Ферма из бетона своими руками

Обновлено: 20.05.2024

Дом из бетона – современный вариант строительства надежного и прочного жилья методом заливки бетонного раствора в съемную или несъемную опалубку. Монолит создается по составленному заранее проекту, с тщательным соблюдением технологии.

Среди основных преимуществ, которыми обладают бетонные дома, особо выделяют высокие характеристики теплосбережения, великолепные показатели прочности и звукоизоляции, длительный срок эксплуатации, возможность реализовать любую задумку и идею, создав красивое современное здание.

Методы заливки бетона в процессе возведения здания отличаются несущественно – в одном случае опалубку после застывания бетона разбирают, во втором она выступает конструкционным элементом монолитной конструкции. Все работы вполне возможно реализовать самостоятельно, построив дом из бетона своими руками. Но прежде, чем приступать к возведению постройки, нужно тщательно изучить все особенности.

Плюсы и минусы

Рассматривая основные свойства, которыми обладает заливной дом из бетона, необходимо в первую очередь изучить достоинства.

Высокая стоимость – основные расходы приходятся на монтаж опалубки и бетонную смесь, также определенные суммы тратятся на оплату труда рабочих (но если планируется строить бетонный дом своими руками, то смета уменьшается).
Сложность монтажа высокой опалубки – это далеко не та конструкция, что используется для заливки фундамента или пола, но при определенных знаниях и навыках все можно сделать.
Важность заказа качественного бетона – готовить его самостоятельно в больших объемах трудно и сложно (с учетом высокой скорости застывания), поэтому нужно будет заранее договориться с заводом о доставке в специальной машине.
Для высотных работ понадобится позаботиться о дополнительном оборудовании.
Строительство домов с опалубкой несъемного типа требует правильного обустройства системы вентиляции.
Создание арматурного каркаса и высотных перекрытий предполагает серьезные затраты времени и сил.
Если заливка стен и перекрытий выполняется с использованием съемной опалубки, понадобится правильное утепление из полистирола или других материалов (стоит обратить внимание на уровень токсичности материала).

Инструменты и материалы для работы

Для возведения монолитного дома из бетона

(в объемах, соответствующих расчетам, основанным на проекте и расходе бетонной смеси): стальные прутья и стальная вязальная проволока для армировочного каркаса, песок, цемент нужной марки, щебень.

(если бетон планируется готовить самостоятельно): бетономешалка, емкости для компонентов, лопата, тележка для перевозки раствора, перфоратор, строительный фен, нож для резки утепляющего материала, строительный уровень, рулетка, кусачки, молоток, материалы для монтажа опалубочной конструкции.

Методы строительства

Строительные нормы предусматривают использование двух технологий для возведения монолитного бетонного дома: со съемной и несъемной опалубкой. Несмотря на схожесть большей части строительных процессов, получившиеся в результате дома отличаются как по возведению, так и в эксплуатации.

Съемная опалубка готовится индивидуально по проекту из дерева, фанеры, пластика, металла. Расстояние между стенками равно ширине будущих стен, которая высчитывается в соответствии с климатическими особенностями региона и требуемым уровнем теплосбережения. Щиты опалубки скрепляют гайками, шайбами, шпильками.

Чтобы потом конструкцию было проще снимать, резьбовые шпильки оснащают гофрированными трубками (чтобы они не соприкасались с бетоном).

В съемные опалубки можно заливать опилко-, шлако-, керамзито-, газо-, пено-, перлитобетон, арболит и т.д. Стены получаются более теплыми и паропроницаемыми, но менее прочными, поэтому такой вариант подходит для возведения зданий малой этажности.

Армирование выполняется с использованием сеток и прутьев из пластика или металла. Арматурный каркас придает зданию прочность и механическую стойкость. Нужно помнить, что за раз заливают максимум 50-70 сантиметров бетона, обязательно трамбуют, особенно по углам. После того, как бетон затвердел, опалубку снимают и монтируют выше, продолжая так до крыши.

Утепление и отделка выполняются через 4-5 недель после заливки. Утепляют обычно минеральной ватой, теплой штукатуркой, экструдированным пенополистиролом.

Несъемная опалубка бывает продольной, угловой, надоконной, подоконной. Стены монтируются из элементов опалубки, заливаются бетоном. Конфигурации конструкции могут быть любыми, слой опалубки одновременно выступает и утепляющим, экономя средства на теплоизоляции.

Конструкция может быть сделана из разных материалов (важно, чтобы были не опасными для человека, часто это пенополистирол), обеспечивает легкость и простоту процесса строительства. Сборка конструкции осуществляется по типу сборки детских конструкторов – выполняется быстро и понятно.

Опалубку собирают после заливки фундамента и выполнения гидроизоляции, скрепляя специальными профилями по типу «шип-паз», обеспечивающими герметиность и отсутствие риска протекания, наплывов бетона.

Ширина опалубки бывает разная, конструкция может быть стандартной либо сделанной по индивидуальному проекту. Стандартная ширина блока составляет 15 сантиметров, стенки полистирола делают толщиной 5-7 сантиметров.

Вовнутрь опалубки могут укладываться каркасы из арматуры. Заливать конструкцию нельзя теплыми смесями, используют только обычный бетон, так как паропроницаемость теплых смесей выше аналогичного показателя полистирола и может появляться конденсат, провоцируя распространение плесени, грибка.

Технология постройки своими руками

Для строительства монолитного дома из бетона своими руками нужно позаботиться обо всех необходимых инструментах и материалах до начала работ. Сначала создают проект (можно скачать в Интернете либо заказать индивидуальный), выполняют расчеты по характеристикам и нужным объемам материалов.

Первый этап возведения дома – заливка фундамента. Для цоколя выполняют ленточное основание с монолитным перекрытием. Для обычного дома подойдет свайно-ленточный фундамент с качественной изоляцией. Выбор наиболее подходящего варианта прописывают в проекте в соответствии с особенностями строения.

Фундамент нужно углублять ниже границы промерзания грунта, вовнутрь поместить арматурный каркас, залить таким образом, чтобы конструкция возвышалась над почвой на 50 сантиметров.

С несъемной опалубкой

Такой вариант создания дома дороже, но выполняется проще и легче. Сначала покупают нужное число элементов (они бывают угловыми, под/надоконными, радиусными, стеновыми и т.д.). Желательно, чтобы расчеты были выполнены в процессе создания проекта.

Установить конструкцию на готовый фундамент, собрать как конструктор (сначала достаточно начального ряда).
Смонтировать коммуникации, заложить арматурный каркас в опалубку.
Приготовить раствор марки М500 или использовать уже готовый (заказать бетон нужной марки и любых объемов можно на любом заводе в Москве и регионах), залить в опалубку слоем в 50 сантиметров, тщательно уплотнить вибратором. В сутки обычно заливают не больше 70 сантиметров, выполняя работы постепенно.

После истечения срока затвердевания и набора прочности бетона можно выполнять отделку, утеплять стены не нужно, так как опалубка выступает в качестве теплоизоляционного слоя.

Со съемной опалубкой

Съемная опалубка может быть сделана из разных материалов. Тут нужно позаботится об аккуратном вырезании элементов и обработке креплений специальными растворами (чтобы потом легче было снять щиты).

Проще всего сделать опалубку из деревянных досок толщиной 5 сантиметров. Толщина стен в регионах с зимней температурой до -30 градусов должна составлять минимум 55 сантиметров. Длина опалубочных щитов обычно равна 2-4 метрам, высота – до 80 сантиметров.

Чтобы щиты в процессе заливки бетона не распирало, внизу можно расположить металлические стяжки с болтовыми соединениями, а верх зафиксировать ими же или деревянными накладками.

Внутри опалубки монтируют арматурный каркас, потом готовят бетон, заливают в опалубку слоями по 20 сантиметров, тщательно трамбуя каждый вибратором. Так делают до тех пор, пока опалубка не будет заполнена, оставляя сверху пустоту высотой в 5 сантиметров.

Далее выжидают 5 дней (защитив бетон от внешних воздействий), потом опалубку разбирают, переставляют выше, снова заливают и так до кровли. Когда заливка завершена, бетону нужно позволить набрать прочность в течение 28 дней, по истечении которых можно начинать обустраивать перекрытия и крышу.

Они должны обязательно опираться на несущую стену и заходить на нее минимум на 20 сантиметров. После завершения строительства можно браться за теплоизоляцию.

Дом из бетона, сделанный своими руками – прекрасная возможность получить красивое, качественное, надежное, долговечное и сравнительно недорогое жилье, которое будет соответствовать всем требованиям и пожеланиям как в плане внешнего вида, так и по характеристикам.

Железобетонные фермы – это специальные несущие элементы для разных типов кровли, которые применяются в каркасных сооружениях и зданиях. Основная функция фермы – создание опоры для кровли, а также равномерное распределение общей нагрузки на фундамент и колонны здания.

Фермы ЖБИ рассчитываются и производятся в условиях заводов, так как даже минимальные неточности в столь грандиозных конструкциях могут привести к непоправимым последствиям и стать причиной обрушения здания. Монтируются фермы с привлечением специальной строительной техники, так как обладают огромным весом.

Что представляют собой фермы

Железобетонная ферма – это конструкция специального назначения из бетона и соединенных между собой стержней стальной арматуры, которая предназначена для монтажа крыши и выступает каркасом для будущего здания.

Находящиеся вверху прутья называются верхним поясом, нижние стержни – нижним поясом. Элементы конструкции, которые располагаются в вертикальной плоскости, называются стойками.

Находящиеся под определенным углом части – это раскосные элементы. В свою очередь, стойки и раскосные элементы формируют решетку всей конструкции. Места соединения расположенных вертикально стоек и раскосных блоков называются узлами железобетонной балки.

Высокий уровень прочности и надежности всего здания
Железобетонный каркас создает жесткую структуру, гарантирует способность выдерживать серьезные нагрузки на протяжении долгих лет
Бетон и сталь не боятся неблагоприятных химических, климатических воздействий, не меняют характеристик под ультрафиолетом, дождем, на морозе и т.д.
Стропильный элемент полностью отвечает наиболее строгим требованиям стандартов пожарной безопасности

Благодаря современному оборудованию на заводах создают железобетонные фермы в четком соответствии с нормативными требованиями и в минимальные сроки. Вес конструкции с пролетом 18 м составляет больше 7 тонн, если же пролет 24 метра – около 12.3 тонн. Поэтому монтировать фермы можно исключительно с привлечением специальной техники.

Монолитный элемент с целостной структурой, который создается только в заводских условиях.
Составная конструкция – включает несколько частей, которые собираются непосредственно на объекте.

Основные виды ферм

В современном строительстве используют фермы двух типов – стропильные и подстропильные. В работе с фермами самым важным этапом считается проектирование – правильные расчеты обеспечат качество монтажа и способность конструкции выдерживать установленные нагрузки, а вот просчеты в проекте нередко приводят к обрушению зданий.

Стропильные конструкции

Стропильная ферма железобетонная – самый сложный вариант. На рынке можно найти и стропильные конструкции, сделанные из металла, бруса (дерева), которые пользуются большей популярностью. Железобетонные конструкции обычно используют лишь там, где другой материал не подходит ввиду недостаточности характеристик и показателей по устойчивости, защите.

Для стропильных конструкций из дерева основным параметром является площадь, на которой планируется размещать объект. Для обеспечения прочности и жесткости строения, исключения риска его обвала под своим весом, важно верно рассчитать площадь, определить устойчивость ферм. Деревянные фермы нужно правильно крепить – для этой задачи обычно привлекают специалистов, не рискуя реализовывать самостоятельно.

Железобетонные фермы – самые надежные и долговечные в сравнении с другими вариантами. Они обладают огромным весом, поэтому используются достаточно редко – в конструкциях с огромными площадями, в регионах со специфическим климатом, в промышленных зданиях и т.д.

Подстропильные конструкции

Эти конструкции применяются не так часто, как стропильные. Они актуальны в строительстве мансард при условии, что величина колонн превышает размер несущей конструкции. В данном случае основой фермы выступает подстропильная балка, длина которой составляет от 12 до 24 метров.

Этот тип ферм выполняется с арматурой пучковой формы, что значительно уменьшает вес, повышает надежность всей конструкции. Фермы устанавливают непосредственно на колонны стропильного типа, соединяют выбранными инструментами. Для железобетонных и металлических конструкций понадобится дополнительно обустроить сварные соединения.

Данные типы ферм применяют там, где внутри здания идут поперечные несущие стены или же все стены поперечные. Только балки подстропильные могут использоваться в возведении мансардных крыш. Стойки вводят непосредственно под ноги (колонны) и тогда конструкция дает меньше давления на здание, оставаясь устойчивой и надежной по максимуму.

Размеры ЖБ ферм

Изготовление бетонных и железобетонных изделий осуществляется в соответствии с ГОСТами, принятыми в стране. Естественно, что железобетонные фермы не являются исключением. В соответствии с установленными нормативами определяются основные размеры элементов, выполняется маркировка.

Самые распространенные размеры – 18/24/36 метров. Максимально допустимый вес элемента, в соответствии с ГОСТом, может составлять 6-50 тонн. В Москве и регионах можно найти железобетонные фермы любых размеров и параметров.

Маркировка дает практически все главные характеристики и показатели ферм – размеры, тип, конструктивные особенности, свойства. Маркировка включает несколько наборов букв и цифр, которые расшифровываются по ГОСТу 23009.

1 группа значений – номер типоразмера, тип изделия, длина (с округлением до метров).
2 группа значений – числовой индекс несущей способности, указывается класс арматуры (если она предварительно напряжена), тип бетона (указывается лишь для изделий из легких типов бетона).
3 группа значений – есть не всегда, указывает на стойкость к сейсмическим толчкам, агрессивным средам, говорит про наличие закладных, дополнительных отверстий и т.д.

Сфера применения

Железобетонные фермы, как и конструкции из других материалов, применяются в возведении разнообразных объектов – пролетов мостов, установки крыши разного типа сооружений, гидротехнических затворов, опор для линий электропередачи.

Ввиду того, что конструкции отличаются целым рядом выгодных преимуществ (защита от трещин, стойкость к морозу и агрессивным воздействиям, прочность и надежность, долговечность и высокая несущая способность), фермы актуальны в самых разных зданиях. Они могут поддерживать кровли, перекрывать пролеты, колонны, служить для создания промежуточных опор для установки последующих конструкций.

Бывает, что фермы используют и в открытом виде – в строительстве промышленных сооружений, участков. Жилое строительство не использует железобетонные фермы вообще.

Классификация ЖБ ферм

По форме конструкции железобетонные фермы бывают раскосными, безраскосными (они же арочные), полигональными. Часто упоминается и такая классификация: типовые, раскосные/безраскосные. Типовых вариантов достаточно много, тут все зависит от числа этажей и величины пролетов.

Безраскосная ферма используется в случае, когда кровля имеет уклон небольшой. Также данный тип ферм актуален для здания с системами коммуникаций, шаг составляет 6/12 метров.
Объекты без отопления, с крышей из асбестоцементных листов, предполагают использование безраскосных ферм, с пролетом 9/18 метров.
Сегментные безраскосные и раскосные фермы всегда применяют для создания скатных кровель.

При создании ферм учитывают такие самые важные характеристики: реакция материалов на низкие/высокие температуры, плотность и прочность бетона в смеси, марка стали, реакция на коррозию. В частных домах конструкции не используются, так как самостоятельно их установить невозможно, да и вес элементов такой, что ни один малоэтажный дом не выдержит.

Общий вес системы включает массу стропильной фермы и покрытия кровли.
Основные нагрузки учитывают: сильный ветер, осадки, снег. Есть также периодические – землетрясения и другие форс-мажорные обстоятельства.
Каркас фермы включает массу армированных стальных элементов, что обеспечивает максимальную устойчивость.
С целью уменьшения веса изделия могут использоваться легкие бетоны, что на качестве не сказывается никак.
Перед заливкой стальная арматура покрывается специальными пропитками, исключающими раннюю коррозию, что делает кровлю стойкой ко влаге, снегу, морозу, ультрафиолету, перепадам температуры.
Контур фермы включает два пояса для формирования прочного изгиба, а решетка состоит из раскосов и стоек.
Фермы могут быть полигональными и сегментными, все они отличаются по уклону и форме пояса.

Процесс изготовления ферм из металла и железобетона

Проще всего производятся безраскосные арочные конструкции – узлы ферм легко армируются, незаполненное пространства закрывают отводами (для проводки, систем коммуникации). Чаще всего такие изделия применяются для обустройства кровли плоской, скатной, с малым уклоном.

Для заливки железобетонных ферм используют бетон В30-В60, который демонстрирует высокий уровень прочности. Из готового бетонного раствора формируют большие каркасные конструкции или детали сборных элементов. Потом их транспортируют на место проведения работ с использованием специальной техники. Для этой цели пригоняют фермовозы – специальные машины, перевозящие фермы в готовом виде на объект.

Ввиду того, что ферма представляет собой несущий элемент крыши, до проведения установки осуществляют массу расчетов, все четко проектируют. Ведь даже при малейших погрешностях огромный вес фермы может стать причиной разрушения всего здания.

Как правило, для проектирования и реализации расчетов привлекают архитекторов, инженеров, проектировщиков, монтажников.

Установка железобетонных ферм выполняется также профессионалами – своими руками тут ничего не удастся реализовать. Только при условии верно выполненных расчетов и правильного монтажа ферм можно гарантировать прочность, надежность, долговечность конструкции.

В каркасных зданиях и сооружениях, в качестве несущих элементов для кровли применяют железобетонные фермы. Их основная функция создать опору для кровли и равномерное распределение нагрузки на колонны здания и фундамент. Они рассчитываются и производятся на заводах ЖБИ, поскольку любая неточность может привести к обрушению всего здания. Для установки железобетонных ферм применяется строительная техника, поскольку они имеют большой вес.

Описание и виды конструкций

Железобетонная ферма представляет собой каркасную конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего пояса, соединяемых вертикальными стойками и наклонными раскосами, образующими решетку. Места соединений элементов называют узлами. Все элементы имеют прямоугольное сечение и изготавливаются из железобетона.

Фермы могут поставляться цельными или составными, из нескольких сегментов, которые впоследствии соединяются. В строительстве используется два основных вида ферм – стропильные и подстропильные.

Стропильные применяются на пролетах до 24 м. Они имеют несколько основных разновидностей по форме поясов:

Сегментные (арочные);
Полигональные (ломаный верхний пояс);
С параллельными поясами;
Треугольные.

Также фермы имеют несколько типов решетки:

Безраскосная;
Раскосная;
Треугольная.

Подстропильные фермы – вспомогательный элемент, применяемый в качестве основы под стропильные конструкции, если их длина меньше, чем расстояние между опорами. Они устанавливаются продольно и крепятся к специальным закладным деталям. Эти конструкции имеют тавровое сечение, с полкой, усиленной в местах упора на колонны. Этот тип ферм тоже делится на подвиды:

Под скатную кровлю (ФПС).
Для малоуклонной кровли (ФПМ).
Со стойками с предварительно напряженной арматурой для малоуклонной кровли (ФПН).
Для возведения плитных перекрытий на весь пролет (ФП).

Отличия стропильной фермы от подстропильной

Главная функция железобетонных стропильных ферм – перекрытие пролетов зданий и сооружений. Они являются основанием непосредственно для кровли как стандартные кровельные стропила. Пояса стропильной фермы имеют различную конфигурацию – параллельные линии, трапеция, сегментную или криволинейную. Это позволяет оптимально распределить нагрузку на кровлю, добиться максимальной прочности и устойчивости. Максимальная длина этого элемента достигает 24 м.

Подстропильные фермы используются как основание для стропильных конструкций, когда расстояние между несущими стенами или колоннами слишком велико. Они укладываются продольно, если все несущие стены здания поперечные, обеспечивая устойчивость и прочность кровли. Для облегчения и повышения надежности в подстропильных конструкциях применяется пучковая форма арматуры.

Армирование и изготовление

По нормативам ГОСТ 20213-2015 железобетонные фермы изготавливаются из бетонов марок М400-М700. Для создания армирующего каркаса применяется сталь А400, А600, А800 или А1000, армирующие канаты К1400 или К1500, скрепляемые прочной проволокой Вр1200, Вр1600. Если длина конструкции превышает 9 м, в ней используется предварительно напряженная арматура. В некоторых случаях используются дополнительные каркасы из легкой проволоки для предотвращения появление трещин.

Арматурный каркас верхнего пояса делается из сварных элементов из стального прута, которые устанавливаются парами на опорных точках. Это обеспечивает повышенную прочность конструкции в наклонных сечениях. Для этого используются наборы арматуры диаметром от 6 до 10 мм с шагом 100 мм. Узлы арматурного каркаса дополнительно укрепляются при помощи сварки.

Фермы ЖБИ изготавливаются на бетонных заводах, арматурный каркас устраивается в опалубке, которая заливается бетонным раствором, уплотняемым при помощи вибраторов. Изделие нельзя использовать до того момента, пока раствор не наберет прочность, для чего требуются 21 сутки. В бетон могут добавляться пластифицирующие и морозостойкие присадки.

Транспортировка

Готовые изделия транспортируются на прицепах-фермовозах, наиболее популярный вариант платформа ФKП-16.

Перевозить ж/б фермы нужно обязательно в рабочем положении с опиранием по краям. Иначе конструкция может треснуть под своей тяжестью.

Железобетонные элементы устанавливаются на нижнюю часть пояса и тщательно укрепляются на фермовозе, чтобы не сдвинулись или не опрокинулись при перевозке.

Размеры и маркировка

Маркировка железобетонных ферм учитывает их тип, размеры, другие конструктивные особенности, отвечающие за их характеристики. Марки состоят из зашифрованных наборов букв и цифр по требованиям ГОСТ 23009.

Первая группа цифр и букв показывает:

номер типоразмера;
тип ЖБИ;
длина, округленная до метра.

Вторая группа букв и цифр записывается через дефис и показывает:

числовой индекс несущей способности;
для предварительно напряженной арматуры ее класс;
тип применяемого бетона, только для конструкций из легких бетонов.

Третья группа указывается при необходимости и указывает на:

стойкость к агрессивным средам;
сейсмическим толчкам;
наличие дополнительных отверстий, закладных и т.д.

Опирание железобетонной фермы на колонну

Установленная конструкция закрепляется к стальным закладным на колонне. Для этого делается специальный узел, обеспечивающий прочное крепление конструктивных элементов. Если стропильная конструкция опирается непосредственно на оголовок железобетонной колонны, то при установке нужно совместить стальные опорные плиты обоих элементов, которые затем свариваются монтажным швом. Проект может предусматривать установку двух ферм на один оголовок, в этом случае они обе привариваются к закладному элементу на колонне.

Подстропильные элементы монтируются на колонны по тому же принципу – совмещаются закладные плиты, свариваемые монтажным швом. Если стропильная ферма устанавливается на стыке смежных концов подстропильной конструкции, то она приваривается только к одной из них.

При укладке плит на стропильные фермы, они привариваются закладными элементами. Образовавшиеся между плитами швы тщательно заделываются бетонным или обычным раствором на основе песка и цемента.

Монтаж

Для быстрого и безопасного монтажа фермы на колонну потребуется пять монтажников. Двое находятся у оголовков ж/б колонн на лестницах или в люльках, двое на уже готовом покрытии кровли, один на земле. По команде монтажников на колоннах крановщик аккуратно подает конструкцию к оголовкам колонн. Далее устанавливается фиксирующая распорка, связывающая верхние пояса соседних ферм. Конструкция опускается с совмещением рисок на ней и на колонне, этот процесс контролируется при помощи каната с земли и монтажников на колоннах.

Правила монтажа железобетонных ферм регулируется нормативами, изложенными в СП 63.13330.2018. При установке конструкций особое внимание нужно обращать на четкое совмещение рисок на фермах и опорных колоннах для правильного распределения центра тяжести. Установка осуществляется только после окончания монтажа всех расположенных ниже конструктивных элементов здания и сооружения. Если перед этим устанавливались подстропильные элементы, монтаж проводится на специальные утолщенные участки.

При установке стропильных конструкций, они выверяются и закрепляются с опорными конструкциями или временными связующими элементами между собой. Это означает, что в течение одного рабочего дня нужно установить хотя бы две фермы и частично перекрытия их плитами. Далее балки или плиты устанавливаются после установки очередной фермы, чтобы надежно связать конструкцию. Изменять последовательность монтажа можно только, если это указано в проекте.

При монтаже оси фермы и колонны не должны смещаться на расстояние более 5 мм. Отклонение опорных узлов допускается не более чем на 20 мм, а между осями поясов в вертикальной плоскости не больше 25 мм.

Правильный выбор и установка железобетонных ферм позволят построить надежную кровлю. Любая ошибка в монтаже этого элемента может стать причиной растрескивания и даже обрушения здания, поскольку элемент имеет значительную массу и поднимается над центром тяжести сооружения. Поручать установку можно только профессионалам, а заказывать их непосредственно на заводах по производству ЖБИ. Там изготовят конструкции со стандартными типоразмерами или рассчитают, и сделают проект по индивидуальному заказу.

Рис. 1. Железобетонные стропильные фермы покрытия: а — сегментная; б — с параллельными поясами; в — полигональная; г — арочная безраскосная.

Железобетонная ферма – это конструкция каркасного типа, состоящая верхнего пояса, нижнего пояса, решетки, места, в которых соединяются наклонные раскосы и вертикальные стойки, называются узлами железобетонной фермы.

Типы железобетонных ферм.

Железобетонная ферма может быть сборной монолитного типа (имеют целостную конструкцию, производится в промышленных условиях) или составной (состоит из ряда конструкционных элементов).

Производство ферм из железобетона

Изготовление железобетонных ферм регламентирует – ГОСТ 20213 – 89. Для изготовления ферм используют бетон классов от В30 до В50. Армирование конструкций выполняют из арматуры АIV и AтV, а также арматурная проволока Вр2. Фермы больших пролетов армируют предварительно напряженной арматурой.

Железобетонные фермы выполняют двух видов:

— железобетонные стропильные фермы;

— фермы подстропильные железобетонные.

По форме различают следующие группы ферм:

первая группа — железобетонные сегментные фермы;

вторая группа – изделия арочного типа;

третья группа – фермы из железобетона полигонального типа.

Наиболее распространенные типовые фермы имеют следующие обозначения:

ФС – раскосные фермы для скатных крыш;

ФБС – безраскосные для скатных крыш;

ФП – под покрытия из плит, равных по длине пролету;

ФПМ – для малоуклонной кровли без преднапряжения;

ФПН – для малоуклонных крыш с преднапряженными стойками;

ФБМ – безраскосные для малоуклонной скатной крыши;

ФПС – для скатной;

ФТ – безраскосные треугольного очертания для скатной

ТИПОВЫЕ СЕРИИ

При проектировании железобетонных ферм могут быть полезны следующие серии:

Строительные материалы

Железобетонные фермы применяются в зданиях каркасного типа в качестве несущих узлов для кровли. Задача ферм – принять на себя нагрузку от кровли и равномерно распределить ее между колоннами и фундаментом сооружения. Фермы являются ответственными элементами всего здания, поэтому проектируются и изготавливаются только на специализированных предприятиях. Из-за большой массы каждой фермы, при монтаже на объекте, применяется специальная грузоподъемная техника.

Виды ферм и их описание

Конструкция железобетонной фермы состоит из: верхнего и нижнего пояса, вертикальных стоек и наклонных раскосов – все эти элементы в комплексе составляют каркас фермы. Точки соединения отдельных элементов называются узлами. Ферма изготавливается из железобетона, каждый ее элемент имеет прямоугольное сечение.

Ферма может быть цельной или составной, для последующего соединения. В строительной отрасли применяют два основных вида ферм: стропильные (используются на пролетах менее 24м) и подстропильные.

Стропильные различаются по формам поясов:

арочные (сегментные);
с ломаным верхним поясом (полигональные);
с параллельными поясами;
треугольные.

На фермах встречаются несколько видов решеток:

треугольная;
раскосная;
безраскосная.

В случае, когда расстояние между опорами больше, чем длина стропильной фермы, применяются дополнительные подстропильные фермы. Они монтируются вдоль и присоединяются с помощью закладных изделий. Подстропильные фермы в сечении тавр, полка которого усиленна в местах опоры на колонны. Такие фермы тоже разделяются на виды:

— ФПС – под скатную крышу;

— ФПМ – под малоуклонную кровлю;

— ФПН – для малоуклонной кровли со стойками (с предварительно напряженной арматурой);

— ФП – для установки перекрытий из плит на весь пролет.

Стропильные и подстропильные фермы: чем отличаются?

Основная задача железобетонных ферм – полное перекрытие пролетов в помещениях. Фермы это основание под будущую кровлю, как обычные кровельные стропила. Пояса стропильной фермы бывают разных конфигураций:

— параллельные линии;
— трапеция;
— сегментная;
— криволинейная.

Такие конфигурации помогают наиболее оптимально перераспределить воспринимаемые нагрузки от кровли. Фермы прочны и устойчивы. Предельная длина такой фермы – 24 метра.

Стропильные фермы используются совместно с подстропильными в том случае, если дистанция между несущими стенами, колоннами слишком большая. В строениях, несущие стены которых, поперечные, подстропильные фермы укладываются продольно, увеличивая устойчивость и надежность кровли. С целью повышения характеристик (прочность, надежность, снижение веса) ферм их усиливают пучковой арматурой.

Производство и армирование ферм

ГОСТ 20213-2015 регламентирует применение при изготовлении ферм следующих марок бетона М400-М700, а для устройства армирующего пояса используют сталь А400, А600, А800, А1000, допускается применение арматурных канатов К1400 и К1500, арматура связывается между собой с помощью проволоки Вр1200 и Вр1600.

Предварительно напряженная арматура применяется в строительной конструкции, длинна которой более 9 метров. Чтобы избежать образования трещин, иногда, применяют дополнительные каркасы из стальной проволоки.

На опорных точках, парами монтируются сварные элементы из стального круга, из них и изготавливают армирующий каркас верхнего пояса. Эта мера позволяет усилить прочность всей конструкции, а особенно в ее наклонных сечениях. Применяют арматуру диаметром 60-10мм, расстояние между прутками 100мм. В точках соприкосновения, дополнительно, прутки сваривают между собой.

Производство ферм происходит на специализированных бетонных заводах. В подготовленную опалубку, устанавливается арматурный каркас и происходит заливка бетонной смеси. Далее идет операция уплотнения вибраторами. 21 сутки – именно столько требуется бетонной смеси, чтобы набрать свои максимальные физические характеристики, пока этого не произошло изделие запрещено эксплуатировать. Дополнительно в смесь добавляются специальные присадки, улучшающие его морозостойкость и пластичность.

Перевозка ферм

Для перевозки готовых ферм используют специализированный транспорт – тягач с прицепом-фермовозом, распространенный вариант платформа ФКП-16. Транспортировка ферм осуществляется только в рабочем положении и с опорой на края, в противном случае, ферма может прийти в негодность, треснув.

Чтобы исключить сдвиг, перемещение или падение ферм, на платформе фермовоза, нижнюю часть пояса тщательно закрепляют.

Обозначение

Для удобства предусмотрено, что в обозначении (маркировке) ферм прописываются все основные характеристики и технические нюансы. ГОСТ 23009 оговаривает применяемые маркировки, значения и аббревиатуры.

Группы букв и цифр в начале обозначает:

Номер типоразмера фермы;
Тип ж/б изделия;
Общая длина, округленная до 1 метра.

Следующая группа, содержащая буквы и цифры, отделяется дефисом и обозначает:

Несущая способность, выраженная цифровым индексом;
Класс, если используется предварительно напряженная арматура;
Марка используемого бетона (только для изделий из легкого бетона).

По необходимости отображается третья группа знаков и оговаривает она:

Кислотную, щелочную и коррозионную стойкость;
Сейсмоустойчивость;
Информацию, об имеющихся закладных или технологических отверстиях.

Изделие: ж\б ферма ЗФС длиной 18м, с шестой несущей способностью, напрягаемой арматурой А600 из легкого бетона, с закладными.

В соответствии с ГОСТ 20213-2015 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ «ФЕРМЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ», фермы следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта, а также рабочих чертежей и технологической документации, утвержденной в установленном порядке, по рабочим чертежам серий 1.063.1-4 [1], 1.463.1-16 [2], 1.463.1-3/87 [3], 1.463.1-1/87 [4], 1.463.1-17 [5], 1.463.1-19 [6], 1.463.1-4/87.

Форма и основные размеры ферм

Таблица А.1

Стропильные фермы серии 1.063.1-4 [1]

Серия 1.063.1-4 Фермы стропильные железобетонные пролетом 6, 9, 12, 15 и 18 м для покрытий зданий с уклоном асбестоцементной кровли, 1993 г. Выпуски 1-5

Стропильные фермы серии 1.463.1-16 [2]

Серия 1.463.1-16 Фермы стропильные железобетонные сегментные для покрытий одноэтажных производственных зданий пролетами 18 и 24 м (в опалубочных формах серии ПК-01-129/78), 1988 г. Выпуски 1-5

Стропильные фермы серии 1.463.1-3/87 [3]

Серия 1.463.1-3/87 Фермы стропильные железобетонные безраскосные пролетом 18 и 24 м для покрытий одноэтажных зданий с малоуклонной и скатной кровлей, 1988 г. Выпуски 2-5

Примечание — Размер в скобках принять для ферм 5ФБМ24.

Стропильные фермы серии 1.463.1-1/87 [4]

Серия 1.463.1-1/87 Фермы стропильные железобетонные безраскосные пролетом 18 и 24 м для одноэтажных зданий с малоуклонной и скатной кровлей для V снегового района, 1988 г. Выпуски 1-3

Продолжение таблицы А.1

Стропильные фермы серии 1.463.1-17 [5]

Серия 1.463.1-17 Фермы стропильные железобетонные полигональные пролетом 18 и 24 м для покрытий зданий с малоуклонной кровлей, 1990 г. Выпуски 1-6

Подстропильные фермы серии 1.463.1-19 [6]

Серия 1.463.1-19 Фермы подстропильные железобетонные предварительно напряженные пролетом 12 м для покрытий зданий со скатной кровлей, 1993 г. Выпуски 1-2

Подстропильные фермы серии 1.463.1-4/87 [7]

Серия 1.463.1-4/87 Фермы подстропильные железобетонные безраскосные пролетом 12 м для одноэтажных зданий с малоуклонной кровлей, 1988 г. Выпуски 1-2

Фермы 1ФПМ12, 1ФПН12

Фермы 2ФПМ12, 2ФПН12

Примечание — Для ферм серии 1.463.1-16 [2] в графе «Масса, т» в числителе приведена масса ферм, изготовленных из тяжелого бетона, в знаменателе — из легкого конструкционного бетона со средней плотностью до 2000 кг/м.

Установка ж/б фермы на оголовок колонны

Смонтированная ферма крепится к колонне, путем сваривание между собой, имеющихся на обоих изделиях, закладных. В месте стыка получается узел, который гарантирует надежность соединения. В случае, если стропильная ферма устанавливается непосредственно на оголовок колонны, значит, в процессе установки требуется обязательно совместить закладные элементы обоих изделий для дальнейшего сваривания их монтажным швом. Встречаются проекты, согласно которых, на одну колонну необходимо установить две фермы, в таких случаях обе фермы привариваются к закладным опоры.

Подконтрольные фермы устанавливаются на колонны по тому же принципу – путем совмещения и сварки закладных элементов. В случае, когда стропильная ферма укладывается на стыке концов подстропильной конструкции, то приваривание происходит только к одной из них.

Закладными элементами так же привариваются и плиты перекрытия, которые укладываются на опоры, а щели, образовавшиеся между плитами, замазываются самым простым цементно-песчаным раствором.

Установка, монтаж

До начала монтажных работ на колоннах монтируются люльки или лестницы, в которых будут размещаться монтажники, осуществляющие контроль за процессом установки. С помощью специальных траверс, подъемный кран поднимает ферму (для изделий длинной 18 метров зацеп осуществляется в 2 узлах, а для 24-метровых в 4 узлах). Чтобы ферму было легче и удобней направлять на опорные колонны – снизу крепятся специальные канаты.

Пять монтажников – именно столько необходимо людей, для быстрого и качественного монтажа фермы на опоры. Из пяти двое располагаются у оголовков колонн на лестницах (люльках), двое на уже смонтированном покрытии и один на земле. Монтажники с колонн подают команду, после которой крановщик медленно подает ферму к оголовкам колонн. Между верхними поясами, рядом расположенных ферм, ставится фиксирующая распорка. Ферма опускается, одновременным совмещением отметок на колонне и на ней, ход этого процесса контролируется и управляется при помощи канат с земли и монтажников на колоннах.

Нормативы, регулирующие процесс установки ж/б ферм, отображены в СП 63.13330.2018. С целью равномерного распределения нагрузок и центра тяжести, в процессе установки, нужно строго соблюдать взаимное размещение рисок (отметок) на колоннах и фермах. Только после того, как внизу закончены все работы по монтажу конструктивных элементов, можно приступать к установке ферм. В случае, если до этого были установлены подстропильные элементы, то установка производится на утолщенные участки.

Схема монтажа подстропильных ферм

Во время монтажа ферм, они выставляются и фиксируются между собою, при помощи специальных временных связей, это означает, что за один рабочий день следует обязательно смонтировать хотя бы две фермы и часть перекрытий между ними. В дальнейшем балки, плиты монтируются уже после установки следующей фермы, чтобы крепко связать всю конструкцию. Вносить изменения в очередность монтажа возможно, только в случае, если это оговорено проектом.

Допускается смещение осей ферм и колонн относительно друг друга не более чем на 5 мм, а смещение опорных узлов возможно только до 20мм. Оси поясов в вертикальной плоскости могут отклоняться не более чем на 25м.

Качественная кровля возможна только в случае правильно и профессионального монтажа ферм. Каждый просчет в установке ферм может в будущем отозваться появлением трещин и даже обрушением кровли. Фермы следует приобретать только у производителей ЖБИ и монтажные работы доверять только специалистам.

На заводах ЖБИ изделия выпускаются согласно нормативной документации и соответствующего качества.

Виды, особенности железобетонных ригелей в строительстве, смотрите здесь.

Видео: Стальной каркас промздания. Подстропильная ферма:

Читайте также: