Ферми з профільної труби: розраховуємо та виготовляємо своїми руками. Ферма для односхилих дахів з профільної труби Односхилий дах 6 на 8

Дахи з одним схилом рідко ставить над малоповерховими житловими будинками. Правда, їх проста форма і простота ліній дуже приваблива для прихильників стилю хай-тек. Однак поки що новомодні явища не надто міцно впровадилися у вітчизняний ландшафт, односхилі покрівельні конструкції зводять над гаражами, компактними дачами, верандами, побутівками.

Бажання побудувати подібний нескладний об'єкт самостійно нерідко відвідує майстерних господарів. Для оптимального результату домашнім умільцям потрібно знати, як споруджується односхилий дах своїми руками, що слід передбачити і які етапи робіт належить провести.

Технічне визначення односхильного даху повноцінно відображає суть пристрою. У її складі є лише одна скатна площина, сформована самобутньою кроквяною системою. Обидва краї кроквяних ніг мають під собою надійну опору, тому беззастережно ставляться до розряду наслонних.

Елементи системи укладаються окремо, встановлюються різні по висоті стінки, із якими з'єднуються через мауерлат. Останній із зазначених складових даху не схожий на стандартну дерев'яну раму. Його роль грають два бруси, укладені паралельно на кам'яні стіни, аналогічно розташовані колоди зрубу або протилежні сторони обв'язування каркасних будівель.

Іноді, щоб не заплутатися в термінології, вище відрізок мауерлата називають коньковим брусом. Проте коньковий перелом не формує, а працює як опора.

Функція опор для пристрою даху з одним схилом виконується:

Безпосередньо цегляними, пінобетонними та дерев'яними конструкціями, що несуть.
Поруч опорних стовпів, призначених або непризначених для подальшої обшивки.

Конструктивна простота не заважає односхилим споруд включати значну кількість різновидів і підкатегорій. За аналогією з іншими скатними побратимами вони можуть бути утепленими та холодними. Односхилі дахи будують з горищем або без нього.

У чистому вигляді горищні варіанти трапляються нечасто, т.к. протипожежними нормами заборонено влаштовувати горище нижче 1,6м. Конструкції з одним схилом переважно пологі: найбільш поширені величини ухилу варіюють від 5º до 15º, у відсотковому вираженні це буде від 5% до 25%.

Горище при таких пропорціях може бути влаштоване лише у випадку, якщо між покрівельною системою та стельовим перекриттям буде влаштовано або подібне приміщення для господарських потреб.

Односхилі дахи споруджуються:

Над прибудованими до основного будинку терасами, лазнями, вхідними ганковими групами, гаражами та ін.
Над окремими побутовими і житловими будинками.

У сфері оснащення дахами прибудов односхили представляють максимально прийнятне технічне рішення, що виключає можливість накопичення снігового мішка. У разі архітектурної необхідності альтернативою їм можуть бути. Зазначені суперники приваблюють цікавою формою, але розчаровують збільшеними витратами та складнішою технологією споруди.

Завдяки різниці у висоті опорних стінок відведення опадів зі схилу відбувається мимоволі. Це означає, що у організації внутрішнього стоку немає потреби. Найчастіше до низької сторони односхилим даху кріпиться ринва, чудово справляється з завданнями водовідведення в літній і демісезонний період. Взимку на пологих схилах може накопичуватися сніг. Поклади опадів видаляють за правилами очищення плоских дахів.

Ухил односхилого даху може бути забезпечений:

Традиційно різними по висоті стінами чи рядами опорних стовпів.
Половинчастими фермами заводського чи власноручного виробництва, встановленими на стіни чи ряди стовпів рівної висоти.
Прикріпленими до стіни основної будівлі опорними конструкціями, розташованими вище за рівень протилежної стіни прибудови.

Як покрівельне покриття односхилих дахів використовуються переважно , профнастил, покрівельна жерсть, . Якщо потребує архітектурного вигляду садиби, застосовується пластик, сланцева плитка, керамічна або цементно-піщана черепиця.

Зауважимо, що монтаж штучної покрівлі проводиться лише за значення кута нахилу, допущеного виробниками матеріалу. Незначні по крутості конструкції з одним скатом не покривають дранкою, соломою, очеретом через можливість швидкого загнивання.

Технологія пристрою односхилим даху

Для детального ознайомлення з принципами спорудження односхилим даху розглянемо реальні приклади побудови кроквяних каркасів з пиломатеріалів. Адже деревина найпростіший у роботі та доступний за вартістю матеріал.

Врахуємо, що передувати роботу має проектна розробка з розрахунками, орієнтованими на індивідуальні умови будівництва. Перетин деталей кроквяної системи для навісів, якими ніхто не буде переміщатися, необхідно визначити з урахуванням ваги покрівельного пирога та снігового навантаження.

Для дахів будівель, що окремо стоять, розрахунки слід проводити з урахуванням всіх типів статичних і динамічних навантажень, що діють на конструкцію протягом року. Зазначимо, що кроквяні ноги односхилих систем розраховуються, як горизонтальні балки.

Тонкощі та нюанси проектування

Вивчимо загальні засади проектування такого даху. Кроквяні каркаси над приватними об'єктами прийнято споруджувати з деревини, що обумовлено екологічними та економічними перевагами матеріалу. Однак майбутнім будівельникам не можна забувати про специфіку натуральної органіки.

Слід врахувати, що деревині властиво змінювати лінійні розміри від коливань вологості та перепадів температури. Їй характерна деформація, що провисає, солідних по довжині елементів, що не мають додаткових опор під проблемними сегментами.

Специфічні особливості матеріалу обумовлюють ускладнення конструкції в залежності від величини прольоту, що перекривається:

На відстані між опорами до 4,5м влаштовується найпростіший кроквяний каркас, що не вимагає установки додаткових опор.
На відстані від 4,6 до 6м для надання жорсткості системі встановлюються підкроквяні ноги - підкоси. За цим принципом влаштовуються навіси незалежно від діни стропілін.
На відстані між опорними стінками від 6,1 до 9м підкоси монтуються два підкоси, що підпирають кроквяну ногу з обох країв.
При відстані від 9,1 до 12м у середині прольоту встановлюють консольно-прогінну конструкцію, що умовно розділяє проліт на дві частини. Конструкція є міцною дерев'яною рамою з прогінною балкою вгорі, яка спирається на ряд вертикальних стійок. У стійки конструкції упираються підкоси, що підтримують обидві половини довгої крокви.
На відстані понад 12м проліт ділиться на кілька секторів прогінними конструкціями. Технічне рішення в межах сегмента відповідає одному з описаних вище варіантів.

Відстань між кроквяними ногами визначають геометричні дані коробки, що облаштовується. Стіни, на які належить оперти каркас даху, банально розбиваються на рівні відрізки. Розбивку роблять так, щоб обидва краї конструкції були забезпечені кроквяними ногами, а між ними з рівним кроком розташовані рядові.

Вибір кроку не зовсім довільний. Є обмеження щодо розбивки, що залежать від матеріалу, вибраного для виготовлення деталей системи:

Кроквяні ноги, виготовлені з колод, брусів, пластин, встановлюються з кроком 1,5 – 2,0м.
Крокви, виконані з дошки, встановлюються через 1,0 – 1,75м.

Є ліміт за розмірами перерізу, який залежить від розрахунків. Навіть для будівель з мінімальним навантаженням Ø колоди не може бути менше 12см, товщина пластини менше 7см, товщина дошки менше 4см.

Самостійним будівельникам потрібно врахувати, що для виготовлення підкроквяних ніг для дахів, що перекривають прольоти більше 4,6м, необхідно запасатися пиломатеріалом крім бруса або дошки на виробництво крокв. Підкоси треба буде робити з колоди від 10см, з бруса зі стороною від 8см або зі спареної дошки розміром від 25×150мм.

Брус для мауерлата не має права бути менше 100×200мм, колода для тих же цілей – тонша за Ø 180-200мм. У будівництві дахів, що перекривають прольоти більше 12м, знадобиться встановлення прогонів та лежнів. Розмір бруса для їх виготовлення не може бути меншим за 180×180мм, Ø колоди не може бути меншою за 200мм. Стійки консольно-прогінної системи для великопрогонних дахів виконуються з бруска зі стороною від 120мм і більше або з колоди від 130мм.

Односхилий дах каркасної будівлі

Вважатимемо, що проектування успішно завершено. Відповідальному будівельнику план-креслення з розмірами та розрахунками надасть дієву допомогу. Тепер розберемо один із найпростіших прикладів, які в доступній формі пояснюють, як грамотно зробити односхилий дах. Облаштовуватимемо невелику каркасну баньку. Кроквини її односхилим даху спиратимуться на верхню обв'язку.

Крок установки кроквяних ніг не треба розраховувати, т.к. він дорівнює відстані між стійками каркасних стін. На виготовлення стійок пішла дошка 50х150мм. Висоту передньої стінки приймемо 2,5м, задня стінка буде висотою 2,2м.

Процес спорудження за кроками:

Дошку розкроюємо на відрізки по 2,65-2,70м. Кількість деталей дорівнює кількості стійок у передній стінці.
Розкраюємо рівну кількість стійок для задньої стінки завдовжки по 2,35 – 2,40м.
Встановлюємо підготовлені стійки, кріпимо за допомогою металевих куточків. Останні деталі тимчасово фіксуємо укосинами.
Перевіряємо горизонтальність і вертикальність стійок будівельним рівнем, при необхідності вирівнюємо положення. Відбиваємо на передніх стійках обрій на висоті 2,5м, на задніх стійках на висоті 2,2м.
За отриманими мітками встановлюємо бічну дошку.
По факту відпилюємо надлишки стійок, що височіють над бічною дошкою.
Встановлюємо бічні дошки на торцеві стіни. Для цього спочатку проведемо приміряння, приклавши дошку до місця майбутнього кріплення та відзначивши лінії спилів. Дошки з відпиляними надлишками прибиваємо до крайніх стійк обох стін.
Стійки бічних стінок розкриваються за точними розмірами, встановлюються з кроком, аналогічним кроку опор передньої та задньої стінки. Крайні стійки бічних стінок зшиваються із крайніми елементами каркасів передньої та задньої стін. Дверний отвір можна залишити відразу, а можна разом з віконними отворами зробити після монтажу кроквяної системи шляхом розрізання стійок на потрібній висоті.
Встановлює обв'язку зверху на торці стійок, демонтуємо бічну дошку.
Поверх влаштованої обв'язки монтуємо ще одну. Не забуваймо перев'язати кути, встановивши над стиком нижніх дощок цілісний край верхньої дошки.
Розкроюємо крокви з дошки 50×150мм. Враховуємо, що довжина їх повинна включати два карнизні звиси з обох боків і ще 10-15см «про запас» на вирівнювання.
Встановлюємо дві кроквяні ноги точно вздовж бічних стін. Фіксуємо їх куточками до верхнього обв'язування через 0,7 – 1,0м. Між ними укладаємо та кріпимо рядові крокви, які кріпимо у двох місцях до обв'язування.
Вирівнюємо краї, обрізаємо надлишки стропілін. Потім по периметру монтуємо вітрову дошку, використовуючи матеріал 50х100мм.
Споруджуємо суцільну решетування з вологостійкої фанери, листи якої укладаємо в розбіжність із зазорами по периметру кожного елемента в 2-3мм, щоб забезпечити матеріалу резерв на температурне розширення.
Кріпимо поверх решетування гідроізоляційний килим.

Дах пологий, тому про розріджену решетування не може йтися. Перед укладанням покриття вирізаємо отвір під димар. Навколо нього та вздовж звисів даху прокладаємо смуги додаткової гідроізоляції.

Поверх суцільного настилу укладаємо обраний різновид покрівельного покриття: бітумно-полімерну покрівлю, профнастил або сталеві листи, з'єднані фальцями.

Дах каркасного будинку з верандою

У технологіях спорудження односхилих дахів по каркасних коробках зі стінками різної висоти практично немає відмінностей. Етапи будівництва проводяться за схожим планом, виконуються типові роботи. Розрізняються розміри будівель, крутість даху, величина сукупного навантаження, що враховує погодні обставини, специфіку експлуатації та вагу покрівельного пирога.

Односхилий дах – найбільш затребувана «учасниця» всіляких архітектурних комбінацій. У наведеному нами прикладі два окремих скати зведені над дачею. Один з односхилих дахів влаштований над житловою частиною каркасного будинку, другий – над прибудованою до будинку терасою. У житловій частині будинку загальний фундамент та несуча стіна, на яку верхами спираються крокви обох дахів.

Алгоритм будівництва:

Розкраюємо крокви так, щоб з обох боків залишився запас на карнизні звиси.
Укладаємо крокви з кроком, що дорівнює відстані між стійками каркасної споруди. Кріпимо їх до обв'язки куточками.
Розкроюємо дві вітрові дошки довжиною, що дорівнює довжині стінки плюс два бічні карнизні звиси.
До бічних елементів обв'язки кріпимо винос бічних карнизів.
Прибиваємо вітрову дошку до торців виносів.
Розкроюємо брус 100×100мм для будівництва опор веранди. Їхня довжина на 50-70см менше висоти стійок високої стінки дачі.
Встановлюємо опорні стійки веранди, крок установки вибираємо відповідно до власної архітектурної конкретики.
Верх стійок з'єднуємо обв'язкою із бруса 100×100мм. Міцним шурупами або цвяхами, для надійності можна продублювати з'єднання кутниками.
До високої стінки коробки горизонтально прибиваємо дошку, відступивши від лінії сполучення стіни і даху 30-40см.
Розкроюємо крокви веранди, довжина яких повинна включати одну карнизну звис.
Укладаємо на прибиту дошку та обв'язку веранди розкроєні крокви. Кріпимо цвяхами або куточками.
Вирівнюємо край ската веранди та прибиваємо до торців крокв вітрову дошку.
Поверх скатів влаштуємо суцільне латання – настил з вологостійкої фанери. Потім настилаємо поліетиленову або полімерну гідроізоляцію та укладаємо обране для оздоблення покрівельне покриття.

Бажаючим утеплити дах дачної споруди треба буде перед пристроєм решетування укласти в простір між кроквами теплоізоляцію. З боку приміщень дачки у разі встановлюється пароизоляционный матеріал. Він захистить утеплювач від зволоження з подальшим гниттям та втратою ізоляційних якостей. Пароізоляція фіксується степлером до крокв, після чого внутрішня поверхня обшивається листами ГВЛ, фанерою, вагонкою.

Роботи з підвищення теплотехнічних характеристик односхилим даху можна проводити після монтажу покрівельного покриття. Теплоізоляція укладається тоді зсередини будівлі, подальші дії виробляються в аналогічній послідовності.

Застосування кроквяних ферм

Відповідно до технічних ознак односхилого даху поодинокі крокви укладаються на стінки різної висоти. Що робити, якщо у стопи обидві стінки доведені до єдиного рівня?

Наприклад, при складанні зрубу невеликої зробленої з колод лазні нерозумно і нерентабельно виводити одну зі стін вище іншої, хоча для реалізації подібних планів є технологічні засоби. Витрата часу та матеріалу буде занадто великою. А в результаті звичайний скат, який можна звести значно дешевше та швидше.

Вихід до непристойності простий: для оперативного будівництва односхилого даху по коробу зі стінками рівної висоти потрібно просто використовувати кроквяні ферми. Їх за шаблоном можна зробити самостійно або придбати у готовому вигляді. Заводська продукція може бути виготовлена з деревини або металу. Перший варіант краще для облаштування житлових і часто відвідуваних будов, другий для гаражів, підсобок, веранд.

Розберемо приклад споруди односхилим даху з фермами для дачної прибудованої веранди або ганку. Для виготовлення ферм запасемося дошкою 25х45мм, для стійок придбаємо дошку 120х45мм або товщі, якщо передбачається тиск на дах солідного снігового навантаження.

Для обшивки стелі, фронтонів та влаштування зливних дощок придбаємо дошку 70×22мм. Для спорудження суцільного латання придбаємо не стругану шпунтовану дошку 95×22×16мм.

Послідовність робіт:

Розкраюємо деталі кроквяних ферм, враховуючи, що виготовлений нами прямокутний трикутник коротким катетом буде кріпитися до стіни будинку, яке гіпотенуза повинна забезпечувати карнизний звис необхідного розміру. Довгий катет та гіпотенузу розкраюємо з дошки 25×45мм, короткий катет із дошки 120×45мм.
Деталі ферм фіксуємо металевими перфорованими пластинами та анкерами.
Встановлюємо ферми, короткий катет кріпимо до стіни будинку шурупами із дюбелями. Довгий катет прибиваємо цвяхами до обв'язки веранди.
Обшиваємо фронтони встановленою вертикально дошкою.
До торців прибиваємо зливні дошки.
Влаштовуємо по кроквяних фермах суцільну решетування з горизонтально укладеної дошки. Не забуваймо залишати зазори 2-3мм між усіма деталями обшивки.
Уздовж примикання односхилим даху до стіни встановлюємо кутову накладку.
Обшиваємо стелю, не заповнюючи дошкою частину карнизного звису для забезпечення вентиляції. Залишений простір закриваємо сіткою, що захищає від проникнення комах.
Укладаємо обране покрівельне покриття. По периметру встановлюємо металеві профільовані планки, кріпимо їх до вітрової дошки.

До переднього торця побудованого нами односхилим даху бажано прикріпити ринву і вивести його зливний сегмент за межі даху. Кронштейни для його встановлення кріпляться до пристрою решетування до крокв.

Навчальні ролики продемонструють, як своїми руками грамотно побудувати міцний односхилий дах: відео у подробицях зображають процес.

Будівництво односхилого даху над пінобетонною коробкою:

Пристрій решітування даху з одним схилом:

Гідроізоляція односхилим даху:

Наведені у приклад варіанти спорудження односхилим даху допоможуть розібратися з процесом зведення та вдало реалізувати плани з облаштування заміської власності.

Для будівництва невеликих будинків і будинків немає необхідності в облаштуванні покрівлі складної конфігурації. Як проектне рішення може бути прийнята кроквяна система односхилого даху. При цьому схема полегшується, але з'являються деякі нюанси.

Переваги та особливості односхилий системи

До переваг можна віднести:

простий розрахунок;
зменшення кількості вузлів та приєднань;
спрощення монтажу;
зниження витрат за деревину;
ремонтопридатність.

Односхилий дах стійкий до зовнішніх негативних умов, незатратний і простий у монтажі.

При вирішенні зробити такий дах своїми руками необхідно врахувати такі особливості:

необхідність зведення високих поздовжніх стін будівлі або спеціальних каркасів;
складність використання підпокрівельного простору як мансардне приміщення;
розташовувати будинок або будівництво на ділянці потрібно так, щоб у більшості випадків вітер віяв на високу стіну будівлі (необхідно ознайомитися з трояндою вітрів району будівництва);
кут нахилу приймається в залежності від матеріалу покриття.

Схема включає такі основні елементи:

два мауерлати;
кроквяні ноги.

При великих прольотах буде потрібно пристрій своїми руками додаткових елементів, що розкріплюють балки, що несуть і збільшують їх несучу здатність:

підкроквяні ноги (підкоси);
стійки;
прогони;
лежні;
сутички.

Усі елементи виготовляються із деревини хвойних порід першого або другого сорту.. Щоб правильно вибрати найбільш підходящий матеріал, необхідно звертати увагу на наступні моменти:

місце рубки (краще обирати північні регіони);
час рубки (міцніше буде дерево, зрубане наприкінці зими – на початку весни).

Розрахунок системи

Перед тим, як приступати до збирання конструкції своїми руками, необхідно зробити розрахунок та правильно підібрати переріз усіх елементів.

Пристрій покрівлі – відповідальний процес, у якому не можна допускати помилок.

Залежно від ширини будівлі та необхідного перерізу кроквяної ноги для проектованого прольоту, підбирають конструктивне рішення кроквяної системи.

Підбір перерізу

При зведенні будинку професійними будівельниками за заздалегідь підготовленим проектом виконується розрахунок за двома граничними станами, який визначає висоту та ширину балок, що несуть, за двома вимогами:

жорсткості;
міцності.

Під час будівництва приватного будинку своїми руками розрахунок можна не виконувати, але необхідно врахувати рекомендації в залежності від прольоту. Крокви на односхилий покрівлі завжди наслонні.

Проліт до 4,5 метрів.Схема передбачає використання цільних кроквяних ніг, без розкріплення підкосами або стійками. Зручно й користуватись, якщо планується влаштування мансарди: дозволяє збільшити вільний простір за рахунок відсутності проміжних опор. Перетин крокв, що рекомендується, при кроці 0,6 м - 50х150 мм, для кроку 1,1 м потрібно збільшення до 75х175 мм.
Проліт до 6 метрів.У цьому випадку все залежить від кута нахилу та прольоту. У деяких випадках вистачить стандартної довжини дошки або бруса – 6 м. При великому куті нахилу та прольоті наближеному до 6 м потрібно стикнути кроквяні ноги по довжині. Як додаткову опору передбачають підкоси (підкроквяні ноги). У місці примикання підкосу до крокви стикують ногу по довжині. Перетин, що рекомендується, при кроці 0,6 м - 50х200 мм, при кроці 1,1 м - 100х200 мм.
Проліт понад 6 метрів.В цьому випадку потрібно зробити проміжні стійки, які візьмуть на себе частину навантаження та зменшать провисання балки. Правильно встановлювати опори так, щоб кожен проліт кроквяної ноги був меншим за 6 метрів. Розрахунок у разі виконують як багатопрогонової балки з урахуванням проміжних опор. При будівництві своїми руками перетин беруть як і для прольоту до 6 м (попередній пункт). У цьому випадку всі крокви є складовими.

Якщо між кроквами планується своїми руками укладати утеплювач (тепле горище, мансарда), то розрахунок враховує мінімальну висоту балок.

Товщина утеплювача не повинна бути більшою за висоту кроквяних ніг для пінополіуретану, пінопласту та екструдованого пінополістиролу.

Якщо планується укладання мінеральної вати, то додатково враховують вентиляційний зазор 5 см. Частково його забезпечують за рахунок несучих балок, а частково за рахунок контробрешітки, що монтується поверх них.

Підбір кроку балок

Крок кроквяних ніг залежить від наступних факторів:

тип теплоізоляційного матеріалу;

наявність мансардних вікон.

У першому випадку залежність обернено пропорційна. Конструкція односхилим даху передбачає зменшення кроку кроквяні при збільшенні прольоту або навантаження. Для типу утеплювача можна навести такі рекомендовані значення відстані між кроквами у світлі (у чистоті):

пінопласт та екструдований пінополістирол – 0,6 м;
мінеральна вата – 0,58 м;
пінополіуретан – крок не залежить від утеплювача.

При проектуванні мансарди та використанні як джерела світла мансардних вікон потрібно в місцях їх встановлення забезпечити крок крокв на 4-6 см більше ширини вікна.

Кут нахилу

Кут нахилу схилу покрівлі

Залежно від типу покрівельного покриття, що використовується, допускається приймати різні кути нахилу схилу покрівлі. Нижче наведено значення для найпоширеніших матеріалів. Важливо пам'ятати, що чим крутіше скат, тим менша ймовірність протікання та навантаження на елементи, але це ускладнює будівництво і вимагає зведення високої поздовжньої стіни.

Керамічна черепиця. Оптимальний кут нахилу – 30-45 градусів, допустимий – 12-65 градусів.
Бітумна (м'яка) черепиця. Оптимальний – 20-45 градусів, допустимий – від 6 градусів.
Металеві черепиці. Оптимальний – 20-45 градусів, допустимий – від 12 градусів.
Оцинкована покрівельна сталь. Допустимий – від 14 градусів.
Шифер. Допустимий – 6-27 градусів.

Чим менший кут нахилу, тим менша витрата матеріалів на зведення, але при цьому збільшується навантаження на покрівлю та ймовірність протікання.

Порядок виконання робіт

Після того, як розрахунок завершено приступають до покупки матеріалу та збирання конструкції.

Обробка елементів антисептиком. Можна виконати вже після встановлення у проектне положення, але якщо планується зберігати деревину, потрібно обробити одразу після покупки.
Гідроізоляція місць зіткнення матеріалів із різними властивостями. У місці укладання мауерлатів на цегляну або бетонну стіну потрібно укласти шар руберойду, лінокрому або гідроізолу.
Укладання мауерлату та закріплення його на стіні. Можна виконувати на дріт, скоби, шпильки, анкерні болти.
Укладання кроквяних ніг. Закріплення їх у мауерлат. Можна кріпити із застосуванням скоб, цвяхів або куточків на шурупи.
Монтаж гідроізоляції та решетування.
Укладання утеплювача.
Покрівельне покриття.
Монтаж нижньої обрешітки та обшивки стелі.

Важливо грамотно підібрати схему односхилим покрівлі, перерізу елементів, крок крокв і кут нахилу. Дотримання технології виконання робіт своїми руками забезпечить надійність та довговічність конструкції.

Визначення внутрішніх зусиль ферми

Найчастіше у нас немає можливості застосувати звичайну балку для тієї чи іншої будови, і ми змушені застосовувати складнішу конструкцію, яка називається ферма.
хоч і відрізняється від розрахунку балки, але нам не важко її розрахувати. Від вас буде потрібна лише увага, початкові знання алгебри та геометрії та година-дві вільного часу.
Тож почнемо. Перед тим, як розраховувати ферму, давайте поставимо якусь реальну ситуацію, з якою ви могли б зіткнутися. Наприклад, вам необхідно перекрити гараж шириною 6 метрів та довжиною 9 метрів, але ні плит перекриття, ні балок у вас немає. Лише металеві куточки різних профілів. Ось з них ми і збиратимемо нашу ферму!
Надалі на ферму будуть спиратися прогони та профнастил. Спирання ферми на стіни гаража – шарнірне.

Для початку вам необхідно буде дізнатися всі геометричні розміри та кути вашої ферми. Тут нам і знадобиться наша математика, а саме – геометрія. Кути знаходимо за допомогою теореми косінусів.

Потім потрібно зібрати всі навантаження на вашу ферму (подивитися можна у статті). Нехай у вас вийшов наступний варіант завантаження:

Далі нам потрібно пронумерувати всі елементи, вузли ферми та задати опорні реакції (елементи підписані зеленим, а вузли блакитним).

Щоб знайти наші реакції, запишемо рівняння рівноваги зусиль на вісь y та рівняння рівноваги моментів щодо вузла 2.

Ra+Rb-100-200-200-200-100=0;
200*1,5+200*3+200*4,5+100*6-Rb*6=0;

З другого рівняння знаходимо опорну реакцію Rb:

Rb = (200 * 1,5 +200 * 3 +200 * 4,5 +100 * 6) / 6;
Rb = 400 кг

Знаючи, що Rb = 400 кг, з 1-го рівняння знаходимо Ra:

Ra=100+200+200+200+100-Rb;
Ra=800-400=400 кг;

Після того, як опорні реакції відомі, ми повинні знайти вузол, де найменше невідомі величини (кожний пронумерований елемент - це невідома величина). З цього моменту ми починаємо розділяти ферму на окремі вузли і знаходити внутрішні зусилля стрижнів у кожному з цих вузлів. Саме за цими внутрішніми зусиллями ми і підбиратимемо перерізи наших стрижнів.

Якщо вийшло так, що зусилля у стрижні спрямовані від центру, значить наш стрижень прагне розтягнутися (повернутись до початкового положення), а значить сам він стиснутий. Якщо зусилля стрижня спрямовані до центру, отже стрижень прагне стиснутися, тобто він розтягнутий.

Отже, перейдемо до розрахунку. У вузлі 1 всього 2 невідомі величини, тому розглянемо цей вузол (напрямки зусиль S1 і S2 задаємо зі своїх міркувань, у будь-якому випадку у нас вийде правильно).

Розглянемо рівняння рівноваги на осі х та у.

S2 * sin82,41 = 0; - на вісь х
-100 + S1 = 0; - на вісь y

З першого рівняння видно, що S2=0, тобто другий стрижень у нас не завантажений!
З другого рівняння видно, що S1 = 100 кг.

Оскільки значення S1 у нас вийшло позитивним, значить напрямок зусилля ми вибрали правильно! Якщо ж воно вийшло негативним, то напрямок варто поміняти і знак змінити на «+».

Знаючи напрямок дії S1, ми можемо припустити, що собою являє перший стрижень.

Оскільки одне зусилля було направлено у вузол (вузол 1), то й друге зусилля буде направлено у вузол (вузол 2). Значить, наш стрижень намагається розтягнутися, а значить він стиснутий.
Далі розглянемо вузол 2. У ньому було 3 невідомі величини, але оскільки ми вже знайшли значення та напрямок S1, то залишається лише 2 невідомі величини.

Знову ж

100 + 400 - sin33,69 * S3 = 0 - на вісь у
- S3 * cos33,69 + S4 = 0 - на вісь х

З першого рівняння S3 = 540,83 кг (стрижень №3 стиснутий).
З другого рівняння S4 = 450 кг (стрижень №4 розтягнутий).
Розглянемо 8-ий вузол:

Складемо рівняння на осі х і у:

100 + S13 = 0 - на вісь у
-S11*cos7,59 = 0 - на вісь х

Звідси:

S13 = 100 кг (стрижень №13 стиснутий)
S11 = 0 (нульовий стрижень, жодних зусиль у ньому немає)

Розглянемо 7-ий вузол:

Складемо рівняння на осі х і у:

100 + 400 - S12 * sin21,8 = 0 - на вісь у
S12*cos21,8 - S10 = 0 - на вісь х

З 1-го рівняння знаходимо S12:

S12 = 807,82 кг (стрижень №12 стиснутий)

З 2-го рівняння знаходимо S10:

S10 = 750,05 кг (стрижень №10 розтягнутий)

Далі розглянемо вузол №3. Наскільки ми пам'ятаємо другий стрижень у нас нульовий, а значить малювати його не будемо.

Рівняння на осі х і у:

200 + 540,83 * sin33,69 - S5 * cos56,31 + S6 * sin7,59 = 0 - на вісь y
540,83 * cos33,69 - S6 * cos7,59 + S5 * sin56,31 = 0 - на вісь х

А тут нам знадобиться алгебра. Я не буду детально розписувати методику знаходження невідомих величин, але суть така - з 1-го рівняння виражаємо S5 і підставляємо її в 2-е рівняння.
За підсумком отримаємо:

S5 = 360,56 кг (стрижень №5 розтягнутий)
S6 = 756,64 кг (стрижень №6 стиснутий)

Розглянемо вузол №6:

Складемо рівняння на осі х і у:

200 - S8 * sin7,59 + S9 * sin21,8 + 807,82 * sin21,8 = 0 - на вісь у
S8 * cos7,59 + S9 * cos21,8 - 807,82 * cos21,8 = 0 - на вісь х

Так само, як і в третьому вузлі знайдемо наші невідомі.

S8 = 756,64 кг (стрижень №8 стиснутий)
S9 = 0 кг (стрижень №9 нульовий)

Розглянемо вузол №5:

Складемо рівняння:

200 + S7 - 756,64 * sin7,59 + 756,64 * sin7,59 = 0 - на вісь у
756,64 * cos7,59 - 756,64 * cos7,59 = 0 - на вісь х

З першого рівняння знаходимо S7:

S7 = 200 кг (стрижень №7 стиснутий)

Як перевірки наших розрахунків розглянемо 4-ий вузол (зусиль у стрижні №9 немає):

Складемо рівняння на осі х і у:

200 + 360,56 * sin33,69 = 0 - на вісь у
-360,56 * cos33,69 - 450 + 750,05 = 0 - на вісь х

У 1-му рівнянні виходить:

У 2-му рівнянні:

Ця похибка допустима і пов'язана швидше за все з кутами (2 знаки після коми замість 3-х).
За підсумками у нас вийдуть такі значення:

Вирішив перевірити ще раз наші розрахунки в програмі і отримав такі самі значення:

Підбір перерізу елементів ферми

При розрахунку металевої фермипісля того, як усі внутрішні зусилля у стрижнях знайдені, ми можемо приступати до підбору перерізу наших стрижнів.
Для зручності всі значення зведемо до таблиці.

Якщо хочеться побудувати неординарний, несхожий на сусідські будинки, придивіться до будинків під односхилим дахом. Вона надає будівлі оригінальності. Крім того, односхилий дах - найпростіший у пристрої. Така проста, що її цілком можна зробити своїми руками.

Плюси і мінуси

Односхилі дахи вважаються найдешевшими і простими у пристрої. І це справді так, особливо при невеликій ширині будівлі. Тим не менш, у нашій країні будинки з односхилими дахами зустрічаються зовсім нечасто. Здебільшого це пов'язано з тим, що більш звичні для нас дві або чотири скатні покрівлі — вони виглядають звичнішими. Друга проблема — знайти проект, адаптований під наші погодні умови. На західних ресурсах проектів дуже багато, але вони розроблені під м'якіший клімат, як правило, мають велику площу скління. Знайти архітектора, який грамотно змінить проект, що сподобався, дуже непросто. Але якщо таки вдалося, і при цьому не порушилася гармонія будівлі, будинок виходить дуже оригінальний.

Багатьох лякають нерівні стелі в деякій частині будинку. Їх, звичайно, складніше обігравати, ніж стандартні, але й результат виходить зовсім на інший рівень — оригінальний на 100%. Щоправда, і цього разу знайти дизайнера, який може розробити подібний інтер'єр на теренах нашої Батьківщини дуже непросто, проте, можливо.

Є ще один вихід – вирівняти стелі за рахунок перекриття, а вільний простір під дахом використати як технічні приміщення. Реалізовані й такі варіанти та господарі дуже задоволені. Так, технічні приміщення на цокольному поверсі, а нагорі, зате жодних проблем із ґрунтовими водами.

Це, мабуть, всі мінуси або підводне каміння, яке може принести односхилий дах. Є, щоправда, ще один момент, який складно назвати недоліком, Через особливості будови покрівельний матеріал на подібних будинках із землі не видно. Якщо місцевість рівна, без великих перепадів висот, морочитися із зовнішнім виглядом покрівлі, немає сенсу. Краще вибрати прості на вигляд, але якісні матеріали, тихі (площина велика, при дощі сильно шумить) і надійні. Один з найпопулярніших варіантів — фальцева покрівля. Вона забезпечує належну міру герметичності, не дуже шумить. Ще варіант – із сучасних матеріалів. Такі дахи ще тихіші, а сучасні матеріали можуть експлуатуватися 20-30 років без ремонту.

Влаштування односхилим даху

Організовують необхідний ухил односхилого даху за рахунок перепаду висот протилежних стін. Одна стіна будівлі виходить значно вище за іншу. Це веде до збільшення витрат матеріалів для стін, але кроквяна система виходить дуже простою, особливо для будівель невеликої ширини.

При достатній несучій здатності стін кроквяна система односхилого даху спирається на мауерлат, закріплений до стіни. Щоб розподіл навантаження був більш рівномірним, верхній ряд кладки стіни армується поздовжньою арматурою (для цегляних стін, з бетонних блоків) або поверх останнього ряду заливається армопояс (для стін, вапняку, черепашника). У випадку з дерев'яною або каркасною будовою роль мауерлат зазвичай виконує останній вінець або верхня обв'язка.

При недостатній міцності будівельного матеріалу стінку більшу частину навантаження можна перенести на перекриття. Для цього встановлюють стійки (крок - близько 1 метра), на які укладаються прогони - довгі бруски, що йдуть уздовж будівлі. На них і спираються тоді кроквяні ноги.

При заливці армопояса або кладці останнього ряду в нього з кроком в 80-100 см встановлюються шпильки, за допомогою яких потім мауерлат кріпиться до стін будівлі. У дерев'яних будинках, якщо не робити армопояс, закласти шпильки неможливо. У цьому випадку допускається встановлення на штифти із шестигранною головкою. Під штифт, через мауерлат свердлиться отвір, на пару міліметрів менше за діаметр штифта. В нього забивається металевий стрижень, що притягує дерев'яний брус до стіни. З'єднання затягується за допомогою шестигранного ключа необхідного розміру.

Кроквяна система односхилим даху

Такі дахи особливо популярні при будівництві дворових будинків - сараїв, гаражів. Просто розміри будівель дозволяють використовувати не дуже потужні балки, причому балки потрібні в невеликій кількості. При ширині будівлі до 6 метрів, кроквяна система односхилим даху майже не містить додаткових підсилювальних елементів (підпорок та прогонів), що вигідно. Також приваблює відсутність складних вузлів.

Для Середньої смуги Росії для прольоту до 5,5 метрів беруть балки 50-150 мм, до 4 метрів досить 50-100 мм, хоча по-хорошому, треба вважати снігове та вітрове навантаження саме у вашому регіоні, і, виходячи з цього, визначатися з параметрами балок.

На відстані між стінами до 4,5 метрів, односхилий дах складається з двох брусків мауерлата, закріплених на стінах, і кроквяних ніг, які на мауерлат спираються. Дійсно, дуже проста конструкція.

При ширині прольоту від 4,5 метрів до 6 метрів, потрібен ще лежень, закріплений на вищій стіні на рівні перекриття та підкроквяна нога, яка впирається в балку майже в середині. Кут ухилу цієї балки залежить від відстані між стінами та рівня установки лежання.

Більш складні кроквяні системи в односхилим даху при ширині будівель понад 6 метрів. В цьому випадку оптимально, якщо будинок спроектований так, що всередині є ще вона несуча стіна, на яку спираються стійки. При ширині будинку до 12 метрів, ферми все ще прості, витрати на влаштування покрівлі мінімальні.

Для будівель шириною більше 12 метрів система стає складнішою - підкроквяних ніг стає більше. Крім того, виготовлення балок завдовжки понад 6 метрів – дороге задоволення. Якщо потрібно збільшення тільки ширину звісів покрівлі, балки дорощуються з обох боків кобилками. Це шматки балок такого ж перерізу, з'єднані з балкою та закріплені з обох боків двома дерев'яними накладками довжиною не менше 60 см, скріплених болтами або цвяхами, допускають використання монтажних пластин.

Якщо загальна довжина балки утворюється понад 8 метрів, їх зазвичай зрощують. Місця стику додатково підсилюють, прибивши дошки чи монтажні пластини.

Варіанти кріплення крокував до мауерлата: ковзаюча слава вгорі і жорстка вгорі справа. Внизу праворуч варіант врізання без звисів (застосовується дуже рідко)

Ще можуть бути питання щодо способів кріплення крокв односхилих дахів до мауерлата. Принципових відмінностей немає. Все також у кроквяній нозі роблять виріз, яким брус упирається в мауерлат. Щоб не мучитися з кожною кроквяною ногою, вирівнюючи її посадку, випивши першу, зі шматка дошки, товстої фанери або бруса роблять шаблон, що точно повторює отриманий «випив». Всі наступні крокви запилюються перед установкою. До них у потрібному місці прикладається шаблон, обводиться та випилюється виїмка необхідної форми та розміру.

Це йшлося про жорстке кріплення кроквяних ніг до мауерлат. Воно використовується на всіх будинках, які дають малу усадку. На дерев'яних будинках такий спосіб кріплення використовувати не можна - будинок весь час осідає або трохи піднімається, через що може виникнути перекіс. Якщо покрівля буде закріплена жорстко, її може розірвати. Тому при влаштуванні односхилим або будь-якої іншої покрівлі на дерев'яних будинках використовують ковзне з'єднання крокв і мауерлата. Для цього є так звані ковзачки. Це пластини, стан з куточків, які кріпляться до мауерлата і рухомо пов'язані з ними металеві смуги, що кріпляться до кроквяної ноги. Таких ковзачок ставиться по дві на кожну крокви.

Вибір кута нахилу покрівлі

Кут ухилу покрівлі визначається за сукупністю показників — вітрового та снігового навантаження та типу покрівельного матеріалу. Спочатку визначаються з кутом за кліматичними умовами (залежно від кількості опадів та вітрових навантажень). Після цього дивляться на мінімальний рекомендований ухил для вибраного типу покрівельного матеріалу (у таблиці нижче).

Якщо бажаний кут більше, все нормально, якщо менше (що буває дуже рідко) його збільшуєте до рекомендованого. Робити дах з кутом, меншим ніж мінімальний кут, рекомендований виробником покрівельного покриття, не варто однозначно - тектиме на стиках. Щоб простіше було орієнтуватися, скажімо, що для Середньої смуги Росії рекомендований ухил односхилим покрівлі - 20 °. Але цифру бажано рахувати для кожного регіону, і навіть для різного розташування будівлі на ділянці.

До речі, майте на увазі, що різні виробники того самого виду покрівельного матеріалу можуть вимагати різний мінімальний ухил. Наприклад, однієї марки може вироблятися на покрівлі з мінімальним ухилом 14°, інший - 16°. І це при тому, що ГОСТ визначає мінімальний ухил 6°.

Також варто пам'ятати, що при схилі до 12° щоб забезпечити герметичність будь-якого покрівельного матеріалу, необхідно промазувати всі стики матеріалу рідким гідроізоляційним складом (зазвичай бітумною мастикою, рідше покрівельним герметиком).

Визначаємо висоту, на яку потрібно підняти стіну

Щоб забезпечити знайдений кут ухилу односхилим покрівлі, необхідно одну зі стін підняти вище. Наскільки вище дізнаємось, згадавши формули розрахунку прямокутного трикутника. По них знаходимо і довжину кроквяних ніг.

При розрахунку не забудьте, що довжина виходить без урахування звисів, а вони потрібні, щоб захистити стіни будинку від опадів. Мінімальний звіс - 20 см. Але при такому маленькому виступі за межі будівлі виглядає односхилий дах куцей. Тому зазвичай роблять звиси щонайменше 60 див на одноповерхових будинках. На двоповерхових вони можуть бути і до 120 см. В даному випадку ширина звису визначається виходячи з естетичних міркувань - дах повинен виглядати гармонійно.

Найпростіше визначити, наскільки треба продовжити покрівлю в дизайнерських програмах, що дозволяють промальовувати будівлю в масштабі і «погратися» зі звисами. Відображатися все має в 3-х вимірах (найпопулярніша програма ScratchUp). Покрутіть у ній різні розміри звисів, визначтеся, з яким виглядає краще (це якщо проекту немає), а потім замовляйте/робіть крокви.

Фотозвіт з будівництва: односхилий дах на будинку з газобетону

Побудований будинок у СПб. Проекту не було, була спільна ідея, представлена на фото. Будинок з газобетону, фінішне оздоблення – штукатурка, дах – фальцева обрана виходячи з дешевизни, надійності, простоти монтажу.

Після того, як вигнали стіни, в них залили армопояс, в який через кожен метр встановлені шпильки (Ø 10 мм). Коли бетон в армопоясі досягла необхідної порочності, на бітумну мастику уклали шар гідроізоляції («Гідроізол», розрізаний вздовж на смуги потрібної ширини). Поверх гідроізоляції укладається мауерлат – брус 150-150 мм. Всі пиломатеріали, що застосовуються для влаштування покрівлі, сухі, оброблені захисними просоченнями, антипіренами.

Початок монтажу односхилим даху - укладання мауерлату

Його спочатку кладуть на місце (лежить на шпильках, що дотримується помічниками), проходять вздовж, стукаючи молотком по тих місцях, де стоять шпильки. У брусі друкуються місця, де стирчать шпильки. Тепер свердлять отвори та просто насаджують його на шпильки.

Так як проліт виходить великим, поставлені підпірки з бруса (150-150 мм), на які покладено прогін, який підтримуватиме кроквяні ноги.

Ширина покрівлі виходить 12 метрів. Це з урахуванням виносу 1,2 метри з лицьового боку. Тому бруси мауерлата та прогін «стирчать» за межі стін саме на таку відстань.

Спочатку були сумніви щодо такого великого виносу – крайній правий брус висить на 2,2 метри. Якщо цей винос зменшити, погано буде стінам та й зовнішній вигляд погіршиться. Тому все вирішено залишити як є.

Укладання крокв

Укладаються крокви із двох зрощених дощок 200*50 мм, з кроком 580 мм. Дошки збиваються цвяхами, в шаховому порядку (зверху-знизу), з кроком 200-250 мм. Капелюшки цвяхів то праворуч, то ліворуч, попарно Два зверху/знизу праворуч, два зверху/знизу ліворуч і т.д.). Місця зрощування дощок розносимо на менш ніж на 60 см. Отримана балка виходить набагато надійніше, ніж аналогічний цільний брус.

Далі пиріг односхилий даху для цього випадку такий (з боку горища - на вулицю): пароізоляція, кам'яна вата 200 мм, вентзазор (решетування, контр-решетка), вологоізоляція, покрівельний матеріал. У цьому випадку це пурал темно-сірого кольору.

Утеплення зсередини будемо проводити потім, а поки поверх крокв укладаємо гідро-вітро-захисну мембрану «Тайвек Солід» (паропроникна).

Мембрана укладається знизу-вгору, кріпиться скобами зі степлера. Те полотно, яке розкочується вище, заходить на вже укладене на 15-20 см. Стик проклеюється двосторонньою стрічкою (купували разом із мембраною). Потім поверх мембрани набивається планки, на них — лати під фальцеву покрівлю.

Спочатку зроблена решетування з дошки 25*150 мм з кроком 150 мм. Після укладання, походивши по даху, вирішено посилити решетування. Для цього між вже покладеними дошками набиваємо дошки 100 мм завширшки. Тепер між дошками залишається зазор 25 мм.

Обрешітка односхилим даху в результаті

Далі на нижньому фронтоні набили гаки. Набиті вони нерівно, тому що через велику довжину фронтону вирішено зробити дві приймальні воронки на відстані 2,8 метра від краю. Для забезпечення стоку в дві сторони і зроблено такий рельєф.

Далі треба заносити шматки металу (картини) завдовжки 12 метрів. Вони не важкі, але гнути їх не можна, бо «салазки» відпадають. Для підйому побудований тимчасовий «місток», що сполучає землю та дах. По ньому й піднімали листи.

Далі йдуть покрівельні роботи, що відрізняються залежно від типу покрівельного матеріалу. В даному випадку необхідно було вирішити проблему температурного розширення матеріалу - оцинкована сталь (пурал) при нагріванні/остиганні значно змінює свої розміри. Щоб забезпечити свободу розширення кріпити матеріал до решетування вирішено за фальц рухомими кляммерами зі свободою переміщення 15-20 мм.

Після укладання покрівельного матеріалу залишається підшивка навісів, а вони нічим не відрізняється.

Покрівлю треба довести «до розуму» — підшити звіси, але, здебільшого, вона вже готова

Ну, а на фото нижче те, що вийшло після обробки. Дуже сучасно, стильно та незвично.

Будинок з односхилим дахом - обробка майже закінчена

Проекти та фото будинків з односхилим дахом

Як уже казали, важко знайти цікаві проекти житлових будинків з односхилим дахом. Поки що дані будівлі у нас непопулярні. Можливо, саме через свою неординарність. У цьому розділі зібрано кілька проектів чи фото вже збудованих будинків. Може, комусь буде корисно хоча б як ідея.

Великі вікна – красиво, але нераціонально у нашому кліматі

Різнорівневий будинок - цікавий реалізований проект

Це прототип того, що розташований вище

Оригінальний будинок. Під одним односхилим дахом і будинок і госп будівлі, та ще частина - навіс над двором між двома будинками

Металеві ферми з профільної труби – металоконструкції, збирання яких проводиться за допомогою решітчастих металевих стрижнів. Їх виготовлення є досить складним і трудомістким процесом, але результат зазвичай виправдовує очікування. Важливою перевагою можна назвати економічність отриманої конструкції. У процесі виробництва найчастіше застосовують парний метал і косинки як сполучні металеві деталі. Подальший процес збирання заснований на клепці або зварюванні.

Переваги металоконструкцій

Металева ферма має чимало переваг. З їх допомогою можна легко перекрити проліт будь-якої довжини. Проте слід розуміти, що правильний монтаж передбачає первинний грамотний розрахунок ферми із профільної труби. В цьому випадку можна буде бути впевненим як створена металева конструкція. Також варто дотримуватися намічених планів, креслення та розмітки, щоб виріб вийшов відповідно до вимог.

На цьому переваги виробу не закінчуються. Можна виділити і такі переваги:

Довговічність металевого виробу.
Незначна вага у порівнянні з іншими аналогічними конструкціями.
Витривалість.
Стійкість до пошкоджень та негативних навколишніх факторів.
Міцні вузли, що сприяють стійкості до будь-яких типів навантажень.
Можливість заощадити фінанси за допомогою самостійного складання, оскільки готовий металевий виріб коштує недешево.

Конструкційні особливості ферм

Ферма з профільної труби має характерні риси, про які слід пам'ятати заздалегідь. У основі поділу можна назвати певні параметри. Головним значенням вважають кількість поясів. Можна виділити такі види:

Другий важливий параметр, без якого креслення ферми створити не вдасться, це контури та форма. Залежно від останнього можна виділити прямі, двосхили або односхилі, арочні ферми. По контуру можна розділити металеві конструкції на кілька варіантів. Перший – це конструкції із паралельним поясом. Вони вважаються оптимальним рішенням для створення м'якої покрівлі. Металева опора гранично проста, а її компоненти ідентичні, за розмірами сітки збігаються зі стрижнями, завдяки чому монтаж стає легкою роботою.

Другий варіант – односхилі металеві конструкції. В їх основі жорсткі вузли, що забезпечують стійкість до зовнішніх навантажень. Створення такої конструкції відрізняється економічністю матеріалу та відповідно невеликими витратами. Третій вид – полігональні ферми. Їх відрізняє тривалий за часом та досить складний монтаж, а перевагою стає здатність витримувати велику вагу. Четвертий варіант – трикутні ферми із профільної труби. Вони використовують, якщо планується створення металевої ферми з великим кутом нахилу, але мінусом стане наявність відходів після спорудження.

Наступний важливий параметр – кут нахилу. Залежно від нього металеві ферми із профільних труб діляться на три основні групи. У першу групу потрапляють металеві конструкції з кутом нахилу 22-30 градусів. При цьому довжина та висота виробу представлені співвідношенням 1:5. Серед переваг такої металоконструкції можна виділити незначну вагу. Найчастіше так утворюють металеві трикутні ферми.

При цьому може знадобитися використання розкосів, що монтуються зверху вниз, якщо висота прольотів перевищує 14 метрів. У верхньому поясі буде розташована панель довжиною 150-250 см. Як результат вийде конструкція з двома поясами та парною кількістю панелей. За умови, що проліт більше 20 метрів, слід монтувати підкроквяну металоконструкцію, пов'язуючи її опорними колонами.

До другої групи відносять ферми з квадратних труб або профтруб та інших різновидів, якщо кут нахилу становить 15-22 градуси. Співвідношення висоти та довжини між собою досягає 1:7. Максимальна довжина каркасу має перевищувати 20 метрів. Якщо потрібно збільшити висоту, потрібні додаткові процедури, наприклад, створюється ламаний пояс.

До третьої групи належать металоконструкції з кутом нахилу менше 15 градусів. У цих проектах застосовують трапецієподібну кроквяну систему. Вони мають додатково короткі стійки. Це дозволяє підвищити протидію поздовжньому прогину. Якщо монтується односхилий дах, кут нахилу якого досягає 6-10 градусів, необхідно продумати асиметричну форму. Поділ прольоту може змінюватись в залежності від особливостей конструкції, і може досягати семи, восьми або дев'яти частин.

Окремо виділяють ферму Полонсо, що монтується своїми руками. Вона представлена двома трикутними фермами, які з'єднані затяжкою. Це дозволяє виключити установки довгих розкосів, які повинні були б розташовуватися в середніх панелях. Як результат, вага конструкції буде оптимальною.

Як правильно розрахувати навіс?

Розрахунок та виготовлення ферм із профільної труби має бути засноване на основних вимогах, які прописані в БНіП. При розрахунку важливо складання та креслення виробу, без якого подальший монтаж буде неможливим. Спочатку слід підготувати схему, де будуть вказані основні залежності між ухилом покрівлі та довжиною конструкції загалом. Зокрема, слід врахувати таке:

Контур поясів опори. Вони допоможуть визначити призначення металоконструкції, кут нахилу та тип покрівлі.
При доборі необхідно дотримуватися принципу економії, якщо вимоги передбачають протилежного.
Розрахунок розмірів провадиться з урахуванням навантажень на конструкцію. Кути крокв можуть відрізнятися, але панель повинна відповідати їм.
Останній розрахунок стосується проміжку між вузлами. Найчастіше його вибирають так, щоб він відповідав ширині панелі.

Слід пам'ятати про те, що збільшення висоти своїми руками призводитиме до підвищення несучої здатності. У такому разі сніговий покрив не утримуватиметься на покрівлі. Щоб додатково посилити металоконструкцію, доведеться монтувати ребра жорсткості. Щоб визначити габарити ферми, варто керуватися такими даними:

конструкції шириною до 4,5 метрів монтують із деталей габаритам 40х20х2 мм;
вироби шириною 5,5 метрів створюються із складових розміром 40х40х2 мм;
якщо ширина конструкції перевищуватиме 5,5 метрів, оптимально вибрати деталі 40х40х3 мм або 60х30х2 мм.

Далі необхідно розрахувати крок, для цього враховують відстань від однієї до наступної опори навісу. Найчастіше воно стандартне і сягає 1,7 метрів. Якщо порушити це негласне правило, міцність конструкції може трохи порушитись. Після того як всі необхідні параметри розраховані, необхідно отримати схему конструкції. Для цього використовують програму, щоб досягти необхідної міцності. Більшість програм мають аналогічні назви процесу, який виконують. Можна вибрати програму "Розрахунок ферми", "Розрахунок ферм 1.0" та інші схожі.

Обов'язково враховуйте при розрахунку вартість однієї тонни металу в закупівлі, а також вартість виготовлення самої металоконструкції, тобто витрати на зварювання, обробку антикорозійним складом та монтаж. Тепер залишилося розібратися з тим, як зварити ферму із профільної труби.

Щоб зварювання ферм було якісним, необхідно дотримуватися низки рекомендацій. Серед них виділяють такі:

Щоб конструкція вийшла відповідно до вимог, важливо дотримуватися певного алгоритму роботи. Спочатку виконують розмітку ділянки. Для цього монтують вертикальні опори та заставні деталі. За необхідності металеві профільні труби можна відразу розмістити в ямах та забетонувати. Установку вертикальних опор вивіряють схилом, а щоб проконтролювати паралельність, натягують шнур.