Крепление металлических ферм к стене

Обновлено: 16.05.2024

Возведение стропильной системы – целое искусство, требующее особого мастерства. Две одинаковые на первый взгляд крыши могут иметь абсолютно разный «скелет», и даже крепежные элементы внутри себя. И выбор способа соединения стропильных элементов между собой зависит от целого ряда факторов, среди которых личное предпочтение не играет роли. В ход идут топор, металлические пластины, гвозди и даже скобы – все для того, чтобы придать стропильной конструкции нужную жесткость, надежность и в то же время подвижность.

Все зависит от задач, которые стоят перед крышей, особенностей материала стен дома и климатических условий местности. А в чем преимущества и недостатки каждого из видов, мы сейчас расскажем.

Содержание

Врубка: технология, проверенная временем

Наиболее старый способ крепления стропил крыши — это врубка. Еще с давних времен, когда дома на Руси строились без единого гвоздя, стропила устанавливали именно так:

Вот как это выглядит на практике:

Еще хороший пример монтажа стропил при помощи врубки:

Но стоит заметить, что у врубки есть существенный недостаток — неравномерное высыхание древесины. Причем в ширине такое стропило практически не уменьшается, всего на 0,01% а вот в длине — да. Серьезные испытания, не правда ли?

И особенно негативно это сказывается на узлах с угловым и перпендикулярным соединением стропил. В таких узлах появляются щели, из-за чего в какой-то степени деформируется вся стропильная система. Поэтому в этой технологии появились небольшие изменения: узлы стали изготавливать на разрезных кольцах и зубчатых шайбах.

Болты: надежная фиксация

Одними из самых надежных для стропил считаются металлические болты:

Так они выглядят на практике:

Такие соединения стропил изготавливают следующим образом: ферму кладут на ровную поверхность и фиксируют струбцинами. Далее в местах укладки зубчатых шайб сверлят отверстия под болты — диаметром, превышающим диаметр болта на 1,5 мм. При этом важно держать сверло строго вертикально. К слову, первую готовую ферму используют в качестве шаблона для следующих.

Теперь между элементами фермы крепят зубчатые шайбы, и в просверленные отверстия вставляют шпильки из высокопрочной стали и шайбы 6 мм размерами 100 Х 100 мм. Именно такие размеры препятствуют смятию древесины. Кроме того, шпильки и болты из обычного металла не подходят, ведь при напряжении может сорваться резьба. Дальше двусторонние шайбы как бы запрессовываются в древесину:

Если все сделано правильно, шайба работает на сжатие и растяжение. И после усушки древесины узел подтягивают еще раз. При этом сам болт будет нести 25% нагрузки, а шайба — до 75%.

По такой же схеме собирают фермы с узлами на разрезных кольцах. Сам разрез на кольце необходим для компенсации температурного расширения металла. И такое крепление деревянных стропил куда более надежное, чем у болта без шайбы и кольца, лучше срабатывает в условиях смены температур и обеспечивают куда большую площадь поверхности соединяемых деталей. В этом случае уже не нужна запрессовка кольца, т.к. его достаточно опустить в подготовленные канавки.

К слову, наряду с болтом применяется не только метод врубки, но и фиксация стропил при помощи боковых накладок с гвоздями.

Гвозди: просто и жестко

Довольно популярный и простой способ крепления стропил к стене — фиксация гвоздями. Нет ничего проще, чем взять доску и прибить ее к деревянной стене парой гвоздей. Причем сами гвозди вполне могут служить неким шарниром, если закрепить стропила только концом.

Но если использовать больше гвоздей и увеличить жесткость, то поворот уже будет невозможным. Только если нагрузка не станет превышать расчетную, иначе узел снова будет подвижным. Вот почему при таком способе крепления важно точно рассчитать нагрузку, иначе будут нарушены схемы узлов и разрушится вся система.

Сами гвозди нередко становятся дополнительным способом фиксации в сочетании с врубкой:

Металлические накладки: вариант для ферм

Для стропильного каркаса хорошо подходят стальные перфорированный накладки с острыми элементами по всей площади. Это как раз то, на что крепят стропила чаще всего за рубежом. И главное преимущество такой привязки стропил в том, что здесь нет необходимости делать запил в стропилах и мауэрлате. А потому нетронутая древесина сохраняет свои высокие прочностные характеристики:

Сегодня этот тип крепежа стропил к стене дома по праву считается самым надежным:

Еще один вариант:

По этому же принципу устроены металлические уголки:

Деревянные чурки: забытые технологии

К слову, и до появления металлических пластин и уголков кровельщики находили, чем скрепить стропила между собой: это были деревянные чурки. Это бруски квадратного сечения, которые фиксируют между стропилами и мауэрлатом, чем значительно увеличивают жесткость стропильной конструкции:

На практике она выглядит так:

Причем встречается и вариант удвоенной прибоины:

Проволока: надежная привязка

Теперь перейдем к тому, как стропила крепится к стене из бруса естественного уровня влажности? Дело в том, что деревянные конструкции подвержены изменениям уровня влажности и температуры, ввиду чего при постепенной усушке немного изменяется высота каждого бруса или бревна. И чем выше высота стен, тем больше степень ее усадки со временем. Т.е. в случае с односкатной крышей больше потеряет в высоте стена под коньком, и меньше та, что будет расположена ниже.

В таком случае стропилам важно обеспечить возможность небольшого поворота и при этом даже едва заметного сдвига вдоль стены. И уже достаточно давно для этой цели привязку стропил к стене делают при помощи отожженной проволоки. Ею верхнее бревно фиксируют к стропильной ноге.

Причем важно знать, как правильно крепить проволокой стропила на крыше разных форматов. Так, если речь идет о доме или бане солидного вида, скреплять стропила важно сразу с двух сторон. Если же уклон скатов небольшой, а сама кровля — низкая, тогда достаточно одной проволоки.

Скользящее крепление: для сруба и бревна

Когда возводят деревянные дома или бани, необходимы скользящие стропила. Они позволят сохранить стропильную систему целостной и ровной, когда стены будут неравномерно усаживаться в течение года.

Этот элемент конструкции отлично приспосабливается к деформации конструкции стен. Стропила крепятся к несущему брусу не жестко, благодаря чему предотвращается распирание стен. Ведь и бревно, и профилированный брус подвержены естественной усадке. Бывает, что и одна стена по окончанию усадки становится ниже другой, и при жестком креплении стропил друг к другу “поведет” всю крышу.

Само скользящее крепление стропил к стене представляет собой уголок с петлей и металлический кронштейн:

Монтировать этот элемент нужно под углом 90 градусов к опоре, так можно обеспечить небольшую подвижность системы. В процессе усадки эти крепежи нужно будет два раза выводить в крайнее положение, чтобы установить стропила под правильным углом к стене дома.

Сами скользящие опоры делятся на такие виды: открытого типа и закрытого. Первые представляют собой изогнутую стальную пластину, у которой на концах есть по два или три отверстия. При этом длина хода подвижного элемента должна быть от 60 мм до 160 мм. В неподвижной части элемента обычно до пяти отверстий.

А вот закрытая подвижная конструкция — целостная, и уже не разбирается на части. У нее — форма уголка с держателем, на который надевают планку крепления. Выглядит это так:

Но по-настоящему подвижное крепление сдвинется ощутимо только в случае максимальных нагрузок, что маловероятно для обычной стандартной крыши.

Металлическая опорная кровельная конструкция

Крыши, построенные на стропильных фермах заводского изготовления становятся все более популярными в частных домах.

Фермы могут быстро устанавливаться, и обычно требуют меньше работников и материалов, в сравнении с крышами построенными на месте. Фермы могут быть сконструированы с большим пролетом, чем обычные крыши из досок, позволяя быть более гибкими в подборе размера комнат. Большинство крыш, построенных из стропильных ферм, имеют один существенный недостаток из-за их конструкции, они значительно уменьшают пользу чердака для хранения различной утвари, и дальнейшую возможность организации мансарды.

Ларри Хон: Строительство крыш

Первая ферма, которую вы должны прибить, — это ферма для стены фронтона. Затем остается просто поднести оставшиеся фермы к месту, установить их на отметки разметки и прибить гвоздями.

Обычно используемые стропильные фермы состоят из верхней и нижней хорд, соединенных подкосом, и часто делаются из досок 5х10 см. Верхние хорды это стропила, которые формируют скаты крыши. Нижние хорды это горизонтальные лаги, которые формируют потолок. Подкос помогает соединить хорды и передает нагрузку от одной детали к другой и к опорным точкам, расчитанным инженером. Хорды и подкосы соединяются вместе с помощью металлически (иногда из фанеры) соединяющих пластин, называемых гвоздевые накладки

Детали крыши со стропильными фермами

Существуют много различных типов стропильных ферм. Обычно их делают для опирания на две наружные стены, иногда с дополнительной поддержкой на внутреннюю несущую стену. Некоторые распространенные конструкции стропильных ферм показаны на рисунке.

Когда строится обычная крыша, вы часто можете заказать доски в один день, и на следующий день вам их доставят. Когда вы используете фермы, важно не ждать пока вы сделаете каркас стены, чтобы заказать фермы. Множеству производителей нужно несколько недель, чтобы изготовить и доставить фермы. Когда вы размещаете заказ, встретьтесь с представителем компании и проверьте все детали и размеры. Если в крыше предусмотрены мансардные окна или другие большие проемы, вам могут понадобиться дополнительные фермы, чтобы укрепить эти проемы. Часто производитель стропильных ферм поставляет блоки необходимые по линии конька и обвязок. Когда заказ утвержден, можно установить дату доставки.

Подготовка

Все стены здания должны быть выровнены в вертикально и горизонтальной плоскостях, и закреплены подкосами. Напилите ветровые планки и блоки конька, если их не поставляет производитель стропильных ферм. Большинство ферм устаналивают с промежутком 60 см, и стандартный блок для этого расстояния 55,5 см. Часто блоки касаются гвоздевых накладок как со стороны линии обвязок, так и у конька, и должны быть соответственно укорочены.

Сделайте это правильно и фермы будут установлены на верном расстоянии. Ошибка здесь означает, что обшивка крыши и потолка не соединится по центру стропил или лаг.

В среднем доме, два плотника могут легко установить, сделать блоки и связать стропильные фермы. Но в домах требующих увеличенного пролета или с большим углом наклона крыши, может потребоваться третий человек, чтобы помочь в середине установить на нужное место. В этом случае понадобится сделать мостки или козлы ниже места, где будет находится третий.

Стропильные фермы обычно легче устанавливать, если они были выгружены на стены, коньковой частью свисающей наружу как можно дальше.

Эффективнее располагать фермы лежа, поперек стен с конца, противоположному тому, где начнется установка. Фермы должны быть уложены коньковой частью свисающей за пределы здания, как можно дальше (см. фото). Если стена фронтона не дает уложить фермы подобным способом, пачка ферм может быть установлена на стены вертикально. Прежде чем перерезать металлическую ленту, связывающую пачку, перевяжите верхние хорды около конька веревкой или проволокой, чтобы фермы остались в вертикальном положении, когда будет перерезана лента. В противном случае они могут улететь в непредсказуемом направлении, возможно вам на голову.

Помните, что фермы это инженерные изделия и любые врубки или просверленные отверстия могут навредить их структурной целостности. Никогда не изменяйте фермы без согласования с производителем или инженером. Исключением являются фермы с концов здания, которые обычно сделаны со стойками фронтона, а не с подкосами, в них можно сделать врубки для консольных стропил шириной 5 см.

Прежде чем устанавливать первую ферму на место, забейте гвоздь в каждую ветровую планку и повесьте их на этом гвозде через каждые 60 см вдоль наружных стен. Может понадобиться сделать отверстия в некоторых ветровых планках, для вентиляции чердака. Эти вентиляционные отверстия обычно располагают на расстоянии 60 см от каждого конца и каждые 1,80 между ними.

Сделайте врубки в стропилах фронтона для консольных стропил фронтона, если это необходимо.

Делаем врубки в стропильных фермах фронтона

Затем, прибейте длинную, прямую доску 5х на ребро напротив стороны каркаса стены у дальнего конца здания. Рядом с центром конька, должна быть установлена доска 5х и выступать за верхнюю хорду. Когда ферма фронтона будет поднята, ее можно прибить к этой доске, чтобы удержать в вертикальном положении. Теперь вы можете перенести первую ферму к концу здания и установить в вертикальное положение, вровень с наружным краем здания.

Прибейте ферму к верхней обвязке гвоздем наискось длиной 90 мм с шагом 40 см. Затем временно прибейте к вертикальной доске, прибитой к торцовой стене. Это крепление будет достаточным, за исключением сильного ветра или, если фермы высокие.

Часто стойки фронтона крепятся скобами. Если так, хорошо бы временно прибить поперек них доску 5х10, на высоте 120 см над обвязками. Эта доска будет служить поручнем для рабочих, чтобы они не упали.

Затем, прибейте ветровые планки к первой ферме с обеих сторон линий обвязок.

Принесите вторую ферму на место,
прибейте блок конька к вершине гвоздями наискось,
поставьте ферму вертикально,
забейте два гвоздя 90мм через нее в ветровые планки
и вбейте два гвоздя 90 мм наискось через нижнюю хорду в верхние обвязки.

На этом этапе две фермы будут довольно устойчивы. Продолжайте подносить и прибивать фермы. Померяйте через верхние хорды по линии обвязок, чтобы убедиться, что промежуток между фермами правильный. Далее фермы могут быть закреплены у конька несколькими длинными досками 2,5х10 см, с размеченными промежутками между фермами.

Эти временные связи могут быть прибиты через верхние хорды гвоздями 60мм, когда каждая ферма ставится на место. Доски 2,5х10 обеспечат параллельность и правильные промежутки между стропилами, пока блок конька не будет окончательно прибит к месту.

Если в здании есть крыло, установите фермы на примыкающей крыше, также как и на основной. Пространство, где встречаются две крыши, может быть заполнено слепыми ендовами.

Производитель стропильных ферм обычно обеспечивает это заполнение; если нет, вы можете напилить его на месте.

Фермы не могут быть распилены без согласования с производителем или инженером. Если по чертежам нужно сделать люк на чердак размером 75х75см, а промежуток между фермами 60 см, вам нужно изменить проем, скажем, на 55х100 см, или вы можете сделать проем 75х75см в стене фронтона. Если нужен больший проем, например, для мансардного окна, могут понадобиться дополнительные фермы с каждой стороны проема.

После того, как все фермы установлены, повернитесь назад и забейте по одному дополнительному гвоздю в нижнюю обвязку. Также добавьте еще два гвоздя 90мм к другому концу каждого конькового блока.

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.

Скрепление ферм

Соответсвующую конструкцию для скрепления любых стропильных ферм должен предоставить производитель или инженер. Крепления будут различаться в зависимости от многих факторов, таких как стиль ферм, пролет крыши, тип покрытия крыши и возможности землетрясения, снеговой нагрузки или сильных ветров. Не пытайтесь угадать способ.

Подкосы помогают держать крышу в вертикальном положении. Стропила ферм выравниваются в вертикальной плоскости и связываются как и обычные стропила на двускатной крыше.

У ферм, подкос из доски 5х идет от блока конька вниз к двойной верхней обвязке под углом 45о . Другой тип связи, сходни, связывают низ ферм вместе. Эта связь часто делается из длинной доски 5х прибитой поперек нижних хорд, держа фермы на правильном расстоянии друг от друга.

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.

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

N – нагрузка от снеговых масс;
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!

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили подробные мастер-классы изготовления ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов.

Этап I. Проектируем ферму и ее элементы

Итак, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры в единое целое. Среди ее преимуществ: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование в строительстве металлических ферм из прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных решений. И неспроста:

Главный секрет в экономии, благодаря удобному соединению всех элементов решетки.
Еще одно ценное преимущество профильных труб для ферм – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
При своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки.

Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности. Даже такую:

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами, как:

контуры, размер и форма будущей крыши;
материал изготовления верхнего и нижнего поясов фермы, а также ее решетки;
угол наклона и планируемая нагрузка.

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Профильные трубы для ферм бывают двух видов сечений: прямоугольного или квадратного. Выпускаются они разного диаметра, с разной толщиной стенок:

Для малогабаритных построек мы рекомендуем трубы до 4,5 метров длиной, сечением 40х20х2 мм.
Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, предназначенные для стоек и каркасов. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать фермы самостоятельно, берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом виде, даже под заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:

СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки).
СНиП п-23-81 (данные по стальным конструкциям).

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.

И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.

Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.

По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.

Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

от 6 до 15°;
от 15 до 20°;
от 22 до 35°.

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.

Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Виды ферм и формы крыши

Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):

Давайте разберемся с видами ферм:

Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
Прочной считается также ферма с параллельными поясами. Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.

Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:

Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:

А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.

Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

Типы решеток и точечная нагрузка

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.

Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.

В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

Треугольная система решетки всегда применяются в фермах с параллельными поясами и трапецеидальной ферме. Ее основное преимущество в том, что она дает самую маленькую суммарную длину решетки.
Раскосная система хороша при небольшой высоте ферм. Но расход материала на нее немалый, ведь здесь весь путь усилия идет через узлы и стержни решетки. А поэтому при проектировании важно заложить максимум стержней, чтобы длинные элементы оказались растянутыми, а стойки – сжатыми.
Еще один вид – шпренгельная решетка. Ее изготавливают в случае нагрузок верхнего пояса, а также тогда, когда нужно уменьшить длину самой решетки. Здесь преимущество в соблюдении оптимального расстояния между элементами всех поперечных конструкций, которое, в свою очередь, позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом для монтажа элементов кровли. Но создавать такой решетку своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительным расходам металла.
Крестовидная решетка позволяет распределить нагрузку на ферму сразу в обоих направлениях.
Еще один вид решетки – перекрестная, где раскосы крепятся прямо к стенке фермы.
И, наконец полураскосная и ромбическая решетки, самая жесткая из перечисленных. Здесь взаимодействует сразу две системы раскосов.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.

Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

Вариант первый: можно обратиться к заводу, и они сделают на заказ по вашему рисунку все нужные отдельные элементы, которые вам останется только сварить уже на месте.
Второй вариант: приобретите готовый профиль. Тогда вам останется только обшить фермы изнутри досками или фанерами, а в промежутке уложить по необходимости утеплитель. Но и обойдется этот способ, конечно же, дороже.

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

Шаг 1. Сначала подготовьте фермы. Лучше их заранее сваривать прямо на земле.
Шаг 2. Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Крайне важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их отвесом.
Шаг 3. Теперь возьмите продольные трубы и приварите их к опорным стойкам.
Шаг 4. Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. После этого все места соединения важно очистить.
Шаг 5. Готовый каркас покрасьте специальной краской, предварительно очистив и обезжирив его. Особое внимание при этом уделите местам соединения профильных труб.

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.

Также в некоторых конструкциях приходится сочетать разные виды ферм, чтобы присоединить крышу к стене здания:

Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:

Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:

Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ФЕРМЫ

Трубы производят из стали (Ст3СП, 09Г2С), в том числе из нержавеющей. Также осуществляется контроль надежности сварного шва (этого требует ГОСТ).

Минимальные размеры профильных труб российского производства — 15×15 мм. Максимальные размеры — 450×350 мм. Стенка трубы 1-12 мм, длина 6-12 м. Эти параметры зависят от — ГОСТ стандарта, а также от ТУ, согласно которым идет производство трубы.

Преимущества металлической фермы

— Устойчивость к деформациям даже при больших нагрузках.

— Маленькая масса, так как внутри полость.

— Невысокая стоимость, так как для изготовления полых элементов металла требуется немного.

— Возможность строить сложные конструкции при минимуме усилий.

— Долговечность и прочность.

Основные сферы их применения:

— павильоны для выставок;

— сооружения для спорта;

— авто заправочные станции;

— технических и инженерных сооружений;

Из металлических ферм делаются разные металлоконструкции, разнообразные перекрытия, каркасы для будущих построек, опоры и пролеты.

Описание составляющих системы

1. Профили и особенности их использования.

Термопрофили гнутые оцинкованные для строительных конструкций изготавливаются согласно ТУ 5285-001-42481025-01. Профили поставляются на строительную площадку нарезанными по заданным размерам проекта согласно конструктивной схеме, а также можно нарезать необходимую длину прямо на стройплощадке!

ЗАО «ИНСИ» выпускает термопрофили двух типов ТПС (стоечные) и ТПП (прогонные) следующих размеров: ТПП 110×1,0; ТПП 145(150)х1,0; ТПП 145(150)х1,5; ТПП 170×1,0; ТПП 170х1,5; ТПП 195(200)х1,0; ТПП 195(200)х1,5; ТПП 220×1,0; ТПП 220×1,5; ТПС 145(150)х1,0; ТПС 145(150)х1,5; ТПС 195(200)х1,0; ТПС 195(200)х1,5 ПГС

2. Крепление.

Термопрофили крепят между собой на самосверлящих винтах 4,8 х 16 мм, 4,2х16 мм, 5,5х25 мм и болтах. Крепление к бетонным цоколям и стенам выполняется с помощью различных крепежных анкеров. Способ крепления, количество крепежных элементов термопрофилей определяются проектным расчетом.

3. Утеплитель.

В качестве утеплителя стеновой конструкции используется стекловата или минвата. Стекловата «URSA» n-20 обладает следующими свойствами:

плотность, кг/мЗ 18. 26, теплопроводность — 0,043 вт/мк
группа горючести — НГ

теплопроводность при температуре 25°С, Вт/мК, не более0,035
группа горючести НГ

4. Пароизоляция.

Для создания паронепроницаемого барьера на внутренней поверхности теплоизоляции у наклонных и плоских кровель и при утеплении наружных стен применяется паронепроницаемая пленка ЮТАФОЛ Н. Пленка может монтироваться как горизонтально, так и вертикально с внутренней стороны теплоизоляции к несущим элементам. Рекомендуемую площадь нахлеста показывает полоска черного цвета, расположенная на краю пленки. Размер нахлеста должен быть не менее 10см как по вертикали, так и по горизонтали. Пленка может применяться любой из сторон.

ЮТАФОЛ Н, ЮТАФОЛ АЛ Пленка не поддерживает горение (горючесть ВЗ DIN 4102), паропроницаемость 0,98 г/м2/24ч. Стыки плёнки проклеиваются скотчем.

5. Подкровельные пленки.

Для защиты от проникновения влаги извне во внутреннюю конструкцию объекта применяется антиконденсатная и диффузионная плёнка ЮТАКОН. Одновременно она препятствует стеканию конденсирующегося водяного пара на применяемую теплоизоляцию.

ЮТАКОН, ЮТАВЕК 115, ТАЙВЕК Пленка не поддерживает горение (горючесть ВЗ DIN 4102), паропроницаемость 1000г/м2/24ч.

Пленка устанавливается горизонтально непосредственно на стропила или на другую несущую конструкцию кровли таким образом, чтобы расстояние между стропилами при креплении пленки не превышало 1.2м. Минимальный зазор между пленкой и утеплителем должен составлять 4см. Рулон с пленкой намотан таким образом, чтобы при размотке на кровле влагопоглащающий нетканный материал был обращен во внутреннее пространство объекта. Установка начинается с карниза кровли и продолжается по направлению к коньку. На край пленки нанесена полоска черного цвета для обозначения рекомендуемой ширины горизонтального нахлеста с последующим полотном пленки.

Во всех случаях прилегание пленки в нижней области кровли и в области конька должно соответствовать условиям, необходимым для обязательного протока воздуха для проветривания.

6. Ветрозащита для стен.

При внешнем утеплении вертикальных стен применяется ветрозащитная пленка ЮТАВЕК. Монтаж пленки осуществляется непосредственно на утеплитель. Стыки плёнки проклеиваются скотчем. Между пленкой и внешним фасадным покрытием делается вентиляционный зазор.

ЮТАВЕК (ветрозащита) имеет ширину 1,5м при длине 50м и плотность 80 г/м2. Горючесть В2 DIN 4102), паропроницаемость 2000 г/м2/24ч.

Выбор стройматериала

Чтобы создать прочную и надежную конструкцию такого размера придется потратиться на конструктивные элементы. Вам понадобятся:

1. Опорные столбы сечением не меньше 150 на 200,

2. такого же сечения балки (их количество зависит от длины, балки придется сращивать),

3. стропила сечением минимум 100 на 150, лучше 200 на 100 в зависимости от снеговой нагрузки региона. Шаг между стропилами нужно рассчитывать исходя из материала кровли. Если планируется кровля из поликарбоната, то шаг нужно делать более частый, 0.7 м. При покрытии профлистом шаг можно увеличить.

Минимальный уклон ската должен быть не меньше 12 градусов, а лучше — больше, чтобы снег спокойно сходил с крыши. Материал для кровли тоже нужно брать по финансовым возможностям, желательно не шершавый, чтобы он не тормозил сползание снега.

Создается минимальный уклон посредством сооружения стен друг напротив друга разной высоты. Например, для создания уклона 12-13 градусов длина опор должна соответствовать 3,7 м в месте крепления к дому и 2,6 м в нижней точке противоположного ряда.

Выбор материалов для строительства навесов

На этапе проектирования конструкции непременно встает вопрос о выборе материалов, из которых будет изготавливаться будущая постройка. Выбор зависит от бюджета и дизайнерского решения. Если планируется строительство навеса прямоугольной формы с односкатной крышей, то можно выбрать любой доступный материал: дерево, металл – неважно. С двускатными вариантами поступают аналогичным образом.

Для изготовления навеса с полукруглой крышей рекомендуется использовать металл, т.к. он легче гнется и не теряет форму в дальнейшем. Дерево в этом случае проигрывает. Изготовить полукруглые детали конструкции из брусков сложно, для этого требуется специальное оборудование. Вдобавок, дерево со временем может деформироваться, вплоть до разрушения кровельного покрытия.

Что касается долговечности, специалисты рекомендуют металлические конструкции, считая, что они лучше сопротивляются коррозии. Однако сегодня существует большой выбор пропиток, которые способны защитить деревянные детали конструкции и в разы увеличить их срок службы.

В качестве кровельного материала можно использовать любое современное покрытие. Более предпочтительно покрыть крышу сотовым поликарбонатом, т.к. он способен пропускать солнечные лучи. Хорошо смотрятся навесы с кровлей из профилированного листа. Ондулин и другие похожие на него материалы используются реже, так как для них необходимо обустраивать более сложную обрешетку, либо использовать вместо неё фанеру, что увеличивает стоимость конструкции.

Виды строительного крепежа

К крепежу для деревянных конструкций необходимо отнести саморезы, шурупы и болты. В первую очередь, они требуются для монтажа соединительных элементов – уголков, пластин, опор. Кроме того, такой крепеж может применяться в тех случаях, когда не нужен десятикратный запас прочности. Для деревянных стен и кровли специалисты рекомендуют выбирать оцинкованные детали, так как они будут находиться в условиях естественной влажности снаружи дома и внутри балок и брусьев и при этом не будут ржаветь и подвергаться коррозии.

Наш завод способен изготовить любые виды металлических ферм: плоские и пространственные, разрезные, нарезные, консольные и вантовые.
Низкая цена на изделия. Мы поставляем продукцию с собственного склада и не нуждаемся в услугах посредников.
Возможность изготовления металлоконструкций по индивидуальному заказу.
Каждая металлическая конструкция, изготовленная в нашем цеху, проходит строгий контроль качества в соответствии с требованиями ГОСТ.

Практически все современные промышленные и сельскохозяйственные объекты строятся с использованием металлических ферм. Воспользовавшись нашим предложением, вы повысите надежность объекта и кардинально снизите затраты на его строительство. Приглашаем к сотрудничеству физических и юридических лиц.

Данный прайс-лист носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской Федерации.

Читайте также: