Сечение бруса для фермы пролетом 12 м

• чердачное перекрытие с подшивкой, в котором утеплителем является минеральная вата, несет постоянную собственную нагрузку 50 кг на квадратный метр. При такой нагрузке, согласно стандартам СНиП, нормативная нагрузка будет составлять 70 кг на квадратный метр при коэффициенте запаса прочности 1,3. Узнать общую нагрузку не составляет труда: 1,3х70+50=130 килограмм на квадратный метр;
• если в качестве утеплителя используется более тяжелый материал, чем вата, или в качестве подшивки применялись толстые доски, то нормативная нагрузка будет составлять 150 кг на квадратный метр. И общая нагрузка будет иметь другое значение: 150х1,3+50=245 кг на квадратный метр;
• если расчет проводится для мансардного помещения, то учитывается вес материала, из которого положен пол, и предметов, находящихся в мансарде. Нагрузка в этом случае будет составлять 350 кг на квадратный метр;
• в случае, когда балки выполняют функцию межэтажных пролетов, величина расчетной нагрузки составляет 400 кг на квадратный метр.

Перекрытие больших пролетов деревянными балками: клеенные балки, деревянные фермы

Монтаж деревянных балок в перекрытиях домов не является редкостью. Их главное предназначение – это равномерное распределение нагрузки на стены и фундамент здания. Чтобы балочная конструкция выполняла свои функции, необходимо правильно подобрать материал для нее, провести расчеты длины и сечения.

1. Разновидности балочных перекрытий из дерева
2. Требования к деревянным балкам перекрытий
3. Порядок расчета деревянных балок
4. Определение сечения и шага деревянных балок
5. Применение деревянных ферм, достоинства и недостатки

При расчете прогона его верхний пояс рассматривается как неразрезная трехпролетная балка на упруго оседающих опорах в предположении шарнирного сопряжения элементов решетки с поясом. При этом учитывается как полное загружение всего верхнего пояса равномерной нагрузкой, так и частичное — на половине пролета.

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.

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.

Сбор нагрузок

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

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

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

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

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

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

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

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Виды ферм и формы крыши

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

Давайте разберемся с видами ферм:

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

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

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

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

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

Типы решеток и точечная нагрузка

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

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

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

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:

Так называется врубка, в которой усилие от наклонной ноги передаётся через смятие по плоскости а — с. Конец ноги обрезают перпендикулярно к оси, и потому врубку называют ортогональной. Плоскость с — b в затяжке работает на скалывание и должна быть не менее 20 см и не менее четырёхкратной глубины врезки. Для предохранения фермы от разрушения при повреждениях врубки узел укрепляют стяжным болтом. Оси элементов должны пересекаться точно над серединой подкладки, иначе в затяжке возникают изгибающие моменты. В коньковом узле стропильные ноги сопрягаются вполдерева и скрепляются болтами и скобами или парными накладками на гвоздях . Затяжки ферм сильно затрудняют проход по чердаку. Чтобы избежать этого, концы ног опирают непосредственно на стены, а затяжку ставят примерно на половине высоты фермы . Такая затяжка называется ригелем, или повышенной затяжкой. При достаточно большом подъёме крыши эти стропила дают удобный для пользования чердак, но вследствие изгиба стропильных ног в месте примыкания к ним ригеля в стропилах возникает распор, который передаётся на стены. Поэтому применение их допустимо только при устойчивых стенах, надёжно связанных балками чердачного перекрытия. Стропильные ноги этих ферм выполняются обычно из брёвен или брусьев, а ригель — из пластин или парных досок, которые прикрепляются к стропильным ногам гвоздями или болтами . В коньке стропильные ноги сопрягаются вполдерева и схватываются скобами или скрепляются парными накладками на гвоздях .

Под конец нужно еще раз взяться за раствор и мастерок.

Строители сборных домов снова в выигрыше. Им не нужно ни о чем заботиться. Наставник по строительству от фирмы организует прибытие плотников с инструментами, досок и автокрана на стройплощадку. На примере возведения крыши с наклонными стропилами мы переживаем следующий шаг в возведении дома.Независимо от того из какого материала построен дом, плотники вначале размещают на бетонных опорах так называемые прогоны. Стропила, упакованные в связки, укладываются затем на средние подстропильные прогоны. Теперь весь материал на месте, и плотники могут по-настоящему начать работать. Лишь когда стропила, стойки и основная конструкция четырехугольного слухового окна сооружены, делается соединение с бетонными опорами с помощью специальных болтов. Для увеличения жесткости мастера прибивают к стропилам диагональные полосы для удержания стропил.Наконец, пришло время: празднуется окончание строительства. Трудности и анекдотические случаи, имевшие место во время строительства дома, являются неисчерпаемой темой вечерних бесед. Но все же одно хотят знать все гости: когда будет готов дом? Застройщик должен своевременно подумать о подходящем ответе.Под конец нужно еще раз взяться за раствор и мастерокПосле праздника дело снова продвигается в собственной режиссуре. Стены фронтона возводятся таким образом, чтобы кососрезанные блоки были точно на уровне верхнего края стропил. Не так быстро идет дело, если требуется кольцевой анкер. Опалубка делается из строительных досок или тонких блоков и монтируется на одной линии с верхним краем стропил. В качестве опалубки кольцевого анкера подходят также стропила, непосредственно граничащие с кладкой стены. Важно: у внешних стен изнутри к внешней оболочке опалубки ставят теплоизоляционные плиты.Кольцевой анкер фронтона соединяют с опорами прогонов. Поэтому уже при армировании опор нужно учесть кольцевой анкер и предусмотреть соединительную арматуру. Эти стальные элементы соединяются с арматурой кольцевого анкера фронтона. Обычно применяется четыре сплошных прута диаметром 10 мм. Бугели разместите повсюду, где этого требует расчет статических параметров нагрузки. Затем смочите опалубку и кладку стены и забетонируйте кольцевой анкер: марка бетона «В 25». См. также «Памятку «Железобетон (II)».Первым этапом работы на пути к водонепроницаемому дому является сооружение обшивки свесов крыши. Начиная с нижних концов стропил, прибиваются водонепроницаемые доски, снабженные шпунтами и гребнем (гребни должны быть обращены вниз!). Стыки кладутся на стропила.Спил на стропиле способствует тому, что обрешетка проходит по поверхности крыши без смещения. Обшивка ветровой доски делается сверху только тогда, когда за пределами внешней стены находится минимум одно стропило. В других случаях дощечки прикрепляют позднее к выступающей обрешетке.