Кроквяні ферми: види, матеріали, розрахунок
Основним завданням при зведенні покрівлі будь-якої конфігурації та виду є максимальне забезпечення захисту будівлі від негативного впливу зовнішніх факторів. Цього можна досягти за допомогою використання кроквяних ферм на основі дерева або металу.

Основні вимоги до конструкції

  • Незалежно від конкретного типу будівельних матеріалів (дерево, покрівля, що наплавляється, металочерепиця, звичайна черепиця) перед початком оздоблювальних робіт повинна бути зведена міцна будівельна конструкція, основним завданням якої має стати забезпечення стійкості і надійності влаштовується покрівлі.
  • Якісне виконання конструкції, основними частинами якої є кроквяні і підкроквяні ферми, є гарантією того, що вона витримає всі надані на неї постійні і тимчасові навантаження.
  • Основними вимогами до обираного матеріалу і конструкції кроквяної ферми є міцність, стійкість і надійність.

Конструктивні особливості кроквяних ферм

У визначення “кроквяна ферма” входить ряд конструктивних елементів: розкосів, стійок риштувань. Така жорстка конструкція в результаті складання забезпечуватиме скелет покрівлі.

Під цим визначенням маються на увазі жорсткі конструкції, що застосовуються при влаштуванні скатних дахів.

Завданням ферм є передача загального навантаження, яка виявляється на дах, стіни будівлі. Матеріалом для виготовлення ферм в основному служить дерево, але можливі також альтернативні варіанти.

Основою для створення дерев’яних конструкцій є дошки, ліс-кругляк, брус.

Кроквяні ферми: види, матеріали, розрахунокКорисна інформація про те, які бувають види дахів дерев’яних будинків.

Все про види герметиків для металевої покрівлі ви знайдете в окремій статті.

Окремі елементи з’єднуються методом врубки. У тому випадку, коли деталі зроблені з дощок, в хід йдуть болти, цвяхи, зубчасті кільцеві шпонки.

При зведенні великих по площі будівель, коли довжина прольоту виявляється більше 16 метрів, при будівництві використовуються ферми з розтягнутими стійками на основі металу.

У разі використання розтягнутих дерев’яних стійок надійне кріплення вузлів є досить складним завданням, а при використанні металевих елементів зробити це легко.

Збірка дерев’яних ферм – процес досить трудомісткий. При використанні ферм комбінованого типу (з дерев’яними і металевими деталями) це можна зробити набагато швидше.

При зведенні житлових будинків рідко застосовують варіант покрівельної конструкції з відкритими фермами. В основному вони закриваються за допомогою стельових перекриттів. У сфері будівництва будівель промислового призначення відкриті ферми є досить популярним варіантом влаштування покрівлі.

В якості головних елементів можуть використовуватися також балки. Кроквяні балки на основі залізобетону є подстропильными конструкціями, перекривають кроки колон довжиною 12, 18 метрів. Подібні елементи при цьому є проміжними опорами.

Види кроквяних ферм

Кроквяні ферми: види, матеріали, розрахунокВибираючи конструкцію і матеріал для створення покрівельного скелета, необхідно враховувати, на основі якого матеріалу побудовані стіни. Опорами для несучих конструкцій можуть бути залізобетонні, металеві колони, цегляні стіни або підкроквяні ферми.

Особливості ферм дають можливість їх класифікації за наступними ознаками:

  • обрисом поясів;
  • конструктивним оформленням;
  • статичною схемою;
  • типом решітки.

Найбільш значущим критерієм для поділу ферм на окремі види є обрис поясів. Воно визначається конструкцією покрівлі, розмірами прольоту, величиною надається навантаження. В основному вибір покрівельного матеріалу залежить від нахилу верхнього пояса.

  • З області промислового будівництва при влаштуванні покрівель плоского типу використовуються кроквяні ферми з паралельними поясами.
  • У разі використання в якості покрівельного матеріалу азбестоцементних або сталевих листів влаштовується трапецієвидна різновид несучих конструкцій.
  • У сфері цивільного будівництва найбільш популярними є остови трикутної форми.
  • При будь різновиди обрисів застосовують різні системи решіток. При влаштуванні ферм з паралельними поясами або трапецієподібної форми оптимальним варіантом є решітка трикутної форми, укріплена за допомогою пристрою додаткових стійок.
  • Крім цього типу, широке поширення одержали розрізна балкова схема або решітки з шпренгелями.

За ознакою конструктивного оформлення ферми поділяються на такі види:

  • легкі, або одностінні — відрізняються наявністю однієї фасонки у вузлах;
  • важкі, або двостінні – їх особливістю є наявність у вузлах двох фасонних аркушів.

При зведенні будівель зі значною довжиною прольоту (складальних цехів, ангарів) застосовуються важкі конструкції. У подібних будівлях промислового призначення скелет виконує функції ригелів рамних систем.

У відповідності з матеріалом виготовлення кроквяні ферми бувають:

  • дерев’яними;
  • металевими;
  • змішаними (або комбінованими).

Вибір форми

Щоб правильно обрати форму конструкції, необхідно звертати увагу на наступні важливі моменти:

  • матеріал, що використовується в якості покрівельного покриття;
  • величина кута нахилу даху;
  • наявність перекриттів стелі;
  • специфіка конкретного типу з’єднання деталей кроквяних ферм.

Наприклад, у випадку зведення покрівлі плоского типу, покриттям для якого служать рулонні бітумні матеріали, найкращим варіантом кроквяної ферми є прямокутна або трапецієподібна конструкція.

При величині кута нахилу понад 12 градусів і у випадку важких покриттів оптимальним вибором є ферми трикутної конфігурації.

Розрахунок висоти кроквяної ферми проводиться з використанням формули, яка відповідає обраній формі конструкції:

  • Для трикутного варіанти: 1/5 х L. Латинською буквою позначена довжина прольоту.
  • Для прямокутної конструкції: 1/6 х L.

При зведенні приватних житлових будинків найбільш часто використовуваною є кроквяна ферма трикутної конфігурації. Для пристрою покрівель з одним або двома скатами з різними кутами нахилу застосовуються різні комбінації зі кроквами похилого типу, влаштовуються дерев’яні або металеві кроквяні ферми.

Стійкість ферм підвищується допомогою пристрою додаткових зв’язок для верхнього і нижнього поясів. Виготовлення подібних зв’язок здійснюється головним чином на основі дощок.

У випадку зведення покрівлі з двома скатами раціональним вибором є різновид ферми зі кроквами висячого типу.

Поради щодо вибору матеріалу для кроквяної ферми

Кроквяні ферми: види, матеріали, розрахунокНайголовнішим моментом вибору кроквяної конструкції є підбір будівельного матеріалу, який може забезпечити необхідну ступінь міцності, жорсткості, надійності. Значення має і цінова категорія, до якої належить матеріал.

Дерев’яні ферми

Кроквяні ферми на основі дерева є найбільш популярним варіантом, який відповідає більшості пред’являються до конструкції вимог.

Їх застосовують у наступних випадках:

  • при влаштуванні покрівель мансардного типу;
  • при зведенні комерційних, сільськогосподарських, спортивних, промислових об’єктів;
  • під час відновлення плоских покрівель споруд різного призначення;

Основними достоїнствами дерев’яних кроквяних ферм по відношенню до інших різновидів таких конструкцій є:

  • простота процесу виробництва і його автоматизированность;
  • короткі терміни виконання робіт з проектування;
  • легкість здійснення монтажу (завдяки наявності готових елементів конструкції);
  • широка перспектива реалізації самих незвичайних дизайнерських рішень в плані форми, конфігурації і т. д.;
  • порівняно невелика вага;
  • можливість застосування в разі прольотів великих розмірів (найбільша довжина може становити 18 м);
  • можливість утеплення і простота його здійснення;
  • відмінні експлуатаційні якості і технологічні характеристики;
  • приналежність до першої категорії пожежної безпеки (матеріал проходить відповідну обробку в заводських умовах);
  • відповідність вимогам екологічної безпеки.

У разі вибору конструкцій на основі дерева необхідно звертати увагу на якісне проведення обробки матеріалу антисептичними і антипиретическими складами, що забезпечують захист конструкції від руйнівної дії гнилі, грибів, комах і від вогню.

Специфіка металевих кроквяних ферм

Кроквяні ферми: види, матеріали, розрахунокДля забезпечення підвищеної жорсткості застосовують кроквяні системи на основі металу. Цей варіант максимально підходить при влаштуванні кроквяних ферм значної довжини (більш 10 м). В таких випадках стали виготовляються не тільки крокви, але також брус мауерлата і конькові опори. Укладання проводиться не з допомогою дерев’яної сполучної деталі, а за допомогою швелера. Для кріплення кроквяних ніг використовуються приварені куточки.

Основними перевагами сталевих кроквяних ферм є:

  • підвищений рівень міцності;
  • стійкість;
  • несхильність до руйнування і гниття;
  • значний термін служби;
  • зручність застосування при необхідності перекриття споруд великої площі і висоти.

Слід вказати також недоліки металевих ферм:

  • значний вагу створюваної конструкції;
  • застосування спеціальної техніки для підйому конструкції на необхідну висоту;
  • нестійкість матеріалу і висока ймовірність його деформації в умовах високого температурного фону;
  • дорожнеча.

Сталеві кроквяні ферми бувають трьох типів:

  • спараллельными поясами;
  • трикутні;
  • полігональні.

При плануванні м’якої покрівлі оптимально підходять ферми з паралельними поясами або полігональні. У разі застосування листових матеріалів краще вибрати трикутні конструкції.

Промисловість випускає кроквяні ферми уніфікованих розмірів, які розраховані на прольоти, довжина яких становить 18, 24, 30 і 36 метрів.

Для виготовлення поясів і решітки ферм в більшості випадків застосовуються куточки, а скріплення окремих елементів здійснюється за допомогою зварювання. Найбільш раціональною вважаються конструкції, для виготовлення поясів яких були використані таврові широкополочні балки. Процес виготовлення таких конструкцій досить простий, до того ж на них йде менше матеріалу, але надійність і міцність конструкції від цього не страждають.

Відмінною особливістю сталевий подстропильной від кроквяної ферми є наявність паралельного пояса. Їх випускають в аналогічних уніфікованих розмірах.

Під час будівництва приватних будинків в багатьох випадках використовуються сталеві кроквяні ферми, матеріалом для яких є профільна труба. Порівняно з фермами на основі куточків, швелерів або тавра подібні конструкції володіють меншою вагою.

Такі конструкції можуть збиратися прямо на будівельному майданчику. При цьому використовується зварювальний апарат.

Ферми виготовляються на основі гнутих або гарячекатаних профільних труб. При цьому використовується сталь товщиною від півтора до п’яти міліметрів. Переріз профілю труби може бути квадратним або прямокутним.

В даний час в будівництві нерідко застосовують також залізобетонні кроквяні ферми. Вони являють собою дуже міцні гратчасті конструкції для перекриття значних по довжині прогонів.

Подібні ферми доцільно монтувати на дахах одноповерхових будівель, покриття яких відчуває дуже великі навантаження.

Розрахунок навантажень

Кроквяні ферми: види, матеріали, розрахунокПід час зведення системи крокв важливим моментом є не тільки правильний вибір форми конструкції та матеріалу виготовлення, але і коректний розрахунок можливих навантажень.

Вони бувають трьох видів:

  • постійні: загальна вага покрівельного пирога;
  • тимчасові: вага снігового шару, що знаходяться на покрівлі людей, сила поривів вітру;
  • особливі – до цієї категорії відноситься сейсмічна навантаження.

Кроквяна система на основі ферм і балок є несучою конструкцією, до складу якої входять численні елементи. Незалежно від конкретної конструкції і форми це складний у технологічному плані процес, головним етапом якого є етап проектування. Саме в цей час проводяться розрахунки, від правильності яких залежить безпека всієї конструкції протягом всього експлуатаційного періоду. Такий розрахунок складається з складних обчислень, здійснення яких вимагає наявності професійних знань.

Кроквяні ферми: види, матеріали, розрахунокЯк виглядає конструкція двосхилим мансардного даху можна подивитися на нашому сайті.

Про особливості пристрою ламаної даху шукайте інформацію тут.

Як зробити фронтон будинку з бруса читайте в статті за адресою http://rooffs.ru/accessories/frontony/iz-brusa.html.

Монтаж

В якості прикладу нижче описаний найбільш простий процес монтажу кроквяних конструкцій при зведенні односхилим покрівлі.

  • Спочатку згідно з наведеною формулою розраховується величина перепаду стін:
    Ш х tgL

Буквою Ш позначено відстань між двома опорними стінами, а tgL– це тангенс кута нахилу покрівлі.

  • Після цього готується необхідна кількість дерев’яних крокв, попередньо оброблені антисептичними складами.
  • Наступним кроком є встановлення мауерлата. Балка по товщині повинна відповідати величині товщини стін. Її необхідно прикріпити по можливості більш жорстко і провести якісну гідроізоляцію. В процесі монтажу опорної балки треба стежити за дотриманням строго горизонтального розташування.
  • Після закінчення монтажу мауерлата на ньому повинні бути позначені точки установки кроквяних ніг і вирізані виїмки для них.
  • Заздалегідь підготовлені ферми укладаються таким чином, щоб вони виступали на поверхню опорної балки на 30 див. Закріплення здійснюється за допомогою болтів і скоб.
  • Процес завершується встановленням підпор та монтажем обрешітки. У тих випадках, коли кроквяні ноги мають довжину понад 4,5 м, підпори є обов’язковим елементом. Поверх змонтованих крокв влаштовуються планки обрешітки.

ВИСНОВКИ:

  • Використання кроквяних ферм на основі дерева або металу забезпечує захист будівлі від зовнішніх впливів.
  • Основними вимогами до обираного матеріалу і конструкції кроквяної ферми є міцність, стійкість і надійність.
  • Завданням ферм є передача загального навантаження, яка виявляється на дах, стіни будівлі.
  • Ферми класифікуються по контуру поясів, конструктивного оформлення, статичній схемі, типом решітки.
  • Розрізняють ферми з паралельними поясами, трапецієподібні, трикутні.
  • Кроквяні ферми виконуються з дерева або металу. Можливі також комбіновані варіанти.
  • Стійкість ферм підвищується допомогою пристрою додаткових зв’язок для верхнього і нижнього поясів на основі дощок.
  • При зведенні системи крокв важливим моментом є коректний розрахунок можливих навантажень.

Детальніше про кроквяної системі вальмового даху дивіться у відеосюжеті.

Схожі:
Соц закладки