Что такое ферма в строительстве крыши
Перейти к содержимому

Что такое ферма в строительстве крыши

  • автор:

Ферма

Ферма в строительстве — жесткая конструкция, которую применяют для установки скатной кровли. Она перераспределяет нагрузку с крыши на стены строения. Ферма бывает стропильной и подстропильной. Качество материалов и выполнения конструкции влияет на прочность, надежность и долговечность кровли. Ферма должна выдерживать вес кровельного покрытия, утеплителя и гидроизоляции, а также внешние нагрузки сильных ветров и осадков.

клееная деревянная ферма

Какую ферму установить

Для малоэтажного деревянного строительства ферму изготавливают из бруса, досок или круглых лесоматериалов. Соединяют изделия при помощи врубки или металлических креплений. Подходящим видом древесины материалов станет сосна. Это качественное, прочное и доступное сырье, которое отличают повышенная устойчивость к влажности и высокая плотность. Кроме того, сосну легко обрабатывать и подгонять.

Иногда для повышения прочности используют комбинированные конструкции из дерева и металла. Это необходимо для изготовления опор под коньковые прогоны с большими нагрузками и для длинных прогонов, для создания наслонной системы без распор.

При выборе формы и конструкции стропильной фермы учитывают тип соединения устройства, отсутствие или наличие потолочного перекрытия, угол наклона кровли и материал кровельного покрытия. Так для крутых скатов подойдет треугольная ферма, а для плоской кровли применяют конструкцию в виде трапеции или прямоугольника. Какую крышу выбрать для деревянного дома, смотрите здесь.

Как установить стропильную ферму

Перед установкой важно грамотно рассчитать стропильную конструкцию, выбрать качественные материалы и прочные крепежи. При монтаже брус, доски или бревно не должны провисать по длине под собственным весом или массой кровли. Для этого устанавливают поперечные балки и распорки либо средний прогон, в качестве которого применяют толстый несущий брусок, монтируемый поперек стропил.

монтаж деревянной фермы

Стропильные фермы закрывают потолочными перекрытиями, где затем укладывают утеплитель и гидроизоляцию, монтируют отделочный материал. Для потолков в деревянном доме выбирают натуральные и экологичные изделия. Хорошо подойдут вагонка из древесины, блок-хаус или имитация бруса, строганные доски, массив и деревянные панели. Реже используют штукатурку, краску и гипсокартон. Чем лучше отделать потолок в деревянном доме, расскажет статья в блоге “МариСруб”.

Важно, чтобы каждый деревянный материал был обработан защитными составами. Иначе древесина со временем начнет гнить и покрываться плесенью, потеряет прочность и потрескается. При использовании комбинированных ферм важно изолировать металл от дерева, чтобы металлические элементы не подвергались коррозии. Компания “МариСруб” изготавливает брус и бревно самостоятельно, следит за обработкой и качеством изделий.

Монтаж кровли и стропил

Установка крыши и стропильной конструкции требует тщательного планирования и расчетов. Мастера компании “МариСруб” грамотно разработают и рассчитают проект, изготавливаем брус и бревно, подбираем качественные материалы и прочные крепежи, доборные элементы. Выполняем гидроизоляцию, утепление, защитную обработку и отделку крыши. Подшиваем кровлю, устанавливаем водосток, карниз и другие необходимые элементы.

Строим деревянные дома по персональному или типовому проекту и выполняем полный спектр задач. Устанавливаем сруб, организуем монтаж крыши и фундамента, прокладываем инженерные сети, отделываем строение внутри и снаружи с установкой лестниц, дверей и окон. Гарантируем качество и надежность строительства, выполнение работ в назначенный срок!

Фермы или стропильная система? Выбираем оптимальный вариант

stropila-ili-ferma.jpg

17.08.2018 Традиционные стропильные системы и фермы являются наиболее популярными вариантами каркаса крыш в современном строительстве. Чем отличаются 2 этих конструкции, а также, какой вариант предпочесть именно вам — узнайте в материалах, подготовленных для вас специалистами Монолит-Хаус!

Выбор оптимальной конструкции крыши — стропила или ферма

stropila-ili-ferma-2.jpg

Вопрос выбора возник, прежде всего, из-за того, что многие современные дома строятся с жилым мансардным пространством. Крыша, в свою очередь, приобретает целый “пирог” слоев, чтобы обеспечить необходимую гидро- и теплоизоляцию. В свою очередь, использование в кровли утеплителя, новых типов основных покрытий, а также различного рода мембран, способствует увеличению веса на несущий каркас кровли — стропила. И, как вариант, стропильная ферма является способом повышения прочностных качеств кровли. В сравнении с традиционной конструкцией, где стропила выглядят как одиночные деревянные элементы — балки, соединяющиеся в единую конструкцию, ферма представляет собой элемент, в котором между 2-х горизонтальных направляющих устанавливается деревянная обрешетка. Деревянная обрешетка может выполняться различным способом, в зависимости от конструкции крыши.

Преимущества и недостатки крыш с фермами, а также, когда лучше выбрать все-таки стропила?

  1. Фермы не подходят для сложных конструкций крыш, с многочисленными углами и переходами.
  2. Конструкции требуют тщательного проектирования, что вызывает необходимость обращаться к специалистам, владеющими специализированными программами для проведения данной процедуры.
  3. Производство ферм также осуществляется на специальных пунктах, с применением сложного оборудования. Создать их прямо на строительной площадке невозможно.

Но, так или иначе — это отличная альтернатива современным стропильным системам. Другой вопрос, что при проектировании и строительстве рекомендуем уточнить у специалистов о возможности создания такой крыши конкретно в вашем случае.

Ферма крыши. Основные виды, конструкции и применение

Ферма крыши — это деревянная конструкция, которая размещается над последним этажом здания и является несущей конструкцией крыши.

1. Материалы для фермы крыши

Обычно ферму крыши делают из древесины сосны или ели. Однако древесину необходимо тщательно выбирать и обрабатывать — любые недостатки материала влияют на долговечность конструкции крыши. Также очень важно, чтобы древесина была правильно высушена.

Лучший материал для стропильной фермы — это древесина камерной сушки, влажность которой не превышает 18%.

Фото: стропила подлежат обязательной обработки от гниения. Хорош например состав пропитки Просепт интериор.

Пропитка — очень важный процесс, которому тоже стоит уделить внимание. Он защищает древесину от влаги, грибка и огня. Древесину покрывают пропиткой, распыляют на ее поверхность или погружают в специальную ванну. Однако наилучшие результаты достигаются при пропитке методом вакуума.

Клееные элементы используются для изготовления более длинных ферм. Их тоже делают из древесины хвойных пород, так как она очень устойчива к короблению. Можно сгибать их, создавая дугообразные элементы конструкции. Ферма крыши из клееного бруса дороже, чем из массивной древесины.

Стальная кровельная ферма с стропильной системой прибывает на строительную площадку в готовом виде со всеми монтажными элементами, а компания, предоставившая ее, также занимается сборкой.

2. Фермы крыши: основные виды

Ферма крыши подстраивается под форму крыши, ее пролет и угол наклона. Также нужно учитывать вес покрытия, которое будет нести стропильная ферма.

Стропильный каркас — это простейшая стропильная ферма — в основе конструкции лежат фермы, состоящие из двух стропил, соединенных между собой коньком (высшая точка крыши), а их концы опираются на коленные стены. Применяется для простых двускатных крыш с пролетом не более 7 м.

  1. Стропильно-воротниковая балочная ферма имеет аналогичную конструкцию, но каждая пара стропил имеет распорку (известную как воротниковая балка), которая позволяет возводить двускатные крыши с большим пролетом (до 11 м) без утолщения элементов конструкции.
  2. Прогонно-балочная ферма — очень популярная стропильная ферма — размеры крыши могут превышать 10 м, но не должны превышать 16 м. Стропила, соединяемые в коньке, основаны на кирпичной кладке и дополнительной деревянной конструкции, состоящей из прогонов (крепятся параллельно кровле), растяжек (поперек кровли) и опорных столбов. Все это выглядит так, как будто стропильная ферма изнутри поддерживается кубоидом из балок.

Первые два типа стропильных ферм отличаются от последнего с точки зрения передачи вертикальных нагрузок. При использовании стропильной и стропильно-балочной фермы нагрузки будут передаваться на коленные стены, а при установке прогонно-балочной фермы — на усиленный потолок.

Стропильные фермы состоят из нескольких (в зависимости от размера и формы) деревянных элементов, образующих систему связанных между собой треугольников. Их используют для создания треуголных крыш (с годным и неиспользуемым чердаком) и плоских крыш.
Сборные фермы состоят из верхних поясов (эквиваленты стропил в традиционной ферме), нижнего пояса (это основа фермы), стоек (вертикальных) и диагоналей (диагональных).

3. Традиционная ферма крыши

Наибольшей популярностью пользуется деревянная стропильная ферма, устанавливаемая на стройплощадке. Конструкционные элементы заказываются на лесопилке, откуда доставляются, закрепляются и разрезаются по размерам (в строительном проекте также должна быть учтена стропильная ферма — расчеты производятся инженером-проектировщиком).

4. Сборная ферма крыши

Деревянная стропильная ферма также может быть изготовлена на заводе — потом по частям доставляется на строительную площадку. Сборные фермы легче традиционных. Элементы тонкие и длинные (соединяются гвоздями или специальными пластинами). Поэтому использование сборных ферм позволяет снизить расход древесины.

Сборная стропильная ферма быстро монтируется на крышу — с простыми двускатными конструкциями крыши, покрывающими дом средних размеров (120-150 м2), это может занять один день. Если кровля более сложная, такой быстрый монтаж невозможен, но он не должен занять более 3 дней.

5. Сколько стоит ферма крыши?

На этот вопрос сложно ответить, ведь от того, какой тип фермы будет выбран, зависит очень многое. Сборные обычно дороже традиционных, но это не обязательно, если просуммировать также затраты на подготовку древесины на лесопилке и ее сборку.

Какие бывают и где применяются стропильные фермы

деревянные стропильные фермы

Основной задачей при возведении кровли любой конфигурации и вида является максимальное обеспечение защиты здания от негативного воздействия внешних факторов. Этого можно достичь посредством использования стропильных ферм на основе дерева или металла.

Основные требования к конструкции

  • Независимо от конкретного типа строительных материалов (дерево, наплавляемая кровля, металлочерепица, обычная черепица) перед началом отделочных работ должна быть возведена прочная строительная конструкция, основной задачей которой должно стать обеспечение устойчивости и надежности устраиваемой кровли.
  • Качественное выполнение конструкции, основными частями которой являются стропильные и подстропильные фермы, является гарантией того, что она выдержит все оказываемые на нее постоянные и временные нагрузки.
  • Основными требованиями к выбираемому материалу и конструкции стропильной фермы являются прочность, устойчивость и надежность.

Конструктивные особенности стропильных ферм

В определение “стропильная ферма” входит ряд конструктивных элементов: раскосов, стоек, обрешеток. Подобная жесткая конструкция в результате сборки будет обеспечивать скелет кровли.

Под этим определением подразумеваются жесткие конструкции, применяемые при устройстве скатных крыш.

Задачей ферм является передача общей нагрузки, которая оказывается на крышу, на стены здания. Материалом для изготовления ферм в основном служит дерево, но возможны также альтернативные варианты.

Основой для создания деревянных конструкций являются доски, лес-кругляк, брус.

виды крыш деревянных домов

Полезная информация о том, какие бывают виды крыш деревянных домов.

Всё о видах герметиков для металлической кровли вы найдете в отдельной статье.

Отдельные элементы соединяются методом врубки. В том случае, когда детали сделаны из досок, в ход идут болты, гвозди, зубчатые кольцевые шпонки.

При возведении больших по площади зданий, когда длина пролета оказывается больше 16 метров, при строительстве используются фермы с растянутыми стойками на основе металла.

В случае использования растянутых деревянных стоек надежное крепление узлов является достаточно сложной задачей, а при использовании металлических элементов сделать это легко.

Сборка деревянных ферм – процесс достаточно трудоемкий. При использовании ферм комбинированного типа (с деревянными и металлическими деталями) сделать это можно гораздо быстрее.

При возведении жилых зданий редко применяют вариант кровельной конструкции с открытыми фермами. В основном они закрываются при помощи потолочных перекрытий. В сфере строительства зданий промышленного назначения открытые фермы являются довольно популярным вариантом устройства кровли.

В качестве главных элементов могут использоваться также балки. Стропильные балки на основе железобетона являются подстропильными конструкциями, перекрывающими шаги колонн длиной 12, 18 метров. Подобные элементы при этом являются промежуточными опорами.

Виды стропильных ферм

разновидности стропильных ферм

Выбирая конструкцию и материал для создания кровельного скелета, необходимо учитывать, на основе какого материала построены стены. Опорами для несущих конструкций могут являться железобетонные, металлические колонны, кирпичные стены или подстропильные фермы.

Особенности ферм дают возможность их классификации в соответствии со следующими признаками:

  • очертанием поясов;
  • конструктивным оформлением;
  • статической схемой;
  • типом решетки.

Самым значимым критерием для разделения ферм на отдельные виды является очертание поясов. Оно определяется конструкцией кровли, размерами перекрываемого пролета, величиной оказываемой нагрузки. В основном выбор кровельного материала зависит от уклона верхнего пояса.

  • С области промышленного строительства при устройстве кровель плоского типа используются стропильные фермы с параллельными поясами.
  • В случае использования в качестве кровельного материала асбестоцементных или стальных листов устраивается трапециевидная разновидность несущих конструкций.
  • В сфере гражданского строительства наиболее популярными являются остовы треугольной формы.
  • При любой разновидности очертаний применяют разные системы решеток. При устройстве ферм с параллельными поясами или трапециевидной формы оптимальным вариантом является решетка треугольной формы, укрепленная посредством устройства дополнительных стоек.
  • Помимо этого типа, широкое распространение получили разрезная балочная схема или решетки со шпренгелями.

По признаку конструктивного оформления фермы делятся на следующие виды:

  • легкие, или одностенные — отличаются наличием одной фасонки в узлах;
  • тяжелые, или двустенные – их особенностью является наличие в узлах двух фасонных листов.

При возведении зданий со значительной длиной пролета (сборочных цехов, ангаров) применяются тяжелые конструкции. В подобных строениях промышленного назначения скелет выполняет функции ригелей рамных систем.

В соответствии с материалом изготовления стропильные фермы бывают:

  • деревянными;
  • металлическими;
  • смешанными (или комбинированными).

Выбор формы

Чтобы правильно выбрать форму конструкции, необходимо обращать внимание на следующие важные моменты:

  • материал, используемый в качестве кровельного покрытия;
  • величина угла уклона крыши;
  • наличие перекрытий потолка;
  • специфика конкретного типа соединения деталей стропильных ферм.

К примеру, в случае возведения кровли плоского типа, покрытием для которого служат рулонные битумные материалы, наилучшим вариантом стропильной фермы являются прямоугольная или трапециевидная конструкция.

При величине угла уклона более 12 градусов и в случае тяжелых покрытий оптимальным выбором являются фермы треугольной конфигурации.

Расчет высоты стропильной фермы проводится с использованием формулы, соответствующей выбранной форме конструкции:

  • Для треугольного варианта: 1/5 х L. Латинской буквой обозначена длина пролета.
  • Для прямоугольной конструкции: 1/6 х L.

При возведении частных жилых домов самой часто используемой является стропильная ферма треугольной конфигурации. Для устройства кровель с одним или двумя скатами с разными углами уклона применяются самые разные комбинации со стропилами наклонного типа, устраиваются деревянные или металлические стропильные фермы.

Устойчивость ферм повышается посредством устройства дополнительных связок для верхнего и нижнего поясов. Изготовление подобных связок осуществляется главным образом на основе досок.

В случае возведения кровли с двумя скатами рациональным выбором является разновидность фермы со стропилами висячего типа.

Советы по выбору материала для стропильной фермы

стропильная ферма из дерева

Самым главным моментом выбора стропильной конструкции является подбор строительного материала, который может обеспечить требуемую степень прочности, жесткости, надежности. Значение имеет и ценовая категория, к которой относится материал.

Деревянные фермы

Стропильные фермы на основе дерева являются наиболее популярным вариантом, который соответствует большинству предъявляемых к конструкции требований.

Их применяют в следующих случаях:

  • при устройстве кровель мансардного типа;
  • при возведении коммерческих, сельскохозяйственных, спортивных, промышленных объектов;
  • во время восстановления плоских кровель сооружений разного назначения;

Основными достоинствами деревянных стропильных ферм по отношению к другим разновидностям таких конструкций являются:

  • простота процесса производства и его автоматизированность;
  • короткие сроки выполнения работ по проектированию;
  • легкость осуществления монтажа (благодаря наличию готовых элементов конструкции);
  • широкая перспектива реализации самых необычных дизайнерских решений в плане формы, конфигурации и т.д.;
  • сравнительно небольшой вес;
  • возможность применения в случае пролетов больших размеров (наибольшая длина может составлять 18 м);
  • возможность утепления и простота его осуществления;
  • отличные эксплуатационные качества и технологические характеристики;
  • принадлежность к первой категории пожаробезопасности (материал проходит соответствующую обработку в заводских условиях);
  • соответствие требованиям экологической безопасности.

В случае выбора конструкций на основе дерева необходимо обращать внимание на качественное проведение обработки материала антисептическими и антипиретическими составами, обеспечивающими защиту конструкции от разрушительного воздействия гнили, грибов, насекомых и от огня.

Специфика металлических стропильных ферм

стропильная ферма из металла

Для обеспечения повышенной жесткости применяют стропильные системы на основе металла. Этот вариант максимально подходит при устройстве стропильных ферм значительной длины (более 10 м). В таких случаях из стали изготавливаются не только стропила, но также брус мауэрлата и коньковые опоры. Укладка производится не с помощью деревянной соединительной детали, а посредством швеллера. Для крепления стропильных ног используются приваренные уголки.

Основными преимуществами стальных стропильных ферм являются:

  • повышенный уровень прочности;
  • стойкость;
  • неподверженность разрушению и гниению;
  • значительный срок службы;
  • удобство применения при необходимости перекрытия сооружений большой площади и высоты.

Следует указать также недостатки металлических ферм:

  • значительный вес создаваемой конструкции;
  • применение специальной техники для подъема конструкции на требуемую высоту;
  • неустойчивость материала и высокая вероятность его деформации в условиях высокого температурного фона;
  • дороговизна.

Стальные стропильные фермы бывают трех типов:

  • спараллельными поясами;
  • треугольные;
  • полигональные.

При планировании мягкой кровли оптимально подходят фермы с параллельными поясами или полигональные. В случае применения листовых материалов лучше выбрать треугольные конструкции.

Промышленность выпускает стропильные фермы унифицированных размеров, которые рассчитаны на пролеты, длина которых составляет 18, 24, 30 и 36 метров.

Для изготовления поясов и решеток ферм в большинстве случаев применяются уголки, а скрепление отдельных элементов осуществляется посредством сварки. Наиболее рациональной считаются конструкции, для изготовления поясов которых были использованы тавровые широкополочные балки. Процесс изготовления подобных конструкций довольно простой, к тому же на них уходит меньше материала, но надежность и прочность конструкции от этого не страдают.

Отличительной особенностью стальной подстропильной фермы от стропильной является наличие параллельного пояса. Их выпускают в аналогичных унифицированных размерах.

Во время строительства частных домов во многих случаях используются стальные стропильные фермы, материалом для которых служит профильная труба. По сравнению с фермами на основе уголков, швеллеров или тавра подобные конструкции обладают меньшим весом.

Такие конструкции могут собираться прямо на строительной площадке. При этом используется сварочный аппарат.

Фермы изготавливаются на основе гнутых или горячекатаных профильных труб. При этом используется сталь толщиной от полутора до пяти миллиметров. Сечение профиля трубы может быть квадратным или прямоугольным.

В настоящее время в строительстве нередко применяют также железобетонные стропильные фермы. Они представляют собой очень прочные решетчатые конструкции для перекрытия значительных по длине пролетов.

Подобные фермы целесообразно монтировать на кровлях одноэтажных строений, покрытие которых испытывает очень большие нагрузки.

Расчет нагрузок

особенности стропильных ферм

Во время возведения системы стропил важным моментом является не только правильный выбор формы конструкции и материала изготовления, но и корректный расчет возможных нагрузок.

Они бывают трех видов:

  • постоянные: общий вес кровельного пирога;
  • временные: вес снежного пласта, находящихся на кровле людей, сила порывов ветра;
  • особые – к этой категории относится сейсмическая нагрузка.

Стропильная система на основе ферм и балок является несущей конструкцией, в состав которой входят многие элементы. Вне зависимости от конкретной конструкции и формы это сложный в технологическом плане процесс, главным этапом которого является этап проектирования. Именно в это время проводятся расчеты, от правильности которых зависит безопасность всей конструкции в течение всего эксплуатационного периода. Такой расчет состоит из сложных вычислений, осуществление которых требует наличия профессиональных знаний.

конструкция двухскатной мансардной крыши

Как выглядит конструкция двухскатной мансардной крыши можно посмотреть на нашем сайте.

Об особенностях устройства ломанной крыши ищите информацию здесь.

Как сделать фронтон дома из бруса читайте в статье по адресу https://rooffs.ru/accessories/frontony/iz-brusa.html.

Монтаж

В качестве примера ниже описан наиболее простой процесс монтажа стропильных конструкций при возведении односкатной кровли.

  • Сначала в соответствии с приведенной формулой рассчитывается величина перепада стен:
    Ш х tgL

Буквой Ш обозначено расстояние между двумя опорными стенами, а tgL– это тангенс угла уклона кровли.

  • После этого заготавливается необходимое количество деревянных стропил, предварительно обработанных антисептическими составами.
  • Следующим шагом является установка мауэрлата. Балка по толщине должна соответствовать величине толщины стен. Ее необходимо прикрепить по возможности более жестко и провести качественную гидроизоляцию. В процессе монтажа опорной балки надо следить за соблюдением строго горизонтального расположения.
  • После окончания монтажа мауэрлата на нем должны быть обозначены точки установки стропильных ног и вырезаны выемки для них.
  • Заранее подготовленные фермы укладываются таким образом, чтобы они выступали на поверхность опорной балки на 30 см. Закрепление осуществляется с помощью болтов и скоб.
  • Процесс завершается установкой подпорок и монтажом обрешетки. В тех случаях, когда стропильные ноги имеют длину более 4,5 м, подпоры являются обязательным элементом. Поверх смонтированных стропил устраиваются планки обрешетки.

ВЫВОДЫ:

  • Использование стропильных ферм на основе дерева или металла обеспечивает защиту здания от внешних воздействий.
  • Основными требованиями к выбираемому материалу и конструкции стропильной фермы являются прочность, устойчивость и надежность.
  • Задачей ферм является передача общей нагрузки, которая оказывается на крышу, на стены здания.
  • Фермы классифицируются по очертанию поясов, конструктивному оформлению, статической схеме, типу решетки.
  • Различают фермы с параллельными поясами, трапециевидные, треугольные.
  • Стропильные фермы выполняются из дерева или металла. Возможны также комбинированные варианты.
  • Устойчивость ферм повышается посредством устройства дополнительных связок для верхнего и нижнего поясов на основе досок.
  • При возведении системы стропил важным моментом является корректный расчет возможных нагрузок.

Подробнее о стропильной системе вальмовой крыши смотрите в видеосюжете.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *