Деревянные фермы для крыши пролетом 6, 8,12 метров: узлы, соединения, перекрытия

Строительство деревянной стропильной фермы на пролёты крыши

Для надёжной установки кровли на любую постройку требуется основание. В его качестве служат стропила, которые обычно укладываются на несущую балку. Но это не всегда надёжное и эффективное решение, особенно для длинных крыш. В качестве альтернативы получила широкое применение стропильная ферма, которая отличается низкой стоимостью, повышенной прочностью и простотой установки. Такая конструкция способна перекрыть до 30 метров крыши.

Виды конструкций

Фермы из древесины ранее использовали в строительстве при возведении мостов. Но дерево восприимчиво к воздействию атмосферных осадков, и его повреждают насекомые, невзирая на многочисленные пропитки. На сегодняшний день активное использование деревянных ферм продолжается только для формирования основания крыши. В некоторых случаях индивидуальной жилой застройки применяют фермы из дерева в качестве перекрытий между этажами.

Классификация по назначению:

  1. С наслонными стропилами. Это распорные конструкции, которые имеют незначительные параметры. Применяют для формирования перекрытий длинной не более 18 метров.
  2. С висячими стропилами. Это система, которая состоит из нескольких стропил и соединяющих узлов. Ферму такого вида можно выполнять в различных вариантах, даже с асимметрией. Этот вид предпочтительнее для формирования основания для крыши. При большой длине этой фермы требуется установка дополнительных распорок, чтобы усилить конструкцию.

Конструкции различаются не только типом стропил, но и по своей форме. Отличия заключаются в очертаниях поясов. Что такое ферма в строительстве — это пространственная конструкция, которая служит основанием для закрепления вспомогательных элементов.

Классификация по форме:

  1. Параллельные пояса. Применяют для формирования перекрытий между этажами. Однако конструкцию можно использовать на крышах с малым углом ската.
  2. Треугольные. Используется в небольших индивидуальных домах. Каркас выполняют из нескольких треугольников, которые соединяют при помощи нескольких деревянных брусков.
  3. Прямоугольные. Используют на крышах с небольшим уклоном.
  4. Существуют варианты соединений с трапециевидным очертанием, а также искривлённым верхним поясом. Широкое распространение они не получили по причине сложности изготовления.

Форма элементов обусловлена запасом прочности, который формируется исходя из длины крыши. Для короткой крыши достаточно простой треугольной конструкции. Длинную же ферму требуется оснащать дополнительными элементами или выбирать более сложный вариант — например, трапециевидный. Часто приходится импровизировать в процессе изготовления из-за несимметричных крыш.

Материалы изготовления

Брус из дерева применяется чаще всего. При большой вертикальной нагрузке используют широкую доску. Существуют иные варианты:

  1. В целях закрепления элементов с большой массой используют комбинированный вариант. Так, основание фермы могут выполнить из стали, а остальную часть — из дерева. Это позволяет несколько снизить вес без потери прочности. Методы исполнения при этом могут меняться путём комбинирования материалов.
  2. Фанерные трубы. Такой вариант обладает преимуществом в виде малого веса. Фанерные трубы даже легче досок. Это позволяет сформировать низкую стоимость на изделие. Однако в качестве несущей конструкции ферму из фанерных труб используют редко по причине меньшей прочности.
  3. Фермы из стеклопластика в сочетании с деревом встречаются крайне редко. Стеклопластик имеет малый вес и высокую прочность.

Сооружения из цельного бруса или клееных досок наиболее распространены. Конечный выбор зависит от требуемых показателей прочности и бюджета. В строительстве индивидуальных жилых домов выгоднее применять только древесину.

Достоинства и недостатки

Преимущества использования стропильной и подстропильной фермы:

  1. Не требуется устанавливать дополнительные опоры при больших пролётах.
  2. Высокая жёсткость.
  3. Малый вес, который позволяет организовать сборку на земле, а затем поднять на место крепления.
  4. Деформация практически отсутствует. Прогибы не заметить можно только с высокоточным инструментом.
  5. В пространстве между элементами фермы можно провести коммуникации или уложить утеплитель.
  6. Можно создать фигурные детали, которые будут служить элементом декора.
  7. Возможность собрать ферму на земле, а затем поднять её на крышу для установки.

Малый вес и высокая жёсткость — это определяющие параметры при выборе стропильной фермы в качестве основания кровли. Плюсом является возможность сборки на земле с последующей установкой.

Недостатки системе тоже присущи:

  1. Высокая стоимость готового изделия заводского изготовления.
  2. Фермы имеют большие размеры, поэтому подкровельное пространство будет несколько съедено.
  3. При самостоятельном изготовлении нужно уделить внимание качеству узлов. Да и сборка должна быть в целом на высоком уровне — идеально, без зазоров и щелей. Поэтому за неимением навыков и инструментов качественную ферму сделать не получится.

Сложность заключается в самостоятельной сборке — её нельзя проводить спустя рукава. Высокая точность соединения узлов гарантирует качество основания крыши. За неимением строительного опыта ферму лучше купить, но придётся переплатить.

Правильные узлы — надёжная стыковка

Узел деревянной фермы — это место стыковки дух и более элементов. Является слабым местом сооружения. Если сборка выполнена некачественно, с зазорами, то ферма не получит требуемую высокую жёсткость.

Варианты исполнения узлов:

  1. Соединения ног с мауэрлатом.
  2. Дополнительные связи для усиления жёсткости.
  3. Соединения стропил для увеличения их длинны.

Существуют разные способы монтажа деталей, которые позволяют получить жёсткое или скользящее соединения. В первом случае нужно внимательно подходить к работе, поскольку из-за переменчивых погодных условий древесина может сжиматься и расширяться. В результате может появиться деформация.

Жёсткие соединения

Детали при этом способе соединяются намертво. По этой причине древесина должна быть высокого качества и обработана специальными составами для отталкивания влаги. При некачественном материале возможен разрыв соединения из-за деформации.

  1. Врубка в стропильную ногу. Её глубина не должна быть больше трети высоты доски. Стропила при этом должны упираться в мауэрлат. Фиксировать их нужно под углом, гвоздями или саморезами.
  2. Нашивка подпорных брусков на стропила. Закрепляются бруски при помощи металлических уголков.

Вся нагрузка ложится на несущие стены. Поэтому они должны быть усиленными, а материал крыши лёгким.

Скользящий вариант

Соединение скользящего типа используют только для наслонных стропил. Висящие стропила упираются на коньковый прогон, в результате несущие стены не принимают нагрузку. Для установки крыши такой вариант установки неприемлем.

Особенности монтажа

Установку на крышу здания нужно выполнять с учётом некоторых особенностей. Если сборка будет проводиться на земле, то расчёт деревянной фермы нужно провести до начала процесса сборки — на стадии проектирования.

Технологические решения монтажа:

  • Мауэрлат — располагается сверху несущих стен. На него должны опираться «ноги» стропильной фермы.
  • При расстоянии пролёта между стенами менее 6 метров можно не устанавливать дополнительные промежуточные подпорки.
  • Для деревянных ферм пролётом 12 метров требуется устанавливать промежуточную подпорку. При большей длине пролётов подпорок должно быть 2.
  • Начинают монтаж с установки промежуточных подпорок. Затем монтируют лежни и подкладные доски.
  • Стойки выверяют отвесом перед тем, как закрепить. Фиксировать их нужно специальными раскреплениями.
  • Монтаж подпорок и обрешётки — это завершающий этап.

Конечные эксплуатационные характеристики зависят от типа деревянной стропильной фермы и качества монтажных работ.

Разметка стропил — это тот элемент, на который требуется обратить повышенное внимание при самостоятельном изготовлении. Все работы нужно проводить на земле, чтобы было удобно работать. Элементы опирают на специальные козлы, которые позволяют удобно размещать конструкцию. Перед закреплением готовой фермы на крыше следует использовать временное крепление для проверки точности изготовления.

Деревянная ферма 8 метров

Конструкции узлов деревянных стропильных ферм крыши

Несущие треугольные композиции крыши с разными узлами называются стропильными фермами. Благодаря своим конструкциям фермы придают жесткость всей крыше и равномерно распределяют нагрузку на все участки. Для любой деревянной стропильной фермы главное – качественно скрепить все узлы. Рассмотрим варианты крепления.

Конструкция стропильной фермы

Выбор конструкции стропильной фермы зависит от всех факторов: уровень возможной нагрузки от осадков и ветра на крышу, вес кровли, размеры крыши, материал и многие другие. Но, к счастью, создавать свою конструкцию фермы можно как угодно. Вот вам достаточное количество примеров для вдохновения (некоторые подходят для строительства обычного чердака, некоторые для крыши гаража или сарая, некоторые для мансарды).

Узлы стропильных ферм

Задача крепления любого узла в стропильной ферме – не дать стыку двух и более брусьев расшататься. Поэтому крепить их нужно как следует. Но это еще не значит, что надо забивать гвозди или вкручивать шурупы везде, где это возможно. Такой метод только создаст в дереве лишние трещины, которые могут привести к расколу всего бруса или доски.

Для начала рассмотрим несколько вариантов узлов для стропильных ферм при пролетах до 6 метров. Вот так могут выглядеть узлы обычной треугольной фермы со стропильными ногами и ригелем .

Коньковый узел между стропильными ногами создается креплением скоб или накладок с гвоздями (желательно в половину толщины бруса). Узел ригеля со стропильной ногой создается так же при помощи скоб, гвоздей или болтов. Если стропила не выходят (или почти не выходят) за рамки стен, то концы стропильных ног можно опирать прямо на стены. Такая конструкция подходит для небольших строений, но имеющих достаточно прочные стены, поскольку из-за отсутствия нижней затяжки и поперечных стоек с подкосами нагрузка сразу передается на стены.

Обычная треугольная ферма с нижней затяжкой имеет узлы, схожие с предыдущим вариантом, за исключением дополнительного усиления узлов стропильных ног с мауэрлатом.

Лучше опирать стропильную ногу на затяжку методом лобовой врубки и крепить специальным стяжным болтом. Желательно, чтобы оси элементов пересекались над серединой подкладки. Это придаст узлу дополнительную прочность.

Еще есть вариант, когда вы оставили вверху стен внутренние пустоты для опирания балок потолка. В этом случае крепление опорного узла фермы будет очень серьезным.

Под концы стропильных ног нужно подвести шпалы. От этого распор будет передаваться сразу на потолочные балки. Между шпалой и стропильной ногой необходимо смонтировать специальный подкос и колодку (последнюю как можно ближе к опорам балок). Это не даст балкам прогибаться.

При изготовлении фермы с центральной стойкой коньковый узел можно скрепить несколькими болтами с накладками, то же самое касается и нижнего узла стойки и затяжки.

При пролетах от 6 до 12 метров стропильную ферму нужно усиливать дополнительными элементами: стойками и подкосами.

Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет

Содержание работы

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

В современном промышленном и гражданском строительстве применяют деревянные фермы – однопролетные балочные. В отдельных случаях находят применение также трехшарнирные арки, составленные из балочных ферм или клееных блоков. Деревянные фермы изготовляют из круглого леса или пиломатериалов — брусьев и досок. Фермы имеют следующие элементы: верхний пояс, нижний пояс, решетку (стойки и раскосы).

Взаимное сопряжение указанных элементов в узлах осуществляют при помощи различных соединений (врубки, нагели, хомуты, шпонки).

Верхний пояс балочных ферм при вертикальной нагрузке, направленной сверху вниз, работает на сжатие, а нижний — на растяжение. Усилия в стойках и раскосах зависят как от направления этих стержней, так и от расположения нагрузок.

Самыми ответственными элементами деревянных ферм являются стержни нижнего растянутого пояса, на работе которых в большой мере сказывается вредное влияние неизбежных в строительной древесине пороков (сучков, косослоя, трещин), поэтому при конструировании, отборе лесоматериалов, изготовлении и наблюдении за фермами во время их эксплуатации, стержням нижнего пояса нужно уделять особое внимание.

С целью наиболее рационального использования достоинств конструктивных материалов, растянутые элементы деревянных ферм часто выполняют из стали. Такие фермы называют металлодеревянными.

По очертанию наружного контура фермы подразделяют на: треугольные, прямоугольные (с параллельными поясами), трапецивидные или полигональные с наклонным (двускатным или односкатным) прямолинейным верхним поясом[1], сегментные и многоугольные (рис.1).

При равномерной загрузке всей фермы вертикальной нагрузкой, усилия в стержнях решетки прямоугольных и пологих (уклон

Читайте также:  Как правильно подобрать материал напольного покрытия

1/10) полигональных ферм возрастают от середины пролета к опорам, а в треугольных от опор к середине. Характер изменения усилий в поясах и решетке треугольных, прямоугольных и полигональных ферм представлен на рис.2.

Экономичность ферм определяется прежде всего расходом древесины и металла, а также трудоемкостью изготовления и монтажа конструкции.

При оценке типов деревянных ферм в отношении расхода древесины необходимо иметь в виду, что стоимость древесины в большой мере зависит от степени обработки и сортамента применяемых лесоматериалов. Так стоимость окантованных брусьев почти в полтора раза, досок в 2 раза и чистообрезных брусьев примерно в 2,5–3 раза выше стоимости круглых лесоматериалов.

Существенное влияние на расход древесины и металла может оказать очертание наружного контура фермы. Теоретически наивыгоднейшим очертанием контура является такое, при котором контур фермы приближается к очертанию эпюры моментов.

При одних и тех же нагрузках, качестве лесоматериалов, пролетах и высотах ферм наиболее легкими, а следовательно, и требующими наименьшего расхода древесины, будут сегментные фермы и трехшарнирные арки из них. Простота конструкции и экономичность, обусловленные статическими свойствами сегментных ферм, обеспечивают широкое распространение этих ферм в строительстве.

Многоугольные фермы с ломаным очертанием верхнего пояса также имеют относительно небольшой вес и отличаются простотой узловых сопряжений и экономичностью.

Полигональные фермы с наклоном верхнего пояса в 1/10-1/5 получаются более тяжелыми, чем сегментные фермы, но все же значительно более экономичными, чем фермы прямоугольного и треугольного очертания.

Наиболее тяжелыми из всех типов ферм оказываются треугольные фермы. Их применяют, как правило, для кровель из материалов, требующих значительного уклона (черепица, шифер и т.д.).

2. ВЫБОР СХЕМЫ ФЕРМЫ. ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ.

В студенческом курсовом проектировании обычно используются два типа ферм – треугольная ферма и пологая полигональная ферма (рис.3).

Стропильные фермы деревянные: отличное качество и надежность

Решетчатые деревянные фермы сегодня нередко изготавливаются в заводских условиях на деревообрабатывающих предприятиях. Материалом для них служит древесина, соответствующим образом высушенная и заранее обработанная специальными средствами.

Стропильные фермы и балки: что лучше ↑

Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.

Преимущества использования ↑

  • их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
  • использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
  • в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
  • они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.

Виды стропильных ферм ↑

Визуально они похожи на решетку, в которой основная часть в разы больше высоты. По форме это многоугольники, чаще треугольник, или полусфера. Выбор треугольной формы не случаен – она обеспечивает необходимую для конструкции жесткость и неизменяемость. Выполненные в виде набора стержневых треугольников в решетчатой связке они особо эффективны для перекрытия пролетов с большой шириной.

Стропильная ферма висячего типа имеет только две, без промежуточных, точки упора, расположенных по краям на стенах. Верхние концы при этом сходятся на коньке кровли. Все концы, и верхние, и нижние работают на сжатие и изгиб. Они практически рассчитаны на пролет между внешними стенами без дополнительных опор на внутренние стены. Это дает возможность после их монтажа использовать пространство под крышей в качестве одной большой сборочной площадки.

Таким образом, внутренние перегородки можно устанавливать, не учитывая местонахождение несущих стен, то есть появляется полная свобода в планировке внутренней части дома. Однако горизонтальное распирающее усиление, которое передается стенам, получается в итоге достаточно большим. Для устранения прогибов и облегчения пояса (перекрытие в 6–9 м) дополнительно используют ригель. Для больших пролетов обычно оснащают бабкой и подкосами.

Параметры расчета ↑

Ни один из элементов такой конструкции не являются случайным. Каждый из них определяется точными инженерными расчетами с учетом всевозможных нагрузок, постоянных, временных и особых.

К первым относят вес самой кровли, обрешетки, к временным, соответственно, нагрузку на стропила от снега, ветра и полезную, если есть таковая. В СниП оговорены определенные положения, касающиеся временных нагрузок:

  • снеговая нагрузка – ее величину принимают из расчета 180 кг/кв.м в горизонтальной проекции. Снеговой мешок, образовавшийся на крыше, может увеличить снеговую нагрузку до 400-500 кг/кв.м. Для кровель с уклоном больше 60° при расчетах во внимание не принимают.
  • ветровая нагрузка – нормативно ее величина определена как 35 кг/кв. м. Рассчитывают ее для кровель с уклоном больше 30°.

Все указанные величины подлежат корректировке с поправкой на климатические условия местности.

Что же касается полезной нагрузки на стропила, ее учитывают, если установлены баки, вентиляционные камеры, подвешены потолки и т. д.

Особенности крепления узлов ↑

Несущую способность конструкций во многом определяют узлы, их надежность. Рассмотрим варианты креплений некоторых узлов в треугольных фермах пролетом:

Коньковый узел. Стропильные ноги скрепляют скобами или накладками при помощи гвоздей, в половину дерева.

Соединение ноги и ригеля. Ригель ставят на высоте, равной половине высоты фермы и скрепляют с ногами при помощи болтов и гвоздей.

Опорный узел. Строительные ноги опираются прямо на стены.

[stextbox bwidth=»4″ bcolor=»E0FFFF» bgcolor=»F9FFFF» bgcolorto=»F9FFFF»]Подобная конструкция больше подходит для малых строений с достаточно прочными стенами.[/stextbox]

Коньковый узел. Крепление ног проводят аналогично, только между ними по середине дополнительно врезают бабку.

Срединный стык. Лучший вариант – закрепление за нижний пояс.

[stextbox bwidth=»4″ bcolor=»E0FFFF» bgcolor=»F9FFFF» bgcolorto=»F9FFFF»]Оси элементов должны пересечься точно над центром подкладки.[/stextbox]

Узел необходимо укрепить с помощью стяжного болта.

Должна быть усилена стойками и откосами.

Коньковый узел выполняют аналогично, а стык нижнего пояса перекрывают при помощи двух накладок на болтах.

Монтаж под- и стропильных каркасов ↑

Эти элементы стропильной системы обычно укладывают на весь пролет. Чаще всего их собирают либо на складе, либо прямо у места подъема. В любом случае к подъему их необходимо подготовить, в частности, потребуется временное усиление на время подъема. Дело в том, что элементы конструкции в нормальных условиях и при подъеме или кантовке испытывают противоположные нагрузки. Например, обычно нижний пояс бывает растянут, а при подъеме он сжимается. Чтобы этого избежать проводят усиление при помощи пластин и деревянных бревен, и выполнить его можно двумя способами.

  • Защита от деформации и излома. Поперек к поясам крепят несколько бревен. Рекомендуется устанавливать их в плоскости подвесок и стоек. Подняв ферму из горизонтального в вертикальное положение,усиление снимают.
  • Защита поясов от выпучивания в сторону . Усиление выполняют из горизонтальных труб или бревен. Их попарно прикрепляют к обоим поясам при помощи скруток из отожженной мягкой проволоки или специальных стяжных хомутов. Такое усиление оставляют пока ферма не будет установлена в проектное положение и закреплена прогонами и связями.

Непосредственно монтаж проводят в следующей последовательности.

Первыми ставят фронтонные. Их фиксируют при помощи крепежей или гвоздей. Для облегчения выравнивания промежуточных конструкций между торцевыми натягивают веревку.

После установки, каждую промежуточную конструкцию фиксируют к предыдущей ферме при помощи наклонных временных связок, которые необходимы для стабилизации и сохранения интервала между ними. Для этих целей подойдут доски 20х100 мм.

Для большей устойчивости по диагонали скрепляют металлической лентой, соединяя нижний край свеса первой и конек последней.

Статьи по теме:

Устройство стропильной системы вальмовой крыши: основные элементы конструкции Стропильная система ломаной мансардной крыши – экономия пространства и тепла Стропильная система ломаной крыши: схематическое устройство Как рассчитать стропильную систему: алгоритм расчета, формулы, примеры

Стропильные фермы деревянные: отличное качество и надежность

Стропильные фермы деревянные, через жесткие конструкции которых нагрузка передается на несущие стены строения, пришли к нам из Европы. Расчет и конструирование под каждое здание производится индивидуально. Это не только упрощает устройство крыши и значительно ускоряет процесс, но обеспечивает также отличное качество и прочность.

Решетчатые деревянные фермы сегодня нередко изготавливаются в заводских условиях на деревообрабатывающих предприятиях. Материалом для них служит древесина, соответствующим образом высушенная и заранее обработанная специальными средствами.

Стропильные фермы и балки: что лучше ↑

Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.

Преимущества использования ↑

  • их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
  • использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
  • в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
  • они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.

Виды стропильных ферм ↑

Визуально они похожи на решетку, в которой основная часть в разы больше высоты. По форме это многоугольники, чаще треугольник, или полусфера. Выбор треугольной формы не случаен – она обеспечивает необходимую для конструкции жесткость и неизменяемость. Выполненные в виде набора стержневых треугольников в решетчатой связке они особо эффективны для перекрытия пролетов с большой шириной.

Стропильная ферма висячего типа имеет только две, без промежуточных, точки упора, расположенных по краям на стенах. Верхние концы при этом сходятся на коньке кровли. Все концы, и верхние, и нижние работают на сжатие и изгиб. Они практически рассчитаны на пролет между внешними стенами без дополнительных опор на внутренние стены. Это дает возможность после их монтажа использовать пространство под крышей в качестве одной большой сборочной площадки.

Таким образом, внутренние перегородки можно устанавливать, не учитывая местонахождение несущих стен, то есть появляется полная свобода в планировке внутренней части дома. Однако горизонтальное распирающее усиление, которое передается стенам, получается в итоге достаточно большим. Для устранения прогибов и облегчения пояса (перекрытие в 6–9 м) дополнительно используют ригель. Для больших пролетов обычно оснащают бабкой и подкосами.

Читайте также:  Ремонт деревянных полов: инструкция по монтажу своими руками, как отремонтировать

Параметры расчета ↑

Ни один из элементов такой конструкции не являются случайным. Каждый из них определяется точными инженерными расчетами с учетом всевозможных нагрузок, постоянных, временных и особых.

К первым относят вес самой кровли, обрешетки, к временным, соответственно, нагрузку на стропила от снега, ветра и полезную, если есть таковая. В СниП оговорены определенные положения, касающиеся временных нагрузок:

  • снеговая нагрузка – ее величину принимают из расчета 180 кг/кв.м в горизонтальной проекции. Снеговой мешок, образовавшийся на крыше, может увеличить снеговую нагрузку до 400-500 кг/кв.м. Для кровель с уклоном больше 60° при расчетах во внимание не принимают.
  • ветровая нагрузка – нормативно ее величина определена как 35 кг/кв. м. Рассчитывают ее для кровель с уклоном больше 30°.

Все указанные величины подлежат корректировке с поправкой на климатические условия местности.

Что же касается полезной нагрузки на стропила, ее учитывают, если установлены баки, вентиляционные камеры, подвешены потолки и т. д.

Особенности крепления узлов ↑

Несущую способность конструкций во многом определяют узлы, их надежность. Рассмотрим варианты креплений некоторых узлов в треугольных фермах пролетом:

Коньковый узел . Стропильные ноги скрепляют скобами или накладками при помощи гвоздей, в половину дерева.

Соединение ноги и ригеля. Ригель ставят на высоте, равной половине высоты фермы и скрепляют с ногами при помощи болтов и гвоздей.

Опорный узел . Строительные ноги опираются прямо на стены.

Подобная конструкция больше подходит для малых строений с достаточно прочными стенами.

Коньковый узел . Крепление ног проводят аналогично, только между ними по середине дополнительно врезают бабку.

Срединный стык. Лучший вариант – закрепление за нижний пояс.

Оси элементов должны пересечься точно над центром подкладки.

Узел необходимо укрепить с помощью стяжного болта.

Должна быть усилена стойками и откосами.

Коньковый узел выполняют аналогично, а стык нижнего пояса перекрывают при помощи двух накладок на болтах.

Монтаж под- и стропильных каркасов ↑

Эти элементы стропильной системы обычно укладывают на весь пролет. Чаще всего их собирают либо на складе, либо прямо у места подъема. В любом случае к подъему их необходимо подготовить, в частности, потребуется временное усиление на время подъема. Дело в том, что элементы конструкции в нормальных условиях и при подъеме или кантовке испытывают противоположные нагрузки. Например, обычно нижний пояс бывает растянут, а при подъеме он сжимается. Чтобы этого избежать проводят усиление при помощи пластин и деревянных бревен, и выполнить его можно двумя способами.

  • Защита от деформации и излома. Поперек к поясам крепят несколько бревен. Рекомендуется устанавливать их в плоскости подвесок и стоек. Подняв ферму из горизонтального в вертикальное положение,усиление снимают.
  • Защита поясов от выпучивания в сторону . Усиление выполняют из горизонтальных труб или бревен. Их попарно прикрепляют к обоим поясам при помощи скруток из отожженной мягкой проволоки или специальных стяжных хомутов. Такое усиление оставляют пока ферма не будет установлена в проектное положение и закреплена прогонами и связями.

Непосредственно монтаж проводят в следующей последовательности.

Первыми ставят фронтонные. Их фиксируют при помощи крепежей или гвоздей. Для облегчения выравнивания промежуточных конструкций между торцевыми натягивают веревку.

После установки, каждую промежуточную конструкцию фиксируют к предыдущей ферме при помощи наклонных временных связок, которые необходимы для стабилизации и сохранения интервала между ними. Для этих целей подойдут доски 20х100 мм.

Для большей устойчивости по диагонали скрепляют металлической лентой, соединяя нижний край свеса первой и конек последней.


Расчет и монтаж деревянных стропильных ферм

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

Разнообразие видов конструкций

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

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

Фермы на основе наслонных стропил.

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

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

Конструкции стропильных ферм

Фермы на основе висячих стропил

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

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

Классификация стропильных ферм

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

Конструктивные особенности обуславливают классификацию таких конструкций на основе следующих признаков:

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

Варианты конструкции деревянных ферм

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

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

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

Устройство и узлы деревянных ферм

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

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

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

Жёсткие узлы соединений

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

Скользящие узлы соединений

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

Как правильно произвести расчёт

Непосредственно перед расчётом следует определиться с эксплуатационными нагрузками:

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

Основные этапы расчётов производятся с учётом следующих правил:

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

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

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

Изготовление своими руками

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

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

Технология проведения монтажа

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

  • концы ног деревянных ферм должны опираться на мауэрлат, который расположен сверху несущих наружных стен;
  • при показателях ширины пролёта между стенами меньше шести метров для монтажа систем наслонного типа допускается не выполнять установку промежуточных подпорок;

    Крепление каркаса к стенам и возведение

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

    Подробнее о монтаже и креплении своими руками смотрите в видео.

    Стропильная ферма 12 метров

    Возможность перекрытия больших площадей открывает максимум архитектурных возможностей перед застройщиком. Можно делать просторные комнаты, панорамные окна и многое другое. Если перекрыть помещение длиной в четыре-шесть метров не составит труда, то конструкция фермы 12 метров требует специальных знаний и умений.

    Особенности длинных перекрытий

    Для возведения деревянных конструкций с большими пролетами необходимо точно рассчитать все нагрузки на балки, а также их сечение. В индивидуальном строительстве основой большинства крыш выступает стропильная система из дерева. Кровля каждого строения имеет свои особенности и конфигурацию, поэтому и опорные балки могут быть нестандартных размеров и изготавливаются из досок и бруса. Немаловажны и параметры пиломатериала. Древесина должна быть хорошо просушена и иметь минимальное количество сучков. Зачастую применяют хвойные породы, которые предварительно обрабатываются антисептиками и другими пропитками, что увеличивает их срок эксплуатации и делает огнеустойчивыми.

    Каждый элемент фермы, будь то подкос или стропило, тщательно рассчитывается, его длина и сечение имеют важное значение. На эти параметры влияют и наклон крыши, геометрические особенности ската, дистанция между мауэрлатом и коньком, расстояние между стропилами и нагрузка на них, с учетом массы обрешетки, кровели и нагрузки от ветра и снега. Только грамотный профессиональный расчет может учесть все эти нюансы.

    Позвоните нам: +8 (985) 447-61-61

    Какие способы соединения применяются для наращивания длины

    Если деревянная ферма больше 6 метров стропила для нее изготавливаются на заказ в производственных условиях. В этом случае увеличивают не только длину, но и толщину. Этот способ не всегда оправдывает себя. Во-первых, он влечет за собой лишние финансовые затраты, во-вторых, увеличенная толщина образует лишний вес, а это может негативно отразиться на всей конструкции.

    Альтернативным способом является соединение стропил. Состыковка стропил не дает необходимой жесткости, поэтому точку соединения элементов располагают максимально близко к опоре, на дистанции не больше от пятнадцати процентов всей длины пролета. Стропильные ноги удлиняются при помощи трех методов.

    1. Встык. Торцы соединяемых элементов должны быть ровно обрезанными, чтобы в соединяемой области не было щелей, которые могут привести к прогибу. По обе стороны балки делаются накладки, которые прибивают гвоздями. Также допускается применение пластины из стали с шипами. В этом случае поверхность обрабатывается антикоррозийным составом, чтобы не допустить гниения конструкции. Широко распространен и косой прируб, кода торцы обрезаются под углом сорок пять градусов. Здесь тоже важна максимально точная подгонка соединяемых поверхностей. В центре соединения просверливают отверстие для болта диаметром 12-14 миллиметров, с помощью которого фиксируют стык.
    2. Внахлест. Один из самых простых способов, так как в нем не требуется идеально ровных срезов на торцах. Брус накладывается один на другой, чтобы нахлест между ними был не меньше одного метра. Фиксация осуществляется с помощью гвоздей, забиваемых в шахматном порядке или с использованием шпилек. Последние закрепляются шайбами и гайками и отличаются большей надежностью.
    3. Спаренные доски. Для холодных чердаков можно использовать доски место брусьев. Они намного легче и дешевле. Составные стропила получают следующим способом: две доски ставят на ребро, и между ними устанавливают третью. Конструкция соединяется с использованием гвоздей, а просветы заполняются обрезками. Однако такие элементы нельзя использовать в качестве диагональных.

    Деревянные фермы для крыши длиной до 12 метров обладают достаточной прочностью и способны выдерживать нагрузки, так же, как и стропильные системы меньшего размера. Монтаж таких систем должен осуществляться квалифицированными специалистами, которые учитывают множество факторов, перед тем, как приступить к сборке конструкции.

    Что лучше для перекрытия доски или деревянные фермы?

    О том, что деревянное перекрытие полезнее для здоровья по сравнению с бетонным перекрытием мало кто знает. Если вы думаете построить дом с деревянным перекрытием, то вы сделали правильный выбор. Деревянное перекрытие строят в домах со стенами из кирпича, газобетонных блоков, монолитно-бетонных и, конечно же, в домах из бревна, бруса и в каркасных. Осталось решить из каких строительных материалов его лучше сделать. В общем-то выбор не большой – доски, LVL-брус, двутавровые балки и деревянные фермы. Все эти материалы находятся в разном ценовом диапазоне, и если ключевым моментом в выборе строительного материала для вас является стоимость, то не спешите использовать самый дешевый материал. Ведь может получиться, что покупая более дорогой строительный материал, вы сможете больше сэкономить на чем-то другом. Давайте попытаемся выяснить какие секреты скрываются за тем или иным строительным материалом, используемым для строительства перекрытия.

    Что скрывается в перекрытии?

    Водопровод и канализация

    Дом это не только фундамент, стены и крыша. В доме прокладываются электрические провода, водопроводные и канализационные трубы, трубы отопления и вентиляции. Если строить дом не по образцу и подобию хрущевских квартир, а размещать помещения так, как удобно для жизни, а не для прокладки коммуникаций, то на верхнем этаже санузлы могут не совпадать по вертикали с санузлами на нижнем этаже. Это означает, что возможно потребуется проложить какую-то часть канализационной и водопроводных труб внутри перекрытия, чтобы скрытно подвести их к стояку. Многие считают, что этого делать нельзя, ввиду риска протечек. Но их опыт основывается на ветхом оборудовании старых домов, построенных еще в советское время, когда выбор материалов для монтажа водопровода и канализации был сильно ограничен. В современной реальности, существует огромный мировой опыт прокладки коммуникаций в стенах и перекрытиях. При качественном выполнении работ, с использованием современных пластиковых и металлических труб, с современными уплотнителями, такой риск практически равен нулю, зато удобством использования ванной комнаты примыкающей к спальне вы будете наслаждаться каждый день.

    Вентиляция

    Другим элементом комфортного проживания в доме является вентиляция. В соответствие со СНиП все помещения должны в достаточной мере вентилироваться, эти правила существуют очень давно, но при проектировании квартир, обычно, делают всего одну вентиляционную шахту на квартиру. И вентиляция устраивается только в кухне и в санузлах, которые примыкают к кухне. Но в собственном доме, особенно если он достаточно большой, такой вентиляции будет не достаточно, особенно когда мы стремимся сделать свой дом теплым, тщательно закрывая все щели, чтобы сохранить тепло. Спросите у людей, которые сделали вентиляцию в спальнях, как они высыпаются и как чувствуют себя. Поверьте сон на свежем воздухе, даже зимой, предохранит вас от многих заболеваний. Поэтому просто необходимо делать вентиляцию по всему дому, а это возможно при условии прокладки части вентиляционных труб под потолком или в перекрытии.

    Электропроводка

    Вспомним еще и про электричество. В большинстве домов трудно найти помещение, в котором нет потолочных светильников (только пожалуй в ванной и туалете). Но, возможно, электрику будет легче (и экономичнее для вас) проложить внутри перекрытия и провода для других установочных приборов. Обычно провода удобнее и безопаснее прокладывать в пластиковых или металлических трубах.

    В бетонных и кирпичных домах с железобетонными плитами перекрытия все эти коммуникации обычно прячутся в короба и крайне редко в стены или в пол. В отличие от бетонного перекрытия, деревянное перекрытие это отличное место для закладки проводов и труб. Поэтому стоит рассмотреть перекрытие не только, как несущую конструкцию, но и как короб для прокладки коммуникаций, наравне со стенами, подпольем или подвалом.

    Что же лучше доски, двутавровые балки или фермы?

    По правилам строительства деревянных перекрытий, перекрытия на которых расположены спальные помещения рассчитываются на меньшую нагрузку, и поэтому расстояние между лагами может быть больше и чаще всего лаги устанавливают на расстоянии 60 см между осями. На нижнем этаже это расстояние обычно 40 см иногда даже 30 см. Чаще всего для перекрытий используют лаги сечением не менее 50х200 мм. (смотрите таблицы сечений лаг и промежутков между ними для спален и мансард и для остальных помещений). Перекрытие из досок самое дешевое, но и менее практичное. Во-первых, потому что доски имеют свойство усыхать и скручиваться. Во-вторых, очень трудно найти идеально ровные доски. В-третьих, очень трудно найти доски шириной более 200 мм, которые могут понадобиться при необходимости перекрыть больший пролет, как видно из таблицы для жилых помещений самый максимальный пролет для досок сечением 50х200 мм составляет 4 м 30 см. При строительстве современных домов с открытой планировкой этой величины может быть недостаточно. Для разбивки пролета придется устанавливать промежуточные балки, что также увеличивает стоимость и снижает высоту потолка. Конечно при использовании строганной балки её можно оставить на виду в качестве декоративного элемента.

    Доски

    Проблема с перекрытием из досок все же в другом.

    • Для вентиляции обычно прокладывают трубы от 100 до 200 мм. Такие трубы просто не поместятся в пространстве между полом и потолком.
    • Не всегда трубы будут прокладываться параллельно лагам. При небольшой толщине перекрытия будет просто невозможно протянуть такие трубы.
    • В лагах можно делать отверстия или врубки, но их нельзя делать в крайних третях между опорами, а только посередине, и их размер ограничен. Поэтому в деревянном перекрытии такой толщины прокладывают только провода, водопроводные трубы и трубы отопления. Вентиляционные и канализационные трубы прокладывают только на небольшое расстояние без пересечения лаг.

    Деревянные двутавровые балки

    Двутавровые балки обладают рядом преимуществ в сравнении с досками: длина пролета больше, они не усыхают и не скручиваются, и они идеально ровные и можно купить балки большего сечения. Двутавровые балки, как правило, изготавливаются в заводских условиях. Верхний и нижний пояса делаются из сухой строганной древесины, между ними крепится фанера или OSB. Деревянные пояса нельзя подпиливать или делать в них врубки, поскольку именно на них приходится наибольшая нагрузка. При этом самая большая нагрузка действует на крайние части балок близ опор (стен). В средней части балки из фанеры или OSB можно просверливать отверстия или делать прямоугольные вырезы. Смотрите рисунок на котором изображена схема технологических отверстий.

    Нельзя делать отверстия в заштрихованной областиМинимальный промежуток из табл.АМинимальный промежуток из табл.БЗа пределами заштрихованной области можно делать отверстия до 37 мм везде
    минимум (для всех отверстий кроме сучков)Разрешены сгруппированные круглые отверстия, если площадь группы соответствует большим отверстиямВ консольных балках нельзя делать отверстия больше 37 мм

    Осторожно: Сверление, распил, шлифовка производят образование древесной пыли. Краска и/или защитное покрытие двутавровых балок может содержать диоксид титана. Древесная пыль и диоксид титана вызывают рак. Используйте средства защиты дыхательных путей при производстве работ.

    Недостаток двутавровых балок заключается в том, что необходимо много сверлить или выпиливать прямоугольные отверстия, чтобы провести трубы разных диаметров. Это занимает довольно много времени. Кроме того двутавровые балки боятся сырости, поэтому необходимо их защищать от осадков в период строительства. Достоинством двутавровых балок по сравнению с фермами является их более низкая стоимость и отсутствие необходимости заказывать их заранее. Стоимость за погонный метр начинается от 350 рублей, что приблизительно вдвое дешевле ферм.

    Деревянные и комбинированные фермы перекрытия

    Прокладка разных коммуникаций через фермы

    В отличии от двутавровых балок, фермы делаются из натуральных материалов и в них не нужно делать отверстия. Благодаря своей решетчатой структуре, через них можно пропускать трубы в любом направлении без особого труда. Деревянные фермы обычно изготавливаются шириной не менее 30 см, что позволяет провести сквозь них вентиляционные трубы. Деревянные фермы могут перекрывать пролет до 8 метров (иногда и больше), обладают идеальной геометрией, не усыхают и не скручиваются.

    Но стоимость деревянных ферм довольно высока, кроме того их необходимо заказывать заранее, поскольку для каждого дома конструкция фермы рассчитывается индивидуально. Разница в стоимости между перекрытием из досок и фермами для перекрытия 100 кв м может превысить 100 тысяч рублей. Но это разница только в стоимости материала. Если учесть стоимость прокладки коммуникаций, стоимость дополнительных труб, проводов, которые придется укладывать по более длинному пути, может компенсировать эту разницу. Кроме того, вам в будущем может понадобится сделать дополнительную проводку или отопление, а также в случае капитального ремонта, деревянные фермы помогут значительно сократить расходы на эти работы. Деревянные фермы также почти вдвое дороже деревянных двутавровых балок, натуральные продукты почти всегда стоят дороже. Но, как и в случае с досками, значительно экономится время прокладке коммуникаций. Об объеме работ вы можете судить по фото внизу, на котором видна только часть перекрытия небольшого по площади дома, на нем видно сколько больших и малых отверстий пришлось сделать мастеру.

    Выводы

    Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что при строительстве дома большей площади от двух этажей (или с цокольным этажом), использование деревянных ферм предпочтительнее других строительных материалов для каркаса перекрытия. Особенно если учесть, что в принципе, деревянные фермы можно изготовить самостоятельно, хотя и придется повозиться, и если вы не специалист, то необходимо будет заказать расчет инженеру, владеющему специализированной программой для расчета ферм.

    Новый вид деревянных двутавровых ферм с прорезями для коммуникаций

    Коммуникации в перекрытии из двутавровых балок

    Прокладка труб и проводов в деревянном перекрытии экономит пространство

    Читайте также:  Навес из бруса: инструкция по монтажу своими руками, особенности деревянных конструкций для автомобиля
Ссылка на основную публикацию