Стропильные фермы деревянные:расчет и конструирование, усиление
- Стропильные фермы и балки: что лучше
- Преимущества использования
- Виды стропильных ферм
- Параметры расчета
- Особенности крепления узлов
- Монтаж под- и стропильных каркасов
Стропильные фермы деревянные, через жесткие конструкции которых нагрузка передается на несущие стены строения, пришли к нам из Европы. Расчет и конструирование под каждое здание производится индивидуально. Это не только упрощает устройство крыши и значительно ускоряет процесс, но обеспечивает также отличное качество и прочность.
Решетчатые деревянные фермы сегодня нередко изготавливаются в заводских условиях на деревообрабатывающих предприятиях. Материалом для них служит древесина, соответствующим образом высушенная и заранее обработанная специальными средствами.
Стропильные фермы и балки: что лучше ↑
Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм.
Преимущества использования ↑
- их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
- использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
- в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
- они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.
Виды стропильных ферм ↑
Визуально они похожи на решетку, в которой основная часть в разы больше высоты. По форме это многоугольники, чаще треугольник, или полусфера. Выбор треугольной формы не случаен – она обеспечивает необходимую для конструкции жесткость и неизменяемость. Выполненные в виде набора стержневых треугольников в решетчатой связке они особо эффективны для перекрытия пролетов с большой шириной.
Стропильная ферма висячего типа имеет только две, без промежуточных, точки упора, расположенных по краям на стенах. Верхние концы при этом сходятся на коньке кровли. Все концы, и верхние, и нижние работают на сжатие и изгиб. Они практически рассчитаны на пролет между внешними стенами без дополнительных опор на внутренние стены. Это дает возможность после их монтажа использовать пространство под крышей в качестве одной большой сборочной площадки.
Таким образом, внутренние перегородки можно устанавливать, не учитывая местонахождение несущих стен, то есть появляется полная свобода в планировке внутренней части дома. Однако горизонтальное распирающее усиление, которое передается стенам, получается в итоге достаточно большим. Для устранения прогибов и облегчения пояса (перекрытие в 6–9 м) дополнительно используют ригель. Для больших пролетов обычно оснащают бабкой и подкосами.
Параметры расчета ↑
Ни один из элементов такой конструкции не являются случайным. Каждый из них определяется точными инженерными расчетами с учетом всевозможных нагрузок, постоянных, временных и особых.
К первым относят вес самой кровли, обрешетки, к временным, соответственно, нагрузку на стропила от снега, ветра и полезную, если есть таковая. В СниП оговорены определенные положения, касающиеся временных нагрузок:
- снеговая нагрузка – ее величину принимают из расчета 180 кг/кв.м в горизонтальной проекции. Снеговой мешок, образовавшийся на крыше, может увеличить снеговую нагрузку до 400-500 кг/кв. м. Для кровель с уклоном больше 60° при расчетах во внимание не принимают.
- ветровая нагрузка – нормативно ее величина определена как 35 кг/кв. м. Рассчитывают ее для кровель с уклоном больше 30°.
Все указанные величины подлежат корректировке с поправкой на климатические условия местности.
Что же касается полезной нагрузки на стропила, ее учитывают, если установлены баки, вентиляционные камеры, подвешены потолки и т. д.
Особенности крепления узлов ↑
Несущую способность конструкций во многом определяют узлы, их надежность. Рассмотрим варианты креплений некоторых узлов в треугольных фермах пролетом:
- до 6 м
Коньковый узел. Стропильные ноги скрепляют скобами или накладками при помощи гвоздей, в половину дерева.
Соединение ноги и ригеля. Ригель ставят на высоте, равной половине высоты фермы и скрепляют с ногами при помощи болтов и гвоздей.
Опорный узел. Строительные ноги опираются прямо на стены.
Подобная конструкция больше подходит для малых строений с достаточно прочными стенами.
- 6–12 м
Коньковый узел. Крепление ног проводят аналогично, только между ними по середине дополнительно врезают бабку.
Срединный стык. Лучший вариант – закрепление за нижний пояс.
Оси элементов должны пересечься точно над центром подкладки.
Узел необходимо укрепить с помощью стяжного болта.
- 10–16 м
Должна быть усилена стойками и откосами.
Коньковый узел выполняют аналогично, а стык нижнего пояса перекрывают при помощи двух накладок на болтах.
Монтаж под- и стропильных каркасов ↑
Эти элементы стропильной системы обычно укладывают на весь пролет. Чаще всего их собирают либо на складе, либо прямо у места подъема. В любом случае к подъему их необходимо подготовить, в частности, потребуется временное усиление на время подъема. Дело в том, что элементы конструкции в нормальных условиях и при подъеме или кантовке испытывают противоположные нагрузки. Например, обычно нижний пояс бывает растянут, а при подъеме он сжимается. Чтобы этого избежать проводят усиление при помощи пластин и деревянных бревен, и выполнить его можно двумя способами.
- Защита от деформации и излома. Поперек к поясам крепят несколько бревен. Рекомендуется устанавливать их в плоскости подвесок и стоек. Подняв ферму из горизонтального в вертикальное положение,усиление снимают.
- Защита поясов от выпучивания в сторону. Усиление выполняют из горизонтальных труб или бревен. Их попарно прикрепляют к обоим поясам при помощи скруток из отожженной мягкой проволоки или специальных стяжных хомутов. Такое усиление оставляют пока ферма не будет установлена в проектное положение и закреплена прогонами и связями.
Непосредственно монтаж проводят в следующей последовательности.
Первыми ставят фронтонные.
Их фиксируют при помощи крепежей или гвоздей. Для облегчения выравнивания промежуточных конструкций между торцевыми натягивают веревку.После установки, каждую промежуточную конструкцию фиксируют к предыдущей ферме при помощи наклонных временных связок, которые необходимы для стабилизации и сохранения интервала между ними. Для этих целей подойдут доски 20х100 мм.
Для большей устойчивости по диагонали скрепляют металлической лентой, соединяя нижний край свеса первой и конек последней.
© 2023 stylekrov.ru
Конструкция деревянных ферм для крыши
Деревянные фермы для крыши и их применение
Применение деревянных ферм становится все более популярным. Ферма — это сборная конструкция из крепежных деревянных узлов и балок, которая может выдерживать серьезные нагрузки.
Несущие способности древесины творят чудеса по гибкости и по эксплуатационной надежности конструкций.
Расчет ведется исходя из максимальной нагрузки на конструкцию фермы. Промежуточные пустоты в несущих балках фермы, делают конструкцию легкой и очень прочной.
Область применения нашей деревянной фермовой конструкции огромен:
- Спортивные залы
- Склады
- Выставочные павильоны
- Ангары
- Ледовые катки
- Ангары
- Левада для лошадей
Конструкция деревянных ферм большой длины
Стропильная ферма – важный элемент кровли. От выбора ее типа, качества монтажа и установки зависят эксплуатационные и технические характеристики кровли, а также то, насколько эффективно крыша в будущем сможет переносить все нагрузки.
Стропильная ферма на крыше должна обладать достаточным запасом прочности и устойчивости для того, чтобы она смогла достойно перенести снеговые и ветровые нагрузки, а также вес всей кровли.
Стропильная система должна претерпевать вес укрывных материалов, утеплителя, обрешётки и атмосферных осадков в виде льда и снега. Учитывая все эти факторы, стропилам следует придать максимальную прочность.
Деревянные фермы применяются в качестве стропильного несущего элемента. Деревянные балки соединяются в решетку, образуя прочный каркас.
Требования предъявляемые к деревянным фермам:
- конструкция должна быть жесткой и прочной;
- ферма должна выдерживать большие вертикальные и боковые нагрузки;
- все соединения должны быть прочно зафиксированы;
- минимальный вес при высоких показателях прочности;
- минимальная и равномерная нагрузка на несущие конструкции;
- длительный срок службы.
Каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора.
При выборе конструктивного решения необходимо учитывать следующие параметры:
- размер пролетов;
- размер нагрузки на крышу;
- архитектурные решения;
- угол наклона скатов;
- требования к огнестойкости;
- климатические условия;
- тип сооружения;
- размер сооружения.
Типы деревянных ферм:
- арочные деревянные фермы
- рамные деревянные фермы.
Арочные деревянные фермы не имеют нижнего пояса и не могут применяться в строительстве крыш с прямым потолочным покрытием. Такой тип ферм обычно применяют в строительстве ангаров, плавательных бассейнов и т.д., основание которых выполнено из металла или железо-бетона.
Рамные деревянные фермы представляют собой готовую деревянную конструкцию состоящую, из опорной и стропильной частей. Такие конструкции устанавливаются сразу на фундамент или могут формировать верхние этажи зданий торговых центров.
Технология арочного строительства нашла широкое применение в создании спортивных объектов. Гимнастические залы, крытые корты, бассейны, ледовые площадки и прочие спортивные сооружения, возведенные с использованием бескаркасного метода, характеризуются максимально высоким уровнем безопасности.
Деревянные фермы с большим пролетом
Деревянные фермы большой длины используются для обустройства крыш и кровли, а так же в качестве межэтажных перекрытий. Фермы позволяют создавать большие пространства без внутренних перегородок на объектах с широкими пролётами между опорными стенами, что даёт возможность независимой внутренней планировки помещения.
Преимущества деревянных ферм с большим пролетом:
- высокая жесткость ферм
- низкий вес конструкции
- возможность сборки на земле
- низкий уровень деформации
- возможность использования в дизайне помещений
- возможность перекрывать большие пролеты
Деревянные фермы от компании «Стройгрупп»
Компания «Стройгрупп» разработала уникальную технику по производству и строительству большепролетных конструкций из сухой строганной доски шириной до 30-ти метров без опорных колонн. Несущие способности древесины творят чудеса по гибкости и по эксплуатационной надежности конструкций.
Использование современной технологии и собственных разработок позволяют изготовить несущие стропильные конструкции из дерева, способные выдерживать большую нагрузку. Результатом этого процесса становится полное отсутствие напряжений в брусе, невозможность появления трещин, высокая точность размеров. Из такого материала получаются высококачественные стропильные системы, используемые при строительстве крыш.
Мы разработали уникальную технологию по производству деревянных ферм. Мы проектируем и производим надежные и прочные фермы из дерева!
Вас также могут заинтересовать
Деревянные фермы | American Pole & Timber
Красивый и прочный
Это два слова, которые вы услышите, когда посетители будут смотреть на ваши деревянные фермы от American Pole & Timber. Ваши деревянные фермы увидят многие будущие поколения и оставят впечатление у каждого из них. Мы строим деревянные фермы, которые создают историю.
Заказать деревянные фермы очень просто
Чтобы помочь вам начать работу с деревянными фермами, заполните нашу форму проекта деревянной фермы и позвоните 1 (800) 716-0636.
Варианты конструкции для каждого пользователя
Стандартные конструкции деревянных ферм
Независимо от того, являетесь ли вы домовладельцем, строителем, архитектором или инженером, мы будем работать с вами на протяжении всего процесса проектирования и производства ферм, чтобы ваши деревянные фермы соответствовали вашим техническим и визуальные ожидания и оставайтесь в рамках вашего бюджета и требований к дизайну.
Если вам нужна помощь в дизайне, наши профессиональные консультанты по проектам помогут вам выбрать лучший дизайн для ваших структурных и эстетических предпочтений. Чтобы приступить к оформлению заказа на деревянную ферму, заполните форму проекта деревянной фермы, позвоните по телефону 1 (800) 716-0636 или свяжитесь с нами через Интернет.
Ваши деревянные фермы будут изготовлены из южной желтой сосны, дугласовой пихты, западного красного кедра или восстановленной древесины. Другие породы дерева доступны по вашему запросу, а также мы можем изготовить фермы из бревен.
Мы предлагаем три варианта соединения деревянных ферм:
- Пластина на болтах (она же античная пластина на болтах) — традиционная и самая популярная
- Скрытые застежки — без видимых деталей
- Лезвие ножа — единая пластина, соединяющая балки внутри
Профессиональные дизайнеры
- Деревянные фермы, точно соответствующие вашим требованиям
- Мы можем помочь с дизайном конструкции и эстетики
- Мы можем предоставить технические чертежи для всех штатов
Домовладельцы и специалисты по строительству
- Мы можем предоставить проектирование; просто принеси нам свою концепцию
- Мы рады сотрудничеству с вашим дизайнером
- Поставляется в собранном виде, готовым к установке
- Деревянные фермы также могут быть разобраны и отправлены для сборки на месте
- Деревянные фермы отгружены по всему миру
Варианты отделки под дерево
Если специальная отделка не указана, ваши деревянные фермы будут доставлены «незавершенными», что является стандартным деревенским видом для большинства деревянных ферм. У вас есть несколько вариантов отделки, фаски и окрашивания для ваших деревянных ферм, в том числе:
- Необработанный (Стандартный) — Нешлифованный, натуральный вид «грубой распиловки»
- Hand Hewn — антикварный вид, выструганный вручную
- Distressed — грубый, постаревший вид
- Строганный — гладкий, но нешлифованный
- Строганный и шлифованный
- Скошенные или фрезерованные кромки
Деревянные фермы из регенерированного дерева: По запросу доступны деревянные фермы, изготовленные из регенерированного леса.
Реставрация деревянных ферм и исторические копии
Мы строим деревянные фермы, соответствующие историческим или поврежденным фермам, в таких сооружениях, как церкви, школьные здания, рестораны и другие исторические здания.
Каждый проект реставрации или согласования начинается с детального анализа здания и его структурных потребностей. Мы поддерживаем тесные отношения с нашими клиентами, чтобы убедиться, что все требования проекта и действующие строительные нормы и правила соблюдены. Мы хотим, чтобы каждая мелочь была идеальной — от дизайна до отделки.
Прекрасным примером нашего опыта в восстановлении или подгонке тяжелых деревянных ферм является «Проект лодочной пристани 29». Мы восстановили лодочный навес на пирсе 29 (Сан-Франциско, Калифорния), пострадавший от пожара. Потребовалось 15 массивных деревянных ферм — они должны были соответствовать историческому проекту, соответствовать текущим требованиям нагрузки, а фермы должны были быть доставлены в течение 2 месяцев.
Несколько клиентов деревянных ферм
Фермы — Американский совет по дереву
Компоненты
Деревянные фермы, соединенные металлическими пластинами, являются преобладающим типом ферм, используемых в жилищном строительстве. Обычно они изготавливаются из пиломатериалов размером 2 × 4 или 2 × 6. Фермы подразделяются на «параллельные» пояса для использования в полах и плоских крышах или «шаговые» пояса для наклонных крыш.
В ферме крыши три стороны (или элементы периметра) треугольника называются хордами. «Паутины» — это деревянные детали, соединяющие верхний и нижний пояса. Пояса и сети являются «членами» или элементами фермы. «Соединители», соединяющие пояса и стенки в современных фермах, обычно представляют собой пластины с металлическими зубьями.
Производство ферм
Фермы проектируются с использованием сложного программного обеспечения, которое точно рассчитывает условия нагрузки на конструкцию в соответствии с требованиями строительных норм и правил. Во время строительства лучше всего посмотреть, как устроена стропильная система крыши и распределяет нагрузки. Почти сразу после установки ферм, а может быть, даже в тот же день, крепится обшивка крыши. Это быстрое время строительства не позволяет инспекторам иметь хорошую возможность увидеть каркас снаружи здания. К счастью, все, что нужно увидеть пожарной службе и строительному инспектору, видно изнутри конструкции во время полной проверки каркаса здания. Элементы стенки и пояса изготавливаются по точным размерам. Детали располагают в их окончательной ориентации, а металлические пластины накладывают с использованием оборудования, способного оказывать высокое давление для заделки зубьев металлической пластины. Фермы проверяются на правильную ориентацию пластин и глубину проникновения пластин перед отправкой на строительную площадку.
Эксплуатационные требования для соответствия нормам
Деревянные фермы, соединенные металлическими пластинами, спроектированы и изготовлены в соответствии с Национальным стандартом проектирования деревянных ферм ANSI/TPI1, соединенных металлическими пластинами¹, как указано в строительных нормах и правилах (Международный жилищный кодекс 2003 г., раздел R802. 10.2, Международные строительные нормы и правила 2003 г., раздел 2303.4). Более подробную информацию о деревянных фермах, соединенных металлическими пластинами, можно найти в Справочнике по деревянным фермам, соединенным металлическими пластинами².