ПВХ-лодки 

Односкатная крыша 6 на 8 метров. Односкатная крыша своими руками: подробный разбор востребованных вариантов строительства

Если хочется построить неординарный, непохожий на соседские дом, присмотритесь к домам под односкатной крышей. Она придает зданию оригинальность. Кроме того, односкатная крыша — самая простая в устройстве. Настолько простая, что ее вполне можно сделать своими руками.

Плюсы и минусы

Односкатные крыши считаются самими недорогими и простыми в устройстве. И это действительно так, особенно при небольшой ширине здания. Тем не менее, в нашей стране дома с односкатными крышами встречаются совсем нечасто. По большей части это связано с тем, что более привычны для нас двух или четырех скатные кровли — они выглядят привычнее. Вторая загвоздка — найти проект, адаптированный под наши погодные условия. На западных ресурсах проектов очень много, но они разработаны под более мягкий климат, как правило, имеют большую площадь остекления. Найти архитектора, который грамотно изменит понравившийся проект очень непросто. Но если все-таки удалось, и при этом не нарушилась гармония здания, дом получается очень оригинальный.

Многих пугают неровные потолки в некоторой части здания. Их, конечно, сложнее обыгрывать, чем стандартные, но и результат получается совсем другого уровня — оригинальный на 100%. Правда, и на этот раз найти дизайнера, который может разработать подобный интерьер на просторах нашей Родины очень непросто, тем не менее, возможно.

Есть еще один выход — выровнять потолки за счет перекрытия, а свободное пространство под крышей использовать как технические помещения. Реализованы и такие варианты и хозяева очень довольны. Да, технические помещения на в цокольном этаже, а наверху, но зато никаких проблем с грунтовыми водами.

Это, пожалуй, все минусы или подводные камни, которые может принести односкатная крыша. Есть, правда, еще один момент, который сложно назвать недостатком, Из-за особенности строения кровельный материал на подобных домах с земли не виден. Если местность ровная, без больших перепадов высот, заморачиваться с внешним видом кровли, нет смысла. Лучше выбрать простые на вид, но качественные материалы, тихие (плоскость большая, при дожде шумит сильно) и надежные. Один из популярных вариантов — фальцевая кровля. Она обеспечивает должную степень герметичности, не очень шумит. Еще вариант — из современных материалов. Такие крыши еще тише, а современные материалы могут эксплуатироваться 20-30 лет без ремонта.

Устройство односкатной крыши

Организовывают требуемый уклон односкатной крыши за счет перепада высот противоположных стен. Одна стена здания получается значительно выше другой. Это ведет к увеличенному расходу материалов для стен, но стропильная система получается очень простой, особенно для построек небольшой ширины.

При достаточной несущей способности стен стропильная система односкатной крыши опирается на мауэрлат, закрепленный к стене. Чтобы распределение нагрузки было более равномерным, верхний ряд кладки стены армируется продольной арматурой (для кирпичных стен, из бетонных блоков) или поверх последнего ряда заливается армопояс (для стен из , известняка, ракушечника). В случае с деревянным или каркасным строением роль мауэрлата обычно выполняет последний венец или верхняя обвязка.

При недостаточной прочности строительного материала стен большую часть нагрузки можно перенести на перекрытие. Для этого устанавливают стойки (шаг — порядка 1 метра), на которые укладываются прогоны — длинные бруски, идущие вдоль здания. На них и опираются тогда стропильные ноги.

При заливке армопояса или кладке последнего ряда, в него, с шагом в 80-100 см устанавливаются шпильки, при помощи которых затем мауэрлат крепится к стенам здания. В деревянных домах, если не делать армопояс, заложить шпильки невозможно. В этом случае допускается установка на штифты с шестигранной головкой. Под штифт, через мауэрлат сверлится отверстие, на пару миллиметров меньше диаметра штифта. В него забивается металлический стержень, который притягивает деревянный брус к стене. Соединение затягивается при помощи шестигранного ключа требуемого размера.

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.

Выбор угла наклона кровли

Угол уклона кровли определяется по совокупности показателей — ветровой и снеговой нагрузки и типа кровельного материала. Сначала определяются с углом по климатическим условиям (в зависимости от количества осадков и ветровых нагрузок). После смотрят на минимальный рекомендованный уклон для выбранного типа кровельного материала (в таблице ниже).

Если желаемый угол больше, все нормально, если меньше (что бывает очень редко) — его увеличиваете до рекомендованного. Делать крышу с углом, меньшим чем минимальный угол, рекомендованный производителем кровельного покрытия, не стоит однозначно — будет течь на стыках. Чтобы проще было ориентироваться, скажем, что для Средней полосы России рекомендованный уклон односкатной кровли — 20°. Но цифру желательно считать для каждого региона, и даже для разного расположения постройки на участке.

Кстати, имейте в виду, что разные производители одного и того же вида кровельного материала могут требовать разный минимальный уклон. Например, одной марки может производится на кровли с минимальным уклоном в 14°, другой — в 16°. И это при том, что ГОСТ определяет минимальный уклон в 6°.

Также стоит помнить, что при скате до 12° чтобы обеспечить герметичность любого кровельного материала, необходимо промазывать все стыки материала жидким гидроизоляционным составом (обычно — битумной мастикой, реже — кровельным герметиком).

Определяем высоту, на которую требуется поднять стену

Чтобы обеспечить найденный угол уклона односкатной кровли, необходимо одну из стен поднять выше. Насколько выше узнаем, вспомнив формулы расчета прямоугольного треугольника. По ним находим и длину стропильных ног.

При расчете не забудьте, что длина получается без учета свесов, а они нужны чтобы защитить стены дома от осадков. Минимальный свес — 20 см. Но при таком маленьком выступе за пределы здания смотрится односкатная крыша куцей. Поэтому обычно делают свесы не менее 60 см на одноэтажных зданиях. На двухэтажных они могут быть и до 120 см. В данном случае ширина свеса определяется исходя из эстетических соображений — крыша должна смотреться гармонично.

Проще всего определить насколько надо продлить кровлю в дизайнерских программах, позволяющих прорисовать здание в масштабе и «поиграться» со свесами. Отображаться все должно в 3-х измерениях (наиболее популярная программа ScratchUp). Покрутите в ней разные размеры свесов, определитесь, с каким смотрится лучше (это если проекта нет), а потом заказывайте/делайте стропила.

Фотоотчет со стройки: односкатная крыша на доме из газобетона

Построен дом в СПб. Проекта не было, была общая идея, которая представлена на фото. Дом из газобетона, финишная отделка — штукатурка, крыша — фальцевая выбрана исходя из дешевизны, надежности, простоты монтажа.

После того как выгнали стены, в них залили армопояс, в который через каждый метр установлены шпильки (Ø 10 мм). Когда бетон в армопоясе достиг требуемой порочности, на битумную мастику уложили слой гидроизоляции («Гидроизол», разрезанный вдоль на полосы нужной ширины). Поверх гидроизоляции укладывается мауэрлат — брус 150-150 мм. Все пиломатериалы, которые применяются для устройства кровли, сухие, обработаны защитными пропитками, антипиренами.

Начало монтажа односкатной крыши — укладка мауэрлата

Его сначала кладут на место (лежит на шпильках, придерживаемый помощниками), проходят вдоль, стуча молотком по тем местам, где стоят шпильки. В брусе отпечатываются места, где торчат шпильки. Теперь сверлят отверстия и просто насаживают его на шпильки.

Так как пролет получается большим, поставлены подпорки из бруса (150-150 мм), на которые уложен прогон, который будет поддерживать стропильные ноги.

Ширина кровли получается 12 метров. Это с учетом выноса в 1,2 метра с лицевой стороны. Поэтому брусья мауэрлата и прогон «торчат» за пределы стен именно на такое расстояние.

Сначала были сомнения насчет такого большого выноса — крайний правый брус висит на 2,2 метра. Если этот вынос уменьшить, плохо будет стенам, да и внешний вид ухудшится. Потому все решено оставить как есть.

Укладка стропил

Укладываются стропила из двух срощеных досок 200*50 мм, с шагом 580 мм. Доски сбиваются гвоздями, в шахматном порядке (вверху-внизу), с шагом 200-250 мм. Шляпки гвоздей то справа, то слева, попарно Два сверху/снизу справа, два сверху/снизу слева и т.д.). Места сращивания досок разносим на менее чем на 60 см. Полученная балка получается намного надежнее чем аналогичный цельный брус.

Далее пирог односкатной крыши для данного случая такой (со стороны чердака — на улицу): пароизоляция, каменная вата 200 мм, вентзазор (обрешетка, контр-обрешетка), влагоизоляция, кровельный материал. В данном случае это пурал темно-серого цвета.

Утепление изнутри будем проводить потом, а пока поверх стропил укладываем гидро-ветро- защитную мембрану «Тайвек Солид»(паропроницаемая).

Мембрана укладывается снизу-вверх, крепится скобами из степлера. То полотно, которое раскатывается выше, заходит на уже уложенное на 15-20 см. Стык проклеивается двусторонний лентой (покупали вместе с мембраной). Затем поверх мембраны набивается планки, на них — обрешетка под фальцевую кровлю.

Сначала сделана обрешетка из доски 25*150 мм с шагом в 150 мм. После укладки, походив по крыше, решено усилить обрешетку. Для этого между уже уложенными досками набиваем доски 100 мм ширины. Теперь между досками остается зазор в 25 мм.

Обрешетка односкатной крыши в результате

Далее на нижнем фронтоне набили крюки для . Набиты они неровно, так как из-за большой длинны фронтона решено сделать две приемные воронки на расстоянии 2,8 метра от края. Для обеспечения стока в две стороны и сделан такой рельеф.

Далее надо заносить куски металла (картины) длиной по 12 метров. Они не тяжелые, но гнуть их нельзя, потому «салазки» отпадают. Для подъема построен временный «мостик» соединяющий землю и крышу. По нему и поднимали листы.

Далее идут кровельные работы, которые отличаются в зависимости от типа кровельного материала. В данном случае необходимо было решить проблему температурного расширения материала — оцинкованная сталь (пурал) при нагревании/остывании значительно изменяет свои размеры. Чтобы обеспечить свободу расширения крепить материал к обрешетке решено за фальц подвижными кляммерами со свободой перемещения 15-20 мм.

После укладки кровельного материала остается подшивка свесов, а они ничем не отличается.

Кровлю надо довести «до ума» — подшить свесы, но, в основном, она уже готова

Ну, а на фото ниже то, что получилось после отделки. Очень современно, стильно и необычно.

Дом с односкатной крышей — отделка почти закончена

Проекты и фото домов с односкатной крышей

Как уже говорили, тяжело найти интересные проекты жилых домов с односкатной крышей. Пока данные постройки у нас непопулярны. Возможно, как раз из-за своей неординарности. В этом разделе собраны несколько проектов или фото уже построенных домов. Может, кому-то будет полезны хотя-бы в качестве идеи.

Большие окна — красиво, но нерационально в нашем климате

Разноуровневый дом — интересный реализованный проект

Это — прототип того, что расположен выше

Оригинальный дом. Под одной односкатной крышей и дом и хоз постройки, да еще часть — навес над двором между двумя зданиями

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 :


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

  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.

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.

Металлическая опорная кровельная конструкция

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

  • 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.

    Стропильные фермы металлические: опорная конструкция кровли

    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.

    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.

    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.

    Определение внутренних усилий фермы


    Зачастую у нас нету возможности применить обычную балку для того или иного строения, и мы вынуждены применять более сложную конструкцию, которая называется ферма.
    хоть и отличается от расчета балки, но нам не составит труда ее рассчитать. От вас будет требоваться лишь внимание, начальные знания алгебры и геометрии и час-два свободного времени.
    Итак, начнем. Перед тем, как рассчитывать ферму, давайте зададимся какой-нибудь реальной ситуацией, с которой вы бы могли столкнуться. Например, вам необходимо перекрыть гараж шириной 6 метров и длиной 9 метров, но ни плит перекрытия, ни балок у вас нету . Только металлические уголки различных профилей. Вот из них мы и будем собирать нашу ферму!
    В последующем на ферму будут опираться прогоны и профнастил. Опирание фермы на стены гаража – шарнирное.

    Для начала вам необходимо будет узнать все геометрические размеры и углы вашей фермы. Здесь нам и понадобится наша математика, а именно - геометрия. Углы находим при помощи теоремы косинусов.



    Затем нужно собрать все нагрузки на вашу ферму (посмотреть можно в статье ). Пусть у вас получился следующий вариант загружения:


    Далее нам нужно пронумеровать все элементы, узлы фермы и задать опорные реакции (элементы подписаны зеленым, а узлы голубым).


    Чтобы найти наши реакции, запишем уравнения равновесия усилий на ось y и уравнение равновесия моментов относительно узла 2.

    Ra+Rb-100-200-200-200-100=0;
    200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6-Rb*6=0;


    Из второго уравнения находим опорную реакцию Rb:

    Rb=(200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6) / 6;
    Rb=400 кг


    Зная, что Rb=400 кг, из 1-ого уравнения находим Ra:

    Ra=100+200+200+200+100-Rb;
    Ra=800-400=400 кг;



    После того, как опорные реакции известны, мы должны найти узел, где меньше всего неизвестных величин (каждый пронумерованный элемент - это неизвестная величина). С этого момента мы начинаем разделять ферму на отдельные узлы и находить внутренние усилия стержней фермы в каждом из этих узлов. Именно по этим внутренним усилиям мы и будем подбирать сечения наших стержней.

    Если получилось так, что усилия в стержне направлены от центра, значит наш стержень стремится растянуться (вернуться в первоначальное положение), а значит сам он сжат. А если усилия стержня направлены к центру, значит стержень стремится сжаться, то есть он растянут.

    Итак, перейдем к расчету. В узле 1 всего 2 неизвестных величины, поэтому рассмотрим этот узел (направления усилий S1 и S2 задаем из своих соображений, в любом случае у нас по итогу получится правильно).


    Рассмотрим уравнения равновесия на оси х и у.

    S2 * sin82,41 = 0; - на ось х
    -100 + S1 = 0; - на ось y


    Из 1-ого уравнения видно, что S2=0, то есть 2-ой стержень у нас не загружен!
    Из 2-ого уравнения видно, что S1=100 кг.

    Поскольку значение S1 у нас получилось положительным, значит направление усилия мы выбрали правильно! Если же оно бы получилось отрицательным, то направление стоит поменять и знак изменить на «+».


    Зная направление усилия S1, мы можем представить, что из себя представляет 1-ый стержень.


    Поскольку одно усилие было направлено в узел (узел 1), то и второе усилие будет направлено в узел (узел 2). Значит наш стержень старается растянуться, а значит он сжат.
    Далее рассмотрим узел 2. В нем было 3 неизвестных величины, но поскольку мы уже нашли значение и направление S1, то остается только 2 неизвестных величины.


    Опять же

    100 + 400 – sin33,69 * S3 = 0 - на ось у
    - S3 * cos33,69 + S4 = 0 - на ось х


    Из 1-ого уравнения S3 = 540,83 кг (стержень №3 сжат).
    Из 2-ого уравнения S4 = 450 кг (стержень №4 растянут).
    Рассмотрим 8-ой узел:


    Составим уравнения на оси х и у:

    100 + S13 = 0 - на ось у
    -S11 * cos7,59 = 0 - на ось х


    Отсюда:

    S13 = 100 кг (стержень №13 сжат)
    S11 = 0 (нулевой стержень, никаких усилий в нем нету)


    Рассмотрим 7-ой узел:


    Составим уравнения на оси х и у:

    100 + 400 – S12 * sin21,8 = 0 - на ось у
    S12 * cos21,8 - S10 = 0 - на ось х


    ИЗ 1-ого уравнения находим S12:

    S12 = 807,82 кг (стержень №12 сжат)


    Из 2-ого уравнения находим S10:

    S10 = 750,05 кг (стержень №10 растянут)


    Дальше рассмотрим узел №3. Насколько мы помним 2-ой стержень у нас нулевой, а значит рисовать его не будем.


    Уравнения на оси х и у:

    200 + 540,83 * sin33,69 – S5 * cos56,31 + S6 * sin7,59 = 0 - на ось y
    540,83 * cos33,69 – S6 * cos7,59 + S5 * sin56,31 = 0 - на ось х


    А здесь нам уже понадобится алгебра. Я не буду подробно расписывать методику нахождения неизвестных величин, но суть такова – из 1-ого уравнения выражаем S5 и подставляем ее во 2-ое уравнение.
    По итогу получим:

    S5 = 360,56 кг (стержень №5 растянут)
    S6 = 756,64 кг (стержень №6 сжат)


    Рассмотрим узел №6:


    Составим уравнения на оси х и у:

    200 – S8 * sin7,59 + S9 * sin21,8 + 807,82 * sin21,8 = 0 - на ось у
    S8 * cos7,59 + S9 * cos21,8 – 807,82 * cos21,8 = 0 - на ось х


    Так же, как и в 3-ем узле найдем наши неизвестные.

    S8 = 756,64 кг (стержень №8 сжат)
    S9 = 0 кг (стержень №9 нулевой)


    Рассмотрим узел №5:


    Составим уравнения:

    200 + S7 – 756,64 * sin7,59 + 756,64 * sin7,59 = 0 - на ось у
    756,64 * cos7,59 – 756,64 * cos7,59 = 0 - на ось х


    Из 1-ого уравнения находим S7:

    S7 = 200 кг (стержень №7 сжат)


    В качестве проверки наших расчетов рассмотрим 4-ый узел (усилий в стержне №9 нету):


    Составим уравнения на оси х и у:

    200 + 360,56 * sin33,69 = 0 - на ось у
    -360,56 * cos33,69 – 450 + 750,05 = 0 - на ось х


    В 1-ом уравнении получается:

    Во 2-ом уравнении:

    Данная погрешность допустима и связана скорее всего с углами (2 знака после запятой вместо 3-ех).
    По итогу у нас получатся следующие значения:


    Решил перепроверить все наши расчеты в программе и получил точно такие же значения:


    Подбор сечения элементов фермы


    При расчете металлической фермы после того, как все внутренние усилия в стержнях найдены, мы можем приступать к подбору сечения наших стержней.
    Для удобства все значения сведем в таблицу.

    На сегодняшний день создание односкатной – это доступное и действительно практичное решение. И совершенно неважно, что вы собираетесь возводить – дачу, баню, частный дом или гараж, так как такая кровельная конструкция имеет широкую сферу применения в жилом домостроении. Кроме того, данная разновидность кровли потребует от вас весьма скромных финансовых затрат на монтаж, а также последующую эксплуатацию.

    Достоинства односкатных конструкций

    Если вы решили строить односкатную крышу самостоятельно, то никаких особенных профессиональных навыков и умений вам не понадобится. Основными достоинствами такого вида крыш являются:

    • простота конструкции (поэтому и выполнение монтажа можно выполнить без привлечения специалистов);
    • устойчивость к климатическому воздействию, но только в том случае, если вы сможете правильно подобрать угол наклона ската;
    • доступность. Односкатная крыша имеет небольшое помещение для чердака, поэтому вы сможете значительно сэкономить на отоплении дома;
    • оперативность монтажа. Строительные работы не займут много времени, поэтому реализовать проект кровли вы сможете действительно в сжатые сроки.


    Cечения обрешетки в зависимости от уклона крыши и шага стропил

    Все вышеперечисленные преимущества позволяют сделать вывод, что односкатная кровля – это достойный и оптимальный выбор. Кроме того, отдавая предпочтение такой конструкции, вы сможете использовать площадь второго этажа в качестве места для создания мансарды, даже если несущие стены имеют разную высоту. В качестве дополнения можно соорудить веранду или крытую террасу, потому что выступающий край ската неплотно прилегает к строению.

    Тонкости создания чертежа

    Если вы решили отдать предпочтение односкатной крыше, то первым делом вам потребуется разработать проект будущей крыши. Для этого потребуется определить, каким будет наклон ската. Специалисты в области строительства советуют располагать его в наветренном направлении. Это позволит гарантировать высокую степень надежности, а также безопасности настила. Определите, в какую из сторон часто дует ветер на участке проведения строительных работ. На сегодняшний день единственное, что требуется для возведения конструкции, - это проведение точных расчетов. Это необходимо в первую очередь для того, чтобы определить максимально возможную нагрузку на опоры, а также рассчитать коэффициент атмосферного воздействия осадков.

    Проектируя конструкцию, оставляйте запас выносливости стропил на тот случай, если в холодное время года резко увеличится количество выпавшего снега.

    Как мы уже сказали, создание односкатной конструкции нуждается в правильном выборе угла наклона. Но в этом деле следует не только учесть ту местность, для которой свойственны ветра и снега, но и подобрать самый подходящий материал для укладочных работ. Односкатная кровля является простым типом крыши, который используется на сегодняшний день в различных сооружениях. Данная конструкция нуждается в минимальном расходе материалов и затрат времени, так как угол у нее всего лишь один. Так как такой вид крыши часто встречается в современных зданиях, сегодня в сети можно увидеть огромное количество проектов разной сложности.

    В строительных работах можно применять всевозможные строительные и изоляционные материалы. Вы сами можете определить, какой угол наклона будет иметь крыша вашего дома. Но лучше всего не отдавать предпочтение большим углам, так как внешний вид сооружения будет не слишком привлекательным. Зато в таком случае вам не понадобится думать о постоянной очистке кровельного покрытия от снежных осадков. Чтобы крыша была не только практичной, но и функциональной, настоятельно рекомендуется для расчетов использовать специальный строительный калькулятор.

    Критерии и тонкости расчетов для строительства односкатной крыши

    Если вы думаете, что не сможете точно провести все проектные расчеты, то обратитесь за помощью к специалистам. Но в том случае, когда бюджет строительства ограничен, то для таких работ можно вполне воспользоваться калькулятором всех параметров конструкции. Он позволит узнать не только угол наклона, но и площадь поверхности, оптимальный вес расходных материалов, а также количество стропил. Теперь разберем поподробней все данные характеристики.

    Материалы для изоляционных работ

    Помогает выяснить, сколько изоляционного материала потребуется для кровельного покрытия. Известно, что длины рулона составляет 15 м, а ширина 1 м. Расчетные работы проводятся с учетом погрешности в 10 процентов для нахлеста.

    Уровень нагрузки на стропила

    Показатель укажет максимально допустимую нагрузку на стропильную систему сооружения. Он покажет, какой вес имеет вся кровельная конструкция, а также какое воздействие будет оказываться на дом, гараж или дачу в холодное время года из-за снеговых залежей и сильных ветров.

    Длина и количество стропил

    Односкатная крыша угол наклона расчет количества стропил, которые понадобятся для монтажа крыши, а также длины каждого элемента, в зависимости от расположения краев ската и конька конструкции.

    Характеристики и сечение бруса для стропил

    Для определения этих показателей специалисты в строительной отрасли настоятельно рекомендуют воспользоваться таблицей из нормативно-технической документации, а именно из ГОСТа 24454-80. Он дает всю необходимую информацию касательно древесных материалов, которые могут применяться при монтаже кровли, а также дает диапазон для расчетов сечения стропил. Для расчетных работ от вас потребуются данные площади покрытия, выбранный материал, а также точные нагрузки, которые будут оказываться на кровлю в процессе эксплуатации.

    Разумеется, это далеко не все параметры, которые необходимо определить перед началом кровельных работ. Кроме указанных выше, вам необходимо определить количество рядов обрешетки и максимальное расстояние между дощечками, узнать объем каждой из них и т.д. В любом случае, настоятельно рекомендуем вам не браться за расчеты, если вы не имеете опыта и хоть малейшего представления о специфике этого дела. Главное требование – максимальная точность. Для того, чтобы перестраховаться, лучше всего доверить расчет односкатной крыши профессионалам.

    Для возведения небольших построек и домов нет необходимости в устройстве кровли сложной конфигурации. В качестве проектного решения может быть принята стропильная система односкатной крыши. При этом схема упрощается, но появляются некоторые нюансы.

    Преимущества и особенности односкатной системы

    К достоинствам можно отнести:

    • простой расчет;
    • уменьшение количества узлов и присоединений;
    • упрощение монтажа;
    • снижение затрат на древесину;
    • ремонтопригодность.
    Односкатная крыша устойчива к внешним негативным условиям, незатратна и проста в монтаже

    При решении сделать такую крышу своими руками необходимо учесть следующие ее особенности:

    • необходимость возведения высоких продольных стен здания или специальных каркасов;
    • сложность использования подкровельного пространства в качестве мансардного помещения;
    • располагать дом или постройку на участке нужно так, чтобы в большинстве случаев ветер дул на высокую стену строения (необходимо ознакомиться с розой ветров района строительства);
    • угол наклона принимается в зависимости от используемого материала покрытия.

    Схема включает в себя следующие основные элементы:

    • два мауэрлата;
    • стропильные ноги.

    При больших пролетах потребуется устройство своими руками дополнительных элементов, раскрепляющих несущие балки и увеличивающие их несущую способность:

    • подстропильные ноги (подкосы);
    • стойки;
    • прогоны;
    • лежни;
    • схватки.

    Все элементы изготавливаются из древесины хвойных пород первого или второго сорта . Чтобы правильно выбрать наиболее подходящий материал необходимо обращать внимание на следующие моменты:

    • место рубки (лучше выбирать северные регионы);
    • время рубки (прочнее будет дерево, срубленное в конце зимы – начале весны).

    Расчет системы

    Перед тем, как приступать к сборке конструкции своими руками, необходимо сделать расчет и правильно подобрать сечение всех элементов.

    Устройство кровли – ответственный процесс, в котором нельзя допускать ошибок.

    В зависимости от ширины здания и необходимого сечения стропильной ноги для проектируемого пролета, подбирают конструктивное решение стропильной системы.


    Подбор сечения

    При возведении дома профессиональными строителями по заранее подготовленному проекту выполняется расчет по двум предельным состояниям, который определяет высоту и ширину несущих балок по двум требованиям:

    • жесткости;
    • прочности.

    При строительстве частного дома своими руками расчет можно не выполнять, но необходимо учесть рекомендации в зависимости от пролета. Стропила на односкатной кровле всегда наслонные.

    1. Пролет до 4,5 метров. Схема предполагает использования цельных стропильных ног, без раскрепления подкосами или стойками. Удобно и пользовать, если планируется устройство мансарды: позволяет увеличить свободное пространство за счет отсутствия промежуточных опор. Рекомендуемое сечение стропил при шаге 0,6 м – 50х150 мм, для шага 1,1 м потребуется увеличение до 75х175 мм.
    2. Пролет до 6 метров. В этом случае все зависит от угла наклона и пролета. В некоторых случаях хватит стандартной длины доски или бруса – 6 м. При большом угле наклона и пролете приближенном к 6 м потребуется стыковать стропильные ноги по длине. В качестве дополнительной опоры предусматривают подкосы (подстропильные ноги). В месте примыкания подкоса к стропилу стыкуют ногу по длине. Рекомендуемое сечение при шаге 0,6 м – 50х200 мм, при шаге 1,1 м – 100х200 мм.
    3. Пролет более 6 метров. В этом случае нужно сделать промежуточные стойки, которые возьмут на себя часть нагрузки и уменьшат провисание балки. Правильно устанавливать опоры так, чтобы каждый пролет стропильной ноги был менее 6 метров. Расчет в этом случае выполняют как для многопролетной балки с учетом промежуточных опор. При строительстве своими руками сечение берут так же как и для пролета до 6 м (предыдущий пункт). В этом случае все стропила являются составными.

    Если между стропилами планируется своими руками укладывать утеплитель (теплый чердак, мансарда), то расчет учитывает минимальную высоту балок.

    Толщина утеплителя не должна быть больше высоты стропильных ног для пенополиуретана, пенопласта и экструдированного пенополистирола.

    Если планируется укладка минеральной ваты, то дополнительно учитывают вентиляционный зазор 5 см. Частично его обеспечивают за счет несущих балок, а частично за счет контробрешетки, которая монтируется поверх них.

    Подбор шага балок

    Шаг стропильных ног зависит от следующих факторов:

  • тип теплоизоляционного материала;
  • наличие мансардных окон.

    • В первом случае зависимость обратно пропорциональная. Конструкция односкатной крыши предполагает уменьшение шага стропиловки при увеличении пролета или нагрузки . Для типа утеплителя можно привести следующие рекомендуемые значения расстояния между стропилами в свету (в чистоте):

    • пенопласт и экструдированный пенополистирол – 0,6 м;
    • минеральная вата – 0,58м;
    • пенополиуретан – шаг не зависит от утеплителя.

    При проектировании мансарды и использовании в качестве источников света мансардных окон потребуется в местах их установки обеспечить шаг стропил на 4-6 см больше ширины окна.

    Угол наклона


    Угол наклона ската кровли

    В зависимости от используемого типа кровельного покрытия допускается принимать разные углы наклона ската кровли. Ниже приведены значения для наиболее распространенных материалов. Важно помнить, что чем круче скат, тем меньше вероятность протечки и нагрузка на элементы, но это усложняет строительство и требует возведения высокой продольной стены.

    1. Керамическая черепица. Оптимальный угол наклона – 30-45 градусов, допустимый – 12-65 градусов.
    2. Битумная (мягкая) черепица. Оптимальный – 20-45 градусов, допустимый – от 6 градусов.
    3. Металлическая черепица. Оптимальный – 20-45 градусов, допустимый – от 12 градусов.
    4. Оцинкованная кровельная сталь. Допустимый – от 14 градусов.
    5. Шифер. Допустимый – 6-27 градусов.

    Чем меньше угол наклона, тем меньше расход материалов на возведение, но при этом увеличивается нагрузка на кровлю и вероятность протечек.

    Порядок выполнения работ

    После того, как расчет завершен приступают к покупке материала и сборке конструкции.

    1. Обработка элементов антисептиком. Можно выполнить уже после установки в проектное положение, но если планируется хранить древесину, нужно обработать сразу после покупки.
    2. Гидроизоляция мест соприкосновения материалов с различными свойствами. В месте укладки мауэрлатов на кирпичную или бетонную стену нужно уложить слой рубероида, линокрома или гидроизола.
    3. Укладка мауэрлата и закрепление его на стене. Можно выполнять на проволоку, скобы, шпильки, анкерные болты.
    4. Укладка стропильных ног. Закрепление их на мауэрлат. Можно крепить с применением скоб, гвоздей или уголков на саморезы.
    5. Монтаж гидроизоляции и обрешетки.
    6. Укладка утеплителя.
    7. Кровельное покрытие.
    8. Монтаж нижней обрешетки и обшивки потолка.


    Важно грамотно подобрать схему односкатной кровли, сечения элементов, шаг стропил и угол наклона. Соблюдение технологии выполнения работ своими руками обеспечит надежность и долговечность конструкции.