Крепление стропила к мауэрлату: схемы и способы крепления стропил

Основные термины

 Стропила – это балки из бревен или брусьев, являющиеся опорой для кровельного «пирога», включающего как финишное кровельное покрытие, так и гидро- и пароизоляционные слои. Нижняя часть стропил – стропильные ноги – могут опираться как на саму стену постройки, так и на мауэрлат. Верхние части стропил соединяются между собой встык или внахлест под углом, а затем крепятся к коньковому брусу или прогону. Основные виды стропил – это:

• Наслонные, которые подходят для крыш, имеющих промежуточные столбчатые опоры. Нижняя часть таких стропил (нога) опирается на мауэрлат, средняя – на промежуточную стену или опору, верхняя – на конек. Таким образом, стропила испытывают меньшую нагрузку.

• Висячие, которые не имеют дополнительной опоры, а значит, работают и на изгиб, и на сжатие, а также создают существенное распирающее усилие. Чтобы укрепить конструкцию, используют затяжку – горизонтальный брус, который крепится у стропильных ног и одновременно может служить балкой перекрытия.

 Мауэрлат – это массивная балка, обычно брус сечением не менее 15х15 см, которую укладывают на осевые стены параллельно коньку. Крепление мауэрлата к стене происходит при помощи шпилек, утопленных в армированном поясе из бетона. На выступающие части шпилек и насаживается мауэрлат, а затем крепление усиливается гайками. Мауэрлат необходим для того, чтобы нагрузка от кровельной конструкции была равномерно распределена по всей протяженности осевых стен, а не представляла собой отдельные точки. В легких конструкциях, например, домах из бруса или бревенчатых срубах допускается крепление стропил непосредственно на верхний венец или брус стены, без возведения мауэрлата. Капитальные здания из кирпича и бетонных блоков должны обязательно иметь мауэрлат.

Обзор крепежной фурнитуры для монтажа стропил

Существует несколько разновидностей крепежных элементов для обустройства стропильной системы. Все их объединяет материал изготовления – металл. Самые востребованные виды крепежей – это:

• Уголки, которые используются для усиления узлов во время монтажа стропил. Уголки не только делают крепление более прочным, но и повышают несущую способность конструкции. Еще одно их достоинство в том, нет необходимости делать углубления в древесине, то есть не нарушается целостность элементов стропильной системы. Уголки крепят гвоздями с выступами типа «ерш» на ножке или шурупами.

• Перфорированная лента, которая также служит для придания стропильной конструкции прочности и дополнительной жесткости.

• Кронштейны, которые изготавливаются из 2-миллиметрового оцинкованного металла и крепятся к древесине анкерными болтами, шурупами или гвоздями.

• Крепежи LK, похожие по конструкции на кронштейны и фиксирующиеся гвоздями или шурупами.

• Крепежи «салазки», используемые для монтажа стропильной системы деревянных домов в целях защиты кровельной конструкции от деформации в процессе усадки здания.

• Перфорированные металлические пластины.

Другие виды креплений, которые используются при обустройстве стропильной системы, —  это болты с гайками, саморезы, стяжки из проволоки.

Для чего нужен мауэрлат

Стропильная система воспринимают нагрузку от внешних сил и передает ее на стены через опорный брус — мауэрлат. Его функции — создать ровную плоскость для крепления стропил и распределить равномерно точечные усилия на несущие конструкции.

Как правило, в частном строительстве мауэрлат изготавливается из пиломатериалов хвойных пород — бруса или доски. Размер сечения и способ крепления к стенам зависит от типа стропильной системы:

• При наслонных стропилах на стены передаются большие распирающие усилия. Сечение мауэрлата достаточно мощное — 150х150-200х200 мм, чтобы обеспечить восприятие нагрузки. К стенам крепится максимально прочно.
• В висячих системах стропильные ноги жестко связаны с горизонтальной затяжкой, образуя геометрически устойчивую ферму. На стены передается только вертикальная нагрузка, поэтому мауэрлат выполняет функцию опорной прокладки. Брус или доска в этом случае укладываются либо на всю поверхность стен, либо участками под каждую ферму.

Пиломатериалы для мауэрлата должны быть не ниже 2 сорта, просушены до влажности не более 15%, обработаны антисептиками и антипиренами. Чтобы предупредить гниение древесины, при укладке на кирпичные или бетонные стены устраивается гидроизоляция

В каких случаях требуется мауэрлат?

Мауэрлат нередко называют фундаментом крыши. Эта конструкция, выполненная из бревна или бруса, позволяет не только надежно закрепить стропила, но и обеспечить равномерную передачу нагрузки на стены и фундамент сооружения .

При строительстве домов из бруса или бревна роль опоры для стропил выполняет верхняя обвязка стен, установка дополнительных конструкций не требуется.

Для сооружений, стены которых выполнены из штучных материалов (кирпича, пенобетонных или газобетонных блоков и т.д.), установка мауэрлата необходима. Это связано с тем, что стены данного типа плохо справляются с точечными, нераспределенными нагрузками. Кроме того, блоки из вспененного материала недостаточно прочны для надежной фиксации стропильной системы – крепеж под нагрузкой может быть вырван из блока. Таким образом, требуется монтаж мауэрлата.

Чтобы деревянный брус, уложенный на продольных стенах здания или по всему периметру (зависит от типа крыши) было прочно крепить к основанию, рекомендуется предварительно создать армированный бетонный пояс в верхней части стен. В монолитную балку высотой 200 мм и шириной, совпадающей с шириной стены, вмуровывается крепеж для опорного бруса. Это анкерные болты либо шпильки диаметром от 14 мм, расположенные строго вертикально. Чтобы исключить вероятность их вырывания из бетона под высокой нагрузкой, нижние концы шпилек или болтов следует загнуть. Закладной крепеж располагается с шагом не более 1,5 м.

Применение шпилек диаметром менее 14 мм может привести к деформации крепежа под нагрузками.

В брусе, из которого монтируется мауэрлат, следует выполнить отверстия, соответствующие расположению шпилек. Брус надевается на шпильки, на свободный резьбовой конец крепежа надеваются шайбы и навинчиваются гайки. Данная технология позволяет надежно закрепить основание крыши на стене.

Перед монтажом бруса требуется уложить гидроизоляционный слой, чтобы предупредить порчу древесины под воздействием влаги.

Что влияет на стропила

Перед тем как приступать к изготовлению стропил, следует определиться с их видом, способом крепления и линейными размерами. Только в этом случае можно быть уверенным в прочности и безопасности конструкции.

Как влияют различные факторы на параметры стропилин? 

Стропила должны выдерживать снеговые и ветровые нагрузки. Во время расчетов нужно брать из таблиц строительных норм и правил фактические максимальные значения снегового покрова, учитывать силу и розу ветров. Данные позволяют узнать общую нагрузку на скат крыши в зависимости от его площади и угла наклона. Далее уже можно определить размеры стропилин, их количество и шаг. При этом обязательно закладывается коэффициент запаса прочности. Дело в том, что пиломатериалы не имеют стабильных и одинаковых значений прочности, слишком много непредвиденных факторов влияют на эти показатели. Для большинства случаев для изготовления стропильных ног используются доски 50×150 мм или 50×200 мм.

Двускатные крыши могут быть наслонными и висячими. Для висячих крыш нужно делать стропила из более прочных досок

При этом принимается во внимание метод фиксации элементов к мауэрлату. Если делается врубка, то ширина досок должна увеличиваться на величину врубки

Дело в том, что пропил в этом месте автоматически уменьшает ширину материала, воспринимающего нагрузки. Если на доске толщиной 200 мм сделать поперечный пропил длиной 60 мм, то в расчет принимается только оставшаяся ширина 140 мм. Соответственно, если при расчете нагрузок выбраны стропила из досок 200 мм, но во время крепления делаются непредусмотренные пропилы 60 мм, то ширина заготовок для стропилин увеличивается до 260 мм. Это замечание делается для тех, кто любит злоупотреблять различными зарубками и пропилами для упорных площадок концов стропилин. В настоящее время есть много специальных приспособлений, позволяющих прочно зафиксировать стропилину в нужном положении без запиливания.

Назначение здания

Для жилых зданий стропилины должны иметь запас по прочности в размере не менее 1,4 от расчетных значений. Для нежилых сооружений коэффициент понижается до 1,2. Вывод – размеры стропильных досок на домах больше, чем на гаражах и иных пристройках.

Назначение чердачных помещений

Жилые чердачные помещения (мансарды) должны иметь утепленную крышу. Ширина стропилин должна соответствовать толщине утеплительного слоя. Одновременно нужно корректировать шаг между стропильными ногами в зависимости от стандартной ширины утеплителя. Если в данной климатической зоне оптимальная толщина утеплителя крыши 200 мм, то такую же ширину рекомендуется выбирать и для стропилин. Различные наращивания узких стропильных ног во время утепления кровли не считаются правильным решением.

Эти знания помогут принимать правильные решения как во время изготовления стропил, так и во время их фиксации непосредственно на месте. Ошибки в строительстве стропильной системы слишком дорого обходятся, не стоит проявлять излишнюю самоуверенность. 

Как придать прочности стропильной системе?

Идеально, когда вы построили загородный коттедж собственноручно. Вы сможете выбрать проект дома и планировку комнат такие, какие по душе. Лично выберете и закажете качественный материал и поучаствуете во всех этапах строительства, а потом обустройства своего жилища. В таком доме, где знаком каждый уголок, будет приятно жить.

Крепим бруски кровли

Лежни служат опорой для брусков и так поддерживается прогон. Ноги стропильный упрутся в мауэрлат одним из концов, а вторым в прогоны. К последним они и крепятся.

Подкосы делают для того, чтобы ноги стропильные стали ещё более устойчивыми.

Следите за тем, чтобы соединения между деталями были прочными и надёжными. Крепят детали друг с другом:

• Методом врезки;
• Гвоздями;
• Анкерными болтами;
• Используются саморезы.

Устанавливаем стропила на двухскатной крыше самостоятельно

Многие делают такую конструкцию, когда стропильные ноги свисают. Система хороша как для дома, так и для бани. Некоторые работы можно произвести на земле, а потом поднять, скреплённый материал на место установки. Пиломатериалов на такую конструкцию идёт сравнительно немного, что позволит вам сэкономить.

Требуется 1 треугольник из стропил, который изготавливают по чётким размерам и придерживаясь правил. Сделанные стропила, у которых будут хорошо вымеренные и скреплённые ригели с затяжками, подтягивают на кровлю. Здесь их нужно ставить в определённых местах вертикально и очень ровно. Крепят их к коньку с мауэрлатом.

Сделайте так и неважно, какие стропила вы установили: наслонные или висячие. Когда в конструкцию добавляют уклоны, она становится жёстче. Не забывайте, что стропила чаще всего крепятся к брусу коньковому с мауэрлатом. Выйдет надёжная двускатный дом.

Как избежать дополнительных расчётов?

Создавать проект дома поручите профессионалу. Он подскажет какого диаметра в сечении нужны балки, длину планок и прочих деталей. Ведь специалист знает, что крышу удерживает стропильная система. На неё идёт самая большая нагрузка и нужны верные расчёты, качественные стройматериалы.

Советов у таких домостроев, как вы сам, лучше не спрашивать. Да, они построили свой дом, но насколько он крепкий? Не известно.

Возьмите на встречу с прорабом блокнот с ручкой и сразу запишите его советы. Так, вы точно ничего не забудете, не перепутаете. Построите так, как он, со знанием дела, рекомендует.

Советы малоопытным

Для двухскатных крыш стропила большинство владельцев делают из дерева. Выбирайте то, которое вылежалось. Теперь обрабатывайте его тщательно, чтобы не завелась плесень, не мог подточить жучок.

Стропильные детали можно крепить друг с другом не только кронштейнами, но и уголками. Приобретайте подходящего размера уголки из металла, чтобы к мауэрлату прикрепить стропила. Последние в любой из частей должны быть крепкими и надёжными. Части системы можно соединять между собой гвоздями с вырезами, уголками с шурупами, иными приспособлениями.

Когда будете возводить кровлю, не суетитесь. Всё нужно сделать добротно и обстоятельно. Ведь даже деревянные каркасные дома стоят минимум по 50 лет, а срубы и по 100.

Ваша задача придерживаться технологий, нигде не допускать ошибок, чтобы крышу после года или 5 не перекосило. Советуйтесь с мастерами и опытными товарищами, которые уже делали крыши для себя или на заказ и понемногу возводите кровлю.

Сечение стропил

На размеры бруса, используемого для стропил, оказывают влияние:

• величина пролета;
• постоянная нагрузка на крышу;
• воздействие климатических особенностей;
• угол ската и шаг крепления стропильных ног.

Постоянная нагрузка высчитывается от суммарного веса кровельного материала, утепления и гидроизоляции. С увеличением расстояние между стропилами, требуется материал большего сечения. Коэффициент ветровой и снеговой нагрузки обязательно закладывается при расчете сечения. Распространенным размером стропил является 50×150 мм и 60×200 мм.

Крепление стропил к мауэрлату: немного «матчасти»

Для начала, предлагаем рассмотреть иллюстрацию, на которой показаны два вида стропильных систем:

Место крепления стропильной ноги с основой называется опорным узлом. Таких узлов в системе много, но мы коснемся подробно именно нижних креплений рамы со стропилами. Мауэрлат и стропильные ноги практически всегда изготавливаются из древесины, реже – из металла. Дерево использовать выгоднее и удобней, так как этот материал легок по весу, прост в монтаже и долговечен при правильной установке и эксплуатации.

Разновидности соединительных узлов «стропила — мауэрлат»

Прежде всего, существуют скользящие и жесткие крепления стропил к мауэрлату.

1. Скользящие крепления состоят из двух отдельных элементов, один из которых имеет возможность перемещаться относительно другого.

 Эти крепления могут быть разными по конструкции — закрытыми и съемными.

Закрытое скользящее крепление

• Закрытое крепление состоит из уголка, который крепится одной стороной к мауэрлату, а на другой стороне имеет специальную щелевидную проушину. В ней устанавливается металлическая петля с отверстиями для креплений к стропилу. Благодаря свободной, не закрепленной вертикальной стороне уголка, крепление дает возможность стропилу при необходимости несколько смещаться, не оказывая деформирующего воздействия на стены здания.

Подвижное скользящее крепление открытого типа

• Открытое крепление устроено по тому же принципу, и отличается лишь тем, что металлическая петля не вставляется в проушину, а просто верхняя часть вертикальной полки уголка после монтажа загибается вниз, фиксируя тем самым соединение.

Балочный узел

При таком узле соединения элементов, в стропило выполняется вставка из зубьев в шип, а в поперечном участке перекладины делается углубление, соответствующее зубьям. Такое углубление или гнездо должно составлять не более 30% толщины бруса.

Крепление выполняется специальными метизами с уголками из металла, или древесными брусьями, шипами и накладками.

Внимание!
Если кровля выполнена из материалов с незначительным весом, а уклон ее ската не превышает значение 35º, то следует размещать основания опор таким образом, чтобы они упирались в площадь большую, чем сама балка.

Мауэрлатный узел

Такое крепление может быть выполнено как по жесткой технологии, так и по скользящей. Жесткая технология предполагает установку между мауэрлатом и стропилом прочного соединения, предотвращая возможность соскальзывания, прогиба или выскакивания. Для этого используются специальные опорные уголки с брусками. Полученный в результате узел скрепляется проволокой с применением метизов. При этом забивать гвозди следует наискосок, чтобы они входили в древесину наперекрест. Последний гвоздь должен быть вбит по вертикали.

В случае скользящего крепления совмещение выполняется с применением специального механизма, который позволяет передвигать стропильную ногу в необходимом направлении. Для этого выполняется врезка на опорах, на которые потом укладывается мауэрлат. Закрепляется конструкция, как и в предыдущем случае, скрещенными гвоздями. Такой способ обустройства узлов соединения позволяет всем узлам стропильной конструкции смещаться в некоторых пределах.

Внимание!
Жесткое крепление при неопытности строителей может привести к повреждению стен постройки.

Коньковый узел

В этом случае крепление также может быть выполнено двумя видами — встык и внахлест. При стыковом соединении верхушка опор обрезается со скосом, как и угла наклона крыши. Они опираются в такие же подрезанные противоположные опоры. Крепление выполняется с использованием гвоздей, в количестве двух штук. Их забивают сверху под определенным углом. Швы, которые образуются между опорами, соединяют металлическими накладками или пластинами. Во втором случае скрепление выполняется стыковкой внахлест, не торцевыми частями, а боковыми участками и закрепляются при помощи болтов.

Узлы опирания стропил на мауэрлат. Как крепить балки к мауэрлату

1. Шарнирный узел с одной степенью свободы подразумевает возможность вращения деревянной или металлической балки по кругу. Такое свойство возможно при крепление балки к мауэрлату с помощью одного ввинченного гвоздя или самореза.
    
2. Шарнирный узел с двумя степенями свободы позволяет балке вращаться по кругу или немного перемещаться в горизонтальном направлении. Чтобы придать движению балок такую свободу, нужно крепить стропила к мауэрлату с помощью установки салазок или закрепляя стропила привычными крепёжными уголками, создавая скользящую опору — ползун.
    
3. Шарнирный узел с тремя степенями свободы обеспечивает передвижение стропил и в вертикальном, и в горизонтальном направлении, крепление балки не препятствует её круговому вращению, как и в двух раннее перечисленных степенях свободы. Чтобы сделать такое закрепление, необходимо изготовить эксклюзивный шарнир, который будет ввинчен в мауэрлат.
    
4. Узел с нулевой степенью свободы — это самый распространённый способ крепления стропил в кирпичных зданиях. Оба конца балки крепко закреплены строительными уголками, саморезами с обоих сторон. Такой способ крепления не позволяет балке смещаться.

В этом видео показано один из вариантов скользящего крепления стропил к мауэрлату.

Виды опорных узлов по уровню жесткости

Опорные узлы — места, в которых стропила крепится к элементам крыши:

В случае железных соединений, узлы являются неподвижными, жесткими (сварка или болты). Дерево – материал более мягкий и динамичный, который может набухать, рассыхаться и деформироваться. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять опорные узлы с поправкой на возможные изменения формы древесины. Такие узлы могут иметь разную степень подвижности:

• Узел нулевой подвижности – жесткое крепление уголками с обеих сторон, при котором крепление стропила к мауэрлату остается неподвижным.
• Соединение первой степени подвижности – балка может вращаться по кругу.
• Соединение второй степени подвижности – круговое вращение со смещением, предусматривается установление специальных ползунов или салазок.
• Подвижное соединение третьей степени – возможность горизонтального, вертикального и кругового движения.

Для любого узла, будь он подвижный, либо нет, следует применять, как минимум, два вида фиксации. Например, зарубленные планки дополнительно фиксируются изнутри с помощью опорного бруса, а динамичные соединения укрепляются болтами и специальными стальными уголками.

Виды стропильных систем по уровню нагрузки на узлы

Существует два вида стропил — наслонные и висячие. Основные конструкционные особенности:

Висячие стропила отличаются тем, что всегда опираются верхними концами друг в друга и под их местом стыка опоры нет. А чтобы уравновесить нагрузку от крыши, в нижнюю часть их стропил соединяют еще одним элементом – затяжкой.

Получается правильный треугольник, у которого на растяжение работает только нижний элемент. Еще одна балка в крыше, куда так же нужно крепить стропила, называется лежнем. Она расположена горизонтально и поддерживает коньковый прогон.

Разновидности металлических креплений и их характеристики

В старину для сборки каркаса крыши строители пользовались всевозможными деревянными креплениями – клиньями, нагелями, брусками и деревянными штырями, накладками, скобами. Однако в настоящее время при строительстве предпочтение отдают все-таки металлическим крепежам. На рынке стройматериалов можно подобрать самые разнообразные крепежные уголки для стропил, а также прочие детали, которые в значительной степени ускорят процесс монтажа каркаса, а также сделают его намного удобнее.

Для производства крепежных элементов обычно используется металл толщиной 1,5-3 мм, что придает изделиям достаточную прочность и выгодно выделяет его среди других материалов. Можно найти расходники самых разных размеров для любых целей.

Среди разновидностей держателя стропила можно назвать такие приспособления:

• перфорированная монтажная лента;
• опора для балок;
• пластины и накладки;
• опоры для бруса;
• уголок для стропильных соединений;
• крепления LK;
• уголки KP;
• кронштейны WB;
• саморезы;
• стропильная скоба;
• болты с гайками;
• вязальная проволока.

Стоит отметить, что приобретение крепежей с перфорированием гарантирует вам надежность фиксации любых стропильных элементов, под каким бы уклоном они не находились, а также обеспечит жесткость всей конструкции в целом. Такие крепления оборудованы специальными отверстиями для закручивания саморезов, шурупов и болтов, посредством которых и производится фиксация деревянных элементов между собой. Причем такие изделия можно обрезать под нужный размер.

Фиксацию крепежных деталей можно выполнять и гвоздями. Но их применяют только в условиях промышленного производства, когда есть возможность отогнуть конусовидную часть крепежа. Для таких работ используется оборудование, которое выполняет эту процедуру под давлением.

Угловые элементы KP производятся в большом количестве модификаций. Они позволяют минимизировать возможность срыва резьбы на болтах и деформации соединений во время естественной усадки каркаса. Такие детали можно закрепить на гвоздях или шурупах своими руками, никакие специальные станки не потребуются.

Зафиксировать несущую балку во время сборки перекрытий деревянного дома из бруса или оцилиндрованных бревен можно с помощью кронштейнов WB. В таком случае не нужно будет делать врезку на стропильной ноге, при этом ее несущая способность не снижается. Для фиксации крепежного элемента применяются анкеры, шурупы и гвозди.

Для того чтобы соединить балки со стропилами в подстропильной системе, предназначено крепление LK. По характеристикам оно практически не отличается от кронштейнов WB, однако, зафиксировать его можно только гвоздями или саморезами. Они широко применяются во время строительства бревенчатых срубов.

Подводя итоги, отметим, что крепежные элементы являются неотъемлемой частью строительства любой каркасной конструкции, в том числе крыши бревенчатого дома. От качества таких расходных материалов зависит устойчивость всей конструкции и продолжительность службы кровельного покрытия и пирога. В связи с этим, рекомендуем очень внимательно отнестись к процессу выбора креплений для стропил, чтобы избежать многих проблем в будущем.

Стыковка стропил с мауэрлатом — крепеж пластинами, уголками

Узловые элементы при стыковке стропила с мауэрлатом выполняются из древесины, и могут быть такими:

1. Упор прямо в мауэрлат.
2. Зуб с упором и шипом.
3. Зуб только с упором.

Одинарный зуб для врубки выполняется при обустройстве крыши с крутыми склонами (более 35º). Тогда в мауэрлате вырезают гнездо, а в стропиле – зуб и шип, который предотвратит горизонтальное смещение ноги. Если у крыши уклон более пологий, то вырезают двойной зуб для врубки, однако, делают это очень редко.

Для облегчения работы в последнее время все чаще выполняется крепление стропил металлическими уголками, что еще и существенно ускоряет процесс. Кроме того, могут применять болты, скобы, пластины, хомуты и петли.

Зачастую выполняют крепление стропил жестким способом, забивая в мауэрлат гвозди под углом с обеих сторон. При этом гвозди скрещиваются внутри балки. Чтобы окончательно закрепить элемент, по центру вбивают третий гвоздь. Для жесткой фиксации стропильной ноги и предотвращения ее сдвигов в горизонтальной плоскости, используются металлические уголки для крыши, которые закрепляют по бокам.

При строительстве дома из бруса или оцилиндрованных бревен используется метод плавающего крепления. Это нужно, чтобы в процессе усадки деревянного здания каркас немного смещался и не повредил несущие стены. Следовательно, используются специальные уголки для крепления стропил, которые могут обеспечить подвижность. В них один из элементов закреплен жестко, а второй – может несколько смещаться.

Виды телескопических крепежей

Телескопический крепеж – полимерный тарельчатый дюбель, использующийся совместно с саморезами. Почему в работах с кровлей не используется металлические тарельчатые держатели? Металл дороже пластика, к тому же он может увеличить риск повреждения кровельного ковра и являться «мостиком холода», что приведет к быстрому выходу кровли из эксплуатации.

Элементы бывают разных размеров – длина трубчатой части дюбеля может варьироваться от 20 до 260 мм.

Такой разброс анкерных элементов позволяет надежно фиксировать теплоизоляционный слой практически любой толщины. Подбор длины «телескопа» для основания из профнастила осуществляется из расчета: где ВТ – высота теплоизоляционного слоя, а ДК – длина крепежа. Разница величин этих показателей не должна быть менее 20 мм. Такой расчет позволяет сохранить целостность мембраны при 10% деформации утеплителя.

Дюбель должен быть изготовлен из пластичного пластика, который не ломается во время монтажа при минусовых температурах. А широкая шляпка равномерно прижимать материал в месте крепления, при этом края шляпки закруглены.

Требования к саморезам для профлиста

Саморезы, применяемые в комплекте с дюбелем для основания из профлиста, должны соответствовать некоторым требованиям:

• обладать уменьшенным сверлом (сверлоконечный саморез);

• иметь защитное покрытие (антикор);

• легко входить в телескопический дюбель;

• диаметр самореза должен составлять 4,8 мм;

• длина самореза  должна обеспечивать его выход с обратной стороны гребня волны профнастила на 15-25 мм.

Пример подбора крепежа для кровли с основанием из профлиста

В качестве примера возьмем расчет кровельного пирога с толщиной утепления 150мм.

Производим расчет крепежных элементов:

1. 150 – 20% = 120 мм – максимальная длина дюбеля.

2. (150-120)+25=55мм – промежуточный результат

3. К этому показателю (55 мм) необходимо добавить еще 15 мм, которые приходятся на часть крепежа, находящегося внутри дюбеля  55+15=70мм длина самореза. 

Итого: для фиксации теплоизоляции и кровельного ковра потребуется:

телескопический крепеж с длинной 120мм, а саморез 4,8х70мм

ПВХ-кровли как современное решение

Мембранные кровельные системы являются современным и надежным решением для плоских кровель. Благодаря скорости монтажа и возможности производить работы в любое время года такие кровельные системы позволяют сокращать сроки строительства и обеспечивать продолжительный срок службы.

Своевременное обслуживание конструкций и инженерных сетей является залогом длительного срока эксплуатации без капитального ремонта, и к кровлям это требование относится в первую очередь.

В зависимости от вида покрытия подход к обслуживанию кровли может отличатся.

Советы профессионалов: Ремонт кровли гаража с помощью рулонных битумных и битумно-полимерных материалов

Надо отметить сразу, что в целом перечень работ по монтажу кровли гаража ничем не отличается от ремонта любой другой кровли с покрытием из рулонных битумных материалов, и нужно лишь соблюдать рекомендации производителя.

Плоская кровля. Основные понятия, термины, определения Плоские крыши более функциональны по сравнению со скатными и имеют свои разновидности и особенности в устройстве кровли. Статья познакомит вас с основными понятиями и даст общее понимание о видах плоской кровли. Эксплуатируемая кровля – какие материалы выбрать и почему.

В крупных городах и мегаполисах нехватка места для паркинга, зеленых массивов, детских площадок, городских рекреационных зон стоит особенно остро. Над решением вопроса трудятся архитекторы, строительные инженеры, и производители современных строительных материалов. Один из вариантов решения – совмещенная эксплуатация, в частности эксплуатируемые плоские крыши.

Механическое крепление кровельного пирога к бетонному основанию. Устройство кровли с механическим креплением к железобетонным основаниям отличается от монтажа на основаниях из профлиста. В первую очередь, отличается сам крепеж, во вторую – сам процесс работы.  Клиновидная теплоизоляция ТЕХНОНИКОЛЬ: выполнение разуклонки на плоской кровле Клинообразная теплоизоляция ТЕХНОНИКОЛЬ принципиально новое решение для устройства разуклонки и контр-уклонов на плоской кровле. Парапет на плоской кровле. Утепление и гидроизоляция. Функции кровельного парапета и основные требования к ограждению

Парапет представляет собой конструкционный элемент плоской кровли, без которого невозможен ввод здания в эксплуатацию. 

Обзор видов опорных узлов

Теперь попытаемся разобраться, какие же бывают узлы, что осуществляют опирание на мауэрлат. Отметим, что рассмотрение будет осуществляться по следующим критериям:

• тип упора;
• тип соединения;
• наличие или отсутствие запилов.

По типу соединения

Если говорить о способах соединения, то следует понимать, что в случае железных соединений узлы будут жесткими и двигаться не будут никак. В то же время дерево имеет большую мягкость и динамичность. Данный материал может подвергаться деформациям, разбухать и рассыхаться. По этой причине профессионалы рекомендуют делать узлы опорного типа с учетом возможности смены древесной формы. Подобные узлы могут иметь соединения с различной подвижностью.

• Нулевой. Подобное крепление будет жестким с 2 сторон, и примыкание элементов стыка будет плотным. Естественно, что какая-либо подвижность тут попросту исключена.
• С первой степенью подвижности. В этом случае возможно вращение балки по кругу.
• Со второй степенью. Возможно не только круговое вращение, но и даже смещение. Тут будет правильно установить салазки либо спецползуны.
• Третьей степени. Здесь возможно любое движение – по горизонтали, вертикали и по кругу.

Также следует добавить, что для узла с любой подвижностью нужно использовать минимум пару вариантов фиксирования.

К примеру, планки зарубленного типа дополнительно следует закреплять изнутри с помощью бруса опорного типа, а соединения динамического характера укрепляют спецуголками из стали и болтов.

По типу упора

По этому критерию можно выделить для варианта механизмов:

• наслонные;
• висячие.

Первая категория имеет одну либо несколько точек опоры, помимо стен несущего типа. По этой причине часть нагрузки со стен, расположенных по бокам, исчезает. Тогда в качестве второстепенных подпорок применяются боковые стойки и «бабки», что подпирают собой конек и прикрепляются на балочных перекрытиях. А сами балки будут одновременно выполнять и затягивание конструкции, что также передает некоторую нагрузку со стропильного механизма на стены несущего типа.

Этот вариант стропил прикрепляется к мауэрлату обычно с применением соединений скользящего характера. Они могут двигаться при деформировании стен либо усаживании постройки, что дает возможность оставить крышу полностью целой. Это будет особенно важно сделать в новых строениях, ведь любое недавно возведенное здание точно даст усадку под воздействием колебаний температуры и подвижек грунта.

Вторая категория стропил получила свое название из-за отсутствия каких-либо иных опор, кроме пары стен несущего типа по бокам. То есть, по сути, такая система как бы висит над внутренним пространством постройки. Тогда нагрузка от каркасной конструкции будет приходиться на мауэрлат.

Для фиксации подобного типа стропил применяют жесткие крепления, где отсутствует какая-либо свобода движения, ведь каркасная конструкция имеет лишь пару опорных точек. Данный стропильный механизм является распорным, так как оказывает серьезное давление на стены.

Чтобы убрать немного нагрузки со стен постройки, применяют различные допэлементы, позволяющие подтянуть механизм к коньковому бруску и осуществить равномерное распределение давления на стены. Если не применять допэлементы, то конструкционная надежность будет под большим вопросом.

По наличию запилов

Для соединения скользящего характера делать запилы на балках не обязательно. Тут достаточно будет обычного уголка. Как правило, подобный метод не используют на односкатной крыше, а применяют его для перекрытия крыши четырехскатного типа с не слишком большими пролетами.

Чтобы получить надежный опорный узел, можно запиливать опору либо формировать зуб блокирующего типа. Врезка производится на стропильной ноге на 25% толщины изделия. Отметим, что существует несколько методов создания выреза или запила:

• крепление жесткого типа – здесь происходит работа на сжатие внутренней части балки, что является опорой;
• крепление подвижного типа – оно получается, если вырез делается с внешней стороны бруса.

Можно ничего и не вырезать, а сделать такой упорный брус, который прибивается к балке. Еще один момент – вырезать что-либо следует не на мауэрлате, а на стропильных ногах. Вырезы на мауэрлате станут причиной существенного ослабления конструкции.

Также можно не использовать запилы. Но тогда каждая стропильная нога будет с кобылкой, что позволит создать выпуск для карнизного свеса.

Сравниваем крепежные элементы

Вот такие металлические уголки применяют для крепления стропил к мауэрлату, балкам и стенам:

Типы металлических пластин

Отметим, что всего существует целых два вида таких пластин: гвоздевые и перфорированные.

У перфорированных много отверстий под болты и саморезы, и именно с помощью их такие пластины крепятся к древесины. Преимущество перфорированных пластин в том, что они способны соединять нужные элементы стропильной системы практически под любым углом. Причем такие пластины легко подрезаются под нужный размер. Устанавливают перфорированные пластины с двух сторон соединений.

У гвоздевых пластин самих гвоздей нет. Этот крепеж применяется только в заводских условий, либо при наличии специального пресса. Дело в том, что молотком такую пластину в стропила вы не забьете – необходимо грамотное равномерное давление.

Дополнительные элементы

Иногда, кроме тех же металлических уголков и гвоздей, дополнительно применяются опорные бруски:

И еще так:

О типах крепежа стропилин к основе

Поговорим о современных крепежных элементах. Для прочности и долговечности опорных узлов используются разнообразные металлические крепления: держатели балок, равносторонние, крепежные, анкерные, усиленные уголки, пластины, опоры, профиля, соединители, анкера и пр. Все эти запчасти сделаны из качественного металла. Для динамических узлов (1,2 и 3 типа) используют ползуны, уголки и перфорированные пластины. Для жесткого крепления применяют стационарные соединители, анкера и уголки.

Такие крепежи для стропильной системы используют чаще всего:

Для самостоятельного монтажа, более других, подходят перфорированные крепления, так как они имеют много отверстий для саморезов и болтов.

Висячие стропила

Висячими стропила называются в связи с тем, что они не имеют других опор, помимо двух боковых несущих стен. Получается, что они как бы нависают над внутренним пространством строения. В этом случае вся нагрузка от конструкции каркаса крыши выпадает именно на мауэрлат.

Для крепления к мауэрлату висячих стропил используются жесткие крепления с отсутствием степени свободы движения, так как каркасная конструкция имеет всего две точки опоры.

Для снятия части нагрузки со стен строения применяются такие дополнительные элементы, как подкосы, «бабки» и затяжки-ригели, которые, подтягивают систему к коньковому бруску и равномерно распределяют нагрузку на все стены. Ригели устанавливаются параллельно балкам перекрытия и стягивают стропила между собой. Без этих дополнительных деталей конструкция может стать ненадежной.

Расчет установки стропил

Чтобы стропильная система была надежной и прочной, кроме оптимального способа соединения нужно выбрать правильный шаг расположения стропильных ног. Этот параметр выбирается в зависимости от размеров стропил (их сечения и длины между точками опоры), а также – от конструкции крыши.

В данной таблице можно получить информацию о необходимых параметрах для монтажа надежной стропильной системы.

Таблица расчётов

Как крепят мауэрлат?

Есть несколько вариантов, предназначенных для разных строений.

Для монтажа мауэрлата в кирпичную кладку замоноличивают резьбовые шпильки, минимальный диаметр их — 14 мм, глубина закладки — 450 мм. Поверхность обрабатывают битумной мастикой, затем устилают двойным слоем гидроизоляционного рулонного материала, обычно рубероида либо гидроизола. Просверлив отверстие в мауэрлате, его устанавливают, на шпильки одевают шайбы, потом гайки, которые надежно закручивают.

«Воздушные» газо- и пеноблоки не отличаются большой прочностью, чтобы сразу крепить к ним стропильную систему. Поэтому сначала на них создают монолитный армированный пояс, в процессе в него с определенным шагом вмуровывают металлические шпильки.

В мауэрлате заранее просверливают отверстия, затем его насаживают на шпильки, крепят к поясу болтами. Между деревом и бетоном делают гидроизоляцию. Самый простой вариант — несколько слоев того же рубероида. Дальнейшая работа — крепление стропил к мауэрлату не отличается от описанного «кирпичного процесса».

Есть еще 2 варианта крепления мауэрлата:

1. Для кирпичных стен — стальная проволока. Берут материал, диаметр которого составляет 4-6 мм. Его скручивают несколько раз, монтируют в кладку за 3-4 ряда до ее завершения. После застывания раствора и укладки гидроизоляционного слоя на стену укладывают мауэрлатный брус, его фиксируют проволокой, скручивают ее концы и загибают их к стене. Главные плюсы этого способа — низкая стоимость и легкость монтажа.
2. Для бетонных конструкций — анкерные болты. Этот метод отличает большая надежность. К армирующему поясу анкера приваривают с таким расчетом, чтобы над уже уложенным мауэрлатом они возвышались на 30 мм. Брус с просверленными отверстиями укладывают на стены, фиксируют гайками с шайбами. Минус анкерного варианта — его высокая стоимость.

Чем крепить?

Единого мнения о том, какой крепеж будет наилучшим решением для соединения подобных конструкций, на сегодняшний день нет. Но скобами точно никто такие элементы не крепит, а пластины используются лишь при создании определенных типов соединений. И то не всегда. Самыми часто используемыми являются гвозди и саморезы. Каждый из этих крепежей имеет свои сильные и слабые стороны.

Для изготовления стропильного механизма применяются оцинкованные саморезы, которые не подвержены воздействию коррозии. Они очень просто завинчиваются. Для этого подойдет даже простенький шуруповерт. Их недостатком будет долгое удаление, если конструкцию по каким-то причинам потребуется демонтировать.

С гвоздями любят работать за то, что они имеют разный размер, а для их забивания нужен всего лишь молоток. Для фиксирования стропил лучше всего будет использовать специальные гвозди с зазубринами, что позволяет создать с древесиной максимально качественное соединение.

Кстати, если говорить о гвоздях, в последнее время очень популярными стали ершеные оцинкованные гвозди. Оптимально использовать модели, которые на 3-5 миллиметров больше толщины древесины.

Как производить установку?

Теперь поговорим о том, как производится укладка стропил. Их монтаж стартует с установки мауэрлата. Прогон требуется закрепить к стенам с применением болтов опорного типа. Крепление стропил на мауэрлат осуществляется по следующему алгоритму.

• Сначала потребуется создать шаблон конструкции стропильных ног, которые планируется получить. Это сделать очень просто, ведь достаточно будет лишь произвести соединение одинаковых по длине досок с применением гвоздя.
• Полученную конструкцию следует закрепить там, где будут места фиксирования стропильных ног. После этого нужно все зафиксировать в положении «ножниц» с применением еще одной доски, что будет идти параллельно балочному перекрытию. Это даст возможность осуществить фиксирование угла конструкции.
• Теперь создаем еще один шаблон. Но его следует делать из фанерного листа. Его применение даст возможность определить размер зарезки балок в точках опоры на мауэрлат.
• Ранее созданные шаблоны нужно применить для создания установочных запилов, чтобы произвести соединение брусьев под требуемым углом. Это позволит создать так называемую стропильную ферму.
• Фермы нужно поднять на крышу и осуществить их закрепление на мауэрлате. Начинать требуется с монтажа конструкций по краям. После этого в верхних областях ферм забивается по гвоздю и осуществляется натягивание шнура. Веревка послужит маяком для монтажа следующих конструкций такого типа. Оставшиеся стропильные конструкции требуется устанавливать на расчетном расстоянии, но не меньше чем через 600 миллиметров между соседними перекрытиями балочного характера.

Принципы крепления стропил к мауэрлату

Монтаж стропил на опорный брус может требоваться при создании распорных и безраспорных стропильных конструкций. Установка наслонных или висячих стропил на мауэрлат выполняется при помощи жесткого или скользящего соединения. В зависимости от особенностей конструкции, выбираются способы крепления стропил к мауэрлату.

Врубку рекомендуется выполнять в стропильной ноге, а не на мауэрлате, чтобы избежать ослабления его несущей способности.

Жесткое соединение подразумевает полное исключение смещения элементов относительно друг друга, отсутствие таких воздействий, как сдвиг, кручение, изгиб. Необходимая жесткость соединения обеспечивается, если стропила к мауэрлату крепятся уголками с опорным бруском, либо в стропильной ноге выполняется специальный вырез «седло». Место выреза в стропиле дополнительно закрепляется саморезами, гвоздями, скобами, болтами. Кроме того, необходимо выполнить проволочную скрутку, которая соединяет узел крепления стропила с мауэрлатом и анкер, вмонтированный в стену.

При строительстве крыш деревянных домов применяется специальный крепежный элемент («салазки»), который позволяет выполнить скользящее соединение. Узел крепления стропил к мауэрлату с определенной степенью свободы стропил дает возможность избежать деформации кровли при усадке дома из бруса или бревна.

Установка стропил с применением уголка

Выбирая, как крепить стропила к мауэрлату, необходимо исходить из конструктивных особенностей крыши. Если речь идет не о деревянных постройках, то сочленение должно быть жестким.

Если установка стропила выполняется с вырезкой «седла», то технология работ следующая :

• в стропильной ноге выполняется вырез таким образом, чтобы горизонтальной частью стропилину можно было установить на деревянный брус, при этом угол наклона стропильной ноги должен соответствовать углу наклона ската;
• стропилина фиксируется тремя гвоздями, два из которых вбиваются с обеих сторон стропильной ноги под углом (внутри мауэрлата должно произойти скрещивание), а третий гвоздь вбивается вертикально сверху;
• дополнительно узел крепления фиксируется скобами, проволокой-катанкой.

Такое крепление стропил к мауэрлату обеспечивает необходимую жесткость и прочность узла.

Достаточно распространенной технологией является монтаж стропил с использованием металлического уголка и подшивного бруса. Крепятся стропила следующим образом :

• стропильная нога зарезается под необходимым углом, чтобы обеспечить заданный проектом наклон ската кровли;
• по краю мауэрлата монтируется подшивной брус, длина которого составляет около 1 метра, стропило жестко упирается в него по линии давления – такая конструкция исключает сдвиг стропильной ноги под нагрузками на распор;
• по бокам стропило следует крепить к мауэрлату при помощи металлических уголков – крепеж стропил к мауэрлату этими элементами дает возможность избежать поперечного смещения стропильной ноги;
• готовый узел крепления дополнительно усиливается проволокой-катанкой.

Крепление стропила к мауэрлату следует выполнять, придерживаясь инструкции, с подробностями технологии работ можно ознакомиться по видео.

Стропила к деревянному опорному брусу крепятся при помощи специальных уголков. К подвидам уголка КР относятся :

• модели КР11 и 21 (усовершенствованные КР1 и КР2) снабжены овальными отверстиями для анкеровки, что позволяет значительно снизить риск обрыва крепежного элемента при осадке здания или нагрузке конструкции;
• модель КР5 позволяет крепить конструктивные элементы с большой несущей способностью;
• модель КР 6 (усиленный уголок) изготавливается из стали 3 мм, имеет овальное отверстие для анкеровки, применяется для монтажа конструкций с большим весом.

Несущие и вспомогательные элементы деревянной стропильной конструкции также крепятся с применением монтажного уголка КМ, выполненного из перфорированной стали. К его преимуществам относится возможность крепежа саморезами и шурупами, отсутствием необходимости использовать для монтажа специальное оборудование.

Усиленный уголок KMRP применяется для соединений под углом 90°. Его использование позволяет надежно установить деревянные стропила на опорный брус. Уголок может регулироваться.

Крепление в зависимости от материала стен

Стропильные ноги закрепляются к мауэрлату врубкой и вспомогательными связями — металлическим крепежом или деревянными накладками. Опирание на брус может быть жестким или скользящим в зависимости от материала стен.

Деревянные

В брусовых, бревенчатых или каркасных строениях мауэрлатом служит верхний венец или обвязка. Чтобы воспринимать нагрузки и сохранять устойчивость, верхние венцы должны прочно фиксироваться к нижним частям стены с помощью нагелей и скоб. В каркасных строениях стропила устанавливаются точно над стойками и совместно с другими конструктивными элементами образуют жесткую раму.

Деревянные здания склонны к усадке, особенно в первые несколько месяцев. Крепление стропильной системы не должно быть жестким и неподвижным, чтобы в различных частях строения не возникали неравномерные напряжения, а также сохранялась возможность деформаций конструкций относительно друг друга.

Для обеспечения подвижности опорного узла используются скользящие соединения. Они представляют собой 2 стальных элемента — кронштейн, который крепится к стропилу, и уголок, установленный на верхнем венце.

При усадке дома происходит смещение конструкций, но стропильная система остается стабильной и сохраняет свою геометрию. После окончания подвижек можно заменить скользящие опоры на жесткие соединения.

Кирпичные

Такие здания прочные и устойчивые, могут выдерживать большие нагрузки. При устройстве стропильной системы мауэрлат укладывается на слой двойной гидроизоляции. Его располагают как можно ближе к внутренней поверхности стены, чтобы увеличить устойчивость конструкции к ветровым нагрузкам.

Сам опорный брус фиксируется скобами к деревянным пробкам в кирпичной кладке либо насаживается на шпильки, замурованные в стене.

Узел крепления стропил к мауэрлату жесткий, что исключает подвижки. Для этого в нижней части балок вырезаются пазы по форме опорного бруса, которые не дают смещаться вдоль оси. При установке детали скрепляются уголками, гвоздями или держателями. Если выбрать выемку нет возможности, к низу стропил подшиваются бруски, выполняющие функцию упора.

Кирпич, газо-, пенобетон

Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши кирпичного или бетонного здания делают металлическими уголками, скобами, кронштейнами, гвоздями, саморезами и многими другими крепежными элементами.

1. Уголки. Их монтируют на боковых сторонах стропил, фиксируют с помощью саморезов.
2. Перфорированная монтажная лента. Она может быть как главным, так и вспомогательным элементом. Крепится саморезами или гвоздями.
3. Пластины из металла. Их используют для фиксации таких же стропил. Крепят из саморезами либо болтами с гайками.
4. Проволока. Действуют так же, как и при креплении мауэрлата, максимальный диаметр материала — 6 мм.
5. Скоба — отрезок прута, изогнутый в виде буквы «П». Его забивают молотком: один конец элемента в мауэрлат, другой — в стропило.
6. Кронштейны, изготовленные из оцинкованного металла. Их крепят анкерами, гвоздями либо саморезами.
7. Перфорированный крепеж LK. Это изделие изготавливают из металла толщиной 2 мм. Для фиксации стропил пользуются гвоздями или саморезами.

Если для соединения деревянных элементов используются гвозди, диаметр которых менее 6 мм, то никаких дополнительных манипуляций не требуется. Для крепежа больших размеров в древесине необходимо заранее сверлить отверстие, чуть меньшее, чем диаметр гвоздя. Эта операция даст возможность избежать появления трещин в материале.

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

Итак, мы отметили, что опорные узлы, соединяющие мауэрлат с досками, могут быть разной степени подвижности: от «0» до «3». Нулевая степень – это жесткие крепления, которые исключают любые изменения положения балок.

Жесткие соединения: когда они необходимы

Мауэрлат устанавливают тогда, когда необходимо передать распорную нагрузку от стропил на несущие стены. Это делается, в основном, в домах из кирпича, панелей и блоков. Деформацию и усушку кровли в данном случае стараются исключить, чтобы не допустить изменения нагрузки на опорные стены. Здесь и появляется необходимость неподвижного соединения стропильной системы с мауэрлатом.

Схема жесткого крепления стропил к мауэрлату

Жесткое крепление стропил используется тогда, когда необходимо создать прочное соединение стропильного основания с мауэрлатом. Важное требование: на крепление не должны влиять такие факторы, как крутящее, скользящее, поворачивающее и т.д. усилие.

Прочность конструкции обеспечивается за счет:

• оснащения стропильной ноги запилом – так называемым «седлом»;
• оснащения крепежного узла нашивкой в виде подпорного бруска.

Как правильно крепить стропила к мауэрлату данным способом? Сначала при помощи шаблона на стропильной ноге создается углубление («седло») для того, чтобы далее насадить стропило на мауэрлат. Запрещается делать какие-либо надпилы на мауэрлате, потому что нарушение целостности этого элемента может существенно снизить несущую способность всей стропильной системы!

После того, как проведена состыковка стропильной ноги и мауэрлата, производится крепление элементов при помощи трех гвоздей: два забиваются  боков стропила под углом к стропилу и друг к другу, а третий – строго вертикально посередине. Более надежный способ крепления – металлические уголки, которые фиксируют гвоздями со специальными выступами на ножке.

Неподвижные узлы, закрепляемые с запилом

Многие специалисты рекомендуют делать соответствующе запилы в месте крепления стропил к балкам перекрытия для большей прочности и неподвижности соединительных узлов. Эти запилы должны плотно стыковаться с мауэрлатом. Дополнительно такие узлы укрепляются болтами, анкерами и металлическими пластинами:

Или же длинными саморезами:

И еще один важный момент: размер запила бруска не должен превышать 1/3 его сечения. В противном случае стропильная система может потерять свои несущие способности:

Жесткие узлы без заруба стропил

Способ крепления с помощью подшивного бруска используется в наслонных стропильных системах. Стропилина срезается по шаблону и скашивается (для придания крыше нужного уклона) в месте прилегания к мауэрлату. Изнутри такие стропила усиливаются опорными брусками и укрепляются уголками с двух сторон к раме основы:

Еще один вариант не стыкового узла – жесткое крепление стропил, усиленное брусьями-накладками с обеих сторон. Две доски длиной не менее метра окаймляют каждую стропильную ногу. Один конец таких опор срезается под углом, который соответствует наклону ската крыши (в том числе, стропилин). Доски крепятся срезом к мауэрлату с помощью длинных болтов и усиленных стальных уголков. Брусья крепятся по заранее размеченным местам, сначала по одному. Затем вплотную к накладкам с одной стороны монтируются сами стропила, которые сразу укрепляются такой же накладкой с другой стороны. Есть вариант установки сразу двух брусьев-накладок, а после, стропил, но этот способ используют реже, так как он требует более точных расчетов.

Основные элементы стропильного каркаса

Стропильный каркас крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов из дерев или металла, которые придают конструкции форму, уклон, а также равномерно распределяют ее вес между несущими стенами. Его главным компонентом являются стропильные ноги, представляющие собой установленные под углом балки, которые соединяются попарно вдоль ската, образуя в верхней точке своего соединения конек. Существует две основных разновидности стропил:

• Наслонные. Наслонными стропилами называют опорные элементы, которые в конструкции крыши имеют две точки опоры – на коньковый прогон и мауэрлат. Стропильная система такого типа используется в сооружениях, имеющих внутри одну или более несущие стены, на которые можно «наслонить» стропила. Такое крепление стропил позволяет разгрузить их за счет использование дополнительных вертикальных опор.
• Висячие. Висячими называются элементы, которые имеют только одну точку опоры, располагающуюся там, где происходит крепление стропил к стене или мауэрлату. Стропильная система висячего типа испытывает нагрузку не только на изгиб, но и на распирание, поэтому она усиливается горизонтальными компенсирующими элементами (ригелями, затяжками, схватками).

Обратите внимание! В большинстве наиболее популярных стропильных систем осуществляется крепление стропил к мауэрлату. Мауэрлатом называют массивный брус или балку с сечением 150х150 мм или 200х200 мм, укладываемый вдоль несущих стен сооружения, на которые впоследствии будут опираться стропильные ноги. Он смягчает давление на стены дома, а также равномерно распределяет вес кровельного пирога. Прикрепить мауэрлат к верхнему поясу стен можно с помощью анкерных болтов или вмурованных металлических шпилек.

Способы фиксации

Решая вопрос, как крепить стропила к мауэрлату или коньковому прогону, необходимо правильно подобрать крепежную фурнитуру. Современный строительный рынок располагает огромным ассортиментом разнообразных по конструкции и размеру креплений. Главными критериями выбора крепежа являются материал, использованный для изготовления стропила, их сечение, а также вид нагрузки, которому они подвергаются. Существуют следующие способы крепления стропил:

• С помощью металлических уголков. Металлические уголки с отверстиями под саморезы или гвозди являются самым надежным и прочным вариантом жёсткого крепления стропил к мауэрлату, стенам или коньковому прогону. Они позволяют много кратно увеличить жесткость и несущую способность конструкции стропильного каркаса.

  
  Крепление с помощью уголкаф

• С помощью металлических накладок. Для соединения элементов стропильного каркаса также используют перфорированные стальные накладки, которые позволяют выполнить их фиксацию без изготовления запила в мауэрлате или стропилах, благодаря чему сохраняются их высокие прочностные качества.

  
  Фиксация стропил с помощью металлических накладок

• С помощью «чурок». Чурками называют небольшие брусочки квадратного сечения, которые устанавливаются между стропилами и коньковым прогоном или мауэрлатом в качестве распоров, увеличивающих жесткость конструкции.

  
  Фиксация с помощью деревянных накладок

• С помощью скользящих креплений. Другой вариант фиксации стропил с коньковым прогоном или мауэрлатом – использование подвижных креплений, которые в быту называют салазки или ползуны. За счет их подвижности можно компенсировать изменение размеров элементов, которое происходит в процессе усадки.

  
  Фиксация с помощью подвижных креплений

Опытные мастера считают, что наиболее надежным способом фиксации стропил является использование металлических уголков, которые прочно соединяют деревянные элементы между собой, жестко фиксируя угол между ними. Уголок, перекрывающий стык между стропильной ногой и коньковым брусом или мауэрлатом, служит своеобразным распором между ними.

Когда нужно делать подвижные соединения?

Вот мы и подошли к динамичным опорным узлам – соединениям, которые могут менять свое положение. Для чего это нужно? Вспоминаем физические свойства материалов – многие из них дают усушку либо набухание. В первую очередь, это касается зданий из чистого дерева – бруса, сруба и пр. Натуральная древесина обязательно дает усадку, благодаря которой ваша крыша может не только деформироваться, но и разрушиться основательно. Чтобы избежать таких фатальных последствий, мастера рекомендуют выполнять скользящие крепления стропильных ног с мауэрлатом (либо верхним венцом сруба).

Обязательное условие при установке скользящих узлов – опора стропильной рамы на прочный коньковый брус. Так как опорные нижние узлы динамичные, то максимальная жесткость должна быть достигнута на коньке кровли. Верхние края стропил подпиливаются для плотного соединения между собой и коньковым брусом, соединяются и усиливаются ригелями, металлическими лентами, пластинами и уголками. Лучше соединять с венцом сруба уже закрепленный в коньке стропильный элемент.

Что представляет собой скользящее крепление?

Подвижное соединение выполняется с помощью установления скользящих креплений, называемых «салазки» или «ползуны». Такой узел предусматривает определенную свободу стропильных ног, что позволяет предотвратить деформацию кровельной системы после естественной усадки деревянных строений:

Вот какие виды скользящих опор бывают:

Делать ли запил на стропилах, если дом из бруса: альтернативное мнение эксперта

Я предлагаю все-таки запиливать, но не стропила, а верхний венец. Во-первых, в этом случае снижается риск искривления стропил, во-вторых — уменьшается «мостик холода», в третьих – уменьшается касательное давление на мауэрлат (верхний брус сруба) и в-четвертых — упрощается утепление крыши в дальнейшем. Недостаток такого способа — при запиле верхнего венца балки уменьшается высота конька, поэтому, если в будущем планируется поднятие высоты потолка, следует предусмотреть на 1 венец больше. Но! Такие схемы годятся только для домов из дерева, так как в кирпичных и бетонных строениях мауэрлат должен быть целым, чтобы сохранить несущие качества.

Технология скользящего крепления стропил

О скользящем креплении захотят узнать те, кого интересует, как крепить стропила при обустройстве кровли дома из бруса или оцилиндрованного бревна. Жесткое соединение мауэрлата и стропил в данном случае не подходит, потому что деревянные дома в первые несколько лет после постройки обязательно дают усадку. Если кровле не оставить некоторый простор для движения в сторону расширения/сжатия, она может деформироваться или даже обрушиться.

Монтаж стропил на балки (при обустройстве кровли без мауэрлата)

Если вы планируете обустройство простейшей кровли деревянного дома, стропила можно крепить к балкам перекрытия. Однако учтите, что распределение нагрузки от крыши будет точечным, а не распределенным, как при наличии мауэрлата. При таком конструктивном решении балки перекрытия должны выступать за контур стен примерно на 40 см. Чтобы все стропила были закреплены под одинаковым углом к балкам, поперек последних натягивают струну, которая послужит ориентиром для выпиливания пазов под установку стропильных ног.

Чтобы крепежный узел был более прочным,  пропилы выполняют и в основании стропильной ноги, и в балке перекрытия. В первом случае это «зуб с шипом», во втором – гнездо для шипа. Чтобы не уменьшалась несущая способность балки, гнездо должно иметь глубину не более 1/3-1/4  от ее ширины.

Далее вставленные в пазы стропильные ноги фиксируют на балках при помощи металлической фурнитуры: уголков или болтов с гайками.

Комбинированная кровельная система

Комбинированные стропила имеют в своей конструкции элементы из наслонных и висячих систем. Используются они при изготовлении мансардной кровли. Стены комнат на втором этаже получаются благодаря вертикальным стойкам, которые для стропильных балок являются точкой опоры.

Горизонтальные брусья, которые были установлены поверх стоек, выполняют две функции: для верхних скатов они являются мауэрлатом, а для боковых — коньковым брусом. Некоторая часть стропильной системы, которая соединяется вверху концов стоек, одновременно становится затяжкой для верхних элементов и ригелем для скатов, расположенных по бокам.

В комбинированной кровле используются фрагменты наслонных и висячих стропильных систем

Чтобы увеличить прочность конструкции, надо произвести монтаж подкосов, которые закрепляют стропила и вертикальные стойки крыши. Изготавливать комбинированные стропила немного тяжелее, чем другие системы, зато трудоёмкость работ возмещается увеличением несущих характеристик крыши и наличием полноценного помещения под кровлей.

Крепление стропил в верхней (коньковой) части

На этом этапе можно действовать по одной из трех схем:

• скрепить верхние части стропил, обрезанные под необходимым углом (идеально – по шаблону) встык при помощи длинных гвоздей, а еще лучше – металлических пластин;

• скрепить стропила внахлест при помощи болта с гайкой, шпильки или гвоздей. Этот способ считается более надежным, чем первый, потому что стропила имеют большую площадь соприкосновения;

• скрепить стропила встык и зафиксировать на коньковом прогоне. От первого способа данная схема отличается тем, что есть еще и коньковая балка. При этом «седло» делается не только на стропильной ноге, но и на верхней части, которая будет опираться на коньковый прогон. Если конек имеет значительные размеры, для него могут потребоваться дополнительные опоры, что совершенно не подходит для чердаков, которые будут использоваться как жилое помещение.

Несколько аксиом, касающихся крепления стропил

Как крепить стропила, каждый строитель выбирает  сам, исходя из особенностей конструкции кровли, здания в целом, а также климатических условий региона (сила ветров, снежность зим и т.д.). Однако есть несколько правил, которые должны соблюдаться в любом случае:

1. Используйте качественную крепежную фурнитуру. Если вы хотите, чтобы крыша была долговечной и безопасной, экономить не стоит.

1. Самые надежные типы крепления – это металлические уголки, пластины, болтовые и шпилечные соединения. Гвозди и саморезы – это фурнитура для временного крепления стропил.

1. При строительстве деревянного дома обязательно используйте скользящее соединение стропил с мауэрлатом или стеной, чтобы избежать деформации кровли во время усадки здания в первые несколько лет эксплуатации.

1. Делайте запилы на стропилах аккуратно, чтобы в дальнейшем не пришлось использовать вкладыши или выпиливать лишние сантиметры/миллиметры уже на месте. Идеальный вариант – использование шаблона. Учтите, что если крыша сложная, и стропила будут крепиться к мауэрлату под разным углом, для каждого типа расположения потребуется свой шаблон. Для всех случаев действует правило: глубина запила должна составлять 1/3-1/4 ширины стропильной ноги.

1. Если вы выбрали в качестве крепежной фурнитуры болта с гайками, обязательно используйте шайбы и другие уплотнители, не дающие головке болта «утонуть» в древесине.

Таким образом, к обустройству стропильной системы дома следует подходить предельно внимательно и ответственно. Спешке здесь не должно быть места. До того, как начнутся непосредственно монтажные работы, стропильная система должна быть спроектирована, а также должны быть определены места расположения всех крепежных узлов. В вашем распоряжении всегда должно быть достаточное количество крепежных элементов хорошего качества. Только при таком подходе можно гарантировать прочность и надежность кровли, отсутствие деформаций и серьезных разрушений во время эксплуатации дома. Стройте с умом и с душой, и вас обязательно все получится!

Как строить кровлю вы уже наверное поняли в общих чертах. А вот как не надо ее строить — посмотрите в этом видео:

Какими способами могут крепиться к балкам стропила

Мы рассмотрим все возможные методы фиксации элементов, некоторые из них используются крайне редко и только во время строительства аутентичных домов по старинным технологиям. Такие работы выполняют плотники высочайшего класса, умеющие работать топором, долотом, стамеской и прочими традиционными плотницкими инструментами.

Гвозди

Разумеется, первое, о чем стоит позаботиться застройщику частного дома — приобрести в достаточном количестве гвоздей. Это основной тип крепежа, который пригодится для соединения деревянных конструкций друг с другом.

Разумеется гвозди подойдут не везде. С помощью них можно прибить друг к другу простые плоские доски, а вот более сложные конструктивно элементы лучше прикручивать с помощью шурупов. Длинные винты со специальной резьбой и небольшой головкой идеально подходят для монтажа массивных балок и стропил. Для еще более сложных работ пригодится специальная строительная фурнитура.

Гвозди считаются самым примитивным крепежным элементом. Они же и самые дешевые. Их достаточно легко забить в дерево, и также вытащить. Еще один несомненный плюс гвоздей — возможность их многоразового использования. Их достаточно легко вытащить из дерева при помощи плоскогубцев или задней части головки молотка и использовать снова.

Однако, при работе с этим, казалось бы, простым крепежным элементом, тоже нужно иметь некоторый опыт. Неправильно забитый гвоздь может повредить древесину или выпирать, нарушив ее внешний вид. К тому же стоит учитывать, что лучше покупать гвозди из нержавеющей стали. Да, разумеется, они стоят дороже обычных стальных, однако последние быстро ржавеют, что испортит вид конструкции и может привести даже к изменению цвета древесины.

Виды гвоздей по дереву

Сегодня чаще всего, для стропильных и плотнических работ, используют:

• Гладкие оцинкованные закаленные стальные гвозди, с круглым поперечным сечением и плоскими головками. Как правило, их длина составляет от 2,5 до 30 см, а толщина: от 2 до 9 мм. Гвозди меньшего размера практически не используются в строительстве, как правило их покупают лишь для каких-то вспомогательных задач;
• Скрытые гвозди (без головки). Они получили название скрытых, потому что после забивания они практически не заметны;
• Гофрированные гвозди — это нечто среднее между винтом и традиционным гвоздем. Они лучше вклиниваются в древесину, однако их сложнее вытянуть. Такой крепеж рекомендуется выбирать для крепления досок пола, чтобы со временем швы не ослабли и пол не начал скрипеть.

Кроме того, гвозди подбирают, исходя из толщины древесины. Оптимальное соотношение толщины гвоздя к толщине материала должно составлять 1 к 5. Для сухой или твердой древесины, можно выбрать 1 к 10.

Как правильно забивать гвозди?

Головка гвоздя должна быть полностью утоплена в дерево, однако не слишком глубоко (чтобы ее можно было почувствовать, проведя по ней рукой). При работе с особенно твердыми частями дерева, перед тем, как забить гвоздь, можно сделать тонкое отверстие сверлом.
Имейте ввиду, что забитие гвоздя в уже проделанные швы может ослабить их. В этом месте лучше использовать шуруп или болт. Также учитывайте, что гвоздь лучше всего держится, когда он вбивается перпендикулярно в ту плоскость дерева, по которой идут волокна (вдоль ствола). Если забить гвоздь таким образом не представляется возможным, для большего укрепления соединения можно забивать гвозди под небольшим углом — до 15 градусов.
Есть также среди плотников еще одно правило: на каждое соединение должно быть минимум 4 гвоздя. Это не относится к конструкциям из элементов с небольшим поперечным сечением. Если гвоздь проходит через такой элемент, вы можете согнуть его молотком, отрезать выступающую часть металлической пилой или отшлифовать. Конечно, в этом случае может появится изгиб, но так крепление будет более надежным.

Шурупы для дерева

Соединения, выполненные с помощью шурупов, являются более долговечными и прочными, чем гвозди. Спиральная резьба идеально прилипает к материалу и предотвращает выскальзывание крепежа.

Для строительства домов чаще выбирают шурупы для дерева длиной от 40 до 320 мм и диаметром от 0,5 до 6 мм.

Что касается видов этого строительного крепежа, то могут использовать самые различные шурупы. Самые популярные среди застройщиков — самосверлящие шурупы, поскольку для них не требуется каких-либо подготовительных работ: достаточно просто достать их из упаковки и вкрутить шуруповертом в дерево. Это возможно благодаря специально сконструированному шпицу.

Традиционные шурупы обычной формы более дешевые, однако выбирая их, следует иметь ввиду, что прежде чем начать их вкручивать в древесину, вам придется просверлить отверстие. Оно должно быть чуть меньшего диаметра, чем диаметр шнека.

Есть также строительные шурупы с частичной резьбой. В них как правило резьба находится лишь на небольшой поверхности и под некоторым углом. Такой крепеж пригодится, если вы планируете скреплять древесину с другими материалами, поскольку они имеют до 67% больше растягивающего усилия, по сравнению с традиционными шурупами.

Многие застройщики предпочитают крепить стропила, балки и другие деревянные элементы дома именно шурупами. Однако следует иметь ввиду, что это более трудоемкая задача, по сравнению с гвоздями. Чтобы облегчить закрепление винта в твердой древесине, его резьбу можно предварительно смазать бесцветным маслом, стеарином или натереть мылом.

Однако, в отличие от гвоздей, крепеж шурупами для дерева зачастую выглядит более эстетичным. К тому же они почти не ржавеют, так защищены от коррозии хромированием или латунью. Разумеется, это не дает стопроцентной гарантии.

Если вы хотите полностью избежать ржавчины следует выбирать шурупы из нержавеющей стали. Разумеется, они будут стоить дороже. Однако такой крепеж пригодится как нельзя кстати, если вы планируете работу с деревянными конструкциями, которые могут подвергаться частому воздействию воды или находящихся в условиях повышенной солености (дома, построенные на прибрежных территориях).

Как правильно закручивать шурупы?

Технология закручивания зависит от формы шурупа. Проще всего, конечно, работать с самозакручивающимися шурупами с традиционной резьбой. Несколько сложнее — с крепежом, в котором резьба нанесена лишь частично или с, так называемыми, шурупами с безрезьбовым сечением.

При работе с последними потребуется просверлить отверстия в древесине. Это делается в два этапа. Сначала делается отверстие узким сверлом, а затем сверлом с диаметром, аналогичным резьбовой части винта. Принцип двойного сверления не распространяется на винты, у которых резьбовая часть шире, чем у безрезьбовой.

Нужно ли предварительно просверливать отверстия, если мы имеем дело с традиционными шурупами, с резьбой в полной длину? Здесь особых правил нет: если они закручиваются итак, то сверлить дерево не нужно. Однако, если вы имеете дело с досками из твердой древесины, будьте готовы к тому, что ее придется сверлить каждый раз.

Кроме того, если вы планируете прикрутить шуруп у краев доски, специалисты настоятельно рекомендуют предварительно просверлить отверстие, чтобы не повредить дерево. Помните, что отверстие для шурупа всегда должно быть не только уже его диаметра, включая резьбу, но и короче его примерно на 1/3.

Саморезы и винты

Саморезы часто путают со самосверлящими шурупами, на самом деле они отличаются друг от друга. Классический саморез — это металлический крепеж с плотной резьбой, утонченный с одной края, и заканчивающийся шестигранной головкой с другой.
Для работы с саморезами вам пригодятся специальные насадки на отвертку, шуруповерт, либо шестигранная гайка и, возможно, пара плоских шайб, чтобы предотвратить самопроизвольное ослабление соединения.

Крепление дерева с помощью саморезов и винтов также отличается от гвоздей и шурупов. Чтобы закрепить саморез, через соединяемые элементы следует просверлить отверстие одинакового диаметра. Затем ставится шайба, и винт вкручивается в отверстие. На противоположной стороне ввинчивается вторая шайба и надевается гайка
Разумеется, такой способ крепления древесины более трудоемкий, однако и более прочный. Благодаря затяжке с двух сторон деревянные элементы скрепляются друг к другу с большей силой. Однако, в отличие от шурупов, винтовая резьба не застревает в материале, т. е. дерево в месте крепления может слегка «гулять». Конечно, эта проблема решаема, если использовать больше винтов и вкручивать из ближе друг к другу.

Правильно сделанные винтовые соединения получаются очень прочными. К тому же саморезы и болты незаменимы, если стоит задача скрепить очень массивные части конструкций. Длина болтов может достигать десятков сантиметров, поэтому застройщики их чаще всего используют для соединения самых толстых деревянных элементов — бревен и балок.

Однако для работы с таком видом крепежа нужен определенный опыт и специальный инструмент. Вам придется купить специальные насадки и ключи (а лучше несколько: плоские, кольцевые, динамометрические ключи, торцевые ключи или отвертки с торцевыми ключами). Также, для того, чтобы укоротить слишком длинные винты, вам пригодятся болгарка или шлифовальная машинка.

Виды опор стропил на мауэрлат

В основном для жилых домов возводятся двухскатные крыши. Особого внимания при двускатной конструкции требует узел опирания стропил на мауэрлат. Понятно, что для деревянной основы нужны деревянные балки.

Важно! Стропила требуются правильной формы, без сучков, калиброванные и фрезерованные со всех сторон. Сечение стропил двускатной крыши 40х150мм, мауэрлат – 100х100мм.

От геометрии двускатной крыши зависит выбор типа крепежа. Крепить стропила можно всеми перечисленными выше способами. Стоит рассмотреть так же шарнирные узлы крепления стропил к мауэрлату.

Шарнирный узел это тип соединения позволяющей балке двигаться по кругу. Это происходит при помощи одного гвоздя или самореза ввинченного в мауэрлат. Существует узел с одной, двумя и тремя степенями свободы. Узел с двумя степенями свободы дает возможность балке смещаться горизонтально, стропила крепятся салазками. С тремя степенями подвижности узел устанавливается с помощью ползуна, специальной опоре для скольжения стропила в вертикальном, горизонтальном положении, кроме того стропило может вращаться по кругу. Для этого делают специальный шарнир, который крепят к основе.

Важно! Самый типичный способ для двускатной крыши использование узла с нулевой свободой. Стропило крепится уголками с двух сторон, оставаясь неподвижным.

Сложная геометрия двускатной крыши предполагает использование наслонных стропил и висячих. Балки с опиранием на основу эффективно крепят с помощью перфорированной ленты.

Наслонные стропила опираются на основу, и другие опорные точки, снимая тем самым часть нагрузки. К ним могут примыкать боковые стойки, бабки конька, стропила стягивают конструкцию, усиливая её. На основу наслонные конструкции не опираются, а скользят по ней. Висячие стропила не опираются на основу, нависая над внутренностями крыши они, имеют опору на боковые несущие стены

Основные правила сопряжения стропил с мауэрлатом

Для надежного соединения нужно тщательно крепить соединительные элементы, подбирать их требуемых размеров. Нужно точно выверять запилы, делать их не больше трети величины основы. Использовать качественный брус для основы правильного сечения.

Важно! Использовать для крепежа только гвозди и саморезы нельзя, такая фиксация не может считаться надежной, использовать следует металлические крепежные элементы разного типа.

Крыша будет прочной и долговечной, если грамотно проведены расчеты, правильно подобран материал и верно смонтированы узлы соединения

Как правильно закрепить стропила к балкам?

В простых домах, в основном каркасных, мауэрлат может быть и упразднен. В этом случае стропила крепятся к балкам перекрытия. Самый надежный вариант сборки такой системы – подготовка стропильных ферм. Каждая ферма состоит из двух стропильных ног, соединительного ригеля и нижней затяжки. Для прочности фермы усиливают центральными балками и подкосами:

Балки перекрытия укладываются в таком направлении, чтобы стропильные фермы пересекали их перпендикулярно в разных плоскостях. Затяжка выполняет основные несущие функции, крепится к балкам перекрытия анкерами, сквозными болтами, шпильками и усиливается пластинами и металлическими уголками.

Возможен вариант крепления стропильных ног прямо на балку, которая и будет дополнительно выполнять функции затяжки. Для создания качественных опорных узлов в такой системе рекомендуется два способа крепления:

1. Соединение стропил с балкой двойным зубом – запилы выполняются на балке и скосе стропильной ноги (по два стыковых заруба на каждой).
2. Крепление болтом и хомутом. Может предусматриваться сквозное крепление, но если доски имеют большое сечение, делаются врубки и детали соединяются длинными болтами.

В чем секрет качества стропильной системы: три главных правила мастера

• Качественный пиломатериал – полдела на пути к успешному строительству. Мауэрлат и стропила не должны иметь трещин, червоточин и сучков.
• Точность измерений, запилов и однородность положения креплений – не менее важный момент. Если все стропильные ноги одинаковой длины и сечения, то лучше подготовить шаблон для выполнения срезов и зарубок.
• Запилы на мауэрлате – потеря несущих функций основы на 50% и выше. Процент снижения прочности зависит от глубины зарубок.

Когда стропильная система готова, приходит очередь монтажа обрешетки, утепления и настила кровельного материала. Но это уже другая интересная тема, о которой мы обязательно расскажем в следующей статье. А пока, желаем вам добротных материалов, легкой работы и хороших помощников!

Несколько правил по креплению стропил к мауэрлату

Для того чтобы крепления были надежны, необходимо соблюдать ряд правил, которые предусмотрены для этого процесса:

• Если для крепления используются металлические соединительные детали, то они должны быть закреплены к деревянным соединяющимся элементам с максимальной тщательностью – качественными саморезами нужной длины.
• Если стропила будут укладываться в запилы в мауэрлате, то размеры должны быть точно выверены. Это позволит обеспечить плотную надежную установку стропила в подготовленный запил, которые должен иметь глубину на ⅓ мауэрлата. Однако, следует помнить, что такое правило будет справедливо лишь в том случае, если мауэрлат изготовлен из мощного бруска, имеющего размер в сечении не менее 150 × 150 мм.

Запилы на мауэрлате

• Чтобы не ослаблять мауэрлат, чаще всего запилы выполняют в самой стропильной ноге под нужным углом, а дополнительно узел затем фиксируются уголками. Запил не должен в этом случае превышать ¼ толщины стропила. Это крепление —жесткое и может быть применено в висячей стропильной системе.

В данном варианте запил делается на стропильной ноге

• При использовании болтов для скрепления стропил с откосами, затяжками и другими деревянными элементами, нужно обязательно устанавливать на болт шайбу или металлическую пластину, во избежание затопления гайки в древесину и, соответственно, ослабления конструкции.
• Крепление стропил к мауэрлату только на гвозди или саморезы считается ненадежным, поэтому нужно обязательно использовать уголки или другие металлические крепежные элементы различных конфигураций.

Богатый выбор металлических крепежных деталей

• При установке стропил на деревянные стены, будь то висячая или наслонная система, рекомендовано крепить их к мауэрлату скользящим креплением, особенно в том случае, если кровельный материал имеет достаточно большой вес.

Способы крепления стропил к мауэрлату и стойкам в деревянной крыше

Поскольку стропильные системы из дерева наиболее популярны в частном и малоэтажном строительстве, в основном мы будем рассматривать способы соединения элементов именно для деревянных конструкций.

Различают два основных вида соединений: методом врубки без дополнительных соединительных деталей и соединение с помощью крепежа. Также используются комбинированные способы – врубка с дополнительным крепежом.

Еще одно существенное различие: узлы соединений могут быть жесткими и скользящими. В первом случае стропильная нога не может смещаться относительно мауэрлата даже на несколько миллиметров, что, с учетом температурной и влажностной деформации дерева, может привести к повреждению стропильной системы в целом. Скользящие узлы креплений допускают небольшие смещения для компенсации этих деформаций.

Ниже представлены два варианта крепления – только с врубкой (запилом) и с дополнительным крепежом.

В обоих случаях обеспечивает жесткое, неподвижное положение балки. Следует заметить, что при врубке (запиле) без металлических соединительных деталей небольшая свобода перемещений все же остается – это связано с тем, что и стропило, и мауэрлат изготовлены из дерева и деформируются под действием влажности и температуры одинаково. Металлические скрепы лишают их такой возможности.

Крепление стропил к мауэрлату при использовании металлических скреп может осуществляться с одной степенью свободы или двумя.

Как видно из приведенной схемы, для одной степени свободы (то есть незначительного поворота стропильной ноги под действием нагрузок на кровельное покрытие) используется жесткое крепление в виде запила и уголка, а для двух степеней применяется ползун или уголок с креплением на один гвоздь. В этом случае стропильная нога может не только поворачиваться, но и немного смещаться вдоль своей оси.

Проектирование креплений стропил

Для проектирования стропильной системы необходимо правильно рассчитать ветровую и снеговую нагрузки, т.е. оптимальный вес кровельной системы в целом. На основании этих расчетов проектируется материал и толщина несущих стен. Допущенные ошибки при оценке нагрузок и другие недочеты могут вызвать деформацию всей конструкции с нарушением целостности покрытия и даже обрушения кровли. При проектировании следует учесть следующие факторы:

Расчет нагрузки на стропила.

• тип и форма кровли;
• наличие внутренних опор и их расположение;
• тип и вес кровельного материала;
• скат крыши и угол его наклона;
• стропильная система и ее конструкция;
• размеры (длина) перекрываемого пространства;
• сечение бруса для стропил.

Способы крепления стропил к мауэрлату с одной и двумя степенями свободы

Ниже представлены варианты с запилом или без, но с использование металлических пластин и уголков, а также болтов, хомутов и других металлических крепежных деталей.

В зависимости от того, сколько гвоздей используется для крепежа и как они забиваются, можно при одном и том же варианте узла крепления получить одну или две степени свободы.

Порядок крепления стропил к мауэрлату двухскатной крыши

Чтобы установка прошла максимально быстро и просто, без ошибок, стоит придерживаться определенного порядка действий.

1. Уложить стропильную ногу на конек и мауэрлат для определения угла подрезки балки.
2. Наметить линию обрезки.
3. Отпилить фрагмент стропильной ноги.
4. Уложить стропило на место с подшивкой опорного бруска при необходимости.
5. Выполнить соединение стропил над коньком. Это можно сделать со смещением балок так, чтобы они соединялись внахлест, или скрепить балки встык, наложив дополнительную связь.

Если установка производится так, чтобы вверху стропильные ноги не просто опирались на конек, а имели запил, последовательность работ немного меняется. После обрезки первого стропила под упор на мауэрлат и выполнения запила под конек эта деталь используется как шаблон для всех последующих. Стропила при этом заходят друг за друга, обрезаются после закрепления всех балок.

При выполнении запила на нижнем конце стропила поступают аналогично – подгоняют одну балку и используют ее как шаблон для других.

После первичной установки каждая стропильная нога дополнительно закрепляется металлическими фиксирующими элементами – гвоздями, шурупами (обязательно с использованием металлических шайб!), скобами, хомутами и так далее.

Теплоизоляционный слой и гидроизолятор

Ввиду особенностей конструкции двускатной кровли для защиты внутреннего пространства от низких температур разрешается использовать любой доступный материал. Обычно в качестве такового выбирают минеральную вату. Менее популярным вариантом является пенополистирол. Еще реже работы по изоляции кровли проводят с помощью метода напыления пенополиуретана.

Укладка теплоизолятора требует использования опоры: если теплозащитный слой создаётся из минваты или полистирола, то обязательно нужно натянуть проволоку со стороны чердака. Крепление листов или плит теплоизолятора выполняется прямо между стропилами. Монтаж минеральной ваты осуществляется просто враспор.

Не стоит оставлять без внимания зазоры между пенополистирольными листами и брусом — их заделывают специальной монтажной пеной, а в завершение проклеивают скотчем. Монтаж паро-и гидроизолятора выполняется с незначительным провисом в 2 см строго в горизонтальной плоскости.

Эти работы проводят на завершающем этапе монтажа стропильной системы двухскатной крыши.

Правила подбора пиломатериалов

Одно из важных правил, которое необходимо соблюдать при монтаже стропильной системы двускатной крыши — использовать только наиболее качественные пиломатериалы. Поэтому прежде чем отправиться в магазин за ними, нужно учесть ряд моментов.

• Для монтажа стропильной системы допускается использовать только сухой пиломатериал. Его влажность должна быть не выше 18%.
• Нежелательно приобретать пиломатериалы в деревообрабатывающих мастерских, поскольку предлагаемая ими продукция этому требованию не удовлетворяет. Если вы все же прибрели у них дерево, то его ещё до сборки кровли необходимо просушить под навесом в течение как минимум 6 месяцев.
• Сразу приступать к монтажу стропильной системы после приобретения пиломатериала можно лишь при условии, что вам продали «зимний лес». Специалисты знают, что в холодное время года в деревьях прекращаются физиологические процессы и, соответственно, уменьшается влажность. Поэтому такие бревна идеально подходят для изготовления пиломатериала, поскольку не требуется тратить время на просушку.
• Собираясь приобрести пиломатериал для изготовления стропильной системы, нужно учитывать не только показатель влажности, но и качество. При выборе пиломатериала рекомендуется обращать внимание на сучки, количество которых должно быть минимально. Также стоит учитывать и породу древесины — самой подходящей для сборки крыши является сосна.
• Стоит упомянуть еще об одном факторе, с учетом которого следует приобретать доски для стропильной системы. Материал для изготовления кровли должен иметь идеальную геометрию. Поэтому желательно избегать покупки скрученных досок или бруса. Наличие большого количества трещин в пиломатериале также можно рассматривать в качестве достаточной причины отказаться от его приобретения.

Специальными металлическими крепежными пластинами

Строители применяют два типа пластин. Соединение прочное, делается быстро и без ручного труда. В развитых странах стропильные фермы домов собираются на производственных линиях, при этом все процессы почти полностью автоматизированы. Технология сборки дает возможность увеличивать производительность оборудования и снижать себестоимость продукции. Элементы домов на строительной площадке быстро собираются, количество ручного труда сводится к минимуму. Деревянный дом под ключ ставится всего за две-три недели в зависимости от этажности и размеров.

В нашей стране, к сожалению, малоизвестны, в развитых странах используются давно. Зубчатое крепление – металлические пластины с различными линейными размерами. По всей площади имеются зубья, которые вбиваются в деревянные конструкции. Длина и расстояние между зубьями выбирается с учетом размеров стропильных ног и балок перекрытия. Такое соединение дает возможность автоматизировать процесс производства ферм стропильной системы. Зубчатые пластины устанавливаются с двух сторон соединяемого узла.

Хорошо известные крепежные элементы, универсального использования. Могут фиксировать все элементы стропильной системы, имеют различные размеры и толщину. Пластины накладываются на узел, стягивание выполняется саморезами, болтами или обыкновенными гладкими гвоздями. Могут монтироваться с одной или двух сторон соединения. Преимущества – нет строгих требований по качеству пиломатериалов, большое количество отверстий позволяет выбирать самые удачные места вкручивания саморезов. Недостатки – требуют довольно много ручного труда. Работать с ними тяжелее, чем с зубчатыми. Кроме того, возрастает время монтажа стропильной системы.

Крепить стропила к балкам перекрытия рекомендуется том случае, когда оба элементы изготовлены из одинаковых досок. Такой метод на сегодняшний день считается самым распространенным.

Болтовое

Крыши небольших хозяйственных зданий и пристроек не имеют значительных нагрузок, во время их изготовления используются упрощенные методы соединения стропилин и балок перекрытия. Самый распространенный вариант – болтами. Проделываются отверстия в балках перекрытия и стропилинах, элементы располагаются рядом, в отверстия вставляются болты, узел прочно стягивается.

Соединение врезкой

Более сложное соединение, требуется практический строительный опыт. Врезка полностью исключает вероятность подвижек стропилин в местах соединения с потолочными балками, узел более прочный и статичный. На балке выпиливается углубление, а на стропилине выступ, детали должны плотно входить друг в друга.

Такой метод фиксации делается только на доме, что усложняет процесс строительства. Кроме того, каждое соединение подготавливается индивидуально, что еще больше увеличивает сроки строительства и повышает его стоимость. Еще один недостаток врезки – каждое соединение уменьшает толщину досок стропилин и балок, это становится причиной уменьшения их несущих показателей. Как следствие, проектировщики должны во время расчетов предусматривать увеличенные размеры пиломатериалов с учетом уменьшения их ширины в результате запиливания. А это негативно сказывается на стоимости строения.

Соединение врубкой

Старинный метод, в настоящее время применяется крайне редко. Работы делаются плотниками, умеющими обращаться с ручными инструментами и топором. Врубка делается только на толстых стропилинах и балках. Топором, долотом и стамеской делается соединение шип/паз под необходимым углом. Работа физически тяжелая, в качестве дополнительного соединения могут использоваться металлические самодельные скобы. Длина скоб и диаметр прутка выбираются с учетом конкретного места установки и предполагаемой максимальной нагрузки.

Сложные крыши

Чем больше скатов и, соответственно, их пересечений имеет крыша, тем больше усложняется стропильная система. Так, в многощипцовых конструкциях часть стропил опирается не на конек (прогон), а на балку ендовы. Такие балки называются накосными стропилами ендовы, их необходимо подгонять по месту и жестко скреплять для предотвращения перекоса конструкции в целом.
Для вальмовой крыши используются не только прямые (расположенные под прямым углом к коньку и мауэрлату), но и диагональные стропила – по линиям пересечения скатов. На них опирается часть прямых стропил. Здесь также оптимален жесткий узел крепления.

В шатровых крышах большая часть стропил является именно диагональными, и все прямые (нарожники) опираются на них. За счет этого особенно важна точная подгонка запилов и усиленные крепления.

В арочных крышах вместо прямых балок стропил применяются изогнутые шпангоуты, собранные из отдельных ламелей. Количество вертикальных стоек при такой конструкции заметно возрастает, поскольку необходимо более равномерно распределить нагрузку по изогнутому составному элементу. Опирание таких арочных стропил только жесткое, с запилом.

Крепежные метизы

Крепежные метизы — это все, что вбивается или ввинчивается непосредственно в дерево. Чтобы соединить стропила с коньковым брусом используют:

1. Ершенные гвозди длиной 150-200 мм. Самый старый и простой тип крепления, который применяют при возведении практически каждой стропильной системы.
2. Кровельные скобы — П-образный крепеж с заостренными плечами длиной 60 мм, который изготавливают из проволоки или прута диаметром 8-12 мм. Очень надежный и простой тип крепежа.
3. Саморезы и шурупы для крепления металлических соединительных элементов. Заменять длинными саморезами ершенные гвозди нежелательно, поскольку такой узел менее надежен.
4. Болты для сквозных креплений. Болты М16 нужны для создания шарнирного соединения стропил, болты М10 или М12 — для установки соединительных элементов, в основном, деревянных.

Металлические зубчатые пластины (МЗП), которые часто используют для соединения висячих стропильных ног, для крепления стропил на конек стропильной системы не подходят. Для их монтажа нужен специальный пресс, который создаст усилие, достаточное для того, чтобы все шипы пластины плотно зашли в дерево. Создать такое усилие просто молотком невозможно, поднять пресс к коньку — тоже.

Деревянные соединительные элементы

К этой категории относятся:

1. Косынки — треугольные накладки, которые по форме повторяют узел крепления конька и стропил.
2. Ригели — деревянные доски-накладки, у которых края подрезаны на угол, равный наклону стропил.
3. Нагели — деревянный крепежный элемент, работающий на сдвиг. Деревянные нагели в строительстве сейчас практически не используют, за исключением устройства срубов по традиционной технологии.

Деревянные накладки, как и вся стропильная система, «дышат» — меняют свои размеры при изменении влажности. Поэтому для домов из бруса лучше, когда стропильная система с коньковым прогоном связана именно с помощью подвижных деревянных накладок, а не закреплена металлическими пластинами.

Металлические крепежные детали

Для строительства стропильных систем современных домов практически всегда применяют крепежи из металла. Они прочны, долговечны, выдерживают очень большую нагрузку и менее трудоемкие в использовании, по сравнению с традиционными видами крепежных элементов.

Крепление конькового прогона и стропил к нему выполняют с помощью таких металлических деталей:

1. Усиленные уголки для дерева. Металлический уголок с перфорированием, по центру усиленный продавленным ребром жесткости. Все способы крепления стропил к коньковому брусу без вырубки требуют использование таких уголков.
2. Перфорированные металлические пластины. Нужны для крепления стропил в месте стыка, заменяют собой деревянные накладки.
3. LK-крепления. Металлический ассиметричный уголок со сдвинутыми плечами, форма которого напоминает цифру 4. Используется для крепления стропил к коньковому брусу без вырубки. Устанавливаются сбоку, а не сверху прогона.

Как правило, металлический крепеж делают из оцинкованной стали. Но для большей надежности ставят пассивированные соединительные элементы, поскольку они лучше защищены от коррозии.

Правила соединения нижних пяток стропильных ног

Чаще всего стропила нижней частью упираются в стену, при этом связка элементов может проводиться таким образом:

• Непосредственно к мауэрлату.
• Через балки потолочного перекрытия.
• С помощью затяжек и подстропильных брусьев.
• Используя обвязку каркасного строения.
• Присоединение к верхнему венцу дома из бревен или бруса.

Монтаж висячей стропильной системы ведется с учетом того, что жесткое крепление верхней части элементов обеспечивает распорное давление на стены здания. Чтобы снизить степень нагрузки, используют затяжки, соединяющие стропильные ноги одной фермы. В этом случае соединение стены здания происходит с безраспорным треугольником.

Если уложить балки потолочного перекрытия перпендикулярно к стенам, то можно избежать использования затяжек. Стропильная система без мауэрлата применяется при строительстве легких мансардных крыш, но с учетом того, что на стены может оказываться точечная нагрузка. Например, стены из кирпича или других штучных материалов не могут подвергаться точечным нагрузкам, в этом случае обязательно наличие мауэрлата. Для создания кровельного свеса балки должны иметь выступы за внешние стены примерно на 0,5 метра. На аналогичное расстояние выносятся и стропилины, так как их крепление выполняется на краю балки.

Не следует допускать скольжения стропил по балкам, поэтому соединение важно сделать очень прочным. Только в этом случае можно предотвратить деформации кровли под определенными нагрузками.

Крепление нижней части стропильной ноги

Нижней частью стропильные ноги опираются на стену. Связывание стропил со стенами может выполняться различными методами:

• посредством мауэрлата;
• с использованием подстропильных брусков и затяжек;
• через балки перекрытий;
• с использованием обвязки сооружения каркасного типа;
• соединением с бревнами верхнего венца деревянных стен.

При монтаже висячих стропил важно учитывать, что стропильные ноги, жестко соединенные вверху, оказывают распорное горизонтальное давление на стены. Чтобы погасить распорные усилия, встречные стропила соединяются затяжкой, выполненной из доски или бруса. Таким образом, со стеной здания связывается безраспорный треугольник.

Альтернативой затяжке могут выступать балки перекрытий, которые уложены перпендикулярно стенам. Такая конструкция без мауэрлата применяется для возведения легких мансард, при условии, что стены способны выдержать точечные нагрузки. К примеру, крепление стропил к кирпичной стене в обязательном порядке требует монтажа мауэрлата, так как точечная нагрузка противопоказана стенам, выполненным из штучных материалов. Чтобы создать кровельный свес, балки должны выходить за плоскость стены не менее чем на 50 см с каждой стороны. Так же за стену выносится и стропильная нога, которая прикрепляется к краю балки.

Чтобы предупредить разрушение кровли под нагрузками, прикрепленная стропилина не должна иметь возможность скользить по балке, поэтому требуется обеспечить надежное соединение.

Как крепить стропила: встык или внахлест?

В отличие от висячих стропил, наслонные можно крепить и встык, и внахлест.

Крепление встык считается более надежным, поскольку стропила торцами опираются друг на друга и нагрузка на сжатие передается на всю доску. Но выполнить его сложнее: нужно точно подрезать стропильные ноги, чтобы их торцы плотно соприкасались по всей площади. Этот способ крепления стропил оптимален для домов из кирпича, газоблока, ракушняка и других подобных материалов.

У крепления внахлест тоже есть свои преимущества. Не нужно подгонять стропила друг к другу, что облегчает монтаж стропильных ног. Кроме того, крепление стропил к коньковому прогону внахлест — подвижное, а не жесткое. Поэтому этот метод хорошо подходит для домов из бруса или оцилиндрованного бревна — для них жестко закрепленная стропильная система противопоказана. Но нужно учитывать, что нагрузка на крепления стропильных ног при их соединении внахлест увеличивается. И для фронтонов такое решение не подходит: если стропила установлены со сдвигом, то необходимо набивать еще брус, чтобы получить ровную плоскость для обшивки фронтона или для установки ветровой доски.

Если упростить, то крепление стропил внахлест — хороший выбор, если дом деревянный или монтировать стропильную систему вы будете сами. Во всех остальных случаях лучше крепить стропила встык.

Крепление стропила к мауэрлату: поэтапное описание

Для примера опишем процесс жесткого крепления соединений стропила к мауэрлату на простой двускатной крыше.

Подготовка мауэрлата и стропил к работе

На этом этапе необходимо выпилить стропильные ноги заданной длины и произвести разметку их шага на основе. Оптимальная длина шага стропильных ног – 60-200 см. Также следует точно определить угол наклона стропил.

Мастер-класс по монтажу мауэрлата:

Создание запила

Выполняем запил на каждой стропильной ноге для плотного соединения с основой. Для усиления прочности можно предусмотреть дополнительный заруб на раме либо стропилине и установить упорный брус под каждую стропильную ногу.

Установка стропил на мауэрлат

Накладывать стропилины нужно аккуратно, чтобы не повредить остальные элементы здания (окна, стены и пр.). Заводим доски срезом на балки и опираем их на коньковый брус. Сначала устанавливаем крайние стропильные ноги, между которыми нужно протянуть нитку для выравнивания всех остальных стропилин.

Крепление с одной степенью свободы

А вот в этой конструкции уже допускается определенное движение стропила под давлением всей крыши:

Но сразу отметим, что если мы говорим о возможности горизонтально сдвигаться, речь вовсе не идет о том, что стропило будет в буквальном смысле «ездить» по балке. Это всего лишь небольшая возможность сдвинуться на миллиметры из-за динамичных нагрузкой и температурно-влажностных изменений. Причем двигаться ползун будет только при предельно допустимых нагрузках, и обычным глазом таких изменений вы не сможете увидеть.

Возможность некоторого движения остается и при креплении узла гвоздями – если их не много. А вот забитые в шахматном порядке с определенной силой уже не дадут двигаться стропилу.

В завершение для страховки жесткого крепления стропил к мауэрлату дополнительно используйте проволоку или анкеры. Только об этом нужно подумать заранее:

Или еще вот отличный наглядный пример:

Крепление с большой степенью свободы

Это — наиболее редко встречающееся на практике крепление стропил к мауэрлату:

Используют его обычно только при серьезных динамических нагрузках на крышу.

Крепление каждого стропила к мауэрлату

Теперь, когда все фермы установлены на свои места, нужно прочно закрепить опорные узлы. Используем для этого несколько из предложенных выше креплений:

• Гвозди + стальные уголки по левой и правой стороне стыков между доской и основанием.
• Сквозные болты или шпильки + опорный брус под укос стропилины.
• Анкера или болты + уголки или стальные пластины и пр.

Усилить крепление помогут две накладные доски с обеих сторон стропильной ноги, установленные на заранее размеченных местах мауэрлата. Также можно использовать проволочное крепление, как усилитель прочности соединений. Для этого нужно подготовить стальную проволочную скрутку из 2-3 проволок. Ее длины должно хватить на обвитие стропильной ноги в месте стыка с мауэрлатом и закрепления концов скрутки на металлическом костыле. В качестве костыля можно взять длинный стальной болт, который монтируется в стену на 30-40 см ниже мауэрлата, строго под опорным узлом.

Также рассмотрим один из дедовских способов — крепление скобами:

И в завершение предлагаем посмотреть видеоролик:

Сращивание с кобылками

Для устройства свесов крыши вам нужно еще сделать кобылки из досок, 50х100 мм сечением и такой длиной, чтобы она была равна свесу плюс еще 0,5 м – для стыка со стропилом.

Далее все просто: прибиваете кобылки к стропильным ногам и продлеваете их за пределы крыши. Вам интересно, почему этот стропильный элемент называется так? Просто раньше их вырезали по форме лошади – для красоты. Да и сегодня нередко тоже.

Зачем нужна вырубка, и когда ее можно не делать

Вырубка — это запилы на стропилах, глубиной в четверть или треть доски и шириной в половину ширины коньковой балки. Они повторяют форму бруса конька и нужны для предотвращения продольного скольжения стропильных ног по коньковому прогону.

По традиционной технологии крепление стропил к коньку всегда выполняется с вырубкой. Кроме надежной фиксации стропильных ног на коньковом брусе, благодаря запилу стропила опираются на конек не по линии ребра, а прилегают к нему по всей ширине. Следовательно, и нагрузка распределяется не по тонкой линии, а по куда большей площади.

Теперь о том, как запилить конек на крыше. Важно понимать, что вырубку делают только на стропилах. Коньковый прогон ни в коем случае нельзя ослаблять запилами. Вырубку на стропильных ногах обычно делают на земле по заготовленному шаблону.

Шаблон вырубки изготавливают из короткого отреза той же доски, что используется для стропил. Отрезок прикладывают к торцу конькового прогона, и выставляют так же, как будут установлены стропила: под тем же углом, на той же глубине запила. Карандашом на доске размечают контуры конькового бруса и делают по этой линии вырез. Затем доску с вырубкой снова прикладывают к коньку, чтобы убедиться, что запил плотно прилегает к прогону, а наклон такой же, как должен быть у стропил. Если все правильно, то шаблон готов.

Несмотря на сложности, связанные с выполнением запила, к этому способу крепления стропил к коньковому прогону прибегают все еще довольно часто. Хотя, в основном, это связано с кровельными традициями — сейчас есть альтернативные методы фиксации стропильных ног. Причем эти методы часто даже более надежные: вырубка уменьшает ширину доски, что закономерно снижает ее прочность, а любой способ крепления, когда запил не нужен, лишен этого недостатка. Например, установка коньковой доски и крепление стропильных ног с помощью металлических уголков и пластин позволяет надежно зафиксировать соединение без ослабления стропил вырубкой.

Но учитывайте, что при строительстве домов из оцилиндрованного бревна, сделать стропильную систему без запилов, скорее всего, не получится. На круглом коньке хорошо закрепить стропильные доски с помощью только металлического крепежа сложно.

Если вы решили отказаться от вырубки, при креплении стропил к коньку следуйте правилам:

1. Стропильные ноги должны быть и соединены друг с другом, и закреплены к брусу конька. Исключение одно: шарнирное крепление стропил.
2. Дерево для стропильной системы должно быть хорошо высушено, иначе при жестких креплениях стропила может повести.
3. Стропила должны опираться на коньковый брус, а не висеть на саморезах или гвоздях и креплениях.

Последнее правило должно соблюдаться при любом способе крепления. Даже если стропила соединены металлическими планками на шарнире, они все равно должны лежать на коньковом брусе, передавая на него нагрузку.

Монтаж обрешетки

Правильно смонтированная обрешетка является залогом надежной кровли. В зависимости от выбранного кровельного покрытия обрешетку можно сделать сплошной или разреженной.

В большинстве случаев для изготовления обрешетки используют бруски или доски. Фиксация брусков выполняется одним крепежным элементом в узле соединения, доска прибивается двумя гвоздями, которые располагают по краям. Не рекомендуется прибивать доску одним гвоздем, так как в этом случае может привести к выкручиванию материала под действием больших нагрузок.
Допускается использование короткого пиломатериала для обрешетки. Сращивание элементов нужно делать непосредственно на стропилах, фиксируя при этом концы обоих соединяемых деталей. Стыки элементов обрешетки на соседних рядах рекомендуется располагать на разных стропилах.

Для качественной установки стропильного каркаса, нужно выбрать наиболее правильное крепление стропил.

Черепица

Черепица является классическим кровельным материалом.

Преимущества и недостатки

Натуральная черепица обладает массой преимуществ:

• разнообразие форм, эстетичность и престижность;
• эксплуатационный срок достигает 100 лет;
• высокие показатели устойчивости к различным климатическим условиям;
• ремонтопригодность;
• хорошие шумопоглощающие качества – защита от внешних шумов.

3 минуса черепичной кровли:

1. Высокая стоимость стройматериала и работ по его укладке.
2. Большой вес изделий вызывает трудности при транспортировке, разгрузке, монтаже и проектировании крыши.
3. Материал хрупок и не выдерживает механических ударов.

Средства крепежа

Фиксация черепицы осуществляется при помощи кляймеров и саморезов из оцинкованного материала. Крепежные элементы фиксируют в местах повышенной нагрузки.

Профнастил

Крыши из профлиста, которые были построены с соблюдением технологий, будут служить десятилетиями. Материал имеет доступную стоимость и не теряет свои эксплуатационные качества в течение многих лет.

Фальцевая кровля

Фальцевые кровельные конструкции состоят из металлических элементов. Отдельные части выполнены из оцинкованной рулонной или листовой стали. Также подобные крыши выполняют из цветных металлов – меди и алюминия.

Рубероид

Рубероид используется в качестве традиционного гидроизоляционного материала для кровельных покрытий.

Шифер

Шифер чаще всего применяют при строительстве хозпостроек. Листы имеют невысокую стоимость.

Рекомендации по креплению

При установке балок необходимо соблюдать следующие правила:

1. При использовании шпилек и болтов подкладывают под них шайбы. Это позволит повысить прочность соединения стропильных ног.
2. Стропила к мауэрлату часто крепят при помощи специальных уголков. Их закрепляют гвоздями или саморезами нужной длины.
3. Запил стропил к мауэрлату делают на 1/4 его толщины. Нарушать целостность пиломатериала не рекомендуется, ведь он должен выдерживать значительные нагрузки. Жёсткое крепление чаще применяется для висячей системы.
4. Фиксация стропил и мауэрлата гвоздями или саморезами не позволяет добиться желаемого результата. Для устройства надёжного соединения применяется металлический уголок с несколькими отверстиями на полочках.
5. При установке стропил на кирпичные или газобетонные стены брусья закрепляют на мауэрлате с использованием скользящего крепежа. Метод особенно актуален для конструкций с тяжёлым кровельным материалом.

Важно! Только правильный расчёт сечения балок, подбор шага между стропильными ногами и грамотная фиксация крепёжных узлов позволят увеличить срок эксплуатации кровли.

Жёсткое крепление

Крепёж считается одним из самых надёжных, он выполняется за счёт врубки на балках или закрепления подпорных брусков. Если строители применяют метод врубки, не стоит переживать о возможном изменении скатного угла, но плоскость стропил должна находиться на одном уровне. Перед проведением работ необходимо снять контрольные замеры. Запилы делают на каждой балке отдельно или по заранее изготовленному шаблону, всё зависит от положения мауэрлата.

Шаблон делают из куска фанеры, отрезка доски или плотного картона. На заготовке проводят линию параллельно нижней кромке на 1 см от высоты бруса. На балках проводят такую же параллельную черту и перпендикуляр в месте прилегания изделия к мауэрлату. Глубина будущей зарубки не должна превышать третьей части ширины стропила. Прикладывают шаблон к торцевой части мауэрлата, определяют угол положения стропила и проводят необходимые линии на заготовке, вырезают ненужную часть.

Проверяют готовый шаблон на разных участках мауэрлата, прорезь должна совпадать с лежачим брусом. Если это так, то определяют точки соприкосновения стропильных ног с мауэрлатом, совмещают параллельные линии и наносят разметку на пиломатериал. Делают зарез при помощи ножовки или бензопилы. Работу необходимо проводить с особенной аккуратностью, чтобы не сделать лишний запил.

После пропила прямой линии делают угловой срез. Операцию рекомендовано проводить при помощи острого топора. Сруб несколько раз проверяют на совмещение мауэрлата с вырезом на шаблоне. Ферму устанавливают в нужном месте и закрепляют скобами. Положение каждой стропильной ноги дополнительно фиксируют раскосами. Элементы убирают после монтажа обрешётки.

Нашивка бруска

В небольших по размеру каркасных зданиях запил стропил может не потребоваться. Углубление в балке заменяет упорный брусок, который закрепляется на изделии при помощи гвоздей. Надёжность этого способа зависит от качества проведённых работ. Операции выполняют в следующем порядке:

1. Устанавливают стропила и фиксируют их положение при помощи раскосов.
2. Отрезают кусок доски (от 50 см), определяют угол наклона ската и закрепляют доску к балке. Для этого используется металлический уголок и шурупы нужной длины, шпилька или болт с гайками и шайбами. При отсутствии прочного и надёжного пиломатериала закрепляют две тонкие доски на обеих сторонах балки. Дополнительные крепления в таком случае не потребуются.

Совет! При установке каждой последующей фермы надо ориентироваться по направлению шнура, контролировать положение конька и нижней части балок.

Наслонный метод

Способ закрепления балок применяется во время ремонта, если не хватает длины пиломатериалов. Работу проводят в следующем порядке:

1. Определяют угол ската.
2. Вычисляют длину стропила от конька к мауэрлату.
3. Делают зуб с запилом или прибивают к балке упорные доски.
4. Проводят дополнительную фиксацию ферм к мауэрлату скобами или уголком с саморезами.

На завершающей стадии работ делают кобылки для карнизов, проводят монтаж обрешётки. По завершении этого процесса дополнительные раскосы, которые удерживают фермы, можно снять.

Видео: монтаж стропильной системы своими руками

Установка стропил на мауэрлат: полезные советы

Правильная фиксация стропильных ног на мауэрлате – залог долговечности и надежности кровельной конструкции. Схема крепления стропил к мауэрлату может быть различной, но существуют общие правила монтажа :

• важно обеспечить плотное прилегание плоскостей деревянных элементов, что требует аккуратного и точного выполнения запилов и врубок;
• используя болтовые соединения необходимо устанавливать шайбы или металлические пластины, чтобы избежать утапливания гайки в древесину – это может привести к разрушению узла крепления.

Запрещается применение подкладок, так как со временем они деформируются, что ведет к неправильному распределению нагрузок на кровлю и влечет за собой ухудшение эксплуатационных характеристик, разрушение.

Практические советы

При скреплении стропильных ног с мауэрлатом должна быть обеспечена максимальная плотность прилегания. В случае образования щелей не допускается делать «подкладки», так как они со временем могут деформироваться, что нарушит устойчивость конструкции.

При использовании болтов обязательно устанавливаются шайбы с обеих сторон (под головку и гайку).
Крепление должно быть комплексным. Нельзя использовать только одни лишь гвозди (или саморезы), так как надежность такого соединения будет под вопросом.

Нужно учесть и предполагаемый вид кровельного материала. Для черепицы или «мягких» кровель целесообразно делать скользящее крепление.

Учитывая большой выбор различных крепежных деталей, нужно ориентироваться на удобство их применения в каждом конкретном месте.

Как правильно соорудить каркасную конструкцию для крыши

Любой тип строительства в первую очередь нуждается в надежных и качественных несущих конструкциях, к которым можно отнести фундамент, каркас дома и несущий каркас крыши. Именно эти строительные элементы и их устройство отвечают за итоговое качество и надежность всей постройки дома. Среди описанных элементов особое внимание стоит уделить несущему каркасу кровли, при помощи которого можно выполнить предельно качественную крышу дома.

Каркас дома и крыши — важный элемент при строительстве любого здания. Однако наибольшие нагрузки (снег, дождь, ветер) испытывает крыша, поэтому она должна быть качественной и надежной.

Оптимальные строительные материалы для каркаса

В том случае когда мастер решает сделать кровельный каркас своими собственными руками, ему требуется понять основные элементы строительного процесса, а также знать наличие всех требуемых инструментов и строительных материалов, которые могут потребоваться для этого дела. Итак, для организации качественного и предельно надежного каркаса кровельной системы своими собственными руками потребуется наличие:

Для строительства дома необходимо выбирать качественные пиломатериалы, без повреждений — трещин, сучков, синевы и пятен.

• деревянного бруса сечением 15х5 сантиметра, который будет использован для строительства стропильных ферм;
• деревянный брус 10х10 сантиметров, который потребуется для изготовления мауэрлата;
• доски для системы обрешетки, которая выбирается в зависимости от используемого кровельного материала;
• различные расходные материалы, которые нужны для крепления мауэрлата и всей стропильной системы.

Из строительных инструментов мастеру потребуется наличие молотка, пилы, электрической дрели, рулетки, топора и отвеса. Другими словами, никаких инструментов специального назначения для данного типа строительства своими собственными руками не требуется, что делает строительный процесс предельно простым и экономичным. Отдельное внимание стоит уделить приобретению предельно качественной древесины, которая является залогом качества и долговечности всего несущего каркаса кровли.

Весь пиломатериал необходимо обработать специальными пропитками, которые влияют на долговечность и качество несущего каркаса, устройство которого было описано выше. Как правило, такие вещества защищают дерево от гниения, а также от вредоносных насекомых, способных испортить древесину за предельно короткие сроки.

Другими словами, обработка используемого пиломатериала своими собственными руками является неотъемлемой частью строительного процесса. Профильные кровельные каркасы из металла требуют использования совершенно других материалов и инструментов, но применение таких конструкций в частном строительстве можно считать неактуальным.

Что такое ферма

Ферма – это конструкция из прямолинейных элементов, соединенных между собой в узлах в прочную систему неизменяемой геометрической формы. Чаще всего встречаются плоские конструкции, но в больших нагруженных конструкциях применяют объемные (пространственные) фермы. Практически в частных домах фермы выполняют из дерева и металла. Из дерева изготавливают небольшие конструкции стропил, навесов, беседок. Зато прочный и высокотехнологичный металл – практически идеальный материал для несущих металлоконструкций.

Для изготовления сложных конструкций применяют прокат сплошного сечения и трубы. Профильные трубы (квадрат, прямоугольник) имеют большую устойчивость к смятию и изгибу, небольшие конструкции для дома монтируют без применения сварки с помощью краб-систем, поэтому для усадебных построек чаще всего используют именно профильную трубу.

Нормативные документы

Итак, фермы должны соответствовать таким государственным стандартам:

• ГОСТ 23118-99 (об общих ТУ для конструкций из стали).
• ГОСТ 23119-78 (о требованиях к производству ферм, когда нужна сварка уголков).
• ГОСТ 23119-78 (о ТУ на производство металлических ферм, сварка профильных труб).

А, чтобы правильно спроектировать металлическую ферму, вам понадобится информация из таких источников:
СНиП, П-23-81 (о стальных конструкциях), и СНиП 2.01.07-85 (о нагрузках и воздействиях).

Ферму для навеса или гаража вы можете сделать «на глаз», не особо заморачиваясь. В любом случае, вы по наитию задействуете больше материала, чем нужно, и тем самым добьетесь нужной прочности. А вот для дома такие фермы нужно рассчитывать максимально точно, чтобы тем смогли выдержать все силы стихий и сами по себе не создавали ненужной нагрузки на фундамент.

Для этого учитывают такие факторы:

• Постоянные нагрузки, как вес кровельного покрытия.
• Периодические нагрузки, как переменчивая погода, ураганы и даже смерч.
• Дополнительные нагрузки, как снеговые и ветровые, а также вес человека, который может находиться на кровле во время ремонтных работ.

Чем больше высота фермы, тем выше ее несущая способность. Также на несущую способность влияют ребра жесткости – чем их больше, тем крепче сама ферма. Но тем она тяжелее и дороже обходится.

К слову, самые легкие металлические фермы получаются, когда их высота равна 1/7 или 1/9 длины пролета. Дополнительно их облегчают специальной решеткой, в которой усилие по сжатию принимается короткими стойками.

Классификация стропильных металлоконструкций

По очертанию пояса. Выбор определяется назначением здания, формой кровли, величиной нагрузки и ее распределением, размерами пролета. По очертанию пояса фермы делятся на следующие группы:

• треугольные. Они требуют большего расхода металла из-за слишком длинных стержней в центре пояса. Их устанавливают на кровлях со значительным уклоном, а также в тех металлоконструкциях, где основная нагрузка сосредоточена в центре пролета. Так как треугольная ферма допускает только шарнирное сопряжение с опорой, поперечная жесткость всего здания несколько снижена;
• с параллельными поясами. Такой тип широко используют в промышленном строительстве, особенно при возведении зданий с плоской кровлей. Конструкция имеет металлические элементы одинаковой длины, повторяемую схему узлов. Это позволяет унифицировать производство ферм с параллельными поясами, упростить их изготовление;
• полигональные. В них очертания пояса почти полностью соответствуют распределению нагрузки. Такая стальная стропильная ферма устанавливается при сборке мостовых и тяжелых конструкций, а также в зданиях с большими пролетами;
• сегментные. К преимуществам такого криволинейного пояса относятся значительная экономия металла и точное соответствие распределению нагрузки. Однако изготовление металлической фермы сегментного типа является трудоемким, а готовая стальная конструкция – дорогой. Поэтому она изготавливается преимущественно под заказ;
• трапецеидальные. В них очертания представляют компромисс между конструкцией с параллельными поясами и треугольной. В отличие от последней, в трапецеидальной отсутствуют слишком длинные стержни в центре, а сопряжение с опорой может быть жестким. Конструкция рассчитана на бóльшие нагрузки в середине пролета, чем металлическая ферма с параллельными поясами.

Высота стропильных ферм с трапециевидным и параллельным поясом составляет 1/6–1/12 пролета. Соответствующий размер треугольных конструкций определяется уклоном кровли проектируемого здания. Высота стальной стропильной фермы такой формы составляет 0,25–0,5 пролета.

По сечению стержня. Выбор зависит от назначения конструкции, расчетной нагрузки и ее распределения. В качестве стержня чаще всего используется следующая продукция:

• парные уголки. Они применяются для производства ферм любого типа, просты в изготовлении, хорошо сочетаются со всеми видами конструкций. Стропильные конструкции с использованием стальных уголков востребованы при строительстве зданий во всех климатических регионах. Для сборки потребуется большое количество накладок, косынок, других дополнительных деталей, что можно считать условным недостатком;
• полые стержни. Изготавливаются из прямоугольных гнутозамкнутых профилей или металлических труб. Сечение может иметь круглую, прямоугольную или квадратную форму. Полый профиль позволяет снизить вес, упрощает соединение стальных элементов стропильной решетки (стоек, раскосов) с поясом;
• металлопрокат. Применяется для сборки ферм, предназначенных для тяжелых конструкций, воспринимающих значительные нагрузки. В качестве стержней используются швеллеры, двутавры, коробчатые, н-образные и трубчатые профили с толстыми стенками.

По типу решетки. Она определяет внешний вид фермы, ее вес, распределение нагрузки, трудоемкость изготовления и конечную стоимость. Решетке стропильной конструкции может придаваться следующая конфигурация:

• треугольная. Является наиболее рациональной для фермы с трапециевидным или параллельным поясом. Это связано с тем, что число узлов и длина зигзага такой конструкции будут меньшими, чем у раскосной. В треугольной решетке могут быть установлены дополнительные стойки, повышающие прочность стропильной конструкции;
• раскосная. Металлическая решетка такого типа целесообразна для ферм небольшой высоты, передающих значительные усилия по стойкам. Конструкция изготавливается с нисходящими или восходящими опорными раскосами. Она является более трудо- и металлоемкой, чем фермы с треугольной решеткой;
• шпренгельная. Конструкция применяется в тех случаях, когда основная нагрузка прилагается к верхней части фермы вне узлов или требуется меньшая длина расчетного пояса. Шпренгельная решетка используется в зданиях с крутой кровлей и значительных пролетах (20–24 м). Для изготовления такой стропильной конструкции часто требуется больший расход металла;
• крестовая. Устанавливается в конструкциях, воспринимающих двустороннюю нагрузку. К ним относятся вертикальные башни и мачты, горизонтальные покрытия производственных корпусов, мостов и других. Решетка такого типа оптимальна для всех конструкций, требующих большой высоты;
• ромбическая и полураскосная. Такие конструкции устанавливаются в фермах, рассчитанных на значительные поперечные нагрузки. Благодаря двум системам раскосов они обладают большей жесткостью. Основная сфера применения – возведение мостов, башен, мачт, где требуется уменьшить расчетную длину стержней.

Стальные кровельные конструкции

Кровельные конструкции из стали изготавливают на основе стропильных ферм, которые предназначены для создания протяженных пролетов длиной от 6 до 30 метров.

Конструкции подобных ферм производят с использованием профилей периодического сечения, к числу которых относятся гнутосварные трубы прямоугольного или квадратного сечения, а также спаренные уголки.

Конструкция стропильных ферм предусматривает наличие двух скатов, имеющих уклоны, величина которого равна и составляет величину не менее 20?. Для того чтобы подобная система надежно опиралась на стены, используют колонны специальной конструкции или распределительные подушки из железобетона с наличием закладных.

Прогоны, изготовленные из уголков и деревянного бруса, предназначенные для последующей набивки обрешетки, крепят к конструкции фермы посредством сварки. Для увеличения жесткости подобной системы, изготавливают горизонтальные связи из уголка и прокладывают их вдоль нижнего пояса ферм.

В ходе индивидуального строительства фермы из металла используют крайне редко, гораздо чаще их применяют при возведении объектов промышленного и гражданского предназначения, к которым относятся:

1. заводы;
2. фабрики;
3. ангары;
4. склады;
5. многоэтажные здания общественного предназначения и т.п.

В ходе строительства частных жилых домов обычно используют модули с легким каркасом из стали.

Производство ферм из стали является достаточно несложным технологическим процессом, реализация которого возможна в условиях любого промышленного предприятия.

Наиболее яркими преимуществами конструкций подобного типа являются:

1. Повышенная прочность;
2. Наличие возможности перекрытия протяженных пролетов;
3. Высокая степень жесткости.

К недостаткам ферм из стали можно отнести следующие характеристики:

1. Значительный собственный вес (20-30 кг/м?), который требует применения в ходе монтажа специальной техники;
2. Низкая степень огнестойкости (15-30 минут) конструкции кровли;
3. возникновение коррозии в случае отсутствия специальной обработки.

Пример монтажа стропил из металла

В качестве примера рассмотрим пример выполнения монтажных работ, связанных с обустройством стропильной конструкции для крыши с углом наклона 22-30?. Материал, предназначенный для покрытия кровли – шифер, этернит или железо:
Схема треугольной фермы

1. В данной ситуации наиболее удачным вариантом будет использование стропильной фермы треугольной формы, имеющей высоту значением 20% от величины длины пролета (на схеме фиг.1). Ее собственный незначительный вес позволит возвести стены в районе ее опор на относительно небольшое значение высоты опор в пределах помещения чердака;
2. В том случае, если длина пролета будет составлять 14-20 метров, следует использовать ферму, имеющую нисходящие раскосы. Это связано с небольшим собственным весом подобной конструкции;
3. Величину длины панели, которая будет располагаться в верхнем поясе стропильной фермы, нужно выбирать в пределах 1,5-2,5 метра;
4. В обеих частях конструкции фермы количество панелей должно быть четным. Для указанного размера пролета, их количество будет составлять 8 единиц.

В том случае, когда сооружение производственного здания предусматривает использование стропильных ферм, их монтаж выполняют на подстропильных фермах, которые связывают между собой опорные колонны и выполняют роль основания для монтажа ферм.

Полезная информация! В зданиях подобного типа величина пролета может составлять 20-35 метров, вследствие чего рекомендуется использовать фермы Полонсо (фиг. 2). Подобная конструкция имеет в своей основе два треугольника, которые между собой соединены затяжкой.

Подобное решение предоставляет возможность отказа от использования длинных раскосов в средних панелях, сечение которых требовалось бы увеличивать с целью создания сопротивления изгибу продольного направления, а это, в свою очередь, привело бы к увеличению собственного веса конструкции фермы.

Верхний пояс делят на 12 или 16 панелей, каждая из которых имеет длину 2-2,75 метра. В том случае, когда к фермам будет подшиваться потолок, к узлам верхнего яруса необходимо подвести крепление затяжки, величина длины которой будет составлять значение, равное 4-6 длинам панелей.

Независимо от того, что стропильные системы из металла характеризуются более высокой надежностью и большей жесткостью, в сравнении с деревянными аналогами, в силу ряда определенных причин их не используют в ходе строительства загородных домов.

В чем отличительные особенности металлических стропил?

Для каркаса стропильная система считается что-то вроде скелета. В ней тоже имеются главные детали, которые удерживают вес крыши, и новые, обеспечивающие надежность и присутствие внутренних пространств под каркасом. Не зная наименования всех данных деталей, очень трудно выяснить процесс возведения каркаса. А разбираться необходимо. Минимум для контролирования качество происходящей работы, когда вы наняли сотрудников, и вникать в расчет металлических стропил. А хорошие мастера и занимаются за крепление обрешетки к металлическим стропилам сами, будучи отлично с теоретической точки зрения подкованными.

При конструировании объемных конструкций, необходимы следующие элементы и узлы изделия:

• Нижний пояс. Это элемент основания, представляющий собой балку, расположенной в горизонтальной плоскости. Ее устанавливают на стены для последующего крепления к ней остальных элементов. А именно элементы жесткости, — диагональные и вертикальные элементы.
• Верхний пояс. Он также является основанием для связей, как и верхний пояс. Если конструкция имеет прямоугольную форму, тогда балка устанавливается параллельно основанию. В трапециевидных конструкциях верхний пояс делится на участки, повторяющие заданную форму. Для арочных и сегментных сооружений создают арку с заданным изгибом.
• Раскосы и стойки. Представляют собой элементы жесткости. Вертикальные ребра выступают в качестве сток. А диагональные элементы металлической конструкции — раскосы.
• Узлы. Это место, где соединяются стойки и раскосы с верхним или нижним поясом. Проект создается так, чтобы нагрузка конструкции концентрировалась в узловых точках.

Фермичные конструкции относятся к категории повышенной безопасности. Потому как от качественных характеристик зависит прочность и целостность здания. Для их изготовления используют равнополочный и неравнополочный уголок, круглые трубы, швеллер, сварнаяхолоднокатаная балка.

В ходе изготовления фермы может применяться сваривание и болтовое соединение. Рассмотри их более подробно:

• Соединение заклепками или болтами. В конструкции сначала делают отверстия с помощью плазменной резки. Используемые крепежные элементы должны обладать высоким уровнем прочности. В этом случае будут применяться метизы, гайки, шайбы, граверы. С помощью болтового соединения обеспечивается быстрая установка фермичной конструкции на стройплощадке. Также при необходимости, можно произвести демонтаж, и это также займет немного времени.
• Соединение стальных элементов на молекулярном уровне. В этом случае понадобится сварка. Сейчас существует большое количество разнообразия. Это и контактная, электрическая, дуговая. Самыми эффективным является сварка под флюсом для фермичных конструкций. Такая технология соединения позволяет несколько упростить и автоматизировать этот процесс. Сварочные машины могут формировать внешние и внутренние швы при двойном проваривании. Для проверки качества будет использоваться лазерное и ультразвуковое устройства. Используемый для изготовления ферм металлопрокат может быть выполнен из низколегированных, обычных, конструкционных, углеродистых и высокопрочных марок стали. Оцинкованные материалы могу использоваться с целью защиты от внешних факторов.

Роль стропил в постройке

Стропильный каркас является основой создания ската крыш. Для того чтобы данная система смогла выдерживать большие нагрузки, необходимо приводить нужные подсчеты.

Каркас крыши осуществляет такие функции, как:

• создания каркасов необходимого наклона для качественного стока дождевых вод;
• создания форм ската;
• подготовки основания для монтажных работ с кровлей;
• распределение нагрузок, зависящее от расстояния среди стропил и их сечений.

.

Минусы использования металлоконструкций

Несмотря на огромное количество преимуществ, каркас металлической крыши применяется редко, сравнивая с деревянной. Металлические стропила для односкатной крыши обладают следующими недостатками:

• Сложность монтажных работ, когда в основном нужно подключить особый вид техники, чтобы поднять массивные элементы.
• Нужные слесарные способности, чтобы осуществлять работы.
• На стропила металлические цена повышенная, сравнивая с древесиной.
• Неудобство транспортировок.
• Огромная теплопроводность.
• При повышенных температурах металл подвергается деформациям. Это представляет опасность обрушения при возгорании.
• Вероятно промерзание при низкой температуре.

Металлические стропила купить самых разных форм и конструкций, отличающиеся один от другого по качественным свойствам:

• Применяемой схеме;
• форме пролета и пояса;
• размерам.
  

Стропила принято делить на такие виды, как:

• арочные (различаются повышенными эстетическими качествами, с ними вы можете создавать сложные формы, что воздействует на возрастание расходностей материалов);
• винтовые;
• балочные (отличаются небольшим весом и нуждаются в минимальных расходах материалов);
• рамные.

Конструкция кровли из металлических стропил общественно здания производится из следующих деталей:

• тавры;
• трубы прямоугольные и круглые;
• уголки.

Все детали должны отлично примыкать один к другому. Решетка прикрепляется к поясу специальными элементами. Для опоры несущей постройки используются подстропильные детали. Их используют тогда, когда у балок неравномерный шаг.

• Пояса

По форме поясов фермы различают:

• Треугольные. Это оптимальный выбор для больших углов. Нуждается в большой затрета материала.
• Полигональные. Предназначены для мощных построек. Для небольшой постройки такое решение окажется очень усложненным.
• Односкатные. Отличаются высокими показателями надежности с узлами рам повышенной жесткости.
• Параллельно установленные. Данный вид незаменим для мягких кровель как универсальных вариантов, включающие одинаковые узлы.

Преимущества и недостатки легких стальных каркасов

На сегодняшний день максимально передовой технологией применения металлических элементов является технология с использованием легкого стального каркаса (кратко – ЛСТК). Его монтаж осуществляется на основе холодногнутого тонкостенного оцинкованного металлического профиля для кровель, который представляет собой очень прочный и долговечный материал: согласно утверждению производителей, такие металлические стропильные системы эксплуатируются более 100 лет.

Их основными преимуществами являются:

• Повышенная пожаробезопасность – монтаж стропильной системы осуществляется на основе негорючих материалов, благодаря чему исключается возможность возгорания здания с кровли, что нередко становится причиной пожаров. При локальном очаге металлическая система стропил предупреждает обрушение кровли.
• Отсутствует необходимость проведения ежегодной обработки несущих конструкций кровли антисептическими и антипиретическими веществами, как это делается в случае древесных систем.
• Длительность эксплуатационного срока – гарантия производителей на 100 лет службы основана на неподверженности материала разрушительному действию гнили, плесени, грибка, порче насекомыми-вредителями. Для защиты от коррозии на металл наносится цинковое покрытие, толщина которого достигает 275 г/кв. метр.
• Отсутствие каких бы то ни было отходов в процессе выполнения работ обеспечивается исключительной точностью всех параметров конструкции.
  Монтаж конструкций на основе метала можно проводить в любое время года.
• Процесс этот не представляет никакой сложности и может быть осуществлен при помощи дрели и шуруповерта при условии наличия детализированных чертежей, а также сквозной маркировки элементов.
• В процессе работы нет необходимости привлекать грузоподъемную технику.
• Немаловажным достоинством является экономичность. Благодаря применению гнутого профиля для системы стропил от шести до пятнадцати метров, толщина которого составляет от 1,2 до 2,5 м, количество расходуемого металла удается свести к минимуму.
• Благодаря малому весу конструкции нагрузки на несущие стены дома и фундамент существенно сокращаются.
• Такие конструкции обеспечивают высокие показатели степени сохранения тепла: благодаря специальному решению узлов соединения системы стропил с чердачным перекрытием удается избежать образования мостиков холода.
• Экологичность таких систем обеспечивается в результате применения абсолютно чистых с экологической точки зрения и легко поддающихся утилизации материалов, не впитывающих вредных веществ и не выделяющих их в окружающую среду. Значение имеет и отсутствие необходимости в особой обработке деталей конструкции при помощи химических реагентов: благодаря этому исключается токсическое воздействие на организм человека и внешнюю среду.

Почему стоит выбирать металл?

Исходя из того, какие виды нагрузок хотят и каковы пожарные нормы, каркас производится из разнообразных материалов. А теперь как можно надолго остановимся на отличительных особенностях применяемых материалов для стропильства каркаса. Рассмотрим главные достоинства стропил из дерева. Строительство каркаса для большинства представляется как работа с деревянной доской, которые в необходимом месте стоит подпиливать. Как древесину применяют в основном сушенную древесину. Однако осуществлять работу с деревом в действительности не легче, чем с металлом, хотя большинство так считают. Так, при производстве деревянных стропил незаменима лишь древесина высоких сортов. К тому же внимательно смотрят за тем, чтобы в подобных сортах досок и брусьев не было огромных сучков, обзолов, трещинок либо необходимого наклона волокна. В чем суть? Каждый важный недостаток может приводить к тому, что стропильная нога всего лишь треснет под нагрузкой. Если же возможности приобрести добротный сухой пиломатериал не имеется, тогда его высушивают сразу на объективы в особенном вентилируемом штабеле. По этой причине стоит для производства стропильных систем покупать готовые доски, к тому же с запасом по ширине. И это еще не все.

В основном пиломатериал смотрится очень ровным лишь на глаз, а для стропильных систем геометрия является довольно важнейшей характеристикой. И как раз обладая запасом по ширине, мастера получают возможность самому выправлять стропила строгальной техникой. Лишь таким образом скаты выходят на самом деле ровные, и на них комфортно устанавливаются совершенно различные кровельные покрытия.

А теперь рассмотрим, особенности выбора стальных балок. На сегодняшний день стропильную систему довольно часто подбирают из стальных оцинкованных балок. Вы вероятнее всего видели их наименования: двутавры, швеллера либо тавры. Подобные детали выходят очень дорогие, чем деревянные либо обыкновенные металлические, однако этого стоит. Да, в монтажных работах они очень труднее, однако предпочитают их за одно важнейшее достоинство— это повышенная надежность к изгибающей нагрузке. С помощью этого в строительстве каркаса возможно обходиться без каких-то там вертикальных подпорок и иных деталей. Однако в жилых домостроениях балки на сегодняшний день не часто применяются, хотя подобная практика имеется, и сегодня разъясним, почему. К примеру, трудность стропильных систем и присутствие внутренних деталей сразу воздействует на планировочных решениях мансарды. Потому что чем более разнообразных перемычки среди строителей, тем менее выйдет потолок чердака. К тому же все это имеет важное значение не только для монтажа еще одной жилой комнаты под каркас. Дело в том, что на сегодняшний день востребованы так именуемые бесчердачные каркасы, под которыми находятся обыкновенные помещения дома. И различные дополнительные детали там вообще не поместятся. Однако имеется собственная ложка дегтя: металлические балки в основном продолжат мостиками холода, а из-за этого для них непременно устанавливают кровельный пирог. Главным образом начинка тут ориентированно-стружечная плита. Это прекрасная альтернатива обыкновенным разным стропилам.

Технические характеристики

Ферма характеризуются следующими характеристиками:

• Длина пролета. Расстояние между парой наиболее близко расположенных друг к другу опорных точек.
• Высота. Размер объема фермы с расположенными вертикальными поясами.
• Панель верхнего пояса. Расстояние между двумя ближайшими узлами, которые расположены на верхней части продольной балки.
• Панель нижнего пояса. Расстояние от одного смежного узла нижней продольной балки до другого.

Если балки верхнего и нижнего пояса находятся не параллельно друг другу, тогда используются 2 значения высоты. Это Н1 и Н2.

Типы решеток ферм

Практическая реализация стальных фермичных конструкций предусматривает наличие жестких связей. Для обеспечения прочности и надежности конструкции. При этом важно учитывать тип используемого материала для изготовления фермы. Поэтому решетки могут изготавливаться по следующим схемам:

• Треугольная. Самая распространенная форма решеток. Такой тип считается самым экономным. Он имеет суммарную длину стержней жесткости.
• Раскосая. Характеризуется материалоемкостью и сложностью монтажа. Используется преимущественно при высоких нагрузках. Может применяться с дополнительными раскосами.
• Шпренгельные решетки. Применяется в том случае, если основная часть принимаемой нагрузки приходится на верхний пояс конструкции.
• Крестовая решетка. Идеально подходит для конструкций с нагрузками в разных направлениях.
• Перекрестный тип. Целесообразно использовать для ферм, которые выполнены из Т-образных балок.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Технология монтажа металлических ферм

Главные достоинства стальных ферм по сравнению с деревянными стропильными системами – долговечность, особая прочность, индустриальность и простота монтажа.

Металлические стропила могут быть до 50 метров длины, имеют сравнительно небольшой вес, не подвержены деформации при резких перепадах температур. Их монтаж производится в строгом соответствии с деталировочными чертежами, в которых имеются монтажные схемы с обозначением марок отдельных элементов конструкции. Поэтому на объекте все детали конструкции имеют маркировку. Кроме того, обычно все элементы оборудованы монтажными отверстиями.

При сборке эти отверстия дают возможность подготовить стыки под сварку без применения струбцин, клиньев или хомутов – соединяемые детали фиксируются конусными и проходными оправками. Если же такие отверстия отсутствуют, самым простым способом предварительно зафиксировать соединяемые элементы, будет прихватка (короткие швы, стягиваемые с помощью струбцин).

Большинство элементов металлических ферм сваривается или соединяется болтами. Болтовые соединения самые простые, чёрными болтами крепят прогоны, стропильные фермы, связи, фахверк. Надёжность такого соединения зависит от степени натяжения болтов. Эту работу обычно проводят два монтажника, затягивают гайки специальными ключами с длинными рукоятками или пневматическими.

Сварные соединения в основном применяются при необходимости получить максимально жёсткое соединение. Между собой сваривают колонны и стропильные фермы, подкрановые балки и колонны, а также стыки колонн. Перед тем как делать сварку, отдельные конструктивные элементы соединяются грубыми монтажными болтами. Затем, для получения необходимой жёсткости, их сваривают между собой. Особенно ответственные соединения делают с помощью заклёпок.

При монтаже сначала устраиваются временные соединения, только после окончательной выверки и сборки конструкций производится окончательное закрепление всех монтажных элементов.

Монтаж стропильных металлических ферм производится с помощью стреловых кранов. Чтобы фермы не раскачивались используют ручные парные оттяжки. Они же помогают направлять ферму при установке. Перед тем как снимать стропы с фермы, она должна быть закреплена по крайней мере

Если она монтируется на железнобетонные колонны или кирпичные стены, её крепят анкерными болтами. Начинают монтаж ферм в той части каркаса, где предусмотрена установка связей. Первые две фермы закрепляют, не снимая расчалок, всеми проектными связями и прогонами. Только после того, как все болтовые соединения надёжно закручены и все стыки проварены, можно расчаливать фермы.

Если монтаж производится краном с большой грузоподъёмностью, лучше монтировать фермы укрупнёнными блоками.

Стыки колонн

Обычно стыки колонн делают выше подкрановых балок, в надкрановой части конструкции. Колонны большой длины (свыше 18 м) транспортируют фрагментами. Затем их собирают и сваривают, иногда сварку делают при помощи специальных металлических накладок, которые крепят болтами и приваривают к соединяемым деталям. Торцы основных и надкрановых частей колоны аккуратно стыкуют, фиксируют и сваривают между собой. Оба фрагмента для усиления соединяются косынкой.

Соединение колонн с подкрановыми балками

При монтаже на колонну (на её опорную плиту) опирают вертикальное ребро подкрановой балки и затягивают соединение болтами. Затем делают дополнительное крепление балки тормозными конструкциями к надкрановой части колонны, закручивают болты и делают протяжённый сварочный шов.

Соединение колонн с фермами

Когда требуется жёсткое соединение оголовка колонны и стропильной фермы, в месте стыковки монтируют накладку, которая соединяется с поясом фермы и опорной плитой колонами. Используется болтовое соединение, затем вся конструкция сваривается. Нижний пояс (основание) фермы опирают фасонкой на монтажный столик и окончательно присоединяют к колонне с помощью болтов и сварки. В случае шарнирного опирания, к колонне прикрепляют верхний пояс фермы, жёстко соединяя фасонку и приваренные к колонне пластины.

Почему лучше из профиля

Сварка ферм из профильной трубы имеет ряд преимуществ перед другими материалами:

• такие конструкции огнестойкие и не требуют специальной обработки противопожарными пропитками;
• каркас способен выдерживать нагрузки собственного веса, а также от ветра или давления снега;
• труба хорошо гнется в приспособлениях, что позволяет создавать разнообразные формы и дизайнерские решения;
• для предотвращения коррозии достаточно покрасить материал;
• профиль легко купить в любом регионе страны;
• если при монтаже был сделан ошибочный рез, то балку можно восстановить путем сваривания (что не получится на деревянных балках);
• профиль относительно легок ввиду полой структуры;
• каркас не деформируется со временем и способен служить очень долго.

Конструкция и составление сметы

При составлении чертежа нужно иметь в виду оптимальный угол ската крыши, принятый нормативами. 25˚- 30˚ –лучший скос для северных регионов с большой толщиной выпавшего снега. Кровля изготавливается из профильного листового металла.

15˚- 20˚. Такой уклон у односкатного навеса надежнее устанавливать для областей с сильными постоянными ветрами. Наибольшее расстояние для пролета из труб – 20 метров. Крыша делается из профнастила, поликарбоната или металл черепицы.

До 15˚. С данным уклоном кровли устанавливаются небольшие навесы или козырьки. Покрытием может быть поликарбонат или волновой листовой материал.

Незатейливым вариантом, понятным при самостоятельном изготовлении, является односкатный навес из профильной трубы, показанным схематично ниже.

Произведем расчет квадратных труб, который нужен для изготовления опор и ферм.  Достоинство такого каркаса – простота применения и маленькая масса конструкции для навеса из профильных труб. Наверху устанавливается четыре фермы с наибольшей высотой три метра и собраны они из облегченных профильных труб размером 25 мм.

Площадь крыши навеса составляет 30,25 м2 (5,50×5,50 м). При вычислении комплектующих элементов выявилось, что масса всей конструкции из профильных труб не превысит 350 кг, что для шести опорных стоек из профиля с размером 50 мм составит около 20% наибольшей статистической нагрузки.

Учитывая, что снеговой покров дает усиление на опоры и фермы до 800 кг, запас прочности при этом составляет 1,4 единицы. Более вероятной проблемой при расчетах профиля является боковой ветер, который может опрокинуть постройку.

При условии жесткой фиксации опорных труб в бетонированном фундаменте, получается, что нагрузка от ветра со скоростью 15 м/сек на наклонную кровлю около 30 градусов составит 24 кг/м2. А это означает, что общее усиление на профильные трубы не превысит 150 кг. Такой показатель вполне приемлемый для данного строения.

Чертеж ферм и постройки в целом надо делать в заданном масштабе, чтобы было удобно высчитать необходимое количество деталей.

НА ЗАМЕТКУ! Покупать профильные элементы рекомендуется с запасом на 5-10%, так как возможен риск получения одной-двух бракованных труб на партию. А также при самостоятельном изготовлении навеса возможны ошибки и лишний расход материала.

Виды перемычек

Перемычки – это короткие отрезки труб, как правило, меньшего сечения, чем используемые для поясов, прикрепленные прямо или под углом к основным элементам конструкции. Комплекс перемычек называют внутренней решеткой.

Вертикальные перемычки называют опорами или стойками. Обычно ферма имеет одну-две основных стойки и несколько дополнительных.

Наклонные перемычки называют подкосами или откосами, их количество может быть любым. Если пояса фермы соединены опорами, то откосами укрепляют именно опоры. Кроме того, внутренняя решетка может состоять только из вертикальных или только из наклонных перемычек.

Обратите внимание! Фермы для каркасных строений изготавливают не только из труб, но и из уголков. Каждый элемент такой конструкции для обеспечения необходимой прочности собирают из пары уголков, что усложняет расчеты и монтаж и увеличивает временные затраты.

Основные этапы работ по изготовлению и монтажу ферм своими руками

До монтажа ферм выполняют работы по планировке участка, установке опор, бетонированию фундаментов опор, привариванию боковых связей или боковых ферм. Затем монтируют поперечные фермы.

Порядок выполнения работ по изготовлению и монтажу ферм:

• На ровной поверхности сваривают фермы.
• Обрабатывают фермы антикоррозионной грунтовкой, дважды окрашивают. Не окрашивают места под приварку ферм к опорам. Можно эти работы выполнить и после монтажа ферм, но на высоте красить неудобно.
• Поднимают фермы, устанавливают на опоры, выверяют углы и горизонтальность, приваривают к опорам. Эти работы выполняет бригада из нескольких человек.
• Закрашивают места сварки.
• Монтируют обрешетку, укладывают кровельное покрытие.

Как сварить фермы

Сборку ферм производят на ровной площадке. Перед сборкой нарезают заготовки, зачищают от ржавчины, сошлифовывают заусенцы на срезах. Элементы фермы скрепляют струбцинами, проверяют размеры, углы, плоскостность. Сваривают конструкцию с одной стороны, дают остыть, переворачивают на другую сторону. Снимают струбцины и проваривают вторую сторону. Затем сошлифовывают валик на шве. Особенности сварки ферм Вы можете увидеть на нашем видео:

Если у Вас небольшие навыки сварщика и монтажника, можно заказать изготовление фермы в специализированной организации или бригаде.

Как рассчитать ферму

Для изготовления фермы необходимо знать ее длину, высоту, угол наклона и особенности участка. Не всегда удается учесть все факторы, но сделать хотя бы минимальные расчеты можно самостоятельно.

Обратите внимание! Чтобы не делать сложных построений, особенно для ферм сложной конструкции, и не ошибиться в расчетах, можно воспользоваться онлайн-калькулятором. Такие калькуляторы часто бывают на сайтах кровельных, трубопрокатных и строительных организаций.

Рассчитываем уклон

Допустимый уклон одно–, двухскатной и шатровой кровли находится в диапазоне от 6 до 35 градусов, у мансардной и арочной крыши угол наклона нижней части может быть значительно больше.

Для разных типов кровель требуется разный уклон и соотношение длины и высоты фермы различается:

Тип крыши Угол наклона крыши Соотношение длина:высота фермы

Обратите внимание! У мансардной крыши в таблице указан угол наклона нижней части кровли. Уклон верхней части выбирается, как для двухскатной.

Если ферма состоит из прямолинейных элементов, на чертеже ее разбивают на прямоугольные треугольники. Длину труб для выполнения поясов вычисляют по теореме Пифагора:

a²+b²=c²,

где a и b – катеты прямоугольника, то есть стороны, прилежащие к прямому углу, а c – противолежащая прямому углу гипотенуза.

Самыми простыми являются расчеты односкатной фермы, так как у нее a – длина, b – высота, гипотенуза c – это скат фермы. Соответственно, длина ската вычисляется по формуле:

c=√a²+b².

Если требуется изготовить стропильную систему для арочной крыши, длину верхнего пояса (с) вычисляют по формуле длины окружности:

с =1,57*(b+a/2).

Затем рассчитывают расположение элементов внутренней решетки таким образом, чтобы они делили нижний и верхний пояса на равные участки. При использовании укосов угол их наклона должен находиться в промежутке от 35 до 50 градусов.

Обратите внимание! Наилучшим же считается угол в 45 градусов – самый удобный для расчетов, простой в нарезке труб и надежный в готовой конструкции.

Расчет высоты и длины фермы

При проектировании изготовлении металлических ферм важно необходимо выполнить некоторые пункты расчета металлической фермы:

• Шаг 1. Определите ширину пролета в постройке, выберите форму крыши и угол ската.
• Шаг 2. Выберите контур пояса с учетом предполагаемого уровня нагрузки на ферму.
• Шаг 3. Рассчитайте размер каркаса и то, будете ли собирать его или варить самостоятельно, или же закажете.
• Шаг 4. Чтобы рассчитать оптимальную высоту металлических ферм, примените такие формулы (L – длина фермы):

Н=1/4×L либо Н=1/5×L, если рама треугольной формы
Н=1/8×L, если параллельная, трапецеидальная или полигональная. При этом сам уклон верхнего пояса должен быть 1/8×L или 1/12×L.

Теперь определяем размеры панелей. Напомним, что панель – это расстояние между стойками, которую передают всю нагрузку. Причем угол раскоса у разных ферм – разный, и панели им отвечают. Например, в ферме с решеткой треугольной формы такой угол составляет 45 градусов, а с раскосной решеткой – 35 градусов.

И, наконец, определяем угол расстановки раскосов, который должен составлять от 35 до 50 градусов, идеально, если 45.

Проверить полученное вами значение вы сможете при помощи специальных программ, которых сегодня немало:

Участок для установки сооружения

Прежде чем возводить навес, беседку или жилое здание с каркасом из профтрубы, необходимо выбрать участок, где это будет безопасно для окружающей среды, людей и самой постройки.

Важно учесть такие факторы, как:

• Погодные условия, характерные для местности: насколько снежными бывают зимы, дождливыми – весна и осень, каковы скорость и направление ветра. Климатические явления оказывают на кровлю переменные нагрузки, которые ферма должна выдержать.
• Уровень сейсмической активности: бывают ли колебания почвы, землетрясения, оползни. Чем выше этот показатель, тем прочнее должна быть постройка, чтобы не разрушиться в случае чрезвычайной ситуации. С другой стороны, в особо сейсмически опасных регионах нередко устанавливают легкие разборные конструкции, которые при землетрясении легко разрушаются, но при этом не наносят существенного вреда окружающему пространству и людям и легко поддаются ремонту.
• Особенности почвы и вес конструкции. Эти два параметра взаимосвязаны. На плотных и каменистых грунтах устойчивой будет даже тяжелая каркасная постройка со сложной стропильной системой. На песчаных и супесчаных почвах, а также при высоком уровне грунтовых вод нужно возводить облегченные постройки или делать для них глубокий свайный фундамент.
• Расположение относительно других построек. Желательно располагать малые архитектурные формы с металлокаркасом таким образом, чтобы более высокие и тяжелые строения закрывали более низкие и легкие от порывов ветра.

Влияние угла наклона

На конструкцию фермы в первую очередь влияет угол наклона скатов (ската). Угол наклона выбирается в первую очередь в зависимости от формы кровли и размещения металлоконструкции. У примыкающих к зданиям навесов должен быть больший угол наклона кровли – для более быстрого скатывания сползающего с кровли снега и стока льющейся воды.

У одиночных конструкций угол наклона кровли может быть меньше. Угол наклона зависит также от количества выпадающих в Вашем регионе осадков – чем больше осадков, тем больше должен быть угол наклона кровли. Чем круче кровля, тем меньше осадков на ней задерживается.

Небольшой уклон ската – до 15° — используется на небольших отдельно стоящих навесах. Высота ската примерно равна 1/7-1/9 длины пролета. Применяют фермы трапециевидной формы.

Уклон от 15° до 22° — высота ската равна 1/7 длины пролета.

Уклон от 22° до 30°- 35° — высота ската равна 1/5 длины пролета, при таком уклоне применяют обычно треугольные конструкции, иногда с ломаным нижним поясом для облегчения конструкции.

Параметры базовых углов

Для правильного расчета количества и длин отдельных элементов фермы из профтрубы необходимо определить базовые углы между элементами. В общем случае нижний пояс перпендикулярен опорам, верхний пояс имеет наклон к горизонтали в зависимости от угла наклона кровли. Оптимальный угол наклона раскосов к горизонтали/вертикали — 45°, стойки должны быть строго вертикальны.

Точный угол наклона кровли либо задается проектом, либо находится по соотношениям, приведенным выше ([info-box type=»bold»]для уклона до 15° — высота ската примерно равна 1/7-1/9 длины пролета; для уклона от 15° до 22° — 1/7 длины пролета; для уклона от 22° до 30°- 35° — высота ската равна 1/5 длины пролета[/info-box]).

Определив точный угол наклона кровли, определяют длины заготовок для изготовления фермы – эта информация потребуется при выполнении работ.

Значимые факторы выбора участка

Если есть выбор, для установки металлоконструкций следует выбрать ровный участок, не подверженный оползням и заболачиванию. Но в небольших приусадебных участках выбора чаще всего нет – навес для машины размещают сразу за воротами, веранду возле дома, беседку в глубине участка. Возможно, участок придется выровнять, иногда осушить.

Если есть опасность сползания пластов земли, или Вы проживаете в сейсмоопасном районе, проектирование проекта любой конструкции выше собачьей конуры следует предоставить профессионалам для обеспечения Вашей же безопасности.

Входная дверь и козырек

Козырьки над входной дверью имеют небольшие размеры и выполняются консольными.

В ширину козырек должен быть равен ширине крыльца + по 300 мм с каждой стороны. По глубине навес должен закрывать ступени. Длина козырька равна сумме длины площадки и ступеней. Длина верхней площадки должна быть в полтора раза шире двери, то есть 0,9×1,5 = 1,35 м. Плюс по 250 мм на каждую ступеньку.

Например:

для крыльца с двумя ступенями и шириной 1200 мм размеры накрываемой площади (горизонтальной проекции козырька) равны:

длина (глубина козырька) = 1,35 + 2×0,25 = 1,85 м;

ширина = 1,2 + 0,3×2 = 1,8 м.

Лучше ориентироваться на реальные размеры крыльца. Размеры козырька определяются, исходя из размеров накрываемой площади и конструкции (формы) ферм.

Как рассчитываются веранды

Веранда – легкий навес, примыкающий к стене здания, под которым размещают зону отдыха или обеденный стол. Конструктивно навес бывает консольным или балочно-опорным.

Фермы, как правило, имеют односкатную треугольную форму. Изредка встречаются плоские кровли и конструкции трапециевидной формы, но использование таких навесов приводит к намоканию стены дома в дождь и в период таяния снега. Минимальная ширина навеса над верандой – 2 м, максимальная обычно не превышает 3 м (горизонтальная проекция). Можно сделать навес и меньшей ширины, но тогда на веранде поместятся только кресла и журнальный стол, обеденный стол со стульями не разместишь

Навес треугольной формы должен иметь скос от 15° до 35° на Ваш выбор. Длину верхнего пояса рассчитывают самым простым способом – через синусы-косинусы или по теореме Пифагора.

Допустим, горизонтальная проекция веранды равна 2 м, скос 30°. Длина стойки в самой высокой части треугольной балки равна 2 м х cos 30°= 2 х √3/2= 0,855 м. Длина верхнего пояса равняется корню из суммы квадратов длин стойки и нижнего пояса:

(это вытекает из теоремы Пифагора, где сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы).

Высота до нижнего пояса фермы должна быть не меньше 2 м, а еще лучше 2,5 м или чуть выше – под низкой крышей высоким членам семьи будет некомфортно ходить.

Как рассчитать стоянку для машин

Размеры стоянки для машин рассчитываются, исходя из следующих факторов:

• Количества автомобилей.
• Ширины автомобилей – от 1,6 у класса А (мини) до 1,82 и больше у класса F (представительских).
• Длины автомобилей – от 3,6 у мини до 4,9 и больше у представительских машин.
• Высоты навеса.
• Особенностей расположения места для стоянки – отдельно от дома или вплотную к нему.

Ширина навеса между опорами равна ширине машины + 1 метр для свободного открывания дверей. Если есть возможность, сделайте ширину немного больше – будет легче парковаться и легче выходить из машины (если предусмотреть 1 м для открывания дверей, то нормально открывать двери Вы сможете только между опорами). Если машин две, то к суммарной ширине машин добавляют расстояние между автомобилями – минимум 0,8 м и 1 м на открывание дверей.

Ширина кровли навеса должна быть шире расстояния между опорами на величину свесов. Величина свеса с одной стороны составляет 300-350 мм.

По длине также следует предусмотреть запас длины минимум 1 м и больше. Чем больше размеры навеса, тем лучше он защищает автомобиль от осадков. Высокий навес защищает от косого дождя хуже, поэтому он должен иметь большие размеры, чем низкий навес.

Для стоянки, примыкающей к дому, обычно применяют консольные или односкатные конструкции треугольной формы. Для отдельно стоящих стоянок чаще всего используют треугольные двускатные, сегментные (полукруглые) и полигональные фермы. Впрочем, для отдельно стоящих навесов применимы фермы любой конфигурации.

Сбор нагрузок

Обычно нагрузка, действующая на конструкцию, прикладывается в местах узлов, к которым крепятся элементы поперечных конструкций (например, навесной потолок или прогоны кровли). Для каждого вида нагрузки желательно определять усилия в стержнях отдельно. Виды нагрузок для стропильных ферм:

• постоянная (собственная масса конструкции и всей поддерживаемой системы);
• временная (нагрузка от подвесного оборудования, полезная нагрузка);
• кратковременная (атмосферная, включающая снег и ветер);

Для определения постоянной расчетной нагрузки следует сначала найти грузовую площать, с которой она будет собираться.

Формула для определения нагрузки на кровлю:

F = (g + g1/cos a)*b ,

где g — собственная масса фермы и ее связей, горизонтальной проекции, g1 — масса кровли, а — угол наклона верхнего пояса относительно горизонта, b — расстояние между фермами

Исходя из этой формулы, чем больше угол наклона, тем меньше нагрузка, действующая на кровлю. Однако, следует учитывать, что увеличение угла влечет за собой и значительное повышение цены за счет увеличения объёма строительных материалов.

Также при проектировании крыши учитывается регион строительства. Если предполагается значительная ветровая нагрузка, то угол наклона закладывают минимальный и крышу делают односкатной.

Снег — нагрузка временная и загружает ферму только частично. Загружение половины фермы может быть очень невыгодным для средних расковов.

Полная снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается по формуле:

S = Sр * μ;

где S – снеговая нагрузка;

Sр – расчетное значение снегового веса на 1 м2 горизонтальной поверхности;

μ – расчетный коэффициент, для учета наклона кровли (согласно СНиПу, равняется единице, если угол наклона меньше 25 градусов и 0.7, если угол от 25 до 60 градусов)

Давление ветра считается значимым только для вертикальных поверхностей и поверхностей, если их угол наклона к горизонту больше 30 градусов (актуально для мачт, башен и крутых стропильных ферм). Ветровая нагрузка как и остальные сводится к узловой.

Определение усилий

При проектирование трубчатых стропильных ферм следует учитывать их повышенную жесткость на изгиб и значительное влияние жесткости соединений в узлах. Поэтому для трубчатых профилей расчет ферм по шарнирной схеме допускается при отношении высоты сечения к длине не более 1/10 для конструкции, которые будут эксплуатироваться при расчетной температуре ниже -40 градусов.

В других случаях необходим расчет на изгибающие моменты в стержнях, возникающие из-за жесткости узлов. При этом можно осевые усилия вычислять по шарнирной схеме, а дополнительные моменты находить приближенно.

Виды ферм для разных задач

Вы удивитесь, насколько много видов металлических ферм:

Давайте рассмотрим внимательные самые популярных формы металлических ферм, которые чаще всего производят на российских заводах:

• Параллельные – самые простые и экономичные, для изготовления которых используются одинаковые детали.
• Классические арочные, в которых нижний и верхний пояс имеют вид дуги, а пояса соединены между собой ребрами жесткости. Разные виды такой арки отличаются между собой радиусом. А сам радиус определяют такими внешними ограничителями, как размеры стропильной системы, запланированный вами дизайн крыши и сложность ее конструкции.
• Треугольные односкатные, которые чаще всего используются для устройства крыши с крутыми скатами.
• Треугольные двускатные, более подходящие для крыш с крутыми скатами, но оставляющие после производства немалую долю отходов.
• Полигональные, которые хорошо подходят для кровли из тяжелого настила, но отличаются сложностью в монтаже.
• Трапецеидальные, подобные полигональным, но с более упрощенной конструкцией.
• Сегментные, подходящие для зданий со светопропускающей кровлей, но самые сложные в производстве. Чтобы их изготовить, делают дугообразные элементы с точной геометрией, которая позволяет равномерно распределять нагрузку.

А вот популярные и малоизвестные виды ферм для навеса из металла:

Виды: по поясам и решеткам

По очертанию пояса

• с параллельными поясами – имеют достаточно конструктивных преимуществ. Наибольшая повторяемость деталей, связанная с равными длинами стержней для поясов и решетки, одной и той же схемой узлов, минимальным количеством стыков поясов, позволяет унифицировать конструкции, что дает возможность индустриализации их производства. Они оптимальны для мягких кровель.

• трапецеидальные (односкатные) – в сопряжении с колоннами дает возможность устраивать жесткие узлы рам, повышающих жесткость здания. В середине пролета на решетке этих ферм нет длинных стержней. Для них не требуются большие уклоны.
• полигональные – подходят для тяжелых строений, используемых для больших пролетов, при этом они дают существенную экономию стали. Полигональное очертание для легких вариантов нерационально, поскольку получение незначительно экономии несоизмеримо с усложнением конструкции.

• треугольные – обычно их используют для крутых крыш или, исходя из условий эксплуатации здания или вида кровельного материала. Хотя они просты в исполнении, однако имеют определенные конструктивные недостатки, скажем, сложность острого опорного узла, повышенный расход материалов при изготовлении слишком длинных стержней в центральной части решетки. Использование треугольных систем в ряде случаев обязательно, например, в строениях, где необходимо обеспечить с одной стороны значительный и равномерный приток естественного света.

Системы решетки

• треугольная – самая эффективная в случае параллельных поясов и трапецеидального очертания, возможно их использование в системе с треугольным очертанием;
• раскосная – раскосы, самые длинные элементы, должны быть растянутыми, стойки же, наоборот, сжатыми. Такая решетка по сравнению с треугольной более трудоемка и имеет больший расход материала;
• специальные – шпренгельные, крестовые и другие.

Сделать самому или заказать

Фермы для навеса над машиной или кровли беседки имеют небольшие размеры и простую конструкцию – чаше всего треугольную с несколькими подкосами и стойками. Выполнить такую конструкцию можно и самостоятельно, если у Вас имеются хотя бы начальные навыки сварщика и Вы не боитесь осваивать новые работы.

Но изготовление ферм требует аккуратности, наличия помощника, очень ровного участка в усадьбе – для раскладки и сварки конструкций, наличия сварочного аппарата и времени. Можно заказать готовые конструкции на заводе или строительной фирме, а смонтировать самому.

Проектируем ферму и ее элементы

Итак, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры в единое целое. Среди ее преимуществ: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование в строительстве металлических ферм из прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных решений. И неспроста:

1. Главный секрет в экономии, благодаря удобному соединению всех элементов решетки.
2. Еще одно ценное преимущество профильных труб для ферм – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
3. При своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки.

Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности. Даже такую:

Чертежи и схемы

При изготовлении металлоконструкций выполнение чертежа с точными размерами обязательно! Это позволит закупить нужное количество материала, сэкономит время при сборке и подготовке заготовок, позволит без проблем проконтролировать размеры металлоконструкции в процессе монтажа и уже готового сооружения. В данном случае от точности сборки зависит безопасность Вас и Ваших домочадцев – рухнувшее от снега или от ветра сооружение может принести много бед.

Сборка каркаса с применением готовых ферм

Порядок сборки каркаса из металла выглядит так:

1. На размеченном участке у устанавливаются и бетонируются опоры, расположение должно быть вертикальным, что легко сделать, прибегнув к уровню или отвесу.
2. К установленным стойкам приваривают продольно квадратные трубы.
3. Ферма монтируется на земле, к поясам вверху и внизу привариваются раскосы и перемычки. Фермы поднимают на опоры и приваривают.
4. На расстоянии полуметра к каждой ферме приваривают перемычки, это основа для крепления листов поликарбоната.
5. Все металлические части зачищают, обезжиривают, грунтуют и наносят краску. Тщательная подготовка каркаса поможет защитить его от коррозии.

Архитектура металлической фермы: элементы, узлы и напряжение

Итак, металлическая ферма – это сварная или сборная система труб и жестких крепежных узлов. Состоит такая конструкция из определенных элементов:

• Пояса, верхний и нижний, которые служат каркасом.
• Решетки, которая связывает оба уровня.
• Стоек, которые смонтированы перпендикулярно к поясу.
• Раскосов, которые присоединены под углом к нижнему и верхнему уровню.
• Шпренгеля – вспомогательного раскоса.
• Узел – это точка, в которой сходится сразу несколько стержней. Здесь трубы соединяют при помощи фасонки – специального металлического листа.
• Панель – это расстояние между соседними узлами, а пролет – расстояние между опорами стропильных систем.

Верхний пояс металлической фермы изготавливают из профильной трубы или двутавровых балок, с применением фланцевого соединения. Нижний – из этих же материалов.

Только, если ферма станет подвергаться нагрузке на уровне панелей, тогда дополнительно необходимо установить парные швеллеры. А внутренние стойки и раскосы изготавливают из круглой трубы, уголка или профильной трубы.

Решетки внутри фермы располагают по самым разным схемам, и все они продиктованы исключительно практическими соображениями. Чем больше поперечных элементов, тем прочнее сама конструкция, и тем дороже она обходится (материала-то уходит больше!). Например, вот в каких вариантах изготавливают треугольную ферму:

Внутренний рисунок металлической фермы подбирают в зависимости от конструктивных требований и планируемого уровня нагрузок. И выбранный тип обрешетки влияет на вес конструкции, ее внешний вид, трудоемкость и бюджет на изготовление самой металлической фермы.

Давайте рассмотрим стандартные виды внутренних решеток металлических ферм:

• Меньше всего узлов в треугольной решетке, которая чаще всего встречается в параллельной и трапециевидной ферме. Причем такая решетка считается наиболее экономной, т.к. у нее минимальная суммарная длина стержней.
• Шпренгельная решетка нужна там, где основная нагрузка приходится на верхний пояс. А потому ее используют, когда нужно сохранить расстояние между прогонами.
• Раскосную ферму делают, когда стойкам приходится противостоять большим усилиям.
• Крестовая разновидность нужна для каркасов, в которых расчетная нагрузка идет сразу в обоих направлениях.
• Перекрестная решетка нужна для ферм, которые делают из тавров.
• Полураскосная и ромбическая решетка нужна для ферм с такой большой высотой, как при создании мостов и мачт. Такие рамы получаются с высокой жесткостью благодаря двум системам раскосов.

В жизни выглядят все эти фермы так:

Вот, например, как выглядит не так часто встречающаяся шпренгельная ферма:

Кровельные металлические фермы, в свою очередь, бывают двускатные, односкатные и прямые. За счет ребер жесткости металлические фермы не деформируются даже на больших пролетах, хотя с виду довольно хрупкие.

Также металлические фермы делят на виды по количеству поясов. Это плоские фермы, где узлы и стержни находятся в одной плоскости, и пространственные, более сложные, в которых пояса находятся в параллельных плоскостях.

Советы по выбору качественного профиля

Прежде чем возводить любую конструкцию, следует определиться с выбором материала. При покупке металлического профиля или труб следует внимательно осмотреть заготовки – нет ли трещин, раковин, наплывов, нестыковок по шву, большого количества помятых и погнутых заготовок. При покупке оцинкованных материалов – желательно убедиться в качестве покрытия – нет ли отслоений и наплывов.

При покупке необходимо потребовать копию сертификата и чек. Обязательно нужно убедиться в соответствии толщине стенки трубы заявленной в документах. Трубы в гараже на коленке не сделаешь, и подделок не бывает, но на плохое качество материала можно натолкнуться, поэтому покупать лучше в достаточно крупных магазинах.

Процесс монтажа в пошаговых иллюстрациях

У монтажа ферм на разные основания – свои особенности. Так, на кирпичные стены и железобетонные колонны их устанавливают на анкерные болты.

Устанавливать металлические фермы следует на колонны, которые предварительно прочно закреплены и зацементированы на основании. А поднимать их удобнее поднимать при помощи стрелочного крана, хотя при относительно небольшом весе с ними вполне справляются трое-четверо человек:

Схема такова: сначала двое-трое человек поднимают один конец фермы, надежно его фиксируют на стене, затем – второй:

Конечно, фермы побольше, для другого рода строительства поднять способна только специальна техника:

При этом фермы сначала крепят временными соединениями, а потом – постоянными:

А вот в случае с промышленной постройкой, фермы следует монтировать на подстропильные металлические конструкции, которые служат связующими элементами для опорных колонн.

Сама длина пролетов в этом случае составляет от 20 до 35 метров. Это – все те же фермы Полонсо, которые состоят из двух ферм треугольной формы, соединенных между собой затяжкой.

По окончанию монтажа металлическую ферму по желанию окрашивают в любой выбранный цвет. Особенно эффектно это смотрится под таким покрытием, как поликарбонат или прозрачным шифером. К слову, обычно сами металлические фермы требуют антикоррозийной обработки, чтобы быть защищенными от конденсата в чердачной зоне.

Теплоизоляция металлических стропильных ферм

Важно отметить, что конденсат опасен не только для стропильного каркаса. но и для теплоизоляционного материала. Большая часть утеплителей утрачивают полезные качества при намокании. По этой причине его следует укладывать над стропильными ногами из металла или под ними.

При укладке теплоизоляционного материала под стропилами все остальные элементы кровельного пирога должны располагаться выше слоя утеплителя. Это делают для того, чтобы не допустить появление мостиков холода.

При возведении металлического каркаса крыши необходимо обратиться к кровельщикам, имеющим подобный опыт.

• Металлические стропила применяются в основном при строительстве промышленных и общественных зданий.
• Конструкции из металла очень прочные. Они способны выдерживать огромные нагрузки.
• Достаточно часто применяются стропильные конструкции комбинированного типа. В их состав входят металлические и деревянные элементы.
• Основными элементами стропильных ферм из металла являются решетка, нижний и верхний пояс.
• Прочность и надежность возводимой конструкции напрямую зависит от точности расчетов. На выбор вида металлических систем влияет величина уклона кровли .

Некоторые правила устройства

Вид и конструкция металлических стропил во многом зависит от уклона кровли . Рассмотрим связь между уклоном кровли и устройством стропильных систем:

• 6–15° – ферма трапециевидной формы, высота 1/7– 1/9 ее длины. Для обустройства чердака либо ее стены должны иметь соответствующую высоту, либо проектируемая крыша должна иметь переломы у опор. Размер панелей нижнего и верхнего пояса должен быть одинаковым. Для облегчения используют решетку.
• 15–22°– высота конструкции из металла равна 1/7 длины, нижний пояс должен быть ломаным – это позволяет снизить вес по сравнению с обычной треугольной порядка 30%. При этом один пролет по длине не должен превышать 20 м.
• 22–30° – система треугольной формы, высота 1/3 длины. Поскольку вес ее получается относительно небольшим, опорой могут служить наружные стены, возведенные на небольшую высоту.

• При длине пролета в 14-20 м, в каждой ее половине должно быть четное количество панелей длиной 1,5-2,5 м. Оптимальным для такой длины считается восемь панелей.
• Если длина пролета больше (20–35 м) используют фермы Полонсо, две треугольные, соединенные затяжками. В этом случае длинные раскосы центральных панелей можно убрать и уменьшить тем самым вес. Верхний пояс разделяют в этом случае на 12-16 панелей по 2,0–2,75 м в длину.

Сфера применения

Фермы из прочного металла используют в строительной сфере для реализации различных задач. Их применение зависит от формы. Например, треугольные двускатные конструкции подходят для крыш, имеющих крутые скаты, но это изделие оставляет после производства большое количество отходов.

Если нужно положить кровлю из тяжёлого настила, применяются полигональные фермы. Важно учитывать их недостаток – сложность установки.

Классические арочные конструкции применяются чаще всего, потому как подходят для разного дизайна крыши. Можно выбрать их радиус, учитывая величину стропильной системы, а также сложность монтажа.

Ферма под крышу из металла применятся для возведения зданий, имеющих разное назначение. Например, для будущих частных домов, общественных помещений, торговых центров. При необходимости можно подобрать конструкции для зданий со светопропускающей кровлей, но они будут наиболее сложными в производстве. Для их создания приходится использовать дугообразные элементы с точной геометрией, благодаря которой нагрузка распределяется равномерно.

Прежде чем заказывать конструкцию, потребуется запомнить, какие она имеет особенности, как изготавливается. Также нужно рассмотреть характеристики материала, чтобы понимать, что он собой представляет.

Установка конструкции подкрановых балок

Подкрановые балки монтируются на консоль или подкрановую ветвь металлической балки, соединяются сваркой или болтами. До начала транспортировки к месту монтажа, на неё устанавливают специальные приспособления для предварительного закрепления. На концах балки укрепляются оттяжки, которые позволяют регулировать её положение и наводить подкрановую балку в строго определённые места на консолях колонн. Подкрановые балки в проектное положение устанавливают, ориентируясь на осевые риски, которые нанесены на ней и на консолях колонн.

Окончательно устанавливают и закрепляют их после проверки их положения геодезическими приборами. Подкрановые балки привариваются к закладным деталям, которые смонтированы на колоннах.

Техника безопасности

Монтаж металлических ферм могут производить только квалифицированные монтажники и стропальщики, имеющие допуск к высотным работам. Каждый из них в обязательном порядке должен пройти инструктаж по технике безопасности перед началом работ. При монтаже следует надевать каски, рукавицы, соблюдать правила работы с подъёмными механизмами, а при работе на высоте – использовать монтажный пояс.

Металлические стропильные фермы позволяют возводить кровли большой площади качественно и в короткие сроки. На сегодняшний день им нет альтернативы в промышленном строительстве.

Технология производства металлической фермы

Конструкции ферм подбираются в зависимости от их назначения, угол наклона верхнего пояса, а также от ширины перекрываемого пролёта. Например, для мостовых пролётов и зданий, имеющих промышленное назначение, используются конструкции с обычной длиной 12, 18 и 24 м/п. Возможно изготовление и других изделий.

Может возникнуть интерес, как сделать ферму из металла. Это возможно только в заводских условиях, потому как в ином случае не удастся изготовить все элементы. В некоторых случаях возможно производство конструкция прямо на строительной площадке, но для этого потребуется специальное оборудование.

К конструкциям при производстве предъявляются общее требования. Для сборки стандартных изделий применяется усиленный прокатный уголок. При этом нужно учитывать, что для производства элементов используется спаренный уголок, который соединяется металлическими пластинами с применением сварки.

Для тяжёлых конструкций, таких как путепроводы, обычно используются швеллера и двутавровые балки. Они собираются из профильных трубы и деталей, имеющие круглые сечения.

Обычно люди не выбирают те конструкции, которые дополнительно нужно сваривать. Также они отдают предпочтение фермам, имеющим лёгкий монтаж.

Если нужно провести расчёт металла на ферму, калькулятор сильно упростит задачу. При необходимости можно и без него выполнить подсчёты. Чтобы не ошибиться, потребуется знать требования СНиП, а также другие факторы. Полезно иметь программы, которые применяют для работы проектировщики.

При расчёте проекта устройства все значения обязаны быть указаны в проектном чертеже. Если его нет, тогда не удастся правильно собрать конструкцию.

Прежде чем делать проект, потребуется подготовить схему фермы, где будет указана зависимость уклона верхнего пояса и общая длина изделия. Помимо этого, придётся взять во внимание и некоторые другие моменты. Расчёт фермы из металла проводится с учётом определённых факторов.

Требования к качеству предшествующих работ

До начала установки стропильных ферм должны быть:

— окончательно закреплены все колонны и связи

— должны быть доставлены на рабочее место: монтажное оборудование, приспособления и инструменты.

— назначение ответственного лица за качественное и безопасное производство работ;

— получена производственно-техническая документация;

— получены разрешения на производство работ у организации, эксплуатирующей данное сооружение;

— проведен инструктажа по технике безопасности и производственной санитарии;

— сооружен подъездов к месту производства работ и планирование монтажной площадки;

— установлены передвижные вагончики для хранения инструментов и бытовых нужд;

— подготовлены рабочие места и укомплектованы их защитными средствами, медицинскими аптечками и противопожарным инвентарем;

— согласованы графики поставки оборудования, изделий и материалов;

— подготовка мест для складирования материалов, инвентаря и др. необходимого оборудования;

— подобраны и завезены на объект монтажа инструменты, приспособления, инвентарь и проверено их техническое состояние;

— геодезическая разбивка оси перехода с оформлением акта со схемами расположения реперов и других геодезических знаков;

— ограждены зоны строительства предупредительными знаками, освещенными в ночное время;

— обеспечены связью для оперативно-диспетчерского управления производством работ;

— выполнено обеспечение строительной площадки противопожарным инвентарем и средствами сигнализации;

— составлен акт готовности объекта к производству работ.

— металлические фермы перед подъемом следует очистить от грязи, наледи, ржавчины, а при необходимости загрунтовать и покрасить.

— проверить соответствие геометрических размеров чертежу, отсутствие заусенцев.

— подготовка стыкуемых поверхностей заключается в их очистке от грязи, ржавчины, снега, льда, масла и пыли.

— спилить напильником или срубить зубилом заусенцы на кромках деталей, а также тщательно выправить неровности, вмятины, погнутости деталей соединения, которые могли возникнуть во время транспортировки конструкций, а также при их погрузке и выгрузке.

— представители строительной организации (прораб) и организации заказчика (технадзор) до начала производства работ по монтажу должны совместно осмотреть и подписать акт на скрытые работы (принять конструкции, изготовленные в заводских условиях).

Общие указания по производству работ

Работы по устройству металлического каркаса здания в разработанной ТК предусмотрено вести при помощи автокрана КС-45722 с трехсекционной стрелой длиной 8,75 — 20,75 м и максимальной грузоподъемностью Q = 16 т.

В качестве средств подмащивания использовать туры строительные типа ТТ1600.

Подрядчикам до начала производства работ по монтажу каркаса необходимо:

— осуществить доставку металлоконструкций с завода изготовителя на объект строительства,

— осуществить раскладку (складирование) элементов метало каркаса непосредственно в местах их монтажа.

Разгрузка ферм на объекте, раскладка и установка элементов производится обычно автомобильным краном в зоне действия монтажного крана. Монтаж этих конструкций может выполняться с предварительной раскладкой элементов (или непосредственно с транспортных средств). Раскладку ферм и балок производят таким образом, чтобы кран с монтажной стоянки мог устанавливать их в проектное положение без изменения вылета стрелы. Для обеспечения устойчивости монтируемых элементов на земле их складируют в специальных кассетах. При поставке на объект конструкций в значительных количествах допускается временное складирование в групповых кассетах без раскладки в зоне монтажа. Если предполагается монтировать подкрановые балки самостоятельным потоком, то предпочтительно подстропильные фермы монтировать с ними в одном потоке.

Общие положения

При производстве монтажных работ необходимо соблюдать требования следующих нормативных документов:

При работе на объекте строительства нескольких организаций необходимо предусмотреть мероприятия по безопасности труда в соответствии с «Положением о взаимоотношениях организаций — генеральных подрядчиков и субподрядных организаций».

Все вновь поступающие в организации (предприятия) рабочие могут быть допущены к работе только после прохождения вводного инструктажа и первичного инструктажа на рабочем месте по охране труда независимо от характера и степени опасности производства. Все виды инструктажа и обучения по безопасности труда следует проводить и регистрировать в соответствии с ГОСТ 12.0.004-79«Организация обучения работающих безопасности труда».

Рабочие, руководители, специалисты и служащие должны быть обеспечены спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты, соответствующими ГОСТ 12.4.011 .

Рабочие места и подходы к ним должны быть освещены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.046 раздел 2.3. «Требования к организации рабочего мета» настоящей ТТК).

При обнаружении нарушений норм и правил охраны труда работники должны принять меры к их устранению собственными силами, а в случае невозможности этого — прекратить работы и информировать должностное лицо.

В случае возникновения угрозы безопасности и здоровью работников ответственные лица обязаны прекратить работы и принять меры по устранению опасности, а при необходимости — обеспечить эвакуацию людей в безопасное место.

Техника безопасности при работе с электрическими машинами

Номинальное напряжение электрических машин I класса не должно превышать 220 В — для машин постоянного тока и 380 В — для машин переменного тока.

Применять машины следует только в соответствии с назначением, указанным в паспорте. Применение в строительстве ручных электрических машин Г класса запрещено.

До начала работ следует:

— определить места складирования и хранения материалов, оборудования, инструмента на строительной площадке;

— обеспечить всех работающих индивидуальными средствами защиты.

Во время работы с электромашинами необходимо:

— следить за состоянием изоляции кабеля, отсутствием резких перегибов шлангов, образованием петель, попаданием кабеля и шланга под колеса;

— подключение (отключение) вспомогательного оборудования (понижающих трансформаторов, преобразователей частоты тока, защитно-отключающих устройств), а также неисправностей в них должны производиться только дежурным электромонтером.

Техника безопасности при выполнении монтажных работ

Общие требования безопасности

1.1. К самостоятельным верхолазным работам допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие профессиональную подготовку, прошедшие вводный инструктаж и на рабочем месте по охране труда, медицинский осмотр и признанные годными по состоянию здоровья к данным видам работ, имеющие стаж верхолазных работ не менее 1 года и тарифный разряд не ниже 3-го.

1.2. Не допускается выполнять монтажные работы на высоте на открытых местах при скорости ветра 15 м/с и более, при гололедице, грозе или тумане, исключающем видимость в пределах фронта работ.

1.3. С организацией рабочего места, разработанных в технологических картах, ознакомить всех работающих, согласно профилю выполняемых работ, под роспись.

1.4. При производстве строительно-монтажных работ соблюдать требования ГОСТ 12.3.002-75 и предусматривать технологическую последовательность производственных операций так, чтобы предыдущая операция не являлась источником производственной опасности при выполнении последующих.

1.5 Грузозахватные приспособления, стропы и прочий инвентарь должны быть снабжены бирками с указанием грузоподъемности. Их испытывают на двойную нагрузку не менее двух раз в год, по результатам освидетельствования выдают специальные паспорта.

1.6 На строительной площадке должны быть вывешены предупредительные плакаты и установлено сигнальное и рабочее освещение. Все рабочие места должны быть освещены в вечерние и ночные часы.

1.7 Для движения людей на строительной площадке ширина проходов должна быть не менее 1 м, если по этим проходам не переносят грузы, и не менее 2 м, если переносят грузы. В проходах, расположенных на откосах или косогорах с уклоном более 20°, устанавливают лестницы или стремянки шириной не менее 0,3 м с односторонними прочными перилами высотой 1 м.

1.8 Все проходы и проезды необходимо постоянно очищать от мусора и строительных материалов, а зимой от снега и льда и посыпать песком, шлаком или золой.

1.9 Площадки для складирования материалов должны быть тщательно спланированы и выровнены, а в зимнее время очищены от снега и льда. Для удаления поверхностных вод необходимо устраивать водоотводы.

1.10 Укладывать и разбирать штабеля следует механизированным способом.

Требования безопасности перед началом работы.

2.1. Осмотреть и надеть спецодежду, спец. обувь, каску, средства индивидуальной защиты, предохранительный пояс.

2.2. Проверить состояние рабочего места, наличие средств подмащивания, исправность грузозахватных приспособлений, их соответствие проекту производства работ, наличие и исправность инструмента.

2.3. Убедиться в наличии знаков безопасности (сигнального ограждения), указывающих опасные зоны у здания и опасные зоны вблизи мест перемещения грузов кранами в соответствии с ППР.

2.4 Провести инструктаж с записью в журнале проведения инструктажей, выполнить требования ГОСТ 24258-88 Средства подмащивания. Общие технические условия. ГОСТ 12.4.059-89 ССБТ. Строительство. Ограждения защитные инвентарные. Общие технические условия.

Требования безопасности при выполнении работы

3.1. Осмотреть готовность места под установку колонны.

3.2. Конструкцию перед подъемом следует очистить от грязи, наледи, ржавчины, а при необходимости — огрунтовать и покрасить. Подъем колонн, засыпанных снегом, землей, защемленных другими конструкциями, с находящимися на них людьми, недопустим. Нельзя проносить конструкции над людьми, кабиной водителя при разгрузке с машин.

3.3. На участке (захватке), где ведутся монтажные работы, не допускается выполнение других работ и нахождение посторонних лиц.

3.4. Строповку металлоконструкции следует производить в соответствии с проектом производства работ грузозахватными средствами.

3.5. Колонна во время перемещения должна удерживаться от раскачивания и вращения гибкими оттяжками.

3.6. На монтажной площадке должен быть установлен порядок обмена условными сигналами между лицом, руководящим подъемом, и машинистом крана. В присутствии стропальщика проверяется исправность приборов безопасности крана. Все сигналы подаются только одним лицом — бригадиром монтажной бригады, звеньевым или стропальщиком. Сигнал «Стоп» подается любым работником, заметившим опасность. Машинист крана должен быть осведомлен, чьим командам он подчиняется.

При монтаже вне поля зрения машиниста крана между ним и монтажниками должна быть установлена надежная радиосвязь. При отсутствии такой связи из числа стропальщиков назначается сигнальщик, знающий знаковую сигнализацию и умеющий правильно подавать сигналы.

Обеспечение экологической безопасности

Все мероприятия по охране окружающей среды проводятся в соответствии с Федеральным законом от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».

Для предупреждения от запыления окружающих строительную площадку территорий следует систематически вывозить строительный мусор и отходы. Складировать строительный мусор следует только в специально предназначенных для этого мусорных контейнерах.

Отходы после укладки коврового покрытия утилизируются обычным способом как все подобные материалы в специально отведенных местах. Запрещается сжигание всех сгорающих отходов, чтобы не загрязнять воздушное пространство.

Обеспечение пожарной безопасности

При производстве монтажных работ следует соблюдать требования СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений» и ППБ 01-03 «Правила пожарной безопасности в Российской Федерации».

Места производства работ должны быть обеспечены средствами пожаротушения — огнетушителями, бочками с водой, ящиками с песком, ломами, топорами, лопатами, баграми, ведрами.

Каждый рабочий должен знать свои обязанности при возникновении пожара и его тушении, уметь пользоваться средствами пожаротушения, быстро оповещать пожарную команду, пользуясь средствами связи.

Противопожарное оборудование должно содержаться в исправном, работоспособном состоянии. Проходы к противопожарному оборудованию должны быть всегда свободны и обозначены соответствующими знаками.

Все электротехнические установки по окончании работ необходимо выключать, а кабели и провода обесточивать.

Сушка одежды и обуви должна производиться в специально приспособленных для этих целей помещениях, зданиях или сооружениях с центральным водяным отоплением либо с применением водяных калориферов. Устройство сушилок в тамбурах и других помещениях, располагающихся у выходов из зданий, не допускается.

Не разрешается накапливать на строительных площадках горючие вещества (жирные масляные тряпки, отходы пластмасс и др.), их следует хранить в закрытых металлических контейнерах в безопасном месте.

К моменту начала работ по укладке коврового покрытия должно быть обеспечено противопожарное водоснабжение от пожарных гидрантов на водопроводной сети или из резервуаров (водоемов). Колодец с пожарным гидрантом должен быть в исправном состоянии и освещен в ночное время. Подъезд к нему должен быть свободен всегда.

Для курения должны быть отведены специальные места, оборудованные урнами, бочками с водой, ящиками с песком.

Для предупреждения пожаров необходимо строго соблюдать требования противопожарной безопасности и регулярно проводить инструктаж работающих.

Обеспечение электробезопасности

При выполнении работ на производственной территории должны соблюдаться требования ГОСТ 12.1.013 и ГОСТ 12.1.030 .

Устройство и техническое обслуживание временных и постоянных электрических сетей на производственной территории следует осуществлять силами электротехнического персонала, имеющего соответствующую квалификационную группу по электробезопасности.

Светильники общего освещения напряжением 127 и 220 В должны устанавливаться на высоте не менее 2,5 м от пола. При высоте подвески менее 2,5 м необходимо применять светильники специальной конструкции или использовать напряжение не выше 42 В. Питание светильников напряжением до 42 В должно осуществляться от понижающих трансформаторов, машинных преобразователей, аккумуляторных батарей. Применять для указанных целей автотрансформаторы, дроссели и реостаты запрещается. Корпуса понижающих трансформаторов и их вторичные обмотки должны быть заземлены.

Применять стационарные светильники в качестве ручных запрещается. Следует пользоваться ручными светильниками только промышленного изготовления.

Штепсельные розетки и вилки, применяемые в сетях напряжением до 42 В, должны иметь конструкцию, отличную от конструкции розеток и вилок напряжением более 42 В.

Основные моменты:

• Для проведения правильного расчёта обязательно учитывается максимальная нагрузка, которой предположительно будет подвергаться это изделие. Важно помнить, что углы раскосов могут быть разными, при этом ширина панелей будет всегда одинаковой.
• Контур опорной поверхности для установки перекрытия или крыши играет важную роль. Именно этот момент позволит определить угол наклона для несущего устройства.
• Расстояние, которое находится между узлами для крепежа, считается после определение всех остальных параметров. Чаще всего оно определяется с учётом ширины панели.

Ферма на беседку из металла должна иметь определённую схему конструкции. Чтобы её определить, лучше использовать особые программы, которые находятся в Интернете в свободном доступе.

Отдельный интерес представляет монтаж готовой конструкции. Все элементы производятся в заводских условиях и так же подгоняются по параметрам. Полный монтаж проводится уже на строительной площадке, потому как предварительно нельзя полностью собрать ферму. Потребуется ориентироваться на чертежи, которые идут вместе с самим изделием. Должна быть указана маркировка для каждого элемента, а также обязана присутствовать инструкция, которая объясняет сборку.

Многие детали нужно сваривать с помощью электросварки, а также соединить с использованием болтовых соединений. Надёжность готовой конструкции напрямую зависит от того, с каким усилием затягивались болты. Данную работу по стандарту выполняют два монтажника, которые затягивают гайки с использованием ключей или гайковёртов.

Если соединение должно быть максимально прочным, тогда применяется электросварка. Монтаж уже собранных ферм проводится с помощью крана. Возможно, должно быть две единицы спецтехники, если объект имеет большой вес.

Специалисты знают, как устанавливать фермы на крышу из металла. Если не учесть все ключевые моменты, могут возникнуть некоторые трудности, а в крайнем случае конструкция получается не прочной и не выполняет свои задачи. По этой причине важно правильно выполнить монтаж с учётом основных требований.

Из какого металла делают ферму?

Нередко у людей возникает вопрос, из какого металла делают фермы. Как известно, данный материал может обладать разными характеристиками, и от этого зависит качество и долговечность изделия.

Сейчас именно стальные фермы получили широкое распространение, потому как они отличатся высокой прочностью. Данный материал выдерживает значительную нагрузку и не подвергается деформации. Помимо этого, он не горит, выдерживает высокие температуры, что важно в случае пожара.

Сталь устойчива к появлению коррозии, а это значит, что он не покроется ржавчиной. Данный материал выбирают для всех изделий, которые должны прослужить длительный срок и не испортится.

Фермы для гаража из металла способны выдержать значительную нагрузку. Их выбирают люди, для которых важно, чтобы здание простояло не один год и выдержало воздействие внешних негативных факторов. Сталь сейчас часто применяется в строительстве, потому как она имеет высокие характеристики, но при этом цена не завышена.

Как оформить на заказ изготовление фермы?

Фермы на заказ металл можно заказать у компании Lstkclub. Это завод быстровозводимых зданий и современных домов, который при работе руководствуется новыми технологиями. Компания имеет современное оборудование, которое позволяет создавать качественные стальные конструкции. Фирма не завышает стоимость изготовления изделий, а также не срывает назначенные сроки.

Конструкция изготавливается на основе готовых чертежей, а также при наличии разрешительной документации. Клиент может самостоятельно подготовить проект, если он умеет работать в специальных программах и знает стандарты СНиП и ГОСТ. Можно доверить задачу профессионалам, если нет навыков проектирования. В таком случае специалисты сделают чертежи и позаботятся о получении разрешительной документации.

Когда нужна ферма из металла, цена волнует клиентов. Никто не хочет переплачивать за изготовление конструкции. Стальные изделия из высокопрочного профиля стоят недорого, а точную стоимость можно узнать по запросу. Окончательная сумма зависит от требований и пожеланий заказчика, от технического задания. Нельзя однозначно сказать, в какую сумму обойдётся заказ, но он будет в 5-7 раз дешевле капитального строительства. Сроки возведения простой конструкции из стали составляют от 1 до 2 месяцев.

Чтобы оформить заказ, можно написать на почту компании или позвонить по номеру телефона. Удастся проконсультироваться с менеджером, задать интересующие вопросы и обсудить детали. Компания работает по всей Российской федерации и странам СНГ. Возможна доставка готовых изделий к нужному адресу.

Ферма 12 метров металл и другие виды изделий можно заказать с учётом индивидуальных характеристик. Завод сразу займётся производством конструкции и ответственно подойдёт к выполнению задачи. Результат получится именно таким, как ожидает клиент. Изделие будет полностью соответствовать предоставленному чертежу.

Расчет фермы для навеса

Выполняя расчет фермы для навеса, важно руководствоваться не только общим удобством расположения, но и эстетикой, а также углом наклона крыши, конфигурацией кровельной системы и другими параметрами. Можно подготовить чертеж фермы для навеса, сопоставить запланированные размеры с территорией и удобством подъезда, правильно разместить ворота, продумать систему отвода воды и снежные скаты.

Делать ферму будем из профильной трубы. Это наиболее доступный материал, удобный в сварке. Параметры профильной трубы мы узнаем чуть позже, поскольку их необходимо тщательно рассчитать. Для начала, определите длину общей металлической конструкции.

Именно от этого будет зависеть и высота подъёма земли до конька, а также тип кровельной системы. Проще всего обустраивать односкатную крышу, но при таком обустройстве важно помнить, что максимальным шагом между двумя соседними фермами должно быть расстояние не более 1, 75 м.

Определив для себя угол наклона по индивидуальным параметрам, вычисляют угол наклона обрешётки. В среднем, специалисты делают его 30 градусов в плоскости, либо запиливают под 45. Так нагрузка будет распределена равномерно.

Какого-то особого расчета для навесов, длина которых не превышает значение в 30 м, не требуется. Но, экономить тоже не стоит, поскольку выбирая металлопрокат с тонкими стенками, вы не сможете гарантировать жесткость сварных частей. Будет вибрация, а в зимнее время года, от снега, металлокаркас может просесть.

Предлагаем подробнее рассмотреть предварительный расчёт, условившись, что мы будем строить односкатный навес, размерами 6 на 4 м. Для прочности, следует использовать металлический профиль 30 на 30 мм сечением, с толщиной стенки не менее полутора мм. Определившись с наклоном крыши, понимаем, что нижний пояс фермы будет составлять 4 м.

Верхний составит порядка 4,5 м. Прежде всего, необходимо обустроить вертикальные направляющие из того же материала. Наибольшую сторону делаем порядка 0,6 м, наименьшую по факту, исходя из расчетного угла наклона. Далее, делим верхний ряд профиля на равные части.

К нижней части привариваем промежуточные поперечины. Эти поперечины ещё называют раскосыми перемычками. Они должны быть изготовлены из той же стали, что и основной каркас. Если, есть возможность сэкономить, то можете заменить поперечины на трубу, сечением 20 на 20 мм.

Ранее мы говорили, что при односкатной конструкции кровельной системы, следует выбрать шаг ферм не менее чем 1,75 мм. Для пущей надежности выбираем шаг, равный 1 м. Итого, на 6 м подойдёт порядка 5 подобных ферм. Их следует монтировать на предварительно установленные опоры, затем следует сварить все в единое целое, после чего закрепить поликарбонат, используя специальные перемычки из профиля 20 на 20 мм.

Плюсы и минусы металлических ферм

Преимуществами изготовления подобных металлоконструкций можно считать:

• Возможность предварительной частичной сборки и компоновки сборных металлических ферм. Это значительно упрощает процесс монтажа, так как собрать конструкцию можно даже вручную. Кроме того, подобный вариант позволяет уменьшить затраты на транспортировку, так как можно регулировать размер каркаса.
• Малый вес металлических профилей значительно облегчает работу со всей металлоконструкцией.
• При помощи ферм можно очень быстро возводить высотные конструкции с прочным основанием.
• По сравнению с монолитными строениями из бетона и кирпича они стоят гораздо меньше.
• При изготовлении металлических ферм используются очень крепкие профили, стойкие к деформации и воздействию ветра.
• Стропильные системы из металлопрофиля имеют длительный срок службы.
• По завершении установки допускается покраска металлической фермы в любой цвет, следовательно, ее можно хорошо вписать в интерьер сооружения.

Не стоит забывать о том, что любые конструкции имеют свои недостатки. В данном случае можно говорить о том, что при изготовлении изделий большое внимание необходимо уделять тщательной антикоррозийной обработке. В случае нарушения покрытия сталь может потерять свои эксплуатационные характеристики и выйти из строя всего за пару лет. Например, такое негативное воздействие способен оказать конденсат, скапливающийся в верхних слоях помещения, где расположена чердачная зона.

Изготовлением металлических ферм и их установкой должны заниматься только профессионалы. Монтаж громоздких металлоконструкций тесно связан со специальной подъемной техникой и работами на высоте, для чего необходимо получить специальный допуск. Такие проблемы снимаются заказом выполнения работ у определенной компании. То есть если вы заказываете изготовление металлической конструкции на производстве, то уточните, есть ли у них услуги монтажа.

Помните о том, что для качественного изготовления любого объекта необходимо проводить проектно-расчетные работы. Кроме этого, возможно, появятся затраты на доставку. В связи с этим очень тщательно нужно выбирать компанию, предоставляющую подобные услуги, ориентируясь в первую очередь на качество работ, а уже потом на их стоимость. Не забывайте, что надежность несущих элементов будет сказываться на сроке эксплуатации всего сооружения.

В целом, подобная металлоконструкция сопоставима со стальными балками. Отличие заключается в том, что металлическая ферма является более эффективной конструкцией. Она работает на растяжение и сжатие, не подвержена гниению, заражению грибком и насекомыми, не ломается под воздействием тонны снега. Все это выгодно отличает ее от деревянных стропил или балок.

Что учесть для стропильных систем с разным уклоном

Вне зависимости от того, какая возводится крыша (односкатная, двускатная или гнутая), фермы различают по углу их уклона. В общем понимании такие конструкции делятся на три категории: с уклоном 22-30ᵒ, 15-22ᵒ и 6-15ᵒ.

Требования к фермам с уклоном ската 22-30ᵒ

Треугольные фермы

В тех случаях, когда проектом здания предусмотрен наклон ската 22-30ᵒ, обычно в качестве кровельного материала используется шифер, этернит (композитный шифер) или железо (фальцевое покрытие из жести). Высоту треугольной фермы по коньковой балке следует приравнивать к 1/5 длины пролета (при длине ноги 10 м высота конька составит 10/5=2 м или 200 см минимум).

Такая конструкция получится наиболее легкой и с нее быстрее стекут атмосферные осадки.

Для больших пролетов от 14 до 20 м предпочтительно выбирать конструкцию с нисходящими раскосами – она лучше всего переносит нагрузки от снега и ветра, следовательно, имеет меньший вес. Панель в верхнем поясе здесь составляет порядка 1,75-2,5 м длины и в каждой паре их количество должно быть четным. Это означает, что число пролетов при заданных размерах равно 8 (14/1,75=8; 20/2,5=8).

У зданий промышленного типа (производственных цехов, павильонов и так далее) длина пролета достигает 25-30 м, и в таком случае желательно применять фермы Полонсо. Это тоже парные конструкции, которые соединяются затяжкой. Здесь есть возможность избежать установки длинных раскосов в центральных панелях, это значительно сокращает общую массу конструкции, и как следствие – количество требуемого материала.

• Верхний пояс в таком случае разбивают на 12 или 16 отсеков по 2-1,85 м (25/12=2,08 м; 30/16=1,85 м).
• Нижний пояс приподнимают для увеличения угла. Нагрузка в поясах уменьшается, а опорные узлы получаются наиболее простыми. Подвесные потолки для таких конструкций не используют.

Конструкция фермы с уклоном ската 6-22ᵒ

Конструкции с прямым и ломаным нижним поясом

• Если стропильная металлическая ферма имеет уклон по скату 15-22ᵒ, то ее высота по коньковой балке должна равняться 1/7 длины пролета. Для увеличения высоты на 0,16-0,23 частей от длины пролета нижний пояс делают ломаного типа. Такой метод снижает массу фермы с обычной треугольной конструкцией до 30%, но длина пролета здесь допускается не более 20 м. В тех случаях, когда пролет увеличивается более 20 м, применяют конструкцию Полонсо.
• Если крыша почти плоская и имеет уклон не более 6-15ᵒ, лучше всего использовать фермы в виде трапеции. Самый оптимальный вариант, это когда конек оказывается на высоте 1/7 или 1/9 суммы от общей длины пролета. Например, при длине ноги 10 м высота конька делается 10/7=1,42 м или 10/9=1,11 м.
• Если подвеска потолка не предусмотрена к стропильной системе, раскосы устанавливают в виде треугольной решетки. Количество секций или панелей рассчитывается по такому же принципу, как и для обычных треугольных конструкций.

Важно, чтобы чердачные стены и опоры ферм имели достаточную высоту. В противном случае крыша проектируется с переломом у опор – это позволяет создать нужное пространство.

Для подвесных панелей их размеры должны соответствовать длине нижних и верхних элементов. То есть, их длина кратна 2 по длине стропил, но не более 1,5-2 м. Следует отметить – для потолков сложной формы более всего подходят фермы Полонсо.

Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

• Вариант первый: можно обратиться к заводу, и они сделают на заказ по вашему рисунку все нужные отдельные элементы, которые вам останется только сварить уже на месте.
• Второй вариант: приобретите готовый профиль. Тогда вам останется только обшить фермы изнутри досками или фанерами, а в промежутке уложить по необходимости утеплитель. Но и обойдется этот способ, конечно же, дороже.

Итак, теперь подходим непосредственно к сборке самих ферм. Справиться с этим вам поможет такая пошаговая инструкция:

• Шаг 1. Сначала подготовьте фермы. Лучше их заранее сваривать прямо на земле.
• Шаг 2. Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Крайне важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их отвесом.
• Шаг 3. Теперь возьмите продольные трубы и приварите их к опорным стойкам.
• Шаг 4. Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. После этого все места соединения важно очистить.
• Шаг 5. Готовый каркас покрасьте специальной краской, предварительно очистив и обезжирив его. Особое внимание при этом уделите местам соединения профильных труб.

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.

Также в некоторых конструкциях приходится сочетать разные виды ферм, чтобы присоединить крышу к стене здания:

Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!

Расчет значений для стоек навеса

Делая подбор параметров стоек, предварительно выполняют расчет оказываемых нагрузок и рисуют подробный чертеж. На жесткость изделия влияют ширина и толщина его стенок, которые в свою очередь зависят от длины продукции.

Например, при выборе, какую профильную трубу использовать для навеса, задействовать можно как толстостенное изделие с небольшой величиной сечения, так и с тонкими стенками, но с большой шириной полки.

Следует учитывать, что вертикально направленная нагрузка, оказываемая на стойку перекрытиями навеса, незначительна и поэтому тонкая профтруба выдержит ее без малейшей деформации. Схема навеса из профильной трубы должна содержать точные размеры каждого элемента.

Для постройки со средними параметрами оптимальным вариантом будут изделия, имеющие сечение в пределе от 50 до 100 миллиметров. Если стойки расположены часто, допустимо уменьшение размера используемых труб. В том случае, когда у односкатного навеса будет четыре опоры, тогда задействуют трубную продукцию большого сечения.

Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:

Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:

Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.

От чего зависит стоимость изготовления металлических ферм

Изготовление систем из металлических профилированных труб получило широкое распространение в частном строительстве. Это очень удобные и легкие конструкции, которые можно собрать прямо на месте.

Цена изготовления металлических ферм зависит от сложности изделия и особенностей монтажа. Основной упор идет на следующие факторы:

• Вид и количество металлопроката.
• Конфигурация конструкции.
• Размеры сооружения.

На качество и долговечность готового изделия влияет не только качество изготовления элементов, но и грамотный монтаж всей металлоконструкции. Стоимость сборки определяется следующими факторами:

• Видом сооружения и уровнем его сложности – следует отличать по сложности монтаж гаража от возведения торгового комплекса.
• Площадью постройки – стоимость изготовления и монтажа металлоконструкции снижается прямо пропорционально увеличению общей площади строения.
• Местоположением объекта – монтируя металлоконструкцию, ориентируются на административное расположение места строительства и логистические расходы, включая перевозку оборудования и рабочих.
• Срочность выполнения заказа – изготовление и монтаж металлической конструкции в сжатые сроки требует увеличения объема спецтехники, численности персонала, введения посменного графика работы.

Правила сварочных работ при монтаже фермы

При наличии сварочного оборудования и опыта работы с ним, изготовление стропильной системы или боковых усиливающих элементов для каркасного строения хоть и займет немало времени, но большого труда не составит. Кроме того, по сравнению с конструкцией, собранной при помощи фасонных элементов или уголков в сочетании с болтами, сварная прочнее и легче.

Однако необходимо соблюдать правила выполнения сварочных работ:

1. Сначала нарезают все элементы будущей фермы в соответствии с чертежами и расчетами, и только после этого приступают к сборке.
2. Нарезанные трубы очищают от пыли и мусора, срезы выравнивают и убирают крупные заусенцы.
3. Перед началом работ нужно позаботиться о пожарной безопасности рабочего места: приготовить средства пожаротушения, убрать легковоспламеняемые предметы и горючие вещества.
4. Нельзя использовать сварочный аппарат без средств защиты: маски или очков, перчаток и одежды из негорючих материалов.
5. Так как для возведения даже небольшого козырька или навеса нужны минимум две одинаковых фермы, следует продумать, как добиться их полной идентичности. Есть два способа: изготовление шаблона и нанесение разметки. В качестве шаблона может выступать первая из сваренных конструкций, а разметку можно нанести на земле, асфальте, полу мастерской. После выполнения каждого сварного шва конструкцию прикладывают к шаблону или разметке и сверяют правильность выполнения соединения.
6. Готовое изделие не должно иметь перекосов, поэтому в ходе работ взаимное расположение элементов постоянно контролируют при помощи угольника, уровня и отвеса.
7. Если после выполнения стыковки элементов обнаружены перекосы, зазоры или иные недочеты, их необходимо исправить сразу, так как сделать это после установки фермы на место эксплуатации будет сложно.
8. Готовые фермы складывают стопкой друг на друга и проверяют на идентичность.

Профильная труба для строительства ферм – требования к материалу

Изготовление рабочих конструкций ферм, особенно больших по размеру, требует определенных характеристик трубопроката.

Поэтому профильные трубы выбираются:

• на основании СНиП 07-85 (действие нагрузки снега на все элементы конструкции);
• на основании СНиП П-23-81 (о технологии работ со стальными профильными трубами);
• в соответствии с ГОСТ 30245 (соответствие диаметра профильных труб к толщине стенок).

Все основные данные занесены в определенные документы, что позволяет ознакомиться с информацией на предмет наличия видов профильных труб и подобрать те материалы, которые пригодны для конкретных проектов.

Как правило, для изготовления ферм применяется только качественная металлопродукция. Например, для прочных ферм берется только легированная сталь, которая более устойчива к атмосферным воздействиям. В связи с этим подобные конструкции не требуют дополнительной защиты от коррозии.

Профильная труба — наш вариант

Вообще металлические фермы выполняются из различных изделий, а также их комбинаций. Например, из швеллеров, уголков, двутавров и т.п. И, конечно же, профильных труб.

Чем хороша труба? Ее контуры обладают высокой степенью обтекаемости, что минимизирует ветровое давление. Это важно для высоких объектов, подверженных ветровым нагрузкам. Также профильные трубы легко окрашивать, на их стенках не задерживается влага (снег, иней, вода), поэтому их стойкость к коррозии выше, чем у альтернативных изделий. Соответственно, выше и долговечность.

Несмотря на кажущуюся массивность, профильные трубы легкие, ведь внутри их – пустота. Это качество позволяет снизить нагрузку кровельной конструкции на стены и фундамент. Но вызывает необходимость в герметизации этих полостей с торцов изделий для предотвращения попадания влаги вовнутрь и, как следствие, возникновения коррозии.

Металлические профильные трубы изготавливают путем прокатки и обработки металла на специальных станках. Сечение полученных таким образом труб может быть овальным, прямоугольным, квадратным.

Материалом для профильных труб обычно служит конструкционная сталь. Но в некоторых случаях, при строительстве конструкций специального назначения, применяют оцинкованную сталь или алюминиевые сплавы.

Нагрузки, которые способна выдержать профильная труба, зависят от марки использованного металла, толщины стенок изделия, способа изготовления.

Длина труб варьируется в пределах от 6 м (для малых сечений) до 12 м (для больших сечений). Минимальные сечения – 10х10 мм и 15х15 мм (с толщинами стенок 1 мм и 1,5 мм соответственно). Трубы с таким сечением применяются для легких малогабаритных конструкций (например, небольших навесов). Увеличение толщины стенок и размеров сечения приводит к увеличению веса и прочности профилей. Поэтому трубы максимальных сечений (начиная с 300х300х12 мм и выше) применяют преимущественно для промышленных зданий.

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:

Применение профильных труб всевозможных форм

На сегодняшний день такие трубные изделия актуальны в машиностроении сельского хозяйства, строительстве, мебельном производстве. Благодаря специфическим свойствам профильных труб, можно претворить в жизнь самые оригинальные проекты по созданию перекрытий, пролетов, опорных конструкций, каркасов под последующее строительство объектов. Те же современные билборды делают с помощью профильных труб.

Навесы тоже не оказались исключением. Чтобы конструкция гарантированно получилась надежной и бюджетной, в качестве материала лучше использовать профилированную трубу (прочитайте: «Как сделать навес из профильной трубы правильно — инструкция»). Оптимальное решение − изделия с квадратным и прямоугольным сечениями. Если придерживаться размеров чертежа, из которого понятно, как сварить ферму из профильной трубы, получится устойчивая конструкция.

Основные нюансы готового изделия

Любое строительное сооружение держится благодаря правильно спланированной специальной системе или ферме. Нельзя просто так изменять ее геометрические размеры, даже при смене жестких узлов на шарнирные. Если стержни не несут нагрузки вне узла, то компоненты фермы сжимаются или растягиваются. Такие системы можно создать, воспользовавшись прямыми стержнями, связанными узлами ферм из трубных изделий. То есть, в итоге получается оригинальное висячее строение, включающее верхний и нижний пояса со стойками и раскосами между ними.

Сегодня современное строительство немыслимо без применения ферм. Но чаще всего последние востребованы при возведении покрытий огромных пролетов. Согласно такому принципу сооружаются спорткомплексы, мосты, сцены, подиумы, павильоны и др. Тот, кто нуждается в подобной конструкции, может купить ее в готовом виде или же самостоятельно сварить из труб, но прежде стоит разобраться, как рассчитать навес из профильной трубы.

Рассмотрим последний вариант, представляющий длительное и трудоемкое мероприятие.

Оно включает в себя:

1. Определение точного количества трубного материала для будущей фермы и степени давления на элементы системы.
2. Ответственный подход к подбору материала для фермы, имеющей треугольную форму. Оптимальным решением окажутся облегченные профилированные трубы с квадратным сечением. Отсюда и получается добротная конструкция.
3. Изготовление чертежа фермы из профилированной трубы с учетом особенностей каждой детали. По нему в дальнейшем будут собирать всю постройку.
4. Последний этап − выполнение монтажных работ, от которых зависит надежность и длительность эксплуатационных возможностей сооружения. А для положительного результата нужно досконально знать, как правильно сваривать фермы из профильной трубы. Читайте также: «Как сделать лестницу из профильной трубы своими руками».

Выбор конструкции фермы из прямоугольных элементов зависит от:

• длины пролета;
• размещения перекрытия чердака;
• угла уклона крыши.

Расчетная высота фермы в рассматриваемом сечении — это расстояние между центрами тяжести сечений верхнего и нижнего поясов.

Например, для прямоугольной фермы с расчетной высотой h = 50 см, верхний и нижний пояс которой изготовлен из квадратной профильной трубы сечением 50х50х2 мм, общая высота фермы составит примерно:

hоб = 50 + 2.5 + 2.5 = 55 см (562.1)

Добавлю, что через центры тяжести сечений профиля проходят оси стержней.

Соединения в узлах ферм допускается рассматривать как шарнирные, если отношение высоты сечения к длине элементов h/l не превышает

1/15 — для климатических районов с расчетной темературой ниже -45°;

1/10 — для остальных климатических районов.

Общий смысл данного положения становится понятен после рассмотрения следующей иллюстрации:

а) верхнего пояса, стоек и раскосов в плоскости фермы, б) верхнего пояса из плоскости фермы.

Т.е. не смотря на то, что например верхний пояс может изготавливаться из цельной трубы, при этом стойки и раскосы крепятся в узлах фермы сваркой, изменение положения оси стержней в результате продольного изгиба может происходить примерно так, как показано на рисунке 562.1.

Примечание: возможное положение оси раскоса при продольном изгибе верхнего пояса показано не правильно. Раскос будет выгибаться в другую сторону, но принципиального значения это не имеет.

В целом отношение h/l является косвенным показателем гибкости стержня. В данном случае под l подразумевается расчетная длина стержня, а для ее определения как раз и нужно знать как именно следует рассматривать соединения стержней в узлах: как шарнирные или с частичным защемлением.

Например, при квадратном сечении профиля в зависимости от толщины стенки радиус инерции может достигать значения 0.39h. В этом случае гибкость стержня составит:

λ = l/0.39h = 15/0.39 = 38.5 (562.2.1)

Стержень с такой гибкостью на мой взгляд уже является достаточно жестким и влияет на общую работу фермы, так как может создавать дополнительный изгибающий момент в узле (об этом чуть ниже), при этом для более теплых климатических районов ограничение по гибкости еще меньше и составляет

λ = l/0.39h = 10/0.39 = 25.6 (562.2.2)

Таким образом данное положение, закрепленное в действующих нормативных документах, позволяет значительно упростить расчет ферм, при этом появляется некоторый запас прочности. И только если конструируется ферма с достаточно большой жесткостью стержней (что в малоэтажном частном строительстве маловероятно), то:

Если h/l больше указанных в п.1.2, то при расчете следует учитывать дополнительные изгибающие моменты от жесткости узлов фермы

При этом нормальные напряжения (осевые усилия) в стержнях разрешается определять по шарнирной схеме, а учет жесткости (дополнительные изгибающие моменты) допускается выполнять приближенными методами.

К сожалению в СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» не указывается, какими именно приближенными методами при этом можно пользоваться. А в СП 16.13330.2011, который является актуализированной редакцией вышеуказанного СНиПа вообще осталась только формулировка п.1.3 без упоминания о приближенных методах, поэтому попробую пояснить, как следует трактовать этот пункт в моем понимании.

Когда мы рассматривали плоские рамы, то выяснили, что при действии вертикально приложенной нагрузки промежуточные стойки многопролетных рам изменяют значение изгибающего момента слева и справа от стойки, при этом некоторую часть момента принимают на себя. По большому счету, если учитывать жесткость в узлах, то ферма — это и есть плоская рама, только достаточно сложная, так как к верхнему или нижнему поясу может примыкать до трех стержней (два раскоса и одна стойка).

С учетом большого количества стержней в ферме даже приблизительное определение моментов в узлах фермы — достаточно сложная задача в результате решения которой напряжения в одних стержнях могут увеличиться на 5-8% (как правило это стойки и(или) раскосы), а в других стержнях уменьшиться на 3-10%.

Соответственно, если принять дополнительный коэффициент надежности по нагрузке γн = 1.1, то без решения этой сложной задачи при расчете фермы можно обойтись.

Если нагрузки приложены не только в узлах фермы, то расчет поясов фермы следует производить с учетом совместного действия продольных усилий и изгибающих моментов.

Например, на верхний пояс фермы может опираться обрешетка с шагом значительно меньшим, чем расстояние между узлами фермы. Или на нижний пояс фермы могут опираться балки перекрытия также с шагом значительно меньшим, чем расстояние между узлами фермы.

Кроме этого на все стержни фермы действует распределенная нагрузка — собственный вес стержней. Тем не менее, формулировка данного пункта, позволяет не производить расчет стержней фермы на действие распределенной нагрузки от собственного веса, а приводить ее к сосредоточенной в узлах фермы. Это также значительно упрощает расчет ферм.

Если например на сжатый верхний пояс действует только равномерно распределенная нагрузка от покрытия, то поперечный прогиб может гораздо больше влиять на положение нейтральной оси верхнего пояса. При этом между промежуточными узлами верхний пояс будет ближе к балке с жестким защемлением на опорах, чем к шарнирно опертой балке, соответственно расчетная длина стержней верхнего пояса может быть меньше, и в итоге прочность больше, а кроме того будут возникать моменты на опорах — в узлах фермы.

С одной стороны формулировка п.1.4 в таких случаях рекомендует выполнять расчет с учетом этих моментов, хотя нет прямого указания на то, что следует учитывать моменты на опорах, а не в пролете. С другой стороны в п.1.2-1.3 нет никаких дополнительных указаний на то, что при подобном варианте приложения нагрузки соединения в узлах следует рассматривать не как шарнирные.

На мой взгляд это означает, что даже при таком варианте загружения фермы расчет можно вести по упрощенной шарнирной схеме, а значит с дополнительным запасом по прочности.

Расчетные длины стержней фермы и связей из ГСП

Сразу скажу, если нет желания или возможности вникать в тонкости определения расчетной длины стержней, то просто принимайте расчетную длину равной расстоянию между центрами тяжести узлов рассматриваемого сжатого стержня. Так оно будет проще и надежней, при этом времени на расчетах сэкономится много. Тем не менее продолжим.

1.5.1. Расчетные длины lef в плоскости фермы сжатых элементов (верхних поясов, опорных раскосов и опорных стоек) следует принимать равными расстоянию между центрами тяжести узлов (см. рис. 562.1.а)):

lef = l (562.3.1)

1.5.2. Для других элементов решетки:

lef = 0.9l (562.3.2)

1.5.3. Расчетные длины lef1 из плоскости фермы сжатых элементов и связей (рис.526.1.б):

lef1 = l1 (562.3.3)

1.5.4. Для других элементов решетки из плоскости фермы:

lef1 = 0.9l1 (562.3.4)

Такой подход к определению расчетной длины означает, что мы рассматриваем сопряжения в узлах, как шарнирные, согласно п.1.2.

Тем не менее в некоторых случаях значение расчетной длины стержней верхнего пояса в плоскости и из плоскости фермы может быть меньше.

1.5.5. Если верхний пояс фермы является неразрезным стержнем постоянного по длине сечения, на участках которого приложены разные по значению сжимающие или растягивающие усилия, например N1 и N2, при числе участков равной длины k≥2 и исходя из шарнирного закрепления элементов решетки и связей (см. рис.562.2) расчетные длины участков верхнего пояса допускается определять:

— в плоскости фермы по формуле:

lef = (0.17а3 + 0.83)l ≥ 0.8l (562.3.5)

Где а = N2/N1, при этом 1≥ а ≥ — 0.55. В данном случае знак «-» означает, что одно из рассматриваемых продольных усилий будет растягивающим, а второе — сжимающим.

Общий физический смысл формулы (562.3.5) сводится к тому, что чем меньше значение продольного сжимающего усилия действующего на рассматриваемый стержень, тем меньше значение прогиба, возникающего в результате продольного изгиба. А так как мы рассматриваем неразрезной стержень верхнего пояса, то получается что менее загруженный соседний стержень влияет на работу более загруженного стержня.

При этом прогиб более загруженного стержня уменьшается, а прогиб менее нагруженного увеличивается. И чем больше разница усилий тем это влияние может быть больше, особенно если в одном из стержней действует не сжимающее, а растягивающее продольное усилие. Тем не менее принимать расчетную длину стержней верхнего пояса меньше 0.8l не следует, даже если при расчете по формуле (562.3.5) получено меньшее значение.

1.5.6. Из плоскости фермы:

lef1 = [0.75 + 0.25(β/k — 1)2k-3]l1 ≥ 0.5l1 (562.3.6)

где β = (ΣN — N1)/N1 — отношение суммы усилий на рассматриваемых участках длины l1 (рис. 562.2) за исключением максимального усилия к максимальному усилию. При этом (k — 1) ≥ β ≥ — 0.5. При определении параметра β растягивающие усилия в стержнях принимаются со знаком «-«.

1.5.7. Расчетные длины растянутых нижних поясов определяются в зависимости от расположения связей из плоскости фермы или принимаются равными расстоянию между опорами фермы, если связи из плоскости фермы отсутствуют.

Фермы длиной более 36 м следует изготавливать со строительным подъемом, равным величине прогиба от постоянной и длительной нагрузок

Кроме того, фермы для плоских кровель изготавливаются со строительным подъемом вне зависимости от длины, при этом величина строительного подъема принимается равной прогибу от суммарной нормативной нагрузки + l/200. В данном случае l — длина пролета фермы.

Конструирование узлов выполняется так, чтобы оси стержней во всех узлах по возможности пересекались в одной точке.

Это называется центрированием осей и может выглядеть примерно так:

Данная иллюстрация взята мной из учебника В.К.Файбишенко «Металлические конструкции». На ней помимо пересечения осей стержней в одной точке мы также можем видеть, что ферма, особенно большой длины, может изготавливаться не цельной, а собираться из двух полуферм. И хотя в малоэтажном частном строительстве длина ферм редко превышает 10-12 м, делать такие фермы составными никто не запрещает. Правда это потребует дополнительного расчета монтажных стыков.

А вообще необходимость в сборных фермах возникает только тогда, когда фермы изготавливаются вдали от строительной площадки, поэтому транспортировка цельных ферм длиной более 18 метров может быть проблематичной.

В целом это положение более правильно рассматривать как рекомендацию, а не как правило, поэтому оно и не выделено в отдельный пункт.

Центрирование допускается выполнять с округлением до 5 мм

Смысл данного общего требования, содержащегося в нормативных документах и учебных пособиях, состоит в том, что при современном уровне производства добиться абсолютной точности при изготовлении ферм невозможно. К тому же чем больше размеры сечения центрируемого стержня, тем меньше в итоге будет влияние неточного центрирования (об этом чуть позже).

Поэтому для удобства изготовления ферм допускается изготавливать стержни с размерами, кратными 5 мм. При этом максимальное отклонение осей от центра тяжести (точки пересечения) будет составлять не более 2.5 мм.

Однако в малоэтажном частном строительстве, когда фермы могут изготавливаться из профильной трубы 20х20х2 мм и даже меньшего сечения, пользоваться этим допущением, на мой взгляд — не желательно. В таких случаях следует или добиваться большей точности при изготовлении ферм или выполнять расчет фермы с учетом следующего пункта:

Расчет стержней ферм при наличии эксцентриситетов следует производить с учетом возникающих при этом изгибающих моментов

Расцентровка осей будет приводить к тому, что продольные усилия будут действовать в стержнях фермы с эксцентриситетом. Например, при отклонении оси рассматриваемого стержня от центра тяжести узла на 2.5 мм эксцентриситет как раз и будет составлять е = 2.5 мм. Соответственно на этот стержень в узле будет действовать не только продольное усилие, но и изгибающий момент:

М = eN (562.4)

Сварные швы

Приводимые ниже рекомендации не являются обязательными, во всяком случае в действующих нормативных документах они в таком виде не содержатся. Тем не менее соблюдение этих рекомендаций позволит значительно упростить не только расчет но и изготовление ферм.

Узловые соединения ферм из ГСП выполняются как правило без фасонок

При этом элементы решетки фермы привариваются непосредственно к поясам.

Ширина профилей решетки может быть немного меньше ширины пояса в рассматриваемом узле

Это позволяет значительно повысить качество сварочных работ, используя только угловые швы. Если разница ширины профиля решетки и пояса значительная, то может потребоваться проверка на прочность стенки пояса.

Если прочности стенки пояса не достаточно, то для усиления стенки пояса может использоваться накладка

При этом накладка приваривается к поясу, а элементы решетки — к накладке.

Расчет закладной детали.

К узлам стальных конструкций можно отнести и узел крепления стальной балки к бетонной стене. Здесь помимо элементов крепления важно произвести расчет закладной детали. Закладные детали рассчитываются по нормам железобетонных конструкций, в комплексе SCAD Office за расчет закладных отвечает подпрограмма АРБАТ. Подпрограмма АРБАТ позволяет рассчитать закладные 3-х типов. Данные которые потребуется для расчета – поперечное усилие и параметры расположения анкеров.
Итак, с помощью подпрограмм SCAD Office у любого инженера есть возможность законструировать и произвести расчет стальных узлов конструкций. Программы SCAD Office просты в освоении, очень удобны, и что также важно – выполняют расчеты по всем действующим нормам Российской Федерации.

ТОП идей для сада и огорода

Никогда бы не подумала, что возможности использования труб в саду и огороде столь разнообразны. Лично мне приходили в голову разве что парники и теплицы, но оказалось, что идей значительно больше! Некоторые из них впечатляют своей оригинальностью, другие покоряют практичностью. 
Идеи самоделок из труб для сада и огорода восхищают оригинальностью, практичностью и разнообразием

Заборы, калитки и садовые ширмы

Использовать трубы таким образом мне бы точно в голову не пришло, пока не увидела эти фотографии. Особенно впечатлило фото слева — это ж сколько нужно труда и терпения, чтобы сперва нарезать кольца одинаковой толщины из труб разного диаметра, потом подобрать их таким образом, чтобы заполнить заданную площадь, а затем надежно скрепить. Но результат определенно того стоил. 

Используя трубы ПВХ, можно огородить весь участок или отделить его часть (например, огород или палисадник), сделать ограждение для террасы или садовые ширмы для зонирования территории. Они могут быть сугубо утилитарными, а могут приобрести и весьма изящный облик — все в ваших руках. 
Практичная идея — использование труб в качестве каркаса для ограждения из сетки. Так можно не только забор сделать, но и, например, летнее жилище для кур. 

Вольеры и летние домики для кур

Плюсы дачного куроводства уже оценили многие. И пожалуй, сложнее всего бывает найти бюджетное решение для сооружения курятника и выгула, особенно если речь идет о сезонном, а не круглогодичном содержании. Но трубы ПВХ и тут выручают:
Варианты подобных сооружений могут быть разными. В том числе, есть довольно остроумные мобильные решения, что весьма практично: куры очень быстро превращают зеленую полянку в вытоптанную пустыню, так что регулярный переезд пойдет на пользу и им, и ландшафту.

Летний душ

Еще можно использовать трубы почти по назначению. То есть, по ним будет течь вода. И получится в результате прекрасная забава для детей и взрослых — освежающий летний душ.
Единственный нюанс, который нужно предусмотреть, с моей точки зрения, — источник воды. Закаливание — процедура полезная, безусловно, но ледяной душ из колодезной воды — забава все-таки экстремальная. Так что стоит позаботиться о большой емкости, в которой будет греться на солнышке вода для вашего душа. 

Умывальник или раковина для летней кухни

Без воды и на летней кухне ни туды и ни сюды, и возле огорода она пригодится: ополоснуть свежую зелень или редиску, руки помыть. И снова полипропиленовые трубы придут нам на помощь — не только чтобы воду подвести, но и чтобы легкую мобильную раковину соорудить.
Такая конструкция получится ощутимо легче деревянного или металлического аналога, а значит, ее без труда можно будет перенести туда, где она нужнее. Останется лишь подключить шланг — и готово!

Сушилки для белья

Под душем поплескались, руки вымыли — нужно полотенце. А его потом где-то надо сушить. На этот случай есть удобные сушилки. Конечно же, изготовленные из труб ПВХ, кто бы сомневался!
Единственный недостаток конструкций, представленных на фото, с моей точки зрения, — их громоздкость. Они, бесспорно, хороши летом у бассейна — а вот куда их деть зимой? Об этом стоит побеспокоиться сразу, чтобы проблема не обнаружилась в самый неподходящий момент. 
Впрочем, этими конструкциями идеи дачных сушилок не исчерпываются, так что вы можете выбрать любую другую — например, из подборки 9 практичных идей сушилок для белья на даче.

Садовые тележки

Как часто на даче что-то куда-то нужно перенести — от материалов до собранного урожая. А ведь перевозить гораздо легче (и для здоровья полезнее), чем носить на себе! И значит, тележка — вещь в дачном хозяйстве совершенно необходимая. Или даже не одна.
А еще подобную тележку можно собрать как прицеп для велосипеда. Правда, не знаю, насколько это практично, но любители долгих велосипедных прогулок, возможно, идею оценят: в такой прицеп без проблем загрузится не только все для пикника, но и палатка с удочками…

Домики и другие забавы для детской площадки

У взрослых вообще всегда есть дела на даче. А вот ребятне бывает сложнее: к маминым цветникам не ходи, к пруду нельзя, на улице опасно… Чем же тогда заняться? Такого вопроса нет, если старшие позаботились о хорошей детской площадке для своего чада, где тоже найдется место для интересных поделок из труб ПВХ.
Думаю, идея домика (вернее, его каркаса) из труб уже многим в голову пришла. Но, как видите, этим возможности универсального «строительного материала» не исчерпываются. Домики и навесы от солнца, игровые павильоны и мини-аттракционы — сделать можно все, на что хватит фантазии и навыков. Например, вот такие игровые стенды:
Забавы с водой и песком способны занять ребятню надолго. А поскольку конструкция мобильная, ее всегда можно переставить туда, где любимое чадо будет под присмотром. 

Беседки и навесы

Взрослым, впрочем, тоже не только о дачных делах думать нужно, но и об отдыхе. А значит, нам потребуется беседка, шатер или хотя бы навес, где можно укрыться от солнца и посидеть в хорошей компании за чашечкой чая или с шашлыками.
Не знаю, как насчет надежности и зимостойкости такого каркаса — может быть, замахиваться на что-то фундаментальное сразу и не стоит… Но вот простейший навес, что называется, на скорую руку, для эксперимента можно соорудить. А там время покажет…

Теплицы и парники

Вот уж для чего полипропиленовые трубы подходят идеально. Причем конструкцию можно подобрать на любой вкус и уровень мастерства. Если навыков работы с этим материалом нет совсем, как и необходимых для такого дела инструментов, можно обойтись даже без них — пример вы найдете в публикации Бюджетная теплица из пленки. Советы от садового видеоблогера Алёны Волковой. Ну а мастера с опытом наверняка и без подсказок построят домик для растений всем на загляденье.
Кстати, обратите внимание: конструкции на двух верхних фото могут с равным успехом выступать как в роли теплицы, так и в качестве летнего куриного жилья. А парник на фото внизу справа блестяще сочетает сразу две функции труб: они и каркасом служат, и полив обеспечивают. 

ТОП идей для гаража и мастерской

У настоящего мастера рабочее место всегда толково оборудовано: все инструменты на своих местах; материалы разложены так, чтобы их удобно было взять; практичная мебель, хорошее освещение… И конечно, в обустройстве комфортного рабочего пространства трубы ПВХ нам тоже пригодятся. 

Хранение мелочей

Каждый, кому случалось искать запропастившийся куда-то винтик или отвертку, знает, что это далеко не мелочь. Для небольших инструментов и мелких деталей, чтобы они больше не терялись, можно сделать практичные подставки из обрезков полипропиленовых труб
Аналогичные конструкции, только из труб побольше диаметром, легко соорудить и для хранения материалов — реек, брусков, металлической арматуры и т.п.
Обратите внимание, что сооружения могут быть как вертикальными, так и горизонтальными — в зависимости от имеющегося свободного места и ваших представлений об удобстве. 

Стеллажи и системы хранения

Но в подставки из труб все, что может храниться в хозяйских закромах, не сложишь, поэтому стеллаж в гараже или мастерской — штука незаменимая. 
Чтобы на стеллаже всегда был порядок, удобно использовать контейнеры различного размера и полки делать сразу в расчете на них. Контейнеры легко подписать, и сразу будет понятно, где что лежит. 

Контейнеры для мусора

Ну а как без них? Мусор-то в мастерской в любом случае будет, и гораздо приятнее, если убирать его удобно. А из труб ПВХ можно сделать подставку для мусорного пакета или тележку для ведра (контейнера).
Тут, думаю, все предельно просто и понятно по фото, в дополнительных пояснениях эта идея не нуждается.

Да будет свет!

Хорошее освещение для комфортной работы тоже необходимо. И если готового светильника нет, но есть обрезки полипропиленовых труб, провод, электрическая вилка и патрон, лампочка и оч.умелые ручки, вам ничего не мешает сделать подходящий осветительный прибор самостоятельно.

Декор для интерьера

Если сразу браться за масштабные работы вы не рискуете, можно для начала попрактиковаться на небольших элементах декора — рамках, панно и т.п. Технология их изготовления сходная, но тут и объем работ поменьше, и можно выбрать вариант, не требующий подгонки по площади, жестко ограниченной рамками. Вот, к примеру:
Прежде чем переходить к масштабным проектам, можно попрактиковаться на небольших изделиях
Сразу и не скажешь, что материалом для этих поделок послужили все те же полипропиленовые трубы, правда?

Необычные светильники

А вот это точно идея не для начинающих — чтобы ее воплотить, нужны определенные навыки и время на эксперименты: сомневаюсь, что с первой попытки все получится. Но результат…
Как видите, эти светильники принципиально отличаются от тех, что предназначались для гаража или мастерской (хотя, на самом деле, выбор зависит не только от назначения помещения, но и от его интерьера в целом).

Стеллаж для хранения вина

На эти стеллажи я обратила внимание, поскольку минувший сезон у нас был винодельческим: ягод и фруктов уродилось столько, что справиться с ними иным способом не было никакой возможности. Ну а потом, естественно, пришлось задуматься об устройстве собственного винного погребка…
Кстати, идею узкого стеллажа (как на фото слева) можно адаптировать и для других нужд — такие секции пригодятся и на кухне, и в ванной. Единственный нюанс, который меня смущает в подобной конструкции, — сложности с уборкой: вот как тут пыль протирать, интересно?..

Удобная мебель

Как минимум, стол и стул (или табурет) нужны, согласитесь. Все-таки в мастерской или гараже многие проводят немало времени, и без мебели там ну никак не обойтись. Например, вот такой:
Хотя желающие могут добавить и что-нибудь «посерьезнее» — для большего комфорта и удобного отдыха. Но раз уж заговорили о мебели, давайте из гаража пройдем в дом и посмотрим, какие самоделки из труб ПВХ могут нам там пригодиться.

Чем хороша пластиковая труба?

Будем говорить не о прямом назначении изделия, а об удобстве использования разновидностей пластиковых труб именно как материала для поделок. Пластиковые трубы имеют легкий вес, прочны и достаточно долговечны. Они устойчивы к загрязнению, не собирают пыль и легко моются. Изделия из пластиковых труб безопасны при эксплуатации даже маленькими детьми (не бьются, не имеют тяжелого веса, не выделяют токсинов).

Для творческих работ чаще используют трубы ПВХ, которые достаточно жесткие и легко соединяются специальными насадками и «переходниками», позволяя получать разборные конструкции. Полипропиленовые трубы также можно использовать, но для их соединения потребуется специальный сварочный аппарат или компрессионные фитинги, а готовые изделия уже не получится разобрать.

Разнообразие пластиковых труб

Ни для кого не секрет, что пластиковые трубы бывают разного назначения, цвета и размера. Физические характеристики их также очень разнятся, трубы выдерживают разные силовые нагрузки и работают в отличающихся температурных зонах (например, для холодной и горячей воды).

Пластики из которых делают трубы на сегодняшний день делят на три группы:

• Полиэтиленовые – РЕ. Плохо себя ведут при высоких температурах, материал упругий и податливый даже после воздействия солнечных лучей! Учитывайте условия, в которых будет работать Ваше изобретение, если в контакте с горячим, то выбирайте другой материал.
• Полипропиленовые — РР. На сегодняшний момент изделия из этого материала считаются самыми качественными, прочными и жесткими. К сожалению, это и самые дорогие трубы.
• Поливинилхлоридные — ПВХ. Главным плюсом является стойкость к химическому воздействию, пониженная горючая способность. По соотношению цена-качество для различных поделок рекомендуем использовать ПВХ трубы.

Некоторые производители для удобства своих потребителей наносят на поверхность трубок цветные маркировки, указывающие на принадлежность. Так, синяя полоса – для холодной воды, красная – для горячей. Бывает, что на трубе 2 полосы, это означает что она подходит и для горячего и для холодного.

Для увеличения жесткости пластика производители выпускают армированные трубы. Слой алюминия либо стекловолокна вставлен между двух слоев полимера. Армированные трубы гораздо прочнее и надежнее, но и цена на них немалая.

Оригинальные и функциональные мелочи для украшения интерьера

Наш обзор интересных идей открывают самые простые изделия из пластиковой трубы, изготовить которые под силу даже начинающим мастерам самодельного искусства. Кроме того, для таких поделок потребуется минимальное количество материала, а в некоторых случаях можно будет пустить в дело даже самые короткие обрезки.

Из обрезков труб большого и среднего диаметра можно сделать удобный и практичный органайзер для рабочего кабинета или мастерской.

Здесь возможны два варианта исполнения:

• крепление саморезами к стене или столу, для чего один конец отрезка спиливают под углом — стационарный вариант;
• склеивание отрезков между собой с образованием устойчивой фигуры — переносной вариант.

Отрезки можно оставить белыми или серыми, а можно покрасить в любимый цвет. Такой органайзер незаменим для школьников и людей, занимающихся творчеством и рукоделием. С ним всё всегда будет под рукой, а на столе — идеальный порядок.

Дополнительный комфорт на рабочем столе обеспечат планшет для рисования и подставка для ноутбука, которые можно сделать из полипропиленовых труб маленького диаметра.

Книжные полки являются особенным элементом интерьера. Их наличие определенным образом характеризует хозяина жилья. Угловая полка в стиле хай-тек не останется без внимания.

Из многочисленных коротких обрезков разного диаметра можно сделать узорную рамку для зеркала или фотографии. Достаточно склеить нарезанные кольца по заранее подготовленному макету, который можно нанести на лист картона. Это может быть цветочные узоры или что-то абстрактное. Размеры рамки будут зависеть от количества подходящего материала.

Обрезки большого диаметра можно пустить на создание удобной обувной полки с многочисленными отсеками-ячейками. Такая конструкция не займет много места в коридоре и обеспечит хранение обуви должным образом и быстрый поиск нужной пары. Соединение элементов осуществляется с помощью клея или саморезов. Чтобы закрепить полку на стене, можно использовать фанерный лист, к которому сначала приклеивают собранную полку.

Некоторые поделки из труб ПВХ очень понравятся любителям живых цветов. Надежная подставка для цветов проста в исполнении и выглядит симпатично.

На изготовление цветочных горшков под пересадку или размножение комнатных любимцев хорошо подойдут небольшие обрезки канализационных труб. Проявив фантазию такие горшки можно украсить цветной бумагой, краской или яркими наклейками.

Из удлиненных цилиндров среднего диаметра легко сделать стильную вазу для искусственных цветов и сухоцветов. Если к воплощению этой идеи подойти творчески, то может выйти оригинальный подарок на знаменательное событие.

Еще одна неординарная идея для интерьера — самодельные светильники в стиле техно. Вариантов исполнения очень много, но все они придерживаются принципа минимализма: никаких лишних деталей.

С помощью неиспользованных по назначению обрезков также можно сделать полезные вещи в прихожую или коридор: вешалку для одежды и сумок и держатель для мусорных пакетов.

Поделки из пластиковых труб для детской площадки

Из труб ПВХ можно изготовить множество поделок для детских развлечений во дворе: развивающий коврик, манеж, качели, санки, футбольные ворота, игровой домик, открытый душ и театральная ширма.

Очень полезная для малышей конструкция — манеж из труб ПВХ.

Дети будут в восторге от легких качелей, которые мгновенно высыхают после теплого летнего дождя.

В зимних прогулках самодельные санки будут самыми надежными и быстрыми. Конструкция получается достаточно сложной, но с помощью практических видео-роликов можно разобраться.

Для активных игр во дворе из остатков пластиковых труб можно сделать безопасные футбольные ворота.

Многие дети часто мечтают о своем замке в миниатюре. Воплотить детские мечты достаточно просто и совсем не затратно. Каркас делается очень быстро. Останется подобрать красивую плотную материю для крыши и стен, и домик готов!

Освежиться в знойный летний день поможет следующее сооружение. Такой открытый душ будет в радость не только детям, но и взрослым.

Из полипропиленовых труб можно сделать театральную ширму. Достаточно собрать 3 рамки, соединить их между собой и закрыть красиво оформленными занавесами. Домашний театр развивает творческие способности детей и создает хорошие условия для увлекательного времяпровождения.

Обновляем интерьер экономно: мебель из пластиковых труб

Поделки из пластиковых труб своими руками могут занимать ключевое место в интерьере. Народные умельцы делятся многими неординарными решениями, позволяющими значительно сэкономить семейный бюджет. Осветим самые яркие из них.

Самый распространенный и востребованный предмет мебели — стул. Используя отрезки пластиковых труб и соединительные элементы, можно изготовить качественные стулья разных видов: детские, складные для похода и рыбалки, кресла и даже стульчики для кормления.

Немного освоив технику сборки, можно приступать к более сложным конструкциям. Аккуратная двухъярусная детская кроватка из полипропиленовых труб — хорошая альтернатива для загородного дома или дачи, когда покупать готовую кроватку слишком дорого. Более того, когда малыши подрастут, материал можно пустить на изготовление других полезных поделок.

Стеклянный журнальный стол с основанием из труб ПВХ на следующем фото трудно назвать любительской самоделкой, поскольку выглядит он как дизайнерская работа.

Еще одна оригинальная идея — стеллаж для прихожей или гостиной. Самостоятельно сконструировав стеллаж с нужным количеством полок требуемого размера, можно не тратить время на походы по магазинам в поисках чего-то подходящего.

Полезные поделки для загородного дома и дачи

Неиспользованным и лишним стройматериалам обязательно найдется применение на дачном участке. Поделки из пластиковых труб для дачи заметно облегчат садовые работы, сделают отдых более комфортным и помогут избежать больших материальных затрат. При этом конструкции выглядят аккуратно и стильно.

Из небольших отрезков и нескольких тройников может получится симпатичная сушилка для белья и полотенец. Она легко моется и не подвергается к коррозии.

Отдых у бассейна или в тени сада невозможно представить без шезлонга. На фото представлен шезлонг, полностью состоящий из пластиковых труб, но можно комбинировать и с плотной материей.

Навес для автомобиля — еще одно полезное применение труб ПВХ. Он защитит транспорт не только от дождя, но и от палящего летнего солнца.

Для декора сада часто используется садовая арка, которая тоже может быть изготовлена из пластиковых труб. В ее конструкции появляется новый элемент — согнутые дуги. Согнуть трубы для арочного свода можно, нагрев газовой горелкой или кипятком. Также можно надеть трубу на металлический стержень и, воткнув один его конец в почву, дугообразно изогнуть. Такой способ требует определенных физических усилий.

Простая и легкая беседка украсит сад и защитит от солнца и мелкого дождя. Для представленного варианта достаточно закрепить на трубы непромокаемую плащевую ткань и изогнуть их на арматурных стержнях. Чтобы конструкция получилась надежной нужно позаботится о хорошей фиксации стержней в почве.

Спектр применения пластиковых труб воистину огромен и ограничен только вашей фантазией и потребностями. Нужен небольшой дровяник, калитка, тележка или подставка для удочки — возьмите необходимое количество трубы и воплотите свою идею в жизнь.

Из канализационных труб легко сделать удобную кормушку для кур. С ней очень удобно подсыпать зерно, не заходя в загон. Куры не могут разгребать в таких кормушках зерно, что экономит корм.

Небольшой парник на дачном участке тоже можно сделать из пластиковых труб. Самый простой вариант: сделать прямоугольный каркас и обтянуть его пленкой или агроволокном.

Более серьезное сооружение — сезонная теплица — потребует больше времени и материала. Соединять элементы лучше болтами, чтобы была возможность разобрать конструкцию на зимний период. Оптимальная форма теплицы — арочная. Для ее создания концы труб одевают на полуметровые металлические прутки, вбитые по бокам будущей теплицы через каждый метр. Размеры теплицы зависят от планируемого использования. Теплицу можно установить на фундамент или на грунт. В качестве укрывного материала можно использовать пленку, поликарбонат или агроволокно.

Пластиковые канализационные трубы также могут стать контейнером для выращивания цветов, зелени и овощей. Очень часто их используют для создания вертикальных огородов.

Для ограждения участка можно использовать невысокий забор из пластиковых труб, который отличается долговечностью и минимальными требованиями в уходе (его не надо ежегодно красить).

Применение пластиковых труб не ограничено представленными идеями. Этот материал настолько универсален и прост в сборке (легко режется, гнется, имеет разнообразные соединительные детали), что просто невозможно игнорировать его в своей домашней мастерской.

Что можно сделать из пластиковых труб

Изделия из пластиковых труб, благодаря свой легкости, гибкости, прочности и простоты сборки стали настоящим кладезем идей для творчества многих современных «кулибиных» и «левшей». При помощи труб можно  руками сделать предметы мебели, приспособления для сада и огорода, элементы интерьера, развлечения для детей и даже оружие. И дело не только в  низкой цене и доступности материалов. Фантазия людей постоянно воплощается в новые формы. Далее представлена подборка из самых интересных проектов.

Садовая арка

Арки применяются для украшения двора или приусадебного участка. Очень часто  их используют как элемент оформления праздничных событий. Верхняя часть арки собирается из изогнутых труб. Чтобы облегчить изгиб, можно их нагреть пламенем газовой горелки, но лучше всего, наполнить кипятком и медленно согнуть. Верхнюю часть поделки можно сделать с использованием разборных фитинговых соединений. В таком случае получаем раскладную арку, которую удобно хранить и перевозить.

Уголок уединения в детском саду

Согласно рекомендациям ФГОУ, «Центр уединения и релаксации» становится обязательным атрибутом для детских садов и других дошкольных образовательных учреждений. Каркас уголка уединения из пластиковых труб может иметь форму домика, шатра или норки. Внутри нужно положить подушки, мягкие предметы, пластилин, карандаши и бумагу, развивающие и отвлекающие внимание игрушки. Снаружи поделка обтягивается тканью спокойных, не кричащих оттенков. предпочтительно использовать материалы пастельных цветов. Все это позволит малышу немного расслабится, переждать стресс, отвлечься от неприятностей и вскоре вернуться в группу к своим товарищам.

Скуб для пляжного поиска

Пляжный скуб применяют для поиска в песке мелких предметов — монет, часов, цепочек, ракушек и так далее. Напоминает он совок с мелкими дырочками в нижней части. Для изготовления скуба нужен отрезок пластиковой трубы диаметром не менее 100 мм, в нижней части которого нужно просверлить отверстия для выхода песка, а в верхней сделать ручку. На фотографии представлен самодельный скуб для изготовления которого удачно применен отвод на меньший диаметр, заглушка и тонкий отрезок в качестве ручки.

Станок для вышивания

Ещё одна интересная поделка из трубок ПВХ. По сути, это рамка на подставке, предназначенная для натяжения на неё ткани. Изготавливается она из труб соединённых отводами в 90 градусов. Это позволяет сделать геометрически правильный квадрат или прямоугольник. Угол наклона регулируется при помощи неплотного раструбного соединения тройника в раме и отвода в подставке.

Колодец из трубы большого диаметра

Пластиковый колодец — самое простое использование трубы из ПНД или ПВХ. Сначала выкапывается яма, достающая до уровня подземных вод. Затем в нее помещается ПВХ соответствующего диаметра и длины, чтобы предотвратить осыпание земли. В колодец можно поместить глубинный насос и организовать подвод в воды в дом непосредственно из резервуара

Качели для детей

Качели из пластиковых труб, вряд ли выдержат взрослого человека. Но для детей, не превышающих 20 кг, это вполне осуществимая затея, а главное – безопасная. Качели можно устанавливать во дворе и на даче, разбирая их на составные части с приходом зимы. На фотографиях представлены два варианта качелей — для улицы и для дома. Компактные домашние качели не требуют никаких дополнительных материалов — в самоделке использованы только оставшиеся после ремонта трубы ПВХ.

Сверлильный станок

Электродрель или шуруповёрт это инструмент, который всегда найдется в шкафчике домашнего мастера . Из них можно сделать домашний сверлильный станок. Нужно просто закрепить его на подвижный кронштейн. Это позволит делать отверстия ровными, на заданном расстоянии друг от друга. Такая самоделка способна заменить тяжелый и серьезный сверлильный агрегат. Но она потребует кропотливой работы. Без точной подгонки и надежного крепления узлов здесь не обойтись.

Грядка для клубники в пластиковых трубах

Поделка представляет собой толстую пластиковую трубу с отверстиями для растений расположенных сверху. Такой способ посадки клубники позволяет созревающим ягодам лежать на пластике, а не на грунте, что облегчает сбор. На фотографии пластиковая труба применена как основа для гидропонной системы. В отверстия вставлены горшки, к которым подается питательный раствор для растений.

Вертикальные грядки

Данный способ посадки растений напоминает висячие сады Семирамиды. Трубы с растениями, торчащими из отверстий в верхней части можно ставить в несколько рядов. Листва закрывает остов, создавая впечатление висящих в воздухе растений. Кроме оригинального внешнего вида, такое размещение растений позволяет получать хорошие урожаи даже с малых площадей. Вертикальные грядки из пластиковых труб вполне можно разместить в узких проходах дачного участка и даже на лоджии или балконе городской квартиры.

Манеж

Для того, чтобы ограничить маленького ребенка в его перемещениях по квартире придумано замечательное устройство – манеж. Можно его купить, а можно и изготовить, по своим индивидуальным замерам! Материала для изготовления манежа понадобится очень много, поэтому обрезками в конструкции не обойдешься.

Лучше всего приобретите трубы в магазине, предварительно просчитав сколько их необходимо для создания манежа. Не жалейте потраченных денег, после того как ребенок подрастет манеж всегда можно разобрать и изготовить что-нибудь другое.

При создании манежа, учитывайте расстояние между прутьями и размерами своего малыша, будет обидно если ребенок пролезет между решетками. Опытные родители советуют придумать крепление конструкции к надежной опоре, для предотвращения перекидывания манежа.

Подставка для ножниц карандашей

Скреплённые вместе отрезки труб разного диаметра, поставленные вертикально, являются хорошим хранилищем не только ножниц и карандашей. Для компактности следует их скрепить в один блок.  Это может быть вполне функциональный органайзер для стола.

Маленький водопад

Интересный совет для дачи – маленький водопад. В жаркие дни он будет отличным спасением для детей. Водопад представляет собой П-образную конструкцию. В горизонтальной стойке сверлите в ряд отверстия, а в основании предусматриваете места для крепления шлангов для воды. Подавая воду Вы получите водяную арку, малышню не выгонишь из такого душа!

Пластиковые трубы — это прекрасный материал для воплощения Ваших смелых идей. Творите, мечтайте, создавайте, радуйте полезными самоделками близких и друзей.

Держатель для плойки или фена

Закреплённые в ванной комнате отрезки ПВХ труб будут надёжно держать щипцы для завивки волос и фен, причем они не расплавятся при соприкосновением с горячими элементами приборов.

Держатель для поливочного шланга

Чтобы шланг не лежал в виде неопрятной, не распутываемой кучи его можно наматывать на сделанный своими руками держатель из труб ПВХ. Практичная и удобная самоделка для приусадебного участка.

Рамы для картин и зеркал

Оригинальное и даже брутальное устройство для хранения фотографий, окаймления картин или зеркал. Смотрится очень эффектно и необычно.

Лавочка из труб ПВХ

Довольно просто, но использовать для соединения нужно хороший клей, ведь лавочка должна быть не только красивой, но и прочной. Лавочка из пластиковых труб для дачи — дешево и со вкусом.

Садовая скамейка

Усложнив конструкцию лавки можно дополнительно сделать спинку — получается очень красивая скамейка. Можно использовать трубки разного диаметра, например, 50 мм для боковых опор и 25 мм для спинки и сидения.

Забор — ограждение для участка

Данное использование труб скорее декоративное, нежели прикладное. Такой забор не остановит злоумышленников, но сделает приусадебный участок или палисад аккуратнее и наряднее. Более того поделку можно покрасить в разные цвета, что придаст дополнительный декорирующий эффект. Все, что для этго потребуется — все те же обрезки, тройники, углы 90 градусов и заглушки.

Род-под — подставка под удочку

Любой рыбак знает для чего нужно это устройство, а возможность собрать его из труб и носить с собой на рыбалку, делает его ещё и удобным. Род-под предполагает несколько подпорок под удочки, чего легко можно добиться, используя короткие отрезки труб и фитинговые соединения. Основной акцент — создать прочную, легко собираемую и разбираемую поделку.  Для рыбака можно предусмотреть легкое кресло из того же материала. На фото — подставка под две удочки.

Опора под кусты

Такая конструкция напоминает опору под виноградник, только в меньшем масштабе. Она поддерживает растения и направляет их ветви в нужную сторону. Проявив немного фантазии, можно заставить, например, китайскую розу расти в виде арки вокруг ворот.

Заграждение для дверного проема

Такое ограждение будет полезно в домах, где есть маленькие дети или домашние животные. По обе стороны проема крепятся трубки чуть большего диаметра, в которые вставляются  рама, как показано на фотографии.

Кашпо для цветов

Простая конструкция кашпо позволяет расставить горшки с цветами не банально — на подоконнике, а в красивых подставках по всему дому. Теперь можно не опасаться вытекающих в результате перелива луж на полу и стенах.

Отделения для обуви

Креативная винная полка

Если вам нужна подставка максимум для четырёх-пяти бутылок, можно сделать такой вот ПВХ-креатив. И делать просто, и смотрится здорово.

Самодельные сани

Данная самоделка довольно сложна в построении, не рекомендуем ее использовать в качестве первой своей поделки из труб. Но при наработав небольшой опыт сделать прочные и лёгкие санки не составит труда. Очень удобно, весело и красиво.

Полотенцесушитель в ванной

Изготовление полотенцесушителя из полипропиленовой трубы своими руками позволяет создать нестандартную конструкцию, для размещения в местах, для которых невозможно подобрать готовую модель. Функциональность такой самоделки намного выше обычной заводской.

Мобильная палатка

Это тот же детский домик. Но в данном случае все соединения сделаны с расчетом на легкую сборку-разборку. Очень практичная вещь — не занимает много места, легка и удобна. Внимание к обтягивающей ткани — она должна быть достаточно прочной и влагозащищенной, что бы противопоставлять капризам погоды. Поделку можно использовать для организации походной кухни или защиты от солнца.

Футбольные ворота

Для игры в мяч или хоккей на траве не обязательно иметь большие железные ворота. Достаточно лёгкой конструкции из ПВХ труб, которая к тому же легко разбирается с приходом зимы. Хотя маленькие ворота можно использовать и зимой для игры в хоккей с шайбой. Поделка обычно состоит из 3 рамок, однако можно её упростить до 2 или даже до одной рамки с натянутой на неё тканью.

Вешалка для одежды

Представляет собой вертикальную трубу с небольшими «отростками» сверху для одежды или полноценную конструкцию для гардеробной комнаты с горизонтальными трубами для размещения большого количества вещей на плечиках. На фотографии самодельная вешалка для детей. Для взрослых поделка должна быть более прочной и использовать трубы с несколько большим диаметром.

Солнечный коллектор

Устройство для нагревания воды. Разместить его нужно на крыше и чем длиннее будет труба, тем эффективнее нагрев. Поэтому обычно «змейки» коллектора из пластиковых труб укладывают по всей площади крыши.

Цветочные горшки и вазы

Эти поделки можно делать из труб и фитингов различного диаметра, просто отпилив фрагмент нужной высоты. Готовые поделки принято декорировать цветной бумагой, а размещать их можно на ранее сделанной из ПВХ труб полочке для цветов.

Система капельного полива

Практическое прямое назначение пластиковой трубы – подача воды. Капельный полив происходит через маленькие отверстия, которые высверливаются на заданных расстояниях. Теперь можно не заботится о поливе  участка в промежутках между посещениями дачи. И залив корней большими объемами воды вам тоже больше не грозит.

Органайзер для стола

Устройство представляет собой склеенные между собой отрезки ПВХ труб разного диаметра и высоты. Смотрится на столе креативно, подойдет для дома и офиса.

Органайзер для ванной

Удобное приспособление для хранения зубных щёток, бритвенных принадлежностей и других мелочей. Причём для каждого девайса будет своя отдельная ячейка. Отлично смотрится в ванной с другими самоделками из ПВХ, например, полотенцесушителем и рамкой для зеркала.

Полка для обуви

Удобное хранилище, выполненное из фрагментов диаметром не менее 100 мм. Обувь теперь не стоит под дверью, а аккуратно сложена на полке. Причем уровней можно сделать сколько угодно.

Держатель для бокалов

Устанавливается над барной стойкой. Труба большого диаметра крепится горизонтально и делается вырез шириной, достаточной для прохождения тонкой ножки бокала. Великолепное дополнение для интерьера в стиле «лофт».

Место для велосипедов

Самоделка для удержания за переднее колесо одного велосипеда, так и для 5, 10 и более. Количество ячеек соответствует количеству байков в семье. Не забудьте о возможных гостях на двухколесном транспорте.  Поделку легко разбирать на зиму и спрятать в кладовку для следующего сезона.

Подставка для дрели

Подставка представляет отрез, в который помещается инструмент, чтобы его не пришлось искать или он не мешал во время ремонтных работ, валяясь под ногами. Удобная, а главное практичная поделка.

Багажник для автомобиля

Вот такой багажник для авто можно соорудить из водопроводных труб. Не менее интересно смотрится держатель для велосипеда на автомобиль.

Ячейки для винных бутылок

В крупных цилиндрах труб, склеенных между собой можно хранить бутылки с вином.

Тент для бассейна

Такой тент помимо создания тени, также может служить воротами для водного поло.

Бортик на кровать

Чтобы ребенок ночью не упал с кровати, можно смастерить импровизированный бортик.

Каркас для экрана уличного кинотеатра

Каркас экрана создает рама из ПВХ труб с натянутым на нее белым полотном. Достаточно только продумать ножки штатива. Готовые заводские варианты стоят недешево, а сделанный своими руками экран будет стоить копейки.

Лестницы для кошек

Кошки – очень подвижные существа, ценящие свободу, поэтому в ограниченных помещениях они начинают чахнуть, чтобы этого не произошло, их нужно постоянно чем-то занимать, а поможет в данном деле вот такая интересная конструкция с горками, лестницами и перекладинами.

Рабочий органайзер

Советуем начать изготавливать поделки именно с органайзера. Проще не придумаешь – обрезать трубы под одинаковым углом и приклеить их к прочному основанию. Можно, расположить их в причудливую форму, покрасить в любимый цвет либо оставить в натуральном. Теперь на рабочем месте заведется идеальный порядок.

Перегородка для плетущихся растений

Из таких труб можно создавать целые ограды или перегородки, по которым в последующем будут плестись вьющиеся растения.

Журнальный столик

Журнальный столик изготавливается таким же образом, как и подставка для цветов, вот только размер у него больше, поэтому ножек и перегородок между ними понадобится также больше. Тщательно продумайте размер и дизайн будущего предмета интерьера, не забудьте изобразить все на бумаге. Сверху пластикового каркаса, как правило, крепят стеклянную столешницу.

Включайте фантазию и ищите нетривиальные подходы. К примеру, основанием для столика может быть не типичный каркас с ножками и перегородками, а множество отрезков труб разного диаметра, склеенных между собой. Еще лучше, если трубы будут разной высоты. В этом случае даже осваивать нюансы правильного соединения труб из ПВХ не придется.

Двухъярусная кровать

Да, из обычных пластиковых труб вполне реально собрать каркас для двухъярусной детской кровати. Из труб выполняются не только опорные элементы, но и лестница, и, конечно же, ламели под матрас. Уровень сложности тут повышенный, за работу лучше браться тем, кто уже попробовал свои силы в изготовлении более простых поделок. Не пренебрегайте составлением чертежа и скрупулезными измерениями.

Изготовленная таким образом кровать станет настоящей находкой для дачного домика небольшой площади, ведь не каждый может себе позволить купить на дачу готовую двухъярусную кровать, а решать проблему размещения как-то надо

Самодельный катамаран из пластиковых труб

Довольно большая и сложная поделка. Все крепления нужно тщательно проклеивать для того чтобы, катамаран не развалился. В качестве поплавков можно использовать герметически закрытие отрезки, большого диаметра.

Кормушка для кур

Тот, кто в сарае на даче обустраивает курятник, хорошо знаком с проблемой, когда птицы разбрасывают корм из кормушки. Если в курятнике вертикально закрепить несколько канализационных труб с характерным изгибом на конце, то подсыпать зерно птицам можно будет, не заходя в сарай. Более того, рассыпать корм курицы уже не смогут, а это значит, что в курятнике будет более чисто, да и на зерне экономия приличная.

Подставка для ноутбука

Представляет собой рамку для поддержки ноутбука.  Такая подставка не только позволяет удобно расположиться для работы столе, кровати или диване, но и обеспечивает отвод горячего воздуха с нижних и боковых плоскостей, защищая ноутбук от перегрева.

Кегли

Дети будут восторге от такого мини боулинга.

Кукольный театр

Для создания такого детского театра требуется всего лишь собрать каркас и повесить шторки.

Лук из полиэтиленовой трубы

Используем свойство упругости пластиковой трубы для создания детского лука для стрельбы. Гриф (рукоятку) обматываем кусочком трубной изоляции и фиксируем клейкой лентой. Тетива из рыболовной лески фиксируется в пазу на концах труб, которые заканчиваются заглушками. Не стоит увлекаться и придавать поделке слишком большой радиус изгиба. Оставьте небольшой запас хода для  плеч лука при натяжении и выстреле.

Подставка для песочницы

Ребенку будет комфортнее играть в песочнице, если она будет приподнята над землей, к тому же песок не будет попадать в обувь и под одежду малыша.

Шпалера для растений

Это обычные стойки из толстых труб с закреплёнными на них горизонтально тонкими. При постройке виноградника нужно рассчитывать на то, что нагрузка на стойки и перекладины будет постоянно расти, поэтому необходимо учесть запас прочности для такой самоделки. Не останавливайтесь на простых прямоугольных подставках. Пластичность материала позволят добиться самых причудливых форм для украшения вашего сада!

Карниз для штор из пластиковой трубы

Стильный карниз из пластиковых труб можно сделать из оставшихся после ремонта материалов. Плотно прикрутить самоделки к стене помогут фланцы, надетые на пластиковые кронштейны. Сами шторы крепятся к кольцам, надетым на трубу. Такие поделки рекомендуется использовать для легких видов штор. Тяжелые портьерные ткани они не удержат. Карнизы можно покрасить металлическими красками или оставить «как есть».

Детский стул

Легкий стульчик из пластиковых труб и отреза яркой плотной ткани наверняка понравится детям. Он может стать предметом обстановки в детском домике или использоваться как дачная мебель. Для изготовления использованы остатки ПВХ труб, отводы 90 градусов и тройники. Каркас фиксируется при помощи клея.

Как придать форму трубам из пластика

Трубам можно придать практически любую форму, ведь они соединяются между собой и изгибаются. Например, если нужно сделать свод для навеса, они вполне могут сгибаться на заданный радиус, он зависит от диаметра и толщины стенок.

Самоделки из пластиковых труб требуют придания материалу определённых форм. Это достигается путем нагрева материала. Для нагревания используют строительный фен или газовую горелку. Необходимо разогреть пластиковую поверхность и пока она горячая придать ей нужную форму. Если горелки нет, можно нагревать материал над огнем газовой плиты. Для не сильного нагрева достаточно просто наполнить трубу горячей водой.

Нагретый пластик очень мягок, поэтому особое внимание нужно обращать на заломы в местах изгиба. Режут пластик ножовкой по металлу или лобзиком.

Как и чем соединять

ПВХ трубы стали популярными из-за легкости монтажно-сборочных работ. Для их соединения нужны уголки, муфты, крестовины. Скрепляют их или горячей пайкой с помощью “утюга” или просто на клей и саморезы.

Если конструкция не требует герметичности, то пайка труб не обязательна, а без неё также легко разобрать конструкцию. Этот приём используют при создании теплиц, когда на весенне-летний период их монтируют, а после на зиму разбирают и хранят в таком виде.

Порядок действий при сборке конструкции

Делаем стойки сушилки из отрезков длиной 20 см. Для этого вертикально соединяем тройниками по 3 таких куска. Получаем стойки чуть выше 60 см. Снизу вставляем ножки, получаются 4 стойки по 120 см высотой. Две стойки соединяем широкой перекладиной при помощи уголков.

В свободные горизонтальные отверстия уголков вставляем перекладины, получаем основной и внутренний прямоугольник. Хомутами крепим внутренний узкий прямоугольник к верхней перекладине основы.

Сушилка устанавливается как буква “Л”, для устойчивости можно регулировать угол наклона прямоугольников. Бельё развешивается на перекладинах, ставить сушилку можно в любом удобном месте. Собранная конструкция легко вешается на стену в кладовой.

Важно: Аналогичные пошаговые инструкции, показывающие как сделать поделку из труб, легко найти в интернете. Использование остатков пластиковых труб не ограничивается представленными идеями, этот материал реально применять в собственной домашней мастерской.

Фото поделок из труб

Руководство по монтажу отопления

Предварительно подготовьте схему разводки системы, монтажа батарей, подключения котла. В дальнейшем вы будете выполнять все необходимые работы в соответствии с этой схемой.

Непосредственно работа по монтажу труб выполняется в несколько простых шагов.

Перавый шаг

Высчитайте длину отрезков полипропиленовых труб на каждом участке системы отопления. Установите подходящий вид фитинга.

Второй шаг

Определите необходимое время сварки соединений. Оно зависит от диаметра применяемых труб и уточняется в соответствующей справочной литературе. Предварительно занесите все элементы отопительной системы в помещение и дайте им нагреться до комнатной температуры.

Третий шаг

В соответствии с расчетными данными нанесите места резки труб при помощи маркера.

Сделайте срез при помощи специальных ножниц. Режьте перпендикулярно по отношению к поверхности.

Ножницы для резки полипропиленовых труб

Протрите срезы раствором спирта, удалите присутствующую грязь при помощи сухой тряпки.

Четвертый шаг

Возьмите насадку для паяльного аппарата, соответствующую диаметру сечения труб, обезжирьте ее, а затем установите горизонтально и дайте нагреться до 265 градусов.

Поместите трубу и фитинг в отверстия нагревателя, по таблице подберите необходимое время нагревания и выполните непосредственный нагрев соединяемых элементов. После этого аккуратно выньте изделия, вставьте трубу в фитинг и выдержите в течение требуемого времени. Соединяемые элементы лучше не трогать до их полного остывания.

По аналогичной схеме спаяйте все трубы отопительной системы, ориентируясь на имеющиеся у вас чертежи. Подключение труб к отопительному прибору и радиаторам также выполняйте по чертежам.

Чтобы в дальнейшем трубы не провисали, обеспечьте их частое крепление к поверхности с помощью клипс. Для системы из полипропилена оптимальной температурой теплоносителя является показатель в 60 градусов.

Придерживайтесь полученных рекомендаций, и ваше отопление из пропилена будет безукоризненно служить долгие годы.