Чертеж стропильной системы двухскатной крыши: фото и пошаговая инструкция, расчеты на онлайн калькуляторе, схема стропильной системы

Схема стропильной системы для двухскатной, четырехскатной крыши, как правильно сделать проектирование, план и чертеж

Строительство любого дома заканчивается возведением крыши. Основным ее элементом является стропильная система, включающая в себя наклонные стропильные ноги, подкосы и вертикальные стойки. Большое значение имеет проектирование стропильной системы: прежде чем приступить к созданию кровли, необходимо тщательно продумать расположение элементов системы. Возведение крыши – ответственное и трудоемкое занятие, поэтому спешка недопустима.

Создание стропил

Стропильная система может быть металлической, деревянной или комбинированной. Чаще всего используют дерево, поэтому сначала следует рассмотреть схемы стропильных систем из древесины.

Такую конструкцию можно изготовить самостоятельно, или же заказать ее на специализированном предприятии. Готовые стропильные системы производятся с помощью специального оборудования. В конструкциях, изготовленных в заводских условиях, на места соединений ставят металлические пластины. На промпредприятии можно заказать изготовление стропильной системы любой сложности. На строительном объекте останется только собрать ее. При желании можно сразу установить заранее собранную изготовителем ферму наверх дома, но для этого потребуется специальная техника.

Если система изготавливается самостоятельно, для крепления могут использоваться:

• хомуты;
• паз-шипы;
• болты, скобы и гвозди.

Наиболее часто для соединения элементов стропил используют гвозди или скобы. Но если материал при сборке был влажным, по мере его усушки узлы крепления стропил крепления утрачивают прочность. Этого можно избежать, прибегнув к болтовому соединению, но из-за просверленных под него отверстий стропильная система из бревен, бруса или доски ослабляется. Элементы стропил также закрепляют и фасонными стальными деталями.

В случае с металлической конструкцией тоже можно обратиться на специализированный завод. Сейчас такие стропила изготавливают из оцинкованного проката. Если сравнивать с черным прокатом, то оцинкованный меньше весит, благодаря чему конструкцию проще поднять наверх здания и установить.

Если металлическая система изготавливается самостоятельно, то придется купить уголки и швеллера требуемого сечения. Также не обойтись без сварочных работ. Изготовление фермы металлической стропильной – трудоемкое занятие, помимо этого, еще и возникают сложности с их подгонкой на крыше. Именно по этой причине многие используют не металл, а древесину: стропильная система из клееного бруса или доски намного проще в производстве и установке.

Соединение стропильных элементов

Если для изготовления стропил была выбрана древесина хвойных пород, то можно использовать такие способы крепления:

• двойной или одинарный зуб;
• применение подкосов и затяжек скобами;
• использование хомутов или болтов;
• соединение стропильных ног затяжкой;
• выравнивание стропил «кобылкой»;
• монтаж стропил к мауэрлату, с примыканием к нему стропильных ног.

Чтобы стропильные ноги не скользили по затяжке, эти элементы соединяют зубом или шипом.

Установка стропильной системы

Прежде чем приступить к работе, необходимо создать чертеж стропильной системы двухскатной крыши. Это поможет избежать ошибок при ее строительстве.

При установке системы обязательно делают выпуск стропильных ног за стены здания. Размер свеса для деревянных строений должен составлять не менее 55 сантиметров. Стропильные фермы также скрепляют со стенами. Если этого не сделать, конструкция может повредиться при сильном ветре.

В случае деревянного сруба основание фермы прикрепляют к венцу сруба. Если же стены кирпичные, на стропила надевают хомут, прикрепляемый к вбитому в стену штырю. Чтобы придать конструкции большую жесткость, балки стропил соединяют перемычками.

В случае создания объемной крыши потребуется сделать дополнительные подпорки, защищающие стропила от прогиба. Для кровельного покрытия делают обрешетку – перпендикулярно стропильным ногам.

План стропил четырехскатной крыши трудно составить самостоятельно – такие конструкции требуют соблюдения даже малейших нюансов. Незначительные ошибки могут стать причиной скорого разрушения кровли, поэтому лучше не рисковать. Но такая крыша выглядит очень красиво и отличается большой надежностью, поэтому если внешний облик дома имеет большое значение для его владельца, стоит рассмотреть именно такой вариант.

В том случае, если на руках есть грамотно составленная схема стропильной системы четырехскатной крыши, все же не стоит рисковать, выполняя установку конструкции самостоятельно. Если нет опыта в строительстве, лучше доверить дело специалистам, чем в течение ближайшего времени перестраивать крышу заново.

Установка стропильной системы

Прежде чем приступить к монтажу стропильной системы, нужно определиться с типом будущей крыши. Наибольшей популярностью пользуются односкатные и двухскатные крыши.

Односкатные крыши устанавливаются очень просто, а балки конструкции при этом опираются на противоположную стену. Угол наклона зависит от высоты подпор, он должен составлять 45-60 градусов. Стропильная система односкатной крыши в основном используется при строительстве хозяйственных построек, дачных домиков.

Схема стропильной системы двухскатной крыши более сложная, но именно такая конструкция чаще всего встречается в жилых домах. Ее основой является треугольная ферма, наверху которой, на коньке, соединяют балки. Нижнее основание крепят к мауэрлату или опорным столбам. И в случае с односкатной, и с двухскатной крышами балки устанавливают параллельно друг другу.

Расчет элементов

В зависимости от типа кровельного материала, массивности конструкции, климата региона определяют размер стропильных ног и расстояние между ними. Расчеты очень важны для того, чтобы правильно составить план стропильной системы. Причем подбирается не только длина балок, но и их сечение.

На сечение балок оказывают влияние:

• шаг установки стропил;
• длина стропил;
• предполагаемая величина нагрузки.

Рекомендуемые сечения элементов системы (в миллиметрах):

• стропильные ноги — брус 75х125, 50х150, 100х150;
• прогоны — брус 100х200, 100х100;
• мауэрлат — брус 150х150, 100х100;
• ригели – брус 100х150;
• затяжки — брус 50х150;
• кобылка — брус 50х150;
• стойки — брус 100х100.

Расчетами элементов лучше всего заниматься еще тогда, когда ведется проектирование стропильной системы крыши. Это облегчит работу и послужит гарантией высокой прочности системы.

Виды стропильных систем

Самой распространенной является наслонная система – ее устанавливают на зданиях, где есть средняя несущая стена. В состав такой системы входят стропильные ноги, опирающиеся на мауэрлат и коньковый прогон, и стойки, которые опираются на лежень.

План стропил двускатной крыши более сложен, так как стропильные ноги в этом случае опираются только на наружные несущие стены, а средняя опора отсутствует.

В такую конструкцию входят следующие элементы:

• мауэрлат;
• наклонные стропильные ноги;
• ригель;
• затяжки.

Схема расположения стропил сложных крыш предусматривает чередование наслонных и висячих стропил.

Установка стропил: советы

Независимо от того, какая конструкция была выбрана, нужно следовать определенной инструкции. Если создается сложная стропильная система — ендова требуют особого внимания, поскольку на них приходится большая нагрузка.

Прежде всего, необходимо сделать мауэрлат, для этого берут брус с квадратным сечением. Укладывают его с внутренней стороны по краю стены, а закрепляют металлическими анкерами. Также делают временные подпорки для конькового бруса, который располагают параллельно стене, строго горизонтально.

Ориентируясь на чертеж стропильной системы, подготавливают ее элементы, подгоняют по требуемому размеру. Если стропила короткие, их сращивают, а на местах стыков прибивают специальные накладки, чтобы на них под нагрузкой не возник прогиб. Верхнюю и нижнюю часть стропил совмещают с мауэрлатом и коньком. Потом устанавливают крайние элементы системы, которые будут служить ориентиром для остальных пар стропил. При этом нужно точно соблюдать расстояние между ними.

Стропильную систему сложно устанавливать в одиночку, поэтому помощь не помешает. Трудности возникают при поднятии элементов на кровлю и их крепеже. Только в том случае, если все работы будут сделаны правильно, крыша получится надежной.

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши: виды, основные параметры

Вальмовая кровля прекрасно справляется с поставленными перед ней задачами. Но ее прочность и надежность во многом зависит от качества монтажа, который невозможно сделать без хорошей схемы. А как составляется чертеж стропильной системы вальмовой крыши? Какие нюансы и параметры следует учитывать? Об этом и пойдет речь в статье.

Содержание

1. Что такое вальма
2. Виды вальмовых стропильных систем
3. Создание чертежа стропильной системы вальмовой крыши
   1. Измеряем габаритные данные строения
   2. Выбор оптимальной высоты крыши
   3. Выбор угла наклона ската вальмовой кровли
   4. Выбираем точки (шаг) установки стропилин
   5. Определяем длину конька
   6. Рассчитываем количество необходимого материала

Что такое вальма

Прежде чем начать рассказывать о том, как составляется чертеж стропильной системы вальмовой крыши, стоит познакомиться с самой конструкцией. Что такое вальма и почему такой вариант кровли пользуется достаточно большой популярностью?

Любая конструкция имеет свои «специфические» элементы. То же самое относится и к рассматриваемому в статье варианту крыши. Здесь такой особой деталью является вальма. А что это такое? Вальма – это треугольная часть кровли, расположенная с торца здания. У обычной четырехскатной крыши все стороны треугольные. В случае с вальмовым вариантом, основные два ската имеют трапециевидную форму.

Такой вариант крыши используется не столь часто, но все-таки он пользуется хорошей славой. У вальмовой крыши есть свои плюсы и минусы. К преимуществам такой конструкции специалисты относят следующее:

• вальма, в отличие от фронтона, обладает низким сопротивлением ветрам. Такая крыша способна выдержать даже ураганы;
• стропильная система такой кровли прочная и устойчивая к внешним воздействиям. Это достигается путем установки угловых ребер, которые играют роль ребер жесткости;
• вальмовая крыша дает возможность создать широкие свесы со всех сторон дома, что надежно защищает стены от атмосферных осадков;
• не стоит забывать и про внешний вид. Вальмовая крыша способна значительно украсить любое строение.

Но есть и свои недостатки. Если говорить о минусах, то в первую очередь специалисты напоминают о сложности чертежей стропильной системы вальмовой крыши. Конструкция имеет множество элементов, которые нужно правильно смонтировать. Сделать это без наличия необходимых навыков бывает достаточно сложно. К тому же, большое количество элементов значительно удорожает всю конструкцию.

Есть и другие сложности. Если вы решите сделать мансардную комнату, то обязательно с ними столкнетесь. Во-первых, чердачное помещение под вальмовой кровлей меньше, чем в случае использование обычного двухскатного варианта. Во-вторых, вам придется устанавливать специальные окна, которые могут обойтись достаточно дорого.

Виды вальмовых стропильных систем

При возведении крыши нужно тщательно продумать все ее элементы и конструкции. Но самое главное – это определиться с выбором вида стропильной системы. Именно эта часть кровли будет нести на себе все нагрузки. В случае с вальмовым вариантом крыши применяются следующие два типа стропильных системы:

1. Наслонная.
2. Висячая.

Первый вариант считается наиболее приемлемым. Такой тип стропильной системы для вальмовой кровли подразумевает наличие дополнительной опоры под коньком. Для этого в доме должна быть несущая стена, расположенная посередине строения. На нее устанавливают опорные балки, на которые монтируют коньковый пролет. Такая конструкция более прочная. В ней стропильные пары упираются не только на мауэрлат, но и на коньковый пролет.

В случае если осевой несущей стены нет, то применяют висячую систему. Тут стропила сверху крепятся друг к другу, а снизу упираются в мауэрлат. Такой тип системы используется для небольших домов, когда длина одного ската не превышает шести метров. Но в случае вальмовой крыши лучше все-таки использовать наслонную систему стропил. Это поможет избежать проблем при монтаже и дальнейшей эксплуатации.

Создание чертежа стропильной системы вальмовой крыши

Перед началом возведения любой кровли нужно проделать множество предварительной работы. И, наверное, самой главной задачей будет создание чертежа системы вальмовой крыши. Именно от правильности выполнения этой работы будет зависеть быстрота и точность монтажа. Для составления чертежа нужно дополнительно выяснить множество параметров и характеристик будущей конструкции. А как это сделать будет рассказано чуть ниже.

Измеряем габаритные данные строения

Самый первый параметр, от которого будут отталкиваться все остальные расчеты – это размеры самого дома. От этой характеристики будет многое зависеть, а именно:

• высота расположения конька;
• длина ската;
• угол наклона;
• количество необходимого материала.

Если у вас есть проект дома, то выяснить его размеры будет несложно. Для этого достаточно посмотреть на чертеж. Если проекта нет или дом построен с небольшими отклонениями от него, то за измерение нужно взяться самостоятельно. Для дальнейших расчетов четырёхскатной кровли вам понадобится узнать длину и ширину строения, а также высоту стен.

Выбор оптимальной высоты крыши

После того, как габариты дома вам известны, можно приступать к следующим вычислениям. Первое из них – это выбор оптимальной высоты крыши. При этом нужно учитывать следующее:

• будет ли использоваться чердачное помещение. Если да, то высота должна быть больше, чтобы пространство было достаточно;
• размеры самого дома. Слишком высокая крыша может существенно ухудшить внешний вид всего строения;
• нужный угол уклона ската. Чем выше будет крыша, тем этот параметр будет больше.

Лучше всего производить подобные расчеты после определения угла наклона ската. Именно так чаще всего и поступают строители. В этом случае высота крыши будет равна половины ширины дома умноженное на тангенс угла наклона ската.

Выбор угла наклона ската вальмовой кровли

В проектировании крыши все параметры должны быть просчитаны и выверены. То же самое относится и к углу наклона ската. Здесь специалисты рекомендуют принять во внимание следующие факторы:

• в первую очередь нужно учитывать погодные условия в вашем регионе. Если угол наклона небольшой, то на нем скопится много снега зимой, но при этом кровля не будет испытывать большие ветровые нагрузки. При большом угле все зеркально наоборот;
• также учитывается, и какой кровельный материал будет использоваться. Каждый производитель определяет свой минимальный угол наклона, при котором его продукция будет работать наиболее эффективно.

Самым оптимальным вариантом считается величина, лежащая в пределах от 20 до 45 градусов. При этом угол наклона основных скатов и вальмы может отличаться. Также наклон выбирается в зависимости от того, будет ли использоваться чердачное помещение. Чем круче кровля, тем меньше свободного пространства под ней останется.

Выбираем точки (шаг) установки стропилин

После определения угла наклона ската и высоты всей конструкции можно переходить к следующему этапу планирования. Самым важным элементом любой крыши являются стропила. Именно они будут выдерживать все нагрузки. Чтобы весь вес стропила выдержали, нужно правильно подобрать шаг их установки.

Но тут многое будет зависеть от другого параметра, а именно от сечения используемых деревянных брусков или досок. Чем это значение больше, тем прочнее сами стропила. А это значит, что и устанавливать их можно реже.

Чтобы правильно подобрать сечение стропил, нужно учитывать следующие типы нагрузок:

1. Переменные. Сюда специалисты включают нагрузки от выпавших осадков и давления ветра. Все эти данные можно узнать из специальных карт.
2. Постоянные – это нагрузки от веса самих материалов кровли, а также всего оборудования установленного на крыше.

Лучше всего брать сечение с запасом, чтобы не было непредвиденных ситуаций. После того, как с данным параметром разобрались, можно определять и шаг стропил. Как правило, это значение лежит в пределах от 0,6 до 1,0 метра.

Для точного расчета сечения стропил и шага их установки, можно воспользоваться специальными программами или он-лайн калькуляторами. С их помощью можно более точно рассчитать все параметры будущей крыши, тем самым, избежать ошибок.

Определяем длину конька

Для определения этого параметра очень важно понимать, где именно должен находиться данный элемент. Конек в вальмовой крыши располагается строго по середине. Причем это относится как к продольной, так и к поперечной оси.

Как правило, расчет длины конька проводится в следующей последовательности:

• определяется ширина дома и эта величина делится пополам;
• полученное значение будет равно расстоянию, на котором будет начинаться и заканчиваться конек относительно блины строения;
• отсюда можно высчитать и сам искомый параметр. Длина конька равна длине всего дома (крыши) за минусом его ширины.

Такой расчет считается стандартным, но можно его и изменить. Самое главное – это соблюдение строго серединного расположения конька.

Рассчитываем количество необходимого материала

Очень важный вопрос, который нужно решить еще до начала строительства – это сколько потребуется вложить средств. Но решить его можно только высчитав расход материалов. Тут многое зависит от размеров самого дома. Сам расчет можно проводить в следующей последовательности:

1. Вначале рассчитываем площадь кровли. Зная угол наклона и высоту расположения конька, сделать это будет несложно.
2. Далее, можно узнать, сколько кровельного материала, гидроизоляции и утеплителя (если крыша будет теплой) вам понадобится.
3. После этого, зная шаг установки стропил, высчитываем их количество.
4. Также не стоит забывать и про дополнительные элементы. Если крыша большая, то вам обязательно понадобятся подпорки, растяжки, ригели и так далее.

Очень удобно для расчета использовать специальные программы. Некоторые их них не только высчитают, сколько и какого материала вам понадобится, но и помогут составить сам эскиз и чертеж стропильной системы и всей крыши. Но даже после этого лучше попросить проверить все расчеты вальмовой крыши, особенно схему, профессионалу. Вальмовая крыша довольно сложная конструкция и ошибиться при ее проектировании несложно. А ведь такие просчеты могут привести к серьезным последствиям при эксплуатации.

Модуль 04 — Roof_Framing_BLDG4001

Модуль 4 — Каркас

Часть 4.6 — Каркас крыши

Выберите содержимое из указателя ниже или прокрутите вниз:

• Два Основные типы крыш
• Уклон крыши
• Типы крыш
• Строительные крыши
  • Готовые фермы
  • Крыши с каркасным каркасом
• Обшивка крыши
• Снеговые нагрузки
• Контрольные вопросы

Обычно крыши можно разделить на 2 категории:

• плоская крыша
• скатная крыша
  • Мелкий шаг (менее 1:3)
  • Нормальный шаг (1:3 или больше)

Наверх

Уклон крыши – это отношение подъема к прогону, которое также могут быть выражены в единицах.

Ниже приведен пример британского и метрического уклона крыши.

Наверх

Типы или формы крыш.

Наиболее распространены следующие типы крыш: Плоский Сарай Фронтон Бедро Полное бедро Голландское бедро Мансардный Гэмбрел пересечение фронтона или бедра	Источник: Методы жилищного строительства и чтение плана, В. Л. Смит стр. 9-2
Влияет ли форма крыши на дизайн или внешний вид? дома? Обзор План Брукса слева. Может ли быть уместна любая другая конструкция крыши для этого дома?	Источник: Методы жилищного строительства и чтение плана, В. Л. Смит стр. 9-2

Наверх

Строительство крыш

Две основные конструктивные системы для крыш:

• Готовые фермы для крыши
• Изготавливается на месте

Готовые фермы крыши

	Ферма крыши в сборе Сборочная линия для изготовленной предварительно собранной фермы крыши. Наведение мыши.
	Ферма крыши — доставка Изготовленные стропильные фермы будут доставлены на строительную площадку как пакет. Важно отметить, что в некоторых случаях требуется время выполнения заказа. для изготовления ферм и их доставки на объект.
	Ферма крыши — установка Изготовлено предварительно собранные фермы крыши устанавливаются с помощью портативного кран. Наведение курсора мыши.

 

Палка, изготовленная на месте

Стропильная каркасная крыша Крыши могут быть смонтированы непосредственно на месте вместо использования стропильных ферм. Стропильные каркасные крыши уже не так популярны, как раньше.

 

Форма изготовленных ферм или стропильных крыш

Прежде чем продолжить, посмотрите на следующую переднюю часть. возвышения и решить, можно ли обрамлять крыши: стропила крыши обрамляются на месте или изготовленные предварительно собранные фермы

 

Наверх

Типы обшивки крыши:

• вафельный лист
• Плита OSB
• обшивка из ели
• пиломатериал

Обшивка крыши Кровельная обшивка из вафельных плит, устанавливаемая на ферменную крышу. Мышь над.
Металлические Н-образные зажимы Несмотря на тип обшивки кровли края обшивки между фермы или стропила должны поддерживаться. Фанерные зажимы. Металлические зажимы H используются в качестве краевой опоры для обшивки крыши. Наведите курсор мыши.	Источник: Building Construction Technology, F. Hatley, стр. 164

 

Наверх

Несмотря на форму крыши или способ постройки кровля при проектирование кровля снеговая нагрузка региона или город, в котором будет располагаться здание, очень важен.

Наверх

Контрольные вопросы
1.	Какой формы следующая крыша? Гейбл Бедро Мансарда Гамбрел
2.	Какая из крыш ниже имеет мансардную форму? А. Б.
3.	Нарисуйте крышу с уклоном 5/12.
4.	Какой из 3D-рисунков лучше всего представляет чертеж фасада ниже? А. Б.
5.	Нарисуйте двускатную крышу с уклоном от 100 до 500.

Наверх

Проект фермы крыши – Конструктор

Выбор ферм крыши

Архитектурный стиль, типы кровельного материала, методы поддержки каркаса колонн и относительная экономичность являются основными факторами, влияющими на выбор одного из трех основных типов ферм: тетивные, скатные и плоские. Кроме того, необходимо учитывать высоту и тип боковых и торцевых стен, форму крыши и требования к креплениям.

При прочих равных условиях экономия является главным соображением. Экономия зависит от эффективности использования материала по отношению к типу и пропорциям фермы, а также от трудозатрат на изготовление. Теоретически три основных типа в порядке относительной эффективности: тетива, скатная и плоская.

Функция фермы заключается в максимально прямой передаче нагрузки от точки приложения к опорам. Таким образом, для сосредоточенной нагрузки на центральной линии пролета простая А-образная рама является наиболее эффективной. Точно так же, если задействованы только две равные и симметрично расположенные сосредоточенные нагрузки, наиболее эффективной будет ферма, подобная ферменной конструкции. В обеих фермах нагрузка передается на опору напрямую через наклонные элементы верхнего пояса без необходимости использования стержней.

Тетивные фермы

Для более или менее равномерных нагрузок, которые обычно предполагаются при строительстве крыш, арка в форме параболы теоретически наиболее эффективна, поскольку в арке и в анкерном элементе возникают только прямые напряжения . Параболическая арка не нуждается в большей секции арки, чтобы учесть изгибающий момент, более того, и нет необходимости вводить перемычки, чтобы уменьшить величину изгиба. Однако, поскольку большинство конструкций должны выдерживать некоторую неуравновешенную нагрузку, желательны перемычки, а дугу окружности изготовить проще, чем параболическую. Таким образом, широко используемая ферма с тетивой имеет верхний пояс по дуге окружности и достаточное количество элементов переборки, чтобы поддерживать разумные размеры верхнего пояса.

Фермы тетивы обычно анализируют на прямое напряжение, как если бы верхний пояс находился на прямой линии между точками панели. Верхние пояса могут быть клеено-ламинированными (рис. 1) по кривизне или представлять собой сплошные бревна, уложенные по криволинейному шаблону с подпиливанием их верхних поверхностей по кривизне или без них (рис. 3.2). Изгибающий момент из-за эксцентриситета между точками панели необходимо учитывать как для криволинейных элементов, так и для элементов, распиленных по кривизне, если центральная линия элемента не совпадает с предполагаемым направлением осевого напряжения. Если балки расположены вдоль верхнего пояса, этот вторичный изгибающий момент может допустить

использование стержней меньшего размера, чем действительно сегментный верхний пояс из пиломатериалов. Кроме того, из-за более высоких допустимых единичных напряжений верхние пояса из клееного ламината и другие элементы из клееного ламината обычно допускают использование меньших размеров. Они также устраняют или уменьшают потребность в уходе за приправами, необходимом для некоторых пиломатериалов. Однако из-за дополнительной работы, связанной с ламинированием, они могут быть дороже, чем распиленные элементы.

Верхние пояса, механически скрепленные гвоздями, болтами или тем и другим, иногда используются для ферм тетивы. Хотя их эффективность меньше, чем у клееного многослойного элемента или распиленного элемента того же размера, они подходят для использования, если количество гвоздей было рассчитано или определено на основе опыта для обеспечения требуемой прочности построенного изделия. раздел вверх. Сечение обычно будет больше, чем требуется для клееного ламинированного элемента, но оно также будет более подходящим для ламинирования в полевых условиях.

Тетивная ферма может иметь вид плоской или наклонной фермы и, таким образом, является наиболее гибкой из всех типов ферм. Для таких конструкций должны быть предусмотрены надлежащие боковые связи для той части изогнутого верхнего пояса, которая не имеет прямой боковой поддержки от каркаса крыши (см. рис. 3). ) обладают некоторыми теоретическими преимуществами тетив в том, что часть нагрузки передается на опоры непосредственно через элементы верхнего пояса и не должна передаваться через элементы переборки. Для средних пролетов верхние пояса скатных ферм имеют экономическое преимущество, поскольку позволяют использовать пиломатериалы без специальной распиловки или подгонки по кривизне, а также просты в раскладке и изготовлении. Веб-член и другие соединения, как правило, также просты. Как и в ферме с тетивой, они намного менее сложны, чем соединения плоской фермы.

Плоские фермы

Плоские фермы (рис. 3.5) менее эффективны, чем скатные или тетивные. Они предпочтительны только в том случае, если требуется относительно плоская поверхность крыши, особенно многопролетной.

Для боковых связей и соединений колонн они имеют то преимущество, что обеспечивают эффект жесткости, поскольку к колоннам можно прикрепить как верхний, так и нижний пояса. При обычных пропорциях ферм напряжения в их стержнях будут значительно выше, чем у скатных или стропильных ферм, а их соединения в стержнях более сложные и дорогие.

Фермы с выступом

Фермы с выступом (рис. 3.6) представляют собой фермы, центральная часть нижних поясов которых существенно приподнята над уровнем опор. Они часто используются из соображений внешнего вида или дополнительного зазора. Типичными примерами являются серповидные фермы тетивного типа, так называемые скатные фермы с выпуклостью или приподнятым нижним поясом, использующие системы перемычек Хоу, Пратта или Финка, а также ножничные фермы. Если эти фермы не анализируются как арки, а неподвижность или сопротивление горизонтальной нагрузке обеспечивается соответствующим образом на опоре, должны сохраняться эффективные отношения глубины к пролету простых ферм. Ферма с приподнятым поясом, особенно с пролетами более 50 футов, должна быть проанализирована на осевую нагрузку на стены, вызванную прогибом, и соответствующим образом спроектированы стены или колонны.

В противном случае необходимо предусмотреть специальные опорные детали или каркас стены для уменьшения осевого усилия.

Если ферма опирается на каменную кладку, осевое усилие из-за прогиба может быть сведено к минимуму с помощью анкерных соединений с прорезями. Роликовые опоры на одном подшипнике не распространены, за исключением больших пролетов, где считается необходимым более положительное свободное движение. Предупреждение о снижении осевого усилия при прогибе наиболее важно во время монтажа; позже ферма будет существенно стабилизирована. Более того, если предполагается, что максимальная вертикальная временная нагрузка и ветер не возникают одновременно, обычное обеспечение ветровой нагрузки на опоры часто считается достаточным для деформационного распора вертикальной нагрузки.

Для ферм, опирающихся на отдельно стоящие колонны с каменными боковыми стенами, во время монтажа следует оставлять зазор для бокового отклонения между колонной и стеной. После первоначального бокового смещения соединения между колонной и стеной могут быть затянуты. Требуемый зазор можно определить путем расчета прогиба, но часто он выбирается довольно произвольно на основе опыта.

Специальные фермы

Существует множество других типов ферм, а также комбинации стандартных типов, которые предлагают особые преимущества для особых условий. В целом, те же рекомендации по пропорциям, интервалам и другим деталям дизайна продолжают применяться. Типичными сочетаниями являются тетивно-плоские (рис. 3.7а) и скатно-плоские фермы (рис. 3.7б) двухпролетной ширины, которые

обеспечить дренаж к наружным стенам. Комбинации решетчатых систем Пратта и Хоу часто используются с плоскими фермами. К особым типам относятся обычные пилообразные фермы, консольные фермы и перевернутые фермы.

Неопределенные конструкции, такие как жесткие рамы или неразрезные фермы, редко используются в древесине. Такие фермы часто создают проблемы при монтаже, которые увеличивают затраты больше, чем экономия материалов.

МАКСИМАЛЬНАЯ КРЫША ФЕРМА ПРОЛЕТ

Экономические факторы

Максимальный экономический пролет любого данного типа деревянной фермы будет варьироваться в зависимости от доступного материала, условий нагрузки, расстояния между фермами, типа фермы, соотношения трудозатрат к стоимости материала и изготовления методы.

Фермы для скатных и плоских крыш

Фермы для скатных и плоских крыш со средней нагрузкой и расстоянием между ними от 15 до 20 футов редко используются для пролетов свыше 80 футов. Экономичные пролеты обычно ограничены доступными размерами и длиной сплошных пиломатериала или клееного бруса, а также потенциальной пропускной способностью соединений стенок и элементов. Если нагрузка и расстояние меньше, можно построить большие пролеты с теми же относительными размерами элементов и деталями соединений.

Тетивные фермы крыши

Тетивные фермы экономичны при пролетах до 250 футов и более. Тетивные фермы с использованием клееных многослойных элементов обычно изготавливаются в заводских условиях и не рекомендуются для изготовления в полевых условиях, если не обеспечен компетентный надзор и практически не осуществляется такой же контроль качества, как в заводских условиях. Поскольку многие производители стандартизировали тип тетивы, это может быть выгодно. рассматриваться в качестве альтернативы, даже если в исходных проектах может потребоваться ферма плоского или наклонного типа

Легкие стропильные фермы

Легкие фермы, такие как стропильные фермы с шагом от 2 до 4 футов, рекомендуются для пролетов до 50 футов (см. рис. 3.8). Они могут быть построены для длинных пролетов, но тяжелая ферма с большим шагом может быть более экономичной для этой цели и даже может быть таковой для пролетов менее 50 футов.

Рис. 3-8. Для треугольных ферменных стропил особенно требуются небольшие легкодоступные куски пиломатериалов, их соединения просты в изготовлении, а готовые блоки достаточно легкие по весу, чтобы их можно было обрабатывать и монтировать без специального оборудования.

ФЕРМА ПРОПОРЦИИ

Ферма пропорции

Если не принимать во внимание экономию, прогиб и вторичные напряжения из-за прогиба, фермы теоретически могут быть построены практически любых пропорций. Понимание взаимосвязанных факторов, влияющих на производительность и экономичность, поможет разработчику в выборе наилучшей системы.

Отношение глубины к пролету

Определенные отношения эффективной глубины к пролету рекомендуются как удовлетворительные на основе опыта. Чем больше пролет, тем желательнее использовать более глубокие фермы. Хотя могут быть допустимы фермы меньшей глубины, особое внимание следует уделить возможности большего прогиба и вторичных напряжений. Прогиб в фермах глубины меньше средней может быть сведен к минимуму с помощью следующих приемов: (1 Консервативный дизайн, (2) использование материалов низкого или среднего качества, (3) использование минимального количества поясов сращивания (используя самые длинные доступные длины), (4) использование креплений с наименьшей деформацией и (5) использование как можно меньшего количества панелей.Также получаются более жесткие элементы и, следовательно, меньший прогиб для данной нагрузки.

Рекомендуется изготавливать верхний пояс тетивной фермы с радиусом, примерно равным пролету. Предлагаемое эффективное соотношение глубины к пролету составляет от 1:6 до 1:8. Радиус, равный пролету, даст соотношение, немного превышающее предлагаемый минимум. Для скатных ферм рекомендуется эффективное отношение высоты к пролету от 1:5 до 1:6 и минимум не менее 1:7, если не уделяется особого внимания прогибу. Ради внешнего вида можно использовать гораздо более глубокие фермы, например, для крутых скатных крыш, популярных в церквях.

Для плоских ферм рекомендуется минимальное отношение высоты к пролету от 1:8 до 1:10, более глубокие фермы предпочтительны для более длинных пролетов. Крыши должны иметь минимальный уклон ¼ дюйма на фут для надлежащего дренажа, хотя часто желательны более крутые уклоны. Плоские крыши без уклона для водоотведения не рекомендуются, если в проекте не предусмотрено возможное скопление воды из-за перекрытого водостока или естественного прогиба. Водостоки на плоских крышах должны располагаться в нижних точках. Они находятся в центре пролета, если ферма построена плоской.

В более длинных пролетах вторичные напряжения прогиба, вероятно, более важны. Поскольку эти напряжения не поддаются точному расчету, для ферм с такими пролетами следует использовать большее отношение высоты к пролету. Прогиб ферм свободного пролета обычно находится в допустимых пределах, даже для гипса, но следует позаботиться о том, чтобы естественный прогиб не мешал вспомогательному каркасу. Подвесные потолки часто желательны. Между фермами и так называемыми незаживающими перегородками или витражными окнами должен быть обеспечен достаточный зазор. Должна быть также предусмотрена регулировка уровня петель, если существует вероятность того, что отклонение может помешать правильной работе дверей или механизмов, подвешенных на фермах.

Количество панелей

Желательно использовать как можно меньше панелей фермы, насколько позволяют разумные размеры элементов. Эта практика будет означать меньшее количество элементов, требующих обработки, меньшее количество соединений для изготовления и сборки, а также теоретически улучшенную производительность. Количество панелей обычно должно определяться разумными размерами верхнего пояса, а не какой-либо фиксированной формулой. Для материала толщиной от 2 до 4 дюймов желательная длина панели обычно будет в диапазоне от 6 до 10 футов. Таким образом, симметричная ферма с пролетом 30 футов, вероятно, будет иметь четыре панели, тогда как ферма длиной 40 футов может иметь либо четыре, либо шесть и 80-футовая ферма восемь или десять.

СИСТЕМЫ КОНСТРУКЦИИ КРОВЛИ

При проектировании ферм необходимо учитывать только две основные системы конструкции крыши. К ферме прикладывают нагрузки крыши только в точках панели; другой применяет их либо непрерывно, как при дощатой кровле; или с интервалами вдоль вершины, как с соединениями. Первая система создает только прямое напряжение в элементе пояса; последний вводит изгиб, а также прямое напряжение.

Что касается только пиломатериалов, стыки, расположенные близко друг к другу вдоль поясов или прогонов, размещенных в точках панелей и между ними, более экономичны, чем прогоны, размещенные только в точках панелей, поскольку последние требуют более толстой дощатой кровли или стропил и обшивки. Тем не менее, трудозатраты меньше, если вместо близко расположенных балок используются прогоны и обшивка, потому что

меньше деталей, требующих обработки, и меньше точек, в которых необходимо прибить обшивку. Толстые доски из более легких пород дерева со специальными шпунтами и пазами иногда прикладывают непосредственно к верхним поясам балок или прогонов. Они, вероятно, наименее дороги в установке с точки зрения рабочей силы. Дощатая кровля и тяжелые прогоны обеспечивают повышенную огнестойкость, как и все тяжелые элементы фермы по сравнению с более тонкими или легкими элементами. Прогоны, используемые в точках панелей, не вызывают заметного изгиба верхнего пояса. Поэтому они могут быть желательны в качестве средства поддержания разумных размеров поясов, особенно для больших пролетов, более тяжелых нагрузок, а также для плоских, скатных или других ферм с прямыми поясами.

КРЫША- ФЕРМА РАССТОЯНИЕ

Не существует фиксированных правил для расстановки ферм в зданиях. Расстояние может зависеть от каркаса крыши, конструкции стен, размера доступного материала, условий нагрузки и расстояния между колоннами, которое необходимо для погрузочно-разгрузочных работ или движения транспорта. В общем, чем больше расстояние, тем экономичнее строительство, а чем длиннее пролет, тем желательнее большее расстояние. Пределы расстояния устанавливаются размерами прогонов или балок, доступных для обрамления между фермами.

Расстояние часто выбирается более или менее произвольно из-за его пригодности для конкретной конструкции крыши и стены или функции здания. Например, если используются каменные стены, расстояние между фермами часто выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало расстоянию между пилястрами, необходимому для боковой поддержки стен. Если материал обшивки крыши должен быть нанесен непосредственно на фермы без вспомогательного каркаса, чтобы сэкономить трудозатраты на установку прогонов, расстояние может варьироваться, скажем, от 2 футов до 1 дюйма. обшивка, до 7 до 9футов с 2-дюймовой доской или еще больших размеров с более тяжелой доской. Если между фермами используются балки или прогоны, расстояние может определяться экономичными и доступными размерами соединений, хотя обычное использование, вероятно, потребует расстояния в диапазоне от 14 до 20 футов. Если расстояние превышает 20 футов, наличие требуемых размеров и длины, безусловно, следует учитывать. Если требуется расстояние, превышающее расстояние, подходящее для пиломатериалов, вместо них можно использовать либо клееные ламинированные прогоны, либо ферменные прогоны.

ПРОГОН ФЕРМА

Если расстояние между фермами требует более длинных прогонов, чем коммерчески доступные, часто используются фермы прогонов. Их конструкция аналогична конструкции любой простой фермы. Если прогонные фермы наклонены от вертикали, то есть если их верхний и нижний пояса не находятся в той же вертикальной плоскости, что и при использовании на скатных фермах, важно предусмотреть раскосы для удержания нижних поясов в правильном положении. должность.

КРЫША- ФЕРМА СВЯЗИ И КРЕПЛЕНИЯ

Крепления и крепления необходимы для удержания ферм и элементов фермы в правильном положении, чтобы они могли противостоять вертикальным нагрузкам, а также боковым нагрузкам, таким как ветер, удар или землетрясение. Хотя каркас крыши обычно служит боковой распоркой для элементов верхнего пояса, важно обеспечить соответствующие боковые опоры для элементов нижнего пояса (см. рис. 3.10), а также учесть возможную потребность в вертикальных опорах. — раскосы между верхним и нижним поясами соседних ферм (см. рис. 3.11). Иногда требуются горизонтальные поперечные связи в плоскости верхнего и нижнего пояса, особенно в длинных зданиях, в которых действует диафрагма каркас не соответствует нагрузкам на торцевую стену, или в котором нагрузкам на боковые стены противодействуют торцевые стены или ферма, а ее опора не спроектирована как изогнутая, чтобы выдерживать боковую нагрузку.0015

Фермы должны быть надежно закреплены на правильно спроектированных стенах или колоннах, а колонны, в свою очередь, прикреплены к фундаменту. Если иное не предусмотрено для боковых нагрузок на боковые стены и на вертикальную проекцию крыши, например, на действие диафрагмы в стенах и обшивке крыши, боковое сопротивление должно быть обеспечено в элементах колонн с помощью колен

раскосов или фиксаторов у основания колонны. Распорки должны быть спроектированы и детализированы с той же тщательностью, что и сама ферма, а не оставлены на усмотрение подрядчика. Предлагаемые здесь требования к распоркам являются минимальными и не зависят от фактического анализа боковой нагрузки или требований местных норм. Вертикальные поперечные связи должны быть установлены в нижнем поясе в месте расположения вертикальных связей и быть непрерывными с конца.

При необходимости нижняя боковая распорка обычно появляется в тех же секциях, что и вертикальная распорка. Элементы крепятся к ферме или к горизонтальным полозьям и плите. Можно использовать деревянные элементы или стальные стержни. Подвески можно использовать на каркасе крыши, чтобы исключить провисание элементов. Непрерывные бегуны проходят по всей длине здания. Они могут быть почти квадратными, сплошными элементами или иметь Т-образную, U-образную или I-образную форму. Они крепятся к нижнему поясу или элементам стенки возле пояса. Составные полозья должны быть соединены шипами и болтами.