как крепить ферму к стене
Как изготовить и прикрепить навес к стене дома
Финишным этапом строительства частного дома является сборка и установка навеса. Многие путают навес с обычным козырьком над крыльцом, хотя это разные конструкции. Нужно понимать, что козырек крепится только к фасаду, в то время как навес имеет опорные конструкции, смонтированные на прилегающем участке. Проще говоря, для навеса необходим каркас на столбах, сваях или других несущих элементах, которые устанавливаются в непосредственной близости от фасада здания. Крепление навеса к стене дома совсем не обязательно, но такой способ позволяет немного сэкономить, т.к. снижает расходы на изготовление постройки. Как выбрать тип навеса, построить его, как прикрепить навес к стене дома – все это важные нюансы.
Назначение и конструкции навесов
Основная цель строительства навеса – защита части придомовой территории от осадков и прямых солнечных лучей. Закрытый участок может использоваться как беседка или место для барбекю. Отдельно стоящий навес можно построить на придомовой парковке или рядом с гаражом. В таком случае автомобиль будет защищен от дождя и снега.
Навесы часто используют в личном подсобном хозяйстве, для обустройства летнего выгула скота, места для кормления и ночлега. Преимущества использования такой конструкции в ЛПХ очевидны:
Что касается конструктивных особенностей навесов, то форма и внешний вид навеса полностью зависят от фантазии строителя, дизайнера. Конструкция легкая, поэтому воплотить в жизнь можно практически любые, даже самые причудливые формы.
Виды навесов
Навес может быть отдельно стоящим и пристроенным к стене дома, гаража или любой другой постройки. Их можно разделить по типу материалов, из которых изготавливается каркас:
По типу крыши навесы бывают:
Выбор материалов для строительства навесов
На этапе проектирования конструкции непременно встает вопрос о выборе материалов, из которых будет изготавливаться будущая постройка. Выбор зависит от бюджета и дизайнерского решения. Если планируется строительство навеса прямоугольной формы с односкатной крышей, то можно выбрать любой доступный материал: дерево, металл – неважно. С двускатными вариантами поступают аналогичным образом.
Для изготовления навеса с полукруглой крышей рекомендуется использовать металл, т.к. он легче гнется и не теряет форму в дальнейшем. Дерево в этом случае проигрывает. Изготовить полукруглые детали конструкции из брусков сложно, для этого требуется специальное оборудование. Вдобавок, дерево со временем может деформироваться, вплоть до разрушения кровельного покрытия.
Что касается долговечности, специалисты рекомендуют металлические конструкции, считая, что они лучше сопротивляются коррозии. Однако сегодня существует большой выбор пропиток, которые способны защитить деревянные детали конструкции и в разы увеличить их срок службы.
В качестве кровельного материала можно использовать любое современное покрытие. Более предпочтительно покрыть крышу сотовым поликарбонатом, т.к. он способен пропускать солнечные лучи. Хорошо смотрятся навесы с кровлей из профилированного листа. Ондулин и другие похожие на него материалы используются реже, так как для них необходимо обустраивать более сложную обрешетку, либо использовать вместо неё фанеру, что увеличивает стоимость конструкции.
Применяемый крепеж
Есть несколько вариантов крепежных изделий, которые можно использовать для крепления навеса к стене дома. При выборе необходимо учитывать вес конструкции, материал стены, на которую планируется закреплять навес.
Если стена деревянная, удобно использовать саморезы с шестигранной головкой. На сленге строителей такой саморез принято называть глухарем. Для бетонных стен оптимально использовать разного рода анкера. Для стен, изготовленных из пористого материала (газоблоков, пенобетона), выбирают химические анкера или выполняют сквозное крепление при помощи шпилек и болтов.
Анкеры с клином
Предназначены для крепления тяжелых конструкций к бетонному или кирпичному основанию.
При помощи такого анкера можно закрепить на стене направляющую рейку или перфорированный крепеж (металлический уголок, крепление для бруса). Для монтажа необходимо отверстие соответствующее диаметру анкера.
Анкеры с притяжной гайкой
Еще одна разновидность анкерного крепежа для монтажа тяжелых конструкций к бетонным или кирпичным основаниям – анкерный болт с гайкой.
По характеристикам и принципу монтажа он практически не отличается от предыдущего крепежа.
Дюбель-гвозди
Самый универсальный, недорогой и популярный крепеж для конструкций средней тяжести. При помощи дюбель-гвоздей можно закрепить направляющую деревянного навеса к основанию из кирпича, бетона, газобетона.
При выборе размера дюбель-гвоздей необходимо учитывать, что они монтируются сквозным способом. Это значит, нужно суммировать планируемую глубину посадки дюбеля с толщиной закрепляемой детали. Например, необходимо прикрепить направляющую навеса толщиной 5 см к бетонной стене. Бетон материал прочный. Чтобы дюбель надежно удерживался, достаточно заглубить его на 6-7 см. Получается, что для крепления потребуются дюбель-гвозди длиной не менее 110 мм. Для материалов с пористой структурой использовать такой крепеж не рекомендуется. Но если нет других вариантов, для получения максимальной прочности крепления, необходимо устанавливать крепеж на максимально возможную глубину.
«Глухарь»
Саморез применяется для надежного крепления к деревянному основанию. Он требует предварительного засверливания. Диаметр сверла должен быть на 2-3 мм меньше номинала самореза.
Такой крепеж, в отличие от классических саморезов или шурупов по дереву, имеет шестигранную головку и гораздо больший диаметр. Усилие, с которым «глухари» прижимают закрепляемые детали к основанию, существенно выше.
Пошаговая инструкция по изготовлению и монтажу навеса своими руками
Рассмотрим пошагово, как сделать навес для дома своими руками. Начинать строительство нужно с планирования конструкции, места размещения. Весь процесс можно разделить на несколько этапов:
Схемы и чертежи
Схема необходима для составления сметы (расчета количества материалов, стоимости). Если ограничения по бюджету нет, то для составления схемы, эскиза и чертежа навеса можно обратиться к дизайнеру. Профессионал разработает проект навеса, который гармонично впишется в экстерьер дома. Если такой возможности нет, то можно найти схему в интернете, адаптировать размеры навеса под конкретный фасад и приступать к строительству.
Ниже на рисунке представлена типовая схема односкатного, металлического навеса с кровлей из сотового поликарбоната, примыкающего к стене. Для изготовления такой постройки самостоятельно необходимы навыки сварщика, так как детали конструкции соединяются неразборным сварным швом.
Подготовка материала
После того как чертеж готов, можно приступать к подготовке материала. Необходимо зачистить трубы, обработать деревянные детали конструкции антисептическим средством. Антисептики, впитываются в структуру древесины и защищают ее от влаги, насекомых-вредителей, грибка.
Подготовка инструмента
В зависимости от материала, из которого планируется изготавливать навес, для проведения работ могут потребоваться различные инструменты. Для металла:
Для сборки конструкции из дерева, необходимо иметь:
Изготовление элементов конструкции
Нюансов, связанных с изготовлением элементов конструкции, достаточно много. При изготовлении отдельных деталей, необходимо строго соблюдать размеры, указанные на чертеже. В противном случае, при дальнейшей сборке каркаса возникнут проблемы, для устранения которых потребуется использовать дополнительный объем материала, что приведет к увеличению конечной стоимости конструкции.
Односкатный навес под кровлю из профилированного металлического листа собирается из следующих элементов:
Монтаж закладных к стене
Опорный брус для деревянного навеса монтируется на начальном этапе сборки каркаса, располагается строго горизонтально и крепится максимально надежно. На такой брус можно легко закрепить стропила. Для крепления стропил удобно использовать перфорированные уголки или специальные крепления для бруса.
Сборка деревянного навеса и кровельные работы
На рисунке ниже схематично изображено, как правильно собирать основные узлы навеса.
В первую очередь, крепится направляющий брус на стене и устанавливаются опорные столбы. Далее на столбы укладывается и закрепляется поперечный брус (на рисунке мауэрлат). Затем можно приступать к установке основных стропил, после чего на них монтируется обрешетка. Последний этап – монтаж профлиста или поликарбоната. Для крепления кровли используют разноцветные кровельные саморезы.
Навес для частного дома можно сконструировать самостоятельно, но лучше воспользоваться услугами профессионалов. Компании, которые занимаются изготовлением подобных изделий, могут сделать красивый навес с украшениями из кованых металлических прутьев и по приемлемой цене.
Крепление металлической фермы к стене
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ФЕРМЫ
Металлические фермы
Металлические фермы — это одна из разновидностей строительной продукции, которая состоит из двух поясов: верхнего и нижнего, а также раскосов и стоек, соединенных в узлах, какие представляют собой геометрически неизменяемую конструкцию. Когда оси элементов металлические фермы пересекаются в одной точке при условии, что нагрузка приложена в узлах, то жесткость этих узлов на работу конструкции влияет несущественно. В таком случае все раскосы металлоконструкции испытывают только растяжение или сжатие, осевые усилия, что даёт возможность использовать более рационально металл, чем в двутавровых балках также и других видов металла с большой массой.
Также нельзя и забывать учитывать, что фермы более трудоемки в изготовлении, что обусловлено большим количеством деталей. С увеличением пролетов и уменьшением нагрузки на них эффективность металлические фермы в сравнении со сварными или прокатными балками существенно возрастает.
Трубы производят из стали (Ст3СП, 09Г2С), в том числе из нержавеющей. Также осуществляется контроль надежности сварного шва (этого требует ГОСТ).
Минимальные размеры профильных труб российского производства — 15×15 мм. Максимальные размеры — 450×350 мм. Стенка трубы 1-12 мм, длина 6-12 м. Эти параметры зависят от — ГОСТ стандарта, а также от ТУ, согласно которым идет производство трубы.
Преимущества металлической фермы
— Устойчивость к деформациям даже при больших нагрузках.
— Маленькая масса, так как внутри полость.
— Невысокая стоимость, так как для изготовления полых элементов металла требуется немного.
— Возможность строить сложные конструкции при минимуме усилий.
— Долговечность и прочность.
Основные сферы их применения:
— павильоны для выставок;
— сооружения для спорта;
— авто заправочные станции;
— технических и инженерных сооружений;
Из металлических ферм делаются разные металлоконструкции, разнообразные перекрытия, каркасы для будущих построек, опоры и пролеты.
Металлические фермы из профильной трубы
Ферма – это система, является стержнем строительной конструкции. В ней не меняются геометрические формы, когда ее жесткие узлы заменяются шарнирными. Когда раскосы не расцентрованы и нет внеузловой нагрузки, в раскосах фермы появляется лишь растяжение или сжатие. Фермы создаются из прямых раскосов, которые соединяются в узлах. Таким образом, это висячая конструкция, которая состоит из двух поясов: верхнего и нижнего, а также раскосов и стоек.
Элементы, составляющие фермы
Схема устройства металлической фермы из профильной трубы
Без металлических ферм сложно представить себе современное строительство. Применяются они, как правило для того, чтобы перекрывать большие пролеты. Так сооружают мосты, заводы, складские помещения, торговые комплексы, спортивные комплексы, павильоны, сцены, технических и инженерных сооружений так далее.
Очень сложно самостоятельно сделать правильный расчет — нагрузки на каждую часть системы и выбирая материал для конструкции.
Какую конструкцию фермы необходимо выбрать, подскажет расположение чердачного перекрытия, угол уклона крыши и нужная длина пролета.
Угол уклона кровли 22° – 30°
Когда в проекте дома, указан угол уклона кровли 22°- 30°и вы хотите покрыть крышу шифером, сделать железное или этернитовое кровельное покрытие, луче всего подойдёт металлическая ферма треугольной формы, высота фермы составит одну пятую часть длины пролета. Масса такой ферми не большая.
Когда длина пролета 14-20м., выбирайте конструкцию с идущими вниз раскосами, так как здесь тоже большую роль играет вес. Верхняя часть металлической фермы должна иметь панель длиной 1,5 — 2,5 м. Два пояса конструкции составляет четное количество панелей.
Когда сооружается промышленные помещения, фермы монтируются на подстропильные металлические конструкции. Эти металлические фермы являются связующими элементами для опорных колонн. В данном случае длина пролетов 20-35 м. Необходим монтаж фермы «Полонсо». Она представляет собой структуру из 2 ферм треугольной формы, они соединены между собой при помощи затяжки монтажных соединительных болтов. Такое сооружение дает возможность избежать длинных раскосов в панелях в середине. Ведь, чтобы сопротивляться нагрузке продольного изгиба, они должны иметь очень большое сечение, что сделает всю конструкцию тяжелее во много раз. Верхняя часть фермы имеет двенадцать или шестнадцать панелей. Панели в длину составляют 2 — 2,75 м. Если потолок прикрепляется к фермам, затяжка крепится в узлах пояса сверху.
Угол уклона кровли 15° – 22°
В основном случаи показывает расчет высоту фермы в одну седьмую часть длины пролета. Пролет до 20м. Чтобы увеличить высоту конструкции до 0,23 длины пролета, пояс расположенный внизу, делается ломаным.
И при этом случаи металлические фермы весят примерно на 30% меньше, по сравнению с треугольными конструкциями. Чтобы использовать такие фермы с восемью панелями, нужно увеличить чердачные стены.
Угол уклона кровли 6°– 15°
Этот угол уклона крыши небольшой – при этом уклоне устанавливаются металлические трапециевидные фермы. Высота фермы будет ровна одной седьмой или одной девятой части длины пролета в этом случаи металлическая ферма будет весить меньше всего.
Если в некоторых случаях не подразумевается подвешивание к конструкции потолка, нужна решетка треугольная в качестве раскосов. Расчет количества панелей проводится по таким же расчетам как у треугольной конструкции металлической фермы.
Когда длина чердачных стен недостаточна, возле опор делаются переломы крыши. Если необходимо подвешивание потолка, все панели фермы должны иметь одинаковую длину всех поясах 1,5 — 2,5м., и для раскосов прибавляются стойки. Если Вы хотите чтобы металлические конструкции не были тяжелыми, используется решетка, в которой усилие по сжатию принимается коротенькими стойками.
В том случаи, когда предполагается геометрически сложный потолок и его среднюю часть нужно приподнять над опорами фермы, самый подходящий вариант – металлическая ферма Полонсо — это треугольная ферма в которой нижней пояс делится на три части.
Когда нужна еще больше высота потолка от опор, тогда вам нужна многоугольная металлическая ферма из стропил. У таких конструкций нижний пояс поднят.
Если крыша односкатная и угол ее уклона 6° — 10°, изготавливается металлическая ферма асимметричной формы. Помимо профильной трубы, в качестве материала для стропильных ферм могут быть использованы швеллер из металла, в сечении буквы — П, тавр металлический профиль с сечением в виде буквы — Т, уголок металлический с сечением в виде буквы — Г.
Большое преимущество конструкции из профильной трубы в том, что она легче, по сравнению с конструкциями из материалов, обозначенных выше.
Наш опыт показывает, что профильные трубы чаще всего становятся основой ферм для перекрытия с более легкими кровельными материалами, такими как поликарбонат, битумный гонт, ондулин и так далее.
Как рассчитать металлическую ферму
Для этого нужно:
Пошаговая инструкция:
— Нужно выбрать схему. Определить контуры поясов фермы. Эта металлическая ферма выбираются в связи с функциями постройки, типом покрытия крыши, углом уклона.
— Нужно определить размер конструкции. Высоту конструкции нужно выбрать в зависимости от типа кровельного материала, возможности перемещения фермы, минимального ее веса и возможности обеспечения установленного угла уклона поясов.
— Нужен расчет строительного подъема, если пролет превышает 36м.
— Расчет панельных размеров. Эти размеры должны быть в соответствии с расстоянием между частями, передающими нагрузку на металлоконструкцию. Не забывать что угол раскоса у разных ферм — разный, а размеры панели должны ему соответствовать. При решетке треугольной формы этот угол составляет 45°. Если форма решетки раскосная, 35°.
— Указываем расстояние между узлами фермы. Как правило оно равно ширине панели.
Металлическая ферма арочная — она состоит из верхнего и нижнего пояса. Нижний пояс имеет вид дуги и является направляющим. Пояса соединяются друг с другом ребрами жесткости.
Надо помнить, что чем выше ферма, тем больше несущая способность навеса. Зимой снега на такой арочной крыше, задерживаться будет мало. Несущая способность крыши также связана с количеством ребер жесткости, чем больше ребер, тем ферма крепче. Для обеспечения безопасности сооружения важна точность изготовления конструкций.
Строительные отрасли быстро развивается. Когда то здания возводились из кирпича, камня. Сейчас большой популярностью пользуются сооружения, которые возводятся намного быстрее, благодаря использованию легкого, но надежного материала — стали.
Узлы из металла для балок, ферм, колонн, рам
Все стыковые соединения балок могут быть заводскими и выполняться непосредственно при изготовлении изделия на заводе. Таким образом удаётся увеличить длину готовой продукции.
Также узлы металлических балок могут быть монтажного типа. В этом случае они производятся непосредственно на самой строительной площадке. С их помощью выполняется соединение всех отдельных элементов в одну общую металлическую конструкцию. Такие соединения выходят дороже по стоимости, в отличие от заводских. Обусловлено это тем, что необходимы дополнительные материалы для соединения балок – монтажные болты.
Узлы сопряжения металлических балок
Такие соединения классифицируются по конструктивному признаку. Это могут быть узлы опирания металлических балок сверху или же примыкание сбоку. Последнее соединение подразделяется на жесткое и шарнирное.
Боковое примыкание выполняется в виде фланцевого соединения. Шарнирное передаёт опорную реакцию. В этом случае само крепление не препятствует свободному повороту балки в опорном узле. В большинстве случаев в качестве опоры, которая отдаёт опорное давление на саму колону, используют плиту (плоская подушка).
В зависимости от назначения балка может примыкать как к стенке колонны, так и к её полке. Сама передача опорной реакции тут осуществляется посредством болтового фланцевого соединения либо же при помощи опорных столбиков, которые выполнены в виде плоской пластины. Последний вид считается более удобным.
Узел крепления металлической балки к кирпичной стене
Самым важным этапом во время строительства любого дома или здания является перекрытие.
В конструкцию могут входить балки и плиты. В свою очередь они могут быть металлическими, деревянными или бетонными.
Многих интересуют узлы крепления металлических балок к кирпичной стене. Обусловлено это тем, что сегодня строительство кирпичных домов очень популярно.
Правильное опирание балки на такую стену влияет на безопасность и надёжность всего перекрытия. Главным признаком в данном случае является возможность достаточно свободной допустимой деформации концов металлической балки во время её прогиба.
Высокий уровень надёжности и безопасности может быть достигнут исключительно при формировании правильного узла крепления балки со стеной и при исключении опасного напряжения в используемом материале. Относится это и к эксплуатации в различных температурных режимах.
Узел крепления металлической балки к металлической колонне
С точки зрения технологичности монтаж металлических конструкций – процесс довольно специфический. Обусловлено это физическими характеристиками самого металла. В связи с тем, что данный материал обладает высоким уровнем прочности, сечение самой конструкции (балки, колонны, стержня ферм, сайдинга) характеризуется довольно большой площадью поперечного сечения.
Данные особенности позволяют формировать металлическую конструкцию намного легче по сравнению с аналогичной из железобетона. Именно поэтому данные конструкции пользуются большим спросом во время строительства ферм, высота которых превышает 30 метров.
Однако изготовление металлических конструкций сопровождается дополнительными сложностями у самих монтажников. К примеру, подъём, установка и узлы металлических рам и ферм возможны лишь при слаженной работе нескольких кранов. Эта задача сама по себе очень трудная. Давайте рассмотрим всё по порядку.
Узлы из металла для ферм
Сам термин «ферма» обозначает специальную стержневую систему, которая образуется из стержней, соединённых в узлах.
Узлы опирания металлической фермы на колонну применяются преимущественно в пролётных строениях мостов.
Получаемый результат основывается на формировании надёжного и технологичного узла. Состоит он из специальных патрубков и сегментов, выполненных из двух половинок. В свою очередь, они соединены при помощи сварки в цилиндрические патрубки. На их концах имеются фланцы.
Сегодня пролётные строения с решётчатыми фермами производятся в нашей стране по типовым проектам. Такие фермы являются основными элементами во всём строении. В их основу входят сварные элементы решётки и поясов, которые объединены в узлы металлических ферм из уголков при помощи высокопрочных болтов.
Такая конструкция может собираться при любых климатических условиях, при этом качество её будет оставаться стабильно высоким. Само усилие тут передаётся посредствам двух боковых пластин.
Но специфической проблемой во время монтажа таких ферм является довольно высокий уровень гибкости.
В результате сама конструкция является уязвимой во время её подъёма и монтажа, а закрепление её стропами за опорные части просто не представляется возможным.
При установке таких конструкций необходимо использовать следующие методики:
Сам же монтаж ферм происходит после того, как будет выполнена установка колонн со всеми пространственными связями, оговоренными проектной документацией.
Самую первую ферму закрепляют при помощи расчалок. Все остальные – пространственными связями к предыдущей.
Также выполняются соединительные узлы стыков прямоугольных труб в металлических фермах. Только после этого можно приступать к монтажу ребристых железобетонных плит.
Укладываются железобетонные плиты поперёк самих ферм, тем самым формируя довольно жёсткий диск по самому верхнему поясу и финишное закрепление.
Узлы металлических ферм обладают рядом недостатков:
Данные недостатки обусловлены спецификой самой конструкции. Тут в каждом узле присутствует металлическая накладка, которая его охватывает с обеих сторон. Именно она и закрывает визуальный доступ к полости со всеми выполненными соединениями и элементами.
Именно поэтому, для того чтобы создать такие надёжные и качественные узлы из металла, их рекомендовано выполнять из двух штампованных половинок. Соединение их осуществляется при помощи прочного сварного шва.
Такой узел способен воспринимать усилие от присоединённых сварных фланцев. Одна из таких половинок может быть выполнена в виде плоской поверхности, на которой присутствуют отверстия, необходимые для крепежа с поперечной балкой проезжей части самого моста.
Металлические колонны
При их монтаже также возникают определённые трудности. В частности это касается их крепежа к фундаменту. Тут необходимо учитывать малейшие отклонения (допуск в 2 мм). Если же это значение больше, то достигают нужного уровня при помощи специальных металлических пластин.
Узел крепления металлической колонны к железобетонной колонне осуществляется при помощи кранов. При этом колоны раскладываются у места их установки, где производят все предварительные работы (закладывание деталей, сварку, монтаж креплений).
Узлы крепления металлического сайдинга
Для монтажа данных изделий, используемых для декоративной отделки фасадов зданий, чаще всего применяется каркасная конструкция, состоящая из металлических профилей с П-образным сечением.
Аналогичный профиль применяется при возведении гипсокартонных конструкций. Его сечение должно быть 60*27 мм. Обусловлено это тем, что именно такой профиль обладает необходимой отбортовкой, расположенной по краям. Именно она и придаёт конструкции необходимый уровень жесткости.
Крепление обрешётки к стене выполняется при помощи саморезов, длина которых просчитывается индивидуально и зависит от массы самого профиля, толщины стены и сайдингового покрытия.
Шаг крепления профиля зависит от веса отделочного материала. Чем тяжелее сайдинг, тем чаще следует крепить профильные планки.
В большинстве случаев инструкция по монтажу прилагается к данному отделочному материалу самим производителем.
Крепление сайдинга к металлическому профилю будет более надёжно в том случае, если сама конструкция будет сложнее. Для этого следует использовать специальные отрезки из оцинкованного профиля сечением 27*28 мм. Один такой отрезок крепится непосредственно к стене своей широкой частью, а второй вставляется между ним и основным профилем враспор.
Узлы металлических лестниц
Данные конструкции являются очень важным и довольно распространённым элементом интерьера в многоэтажных жилых помещениях.
Дизайнеры предлагают различные варианты их исполнения, однако именно лестницы из металла никогда не выйдут из моды.
Сегодня довольно распространены стальные конструкции лестниц, в которых используются тетивы, площадные балки и косоуры. Ступень их чаще всего делают из железобетона.
Реже используют камни твёрдых пород либо дерево. Применяя такие узлы металлических лестниц, вы сможете кардинально изменить интерьер помещения и создать иллюзию нахождения в средневековом замке.
Оборудование для производства узлов из металлических балок, ферм, колонн, рам на выставке
Оборудование для производства узлов из металлических балок, ферм, лестниц, сайдинга, колонн, рам и другие станки для обработки металла вы сможете более детально узнать на мероприятии международного масштаба «Металлообработка». Тут будет производиться экспонирование продукции отечественных и зарубежных компаний, так что выбрать будет из чего.
Ежегодно данная выставка собирает в одном месте ведущие компании со всего мира и специалистов в области металлообработки. Каждый участник и посетитель данного мероприятия сможет узнать самые последние достижения, инновации и технологии в отрасли станкостроения, поделиться опытом, предложить свои услуги либо продукцию и многое другое.
Выставку «Металлообработка», проходящую в ЦВК «Экспоцентр, можно смело назвать местом встречи специалистов и мероприятием для профессионалов.
Крепление металлической фермы к стене
В настоящей статье рассмотрены схемы классических конструктивных решений узлов опирания несущих металлических балок перекрытий (покрытий) на кирпичные стены зданий. Использование данных схем при конструировании балочных перекрытий избавит проектировщика от множества рутинных вычислений, связанных с компоновкой опорных узлов балок, подбором сечений отдельных элементов (обеспечивающих работоспособность узлов) и расчетом их монтажных соединений.
Принятие решения о выборе одного из предложенных ниже вариантов конструктивного исполнения узлов опирания балок на стены производится исходя из величины опорной реакции (опорного давления под концом балки).
Согласно требованиям действующих норм, стальные балки должны опираться на несущие каменные стены через стальные или железобетонные распределительные подушки, основной функцией которых является выравнивание давления под концами балок и предотвращение местного смятия кладки (локального разрушения кладки под опорными участками балок от смятия).
Узлы №№1, 2, 3, 4 предусматривают шарнирное опирание балок непосредственно на кирпичную кладку стен через слой цементно-песчаного раствора толщиной 15 мм. Опорное давление под заделанным в стену концом балки передается на кладку через опорные металлические плиты толщиной 20 мм, размеры которых назначены таким образом, чтобы среднее давление под плитой (в пределах площади сжатия) не превосходило минимально допустимую нормами величину расчетного сопротивления кладки при условии, что кладка выполнена из полнотелого керамического кирпича нормальной прочности на жестком цементном растворе.
Узел №1 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b=380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,6 т.
Узел №2 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,7 — 3,0 т.
Узел №3 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=3,1 — 5,0 т.
Узел №4 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=5,1 — 7,0 т.
Узел №5 (жесткий)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=10,1 — 18,0 т.
Узел №6 (жесткий)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=18,1 — 20,0 т.
Примечания (важно. ):
Монтаж ферм
В Британии строительство крыш регламентируется стандартом BS 5268 (часть 3), который рекомендует собирать крыши на оцинкованных гвоздях и оцинкованных металлических соединителях.
Работа начинается с изучения чертежей и проверки того, что все пиломатериалы, крепежи и стропильные фермы имеются в наличии. Далее проверяются размеры пролетов, настенных балок (мауэрлатов), шаг установки и свес стропильных ферм. Настенные балки должны быть уже уложены по выравнивающей растворной стяжке, закреплены к стене и размечены под монтаж стропильных ферм в соответствии с шагом их установки. В деревянных каркасных домах расположение стропильных ферм должно совпадать с расположением стоек стеновых панелей. Фермы устанавливаются непосредственно над ними.
Сравниваются фактический пролет между мауэрлатами с пролетом привезенных ферм. Хорошим результатом считается превышение пролета ферм над фактическим пролетом равным 20 мм (по 10 мм с каждой стороны). Это позволяет монтировать и выравнивать фермы без подрезания нижней части верхнего пояса.
Допустимые изменения размеров (допуски) возникающие при монтаже ферм при их выравнивании на кривых мауэрлатах изображены на рисунке 134. Допуски, установленные последними британским стандартом, регламентируют строительство крыш с наклоном скатов до 35° и не устанавливают никаких ограничений для более крутых скатов. Крис Миндчаман считает, что эти ограничения должны распространяться и на строительство крыш с наклоном скатов превышающим 35°, что и отображено на рисунке 134. При невозможности соблюсти рекомендуемые допуски мауэрлатные балки должны быть выровнены подтесыванием боковых поверхностей или заменой на более ровные и конечно не следует забывать проверять диагонали во время укладки настенных балок. В противном случае, несоблюдение допусков приведет к неправильному распределению нагрузки на стены здания.
Рис. 134. Размерные допуски расположения ферм на мауэрлатах
Конструкция фермы ни при каких обстоятельствах не может быть изменена или подрезана без разрешений, предусмотренных фирмой-изготовителем. Не рекомендуется крепить фермы к настенным балкам забивкой гвоздей наискось в боковые поверхности нижнего пояса фермы. Этому препятствует расположение соединительных пластин. Обычно это крепление делают с помощью специальных оцинкованных крепежей имеющимися у изготовителей ферм рис. 130.
Современные фермы делают из досок толщиной 38–50 мм. Это довольно тонкая конструкция, чувствительная к расположению центра тяжести. Фермы рассчитываются на вертикальные нагрузки и поэтому должны устанавливаться строго вертикально и закрепляться в этом положении. Допуски на вертикальность установки ферм, по британским стандартам показаны в таблице.
| Высота фермы, м | 1 | 2 | 3 | 4 или больше |
|---|---|---|---|---|
| Отклонение от вертикали, мм | 10 | 15 | 20 | 25 |
О последовательности устройства традиционной крыши, состоящей из главных и второстепенных ферм, было рассказано на соответствующей странице сайта. Устройство крыши из ферм с креплением узлов пластинами подчиняется тем же правилам.
Первую стропильную ферму (А) устанавливают на мауэрлаты выравнивают по горизонтали и вертикали и закрепляют временными раскосами (Б) прибитыми к верхнему поясу фермы и мауэрлатам с обоих сторон крыши (рис. 135). Используются двухшляпочные гвозди или обычные не забитые до конца.
Затем устанавливаются последующие фермы и тоже выравниваются по горизонтали и вертикали с закреплением горизонтальными временными связями (В и Г). Нижняя связь (Г), если того требует проект, может быть оставлена, как постоянная. Строительные фирмы, постоянно занимающиеся строительством крыш вместо горизонтальных связей, могут использовать кондукторы или зажимы на которых выставляется шаг установки ферм. Правильность установки ферм проверяют предварительной разметкой (еще на земле) их центров или других заметных мест и натягиванием шнура. Фермы должны стоять в одну линию.
Рис. 135. Временная и постоянная стабилизация ферм
Итак, на начальном этапе производится стабилизация ферм раскосами и горизонтальными связями. Раскосы закрепляют первую ферму, а при необходимости последнюю или любую другую, в вертикальном положении. Горизонтальные связи закрепляют остальные фермы с выравниванием шага установки по низу и по верху. Временные связи (раскосы и горизонтальные) устанавливаются там, где они не мешают последующим работам. То есть те, которые ставятся на высоте — снаружи ферм, а нижняя горизонтальная связь по верху нижнего пояса.
Далее, после сборки крыши производится постоянная стабилизация ферм горизонтальными узловыми связями (Г, Д, Е) и диагональными связями (Ж), в соответствии с британскими строительными нормами (рисунки 111–113). Если чтение рисунка 135 вызывает затруднение посмотрите видеоролик.
На крышах с длиной ферм от 8–11 м устанавливаются дополнительные диагональные связи (З).
Временные и постоянные распорки лучше подготовить заранее, наживив в них гвозди, например, для горизонтальных связей в местах, соответствующих центрам шага установки ферм. Это упростит проверку правильности установки ферм в нижнем и в верхнем поясе.
Последний британский стандарт устанавливает минимальную ширину схваток 89 мм и толщину 22 мм. Сечение не должно быть меньше, чем 2134 мм². Это означает, что минимальные размеры крепления могут быть 22×97 мм или 24×89 мм. Прибивать схватки нужно оцинкованными гвоздями диаметром 3,35 мм, с минимальной длиной гвоздя равной толщине доски плюс 32 мм, то есть для схватки толщиной 22 мм — 54 мм, а для схватки толщиной 24 мм — 56 мм. На практике длина гвоздя диаметром 3,35 мм составляет 65 мм.
Диагональные схватки (Ж), должны быть установлены к нижней стороне верхнего пояса ферм по обе стороны крыши под углом примерно 45° к стропилам. Для каждой крыши устанавливают, по крайней мере, четыре диагональных схватки. Схватку прибивают к каждому стропилу двумя гвоздями 3,35×65 мм. Диагонали должны доходить до стеновых балок (мауэрлатов) и крепиться к ним. Если диагональную схватку нужно удлинить, то это делают как показано на рис. 113 то есть перехлест связей должен быть минимум один шаг ферм.
Продольные связи (Е, Г) устанавливаются под коньком и на нижний пояс. Сколачивание такое же, как и диагональных связей, но нужно проверить шаг установки ферм по нижнему и верхнему поясу. Ферма может быть немного изогнута и этот изгиб нужно устранить прибиванием продольных горизонтальных связей. После того, как будет связаны фермы первой половины крыши, процедура повторяется в противоположном конце крыши, образуя два стабильных модуля из ферм. Между собой они связываются продольными нижними и верхними схватками (Е, Г) с перехлестом один шаг ферм.
Британский стандарт рекомендует устанавливать продольную горизонтальную связь в коньковом узле фермы на всех крышах из стропильных ферм. Связь не устанавливается там, где применяется обшивка из ДВП, ДСП, ОСП или фанеры, либо другого листового материала (рис. 136 а).
Продольные горизонтальные связи в верхних узлах крепления раскосов устанавливаются на всех крышах из стропильных ферм где расстояние между опорным и рядовым узлом равно или больше чем 4,2 м (рис. 136 б). Связи не устанавливаются если это расстояние меньше или будет применена обшивка из ДВП, ДСП, ОСП или фанеры, либо другого листового материала (рис. 111).
Рис. 136. Рекомендации британского строительного кода к установкам связей ферм
Продольные горизонтальные связи в нижних узлах крепления раскосов устанавливаются на всех крышах из стропильных ферм где расстояние между опорным и рядовым узлом равно или больше чем 3,7 м. Связи не устанавливаются если это расстояние меньше (рис. 136 в).
V-образные диагональные связи устанавливаются на односкатных крышах с пролетами более 8 м и двухскатных — более 11 м. Связи устанавливаются примерно под углом 45° и должны просчитываться инженером проектировщиком (рис. 136 г).
Диагональные связи на вертикальном конце односкатных ферм (рис.136 д) применяются, когда фермы не закреплены к кладке стены или не обшиты листовым материалом (фанерой и другими).
Далее производится стабилизация фронтонов (если они есть) и устройство фронтонного и карнизного свесов. Стабилизация фронтонов ничем не отличается от описанной на странице 45. Фронтонный свес делается как показано на рисунке 109, а карнизные свесы изображены на странице 42.
Крепление наружных стен к несущим конструкциям
Условия опирания
Наружные стены в местах крепления передают на несущую конструкцию вертикальные нагрузки от собственного веса и навесных деталей (противосолнечной защиты, балконов, радиаторов) и горизонтальные силы от ветрового давления и отсоса. По статическому действию различают следующие случаи:
1. Панели наружной стены высотой на этаж опираются, как балки на двух опорах, на две плоскости перекрытия. Конструкции высотой в несколько этажей работают как неразрезные балки. Они могут подвешиваться к плоскости верхнего перекрытия (1.1) или стоять на нижнем перекрытии (1.2). Панели наружных стен могут опираться также только на колонны 11.3) или, как опертые по контуру плиты, на колонны и перекрытия (1.4).
2. Панели ленточных фасадов крепятся только к одному перекрытию. Кроме того, требуются дополнительные горизонтальные опоры (2.1) или опирание на перекрытие (2.2), или жесткое крепление к перекрытию, например монолитное (2.3). При наличии колонн панели закрепляются с двух сторон на колоннах (2.4) или с трех сторон на колоннах и перекрытии (2.5).
Наружные стены могут быть прикреплены непосредственно к несущей конструкции, но в большинстве случаев элементы крепления рассредоточиваются.
Крепление наружных стен к плитам перекрытий
Для крепления наружных стен к плитам перекрытий служат анкерные полосы или болты, вставленные в трубки, заложенные в бетон, или дюбели в просверленных отверстиях.
3.1. Железобетонная подоконная плита установлена на растворе на плите перекрытия.
3.2. Железобетонная стеновая панель, внутренняя несущая сторона которой имеет опорный выступ, установлена на растворе.
3.3. Крепление железобетонной стены с помощью стальных соединительных уголков с овальными отверстиями для выравнивания допусков.
3.4. Стойки фасада закреплены дюбелями в плите перекрытия.
3.5. Крепление фасадных стоек с помощью анкерных опор.
3.6. Жесткое примыкание подоконной плиты. Крепление консоли болтами в закладных трубах.
Крепление наружных стен к балкам перекрытий
Стальные балки перекрытий представляют идеальную возможность для крепления наружных стен с помощью прибалчивания или приваривания соединяемых элементов.
4.1. Балка перекрытия расположена перпендикулярно фасаду с примыканием панелей через фасонки с помощью парных накладок. Для теплоизоляции стыка пригодны прокладки из искусственных материалов. Необходима точная установка балок, так как горизонтальные сдвигй в плоскости фасада должны быть ограничены.
4.2. Привинчивание уголков с продолговатыми отверстиями к стенке балки.
4.3. К рандбалке перекрытия из швеллера, который идет параллельно фасаду, стена крепится на болтах.
4.4. Балки перекрытия или прогоны, расположенные на определенном расстоянии позади фасада, имеют консольно выступающие элементы примыкания.
4.5. Подоконная панель приболчена к рандбалке перекрытия и имеет дополнительную опору в виде подкоса.
Крепление наружных стен и стальным колоннам
Имеются разнообразные возможности крепления наружных стен, если колонны стоят позади них. Так как в колоннах, имеющих огнезащитную облицовку, элементы примыкания прорезают облицовку, наружные стены выполняют огнезащитные функции. В огнестойких подоконных плитах примыкания также должны быть огнестойкими.
5.1. Простейший случай наружная стена присоединена на болтах непосредственно к колонне.
5.2. Примыкание с наружной стороны противопожарной облицовки.
5.3. Одностеночная консоль при отодвинутой от стены колонне.
5.4. Двухстеночная консоль для тяжелых стен.
5.5. Опирание стеновых элементов на приваренные уголки Наружная полка колонны остается открытой.
5.6. Приваренная к колонне пара ребер имеет сверху пластинку с просверленным отверстием для укрепления анкерных болтов, на которые навешивается стена. Это решение дает возможность сдвигать стеновую панель в сторону и регулировать ее расположение по высоте с помощью болта. После выравнивания стены пластинка приваривается к ребрам.
5.7. Такие же два примыкания, как и 5.6, но на консоли коробчатой форм.
5.8. Приближенный к колонне фасонный узловой элемент служит для раздельного крепления наружного и внутреннего слоев двухслойной стены.
Выравнивание допусков
Швы наружной стены компенсируют деформационные колебания, описанные в этой статье, и допуски изготовления. Сборные элементы наружных стен изготовляются с относительно жесткими допусками, причем элементы из металла с более жесткими допусками, чем железобетонные элементы. Допуски при возведении несущих конструкций грубее. Поэтому в стыках панелей нужно предусматривать выравнивающие элементы для обеспечения их взаимного крепления без специальной подгонки на месте.
6. Точки крепления наружных стен к несущим конструкциям могут быть сдвинуты против проектного положения в трех направлениях и могут быть повернуты вокруг трех осей.
8. Крепление стойки наружной стены, обеспечивающее возможность сдвига и поворота во все стороны с помощью системы стальных уголков с овальными отверстиями.
Кровельные фермы – это основополагающий конструктивный элемент в быстровозводимом строительстве.
Кровельные фермы для домостроения выполняются в основном из дерева, которое подвержено воздействию окружающей среды. В местах соприкосновения дерева с другими материалам необходимо устройство прокладок, которые прослужат влагоизоляцией со стороны кровли, пароизоляцией со стороны жилых помещений. Обязательно устройство вентилируемых зазоров и обработка антипиренами и антисептиком.
Кровельная ферма несет на себе все конструктивные нагрузки крыши, вес кровли, обрешетки и противостоит внешним воздействиям.
Кровельная ферма из металлоконструкций наиболее долговечный, надежный и качественный материал, который подходит абсолютно всем типам зданий, имеют широкую область эксплуатации в различных климатических зонах и погодных условиях.
Компания «МСЛ Консалтинг групп» предлагает Вам кровельные фермы из металлоконструкций следующих типов:
Двускатная кровельная ферма
Стропильная система из металла, где в основе лежит треугольник, как самая жесткая и максимально экономичная конструкция, способная равномерно распределить нагрузки на несущие стены дома и стать несущей кровельной частью. Создается на основе точных расчетов, исходя из требований к строительству крыши. Существует ряд конструктивных элементов, вариации, применение которых влияют на разнообразие видов конструкций подобных ферм. Есть различие по межопорным пролетам – висячие стропила опираются на крайние опоры, а наклонные имеют дополнительную опору на среднюю несущую стену.
Кровельная ферма ножницы
Оригинальная стропильная конструкция из металла, где нижняя плоскость состоит из двух сегментов (затяжек), имеющих уклон. Нижний пояс фермы не заполняет подкровельное пространство. В промышленных зданиях и многих дизайнерских проектах не предусматривается межэтажное перекрытие. Это дает ряд преимуществ в эстетическом плане. Но для выполнения основной функции противостояния растяжке стропил необходимо обеспечить угол наклона сборной затяжки не более 2/3 угла стропил.
Кровельная ферма односкатная
Используется для обустройства односкатной крыши или для зонообразной, где несколько скатов монтируются на разных уровнях. Желательное расположение нижней части с подветренной стороны. Как правило, угол наклона ниже, чем у многоскатных. При длине стропильной ноги более 4,5м необходимы подпоры (стойки, подкосы).
Балочная кровельная ферма с параллельными поясами
Используются на плоских или мало пологих односкатных кровлях, для обустройства мягкой кровли, для чердачных и межэтажных перекрытий или для их усиления. Решетка системы треугольников делает ферму неизменяемой при любой нагрузке. Подходит для перекрытия и больших пролетов, что делает ее наиболее востребованной в области промышленного строительства.
Треугольная рамная кровельная ферма с прямоугольным очертанием
Применяется как мансардная ферма при обустройстве двускатной треугольной крыши. В данном случае, часть стропильной системы является каркасом мансарды. Металлические балки межэтажного перекрытия могут служить затяжкой. Имеет массу конструктивных решений, основанных на использовании дополнительных подкосов и прогонов.
Чердачная кровельная ферма с прямыми стойками
Применяются в строительстве двускатной крыши для обустройства части подкровельного пространства в качестве жилого помещения, при необходимости создание дополнительной площади. Конструкция имеет две параллельные балки-стойки и горизонтальные схватки, которые формируют геометрию жилого помещения. Система подкосов выполнена за его пределами.
Кровельная ферма ножницы. Тип Т
Ножницеобразная ферма, средний сегмент нижней плоскости которой не имеет уклона и выполнен горизонтально. Центральная стойка под коньковым прогоном передает горизонтальное напряжение на нижний пояс фермы, сводя его к нулю. Дополнительные стойки позволяют увеличить ширину прогона, подкосы формируют все те же углы – основу надежной конструкции и распределяют оставшуюся нагрузку. Стропила имеют две крайние опоры.
Мансардная кровельная ферма с прямыми стойками
Конструкция с изломанными скатами для тех случаев, когда невозможно вписать мансардное помещение в простую треугольную крышу. При установке на однопролетный дом необходимо усиление схваток стояков нижнего и верхнего пояса (который служит межэтажным перекрытием). Если есть дополнительная опора из внутренней стены, это не обязательно. Жилое помещение здесь формируют параллельные схватки и стойки. Ферма без центральной опоры, и это дает простор для свободной планировки мансарды.
Мансардная ферма с высоким положением затяжки и не формирующая перекрытие
Изломанные скаты образуют два угла наклона – пологий и крутой, что идеально подходит для обустройства просторной мансарды. Отсутствует «глухая» зона. Конструктивная особенность фермы – нависающие стропила, за счет чего фермы опираются через угловые подкосы на продольные стены с закрепленным мауэрлатом. Сложная шпренгельная система в верхней части стоек и подкосов, формирующих треугольники, требует точного расчета распределения напряжения и нагрузки. Высокое положение затяжки, соединяющей стропильные ноги, обуславливает высокие требования к креплениям и к мощности самой затяжки, так как она снижает распирающее усилие металлических стропил.
Типы металлических ферм
Применяемые сегодня фермы из металла могут быть самыми различными, что сильно отличает их от прочих. Они отличаются по форме поясов, пролетов, размерами, схемами изготовления. Так, статические фермы могут быть рамными, балочными, вантовыми, арочными. Балочные в этом случае отличаются более экономным расходом материалов, меньшим весом, чем остальные, они могут применяться для изготовления конструкций, нуждающихся в устойчивости к большим, постоянным нагрузкам. Арочные используются для созданий необычных привлекательных форм кровли, но при их сооружении расход строительных материалов несколько увеличен.
Кроме того, применяются комбинированные схемы, полигональные, сегментированные, треугольные, трапециевидные, с параллельными поясами. Все они отличаются большой прочностью, небольшим весом, устойчивостью. Высокое качество монтажа стропильной системы обеспечивается тем, что любой расчет для подобной конструкции осуществляется при помощи специальных программ.
В качестве материалов для изготовления металлических ферм применяются облегченный металлический оцинкованный профиль (так называемые ЛСТК, то есть легкие стальные тонкостенные конструкции), скрепляемые саморезами и специальными болтами, либо специальные стальные балки, для которых используются сварные соединения.
Монтаж кровельной фермы
Перед монтажом кровельная ферма из ЛСТК собирается на земле и поднимается на требуемую высоту в готовом виде, затем конструкция закрепляется на каркасе здания.
Монтаж выполняется в несколько этапов: