Ферма в строительстве крыши что такое

Обновлено: 28.04.2024

Настоящая статья является переводом на русский язык статьи с сайта KREATÍVLAKÁS.COM "Более 3500 творческих статей по строительству, строительству, живописи и ландшафтному дизайну." Ссылка на оригинал статьи

Развитие кровельного строительства определялось основной целью - при возведении прочной кровли использовать как можно меньшее количество древесины, более быстрое и легкое их возведение. Фермы - это опорные конструкции, которые всегда изготавливаются на основе детальных статических расчетов с размерными соединениями инженерных элементов. В настоящее время существует множество типов ферм и множество методов их проектирования. В большинстве случаев они состоят из деревянных изделий (см. рис. 1.71. ) и соединяющих их различных ребер жесткости, которые спроектированы в соответствии с геометрией крыши. В зависимости от типа фермы, конструктивные (стержневые) элементы могут быть составлены из уже традиционных деревянных элементов (балки, замки, доски) и балок, изготовленных по различным технологиям производства, которых также много типов. Балки могут быть: твердые деревянные балки из древесины; связанные профильные (клееные) деревянные балки; ламинированные стружечные балки (типа ОСП); решетчатые деревянные балки (1.70. (см. рис. 1).

Деревянные балки обычно формируют один структурный элемент, но некоторые типы можно также использовать как отдельно стоящие. Современные фермы усилены ранее описанными обычными ребрами жесткости и металлическими зажимами, входящими в систему применяемых металлических крепежных элементов и переключателей (1.72). (см. рис. 1).

Последний элемент можно использовать как для постоянных, так и для временных конструкций крыш.

Преимущества ферм:

при использовании ферм план помещения не привязан к необходимости ставить несущую стену в помещении,
фермы можно изготовить в удобном помещении с оборудованием,
простой их ремонт;
быстрое исполнение;

их конструкция требует высокой точности исполнения;
для некоторых конструкций (например, клееных деревянных балок) их конструкция является дорогостоящей.

Стальные тросы для противодействия нагрузкам чаще всего устанавливаются в нижнем натянутом поясе опор, заменяя нижнюю горизонтальную(большую) деревянную балку.

Простые в сечении фермы похожи по дизайну на традиционные деревянные крыши по внешнему виду (1.73. (см. рис. 1).

Конструкция крыши, состоящая из сплошных секционных ферм

Решетчатая панель редко используется для строительства крыши. Сами по себе балки решетки представляют собой сложные конструкции, трудоемкие в производстве (1.74. (см. рис. 1).

Решетчатые балки используются в качестве продольной защиты, поддерживающие стропила. На концах панелей они передают свою нагрузку на стены здания (1.75. (см. рис. 1). Преимуществом такой конструкции является то, что она не требует поддержки на промежуточном этапе.

Кровельные конструкции, состоящие из решетчатых опор

Наиболее типичная ферма - решетчатые опоры, несущими элементами которых являются простые шпалерные опорные конструкции (основные опоры). Они могут быть изготовлены из простых пиломатериалов или ламинированных элементов. Соединения нескольких балок могут быть сформированы скрепленными скобами, спиленными скрепленными болтами, гвоздевыми пластинами. Сегодня последний вариант используется чаще всего. Каркасная структура (решетчатая структура) опор может изменяться в зависимости от геометрии, размера и угла наклона кровли (1.76. (см. рис. 1). Плотная и низко стоящая крыша может быть построена из решетчатых опор.

Выполненная в виде плотной конструкции, крыша обычно состоит из ферм на расстоянии 0,90-1,40 м, которые скреплены между собой планками или металлическими бандажами и прикреплены к базовым элементам с помощью клепальных муфт (1,77. (см. рис. 1). Верхние ленточные бруски кронштейнов также образуют конек крыши, и поэтому кровля непосредственно соединена с ними. Этот тип является наиболее распространенным среди ферм в настоящее время.

Любые составные или оконтуренные структуры крыши могут быть сформированы от предкрылковых поддержек решетки. Для сложных конструкций кровли (178. Рисунок 6) различные составные части крыши обычно соединяются путем построения меньших "крыш", определяющих меньшие "крыши" на "крышах", поддерживающих большие крыши. Следуя геометрии крыши, балки меньшего сечения будут становиться все меньше и меньше по мере приближения к коньку.

Конечно, конструкция, размеры и расположение опорных кронштейнов для соединительной крыши должны учитывать большую нагрузку на соединительную поверхность. Грузоподъемность опор, расположенных на данном участке, может быть увеличена за счет использования больших поперечных сечений или за счет сжатия сеток опор. Аналогичным правильным решением может быть уменьшение расстояния между элементами ферм (более плотное распределение) на данном участке.

Сгруппированная часть опор образована усеченными балками различной конструкции в соответствии с геометрией формы крыши (1.79. (см. рис. 1). Расположение и система подключения усеченных балок указаны в предварительных планах. В линии кромки гребня имеется балка специального размера, которая соединена с двух сторон все более мелкими усеченными балками. Усеченные балки, которые соединены от различных направлений, также соединены во всех случаях проставленными размеры соединениями батареи, и соединены струбцинами.

Усеченных опоры передают свою нагрузку через разделяющие нагрузку деревянные элементы на соседние двухсторонние опоры (1.80. (см. рис. 1).

Принцип действия современных деревянных кровельных конструкций, известных как фермы, идентичен ранее применяемым. Существенно отличаются взаимосвязи конструктивных элементов ферм. Приведем несколько примеров из трех их групп. К первой группе относятся кровельные конструкции с различными связующими соединениями: скрепленные болтами структуры крыши; структуры крыши сформированные от разделов размера доски с соединениями с стандартными краями провода. Существует два типа скрепленных соединений: симметричное отношение, если окантовка объединяет три элемента (гвоздь используется для двойного сдвига), асимметричное, если она связывает только два элемента (гвоздь используется для одиночного сдвига).

Основные правила установления фиксированных связей: один стежок должен состоять не менее чем из четырех гвоздей; максимум 15 сегментов могут быть сформированы в направлении силы; в случае отдельных панелей, гвоздь по диагонали; всегда устанавливайте гвозди в области сдвига; гвозди не следует использовать для вытягивания; гвозди должны быть вставлены только перпендикулярно направлению соединенных элементов; длина гвоздей должна быть близка к общей толщине элементов.

Винтовые конструкции крыши: конструкции крыши обычно состоят из элементов с симметричным соединением, Соединенных винтовыми соединениями (5-8. (см. рис. 1). Во всех случаях винтовые соединения должны быть рассчитаны на двойное отверстие. Наружный диаметр шайб должен быть в 5-8 раз больше диаметра применяемых винтов (8 мм мин) с каждой стороны. Во многих случаях внутренние, круглые, гладкие или зубчатые шайбы используются в дополнение к винтовым соединениям.

5-8. фигура. Винтами скрепленные деревянные фермы. Винтовая деревянная кровельная конструкция а) вид; б) сечение; 1 прорисованный, 2 запрессованных опорных элемента; 3 резьбовые соединения; 4 решетки; 5 переключающие элементы.

Фермы можно соединять в одной плоскости, при помощи гвоздевых пластин. И они соединены к стальным элементам на местах скрепления. Это рис. 5-9. в так называемой системе GANG-NAIL - гвоздевая пластина, представленной на рисунке.

5-9. фигура. Сборно-гвоздевая деревянная ферма. Гвоздевая пластина. а) вид; раздел B); 1 нижнего пояса кронштейн; 2 Балка конька; 3-элементы решетки.

При строительстве любой кровли самое важное – безопасность и надёжная защита от негативного влияния окружающей среды. Чтобы добиться этого, необходимо использовать деревянные или металлические системы стропил.

Что это такое?

Стропильной фермой называют целый комплекс элементов конструкции, куда входят обрешётка, раскосы, стойки. После сборки конструкция станет надёжным «скелетом» будущей крыши.

Под стропильной фермой прежде всего понимается жёсткая конструкция, актуальная при постройке скатных кровель. Главная задача фермы состоит в распределении основной нагрузки, которую оказывают стены строения. Изготавливаются чаще всего такие конструкции из древесины, но возможна установка из аналогичных материалов.

Основой при возведении деревянной типовой конструкции выступают закруглённые брусья, обычные доски. Дополнительные элементы присоединяются к основной конструкции, буквально врубаясь в необходимые участки. Если детали созданы из досок, то в присоединении участвуют болты, кольцевые шпонки, а также гвозди.

Фермы, имеющие металлические основания растянутой формы, задействуются при возведении крупномасштабных построек, когда пролёт имеет протяжённость свыше 16 метров. Если речь идёт о возведении конструкции при помощи растянутых стоек из досок, то сложно добиться надёжности закрепления узлов. Однако если использовать элементы из металла, то прочно закрепить узлы довольно легко.

Чтобы собрать деревянную ферму, нужно приложить много усилий. Гораздо быстрее процесс пойдёт, если использовать не только деревянные детали, но и металлические. Такой тип сборки называется комбинированным.

При постройке жилых домов крайне редко планировщики прибегают к варианту крыши с открытыми фермами. Чаще всего фермы просто закрываются специальными перекрытиями для потолка. При возведении построек производственной направленности на кровле оставляют открытые фермы.

Несущими частями такой конструкции часто становятся балки. Строительные балки производятся на основе железобетона, укладываются под стропила и перекрывают шаги колонн длиной 12, 18 м. Эти части конструкции выполняют роль промежуточной опоры.

Основные требования

Вне зависимости от вида строительных материалов перед основной отделкой необходимо построить крепкую и надёжную конструкцию, чьей главной задачей станет устойчивость и прочность крыши.

Если конструкция с элементами из подстропильных и стропильных комплексов была возведена правильно, то её надёжность гарантирована. Конструкция с лёгкостью выдержит нагрузки любого типа, будь они временными или постоянными.

От материала и конструкции фермы требуется максимальная прочность, безопасность и устойчивость.

Обзор видов

При выборе типа конструкции и материала, из которого будет изготовлен костяк кровли, следует учесть материал самих стен. Колонны из металла или железобетонного полотна, подстропильные системы и стены из кирпича станут надёжной опорой для несущих основ.

Характеристики ферм позволяют классифицировать их по данным параметрам:

архитектурное оформление конструкции;
схема в статике;
вид решётки;
очертания стропильных поясов.

Самым важным критерием для классификации ферм считается очертание поясов. Оно рассчитывается при учёте параметров пролёта, конструкционных особенностей кровли, а также при учёте уровня возможной нагрузки. Выбор материала также напрямую зависит от уклона (в расчёт берётся уклон пояса на максимальной высоте).

При возведении плоских крыш чаще всего задействуются фермы, оснащённые параллельными поясами.
Если материалом для строительства крыши стали стальные или асбестоцементные листовые перекрытия, то лучшим вариантом станет несущая система в виде трапеции.
В частном строительстве чаще всего можно встретить конструкции треугольных конфигураций.
При учёте варианта очертаний проводится и выбор решётки. Если задействуются системы в форме трапеции или разновидности с параллельными поясами, то лучшим вариантом становятся решётки треугольных форм. Решётка укрепляется при помощи дополнительных стоек.
Часто используются решётки, оснащённые шпренгелями

По признаку конструктивного оформления

По оформлению конструкции можно разделить все фермы:

на тяжёлые (двустенные), с двумя фасонными листами в узлах конструкции;
лёгкие (одностенные), в конструкции которых только один лист.

При строительстве зданий, имеющих длинный пролёт (промышленные постройки), используются конструкции большого веса. При возведении огромных промышленных помещений «скелет» кровли выполняет роль рамы, на которую опираются несущие системы.

По материалу

По разновидностям материала системы ферм могут создаваться:

из древесины;
из стали;
комбинированные.

Советы по выбору формы

Рассмотрим, как правильно сделать выбор формовой конфигурации конструкции. Чтобы подбор формы был правильным, важными считаются следующие критерии:

тип материала покрытия крыши;
есть или нет перекрытия на потолке;
угол наклона кровли;
особенности соединений стропильных элементов.

При постройке плоской крыши, покрытой битумными рулонами, лучше использовать конструкции в виде прямоугольника или трапеции.

Если уклон угла по величине составляет выше 12 градусов, и если покрытия являются тяжёлыми, то лучше использовать конструкции в треугольном формате.

Выбор материала

Самым ответственным и важным всегда считается выбор материала для строительства. К материалу предъявляются особые требования: он должен обеспечивать высочайшую прочность, быть достаточно жёстким и не деформироваться. Актуален и ценовой показатель, поскольку стоимость — довольно ощутимый фактор, особенно в частном строительстве.

Дерево

Древесина считается одним из самых популярных и недорогих строительных материалов.

Конструкции из дерева актуальны для следующих случаев:

при возведении крыш по типу мансарды;
при установке объектов как промышленной, так и других направленностей;
при реставрации плоских крыш различных построек.

Главными особенностями ферм из древесины, по сравнению с аналогичными конструкциями, можно назвать следующие:

скорость проектирования увеличена в несколько раз;
автоматизированность установки и простота всех этапов строительства;
простота при проведении монтажных работ (элементы уже готовы, их остаётся только правильно установить);
возможность реализовать даже самые смелые дизайнерские задумки в отношении конфигурации, формы и других аспектов;
конструкция весит сравнительно немного;
возможность монтажа в ситуациях, когда пролёты имеют большие размеры (максимальная длина – 18 м);
возможность провести утепление, общая простота этой процедуры;
прекрасные технические и эксплуатационные качества;
материал считается пригодным для обработки в промышленных условиях, а значит, относится к первой категории материалов по пожаробезопасности;
экологичность.

Металл

Стальные конструкции из профильной трубы могут похвастаться повышенной жёсткостью, в отличие от деревянных конкурентов. За счёт этого качества металлические системы стропил часто используются в случае, если конструкции нужно придать дополнительную жёсткость. Это хороший вариант, если устанавливаются фермы большой длины, свыше 10 метров. В этой ситуации не только стропила должны быть выполнены из стали, но и опоры конька, и брус мауэрлата.

Установка должна производиться не при помощи соединяющихся частей из древесины, а при использовании специальных швеллерных профилей.

Для крепежа оснований стропил необходимы уголки, которые были предварительно приварены.

Главные плюсы ферм из стали:

более высокая прочность по сравнению с другими вариантами;
стойкость к различным коррозионным явлениям и физическому влиянию;
материал не способен гнить и имеет особую устойчивость к деформации;
длительный срок службы;
если требуется перекрыть периметр крупногабаритного здания, сделать это очень просто при помощи стальных элементов.

Некоторые минусы металлических конструкций:

сама конструкция весит немало, использование таких элементов даёт дополнительную нагрузку на кровлю;
при установке необходимо использовать специальную технику (чтобы поднимать изделия на определённую высоту);
детали не выдерживают слишком резкие температурные перепады и могут деформироваться;
достаточно высокая стоимость.

Фермы из стали подразделяются на три вида:

имеющие параллельные пояса;
в форме треугольника;
полигональные.

Для постройки мягкой крыши отлично подходят стропильные конструкции, имеющие параллельные пояса. Также можно использовать полигональные модели.

Если будут использоваться материалы в виде листов, то лучшим вариантом станут конструкции треугольной формы.

Фермы, которые выпускаются на фабриках, подходят под универсальные размеры пролётов – 18, 24, 30 и 36 метров в длину.

При создании решёток конструкций и поясов чаще всего используются уголки. Отдельные элементы скрепляются через приваривание. Самой надёжной можно назвать конструкцию, при обустройстве поясов которой были задействованы балки с широкими полками (тавровые).

Само изготовление не слишком сложное, такой способ работы требует меньшего количества материала. При этом прочность и надёжность конструкции остаются на высоте.

Особенности расчёта нагрузок

При установке стропильной системы важно не только верно определить наилучший вариант формы и материала, но и провести расчёт планируемой нагруженности.

Нагрузки можно подразделить на три вида:

неизменные: к этому типу относится общий вес крыши;
временные: вес снежного покрова или наледи, сильный ветровой поток;
особый тип нагрузки: возможность землетрясения.

Система стропил, созданная при помощи балок и ферм, становится несущей. Состоит такая система из множества элементов. При установке конкретного типа конструкции и её формы важно понимать, что это всегда очень ответственный процесс. Каждый этап имеет своё значение, но особое место отводится проектированию. Все расчёты должны быть произведены правильно, учтены многие факторы, ведь от этого зависит безопасность будущей постройки.

Расчёт базируется на сложнейших вычислениях, произвести которые может только профессионал.

Технология монтажа

Как пример, ниже представлен наиболее простой вариант монтажных работ стропильной системы (использован при постройке односкатной крыши). Конструирование можно выполнить своими руками.

Вначале нужно на чертеже рассчитать уровень перепада между стенами: tgL х Ш. Значок «Ш» обозначает расстояние между двумя стенками-опорами. Тангенс угла (кровельный уклон) обозначается значком «tgL».
После проведения расчёта следует подготовить нужное число стропил из досок, обработав древесину антисептиком.
Дальше следует постройка мауэрлата. Доска должна быть соизмерима с величиной диаметра стенок. Балку нужно укрепить очень крепко и жёстко, нелишней будет хорошая гидроизоляция. При монтаже необходимо соблюдать горизонтальное положение конструкции.
Затем обозначаются участки для укладки стропильных оснований (после обозначения таких участков врезаются выемки).
Фермы должны так располагаться, чтобы они шли на выступ по опорной конструкции примерно на 30 см. Закреп можно произвести при помощи строительных скоб и специальных болтов.
Итогом работ станет укладка обрешётки и подпорок. Если основание стропил превышает 4,5 метра в длину, то подпорки просто необходимы. Сверху установленных конструкций прокладываются обрешёточные планки.

О том, как происходит сборка девевянной стропильной фермы, вы можете узнать из видео ниже.

Когда основная часть каркасника — так называемая «коробка» — поставлена, то пора заняться проектом крыши каркасного дома. Что называют проектом, какие крыши подходят каркасникам и на что обратить внимание при строительстве, расскажем в этой статье.

Что такое проект крыши каркасного дома

Проект кровли каркасного дома всегда составляется отдельно от основной коробки. Потому что она должна быть такой, чтобы каркас дома выдержал ее вес, ведь крыша — тяжелее всего и «оседает» сверху всего на 4 поперечные балки.

В проекте крыши каркасного дома нужно учесть:

тип крыши;
угол наклона;
материалы;
тип утеплителя;
гидроизоляция;
тип строительства ферм для крыши;
шаг и длина обрешетки, контробрешетки.

Когда все пункты у вас учтены, а ферма кровли прорисована именно для вашего типа дома, то пора приступать к строительству кровли.

Какую крышу выбрать для каркасного дома

Каркасные дома бывают:

С плоской крышей — эконом вариант, но для использования только в сухих, жарких регионах с минимальными дождями. На плоской крыше в центральных и северных районах будет собираться влага и попадать внутрь дома.
Одно и многоскатная крыша — удобны в эксплуатации: ни снег, ни дождь не задерживаются на ней. В зависимости от используемых материалов и угла наклона ската зависит, нужно ли будет чистить зимой. Под такой кровлей можно оборудовать чердак.
С мансардой — сложнее в монтаже, но есть возможность больше использовать пространство под крышей.
Многощипцовая крыша — подходит для домов со сложной конструкцией: выпирающие элементы типа веранды, балкона, эркера и т.д. Это крыша с множеством скатов в разные стороны, с наличием ендов (как конек крыши, только загиб вовнутрь). Сложный вариант кровли, который могут воплотить только строители-специалисты. И самый дорогой, потому что во время строительства уходит больше материалов и остается много остатков из-за разных размеров каждой части. Но выглядит такая многощипцовая крыша уникально и неповторимо.

Виды кровельных материалов для крыши

При выборе материалов для кровли каркасного дома, учитывайте, что они должны быть:

легкими по весу;
устойчивым к снегу, дождям, граду, сильному ветру;
морозоустойчивыми (для северных районов);
пропускали минимум шума. Иначе вы разочаруетесь в своей крыше при первом дожде.

Например, хорошими для каркасного дома будут ондулин (еврошифер), металлочерепица, профнастил, битумная черепица, полимерпесчаная черепица. Обычный шифер и керамическая черепица тяжелы для каркасника, их не советуют использовать.

Доски для стропил и обрешеток должны быть сухими, иначе их «свернет» при высыхании прямо на месте, и никакие качественные гвозди и саморезы не спасут. А еще доски нужно обработать огнебиозащитой.

Расчет крыши каркасного дома

Расчет материалов для крыши можно сделать 3 способами:

самостоятельно, построив чертеж с размерами;
через онлайн калькуляторы, но точность таких калькуляторов 85%;
со специалистом.

В любом случае, при возведении каркасника самостоятельно, подготавливайте один шаблон фермы и примеряйте его прямо на месте. Так вы можете сразу заметить неточности и устранить их до строительства всех элементов крыши.

Чтобы сделать расчет площади кровли целиком для покупки необходимого материала, то длину будущего ската умножаем на ширину, получаем площадь одного ската крыши. Если крыша двускатная, то полученную площадь умножаем на два. При варианте многощипцовой крыши лучше обратиться к специалистам и построить трехмерную модель будущей крыши.

Шаблоны или фермы для крыши дома

Ферма крыши каркасного дома — это часть стропильной системы, каркас-основа для кровли. Она отвечает за нагрузку остальной части строительных материалов для кровли. Обычно шаблон треугольный, но может быть и другой формы. Чем проще крыша, тем легче и проще выглядит ферма.

В чем преимущество стропильных ферм?

усиленная опора для кровли;
быстро монтируются;
собираются на земле;
можно убрать и поставить дополнительный этаж;

Ферму возводят по проекту крыши каркасного дома на земле, а потом поднимают и закрепляют на месте.

Ферма крыши каркасного дома состоит из:

стропильных ног. Для стропил берут доски сечением 50*150 мм, при ожидаемой высокой нагрузке — широкий слой утеплителя, снега и т.д — 50*200 мм.
стоек: размер 100*100 мм;
подкосы, которые служат распоркой для стропил: размер 50*150 мм
раскосы служат диагональной балкой: размеры 30*150 мм;
прогоны: 100*100 мм;
мауэрлаты, на которых крепится нога стропил, размером 100*150 мм;
лежени, на которых крепятся стойки: 100*100 мм.

В проектах крыш каркасных домов стропильные фермы составляет специалист, учитывая:

будущую нагрузку на кровлю: общий вес крыши, временные (снег, дождь, ветер) и особые (ураганы и землетрясения)
вид используемого кровельного материала;
угол, от которого зависит, какой высоты будет ваша крыша;
выход стропильных ног за пределы «коробки», так называемый свес кровли;
надежные крепления углов: используйте металлические крепежи, систему врезания и качественные саморезы.

Первый шаблон проектируют на доме, примеряя и регулируя основные размеры. По этому шаблону на земле строят столько ферм, сколько нужно с учетом шага в 60 см.

После установки ферм между ними устанавливаются доски фиксации, так называемый коньковый прогон.

Как построить крышу каркасного дома

Давайте кратко и пошагово рассмотрим, как построить крышу для каркасного дома:

Устанавливаем систему стропил. Установка готовых ферм сначала идет на фронтоны, а после — в середине. Стандартный шаг — 60 см, но в зависимости от материалов кровли может быть изменена.
С внутренней стороны крыши, под стропилами, натягиваем гидро-пароизоляцию.
Внутрь, между стропил, укладываем утеплитель.
Над утеплителем, поверх стропил, натягиваем пародиффузиорную мембрану, чтобы конденсат, который может получаться под кровельным материалом, не попал на утеплитель.
Устанавливаем контробрешетку — она идет вдоль стропил. Размер брусков контробрешетки равен примерно 30*50 мм.
Устанавливаем обрешетку из досок сечением 25*100 мм — она идет поперек стропил с шагом от 15 см в зависимости от применяемого материала. Например, для металлочерепицы это 20 см, а для профнастила и ондулина — 40-50 см.
Закрепляем листы кровли, начиная снизу.
Устанавливаем коньки и енты для кровли, чтобы вода не стекала внутрь.

После установки крыши на каркасный дом нужно подшить кровельные свесы не только для красоты, но для того, чтобы птицы, осы и летучие мыши не залетали под нее.

Вывод

Проектирование и строительство крыши каркасного дома кажется даже сложнее, чем сам каркас будущего строения. И весь секрет правильной кровли — это точный проект крыши каркасника с выбором материалов и уточнением размеров. Только качественная подготовка поможет избежать серьезных проблем с защитой дома от окружающей среды.

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.

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, рассчитанными инженером. Хорды и подкосы соединяются вместе с помощью металлически (иногда из фанеры) соединяющих пластин, называемых гвоздевые накладки

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 устанавливают 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.

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.

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

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.

Для надёжной установки кровли на любую постройку требуется основание. В его качестве служат стропила, которые обычно укладываются на несущую балку. Но это не всегда надёжное и эффективное решение, особенно для длинных крыш. В качестве альтернативы получила широкое применение стропильная ферма, которая отличается низкой стоимостью, повышенной прочностью и простотой установки. Такая конструкция способна перекрыть до 30 метров крыши.

Виды конструкций

Фермы из древесины ранее использовали в строительстве при возведении мостов. Но дерево восприимчиво к воздействию атмосферных осадков, и его повреждают насекомые, невзирая на многочисленные пропитки. На сегодняшний день активное использование деревянных ферм продолжается только для формирования основания крыши. В некоторых случаях индивидуальной жилой застройки применяют фермы из дерева в качестве перекрытий между этажами.

Классификация по назначению:

С наслонными стропилами. Это распорные конструкции, которые имеют незначительные параметры. Применяют для формирования перекрытий длинной не более 18 метров.
С висячими стропилами. Это система, которая состоит из нескольких стропил и соединяющих узлов. Ферму такого вида можно выполнять в различных вариантах, даже с асимметрией. Этот вид предпочтительнее для формирования основания для крыши. При большой длине этой фермы требуется установка дополнительных распорок, чтобы усилить конструкцию.

Конструкции различаются не только типом стропил, но и по своей форме. Отличия заключаются в очертаниях поясов. Что такое ферма в строительстве — это пространственная конструкция, которая служит основанием для закрепления вспомогательных элементов.

Классификация по форме:

Параллельные пояса. Применяют для формирования перекрытий между этажами. Однако конструкцию можно использовать на крышах с малым углом ската.
Треугольные. Используется в небольших индивидуальных домах. Каркас выполняют из нескольких треугольников, которые соединяют при помощи нескольких деревянных брусков.
Прямоугольные. Используют на крышах с небольшим уклоном.
Существуют варианты соединений с трапециевидным очертанием, а также искривлённым верхним поясом. Широкое распространение они не получили по причине сложности изготовления.

Форма элементов обусловлена запасом прочности, который формируется исходя из длины крыши. Для короткой крыши достаточно простой треугольной конструкции. Длинную же ферму требуется оснащать дополнительными элементами или выбирать более сложный вариант — например, трапециевидный. Часто приходится импровизировать в процессе изготовления из-за несимметричных крыш.

Материалы изготовления

Брус из дерева применяется чаще всего. При большой вертикальной нагрузке используют широкую доску. Существуют иные варианты:

В целях закрепления элементов с большой массой используют комбинированный вариант. Так, основание фермы могут выполнить из стали, а остальную часть — из дерева. Это позволяет несколько снизить вес без потери прочности. Методы исполнения при этом могут меняться путём комбинирования материалов.
Фанерные трубы. Такой вариант обладает преимуществом в виде малого веса. Фанерные трубы даже легче досок. Это позволяет сформировать низкую стоимость на изделие. Однако в качестве несущей конструкции ферму из фанерных труб используют редко по причине меньшей прочности.
Фермы из стеклопластика в сочетании с деревом встречаются крайне редко. Стеклопластик имеет малый вес и высокую прочность.

Сооружения из цельного бруса или клееных досок наиболее распространены. Конечный выбор зависит от требуемых показателей прочности и бюджета. В строительстве индивидуальных жилых домов выгоднее применять только древесину.

Достоинства и недостатки

Преимущества использования стропильной и подстропильной фермы:

Не требуется устанавливать дополнительные опоры при больших пролётах.
Высокая жёсткость.
Малый вес, который позволяет организовать сборку на земле, а затем поднять на место крепления.
Деформация практически отсутствует. Прогибы не заметить можно только с высокоточным инструментом.
В пространстве между элементами фермы можно провести коммуникации или уложить утеплитель.
Можно создать фигурные детали, которые будут служить элементом декора.
Возможность собрать ферму на земле, а затем поднять её на крышу для установки.

Малый вес и высокая жёсткость — это определяющие параметры при выборе стропильной фермы в качестве основания кровли. Плюсом является возможность сборки на земле с последующей установкой.

Недостатки системе тоже присущи:

Высокая стоимость готового изделия заводского изготовления.
Фермы имеют большие размеры, поэтому подкровельное пространство будет несколько съедено.
При самостоятельном изготовлении нужно уделить внимание качеству узлов. Да и сборка должна быть в целом на высоком уровне — идеально, без зазоров и щелей. Поэтому за неимением навыков и инструментов качественную ферму сделать не получится.

Сложность заключается в самостоятельной сборке — её нельзя проводить спустя рукава. Высокая точность соединения узлов гарантирует качество основания крыши. За неимением строительного опыта ферму лучше купить, но придётся переплатить.

Правильные узлы — надёжная стыковка

Узел деревянной фермы — это место стыковки дух и более элементов. Является слабым местом сооружения. Если сборка выполнена некачественно, с зазорами, то ферма не получит требуемую высокую жёсткость.

Варианты исполнения узлов:

Соединения ног с мауэрлатом.
Дополнительные связи для усиления жёсткости.
Соединения стропил для увеличения их длинны.

Существуют разные способы монтажа деталей, которые позволяют получить жёсткое или скользящее соединения. В первом случае нужно внимательно подходить к работе, поскольку из-за переменчивых погодных условий древесина может сжиматься и расширяться. В результате может появиться деформация.

Жёсткие соединения

Детали при этом способе соединяются намертво. По этой причине древесина должна быть высокого качества и обработана специальными составами для отталкивания влаги. При некачественном материале возможен разрыв соединения из-за деформации.

Врубка в стропильную ногу. Её глубина не должна быть больше трети высоты доски. Стропила при этом должны упираться в мауэрлат. Фиксировать их нужно под углом, гвоздями или саморезами.
Нашивка подпорных брусков на стропила. Закрепляются бруски при помощи металлических уголков.

Вся нагрузка ложится на несущие стены. Поэтому они должны быть усиленными, а материал крыши лёгким.

Скользящий вариант

Соединение скользящего типа используют только для наслонных стропил. Висящие стропила упираются на коньковый прогон, в результате несущие стены не принимают нагрузку. Для установки крыши такой вариант установки неприемлем.

Особенности монтажа

Установку на крышу здания нужно выполнять с учётом некоторых особенностей. Если сборка будет проводиться на земле, то расчёт деревянной фермы нужно провести до начала процесса сборки — на стадии проектирования.

Технологические решения монтажа:

Мауэрлат — располагается сверху несущих стен. На него должны опираться «ноги» стропильной фермы.
При расстоянии пролёта между стенами менее 6 метров можно не устанавливать дополнительные промежуточные подпорки.
Для деревянных ферм пролётом 12 метров требуется устанавливать промежуточную подпорку. При большей длине пролётов подпорок должно быть 2.
Начинают монтаж с установки промежуточных подпорок. Затем монтируют лежни и подкладные доски.
Стойки выверяют отвесом перед тем, как закрепить. Фиксировать их нужно специальными раскреплениями.
Монтаж подпорок и обрешётки — это завершающий этап.

Конечные эксплуатационные характеристики зависят от типа деревянной стропильной фермы и качества монтажных работ.

Разметка стропил — это тот элемент, на который требуется обратить повышенное внимание при самостоятельном изготовлении. Все работы нужно проводить на земле, чтобы было удобно работать. Элементы опирают на специальные козлы, которые позволяют удобно размещать конструкцию. Перед закреплением готовой фермы на крыше следует использовать временное крепление для проверки точности изготовления.

Читайте также: