Ферма крыши. Основные виды, конструкции, схемы установки

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.

Устройство и возведение деревянных стропильных ферм для крыши

Стропильная ферма включает в себя несколько конструктивных элементов, представленных раскосами, стойками и обрешётками. Жёсткость такой конструкции обуславливает надёжность кровельного скелета и позволяет передавать общую нагрузку от любого вида крыши на стены сооружения. Чаще всего стропильные фермы выполняются из древесины, а основа такой конструкции базируется на использовании деревянных досок, леса-кругляка или бруса.

[contents]

Разнообразие видов конструкций

Деревянные стропильные фермы долгие годы пользуются заслуженной популярностью. Экологически чистый материал отличается лёгкостью, прочностью и относительной дешевизной, а выполнение технологии возведения позволяет получить долговечный и качественный каркас. Кроме того, есть возможность выбрать конструкцию, которая будет сочетать в себе внешнюю эстетику и функциональность.

Сегодня существует два основных вида стропильных деревянных ферм, которые имеют конструктивные отличия:

Фермы на основе наслонных стропил.

Деревянные наслонные стропила относятся к категории распорных конструкций, которые используются при обустройстве перекрытий пролётов и обладают незначительными размерами. Наличие средней несущей стены позволяет установить стропильную ферму такого вида при длине перекрытия пролёта не более восемнадцати метров.

Смонтированная при таких условиях ферма обладает необходимым запасом конструкционной прочности и устойчивости, что позволяет беспроблемно выдержать не только снеговую и ветровую нагрузки, но и вес самой кровли.

Конструкции стропильных ферм

Фермы на основе висячих стропил

Висячая стропильная конструкция представляет собой систему, которая состоит из нескольких стропил и обладает узлами, соединёнными при помощи врубки или гвоздей.

Она имеет несколько вариантов исполнения. Они могут быть симметричными и несимметричными, а также двускатными или односкатными. Такие фермы базируются на наличии пары стропильных ног, объединённых посредством затяжки, которая позволяет нейтрализовать все образующиеся в процессе эксплуатации распорные силы.

При оформлении кровли с длиной более восемнадцати метров необходима установка ригелей, которые повышают жёсткость, и снижают прогиб стропильных ног. Для сборки применяется метод врубки или крепление посредством металлических скоб.

Классификация стропильных ферм

При выборе конструкции и материала для стропил учитывается материал стен. Опоры для стропильных ферм могут быть представлены железобетонными или металлическими типами колонн, а также стенами из кирпича и подстропильными фермами.

Конструктивные особенности обуславливают классификацию таких конструкций на основе следующих признаков:

• очертание поясов;
• конструктивное оформление;
• статическая схема;
• тип решётки.

Варианты конструкции деревянных ферм

Самый значимый критерий, на основании которого производится разделение ферм на различные типы, представлен очертанием поясов, что обуславливается не только различными кровельными конструкциями и параметрами перекрываемых пролётов, но и величиной нагрузки.

Область промышленного строительства характеризуется обустройством кровель плоского вида и применением стропильных ферм с параллельным вариантом поясов. Оптимальным вариантом под кровельный материал из асбестоцемента или стали является трапециевидные разновидности несущих конструкций. В области жилого домостроения наиболее востребовано использование стропильных ферм с треугольной формой.

Любая разновидность требует применения оптимального варианта системы решёток. Обустройство ферм с наличием параллельных поясов или обладающих трапециевидной формой нуждается в выполнении решётки треугольной формы с укреплением дополнительными стойками. Кроме того, довольно популярны разрезной тип балочной схемы или решётки, оснащённые шпренгелями.

Устройство и узлы деревянных ферм

Основной задачей для качественного закрепления любых узлов в стропильной ферме является надёжная фиксация стыков двух и более брусьев. В стандартных условиях используются следующие варианты крепления узлов в стропильных фермах:

• узлы соединений ног с мауэрлатом;

• узлы соединений ног с элементами деревянной фермы при необходимости увеличить жёсткость и прочность конструкций;

• узлы соединений стропил с целью их удлинения.

Узлы фермы

Кроме того, в зависимости от способа соединения есть возможность получить жёсткое или скользящее крепление. Следует помнить, что жёсткое крепление требует внимательного подхода. Погодные условия могут спровоцировать расширение или сжимание древесины, что опасно образованием деформационных изменений несущих стен.

Жёсткие узлы соединений

• врубка на стропильной ноге. Глубина врубки не должна превышать треть по высоте доски, а стропила должны упираться в мауэрлат и фиксироваться парой гвоздей под углом и одним крепежом, вбитым вертикально.

• выполнение нашивки подпорных брусов на стропильные ноги. Подшивка метрового бруска к стропильной ноге с упором в мауэрлат и боковым закреплением посредством металлических уголков.

Скользящие узлы соединений

Скользящее соединение узлов применяется для конструкций наслонных стропил. Висячий тип стропил обладает упором на коньковый прогон, а несущие стены не испытывают распорных нагрузок. Именно по этой причине такая стропильная система не нуждается в скользящем закреплении узлов.

Скользящее крепление

Как правильно произвести расчёт

Непосредственно перед расчётом следует определиться с эксплуатационными нагрузками:

• постоянными, включающими суммарный вес предполагаемого кровельного покрытия, кровельного пирога и обрешётки;

• переменными, зависящими от погодных и других условий;

• особыми, предполагающими установку любого оборудования на кровле.

Основные этапы расчётов производятся с учётом следующих правил:

• расчёт нагрузок выполняется на каждый квадратный метр монтируемой кровли;

• для расчёта деревянных стропильных ферм необходимо учитывать тип и породу древесины;

• параметры сечения и размеров стропильной конструкции зависят от угла кровельного уклона и размеров строения;

• следует учитывать разницу в расчётах для наслонных и висячих стропильных систем.

Самой простой деревянной стропильной фермой является конструкция, базирующаяся на соединении треугольником боковых сегментов и основания.

Для пролётов более шести метров конструкцию требуется усилить посредством подкосов и стоек. Их количество, а также параметры сечения и место монтажа также следует учитывать при расчётах.

Для получения качественных расчётов с минимальным уровнем погрешности рекомендуется использовать специальные компьютерные программ.

Изготовление своими руками

Чтобы правильно изготовить, необходимо обратить особое внимание на разметку стропил. Все без исключения детали будущей кровельной конструкции изготавливаются на земле, для удобства формирования фермы целесообразно использовать специальные козлы.

Стропильные фермы рекомендуется предварительно собирать «наживую». Это правило в первую очередь касается торцевых ферм. Готовая конструкция должна устанавливаться параллельно устанавливаемой стене и иметь строго вертикальное положение. Правильность сборки и установки проверяется временным креплением и натягиванием шнура от нижнего угла каждой фермы к вершине противоположной конструкции.

Технология проведения монтажа

Монтаж деревянных стропильных ферм имеет некоторые особенности и выполняется в соответствии с определённой технологией:

• концы ног деревянных ферм должны опираться на мауэрлат, который расположен сверху несущих наружных стен;

• если показатель ширины пролёта находится в диапазоне от десяти до двенадцати метров, требуется монтировать одну промежуточную подпорку, а при больших размерах пролёта устанавливаются две такие подпорки;

• монтаж ферм следует выполнять снизу вверх, а отправной точкой служит установка промежуточных подпорок, лежней и подкладных досок;

• следующим этапом самостоятельного монтажа ферм является установка стоек, выверить которые можно отвесом, а фиксируются эти элементы парой специальных раскреплений;

• далее подготовленные деревянные фермы укладываются с выступом на опорную балку в тридцать сантиметров и фиксируются болтами и скобами.

Установка ферм завершается монтажом подпорок и обрешётки. Следует помнить, что эксплуатационные и технические характеристики готовой кровли полностью зависят от типа деревянных ферм и качества их монтажа.

Подробнее о монтаже и креплении своими руками смотрите в видео.

Деревянные каркасные фермы создают открытый и драматический эффект

by | размещено в: Деревянные каркасы для коммерческих помещений, Деревянные каркасы для жилых домов | 0

Система крыш с деревянным каркасом добавляет огромную ценность любому дому или зданию.

На самом деле, ваш дом не обязательно должен быть полностью построенным из деревянного каркаса, чтобы пользоваться преимуществами наших деревянных ферм и кровельных систем. Стропильные фермы — это структурный каркас, который поддерживает крышу и перекрывает пространство над комнатой или крыльцом. Фермы представляют собой жесткий треугольник из бревен. Используя фермы с деревянным каркасом, вы можете охватить большую площадь и одновременно создать драматический эффект. Сводчатый потолок может обеспечить более открытое и просторное жилое пространство и подойдет практически к любому стилю домашнего декора. Деревянные каркасные фермы MoreSun спроектированы и изготовлены в соответствии со спецификациями плана вашего дома. На выбор предлагается несколько типов, каждый из которых отличается своим внешним видом.

Фермы King Post

Фермы King Post — это один из самых экономичных стилей кровельных ферм. В зависимости от вашего региона и зимней снеговой нагрузки, а также расстояния, эта ферма может иметь длину до тридцати шести футов.

​Вертикальная стойка King в центре соединяет вершину с горизонтальной балкой или хордой внизу. Он поддерживает и поднимает горизонтальную балку, чтобы она не провисала и не ослабевала. Цель хорды — удержать стены от разделения. Часто эти фермы имеют две диагональные балки, называемые распорками, но иногда их не учитывают для более чистого и простого вида.

Подробнее об этом проекте

Фермы королевских и королевских стоек

Дополнительные вертикальные балки с каждой стороны в этих фермах представляют собой королевские стойки. Этот тип фермы известен как ферма короля и королевы. Королевские столбы служат той же цели, что и королевский столб; чтобы балка не провисала. Использование обоих типов стоек делает эту ферму еще прочнее и позволяет увеличить ширину пролета.

Подробнее об этом проекте

Фермы с молотковыми балками

​Этот тип ферм с деревянным каркасом исторически использовался в европейских соборах в старом стиле. Здания опирались на внешние стены или набережные. Молотковые балки, короткие горизонтальные бревна, поддерживаются изогнутыми раскосами стен или столбов. Фермы с молотковыми балками могут иметь большую ширину без внутренних опор или горизонтальной балки, соединяющей стены, чем фермы других типов. Сегодня сталь часто используется в фермах с молотковыми балками для повышения устойчивости.

См. другие молотковые балки проект 1 / проект 2

Ножничные фермы

Ножничная ферма предлагает прекрасный вариант для сводчатого потолка. Поскольку ферма не имеет плоского горизонтального нижнего пояса, она выглядит более открытой, чем некоторые другие типы ферм. Двойные нижние пояса встречаются в центре фермы, пересекая вертикальную стойку шкворня и соединяясь с верхними поясами. Название происходит от сходства с открытыми ножницами.

Ферма с параллельными поясами

Верхние и нижние элементы, известные как пояса, параллельны в этой ферме, поэтому она называется фермой с параллельными поясами. Эти фермы могут охватывать большие расстояния и нести большие нагрузки и функционировать как верхние плиты. Обычно элементы крыши сидят поверх этих ферм.

Бочкообразные фермы

Бочкообразные фермы можно использовать для создания изогнутого сводчатого потолка, добавляющего интереса и объема. Обычно изготавливаемые из клееного бруса (известного как клееный брус), бочкообразные фермы могут охватывать большие площади, создавая открытые пространства.

Подробнее об этом проекте

Декоративные фермы

Деревянные каркасные фермы могут быть добавлены к существующему помещению в качестве декоративного акцента, без поддержки. Варианты количества, размера, формы и отделки декоративных ферм безграничны. Это отличный способ добавить элемент дерева в ваш дом и придать ему новый вид.

 Деревянные конструкции с акцентом создают фокус, а также являются неотъемлемой частью вашего здания. Будь то конструкционная или декоративная, акцентная древесина добавляет визуальный интерес.

Деревянные каркасные фермы

Сохранить

Сохранить

Больше того, что мы делаем:

Деревянно-каркасная ферма | Деревянная ферма

ферма , н. Совокупность бревен или элементов, образующих одну из основных опор, например, крыши или моста, скрепленных друг с другом таким образом, чтобы обеспечивать взаимную поддержку и предотвращать деформацию, например, под действием сил тяжести и ветровых нагрузок .

Фермы, конструкционные или декоративные, обычно называют одним из пяти способов: 1. по конструкции, в которой они используются; как в ферма крыши или ферма моста и т.д.; 2. от их формы; например, линзовидная ферма и т. д.; 3. от их сходства с некоторыми предметами; например, ножничная ферма и т. д.; 4. по какой-то характерной черте в их конструкции; например, ферменная конструкция королевского столба , ферменная конструкция молотковой балки и т. д.; 5. от лица, которым они были изобретены; например, Howe truss и т. д. (адаптировано из Стандартного словаря английского языка Funk & Wagnalls Company 1943 г. )

Ферма центральной стойки

Ферма центральной стойки с распорками популярна, вневременна, очень прочна и имеет элегантную простую конструкцию фермы. Этот стиль можно украсить радиусными прорезями на стойках и сквозным шипом в основании стойки шкворня (как показано на рисунке выше). Эта ферма легко адаптируется к желаемому пролету и углу наклона крыши.

Ферма центральной стойки с распорками и центральной стойкой

Ферма центральной стойки с распорками и средней стойкой основана на популярной конструкции ферменной конструкции центральной стойки, но с добавлением двух основных стоек (на фото выше). Эта деревянная ферма также очень прочная и адаптируется к желаемому пролету и уклону крыши. Такое расположение особенно хорошо подходит для более длинных пролетов ферм с деревянным каркасом (свыше 24 футов).

Ферма центральной стойки с дополнительными балками

Ферма центральной стойки с дополнительными балками построена на основе любимой конструкции деревянной фермы с двумя дополнительными балками на нижней стороне нижнего горизонтального пояса для более массивного вида. Эти элементы зеркального отображения, добавленные к нижней стороне нижнего пояса, могут обеспечить ступенчатый переход к вертикальной плоскости стены. Болстеры могут иметь самые разнообразные декоративные профили, вырезанные на их видимых концах. Двойные металлические лямки также могут быть обмотаны как вокруг валика, так и на нижнем поясе, чтобы создать эффект мастерства.

Арочная ферма центральной стойки

Арочная ферма центральной стойки представляет собой еще один вариант классического стиля центральной стойки, на этот раз с арочным нижним поясом. Этот дизайн добавляет криволинейный элемент в потолочное пространство вместо стандартного горизонтального бруса, несколько поднимая конструкцию и создавая дополнительный объем внизу. Некоторые из наших клиентов отметили, как изгибы этой фермы с деревянным каркасом смягчают линии и передают естественную эстетику (в конце концов, в природе очень мало прямых линий). Радиусный пропил для арки должен быть неглубоким, чтобы его можно было вырезать из цельного пиломатериала. Тем не менее, большее количество полукруглых арок может быть выполнено с использованием клееного ламинированного арочного материала с подобранной текстурой (это значительно дороже, чем цельные пиломатериалы).

Пояс арки с фермой деревянного каркаса

Пояс арки с фермой деревянного каркаса представляет собой еще один вариант классического стиля стойки коромысла, на этот раз с двумя вертикальными стойками коромысла. Этот дизайн добавляет больше вертикальных элементов над арочным нижним поясом с дополнительным объемом внизу. Радиусный пропил для арки должен быть неглубоким, чтобы его можно было вырезать из цельного пиломатериала. Нам нравится использовать шлицевой шип, чтобы соединить 2 половинки арок с основанием шкворня. На больших пролетах эта конфигурация часто требует скрытых стальных соединителей, чтобы противостоять натяжению и растеканию вдоль самой арки.

Ножничная ферма

A Ножничная ферма представляет собой традиционную ферму с множеством вариаций, эта конструкция может использоваться как с малыми, так и с большими пролетами. Ножничные фермы не рекомендуются для небольших уклонов крыш (менее 8/12). Нам нравится добавлять столбы королевы по обе стороны от центральных столбов короля. Эти фермы имеют более сложную геометрию с множеством угловых пересечений и более высоким центром для дополнительного пространства.

Деревянная каркасная ферма с молотковой балкой

A 9Ферма деревянного каркаса с молотковой балкой 0071 основана на более сложной конструкции изогнутого деревянного каркаса с молотковой балкой. Комбинация тяжелых деревянных и металлических стяжек и талрепа не только привлекательна, но и часто требуется для того, чтобы справляться с усилиями разбрасывания, возникающими при такой конфигурации. В случае, если вам интересно, балка-молот — это короткая балка, выступающая сбоку изнутри стены и служащая связующей балкой.

Изогнутая деревянная рама с молотковой балкой

A Изогнутая деревянная рама с молотковой балкой , изображенный выше, представляет собой красивый и более сложный дизайн, создающий драматические сводчатые пространства. Есть много способов украсить этот дизайн, от шипов и радиусных разрезов до декоративных подвесок или навершия. Изогнутая балка в виде молота часто ассоциируется с религиозными сооружениями, большими залами или большими комнатами. Без металлической стяжки и талрепа необходимы глубокие настенные стойки и/или скрытые стальные соединители, чтобы справиться с силами, возникающими при такой конфигурации.

Деревянная каркасная ферма и прогоны

Ферма и прогоны деревянного каркаса : добавление прогонов между тяжелыми деревянными фермами — это элегантный способ снизить стоимость крыши с деревянным каркасом, поскольку прогоны позволяют увеличить межосевое расстояние между фермами (поэтому вы покупаете меньше ферм). Дополнительным преимуществом являются прочные линии, которые создают прогоны, идущие параллельно коньковым балкам. (Еще одним преимуществом является то, что прогоны — отличное место для размещения светодиодных светильников). Прогоны часто размещаются в карманах, вырезанных в стропилах фермы (как показано), но также могут располагаться поверх стропил фермы, создавая дополнительный слой конструкции крыши. Существуют некоторые ограничения по пролету в зависимости от размера прогона (ширина балки x глубина) и того, насколько близко они расположены друг к другу. Это очень традиционная концепция каркаса тяжелой деревянной крыши. (прогоны представляют собой ряд горизонтальных бревен, уложенных поперек (или соединенных с ними, как показано выше), основных стропил и поддерживающих кровельное покрытие — обычно доски 2 × 6 с шипами и пазами, обычные или конструкционные изолированные панели (SIP) и кровельное покрытие. )

Деревянная ферменная крыша с коньковыми балками и обычными стропилами

Деревянная ферменная крыша с коньковыми балками и обычными стропилами может обеспечить большее пространство между каждой фермой. Нам нравятся общие стропила между каждой фермой, что придает конструкции крыши ритм. Обычные стропила часто меньше, чем балки фермы, чтобы различать основные и второстепенные элементы деревянного каркаса.

Деревянная каркасная ферменная крыша с коньковой балкой, прогонами и общими стропилами

Крыша с деревянным каркасом и фермами с коньковой балкой, прогонами и обычными стропилами представляет собой потрясающую комбинацию, которая создает визуальный интерес и сложность конструкции. Здесь действует иерархия деревянного каркаса с фермами, поддерживающими коньковые и прогонные балки. Над этими составляющими находится стойка из рядовых стропил. Обычно фермы изготавливаются из самых больших бревен, за которыми следуют коньки и прогоны среднего размера, за которыми следуют обычные стропила в качестве самых маленьких бревен. Одно из наших любимых сочетаний!

Мостовые фермы

Параллельные поясные фермы Howe, Warren и Queen Post , иногда называемые Мостовые фермы , представляют собой относительно простые конструкции, используемые при строительстве всего, от самых ранних современных мостов 19 века до авиационных ангаров времен Второй мировой войны. . Они эффективны, прочны и характеризуются объединением множества более мелких элементов в серию взаимосвязанных треугольников. Помимо того, что это проверенный способ решения инженерной проблемы длинных пролетов, мы считаем, что они отлично смотрятся в современном деревянном каркасе (см.