≡×МЕНЮ

• Інтер'єр
• Вікна
• Стіни
• Проекти
• Будівлі

Розрахунок металевої ферми. Конструкція кроквяної системи односхилим даху Односхилий дах 6 на 8

• Кроквяна система односхилим дахуза рівнем складності складання відноситься до найбільш простим варіантам, до того ж ще й економічним у плані витрати матеріалів. Тому таку конструкцію найчастіше використовують для покрівлі. підсобних приміщень: гаражів, господарських будівель, майстерень та інших. Однак, також цей тип кроквяного каркаса застосовується і для житлових будівель.

  Однак, незважаючи на простоту складання, у проектуванні одне скатних дахів, а тим більше при їх будівництві обов'язково необхідне дотримання всіх правил, і вимоги відповідно до БНіП. Чому потрібно серйозно поставитися до збірки такої простої кроквяної системи, і що слід врахувати у процесі роботи?

  У чому перевага односхилих типів дахів

  Як було сказано у вступі, односхилий дах перевершує двосхилі аналоги за простотою в будівництві. Таку покрівлю можна звести навіть поодинці, причому в більш короткі терміни. Крім того існує маса інших позитивних моментівчерез які варто вибрати подібний варіант.

  1

  Значно менша витрата матеріалів:

  2 Простота монтажу. Всю роботу можна виконати одній людині, адже не потрібно збирати кроквяні пари, а тим більше здійснювати підйом важких деталей на місце складання кроквяного каркасу. 3 Менша маса конструкції. За рахунок використання невеликої кількості матеріалів, знижується вага, що дозволяє закладати легший фундамент під усю будову. 4 Зниження вітрового навантаження. За рахунок нижчого силуету, односхилий дах не так схильна до парусності, а це не створює опір вітру. 5 Дозволяється обладнання житлового горища (мансарди). При відповідному проектуванні будівлі цілком можливе створення мансарди під односхилим дахом. 6 Можливість створення покрівлі, що експлуатується.

  Однак, незважаючи на масу переваг, подібні конструкції мають і негативні якості, які не завжди дозволяють використовувати такі типи дахів. Основні негативні властивості односхилих типів покрівельних конструкційнаступні:

  • Небажане використання в регіонах з великою кількістюопадів у зимовий період. В інших районах країни потрібен точний розрахунок з ретельним підбором перерізу пиломатеріалів.

  Варто врахувати, що подібні конструкції кроквяних систем доцільніше використовувати в південних регіонахз малою кількістю опадів та постійними вітрами. На північ не варто зводити покрівлю з кутом нахилу скатів менш ніж 45 градусів.

  • Вищі вимоги до гідроізоляції.
  • Односхилий дахне завжди поєднується з підібраним стилем та дизайном будинку.

  Незважаючи на недоліки, односхилі варіантидахів є актуальним варіантом, особливо в малоповерховому приватному будівництві.

  Проектування односхилих дахів. Що врахувати

  

  Плануючи складання односхилого даху потрібно врахувати та розрахувати безліч факторів: схему кроквяної системи, кут нахилу, навантаження, підібрати відповідні матеріали. У результаті має вийде креслення з повною інформацією про майбутній дах.

  Класична схема односхилих кроквяної системи, це укладені поперек будови балки з кріпленням, до , встановленому вздовж несучих стін. Це так званий односхилий дах із простими наслонними кроквами. Але подібний варіант можливий лише при прольотах з довжиною не більше 4500 мм. Але, допускається використання односхилих дахів з більшою довжиною.

  

  • При ширині прольоту в 5000-6000 мм, покрівлі потрібно підсилити підкосами, які спиратися на несучу стінуз додатковим мауерлатом.
  • Якщо ширина прольотів досягає значення 6000-7500 мм, потрібно зібрати більше складний варіант- З упором на шпренгельну ферму. У конструкцію додається бабка, що підтримує додатковий брус, на який спирається крокви. Звичайно стійки (бабці) додатково посилюються підкосами.

  Крім вибору схеми пристрою кроквяної системи на стадії проекту потрібно спланувати крок між балками, а також їх перетин. Такі параметри залежать теж від ширини прольоту і довжини крокв, що використовуються між несучими стінами. Загальні рекомендаціїнаступні:

  

  • При довжині кроквяної балки до 3000 мм її переріз підбирається не більше 80×100 чи 90×160 мм. Крок між окремими елементами повинен становити від 1100 до 2100 мм (залежно від перерізу!).
  • Якщо кроквя завдовжки 6500 мм, у такому випадку підбирається переріз бруса 120×220 мм з кроком між деталями 1100-1400 мм.

  Але, крім вибору відповідного перерізу кроквяних балок, і схеми складання дуже важливим фактором є кут нахилу майбутнього даху.

  Вибір кута нахилу ската

  

  Від кута нахилу ската залежить майбутнє функціонування даху, а також його міцність. Оптимальний ухилповинен забезпечувати видалення опадів із площини (особливо снігу), невисоке вітрове навантаження, а також стійке кріплення покрівельного настилу.

  Розрахунок кутів нахилу всіх покрівельних конструкцій повинен проводитися в точній відповідності до СНиП 2.01.07-85 «Навантаження та впливу». Ці будівельні норми надають всю інформацію щодо конкретного регіону країни.

  Варто також враховувати тип покрівельного матеріалу, що використовується, який також рекомендується використовувати при різних кутах падіння скатів. Наприклад, можна скористатися даними з наведеної нижче таблиці.
  

  Не варто забувати, що в регіонах з великою кількістю опадів у зимовий період найбільше оптимальне розташуванняскатів становить 45 °.

  Підбираючи кути нахилу ската і покрівельний матеріал потрібно врахувати, що площині з невеликими ухилами доведеться очищати від мас снігу, що накопичилися, тому найкраще підібрати настил здатний витримати вагу людини без подальших деформацій.

  Складання різних варіантів кроквяних систем односхилим даху

  Односхилі типи кроквяних конструкцій найчастіше застосовуються для перекриття підсобних будов: гаражів, сараїв та прибудов. Як виконуються роботи зі збирання?

  Односхилий дах гаража

  Зазвичай ширина прольоту біля гаражів рідко перевищує 4000 мм, тому над цією спорудою можна використовувати найпростішу схемукроквяного каркасу. Складання здійснюється поетапно наступним чином:

  
  

  • Мауерлат виготовляється з бруса перетином не менше 100×150 мм. До зовнішнього краю деталь повинна зрушуватися ближче 50-ти мм. Кріпитися елемент на заздалегідь вмуровані шпильки. Якщо будову з дерева, то функцію мауерлату виконує верхній вінець стін.
  • Під крокви краще заздалегідь заготовити шаблон відповідної довжини. Причому бажано щоб спочатку брус був трохи більшим (на 50-100 мм з кожного краю) від запланованої протяжності. Необхідний виліт карнизів формують вже після установки крокв, обрізавши зайві краї. Зазвичай звиси даху виготовляються не більше 400-500 мм з кожного боку.
  • По всій довжині мауерлата робиться розмітка під врубку для крокв. Крок між ними відповідно до проекту. Вибірку деревини роблять на глибину, що не перевищує 1/3 частину товщини бруса.

  

  • Виготовлені крокви встановлюються на свої місця і з'єднуються з мауерлатом обраним способом (цвяхи, скоби, куточки та інші).
  • Після закінчення установки, крокви торцюються до необхідної довжини, і закриваються вітровою дошкою, що набивається.
  • Для формування звисів даху попереду та ззаду гаража можна скористатися двома способами.

1. Мауерлат виноситиметься на необхідну довжину за стіни будівлі.
2. До крайніх крокв кріплять додаткові елементи - кобилки.

На замітку

Відповідно потім вже виготовляється обрешітка під покрівельний настил!

Формування кроквяної системи прибудови

Прибудови до будинку можуть мати різні параметри, і при ширині прольотів менш ніж 4000 мм можна застосувати класичну схему з опорою крокв на дві точки. Однак з більш широкими будівлями (4000 мм) знадобиться встановлення підкосів, які впираються в стіну будівлі.

• На зовнішню стіну прибудови укладається мауерлат, виготовлений із бруса 100×150 мм. Кріплення деталі здійснюється вибраним способом (на шпильки, анкери), дерев'яну будовудеталь не монтують використовуючи як опору для крокв верхній вінець стіни.
• У протилежній стіні будинку, під крокви потрібно підготувати гнізда під розмір крокви в товщі стіни (такі пази можна виготовити ще на етапі кладки).

• Для підкосів можна використовувати дошку 50х150 мм. Їх потрібно монтувати з кутом не більше 45 градусів до опорної стіни.
• Крокви укладають на мауерлат, заводячи протилежні кінці в підготовлені пази. Зі стіною брус з'єднують монтажними кутками, а з протилежного бокуна цвяхи або скоби.
• Під підкоси також готують пази, попередньо розрахувавши кут нахилу. З'єднання елементів із кроквами можна зробити шляхом забивання скоб або цвяхів.

У дерев'яні будинкиКріплення стропілін до стіни здійснюватиметься за рахунок установки кронштейнів (П-подібні для крокв) під п'яти деталі знизу.

Після встановлення крокви вкорочують, формуючи звиси карнизів, і набивають вітрові дошки. Наступним кроком монтують решетування під покрівельний настил.

Створюючи кроквяну систему сараю або господарського блоку, схему збирання вибирають залежно від довжини майбутніх крокв, при перевищенні значення 4000 мм, потрібно установка додаткових елементів: підкосів, ферм та інших.

Дотримання всіх основних вимог дозволить експлуатувати такий дах протягом 15-25 років, а з профілактичними оглядами та реставраційними роботами значно довше.

Односхилий дах є однією з найпростіших конструкцій. Її досить часто застосовують під час зведення різних господарських будівель.

Основними плюсами покрівлі з одним скатом є легкість її зведення та мінімальна витратабудівельний матеріал.

Щоб кроквяна система односхилого даху була надійною та міцною, необхідно врахувати всі нюанси при її зведенні.

У розробленому проекті слід відобразити:

• Перетин, крок та розміри елементів;

• Схема виготовлення вузлів покрівельної конструкції.

Якщо під час виконання розрахунків виникли труднощі, то бажано звернутися по консультацію фахівців.

Монтаж кроквяної системи односхилим даху

Зведення кроквяної системи односхилих покрівлі складається з декількох етапів. Кожен із них буде розглянутий окремо.

Укладання мауерлатного бруса

Насамперед потрібно укласти мауерлатний брус на протяжні стіни будівлі. Він буде рівномірно розподіляти навантаження від даху на стіни будівлі. Чим більше кутухилу покрівлі, тим масивнішим повинен бути мауерлат.

Якщо як матеріал для покрівлі застосовується металочерепиця, то використовують брус, що несе, перетином від 100×100 мм. При використанні профнастилу можна укладати брус мауерлатний перетином від 80×80 міліметрів.

Мауерлат виготовляється з рівного сухого бруса, просоченого антисептичним розчином. На стіну, що несе, укладають шар руберойду, а потім монтують сам мауерлатний брус. Установка бруса виконується за рівнем за допомогою анкерних болтів. Відстань між анкерами має становити від 80 до 100 див.

Обробка мауерлату

Виліт кроквяного брусанад покрівельним звисом має становити від 30 до 40 сантиметрів з кожного боку. Його величина залежить від кута нахилу. Чим більший кут ухилу, тим більше виліт з верхньої сторони покрівлі і менше з нижньої. Крок крокував односхилим даху під профнастил та металочерепицю становить 120 сантиметрів.

Це значення скорочується до 100 см, якщо ширина покрівлі більше шести метрів. Щоб кроквяна конструкція була міцною, необхідно врізати кроквяну дошку в зафіксований мауерлатний брус. Усі врізки мають бути однакового розміру. Вони повинні трохи перевищувати ширину крокв.

Також можна відразу відзначити розміри та місця надпилів на мауерлаті. Надпили краще робити ручною ножівкою. У цьому випадку вони будуть точними та акуратними. Деревину в пазах, що утворилися між вирізами, необхідно видалити за допомогою молотка і стамески.

Установка крокв

При встановленні крокв односхилим даху необхідно в першу чергу відпиляти їх за розміром і обробити антисептиком. Потім їх укладають у крайні пази з обох боків покрівлі. Між укладеними кроквами натягують кілька мотузок.

За допомогою цих мотузок оцінюється сталість ухилу, і тільки після цього фіксуються крайні кроквяні ноги. Для закріплення крокв застосовуються теслярські цвяхи, що мають широкі капелюшки. На кожен стик необхідно використовувати один або два цвяхи. При монтажі інших крокв орієнтуються на натягнуті мотузки.

Якщо розмір прольоту великий, то середину крокв потрібно посилити за допомогою трикутних укосів або додаткових опор. Після монтажу крокв односхилим даху можна приступати до виготовлення обрешітки та укладання обраного покрівельного матеріалу.

Застосувавши профільну трубу для монтажу ферм можна створювати конструкції, розраховані на високі навантаження. Легкі металоконструкції підходять для будівництва споруд, облаштування каркасів під димарі, монтажу опор для покрівлі та козирків. Вигляд та габарити ферм визначають залежно від специфіки використання, чи то домашнє господарствочи промислова сфера. Важливо грамотно виконати розрахунок ферми з профільної трубиінакше конструкція може не витримати експлуатаційні навантаження.

Навіс із аркових ферм

Металеві ферми з трубопрокату відрізняються трудомісткістю в монтажі, але вони економічніші і легші за конструкції з суцільних балок. Профільована труба, яку виготовляють з круглою шляхом гарячої або холодної обробки, у поперечному розрізі має вигляд прямокутника, квадрата, багатогранника, овалу, напівовала або плоскоовальну форму. Найзручніше монтувати ферми з квадратних труб.

Ферма – це металоконструкція, до складу якої входить верхній та нижній пояс, а також грати між ними. До елементів решітки відносяться:

• стійка - розташовується перпендикулярно до осі;
• розкіс (підкіс) - встановлюється під нахилом до осі;
• шпренгель (допоміжний підкіс).

Конструктивні елементи металевої ферми

Ферми призначені для перекриття прольотів. За рахунок ребер жорсткості вони не деформуються навіть за використання довгих конструкцій на спорудах з великими прольотами.

Виготовлення металевих ферм провадиться на землі або у виробничих умовах. Елементи з профільних труб зазвичай скріплюються між собою за допомогою зварювального апаратуабо клепок, можуть використовуватися косинки, парні матеріали. Щоб змонтувати каркас навісу, козирка, даху капітальної споруди, готові ферми піднімають та кріплять до верхньої обв'язки згідно з розміткою.

Для перекриття прольотів застосовуються різні варіанти ферм із металу. Конструкція може бути:

Трикутні ферми, виготовлені з профільної труби, використовуються як крокви, у тому числі для монтажу простого односхилий навіс. Металоконструкції у вигляді арок користуються популярністю завдяки естетичності зовнішнього вигляду. Але арочні конструкції вимагають максимально точних розрахунків, оскільки навантаження на профіль має розподілятися рівномірно.

Трикутна ферма для односхилий конструкції

Особливості конструкцій

Вибір конструкції ферм навісів із профільної труби, козирків, кроквяних систем під покрівлею залежить від розрахункових експлуатаційних навантажень. За кількістю поясів різняться:

• опори, складові якої формують одну площину;
• підвісні конструкції, до складу яких входить верхній та нижній пояс.

У будівництві можна використовувати ферми з різним контуром:

• з паралельним поясом (найпростіший та економічний варіант, збирається з ідентичних елементів);
• односхилі трикутні (кожен опорний вузол характеризується підвищеною жорсткістю, за рахунок чого конструкція витримує серйозні зовнішні навантаження, матеріаломісткість ферм невелика);
• полігональні (витримують навантаження від важкого настилу, але складні у монтажі);
• трапецеїдальні (схожі за характеристиками з полігональними фермами, але цей варіант простіший за конструкцією);
• двосхили трикутні (застосовуються для влаштування даху з крутими схилами, характеризуються великою матеріаломісткістю, при монтажі багато відходів);
• сегментні (підходять для споруд із світлопрозорою покрівлею з полікарбонату, монтаж ускладнений через необхідність виготовляти дугоподібні елементи з ідеальною геометрією для рівномірного розподілу навантажень).

Обриси поясів ферм

Відповідно до величини кута нахилу типові ферми поділяють такі види:

Основи розрахунку

Перед тим як розрахувати ферму, необхідно підібрати відповідну конфігурацію даху, враховуючи габарити споруди, оптимальну кількість та кут нахилу скатів. Також слід визначити, який контур поясів підійде для обраного варіанта даху – при цьому беруться до уваги всі експлуатаційні навантаження на покрівлю, включаючи опади, вітрове навантаження, вага людей, які проводять роботи з облаштування та обслуговування навісу з профільної труби або покрівлі, монтажу та ремонту обладнання на даху.

Щоб здійснити розрахунок ферми з профільної труби, необхідно визначити довжину та висоту металоконструкції. Довжина відповідає відстані, яку має перекривати конструкція, при цьому висота залежить від запроектованого кута нахилу ската та обраного контуру металоконструкції.

Розрахунок навісу зводиться до того що, щоб визначити оптимальні проміжки між вузлами ферми. Для цього потрібно розрахувати навантаження на металоконструкцію, розрахувати профільну трубу.

Неправильно розраховані каркаси покрівлі загрожують життю та здоров'ю людей, оскільки тонкі або недостатньо жорсткі металоконструкції можуть не витримати навантажень і зруйнуватися. Тому рекомендується довірити розрахунок металевої ферми професіоналам, знайомим зі спеціалізованими програмами.

Якщо прийнято рішення виконати обчислення самостійно, необхідно скористатися довідковими даними, у тому числі про опір труби на вигин, керуватися БНіП. Правильно розрахувати конструкцію без відповідних знань складно, тому рекомендується знайти приклад розрахунку типової ферми потрібної конфігурації та підставити формулу необхідні значення .

На етапі проектування складається креслення ферми із профільної труби. Підготовлені креслення із зазначенням розмірів всіх елементів спростять та прискорять виготовлення металоконструкцій.

Креслення з розмірами елементів

Розраховуємо ферму зі сталевої профільної труби

1. Визначається розмір прольоту будівлі, який потрібно перекрити, вибирається форма даху та оптимальний кутнахилу ската (або скатів).
2. Підбираються відповідні контури поясів металоконструкції з урахуванням призначення споруди, форми та розмірів даху, кута нахилу, передбачуваних навантажень.
3. Розрахувавши приблизні габарити ферми, слід визначити, чи можна виготовити металоконструкції в заводських умовах і доставити їх на об'єкт автотранспортом, чи зварювання ферм із профільної труби буде виконане безпосередньо на будмайданчику через велику довжину та висоту конструкцій.
4. Далі потрібно розрахувати габарити панелей, ґрунтуючись на показниках навантажень при експлуатації покрівлі – постійних та періодичних.
5. Щоб визначити оптимальну висотуконструкції в середині прольоту (Н) використовують такі формули, де L – довжина ферми:
   • для паралельних, полігональних та трапецеїдальних поясів: Н=1/8×L, при цьому ухил верхнього пояса повідомлений складати приблизно 1/8×L або 1/12×L;
   • для металоконструкцій трикутної форми: Н=1/4×L чи Н=1/5×L.
6. Кут установки розкосів решітки становить від 35 ° до 50 °, рекомендоване значення 45 °.
7. На наступному етапі слід визначити відстань між вузлами (зазвичай вона відповідає ширині панелі). Якщо довжина прольоту перевищує 36 метрів, потрібно обчислення будівельного підйому - вигину, що погашається назад, який впливає на металоконструкцію при навантаженнях.
8. На підставі вимірювань та обчислень готується схема, згідно з якою вестиметься виготовлення ферм із профільної труби.

Виготовлення конструкції із профільної труби Щоб забезпечити необхідну точність розрахунків, використовуйте будівельний калькулятор – відповідну спеціальну програму. Так ви зможете зіставити свої та програмні розрахунки для того, щоб не допустити великої невідповідності у розмірах!

Арочні конструкції: приклад розрахунку

Щоб зварити ферму для навісу як арки, застосовуючи профільну трубу, необхідно правильно розрахувати конструкцію. Розглянемо принципи розрахунку з прикладу передбачуваного споруди з прольотом між опорними конструкціями (L) 6 метрів, кроком між арками 1,05 метра, висотою ферми 1,5 метра – така аркова ферма виглядає естетично і здатна витримати високі навантаження. Довжина стріли нижнього рівня арочної ферми при цьому становить 1,3 метра (f), а радіус кола в нижньому поясі дорівнюватиме 4,1 метра (r). Розмір кута між радіусами: а=105.9776°.

Схема з розмірами арочного навісу

Для нижнього пояса довжину профілю (mн) розраховують за такою формулою:

mн - Довжина профілю з нижнього пояса;

π – стала величина (3,14);

R – радіус кола;

α – кут між радіусами.

В результаті отримуємо:

Вузли конструкції розташовують у ділянках нижнього пояса з кроком 55,1 см – допускається округлити значення до 55 см, щоб спростити складання конструкції, але збільшувати параметр не слід. Відстань між крайніми ділянками потрібно розрахувати індивідуально.

Якщо довжина прольоту не перевищує 6 метрів, замість зварювання складних металоконструкцій можна скористатися одинарною або подвійною балкою, виконавши згин металевого елементапід вибраним радіусом. В цьому випадку розрахунок аркових ферм не потрібний, але важливо правильно підібрати переріз матеріалу, щоб конструкція витримувала навантаження.

Профільна труба для монтажу ферм: вимоги до розрахунку

Щоб готові конструкціїперекриттів, насамперед великогабаритні, витримували перевірку на міцність протягом усього терміну експлуатації, трубопрокат для виготовлення ферм підбирається на підставі:

• СНіП 07-85 (взаємодія снігового навантаженнята ваги елементів конструкцій);
• СНиП П-23-81 (про принципи роботи зі сталевими профільованими трубами);
• ГОСТ 30245 (відповідність перерізу профільних труб та товщини стінок).

Дані із зазначених джерел дозволять ознайомитися з видами профільних труб та вибрати оптимальний варіантз урахуванням конфігурації перерізу та товщини стінок елементів, конструктивних особливостей ферми.

Навіс для авто з трубопрокату

Ферми рекомендується виготовляти із трубопрокату високої якості, для арочних конструкцій бажано вибрати леговану сталь. Щоб металоконструкції були стійкими до корозії, сплав повинен включати великий відсоток вуглецю. Металоконструкції з легованої сталі не потребують додаткового захисного забарвлення.

Корисні поради щодо монтажу

Знаючи, як зробити ґратчасту ферму, можна змонтувати надійний каркас під світлопрозорий навіс чи покрівлю. При цьому важливо враховувати низку нюансів.

• Найкращі міцні конструкціїмонтуються з металопрофілю із перетином у вигляді квадрата або прямокутника за рахунок наявності двох ребер жорсткості.
• Основні компоненти металоконструкції кріпляться між собою з використанням спарених куточків та прихваток.
• При стикуванні деталей каркаса у верхньому поясі потрібно використовувати двотаврові різносторонні куточки, при цьому слід з'єднувати щонайменше.
• Сполучення частин нижнього пояса кріплять із встановленням рівносторонніх куточків.
• Стикуючи основні частини металоконструкцій великої довжини застосовують накладні пластини.

Важливо уявляти, як зварити ферму з профільної труби, якщо металоконструкцію потрібно зібрати безпосередньо на будівельному майданчику. Якщо немає навичок ведення зварювальних робіт, рекомендується запросити зварювальника з професійним обладнанням.

Зварювання елементів ферми

Стійки металоконструкції монтують під прямим кутом, розкоси – під нахилом 45°. На першому етапі нарізаємо з профільної труби елементи відповідно до розмірів, вказаних на кресленні. Збираємо на землі основну конструкцію, перевіряємо її геометрію. Потім варимо зібраний каркас, використовуючи куточки та накладні пластини, де вони потрібні.

Обов'язково перевіряємо міцність кожного зварного шва. Від їхньої якості та точності розташування елементів залежить міцність та надійність зварених металоконструкцій, їхня несуча здатність. Готові ферми піднімають нагору і кріплять до обв'язування, дотримуючись кроку установки згідно проекту.

Ферми з профільної труби: виготовлення, як розрахувати та зварити

Виготовлення ферм із профільної труби. Як правильно розрахувати конструкцію та зварити. Основні види форм контуру ферм.

Металева опорна покрівельна конструкція

Ферма є висячою конструкцією, яка складається з верхнього і нижнього поясів, розкосів і стійок, що входить у загальну кроквяну систему даху будинку. Сьогодні вона може бути виготовлена ​​з різного матеріалуАле все більшу популярність починають набувати конструкції, виготовлені з металу.

Кроквяна ферма може бути виготовлена ​​з різного матеріалу, але все більшу популярність починають набувати конструкції з металу.

Конструкція металевої покрівлівиконується за сучасної технології, яка сьогодні вважається оптимальною для різних будівель. Каркасні будинкиз металевих полегшених конструкцій стійкі до різних зовнішніх умов, вони відрізняються міцністю та надійністю.

Розрахунок таких кроквяних систем здійснюється за допомогою спеціальних програм, які враховують численні фактори, що робить всю конструкцію дуже надійною.

Переваги використання металевих ферм

Ферми з металу раніше застосовувалися скрізь, де була потрібна висока міцність конструкції, сьогодні перевага використання саме таких конструкцій застосовується і для приватного будівництва, а не лише при спорудженні промислових підприємств. Сьогодні потрібні металеві ферми, які можна умовно розділити на дві групи: просторові та плоскі.

Плоскі конструкції відрізняються тим, що кожен металевий стриженьрозташований лише в одній площині. Просторові конструкції утворюють бруси, що добре витримують навантаження з усіх боків. Це схоже на пристрій баштового крана, яка стійка до досить сильних, тривалих навантажень при використанні.

Основні елементи металевої ферми – це кроквяний пояс та грати, на пояс припадає поздовжня силаі момент, на грати – поперечна сила. Те місце, що розташовується між ними, прийнято називати панеллю, вільний проміжок між фермами - прольотом, простір між осями поясів - висотою.

Види металевих ферм.

Застосовувані сьогодні ферми з металу можуть бути різними, що сильно відрізняє їх від інших. Вони відрізняються формою поясів, прольотів, розмірами, схемами виготовлення. Так, статичні ферми можуть бути рамними, балочними, вантовими, арочними. Балкові в цьому випадку відрізняються більш економною витратою матеріалів, меншою вагою, ніж інші, вони можуть застосовуватися для виготовлення конструкцій, що потребують стійкості до великих постійних навантажень. Арочні використовуються для створення незвичайних привабливих форм покрівлі, але при їх спорудженні витрата будівельних матеріалівдещо збільшено.

Крім того, застосовуються комбіновані схеми, полігональні, сегментовані, трикутні, трапецієподібні, з паралельними поясами. Усі вони відрізняються великою міцністю, невеликою вагою, стійкістю. Висока якість монтажу кроквяної системи забезпечується тим, що будь-який розрахунок для такої конструкції здійснюється за допомогою спеціальних програм.

Як матеріали для виготовлення металевих ферм застосовуються полегшений металевий оцинкований профіль (так звані ЛСТК, тобто легкі сталеві тонкостінні конструкції), що скріплюються саморізами та спеціальними болтами, або спеціальні сталеві балкидля яких використовуються зварні з'єднання.

Особливості розрахунку металевих конструкцій

Розрахувати металеві кроквяні ферми– це процедура, яка потребує наявності спеціальних знань. Зазвичай такі розрахунки виконуються проектувальниками з допомогою спеціальних програм, з урахуванням численних чинників. Такий розрахунок робить металеві конструкції максимально надійними. При розрахунках кроквяної системи необхідно враховувати такі фактори:

• постійні навантаження на дах (вага покрівельного матеріалу та самої кроквяної системи);
• додаткові навантаження (вітрові, снігові, вага людей, які піднімаються на поверхню даху для здійснення ремонту та інше);
• періодичні та особливі навантаження (наявність ураганів, сейсмічні навантаження, інші випадкові фактори).

Схема снігового навантаження на дах.

Снігове навантаження розраховується за формулою: N= Q*k

Q – кількість опадів на квадратний метр у зимовий період;

k - Коефіцієнт кута ската.

Варто брати до уваги і вітрові навантаження, які включають дані по максимальної швидкостівітру в районі, поверховості будови, конструктивним особливостямпокрівлі, її площі.

Точний розрахунок металевих ферм може зробити лише фахівець, не слід намагатися здійснити це самостійно!

Типи металевих ферм

1. Універсальні для промислових будівель: односхилі та двосхилі. Прольоти їм уніфіковані, вони приймаються кратними 3 м, може бути на 18, 24, 30 метрів. Кут нахилу розкосів зазвичай становить 45-50°, загальна формазабезпечує жорсткість конструкції, здатність витримати великі навантаження.
2. Металеві ферми, що мають додаткові шпренгелі, використовуються в безпрогінних конструкціях для великопанельних. залізобетонних плитіз шириною 1,5 м. Це дає можливість на 4-6% зменшити вагу ферми.
3. Трикутні ферми використовуються для житлових будинків, коли ухил покрівлі планується досить крутим.

Кроквяна металева конструкція: монтажні роботи

Монтаж кроквяних металевих ферм повинен здійснюватися лише професіоналами. Усі кріплення виконуються лише згідно з проектом. Це болтові та зварні кріплення (для різних типів матеріалу). Правила монтажу залежать не тільки від типу конструкції, але і від її специфікації, при величині прольоту понад 4,5 м рекомендується ставити додаткові опори для будь-якого виду ферм.

Вибір покриття в залежності від кута нахилу даху

Всі металеві крокви, точніше їх вигляд та конструкція, залежать багато в чому від кута ухилу покрівлі. Розглянемо варіанти влаштування кроквяних систем:

1. Ухил 22-30 градусів. При облаштуванні покрівлі з ухилом 22-30 ° можна використовувати такі варіанти покриття, як етерніт, залізо або шифер. Ферми у своїй роблять трикутної форми, висота їх має становити одну третину від довжини прольоту. Вага такої ферми буде відносно невеликою, для опор можна використовувати зовнішні стіни, які зводяться на невелику висоту для горища. Якщо довжина прольоту дорівнює 14-20 м, кожна половина ферми повинна мати парне число панелей, довжина панелі повинна становити 1,5-2,5 м. Для зазначеної довжини прольоту оптимальне число панелей - вісім;

Для великих будов, де довжина прольоту становить від 20 до 35 метрів, необхідно використовувати так звані ферми Полонсо, тобто конструкцію з металу, яка складається з двох трикутних ферм, що з'єднуються затяжками. Це дає можливість забрати довгі розкоси для серединних панелей, щоб зменшити вагу. Верхній пояс у разі треба розбити на 12-16 панелей довжиною кожної 2-2,75 метрів. Розрахунок для підшивки стелі повинен враховувати наявність затяжки в 4-6 панелей, яка кріпиться у вузлах верхнього пояса.

1. Ухил 15-22°. При такому ухилі покрівлі розрахунок металевих ферм передбачає висоту конструкції в 1/7 від довжини прольоту, нижній пояс при цьому робиться ламаним, що дає змогу знизити вагу на 30% порівняно із звичайною фермою трикутною. Довжина одного прольоту при цьому не повинна бути більшою за 20 метрів;
2. Ухил від 6 до 15 °. Для дахів із невеликим ухилом застосовують ферми трапецієподібної форми з висотою від 1/7 до 1/9. Якщо стеля не підвішується, можна використовувати розкоси, виконані у вигляді решітки трикутної форми. Стіни горища для монтажу такої системи повинні мати належну висоту або проектується дах, який має переломи біля опор. Панелі нижнього пояса при цьому повинні дорівнювати розміру панелей верхнього пояса. Розрахунок здійснюється з урахування того, що сама довжина повинна становити 1,5-2,5 м, до всіх розкосів додаються стійки. Для того, щоб конструкція не вийшла важкою, використовується решітка.

Використання металу для виготовлення кроквяних систем – це не така й новинка. Відомі такі конструкції ще з кінця 19-го століття, хоч і застосовувалися вони вкрай рідко, переважно для будівництва палаців та храмів. Сьогодні метал знайшов друге життя, з нього роблять надійні та дуже міцні будівлі, житлові будинки, промислові об'єкти.

Розрахунок таких конструкцій повинен здійснюватись лише фахівцями, для цього існують спеціальні програми. Кріплення металевих ферм можуть бути різними, як і матеріал виготовлення: це зварні сталеві конструкції, полегшені оцинковані, які кріпляться за допомогою саморізів і болтів. Вигляд самих ферм та розміри багато в чому залежать від того, який ухил покрівлі буде зроблено, які навантаження передбачаються.

Кроквяна ферма металева для даху

Кроквяна ферма металева застосовується не тільки в будівництві промислових будівель, але і приватних будинків. Вона давно зарекомендувала себе у ролі надійної покрівельної конструкції.

Кроквяні ферми металеві: опорна конструкція покрівлі

Ферми – це елементи конструкцій, які, сприйнявши навантаження у прольоті, передають їх у опори. Кроквяні ферми металеві мають вигляд гратчастої наскрізної конструкції, виконаної з прямокутних стрижнів, «зібраних» один з одним у вузли. Вибір їхньої конструкції для конкретного даху визначає розташування горищного перекриття, ухил покрівлі та необхідна довжинапрольоту.

Кроквяні ферми металеві в основному виготовляють із сталевих профілів, частіше з куточка. Для більш важких конструкцій профіль має тавровий або двотавровий переріз, а для гідротехнічних споруд – круглий профільний труба. Сталева кроквяна ферма широко використовується в конструкціях для покриття та перекриття будівель, частіше з шириною прольотів більше 24 м.

Конструкція з металу

Міцність та жорсткість цих елементів несучої конструкції забезпечує їх форма. Класичний варіант металевої ферми складається з прутів - два паралельних і ще між ними, зварені зигзагоподібно. Завдяки такому компонування навіть при відносно малій витраті матеріалу опірність конструкції з металу підвищується.

Основні конструктивні елементи:

• пояси, верхній та нижній, що утворюють контур;
• грати, зібрані з розкосів та стійок.

Вузлове з'єднання елементів виконують безпосереднім примиканням одного до іншого. Стрижні грати фіксують до поясів або зварюванням або за допомогою фасонних елементів. Крім кроквяних можуть бути і підкроквяні. Їх використовують як опори для несучих конструкцій та перекриттів, якщо відстань між колонами перевищує крок балок або у колон неоднаковий крок.

Види: по поясах та ґратах

Їх класифікують за геометрією поясів та типом решітки.

По обрису пояса

• з паралельними поясами – мають достатньо конструктивних переваг. Найбільша повторюваність деталей, пов'язана з рівними довжинамистрижнів для поясів і решітки, однією і тією ж схемою вузлів, мінімальною кількістю стиків поясів дозволяє уніфікувати конструкції, що дає можливість індустріалізації їх виробництва. Вони оптимальні для м'яких покрівель.

• трапецеїдальні (односкатні) - у поєднанні з колонами дає можливість влаштовувати жорсткі вузли рам, що підвищують жорсткість будівлі. У середині прольоту на ґратах цих ферм немає довгих стрижнів. Для них не потрібні великі ухили.
• полігональні – підходять для важких будівель, що використовуються для великих прольотів, у своїй вони дають суттєву економію стали. Полігональне обрис для легких варіантів нераціонально, оскільки отримання трохи економії незрівнянно з ускладненням конструкції.

• трикутні - зазвичай їх використовують для крутих дахів або, виходячи з умов експлуатації будівлі або виду покрівельного матеріалу. Хоча вони прості у виконанні, проте мають певні конструктивні недоліки, скажімо, складність гострого опорного вузла, підвищена витрата матеріалів при виготовленні занадто довгих стрижнів у центральній частині ґрат. Використання трикутних систем у ряді випадків обов'язково, наприклад, у будівлях, де необхідно забезпечити з одного боку значний і рівномірний приплив природного світла.

Системи решітки

• трикутна – найефективніша у разі паралельних поясів та трапецеїдального обрису, можливе їх використання у системі з трикутним обрисом;
• розкосна - розкоси, найдовші елементи, повинні бути розтягнутими, стійки ж, навпаки, стиснутими. Такі грати в порівнянні з трикутною більш трудомісткі і мають більшу витрату матеріалу;
• спеціальні – шпренгельні, хрестові та інші.

Розрахунок трикутної ферми та її особливості

При розрахунку враховуються вимоги БНіП щодо « Сталевим конструкціям» та «Навантаженням та впливам». Грамотно розрахувати кроквяні системи з металу можна лише за наявності спеціальних знань. При цьому враховуються численні фактори, тому проектувальники зазвичай звертаються при розрахунках за допомогою спеціальних програм.

Що лежить в основі розрахунків трикутної ферми: приклад

Ферми знаходяться під постійним впливом таких навантажень, як вага покрівлі, ліхтарів, підвісних водостічних систем, вентиляторів, власна вага несучої конструкції та інших. До тимчасових навантажень відносять тиск вітру, снігу, масу людей, що знаходяться на даху, підвісного транспорту.

Приймаються до уваги також особливі чи періодичні навантаження, типу сейсмічних, урагану тощо.

Виготовлення та з'єднання елементів

• Складання. Збирають їх поетапно із деталей на прихватках.

• Пов'язку поясів виробляють, використовуючи один або два спарені куточки:

• верхні пояси виготовляють з нерівнобоких двох куточків, що мають тавровий переріз, стикування проводять по менших сторонах;
• для нижніх поясів використовують, відповідно, рівнобокі куточки.

• Якщо елемент великої довжини, застосовують сполучні та накладні пластини. У разі навантажень, утворених у межах її панелей, використовуються парні швелери.
• Кут установки розкосів - 45 °, а стійок - 90 °. Для виготовлення застосовують рівнобокі куточки, скріплюючи елементи за допомогою пластин. Куточки в перерізі або хрестоподібні, або таврові.
• Повністю зварні системи виготовляють із використанням тавр.

• Зварювання. Коли складання на прихватках закінчена вручну або напівавтоматичним способом виконують зварювальні роботи, після чого кожен шов зачищають.
• Забарвлення. У кроквяної конструкціїна завершальному етапі свердлять отвори та покривають її антикорозійними складами.

Деякі правила пристрою

Вигляд та конструкція металевих крокв багато в чому залежить від ухилу покрівлі. Розглянемо зв'язок між ухилом покрівлі та улаштуванням кроквяних систем:

• 6–15° – ферма трапецієподібної форми, висота 1/7–1/9 її довжини. Для облаштування горища або її стіни повинні мати відповідну висоту, або дах, що проектується, повинен мати переломи біля опор. Розмір панелей нижнього та верхнього пояса має бути однаковим. Для полегшення використовують ґрати.
• 15-22 ° - висота конструкції з металу дорівнює 1/7 довжини, нижній пояс повинен бути ламаним - це дозволяє знизити вагу в порівнянні зі звичайною трикутною порядку 30%. При цьому один проліт по довжині не повинен перевищувати 20 м-коду.
• 22-30 ° - система трикутної форми, висота 1/3 довжини. Оскільки вага її виходить відносно невеликою, опорою можуть бути зовнішні стіни, зведені на невелику висоту.

Серія 1263.2-4. Випуск 1. Ферми прольотами 18, 21 та 24 м із прокатних куточків. Креслення КМ(7,1 MiB, 368 hits)

1.263-2-4.1КМ-4 Схеми ферм з маркуванням вузлів. Розбивка ферм на відправні марки

1.263-2-4.1КМ-5 Схеми розташування ферм прольотом 18 м та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-6 Схеми розташування ферм прольотом 21 м та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-7 Схеми розташування ферм прольотом 24 м та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-8 Схема ферм з маркуванням елементів

1.263-2-4.1КМ-9 Сортамент ферм прольотом L=18 м та Н=1,2 м

1.263-2-4.1КМ-10 Сортамент ферм прольотом L=18 м та Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-11 Сортамент ферм прольотом L=21 м та Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-12 Сортамент ферм прольотом L=24 м та Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-13 Схеми вертикальних зв'язків В-1, В-2

1.263-2-4.1КМ-14 Вузол 1

1.263-2-4.1КМ-15 Вузол 2,3

1.263-2-4.1КМ-16 Вузол 4

1.263-2-4.1КМ-17 Вузол 5

1.263-2-4.1КМ-18 Вузол 6

1.263-2-4.1КМ-19 Вузол 7

1.263-2-4.1КМ-20 Вузол 8

1.263-2-4.1КМ-21 Вузол 9

1.263-2-4.1КМ-22 Вузол 10

1.263-2-4.1КМ-23 Вузол 11

1.263-2-4.1КМ-24 Вузол 12-15

1.263-2-4.1КМ-25 Вказівка ​​щодо розрахунку зварних швів вузлів ферм

1.263-2-4.1КМ-26 Розмітка отворів по верхніх поясах ферм для кріплення зв'язків

1.263-2-4.1КМ-27 Схема розкладки залізобетонних плит та деталі їх приварювання до поясів ферм

1.263-2-4.1КМ-28 Специфікація стали ферм прольотом 18 м

1.263-2-4.1КМ-29 Специфікація стали ферм прольотом 21 м

1.263-2-4.1КМ-30 Специфікація стали ферм прольотом 24 м

Затверджено: Державний комітетз цивільного будівництва та архітектури при Держбуді СРСР 13.10.1982

Серія 1263.2-4. Випуск 2. Ферми прольотом 27, 30 та 36 м із прокатних куточків. Креслення КМ(8,8 MiB, 129 hits)

1.263-2-4.2КМ-2 Схеми ферм з маркуванням вузлів. Розбивка ферм на відправні марки

1.263-2-4.2КМ-3 Схема розташування ферм прольотом 27 м та зв'язків

1.263-2-4.2КМ-4 Схема розташування ферм прольотом 30 м та зв'язків

1.263-2-4.2КМ-5 Схема розташування ферм прольотом 36 м та зв'язків

1.263-2-4.2КМ-6 Схеми ферм з маркуванням елементів

1.263-2-4.2КМ-7 Сортамент ферм прольотом L=27 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.2КМ-8 Сортамент ферм прольотом L=27 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.2КМ-9 Сортамент ферм прольотом L=30 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.2КМ-10 Сортамент ферм прольотом L=30 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.2КМ-11 Сортамент ферм прольотом L=36 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.2КМ-12 Сортамент ферм прольотом L=36 м; Н = 2,4 м

1.263-2-4.2КМ-13 Схеми вертикальних зв'язків В-1, В-2; В-3

1.263-2-4.2КМ-14 Вузол 1

1.263-2-4.2КМ-15 Вузол 2,3

1.263-2-4.2КМ-16 Вузол 4

1.263-2-4.2КМ-17 Вузол 5

1.263-2-4.2КМ-18 Вузол 6

1.263-2-4.2КМ-19 Вузол 7

1.263-2-4.2КМ-20 Вузол 8

1.263-2-4.2КМ-21 Вузол 9

1.263-2-4.2КМ-22 Вузол 10-13

1.263-2-4.2КМ-23 Вказівка ​​щодо розрахунку зварних швів у вузлах ферм

1.263-2-4.2КМ-24 Розмітка отворів по верхніх поясах ферм для кріплення зв'язків

1.263-2-4.2КМ-25 Схема розкладки залізобетонних плит та деталі їх приварювання до поясів ферм

1.263-2-4.2КМ-26 Специфікація стали ферм прольотом L = 27 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.2КМ-27 Специфікація стали ферм прольотом L = 27 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.2КМ-28 Специфікація стали ферм прольотом L = 30 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.2КМ-29 Специфікація стали ферм прольотом L = 30 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.2КМ-30 Специфікація стали ферм прольотом L = 36 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.2КМ-31 Специфікація стали ферм прольотом L = 36 м; Н = 2,4 м

Прийнятий: МАДИ Мінвузу СРСР (Московський автомобільно-дорожній інститут)

Прийнятий: Президент Російської Федерації

Прийнятий: ЦИТП Держбуду СРСР

Затверджено: Державний комітет з цивільного будівництва та архітектури при Держбуді СРСР 04.01.1983

Серія 1263.2-4. Випуск 3. Ферми прольотом 18, 21, 24, 27, 30 та 36 м із прокатних куточків під полегшену покрівлю(11,6 MiB, 80 hits)

1.263-2-4.1КМ-2 Схеми ферм з маркуванням вузлів. Розбивка ферм на відправні марки

1.263-2-4.1КМ-3 Схема розташування ферм прольотом 18 м, прогонів та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-4 Схема розташування ферм прольотом 21 м, прогонів та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-5 Схеми розташування ферм прольотом 24 м, прогонів та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-6 Схеми розташування ферм прольотом 27 м, прогонів та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-7 Схеми розташування ферм прольотом 30 м, прогонів та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-8 Схеми розташування ферм прольотом 36 м, прогонів та зв'язків

1.263-2-4.1КМ-9 Схема ферм з маркуванням елементів

1.263-2-4.1КМ-10 Сортамент ферм прольотом L=18 м; Н = 1,2 м

1.263-2-4.1КМ-11 Сортамент ферм прольотом L=18 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.1КМ-12 Сортамент ферм прольотом L=21 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.1КМ-13 Сортамент ферм прольотом L=24 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.1КМ-14 Сортамент ферм прольотом L=27 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.1КМ-15 Сортамент ферм прольотом L=27 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.1КМ-16 Сортамент ферм прольотом L=30 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.1КМ-17 Сортамент ферм прольотом L=30 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.1КМ-18 Сортамент ферм прольотом L=36 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.1КМ-19 Сортамент ферм прольотом L=36 м; Н = 2,4 м

1.263-2-4.1КМ-20 Схеми вертикальних зв'язків В-1…В-4

1.263-2-4.1КМ-21 Вузол 1

1.263-2-4.1КМ-22 Вузол 2,3

1.263-2-4.1КМ-23 Вузол 4

1.263-2-4.1КМ-24 Вузол 5

1.263-2-4.1КМ-25 Вузол 6

1.263-2-4.1КМ-26 Вузол 7

1.263-2-4.1КМ-27 Вузол 8

1.263-2-4.1КМ-28 Вузол 9

1.263-2-4.1КМ-29 Вузол 10

1.263-2-4.1КМ-30 Вузол 11

1.263-2-4.1КМ-31 Вузол 12-15

1.263-2-4.1КМ-32 Вказівка ​​щодо розрахунку зварних швів вузлів ферм

1.263-2-4.1КМ-33 Розмітка отворів по верхніх поясах ферм L=18-24 м для кріплення зв'язків

1.263-2-4.1КМ-34 Розмітка отворів по верхніх поясах ферм L=27-36 м для кріплення зв'язків

1.263-2-4.1КМ-35 Таблиці для вибору марок прогонів та профілю розмірів настилу

1.263-2-4.1КМ-36 Специфікація стали ферм прольотом L = 18 м; Н = 1,2 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.1КМ-37 Специфікація стали ферм прольотом L = 27 м; L = 24 м; Н = 1,8 м

1.263-2-4.1КМ-38 Специфікація стали ферм прольотом L = 27 м; Н = 1,8 м; Н = 2,7 м

1.263-2-4.1КМ-39 Специфікація стали ферм прольотом L = 30 м; Н = 1,8 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.1КМ-40 Специфікація стали ферм прольотом L = 36 м; Н = 2,1 м

1.263-2-4.1КМ-41 Специфікація стали ферм прольотом L = 36 м; Н = 2,4 м

Затверджено: Державний комітет з цивільного будівництва та архітектури при Держбуді СРСР 06.05.1983

Серія 1263.2-4. Вип-4. Ферми прольотом 15, 18, 21, 24, 27 і 30 м із зварних гнутозамкнених профілів (зі зниженою висотою)(6,8 MiB, 139 hits)

1.263-2-4.4-01КМ Схеми ферм з маркуванням вузлів. Розбивка ферм на відправні марки

1.263-2-4.4-02КМ Схеми розташування ферм прольотом 15,18 м та зв'язків

1.263-2-4.4-03КМ Схеми розташування ферм прольотом 21,24 м та зв'язків

1.263-2-4.4-04КМ Схеми розташування ферм прольотом 27,30 м та зв'язків

1.263-2-4.4-05КМ Схеми ферм з маркуванням елементів

1.263-2-4.4-06КМ Сортамент ферм прольотом 15,18,21 м

1.263-2-4.4-07КМ Сортамент ферм прольотом 24 м

1.263-2-4.4-08КМ Сортамент ферм прольотом 27 м

1.263-2-4.4-09КМ Сортамент ферм прольотом 30 м

1.263-2-4.4-10КМ Геометричні схеми відправних марок кроквяних ферм

1.263-2-4.4-11КМ Вузол 1,2

1.263-2-4.4-12КМ Вузол 3…8

1.263-2-4.4-13КМ Вузли спирання ферм (варіанти)

1.263-2-4.4-14КМ Фрагменти плану настилу з розташуванням кріплень

1.263-2-4.4-15КМ Розрахункове навантаження, що допускається, на настил

1.263-2-4.4-16КМ Вузол кріплення зв'язків

1.263-2-4.4-17КМ Зварні шви ферм

1.263-2-4.4-18КМ Деталі Д-1…Д-3

1.263-2-4.4-19КМ Специфікація стали ферм прольотом 15,18,21 та 24 м

1.263-2-4.4-20КМ Специфікація стали ферм прольотом 27 та 30 м

1.263-2-4.4-21КМ Відомість витрати матеріалів

Затверджено: Державний комітет з цивільного будівництва та архітектури при Держбуді СРСР 29.03.1984

Кроквяні ферми металеві: розрахунок конструкції, виготовлення

Кроквяні ферми металеві - це легка металоконструкція, що володіє особливою міцністю. На відміну від балок, суцільних по конструкції, вони ґратчасті.

Одна з найпопулярніших і найпростіших конструкцій даху - . При будівництві невеликих типів будівель у себе вдома або на заміській ділянці, відмінним виборомодносхилий дах робить те, що є можливість використовувати недорогий руберойд як покрівлю, потрібна мінімальна витрата будматеріалів та простота пристрою при монтажі.

Односхилий дах зазвичай роблять при будівництві невеликих господарських будівель, гаражів або лазень.

Вибір такої конструкції даху буде найбільш оптимальним рішенняму тому випадку, якщо будівництво лазні планується до існуючих будівель у вигляді прибудови або коли на суворо певну сторону потрібно організувати звалювання снігу з даху (наприклад, щоб не сипався за паркан до сусідів сніг, звалений з даху).

Влаштування односхилий даху.

За своїм пристроєм односхилий дах, має з усіх типів скатних дахів, мабуть, найпростішу конструкцію.

За рахунок спирання даху на стіни різної висоти, в самому простому випадкуможе здійснюватися її ухил.

Найбільш проста конструкція односхилим даху- балки з бруса, зі стіни на стіну з латами та покриттям з рулонних матеріалів(Наприклад, покрівельний руберойд), цілком підійде для лазні, яка має утеплене стельове перекриття.

Кут нахилу односхилим даху.

Виходячи з вартості будівельних матеріалів, матеріалу покриття, тиску вітру, що залежить безпосередньо від площі парусності даху та величини снігового навантаження, вибирається ухил односхилого даху.

Конструкції даху зазнають найбільшого навантаження в зимовий період, від снігу, що налипає на неї. Тому рекомендується виконувати конструкцію даху з таким ухилом, щоб вільно міг скочуватися сніг. Значно знижується в цьому випадку переріз всіх будівельних елементів, що здешевлює вартість будівництва.

Необхідно знати в той же час, що в залежності від кута нахилу схилу до горизонту також вибираються різні видипокрівлі. Якщо дах, що має ухил у 2-5 градусів або плоский дахМожна покрити кількома шарами руберойду і простоїть вона 15-20 років, то при покритті такої ж даху шифером, вона буде протікати.

Як правильно вибрати матеріал залежно від кута нахилу, наводиться на діаграмі нижче:

Можна не враховувати вагу снігу, при ухилі даху 45 градусів, так як скочуватися вниз, він буде сам. Але вітрове навантаження, що випробовується, і парусність даху, при цьому сильно зростає.

Зростає також кількість необхідних покриття даху покрівельних матеріалів, зі збільшенням кута нахилу її ската. На покриття при ухилі в 45 градусів вже потрібно більше покрівельних матеріалів в 1,5 рази, ніж на горизонтальну конструкцію даху.

Кроквяна система односхилого даху.

Насамперед залежить кроквяна система односхилим дахувід матеріалу стін та габаритів споруди.

Коли односхилий дах планується для покриття цегляної споруди, то встановлюють крокви на мауерлат - брус перетином 100 х 100 або 150 х 150, який укладено на дві довгі стіниабо у разі будівництва будівлі з колод, на колоди верхнього вінця.

Конструкція кроквяної системи буде досить простою при розмірі прольоту до 4,5 метрів, включаючи мауерлат, а також крокви, що спираються на нього.

Якщо ширина прольоту буде до 6 метрів, то в конструкцію додасться підкроквяна нога, яка спирається на лежень і служить для надання достатньої несучої здатності кроквам.

У конструкції кроквяної системи потрібно передбачити додаткові сутички та стійки, якщо будівництво планується більшого розміру.

Можна зробити виконання кроквяної системи з висячими або похилими кроквами, якщо зруб буде з бруса або оциліндрованої колоди.

Кроквяну систему з висячими кроквамидуже часто застосовують при пристрої двосхилих дахів. Можна використовувати таку ж схему і при будівництві односхилих дахів. Полягає суть висячих крокв у тому, щоб їх оперти на горизонтальні балки, що виходять у місці спирання за периметр будови.

Позначення на малюнку: а - система висячих крокв, б - кроквяна система з бабкою і висячими кроквами, - те ж саме, з додатковою затяжкою. 1 - кроквяна нога, 2 - балка горищного перекриття, 3 - вітровий зв'язок, 4 - підкроквяна нога, 5 - бабка, 6 - додаткова горизонтальна затяжка.

За рахунок влаштування проходу крізь верхні вінці зрубу дерев'яних балок, використання системи з висячими кроквами дещо ускладнить конструкцію. Але ті, що передаються від кроквяних нігпри цьому зусилля більш рівномірно розвантажуються і розпираюче на стіни не діють.

Як видно, особливими секретами у будівництві односхилий дахне має і можна за бажання її виконати своїми руками.

Сьогодні ферми з профільної труби по праву вважаються ідеальним рішенням для будівництва гаража, житлового будинку та присадибних споруд. Міцні та довговічні, такі конструкції обходяться недорого, швидкі у виконанні, і з ними здатний впоратися будь-хто, хто хоч трохи розуміється на математиці і має навички різання та зварювання.

А як правильно підібрати профіль, розрахувати ферму, зробити в ній перемички та встановити, ми зараз докладно розповімо. Для цього ми підготували для вас докладні майстер-класи виготовлення таких ферм, відео-уроки та цінні поради від наших експертів!

І що таке ферма? Це конструкція, яка пов'язує опори разом одне єдине ціле. Іншими словами, ферма відноситься до простих архітектурних конструкцій, серед цінних переваг якої виділимо такі: висока міцність, відмінні показники експлуатації, невисока вартість та хороша стійкість до деформацій та зовнішніх навантажень.

Завдяки тому, що такі ферми мають високу несучу здатність, їх ставлять під будь-які покрівельні матеріали, незалежно від їх ваги.

Використання в будівництві металевих ферм з нових або прямокутних замкнених профілів вважається одним із раціональних і конструктивних рішень. І недарма:

1. Головний секрет – в економії завдяки раціональній формі профілю та з'єднання всіх елементів решітки.
2. Ще одна цінна перевага профільних труб для використання їх виготовлення ферми – це рівна стійкість у двох площинах, чудова обтічність та зручність експлуатації.
3. При всій своїй малій вазі такі ферми витримують серйозні навантаження!

Відрізняються кроквяні ферми по обрису поясів, типу перерізу стрижнів та видам решітки. І при правильному підходіви самостійно зможете зварити та встановити ферму з профільної труби будь-якої складності! Навіть таку:

Етап ІІ. Купуємо якісний профіль

Отже, перш ніж скласти проект майбутніх ферм, спочатку потрібно визначитися з такими важливими пунктами:

• контури, розмір та форма майбутнього даху;
• матеріал виготовлення верхнього та нижнього пояса ферми, а також її ґрат;

Запам'ятайте одну просту річ: у каркаса із профільної труби є так звані точки рівноваги, які важливо визначити для стійкості всієї ферми. І дуже важливо підібрати під це навантаження якісний матеріал:

Будують ферми із профільної труби таких видів перерізів: прямокутного чи квадратного. Такі випускаються різного розміруперерізу та діаметру, з різною товщиною стінок:

• Ми рекомендуємо ті, що спеціально продаються для малогабаритних будівель: такі йдуть до 4,5 метрів завдовжки і мають перетин 40х20х2 мм.
• Якщо ви виготовлятимете ферми довше 5 метрів, тоді вибирайте профіль з параметрами 40х40х2 мм.
• Для повномасштабного будівництва даху житлового будинку вам знадобляться профільні труби із такими параметрами: 40х60х3 мм.

Стійкість усієї конструкції прямо пропорційна товщині профілю, тому для виготовлення ферм не використовуйте труби, для яких призначені тільки для зварювань стійок та каркасів – тут інші характеристики. Також зверніть увагу, яким саме методом було виготовлено виріб: електрозвареним, гарячедеформованим чи холодним деформуванням.

Якщо ж ви беретеся виготовляти такі ферми самостійно, тоді беріть заготовки квадратного перерізу – з ними працювати найпростіше. Придбайте квадратний профіль товщиною 3-5 мм, який буде досить міцним і за своїми характеристиками близький до металевих брусів. Але якщо ферму ви виготовлятимете всього для козирка, тоді можете віддати перевагу більш бюджетному варіанту.

Обов'язково враховуйте при проектуванні снігові та вітрові навантаження у вашій місцевості. Адже велике значення при виборі профілю (у плані навантаження на нього) має кут нахилу ферм:

Більш точно спроектувати ферму із профільної труби ви зможете за допомогою онлайн-калькуляторів.

Зазначимо тільки, що найпростіша конструкція ферми з профільної труби є кілька вертикальних стійокі горизонтальні рівні, на які можна кріпити крокви для даху Придбати такий каркас можна в готовому самостійно, навіть на замовлення в будь-якому місті Росії.

Етап ІІІ. Розраховуємо внутрішню напругу ферм

Найважливіше і найвідповідальніше завдання - це правильно зробити розрахунок ферми з профільної труби і підібрати потрібний формат внутрішньої решітки. Для цього нам знадобиться калькулятор або подібне до нього інше програмне забезпечення, а також деякі табличні дані СНіПів, які за це:

• СНиП 2.01.07-85 (впливи, навантаження).
• СНиП п-23-81 (дані за сталевими конструкціями).

По можливості ознайомтеся із цими документами.

Форма даху та кут нахилу

Ферма необхідна для якої саме покрівлі? Односхилий, двосхилий, купольної, арочної чи шатрової? Найпростіший варіант, звичайно ж, це виготовлення стандартного односхилих навісів. Але й досить складні ферми ви також здатні розрахувати та виготовити самостійно:

Стандартна ферма складається з таких важливих елементів, як верхній та нижній пояс, стійки, розкоси та допоміжні підкоси, які ще називають шпренгелями. Усередині ферм розташовується система решіток, для з'єднання труб використовують зварні шви, клепки, спеціальні парні матеріали та косинки.

І, якщо ви збираєтеся виготовити складний формою дах, то такі ферми стануть для неї ідеальним варіантом. Їх дуже зручно виготовляти за шаблоном прямо на землі, і лише потім піднімати нагору.

Найчастіше при будівництві невеликого дачного будиночка, гаража або побутівки застосовуються так звані ферми полонсо - особлива конструкція трикутних ферм, з'єднаних затяжками, і нижній пояс тут виходить піднятим.

По суті, у цьому випадку, щоб підвищити висоту конструкції, нижній пояс роблять ламаним, і тоді він становить 0,23 від довжини польоту. Для внутрішнього місця приміщення дуже комфортно.

Отже, всього три основні варіанти виготовлення ферми залежно від нахилу даху:

• від 6 до 15 °;
• від 15 до 20 °;
• від 22 до 35 °.

У чому різниця спитаєте ви? Наприклад, якщо кут конструкції буде невеликий, всього до 15 °, тоді ферми раціонально робити трапецієподібної форми. І при цьому цілком можна зменшити вагу самої конструкції, беручи у висоту від 1/7 до 1/9 від загальної довжини польоту.

Тобто. керуйтеся таким правилом: чим менше вагатим більше має бути висота ферми. А от якщо ми вас матимемо вже складну геометричну форму, тоді потрібно вибрати інший тип ферми та грат.

Види ферм та форми даху

Ось приклад конкретних ферм для кожного виду даху (односхилим, двосхилим, складним):

Давайте розберемося з видами ферм:

• Трикутніферми – класика виготовлення основи для крутих схилів даху чи навісів. Перетин труб для таких ферм потрібно підбирати з урахуванням ваги покрівельних матеріалів, а також експлуатації самої споруди. Трикутні ферми хороші тим, що мають простими форми, Прості в розрахунку та виконанні. Їх цінують за підпокрівельне забезпечення природним світлом. Але зазначимо і недоліки: це додаткові профілі та довгі стрижні у центральних сегментах решітки. А тут вам доведеться зіткнутися з деякими складнощами при зварюванні гострих опорних кутів.
• Наступний вид – полігональніферми із профільної труби. Вони незамінні при спорудженні великих площ. Зварювання у них вже більше складної форми, А тому для полегшених конструкцій їх не проектують. Проте такі ферми відрізняються більшою економією металу і міцністю, що особливо добре для ангарів з великими прольотами.
• Міцною вважається також ферма з паралельними поясами. Відрізняється від інших така ферма тим, що у неї всі деталі – повторювані, з однаковою довжиною стрижнів, поясів та ґрат. Тобто тут мінімум стиків, а тому розраховувати та варити таку з профільної труби найпростіше.
• Окремий вид – це односхилий трапецієподібнийферми з опорою на колони. Така ферма ідеальна, коли потрібна жорстка фіксація споруди. У неї є ухили (розкоси) з боків і відсутні довгі стрижні верхньої обрешітки. Підходить для дахів, яким особливо важлива надійність.

Ось приклад виготовлення ферм із профільної труби як універсального варіанту, який підходить для будь-яких садових будівель. Йдеться про трикутні ферми, і ви напевно їх уже бачили багато разів:

Трикутна ферма з ригелем теж досить проста, і цілком підходить для будівництва альтанок та побутівки:

А от арочніферми у виготовленні вже набагато складніше, хоча й мають ряд своїх цінних переваг:

Головне ваше завдання - центрувати елементи ферми з металу від центру тяжіння по всіх напрямках, говорячи простою мовою, мінімізувати навантаження та грамотно його розподілити.

Тому вибирайте той вид ферм, який підходить для цього більше. Крім перерахованих вище, популярністю користуються також ферма-ножиці, асиметрична, П-подібна, двошарнірна, ферма з паралельними поясами та мансардна ферма з опорами та без них. А також мансардний вид ферми:

Типи решіток та точкове навантаження

Вам буде цікаво дізнатися, що певний дизайн внутрішніх ґрат ферм підбирається зовсім не з естетичних міркувань, а цілком практичних: під форму даху, геометрію стелі та розрахунок навантажень.

Вам потрібно спроектувати свою ферму таким чином, щоб усі сили зосереджувалися у вузлах. Тоді в поясах, розкосах і шпренгелях згинальних моментів не буде – вони працюватимуть лише на стиск та розтяг. І тоді переріз таких елементів зменшують до необхідного мінімуму, значно при цьому заощаджуючи на матеріалі. І саму ферму до всього ви можете зробити шарнірною.

В іншому випадку, на ферму будуть постійно діяти розподілена по стрижнях сила, і з'явиться згинальний момент, на додаток до загальної напруги. І тут тоді важливо грамотно прорахувати максимальне згинальне значення для кожного окремого стрижня.

Тоді переріз таких стрижнів має бути більшим, ніж якби сама ферма була навантажена точковими силами. Підіб'ємо підсумок: ферми, на яких розподілене навантаження діє рівномірно, виготовляють з коротких елементів з шарнірними вузлами.

Давайте розберемося, в чому перевага того чи іншого виду грат у плані розподілу навантаження:

• Трикутнасистема решітки завжди застосовуються у фермах з паралельними поясами та трапецеїдальної ферми. Її основна перевага в тому, що вона дає найменшу сумарну довжину ґрат.
• Розкіснасистема хороша при невеликій висоті ферм. Але витрата матеріалу на неї чимала, адже тут весь шлях зусилля йде через вузли та стрижні решітки. Тому при проектуванні важливо закласти максимум стрижнів, щоб довгі елементи виявилися розтягнутими, а стійки - стиснутими.
• Ще один вид - шпренгельнаграти. Її виготовляють у разі навантажень верхнього пояса, а також тоді, коли потрібно зменшити довжину решітки. Тут перевага у дотриманні оптимальної відстані між елементами всіх поперечних конструкцій, що дозволяє зберегти нормальну відстань між прогонами, що буде практичним моментом для монтажу елементів покрівлі. Але створювати такі грати своїми руками – досить трудомістке заняття з додатковими витратами металу.
• Хрестоподібнаграти дозволяє розподілити навантаження на ферму відразу в обох напрямках.
• Ще один вид ґрат – перехреснаде розкоси кріпляться прямо до стінки ферми.
• І наостанок напіврозкіснаі ромбічнаграти, найжорсткіша з перерахованих. Тут взаємодіє одразу дві системи розкосів.

Ми підготували для вас ілюстрацію, де зібрали всі види ферм та їхні грати разом:

Ось приклад того, як виготовляють ферму з трикутними ґратами:

Виготовлення ферми з розкісними гратами виглядає так:

Не можна сказати, що якийсь із видів ферм виразно кращий чи гірший за інший – кожен з них цінний меншою витратою матеріалів, легшою вагою, несучими здібностямита методом кріплення. Малюнок відповідає за те, яка схема навантажень на неї діятиме. І від обраного типу решітки безпосередньо залежатиме те, якою буде вага ферми, зовнішній виглядта трудомісткість її виготовлення.

Відзначимо ще такий незвичайний варіантвиготовлення ферми, коли вона сама по собі стає частиною або опорою для іншої дерев'яної:

Етап IV. Виготовляємо та встановлюємо ферми

Ми дамо вам кілька цінних порад, як самостійне без особливих труднощів зварити такі ферми прямо на ділянці:

• Варіант перший: можна звернутися до заводу, і вони зроблять на замовлення на ваш малюнок всі потрібні окремі елементи, які вам залишиться тільки зварити вже на місці.
• Другий варіант: придбайте готовий профіль. Тоді вам залишиться лише обшити ферми зсередини дошками чи фанерами, а в проміжку укласти по необхідності утеплювач. Але й обійдеться цей спосіб, звичайно, дорожче.

Ось, наприклад, хороший відео-урок, як подовжити трубу за допомогою зварювання та досягти ідеальної геометрії:

Ось також дуже корисне відео, як відрізати трубу під кутом 45 °:

Отже, тепер підходимо безпосередньо до збирання самих ферм. Впоратися з цим вам допоможе така покрокова інструкція:

• Крок 1. Спочатку підготуйте ферми. Краще їх наперед зварювати прямо на землі.
• Крок 2. Встановіть вертикальні опори для майбутніх ферм. Вкрай важливо, щоб вони були дійсно вертикальними, тому перевірте їх схилом.
• Крок 3. Тепер візьміть поздовжні труби та приваріть їх до опорних стояків.
• Крок 4. Підніміть ферми та приваріть їх до поздовжніх труб. Після цього всі місця з'єднання важливо очистити.
• Крок 5. Готовий каркас пофарбуйте спеціальною фарбою, очистивши і знежиривши його. Особливу увагу при цьому приділіть місцям з'єднання профільних труб.

З чим стикаються ті, хто виготовляє такі ферми в домашніх умовах? По-перше, заздалегідь продумайте опорні столики, на яких ви кластимете ферму. Далеко не найкращий варіант кинути її на землю – працювати буде дуже незручно.

Тому краще поставити невеликі мости-опори, які будуть трохи ширші ніж нижній і верхній пояс ферми. Адже ви вручну замірятимете і вкладатимете між поясами перемички, і важливо, щоб вони не провалювалися на землю.

Наступний важливий момент: ферми з профільної труби важкуваті на вагу, а тому вам знадобиться допомога щонайменше ще однієї людини. Крім того, не завадить підмога і в такій нудній і копіткій роботі, як зашкурювання металу перед варінням. саморобний верстатна кшталт того, що в нашому майстер-класі. Ось як він працює:

Так, крок за кроком, ви складете креслення, розрахуєте грати ферми, зробите заготовки і зварите конструкцію вже на місці. Причому у вас у витраті будуть також і залишки профільних труб, тому нічого не потрібно буде викидати - все це знадобиться для другорядних деталей навісу або ангару!

Етап V. Зачищаємо та фарбуємо готові ферми

Після того, як ви встановите ферми на їх постійне місце, обов'язково обробіть їх антикорозійними складами та забарвлення полімерними фарбами. Ідеально підійде для цієї мети фарба, яка відрізняється довговічністю та стійкістю до ультрафіолету:

Ось і все, ферма із профільної труби готова! Залишаються тільки фінішні роботи з обшивки ферм зсередини обробкою та зовні покрівельним матеріалом:

Повірте, виготовити металеву ферму з профільної труби для вас насправді не складе труднощів. Величезну роль грає грамотно складений креслення, якісне зварювання ферми з профільної труби та бажання все зробити правильно та акуратно.