Крепление металлической фермы к стене

Устройство стропильной конструкции крыши (стропильных ферм)

Делимся с друзьями и коллегами

Крыши бывают скатные и плоские, важнейшим несущим элементом скатной крыши являются стропилы или стропильные фермы.

В этом материале изложена информация о вариантах устройства основы для крыши — стропильной системы, которая обычно состоит из стропильных ферм (отдельных жёстких конструкций, являющихся основой для всей конструкции крыши).

Напомним традиционное устройство крыши современных частных домов.

Основные компоненты несущей конструкции крыши – стропильные фермы, обрешётка и кровля.

Кровля — это самая наружная часть крыши, непосредственно контактирующая с окружающей средой.

Обрешётка, состоящая обычно из брусков и досок перпендикулярно прикрепленных к стропильным фермам, является опорой для кровельных материалов (шифер, рубероид, черепица и так далее).

Назначение и конструкции навесов

Основная цель строительства навеса – защита части придомовой территории от осадков и прямых солнечных лучей. Закрытый участок может использоваться как беседка или место для барбекю. Отдельно стоящий навес можно построить на придомовой парковке или рядом с гаражом. В таком случае автомобиль будет защищен от дождя и снега.

Навесы часто используют в личном подсобном хозяйстве, для обустройства летнего выгула скота, места для кормления и ночлега. Преимущества использования такой конструкции в ЛПХ очевидны:

• низкая стоимость материалов;
• высокая скорость строительства;
• возможность реконструкции.

Что касается конструктивных особенностей навесов, то форма и внешний вид навеса полностью зависят от фантазии строителя, дизайнера. Конструкция легкая, поэтому воплотить в жизнь можно практически любые, даже самые причудливые формы.

Выбор материала для основы навеса, преимущества

Навес состоит из столбов (основа конструкции) и крыши. Прочность сооружения напрямую зависит от материала основы.

Легкий, отдельно стоящий деревянный навес в зоне барбекю с тканевыми жалюзи

Навесы из дерева встречаются, пожалуй, чаще всего. Они отличаются тем, что древо стоит не дорого, в сравнении с другими материалами. Поэтому деревянные пристройки часто делают на даче или в сельской местности. Дерево – такой материал, с которым работать очень просто, с минимумом навыков и инструментов из него можно сбить довольно прочное сооружение. Конструкция может быть простой, а может иметь резную декорацию. Но дерево сравнительно не долговечное, от влаги оно гниет, а на солнце пересушивается и теряет прочность. Также оно горит, поэтому пикник под таким навесом лучше не делать.

Навесы из металла тоже часто встречаются. Они отличаются долговечностью и высокой прочностью. Имея сварочный аппарат и умея им пользоваться, такой навес можно сделать самостоятельно. Он будет легче и изящнее, не создаст большой нагрузки на стену, а благодаря тому, что профильные трубы гнутся, может иметь красивый вид. Железо не гниет и не горит, но его «ест» коррозия, поэтому его грунтуют и окрашивают.

Каменный навес больше напоминают навесы античных времен

Каменный навес это уже, по сути, и не навес, а своеобразное строение. Позволить себе такой могут только обеспеченные люди. Такая конструкция выглядит очень внушительно и богато. Камень материал износостойкий, почти вечный и очень прочный, усиление конструкции не понадобится. Но натуральный камень весьма дорогой, поэтому его имитируют, облицовывая металлический каркас отделочной плиткой.

Кованый навес используется в основном для оформления входной части дома. Металлическая ковка выглядит изящно, и вместе с тем такой навес очень прочный. Кованную опору применяют для создания пристенной беседки, крыльца, укрытия для машины. Конструкция будет стоить дороже металлической, но она соединяет в себе два преимущества: прочность и привлекательный вид.

Описание подготовительных работ по монтажу стропильных ферм

Смысл подготовительных работ состоит в том, чтобы облегчить и ускорить монтаж стропильных ферм крыши, операцию, которую приходится выполнять в более неудобных местах, чем остальные работы по сборке каркаса, высоко на каркасе стен и на лесах. Скорая установка стропильных ферм означает также, что здание быстрее будет укрыто от непогоды.
Вначале проверяется прямизна стен и правильность места их установки. При необходимости к ( выпуклости ликвидируются также раздел «Проверка каркасов стен»).
Стропильные и подстропильные фермы можно устанавливать тем же способом, что и балки. К каркасам стен крепятся в этом случае временные дополнительные упоры, если стеновой каркас сам по себе недостаточно прочно удерживает деревянные стропильные фермы, пока они лежат на боку. При установке важно качественно укрепить узлы стропильных ферм.
На поперечных связях стен отмечаются места установки ферм. Разметку можно сделать заранее, до того, как связь будет прибита, тогда разметку не придется делать на лесах. Отметки делаются только в тех местах, где стропильные фермы будут крепиться к каркасу стен.
Одновременно на поперечные связи можно предварительно набить металлические уголки для ферм.

Место установки стропильной фермы, отмеченное на верхней поперечной связи и прикрепленный металлический уголок.

Второй вариант — это заранее прибить уголки и другие металлические стяжки к самим фермам. Поверх каркаса перегородок с помощью скобок крепится полоса пароизоляции шириной не менее 600 мм. Подкосы деревянных стропильных ферм можно изготовлять из обычного каркасного материала. Длина подкосов должна быть такой же, как и расстояние между стропильными фермами. С помощью подкосов установка ферм облегчается. Они устанавливаются на коньке и по линии стенового каркаса.

Другие инструкции по монтажу несущих конструкций верхнего перекрытия:

Проверка стен и подготовка к монтажу балочного настила

Технология каркасного домостроения Платформа

Устройство каркасной стены дома

Технология каркасного домостроения Платформа

Изготовление поперечных связей для каркасных деревянных стен

Технология каркасного домостроения Платформа

Разметка стен при строительстве каркасного дома

Технология каркасного домостроения Платформа

Монтаж балок нижнего и межэтажного перекрытия

Технология каркасного домостроения Платформа

Виды металлических ферм перекрытия

Элементы ферм изготавливаются из профильных труб, двутавровых балок и швеллеров с применением сварного или болтового соединения. В классическом исполнении эти металлоконструкции представляют собой два параллельных ряда профиля, соединенные зигзагообразными перемычками, которые образуют треугольники. Такая компоновка обеспечивает высокую прочность структуры и низкий вес.

В зависимости от используемых материалов, наша продукция делится на:

• Из круглой или профильной трубы различного диаметра.
• Арматурные (так называемые прутковые конструкции).
• Из уголка (одиночного или двух спаренных).
• С усиленными поясами из широкополочных двутавров.

В зависимости от формы металлоконструкции фермы делятся на следующие виды:

• Арочные – используются для строительства промышленных и сельскохозяйственных ангаров, торговых центров, развлекательных павильонов и других крупных зданий. Арочная форма обеспечивает высокую прочность конструкции и существенно снижает общий вес кровли.
• Портальные – используются при монтаже двускатных крыш для промышленных зданий и легких архитектурных комплексов: декораций, сценических павильонов. Возможно изготовление облегченных и усиленных конструкций.
• Портальные с защемлением – за счет отсутствия изгибающего момента эти фермы используются для перекрытия крупных объектов.
• Двухшарнирные портальные – отличаются невысокой материалоемкостью, легкостью и простой формой.
• Шедовые – конструкции с несимметричным профилем, позволяющие создавать М-образные фонари в надстройке зданий.
• Фермы-балки с параллельными поясами – классические системы, которые используются для формирования базового несущего каркаса. Могут использоваться в качестве подстропильных узлов.

Классификация строительных металлических ферм по назначению:

• Облегченные – используются для строительства различных навесов.
• Пространственные – применяются в качестве балок для монтажа эстакад, мостов и других объектов транспортной инфраструктуры.
• Кровельные – предназначены для монтажа односкатных, двускатных и других видов крыш.
• Стропильные и подстропильные – используются в строительстве крупных объектов с пролетами до 30 м.

Металлические фермы из профильной трубы

Ферма – это система, является стержнем строительной конструкции. В ней не меняются геометрические формы, когда ее жесткие узлы заменяются шарнирными. Когда раскосы не расцентрованы и нет внеузловой нагрузки, в раскосах фермы появляется лишь растяжение или сжатие. Фермы создаются из прямых раскосов, которые соединяются в узлах. Таким образом, это висячая конструкция, которая состоит из двух поясов: верхнего и нижнего, а также раскосов и стоек.

Элементы, составляющие фермы

Схема устройства металлической фермы из профильной трубы

Без металлических ферм сложно представить себе современное строительство. Применяются они, как правило для того, чтобы перекрывать большие пролеты. Так сооружают мосты, заводы, складские помещения, торговые комплексы, спортивные комплексы, павильоны, сцены, технических и инженерных сооружений так далее.

Очень сложно самостоятельно сделать правильный расчет — нагрузки на каждую часть системы и выбирая материал для конструкции.

Какую конструкцию фермы необходимо выбрать, подскажет расположение чердачного перекрытия, угол уклона крыши и нужная длина пролета.

Угол уклона кровли 22° – 30°

Когда в проекте дома, указан угол уклона кровли 22°- 30°и вы хотите покрыть крышу шифером, сделать железное или этернитовое кровельное покрытие, луче всего подойдёт металлическая ферма треугольной формы, высота фермы составит одну пятую часть длины пролета. Масса такой ферми не большая.

Когда длина пролета 14-20м., выбирайте конструкцию с идущими вниз раскосами, так как здесь тоже большую роль играет вес. Верхняя часть металлической фермы должна иметь панель длиной 1,5 — 2,5 м. Два пояса конструкции составляет четное количество панелей.

Когда сооружается промышленные помещения, фермы монтируются на подстропильные металлические конструкции. Эти металлические фермы являются связующими элементами для опорных колонн. В данном случае длина пролетов 20-35 м. Необходим монтаж фермы «Полонсо». Она представляет собой структуру из 2 ферм треугольной формы, они соединены между собой при помощи затяжки монтажных соединительных болтов. Такое сооружение дает возможность избежать длинных раскосов в панелях в середине. Ведь, чтобы сопротивляться нагрузке продольного изгиба, они должны иметь очень большое сечение, что сделает всю конструкцию тяжелее во много раз. Верхняя часть фермы имеет двенадцать или шестнадцать панелей. Панели в длину составляют 2 — 2,75 м. Если потолок прикрепляется к фермам, затяжка крепится в узлах пояса сверху.

Угол уклона кровли 15° – 22°

В основном случаи показывает расчет высоту фермы в одну седьмую часть длины пролета. Пролет до 20м. Чтобы увеличить высоту конструкции до 0,23 длины пролета, пояс расположенный внизу, делается ломаным.

И при этом случаи металлические фермы весят примерно на 30% меньше, по сравнению с треугольными конструкциями. Чтобы использовать такие фермы с восемью панелями, нужно увеличить чердачные стены.

Угол уклона кровли 6°– 15°

Этот угол уклона крыши небольшой – при этом уклоне устанавливаются металлические трапециевидные фермы. Высота фермы будет ровна одной седьмой или одной девятой части длины пролета в этом случаи металлическая ферма будет весить меньше всего.

Если в некоторых случаях не подразумевается подвешивание к конструкции потолка, нужна решетка треугольная в качестве раскосов. Расчет количества панелей проводится по таким же расчетам как у треугольной конструкции металлической фермы.

Когда длина чердачных стен недостаточна, возле опор делаются переломы крыши. Если необходимо подвешивание потолка, все панели фермы должны иметь одинаковую длину всех поясах 1,5 — 2,5м., и для раскосов прибавляются стойки. Если Вы хотите чтобы металлические конструкции не были тяжелыми, используется решетка, в которой усилие по сжатию принимается коротенькими стойками.

В том случаи, когда предполагается геометрически сложный потолок и его среднюю часть нужно приподнять над опорами фермы, самый подходящий вариант – металлическая ферма Полонсо — это треугольная ферма в которой нижней пояс делится на три части.

Когда нужна еще больше высота потолка от опор, тогда вам нужна многоугольная металлическая ферма из стропил. У таких конструкций нижний пояс поднят.

Если крыша односкатная и угол ее уклона 6° — 10°, изготавливается металлическая ферма асимметричной формы. Помимо профильной трубы, в качестве материала для стропильных ферм могут быть использованы швеллер из металла, в сечении буквы — П, тавр металлический профиль с сечением в виде буквы — Т, уголок металлический с сечением в виде буквы — Г.

Большое преимущество конструкции из профильной трубы в том, что она легче, по сравнению с конструкциями из материалов, обозначенных выше.

Наш опыт показывает, что профильные трубы чаще всего становятся основой ферм для перекрытия с более легкими кровельными материалами, такими как поликарбонат, битумный гонт, ондулин и так далее.

Как рассчитать металлическую ферму

Для этого нужно:

1. Калькулятор.
2. СНиП, П-23-81, стальные конструкции.
3. СНиП, 2.01.07-85, нагрузки и воздействия.

Пошаговая инструкция:

— Нужно выбрать схему. Определить контуры поясов фермы. Эта металлическая ферма выбираются в связи с функциями постройки, типом покрытия крыши, углом уклона.

— Нужно определить размер конструкции. Высоту конструкции нужно выбрать в зависимости от типа кровельного материала, возможности перемещения фермы, минимального ее веса и возможности обеспечения установленного угла уклона поясов.

— Нужен расчет строительного подъема, если пролет превышает 36м.

— Расчет панельных размеров. Эти размеры должны быть в соответствии с расстоянием между частями, передающими нагрузку на металлоконструкцию. Не забывать что угол раскоса у разных ферм — разный, а размеры панели должны ему соответствовать. При решетке треугольной формы этот угол составляет 45°. Если форма решетки раскосная, 35°.

— Указываем расстояние между узлами фермы. Как правило оно равно ширине панели.

Металлическая ферма арочная — она состоит из верхнего и нижнего пояса. Нижний пояс имеет вид дуги и является направляющим. Пояса соединяются друг с другом ребрами жесткости.

Надо помнить, что чем выше ферма, тем больше несущая способность навеса. Зимой снега на такой арочной крыше, задерживаться будет мало. Несущая способность крыши также связана с количеством ребер жесткости, чем больше ребер, тем ферма крепче. Для обеспечения безопасности сооружения важна точность изготовления конструкций.

Строительные отрасли быстро развивается. Когда то здания возводились из кирпича, камня. Сейчас большой популярностью пользуются сооружения, которые возводятся намного быстрее, благодаря использованию легкого, но надежного материала — стали.

Крепление ферм к внутренним стенам

Фермы, покоящиеся на внутренних несущих стенах могут быть прибиты к стене с каждой стороны гвоздями 90мм наискось. Проверьте правильный размер шага ферм. По чертежу может понадобиться ряд блоков в этом месте. Прибейте все фермы ко всем пересекающим стенам таким же образом.

Уголок для крепления стропильных ферм к внутренним стенам

Фермы, сконструированные для крепления только на наружных стенах — без внутренней поддержки — должны крепиться по другому, так как они обычно имеют изгиб, который будет выпрямляться под предполагаемой нагрузкой, такой как черепица или снег. Эти фермы должны быть оставлены как-бы совбодными от внутренних стен так, чтобы они могли двигаться вверх и вниз. Они крепятся к пересекающим стенам уголком для стропил, который представляет собой маленький уголок с прорезями, которые позволяют ферме сдвигаться при изменении нагрузки (см нижний рисунок на стр. 181). Может также потребоваться другой каркасный » якорь» , такой как металлическая пластина для закрепления ферм к внешним стенам против урагана.

Мауэрлат: узлы крепления стропильных ног

Опирание деревянных стропил на мауэрлат может выполняться по двум технологиям:

• жесткое крепление к мауэрлату;
• скользящее крепление к мауэрлату.

При жестком креплении полностью исключаются любые виды смещения стропильной ноги, которая упирается в мауэрлат (изгибы, сдвиги, кручение). С этой целью при монтаже стропильной системы кровли установка стропил может выполняться с применением подшивного бруска, который предотвращает соскальзывание стропильной ноги в месте опирания. Боковые сдвиги при этом методе соединения исключаются благодаря установке металлических уголков.

Во втором варианте жесткого крепления стропильной ноги на мауэрлат необходимо выполнить запил (седло) в нижней части стропильного бруса или доски. Плоскость опирания должна быть горизонтальной, для этого запил в стропилах производится под углом, соответствующим наклону ската. Для фиксации узла с обеих сторон стропила под углом вбивается по гвоздю (внутри мауэрлата они должны быть скрещенными), сверху вертикально через стропило в мауэрлат вбивается третий гвоздь.

Скользящее крепление обычно используется при возведении стропильной системы на доме из бруса или бревна. Основанием для опирания стропильных ног в этом случае служит не мауэрлат, а верхний венец сруба. Чтобы избежать деформации крыши при усадке дома, необходимо выполнить узел с определенной степенью свободы для стропильной ноги. Нередко с этой целью используется специальный крепежный элемент из металла – скользящая опора («салазки»). Его верхняя часть представляет собой петлю, которая смещается по направляющей, закрепленной на стропильной ноге, при изменении геометрии сруба.

Используются и другие методы монтажа скользящего узла. В стропильной ноге выполняется запил, балка устанавливается срезом на верхний венец, после чего закрепляется одним из способов:

• посредством одного вертикально забитого гвоздя;
• с помощью забитых с двух сторон гвоздей, скрещивающихся в мауэрлате;
• посредством скобы;
• выполнив единичную фиксацию стальными крепежными пластинами.

Такой метод крепления оставляет возможность элементам системы смещаться друг относительно друга при изменении геометрии строительных конструкций.

Коньковые соединения

Устройство стропильной системы кровли с двумя скатами подразумевает наличие в верхней части крыши горизонтального ребра, образованного в результате примыкания скатов – конька. Коньковый узел может выполняться несколькими способами, выбор зависит от типа стропильной системы и особенностей самого здания.

Наслонная конструкция подразумевает крепление стропильных ног на коньковый прогон – горизонтальную балку, расположенную на стойках параллельно длинным стенам дома. Верхние концы стропильных ног следует запилить под углом, соответствующим углу наклона скатов. Примыкания срезанных торцов стропил к коньку должны быть максимально плотными. В качестве крепежных элементов используются гвозди. Наслонные стропила применяются, если есть возможность установить на внутренней стене или столбчатых опорах стойки для крепления конькового прогона. Кроме того, стены должны быть оснащены мауэрлатом для опирания стропил.

Сборка стропильной фермы висячего типа требует соединить верхние концы пары стропильных ног. Для этого торец каждого из стропил подрезается под углом, равным углу наклона крыши, балки соединяются плоскостями срезов — требуется обеспечить плотность их примыкания. Фиксируются при помощи двух гвоздей, забитых под углом в верхние плоскости стропил. Затем с каждой стороны прибивается по деревянной накладке или металлической пластине, которые закрывают место стыка.

Чтобы обеспечить коньку необходимую прочность, может выполняться врубка в полдерева: в этом случае вместо плоскости сопряжения соединения встык, стропила соединяются уступом. Далее сверлится сквозное отверстие под шпильку или болт диаметром 12 или 14 мм, для крепления используются гайки с широкими шайбами.

Если на стене сруба предстоит установить скользящие опоры или создать примыкания (сопряжения стропила с мауэрлатом) с некоторой степенью свободы, коньку следует уделить особое внимание. Рекомендуется выполнить подвижный узел соединения, чтобы крыша не деформировалась при неравномерной усадке сооружения. С этой целью концы стропил соединяются металлическим пластинчатым шарниром.

Прогоны применяются для строительства зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения из металлических каркасов. В металлокаркасе здания прогон служит для крепления ограждающих конструкций, кровельных и стеновых конструкций к каркасу. Он является усиливающей подстропильной конструкцией, которая дополнительно воспринимает на себя климатические (ветровые и снеговые) нагрузки. Прогоны равномерно распределяют нагрузки с кровли на несущие и стропильные конструкции здания (стены, колонны, фермы, рамы).

Устройство прогона здания или сооружения

Металлический прогон представляет собой горизонтально расположенную балку, являющуюся элементом системы связей каркаса. Конструкция прогона зависит от размера крыши, от ее формы, климатических нагрузок района эксплуатации. В случае большого размера крыши конструкция прогона усиливается системой подбалок и подкосов, за счет которых достигается высокая устойчивость и жесткость системы в продольном направлении.

Для изготовления прогонов применяется прокатная сталь различных профилей после выполнения определенных расчетов, основанных на информации о собственном весе балок, массе кровли, силовой нагрузки ветра и снега и др.

Кроме того, прогоны часто применяются для прокладки инженерных сетей, имея большую высоту на опорах и в пролете.

Монтаж металлических прогонов осуществляется в узлах на верхнем поясе стропильных ферм при помощи коротышей из уголков, планок или гнутых листов стали. Листовые прокладки уменьшают перепад между смежными прогонами. Крепление прогонов к каркасу здания производится в зависимости от технических требований к конструкции сваркой или болтами.

Сплошные и решетчатые прогоны

Саратовский резервуарный завод изготавливает прогоны двух типов: сплошные и решетчатые (сквозные). Сплошные прогоны производятся из прокатных швеллеров гнутых профилей Z и С- образного сечения или двутавров. Решетчатые прогоны изготавливаются из любых типов профилей. Верхняя часть решетчатого прогона представляет собой горизонтальный пояс, а нижняя часть — ломаный или треугольный пояс из швеллеров или уголков. Прогоны решетчатого сечения тяжелее сплошных, поэтому их целесообразно использовать в каркасах при шаге стропильных ферм более 6 м.

Сплошные стальные прогоны бывают также двух видов: разрезные и неразрезные. Разрезные сплошные прогоны применяются чаще, так как они проще в монтаже и равномерно распределяют нагрузку на фермы.

Неразрезные сплошные прогоны традиционно используют при устройстве скатных крыш, в системе которых создается дополнительная нагрузка, перпендикулярная скату. Для увеличения жесткости в таких кровельных конструкциях прогоны раскрепляются стальными тяжами для уменьшения количества пролетов. При шаге фермы 6 м тяжи устанавливают в один ряд между всеми прогонами. При большем шаге фермы или в крутых кровлях тяжи устанавливают в два ряда.

Металлические прогоны решетчатого сечения имеют усиленную конструкцию, за счет чего они работают на сжатие с изгибом и воспринимают продольные нагрузки одновременно. Но при этом следует отметить, что они имеют один недостаток: так как они состоят из нескольких частей, их монтаж требует большие трудо- и энергозатраты. В связи с этим самым оптимальным вариантом исполнения решетчатых прогонов является трехпанельный прогон, состоящий из верхнего пояса (в виде двух швеллерных балок), решетки (в виде одиночного гнутого швеллера) и раскосы.

Типы прогонов

В зависимости от конструкции кровельной крыши выделяют три типа прогонов:

Коньковый прогон служит для опирания на него конька крыши (верхней части крыши). Дополнительная поддержка стропил осуществляется при помощи боковых прогонов, которые монтируют между коньком крыши и ее основанием. У основания стропил по верхнему периметру стены устанавливают мауэрлат.

Схема конструкции стальных прогонов здания

1. стропило, 2. балка, 3. мауэрлат, 4. коньковый брус, 5. прогон, 6. подкос, 7. затяжка, 8. подпорка

Антикоррозионная обработка прогонов увеличивают срок службы каркаса зданий. При изготовлении прогонов сталь подвергают горячей оцинковке или наносят высокодисперсные металлические порошки, что по-другому называется методом холодного цинкования.

Так как прогоны являются элементами как внешней, так и внутренней стороны каркаса здания, к ним предъявляются особые требования безопасности.

Саратовский резервуарный завод изготавливает металлоконструкции прогонов различной конструкции в зависимости от сейсмический характеристик здания, степени атмосферных и других нагрузок. Производство прогонов осуществляется на основании расчетов и чертежей.

Как заказать изготовление стальных прогонов зданий и сооружений?

Для расчета стоимости изготовления стальных прогонов зданий и сооружений, Вы можете:

• связаться с нами по телефону 8-800-555-9480
• написать на электронную почту технические требования к металлоконструкциям
• воспользоваться формой «Запрос цены», указать контактую информацию, и наш специалист свяжется с Вами

Специалисты Завода предлагают комплексные услуги:

• инженерные изыскания на объекте эксплуатации
• проектирование объектов нефтегазового комплекса
• производство и монтаж различных промышленных металлоконструкций