Стропильная система для крыши из профильной трубы

Основные требования к конструкции

• Независимо от конкретного типа строительных материалов (дерево, наплавляемая кровля, металлочерепица, обычная черепица) перед началом отделочных работ должна быть возведена прочная строительная конструкция, основной задачей которой должно стать обеспечение устойчивости и надежности устраиваемой кровли.
• Качественное выполнение конструкции, основными частями которой являются стропильные и подстропильные фермы, является гарантией того, что она выдержит все оказываемые на нее постоянные и временные нагрузки.
• Основными требованиями к выбираемому материалу и конструкции стропильной фермы являются прочность, устойчивость и надежность.

Материалы для профильных труб

Для изготовления профильных труб, которые могут использоваться в конструкциях ферм, применяют различные металлы и сплавы:

• в общем случае – углеродистые стали обыкновенного качества;
• для ответственных конструкций – качественные углеродистые, низколегированные, реже – коррозионностойкие стали;
• для эксплуатации в средах повышенной агрессивности – из углеродистой стали, покрытой защитным цинковым слоем (оцинкованной);
• при необходимости создания легких ферменных конструкций – легкие и прочные сплавы на основе алюминия.

В продажу трубные изделия малых сечений поступают отрезками длиной до 6 м, больших – до 12 м. Толщину стенки и размер сечения выбирают, в зависимости от планируемых нагрузок:

• для пролетов не более 4,5 м – 40х20 мм с толщиной стенки 2 мм;
• 4,5-5,5 м – 40х40 мм с толщиной стенки 2 мм;
• более 5,5 м – 40х40х3 мм или 60х30 со стенкой 2-3 мм.

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

Конструкция, работа и расчет шарнирного и жесткого примыкания стропильной фермы к колонне

Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной.

При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника). При таком решении возможно опирание ферм как на металлическую, так и на железобетонную колонну. Аналогично решается и узел опирания стропильной фермы на подстропильную.

Опорное давление фермы Fф передается с опорного фланца фермы через строганые или фрезерованные поверхности на опорную плиту колонны или опорный столик подстропильной фермы. Опорный фланец для четкости опирания выступает на 10-20 мм ниже фасовки опорного узла. Площадь торца фланца определяется из условия смятия (при наличии пригонки).

Верхний пояс фермы конструктивно на болтах грубой или нормальной точности прикрепляют к фасонке надколонника. Для того чтобы узел не мог воспринять усилия от опорного момента и обеспечивал шарнирность сопряжения, отверстия в фасовках делают на 5-6 мм больше диаметра болта.

Узел опирания фермы на колонну сверху(шарнирное сопряжение)

При жестком сопряжении стропильная ферма примыкает обычно к колонне сбоку.

Опорное давление Fф передается на опорный столик. Опорный столик делают из листа t=30. 40 мм при небольшом опорном давлении (Fф =M1/hОП воспринимаются узлами крепления верхнего и нижнего поясов. Последний дополнительно воспринимает усилие от распора рамы HР. В большинстве случаев опорный момент фермы имеет знак минус, и сила H1 как и HР, прижимает фланец узла нижнего пояса к колонне. Напряжения по поверхности контакта невелики и их можно не проверять. Если сила H=H1+HP отрывает фланец от колонны (при положительном знаке момента), то болты крепления фланца к колонне работают на растяжение и их прочность следует проверить с учетом внецентренного относительно центра болтового поля приложения усилия.

Швы крепления фланца к фасонке воспринимают опорную реакцию фермы Fф и внецентренно приложенную силу H (центр шва не совпадает с осью нижнего пояса). Под действием этих усилий угловые швы работают на срез в двух направлениях.

Если линия действия силы H1, не проходит через центр фланца, то швы и болты рассчитывают с учетом эксцентриситета.

В случае действия больших опорных моментов и при необходимости повышения жесткости узла сопряжения ригеля с колонной целесообразно выполнить соединение верхнего пояса с колонной на сварке.

(13.2)

При жестком сопряжении стропильных ферм с колоннами (опирание сбоку) для удобства монтажа целесообразно применить подстропильные фермы с нисходящим опорным раскосом (при другом решении ферму трудно завести между полками колонны). Опорное давление подстропильной фермы передается через строганый терец из столик, приваренный к стенке колонны. Фланец опорного узла прикрепляют к стенке колонны болтами нормальной точности. Нижний пояс подстропильной фермы делают укороченным (чтобы его не нужно было заводить внутрь колонны) и крепят накладкой к pебpy колонны.

Современный подход

В противовес такому подходу проектировщики стропильных ферм поставили перед собой задачу по другому: минимизировать насколько это возможно материальную составляющую стропильной системы без ущерба ее прочностных характеристик.

В процессе решения этой задачи конструктора нашли новые подходы и в самом проектировании стропильных ферм, и в технологии их изготовления.

Строение такой системы следующее: 

Система стропильных ферм состоит из ребер, размещенных с расчетным шагом (1,5–3,5 м). Ребра устанавливаются на мауэрлат и крепятся в единую кровельную систему с помощью прогонов. Дополнительную жесткость скату кровли предают ветровые связи. 

Каждое ребро или ферма состоят из поясов и диагоналей одинаковой толщины, скрепленных между собой металлозубчастыми пластинами. (На рисунке справа: 1 — нижний пояс фермы, 2 — мауэрлат, 3 — связи).

Грамотно расчитаное расположение диагоналей обеспечивает равномерную жесткость всей конструкции. 

Теперь перечислим принципиально новые конструктивные свойства стропильных  ферм, которые позволили  уменьшить обьем дерева.

1. Диагонали фермы равномерно распределяют силы растяжения и сжатия, другие нагрузки по всей конструкции, а не передают эту нагрузку какому-то одному элементу. Это позволяет отказаться от многих дополнительных усиливающих элементов.
2. В традиционном подходе конструкторы рассчитывают перекрытия отдельно, а кровлю отдельно.  При чем, перекрытие нужно спроектировать такое, которые выдержит и нагрузку стропильной системы с кровлей, и все внешние нагрузки (ветровые, снеговые, проч.). А фермы проектируются как единое целое с перекрытиями. Перекрытием дома является основание фермы. Это позволяет отказаться от дерева, которое необходимо для устройства классических перекрытий.
3. Жесткость конструкции ферм обеспечивают специальные металлозубчатые пластины, которые скрепляют все деревянные элементы, и точная геометрия всех деревянных элементов, которая достигается с помощью специального оборудования. Эти две важнейшие составляющие, также, позволяют выполнить фермы достаточно тонкими по сравнению с элементами традиционной стропильной системы, уменьшить объем требуемой древесины.

Стропильные фермы позволяют сэкономить от 20% древесины, необходимой для стропильной системы каркасного дома. 

Кроме данных конструктивных особенностей фермы дают вам и следующие преимущества, которые позитивно сказываются на их стоимости:

• производство и монтаж ферм занимает меньше времени, чем возведения стропильной системы благодаря меньшему объему ручного труда.
• для их монтажа потребуется меньше рабочих.

Другие Модульные здания

Быстровозводимые автомойки

Модульные здания магазины

Металлические бытовки

Быстровозводимые ангары

Здания из металлоконструкций

Заказывал Стропильные и подстропильные фермы здесь. Фирма привлекла своим подходом к клиенту. На все вопросы с поставкой и отгрузкой, ассортиментом и прочее, отвечают понятно и по делу. Стропильные и подстропильные фермы очень качественные, нареканий нет. Рекомендую!

Роман

Потребовались Стропильные и подстропильные фермы. Подготовив заявку, разослал её по всем известным мне металлобазам. Быстрее всех ответила именно эта компания! Доработав некоторые моменты, связанные со сроками поставки и номенклатурой с менеджером договорился о поставке. Привезли все в обговоренный срок. Спасибо!

Оставить отзыв Получить профессиональную консультацию Обратный звонок

Конструктивные особенности металлических ферм

Обрешетка и стропильные фермы являются главными несущими элементами в конструкции крыши. И в зависимости от ее особенностей выделяют следующие типы металлических ферм:

С висячей конструкцией для однопролетного здания; Со стойками и подкосами; Наклонная стропильная; Для мансардных крыш.

Также фермы перекрытия металлические разделяют по количеству поясов:

Компоненты опор, расположенных в единой плоскости; Двухпоясные конструкции (верх и низ) висящего типа.

По форме выделяют:

Арочные фермы; Прямого типа; Двухскатные или односкатные металлические фермы.

По контуру выделяют такие виды металлических ферм:

С параллельным поясом. Наилучший вариант для создания плоской кровли. Эта конструкция собирается быстро, так как ее составляющими являются идентичные детали, а параметры решетки аналогичны размерам стержней пояса. Односкатные фермы. Характеризующиеся неподвижными узлами, способными выдерживать большие механические нагрузки. На сооружение такой конструкции уходит мало материала, поэтому они считаются экономичными. Полигональные конструкции. Они вполне выдерживают значительные нагрузки, но сложность заключаются в трудности монтажа. Треугольные фермы. Они являются оптимальным вариантом при обустройстве крыши с большим углом наклона. Единственный минус заключается в большом количестве отходов.

По углу наклона выделяют:

22-30 градусов. Длина и высота конструкции относится к типу один к пяти. Это наилучший вариант для сооружения пролета в бытовом строительстве. Главным плюсом является низкий вес, а по типу конструкции наиболее подходит треугольный вариант. 15-22 градуса. Высота и длина в соотношении один к семи. Допустимая длина находится на уровне 20 метров. Если по условиям использования стропильной фермы металлической длину нужно увеличить, тогда нижний пояс изготавливают ломаным. меньше 15 градусов. Рекомендуется применять конструкции трапециевидной формы. А присутствие в них стоек увеличивает противодействие продольному изгибу.

Монтаж металлических ферм

В качестве примера можно рассмотреть монтажные работы для крыши с углом наклона в 22-30 градусов и материалом покрытия металл. Наиболее подходящим вариантом будет использование треугольной фермы с высотой формы в 20% от длины пролета. В случае длины пролета в 14-20 метров, лучше выбрать ферму металлическую с нисходящими раскосами для уменьшения веса. Длину панели верхнего пояса следует выбирать с расстояниями 1,5-2,5 метра. Количество конструкций с обеих сторон фермы должно быть четным, в нашем случае равным восьми.

В случае возведения промышленного здания стропильные формы устанавливают на подстропильные фермы, связывающие колонны между собой. Длина пролета в подобном типе здания, как правило, составляет 25-30 метров, в связи с чем рекомендуется использовать ферму по типу Полонсо, что позволит избежать в серединных панелях длинных раскосов. Верхний пояс размечают на 12 или 16 панелей с расстоянием в 2-2,75 метра. В случае присоединения потолка к узлам верхнего пояса крепятся затяжки с длиною в 4-6 расстояний самих панелей.

Чем отличаются металлические стропила от других систем

В строительстве допускается комбинирование стропильных систем, где будет использоваться как дерево, так и металл. Следует помнить о том, что места, где металлокаркас кровли обшивается деревом, могут стать причиной образования конденсата, который приводит к постепенному гниению древесины. Во избежание подобных проблем все деревянные элементы пропитываются особым составом с последующей их изоляцией рубероидом.

• Для утепления металлической основы следует обшивать ее либо снизу, либо сверху.
• Утеплитель укладывается на металлические части с небольшим зазором, для того чтобы при конденсате влага не проникала внутрь утепляющего материала.
• При монтаже утеплителя под стропилами крепление остальных кровельных частей выполняется поверх него. Благодаря такой конструкции тепло надежно сохраниться на чердаке.
• Прослужит каркас крыши из металла очень долго, помимо этого, допускается использование стропил порядка 30 м в длину.

Фермы из деревянного массива – основные преимущества и правила выбора

Деревянная ферма для крыши- наиболее распространенный вариант, удовлетворяющий большинство требований.

Фермы из деревянного массива используют при строительстве:

• мансардных крыш домов;
• спортивных, сельскохозяйственных, коммерческих, промышленных сооружений;
• реконструкции плоских крыш зданий различного назначения.

Деревянные стропильные фермы по сравнению с другими видами конструкций имеют ряд преимуществ:

• простота и автоматизация производства;
• оптимальная скорость выполнения проектировочных работ;
• простота проведения монтажа (готовые элементы конструкции);
• возможность реализации различных дизайнерских идей (конфигурации, формы);
• относительная легкость веса (при сравнении с металлоконструкциями);
• возможность использования при больших пролетах (максимальная длина 18 метров);
• простота и возможность утепления;
• высокие технологические характеристики и эксплуатационные показатели;
• I группа пожарной безопасности (соответствующая обработка в заводских условиях);
• экологичность материала.

При выборе готовых деревянных конструкций важно обратить внимание на обработку стройматериала в заводских условиях антипирирующими и антисептирующими средствами.

Качественная обработка древесины позволит исключить возможность появления древоразрушающих грибов, гнили и заражение древоточцами.

Профильная труба для строительства ферм – требования к материалу

Изготовление рабочих конструкций ферм, особенно больших по размеру, требует определенных характеристик трубопроката.

Поэтому профильные трубы выбираются:

• на основании СНиП 07-85 (действие нагрузки снега на все элементы конструкции);
• на основании СНиП П-23-81 (о технологии работ со стальными профильными трубами);
• в соответствии с ГОСТ 30245 (соответствие диаметра профильных труб к толщине стенок).

Все основные данные занесены в определенные документы, что позволяет ознакомиться с информацией на предмет наличия видов профильных труб и подобрать те материалы, которые пригодны для конкретных проектов.

Как правило, для изготовления ферм применяется только качественная металлопродукция. Например, для прочных ферм берется только легированная сталь, которая более устойчива к атмосферным воздействиям. В связи с этим подобные конструкции не требуют дополнительной защиты от коррозии.

Защита Ферм от коррозии

• Профили из которых изготовлены элементы Ферм, имеют цинковое покрытие класса 275 по ГОСТ Р 52246,
• Болты, гайки, шайбы и фасонки в соединениях Ферм оцинкованы. Толщина покрытия не менее 10 мкм,
• Опорные стойки, выполнены из проката и окрашены в два слоя по грунтовке или оцинковываются до монтажа Ферм.
• Сварка и газовая резка гнутых профилей из оцинкованной стали не допускается,
• Минимальный предел огнестойкости Ферм принимается равным RE15, и в соответствии со СНиП 21-01-97 эти конструкции допускается применять вез дополнительной зашиты от огня и специальных мер тушения пожара в зданиях IV и V степени огнестойкости,

Стропильная система односкатной крыши

Такие крыши особенно популярны при строительстве дворовых построек — сараев, гаражей. Просто размеры строений позволяют использовать не очень мощные балки, причем балки требуются в небольшом количестве. При ширине строения до 6 метров, стропильная система односкатной крыши почти не содержит дополнительных усиливающих элементов (подпорок и прогонов), что выгодно. Также привлекает отсутствие сложных узлов.

Для Средней полосы России для пролета до 5,5 метров берут балки 50-150 мм, до 4 метров достаточно 50-100 мм, хотя по-хорошему, надо считать снеговую и ветровую нагрузку конкретно в вашем регионе, и, исходя из этого, определяться с параметрами балок.

При расстоянии между стенами до 4,5 метров, односкатная крыша состоит из двух брусков мауэрлата, закрепленных на стенах, и стропильных ног, которые на мауэрлат опираются. Действительно очень простая конструкция.

При ширине пролета от 4,5 метров до 6 метров, требуется еще лежень, закрепленный на более высокой стене на уровне перекрытия и подстропильная нога, которая упирается в балку почти в середине. Угол уклона этой балки зависит от расстояния между стенами и уровня установки лежня.

Более сложные стропильные системы в односкатной крыше при ширине зданий более 6 метров. В этом случае оптимально, если дом спроектирован так, что внутри имеется еще она несущая стена, на которую опираются стойки. При ширине дома до 12 метров, фермы все еще простые, расходы на устройство кровли минимальные.

Для зданий шириной более 12 метров система становится сложнее — подстропильных ног становится больше. Кроме того, изготовление балок длиной более 6 метров — дорогое удовольствие. Если требуется увеличение только на ширину свесов кровли, балки доращиваются по краям кобылками. Это куски балок такого же сечения, соединенные с балкой и закрепленные по бокам двумя деревянными накладками длиной не менее 60 см, скрепленных болтами или гвоздями, допускают использование монтажных пластин.

Если общая длина балки получается более 8 метров, их обычно сращивают. Места стыка дополнительно усиливают, прибив доски или монтажные пластины.

Варианты крепления стропил к мауэрлату: скользящее слава вверху и жесткое вверху справа. Внизу справа вариант врезки без свесов (применяется очень редко)

Еще могут быть вопросы по способам крепления стропил односкатных крыш к мауэрлату. Принципиальных отличий нет. Все также в стропильной ноге делают вырез, которым брус упирается в мауэрлат. Чтобы не мучатся с каждой стропильной ногой, выравнивая ее посадку, выпилив первую, из куска доски, толстой фанеры или бруса делают шаблон, точно повторяющий полученный «выпил». Все последующие стропила запиливаются перед установкой. К ним в нужном месте прикладывается шаблон, обводится и выпиливается выемка требуемой формы и размера.

Это речь шла о жестком креплении стропильных ног к мауэрлату. Оно используется на всех зданиях, которые дают малую усадку. На деревянных домах такой способ крепления использовать нельзя — дом все время оседает или немного приподнимается, из-за чего может появиться перекос. Если кровля будет закреплена жестко, ее может порвать. Потому при устройстве односкатной или любой другой кровли на деревянных домах используют скользящее соединение стропил и мауэрлата. Для этого есть так называемые «скользячки». Это пластины, состояние из уголков, которые крепятся к мауэрлату и подвижно связанных с ними металлических полос, которые крепятся к стропильной ноге. Таких скользячек ставится по две на каждую стропилу.