Своими руками стропильная ферма: Стропильная ферма своими руками | Посреди России — Информационный портал города Мичуринска. Афиша

Содержание

Стропильная ферма своими руками | Посреди России

Пример деревянной мансардной фермы из семи секций для дома с основанием 7,5 x 7,5 м и шириной фермы 8,5 м

Стропильная ферма своими руками по скандинавской технологии

Продолжу разговор о самостоятельном изготовлении стропильных ферм. Вопрос очень эмоционально обсуждается на строительных форумах. Советуют обычно следующее: 1. сделать расчет стропильной ноги. 2. исходя из этого строить ферму, в основе которой будут треугольники — самая прочная конструкция. 3. крепление стыков: фанерные накладки, саморезы, болты, гвозди или перфорированные пластины + саморезы (проще всего — старая, добрая фанера). 4. сделать шаблон фермы, или вернее сказать матрицу, и по ней собрать все фермы. К примеру, один из участников обсуждения пишет: «Задавшись целью научится рассчитывать фермы, скачал студенческую методичку и… освоил за пару дней. Если соединяем на податливые соединения(гвозди, болты и т. п) , то расчет сложнее, а сборка проще. Но еще раз скажу- сам расчет стержней и узлов не таит смертельных сложностей. Что касается сопромата и т.п, то все данные по сосне и др. распространенной древесине есть в изобилии, а, чтобы не углубляться в статику, то нагрузку прикладываем равномерно, и от этого базового расчета моделируем в разные стороны. Однако и это перебор, мне кажется. Берем с запасом и все ок.»

Сборка деревянной фермы по месту строительства

Даю подробное описание сборки деревянной фермы по месту строительства. Оно опирается на техническое руководство №525.835, разработанное норвежским научно-исследовательским институтом SINTEF Byggforsk. В руководстве подробно рассказано о выборе сечения элементов простых треугольных ферм, а также об их последующей сборки по месту строительства. Заметьте, более сложные деревянные фермы должны рассчитывать и собирать в заводских условиях (подробно об этом рассказывается в техническом руководстве №525. 831, но мы вопросов заводской сборки касаться не будем). За основу данного описания взята аннотация и подиллюстрационные переводы, выполненные конструктором домов и крыш по скандинавской технологии Владиславом Воротынцевым (technical.constructor @yahoo.com) и опубликованные на Forumhouse.

Пролёт, угол кровли и расположение несущей стены

Общий принцип: нижний пояс самодельных деревянных ферм, рассчитанных на пролёт более 4,2 м, обязательно должен посередине опираться на несущую стену.

Монтаж самодельных деревянных ферм. Ключевые принципы:

1. Стыки нижнего пояса должны в середине пролёта опираться на несущие стены. 2. Верхний и нижний пояса ферм находятся в одной плоскости. 3. Стальные перфорированные пластины обязательно располагаются с двух сторон. 4. Нижний пояс фермы присоединяется к верхнему внакладку. 5. Деревянные накладки допускается прибивать только с одной стороны. 6. При соединении болтами используются стопорные шайбы с наружными зубьями, зажимаемые между соединяемыми деталями. Также используются подкладные шайбы.

Пример стальной перфорированной пластины с расположением отверстий гарантирующих оптимальное расстояние между гвоздями

Выбор сечения элементов деревянных ферм, необходимое количество гвоздей для соединений на стальных перфорированных пластинах. Выбор диаметра стопорных шайб для болтовых соединений

Основные параметры самодельных деревянных ферм

1. Верхний пояс самодельной деревянной треугольной фермы. 2. Нижний пояс. 3. Пролёт. 4. Свес. 5. Угол кровли. 6. Обвязка несущей стены должна доходить вплоть до внешнего края стыка верхнего и нижнего поясов фермы. 7. Свес кровли не должен превышать 500 мм.

Соединение верхнего и нижнего поясов ферм при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей

1. Для самодельных деревянных ферм в данном случае с двух сторон применяют пластины: 100х240х1,5мм, если пролёт <4,2м 100х300х1,5мм, если пролёт >4,2м При этом расчётная снеговая нагрузка должна быть < 4,5 кН/кв.м 2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей. 3. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть >60мм. 4. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть >28мм. 5. В данном случае нужно использовать рифлёные гвозди 4,0х40 мм равномерно распределяя их по пластине, соблюдая минимальные отступы. См. п. 3 и 4. Кол-во гвоздей на соединение выбирается по таблице 31.

Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов ферм до болтов со стопорными шайбами

Соединение верхнего и нижнего поясов ферм при помощи болта и двух односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб

1. Стопорные шайбы с наружными зубьями — 2 шт. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 31. 2. Болт, 20 мм. Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов см. в таблице 42. 3. Подкладная шайба, 60х60х5 мм.

Соединение верхних поясов ферм в коньке при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей

1. С двух сторон применяют стальные перфорированные пластины 80х140х1,5 мм. 2. С каждой стороны по внешнему краю пластины забивают по 2 рифлёных гвоздя 4,0х40 мм. 3. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей. 4. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть >40мм. 5. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть >28мм.

Соединение верхних поясов ферм в коньке при помощи накладок из досок или фанеры

1. Накладка 148х300 мм из доски толщиной >30 мм или из фанеры толщиной >15 мм. 2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей. 3. Гвозди 3,5х90 мм, 8 шт. с каждой стороны. Стык нижнего пояса самодельной деревянной фермы всегда должен располагаться над опорой. Если нет опоры, то разрывы в нижнем поясе недопустимы, а макс. длина нижнего пояса должна быть <4,2 м.

Соединение элементов нижнего пояса фермы при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей

1. Стальные перфорированные пластины 100х300х1,5 мм монтируются с каждой стороны и центрируются относительно стыка. 2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей. 3. Рифлёные гвозди 4,0х40 мм должны размещаться как можно более равномерно по внешним отверстиям пластины.

Соединение нижнего пояса ферм болтами и стопорными шайбами

Диагональные ветровые связи 23х98 крепятся к каждой ферме

Диагональные ветровые связи крепятся к нижней кромке верхних поясов ферм 3-мя гвоздями 2,8х75 или 3,4х95

1. Крепление диагональной ветровой связи к верхнему поясу фермы. По мнению конструктора Владислава Воротынцева, диагональные ветровые связи непременно нужны для придания конструкции крыши пространственной жёсткости. Устанавливать их нужно в любом случае, заменить можно плитной обшивкой — если так будет удобнее.

Анкеровка деревянных ферм стальными перфорированными лентами

Обход препятствий при монтаже ферм

Принцип: если на пути установки ферм попадаются дымовые трубы или другие препятствия, то ферму смещают в сторону. С другой стороны от препятствия устанавливают дополнительную ферму. 1. Ферма, которую следует сместить в сторону. 2. Дополнительная ферма. Над данным техническим руководством работали: Уле Мортен Бротен, Брит Руалд и др. специалисты СИНТЕФ.

Григорий Вальтер

Как сделать ферму стропильную?

Устойчивость изготавливаемых крыш будет зависеть от качества ее несущей конструкции, в основе которой находится ферма стропильная. Данное изделие должно выдерживать существенные нагрузки, которые состоят из веса пирога кровли, а также массы снега, который накапливается в зимний период времени. Оказывает влияние и сильный ветер. Фермы нужны для того, чтобы распределять нагрузку, которая передается на кровлю и стенки здания. Данное сооружение изготавливается в большинстве случаев из древесины, однако есть и другие варианты.

Виды стропильных ферм.

Для сооружения ферм можно использовать рейки, бруски или лес-кругляк. Для скрепления некоторых деталей ферм из брусков можно использовать способ врубки, а если элементы изготавливаются из реек, то нужно будет использовать гвозди или болты.

В процессе строительства зданий больших габаритов, длина пролета которых составляет более 16 м, современные мастера используют фермы, которые имеют растянутые металлические стойки. При использовании подобных деталей из дерева проблематично выполнить скрепление узлов, поэтому допускается использовать исключительно металлические детали.

Стропильная ферма из дерева требует существенных трудовых затрат при установке. Если возводить комбинированную ферму, то процесс строительства пройдет гораздо быстрее.

В большинстве случаев в процессе строительства жилых построек не используется метод возведения крыши с открытыми элементами.

Содержание

Выбор схемы фермы
Конструкции в форме треугольника
Как рассчитать систему стропил?
Как сделать фермы самостоятельно?
Постройки из стали и железобетона
Как установить подобные фермы?

Выбор схемы фермы

Рисунок 1. Схема треугольной стропильной фермы.

Выбор формы конструкции нужно делать исходя из таких факторов:

материал, который используется для покрытия;
тип скрепления деталей фермы;
схема расположения деталей.

Если будет устраиваться плоская кровля, уклон которой не превышает 12°, то ферма должна быть прямоугольной или трапециевидной.

При более существенных уклонах крыши и покрытиях с большим весом нужно использовать изделия треугольной формы.

Высоту фермы можно рассчитать по такой формуле:

для треугольной конструкции — 1/5*L;
для прямоугольной постройки — 1/6*L, где L — длина пролета фермы.

В большинстве случаев в строительстве используется стропильная ферма в форме треугольника. Выбор формы стропил будет зависеть от того, каким способом фермы будут закрепляться к стенкам здания. Если скомбинировать строительную ферму со стропилами под наклоном, то будет возможность создать односкатные или двускатные постройки с различным уклоном.

Чтобы добиться нужной устойчивости односкатной фермы, понадобится установить связывающие приспособления для нескольких поясов. Связки можно сделать из деревянных реек, их надо разместить в основании центральной стойки. Обыкновенная ферма треугольной формы изображена на рис. 1.

Рисунок 2. Варианты установки стропильных ферм.

Элементы, которые нужно будет подготовить:

металлические стойки;
деревянные бруски;
болты;
отвес;
устройство для сварки;
металлические уголки;
антисептические средства;
профильные трубки;
скобы.

Вернуться к оглавлению

Конструкции в форме треугольника

Наиболее простое сооружение используют для частных домов с длиной пролета менее 6 м, в которых нет внутренней несущей стенки. В данном случае ферма будет опираться исключительно на стенки постройки с внешней стороны. Подобная ферма состоит из таких элементов: стропила, затяжки и 2 подкоса. Если ширина пролета превышает 6 м, то понадобится установить подкосы и деталь для опоры. Затяжки, которые закрепляются на фермах, в большинстве случаев затрудняют передвижение по чердаку.

В качестве опорных элементов чаще всего используются не стенки здания, а специально смонтированный брусок. Исключением являются лишь постройки из бревен, при строительстве которых брусок для опоры не будет использоваться, так как его функции будет выполнять верхний венец сруба. Если постройка возводится из железобетона, то установка подстропильной фермы является обязательным условием. Задача подобной конструкции — равномерно распределять нагрузки на стенки. Подстропильные фермы являются прочными постройками, которые сооружаются из металла. Детали фермы скрепляются с помощью болтов. Другой вариант — использование сварочного устройства. В исключительных случаях используются изделия из железобетона.

Вернуться к оглавлению

Как рассчитать систему стропил?

Схема стропильной системы.

Чтобы выполнить расчет системы стропил, понадобится учитывать все нагрузки, которые будут передаваться на стропила.

Нагрузки разделяются на следующие виды:

Непрерывные (вес пирога кровли).
Временные (нагрузка от ветра, вес снега, людей, которые поднимаются на крышу для выполнения ремонтных работ).
Особые. К данному виду можно отнести, к примеру, сейсмическую нагрузку.

Определение нагрузки снега нужно выполнять исходя из климатических условий определенного региона. Понадобится использовать такую формулу: S = Sg * u, где u — коэффициент, который зависит от уклона кровли, а Sg — расчетный показатель веса нагрузки снега на 1 м² покрытия. Данный параметр надо определять по таблицам. В процессе определения нагрузки ветра надо учитывать следующие показатели:

Высота конструкции.
Тип местности.
Нормативное значение нагрузки ветра.

Нужные таблицы и расчетные формулы можно найти в строительных нормах. В большинстве случаев данные расчеты производятся проектировщиками. Если планируется рассчитать ферму самостоятельно, то нужно знать, что малейшая ошибка может привести к тому, что система кровли будет ненадежной.

Вернуться к оглавлению

Как сделать фермы самостоятельно?

Инструменты для установки стропильных ферм.

Раньше фермы подобного типа сооружались на стройплощадках, однако сегодня подобные конструкции изготавливаются в заводских условиях.

Изготовление ферм выполняется на специальном оборудовании.

Если выполняются конструкции из дерева, то они должны пройти обработку защитными средствами, которые способны предотвратить гниение.

Благодаря применению новейших технологий можно соорудить изделия подобного типа для крыш различных форм.

Можно изготовить как фермы полностью, так и их отдельные детали, которые в дальнейшем будут собраны в единую конструкцию на стройплощадке.

Вернуться к оглавлению

Постройки из стали и железобетона

В приватном строительстве достаточно часто применяются и постройки из стали. Типы ферм могут быть следующими:

треугольные;
полигональные;
с несколькими поясами.

Если в планах сооружение мягкой крыши, то можно использовать фермы двух последних типов. Для листовых материалов подходят изделия треугольной формы. В индустриальных условиях изготавливаются конструкции из стали стандартных размеров, которые подходят для пролетов, длина которых составляет 18, 24 и 36 м.

Пояса ферм и решетки изготавливаются из металлических уголков. Рациональной является постройка, пояса которой сооружаются из широкополочных балок. Подобные конструкции легко изготавливать. Чтобы соорудить такие элементы, понадобится лишь небольшое количество материалов. Однако изделия являются прочными и надежными.

Схема устройства фермы из профильной трубы.

Подстропильная ферма из стали отличается от стропильной наличием дополнительного пояса. Они имеют стандартные размеры. В процессе возведения частных домов в большинстве случаев используются стальные изделия, которые сооружаются из профильных трубок прямоугольного сечения. Подобные конструкции имеют меньший вес, чем изделия, которые сооружаются из металлического уголка.

Подобную конструкцию можно соорудить на стройплощадке с помощью сварочного устройства.

Чтобы сделать фермы, рекомендуется использовать гнутые трубки. Сталь должна иметь толщину приблизительно 2-4 мм.

В современных строительных работах используются и железобетонные фермы. Подобные фермы лучше всего монтировать на крыши построек небольшой высоты, которые испытывают существенные нагрузки на покрытия. Фермы из данного материала можно разделить на:

Раскосные и безраскосные изделия.
Конструкции для кровель с небольшим уклоном.
Треугольные конструкции.

При возведении жилых построек изделия из железобетона используются редко. К недостаткам таких ферм можно отнести немалый вес и сложность установки.

Вернуться к оглавлению

Как установить подобные фермы?

Варианты установки ферм для крыши можно увидеть на рис. 2. На начальном этапе нужно рассчитать уровень перепада стенок. Для этого нужно использовать такую формулу: H = Ш * tg L, где H — перепад стенок, Ш — расстояние между стенками для опоры, tg L — тангенс уклона конструкции.

На следующем этапе нужно будет подготовить необходимое количество стропил из древесины и покрыть их специальными средствами для защиты. Далее устанавливается балка для опоры. Толщина планки должна соответствовать толщине стенки, ее нужно жестко зафиксировать и покрыть гидроизоляционным материалом. При закреплении опорной рейки надо следить за тем, чтобы ее основание было горизонтальным. После того как будет выполнена фиксация мауэрлата, на нем следует разметить места монтажа стропил и вырезать специальные углубления соответствующих размеров.

Далее монтируются стропильные ноги. Подготовленные стропильные фермы следует уложить так, чтобы они примерно на 25 см выступали за основание планки для опоры. Элементы рекомендуется укрепить с помощью скоб.

На следующем этапе выполняется монтаж подпорок и каркасной конструкции. Подпоры обязательно нужно установить в случае, если длина стропил превышает 4,5 м. Поверх смонтированных стропильных ног понадобится набить рейки обрешетки.

Фермы являются несущими конструкциями крыши. Поэтому к их сооружению надо отнестись ответственно.

Соблюдение правильной последовательности действий позволит исключить основные ошибки при монтаже подобных элементов крыши.

Как построить деревянные фермы для крыши

Фото: Нина / Adobe Stock , универсальные и экономичные конструкции, которые обеспечивают несущую основу для вашей крыши. Стропильные фермы Wood сочетают в себе все части стропильной системы с недорогими, легкими рамами, которые легко собрать и установить. Вам даже не нужны годы обучения, чтобы создать свой собственный, но опыт столярного дела полезен. Читайте дальше, чтобы узнать, как построить стропильные фермы для прочной и надежной крыши.

Что такое ферма крыши?

Кровельные фермы часто путают со стропилами крыши. Хотя это и не так, в этой истории есть еще кое-что. Стропила крыши представляют собой просто наклонные доски, которые поддерживают и обеспечивают место для установки настила крыши и других кровельных материалов .

Традиционно установка стропил была лишь частью общего каркаса крыши. Другими частями типичного каркаса крыши являются потолочные балки, коньковые доски и затяжки воротника, и это лишь некоторые из них.

Набор ферм объединяет все эти части каркаса в единые блоки, которые выполняют те же функции, что и кровля с каркасом вручную, таким образом, что их строительство и установка выполняются быстро, что экономит время и деньги, а также обеспечивает прочную крышу. Строительство и установка ферм крыши быстрее и дешевле, чем ручное обрамление крыши, потому что для ферм используется меньше пиломатериалов, чем для традиционной конструкции крыши.

Как подготовиться к строительству ферм крыши

Прежде чем строить фермы, вам необходимо создать планы ферм крыши и получить разрешение на строительство для вашего проекта. Разрешительный отдел вашего муниципалитета должен одобрить ваш проект фермы, чтобы двигаться вперед. Они могут даже потребовать, чтобы вы наняли местного инженера-строителя для оценки ваших планов, независимо от того, делаете ли вы фермы или вручную возводите крышу.

Создавайте свои конфигурации ферм, просто рисуя планы, или используйте программное обеспечение для проектирования ферм и позвольте компьютеру выполнить всю работу, прежде чем распечатывать планы и размеры. По желанию, найм местный архитектор спроектировать крышу никогда не бывает плохой идеей.

Как построить фермы крыши

Фото: ftfoxfoto / Adobe Stock

Вы можете построить деревянные фермы крыши, выполнив следующие действия.

1. Очистить область

Фермы крыши охватывают все расстояние между внешними стенами вашего проекта. Они большие. Очистите место на вашем участке, достаточно большое, чтобы разместить одну ферму за раз, хранить полные фермы и дать вам место для работы.

2. Обрезка пиломатериалов

Следуя утвержденному проекту фермы, обрежьте стропила, нижний пояс и опорные элементы для одной из ферм. Измерьте углы на чертеже и перенесите их на 2×4, 2×6 или 2×8 при вырезании.

3. Соберите первую ферму

На большой чистой площадке разложите первую ферму и при необходимости внесите необходимые коррективы. Когда все идеально подходит друг к другу, запишите точные размеры каждой детали, записав их или обведя их на следующем наборе досок.

Соберите ферму. Приклейте каждое соединение и закрепите его винтами по мере сборки. Закрепите оцинкованные ремонтные пластины на каждом стыке с помощью наружных винтов и отложите всю ферму в сторону с помощником, если это необходимо, чтобы подготовиться к следующему.

4. Соберите оставшиеся фермы

Используя ваши измерения или выкройки первой фермы, вырежьте все детали для оставшихся ферм, идентичные первой. Разложите каждую ферму и соберите их по одной, как и первую.

5. Установка ферм

Установка ферм требует строгого соблюдения местных строительных норм и правил. Основы включают установку каждой фермы на двух противоположных стенах, крепление ее к верхней пластине, а затем повторение этой последовательности до тех пор, пока все фермы не встанут и не будут закреплены.

Строительные нормы и правила в вашем районе могут требовать, чтобы вы только прибили или прикрутили ферму к конструкции, в то время как в других местах требуется, чтобы вы включили в установку анкерные стяжки.

Как бы вы ни крепили свои фермы, вам, скорее всего, понадобится помощь крана и оператора или пары друзей, которые помогут вам безопасно их установить.

Советы по строительству ферм

Кровельные фермы имеют ряд преимуществ по сравнению с ручным каркасом крыши. Вот несколько советов, чтобы сделать опыт еще лучше.

В отличие от мелких работ по дереву, чем больше помощников присутствует на месте при установке ферм крыши, тем лучше.
Скорее всего, ваши фермы никогда не промокнут. Тем не менее, используйте оборудование для наружных работ для ферм крыши, чтобы гарантировать, что металл не подвергнется коррозии, если ваша крыша даст течь в будущем.
Если вы устанавливаете фермы в сарае или небольшом одноэтажном здании, вы можете обойтись без крана и оператора и использовать пиломатериалы 2×4 для создания временного подъемного инструмента, чтобы опрокинуть каждую ферму на ее конец и легко скользить это на место. Присоедините короткую доску к длинной в форме гигантской строчной буквы Y. Поверните ферму вверх, поместив соединение инструмента в вершину фермы и приподняв ее.
Во избежание путаницы и задержек при установке измерьте и отметьте положение точек соединения каждой фермы на верхних пластинах, прежде чем устанавливать их.
Чтобы ускорить установку, вместо того, чтобы нести и устанавливать одну ферму за раз, поместите их все вверх дном и положите на верхние пластины внутри конструкции. Затем переверните один за другим, закрепите его и переходите к следующему.

Строительство ферм своими руками или наем профессионала

Фото: ftfoxfoto / Adobe Stock

Если вы предоставляете рабочую силу, вы можете значительно снизить стоимость ферм для своего проекта. Ожидайте оплату от 1,50 доллара США и 4,50 доллара США за квадратный фут ферм для материалов.

Несмотря на то, что строительство ферм является проектом «сделай сам» среднего уровня, их установка может оказаться непростой задачей, особенно на крышах неправильной формы или на вторых этажах.

Если вам неудобно устанавливать фермы крыши или фактор безопасности слишком рискован, вам может помочь местный генеральный подрядчик . Стоимость рабочей силы обычно составляет от 20 до 75 долларов США в час для установки заводских ферм. В зависимости от их сложности вы можете приобрести готовые фермы по цене от 35 и 400 долларов каждый .

Часто задаваемые вопросы

Самостоятельное строительство ферм обходится дешевле, чем ручное обрамление крыши, поскольку в целом требуется меньше материалов и экономится время. Тем не менее, ответ не так ясен, если вы сравните собственное строительство с покупкой заводских ферм. Хотя покупка ферм у производителя стоит немного дороже, чем изготовление их самостоятельно, вы сэкономите значительное время, поскольку вам не придется строить каждую ферму. Вам нужно будет определить, сколько стоит ваше время для справедливого сравнения.

Типичные фермы используют в своей конструкции пиломатериалы 2×4. Тем не менее, многие фермы не являются типичными и в некоторых случаях могут использовать 2×6 или 2×8, чтобы выдерживать большие нагрузки или охватывать большие расстояния.

Строительные нормы и правила допускают 24-дюймовое расстояние между центрами ферм крыши. Однако вы можете установить их на 12- или 16-дюймовые центры для работы с большими нагрузками или в других исключительных обстоятельствах.