размером, способным устранить недостачу толщины материала. Гидроизоляцию в подобных ситуациях настилают поверх контробрешетки, а уже после монтируют решетины под укладку профнастила.

Отметим, что вентиляционный зазор между водозащитным слоем и утеплителем формируют при использовании классических видов гидроизоляции. Если водоотталкивающий слой выполнен диффузионной полимерной мембраной, нет необходимости ни в самом вентиляционном канале, ни в сооружении контробрешетки. Полимерной гидроизоляции разрешается непосредственно контактировать с утеплителем, ведь она беспрекословно выпустит наружу скопившийся конденсат.

Шаг установки стропилин

Шаг установки стропильных ног, рекомендуемый производителями гофрированной кровли, составляет от 0,6м до 0,9м, но может достигать и 1,5 м. Выбор шага ориентирован только на конструктивные особенности обустраиваемой коробки. Чтобы его найти, нужно длинную стену разделить на равные отрезки длинной, близкой к рекомендованному значению. К полученному количеству отрезков приплюсовывается 1, результат указывает на число стропильных ног в системе.

Изготовители настоятельно советуют придерживаться обозначенных ими пределов. Немного найдется охотников устанавливать стропилины чаще, чем продиктовано минимальным расстоянием в 60см. Желающих проредить стропильный каркас будет гораздо больше. Им следует помнить, что расстояние между стропильными ногами тесно связано с шагом установки решетин. Увеличивая одно, придется уменьшить второе или увеличить сечение решетин.

Обрешетка для укладки профлиста

Стропильная система только формирует плоскости скатов, но служить основой для фиксации профилированных панелей она не имеет права. Для укладки металлического кровельного покрытия к стропильным ногам крепится обрешетка. По деревянным стропилинам укладывают решетины из доски или бруска.

Металлическую систему оснащают обрешеткой из профиля, толщина стенки которого не превышает 2 мм. Профиль потолще придется заранее бурить для установки саморезов: процесс затратный и по времени, и по приложению усилий.

Под укладку металлических профилированных листов сооружают три типа обрешетки, это:

  • Сплошная. Из доски сечением 30×100 или 40×100 мм, листов влагостойкой фанеры или плит ОСП-3 устраивается сплошной настил. Он относительно сплошной, потому что между элементами необходимо оставить зазоры в 2-3 мм для компенсации температурного линейного расширения.
  • Разреженная. Брусок сечением 30×50, 50×50 мм и близких размеров либо доску 50×120, 50×140 мм устанавливают параллельно коньку и свесу, т.е. поперек стропильных ног через равные расстояния. Разреженный вариант дополняют сплошным в ендовах, вдоль свесов и конька. Важная деталь – первая от края карнизного свеса решетина устанавливается с учетом выноса нижнего края профнастила на 7-8 см за контур стропильной системы. К примеру, если принятый для обустройства крыши шаг решетин 50см, самый первый элемент крепится на расстоянии 42 см от линии карниза.
  • Двойная. Это комбинированная разновидность, включающая два расположенных друг над дружкой слоя. Суть ее сооружения заключается в том, что поверх разреженно установленных решетин перпендикулярно либо под углом настилается контрообрешетка из доски толщиной примерно 30 мм.

В малоэтажном строительстве чаще всего используются первые две разновидности. Размеры материала, применяемого для устройства сплошного настила, определяет шаг установки стропилин. Размеры элементов разреженной разновидности зависят от крутизны крыши, несущей способности покрытия и расстояния между стропилами.

Обрешетка – важная составляющая кровельной конструкции. Она формирует вентиляционный зазор второго уровня, расположенный между металлическими листами и гидроизоляцией. Устраивают ее в любом случае, независимо от качественных и технических характеристик водоотталкивающего слоя. Несмотря на кажущуюся легкость, обрешетка имеет вес, его учитывают при расчетах стропильной системы.

Нюансы сооружения обрешетки по стропильной системе двускатной крыши и крепления к ней профнастила изобразит фото подборка и видео:

Видео:

Вот и все тонкости сооружения стропильного каркаса под укладку профилированного кровельного металла. Правил немного, супер сложного ничего нет, придерживаться их необходимо как самостоятельным кровельщикам, так и нанятым для возведения крыши строителям. Зато соблюдение перечисленных технологических предписаний обеспечит долгую и безупречную работу кровли, не заставить преждевременно ремонтировать и часто устранять обнаруженные по ходу огрехи.

krovgid.com

Преимущества и недостатки металлических стропил

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

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

Применение металлических стропил

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

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

Стропильная система из металла применяется в следующих случаях:

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

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

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

Преимущества и недостатки

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

Конструкции из металла обладают следующими преимуществами:

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

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

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

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

Комбинированные стропильные системы

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

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

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

Виды металлических ферм

Классификация стропильных ферм из металла по поясам:

    • с параллельным поясом. Этот вариант имеет множество однотипных деталей, одинаковую длину пояса и стержней решетки, малое количество стыков, а также полную унификацию конструкции. Все это делает процесс монтажа металлических ферм достаточно легким. Стропильные фермы этого типа можно применять под мягкое покрытие кровли.

    •  трапецеидальная(односкатная).   Ее характеризует устройство узлов повышенной жесткости, а также отсутствие в средней части фермы длинных стержней. Такая конструкция является достаточно экономичной.

    • ферма полигональной конструкции. Этот вариант является достаточно сложным и обычно применяется при строительстве зданий с большим пролетом и весом. Использование ферм этого типа позволяет сэкономить большое количество стали. Применять подобную конструкцию для небольших построек нецелесообразно, поскольку экономия будет небольшой.

  •  треугольная конструкция фермы.К преимуществам этого типа можно отнести легкость изготовления, а также возможность использования для крыш, имеющих большой угол уклона. Следует отметить, что большинство опорных узлов имеют сложное устройство. Для изготовления длинных стержней в центральной части фермы требуется значительное количество материала.

Что нужно учитывать при расчете металлических конструкций

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

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

Теплоизоляция металлических стропильных ферм

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

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

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

Выводы

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

Похожие статьи :

info-krovlya.ru

Расчет сечения профильных труб для двухскатной крыши

В Вашем вопросе отсутствуют самые важные параметры, позволяющие произвести расчет, даже минимальный. Если ферма используется в качестве стропильной системы: треугольник с основанием 15 м, высотой 2, 73 м, то для полного расчета потребуются нагрузки на кровлю. В случае замены деревянного бруса профильной трубой можно отказаться от мауэрлата – жесткость системе придает нижний пояс, жестко связанный с верхним наклонным поясом.

Неравномерная нагрузка может привести к обрушению здания, поэтому к проектированию нужно отнестись серьезно. В проектах одноэтажных домов не допускается наклон скатов меньше 12˚, особенно при выборе кровли из листовых металлических разновидностей (металлочерепица, профнастил). Для треугольных ферм следует выбирать высоту в соотношении 1/5 части пролета, в данном случае:

15 м / 5 = 3 м, а, не 2, 73 м, как в Вашем вопросе.

Длина верхних поясов будет равна: 8, 08 м.

Раскосы должны быть направлены вниз, количество панелей четное. Рекомендуется панель верхней фермы 2, 5 м, что даст:

8, 08 / 2, .5 = 3, 25, то есть, 4 панели по 2, 02 м.

Схема фермы будет выглядеть следующим образом:

На фото показана схема фермы

В расчете пригодятся нормы СНиП 2.01.07 и П-23 (нагрузки, стальные конструкции, соответственно). Длина выбирается, исходя из экономии, высота зависит от материала кровли. Для данной конструкции достаточно сечения профильной трубы 40х40х3 мм либо 60х30х2 мм (во втором случае прямоугольная труба ставится на ребро). Расстояние между фермами не должно превышать 1, 75 м. В этом случае учтены нагрузки:

  • Вес кровли – не больше 50 кг на квадрат
  • Ветровая – 30 кг на квадрат
  • Снеговая – до 80 кг на квадрат.

Чердачное помещение получается достаточным для мансарды, однако раскосы затрудняют переделку. При необходимости переоборудования чердака в жилое помещение необходимо изменить схему раскосов, сместив их к краям, добавив сверху стандартную затяжку. Прогоны в любом случае укладываются через метр, для них используется профильная труба 30х30х2 мм.

В данном видео показан процесс сборки фермы для крыши:

)

Для раскосов можно выбрать этот же материал для снижения веса крыши. Труба экономичнее пиломатериалов, использующихся в деревянных конструкциях крыши, так как отсутствуют отходы – куски легко стыкуются сваркой без потери прочности. Каждый метр профиля 40х40х3 весит 4, 28 кг, трубы 60х30х2 – 2, 78 кг, изделий 30х30х2 – 1, 84 кг. Общий вес фермы получится:

  • Нижний пояс – 15 * 2, 78 = 42 кг
  • Верхний пояс – 2 * 8, 08 * 2, 78 = 44.9 кг
  • Раскосы – 25 * 1, 84 = 46 кг
  • Всего: 132, 9 кг.

Это позволяет использовать выбранные конструкции на деревянных, кирпичных, бетонных стенах с 3, 5 кратным запасом прочности. Обязательными мероприятиями при изготовлении двухскатных, вальмовых крыш являются:

  • Слуховые окна на фронтонах
  • Вентиляция по коньку, в карнизах
  • Пароизоляция (рулонный материал либо мембрана под кровлей на расстоянии 2 см от нее).

Это основные правила для изготовления крыш. В противном случае чердак будет влажным, резко снизится ресурс крыши, микроклимат в доме не будет удовлетворять нормам СЭС.

ukroem.ru


Смотрите также