Железобетонные фермы. Стропильные фермы металлические: опорная конструкция кровли Размеры железобетонной фермы 24 м

• Фермы – это элементы конструкций, которые, восприняв нагрузку в пролете, передают ее на опоры. Стропильные фермы металлические имеют вид решетчатой сквозной конструкции, выполненной из прямоугольных стержней, «собранных» друг с другом в узлы. Выбор их конструкции для конкретной крыши определяет расположение чердачного перекрытия, уклон кровли и необходимая длина пролета.

  Стропильные фермы металлические в основном изготавливают из стальных профилей, чаще из уголка. Для более тяжелых конструкций профиль имеет тавровое или двутавровое сечение, а для гидротехнических сооружений – круглое, профильная труба. Стальная стропильная ферма широко используется в конструкциях для покрытия и перекрытия зданий, чаще с шириной пролетов больше 24 м.

  Конструкция из металла

  Прочность и жесткость этих элементов несущей конструкции обеспечивает их форма. Классический вариант металлической фермы состоит из прутьев – два параллельных и еще между ними, сваренные зигзагообразно. Благодаря такой компоновке даже при относительно малом расходе материала сопротивляемость конструкции из металла повышается.

  Основные конструктивные элементы:

  • пояса, верхний и нижний,образующие контур;
  • решетка, собранная из раскосов и стоек.

  Узловое соединение элементов выполняют непосредственным примыканием одного к другому. Стержни решетки фиксируют к поясам либо сваркой, либо посредством фасонных элементов. Помимо стропильных могут быть и подстропильные. Их используют как опоры для несущих конструкций и перекрытий, если расстояние между колоннами превышает шаг балок или у колонн неодинаковый шаг.

  Виды: по поясам и решеткам
  

  

  Их классифицируют по геометрии поясов и типу решетки.

  По очертанию пояса

  

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

  

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

  

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

  Системы решетки

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

  Расчет треугольной фермы и его особенности

  При расчете учитываются требования СНиП по «Стальным конструкциям» и «Нагрузкам и воздействиям». Грамотно рассчитать стропильные системы из металла можно только при наличии специальных знаний. При этом учитываются многочисленные факторы, поэтому проектировщики, как правило, обращаются при расчетах к помощи специальных программ.

  Что же лежит в основе расчетов треугольной фермы: пример

  Фермы находятся под постоянным воздействием таких нагрузок, как вес кровли, фонарей, подвесных водосточных систем, вентиляторов, собственный вес несущей конструкции и других. К временным нагрузкам относят давление ветра, снега, вес людей, находящихся на крыше, подвесного транспорта.

  На заметку

  Ветровую нагрузку учитывают при уклоне фермы, начиная с 30⁰.

  Принимаются во внимание также особые или периодические нагрузки, типа сейсмических, урагана и т. д.

  Пример расчета в программе SCAD

  Изготовление и соединение элементов

  

  • Сборка. Собирают их поэтапно из деталей на прихватках.
  • Связку поясов производят, используя один или два спаренных уголка:
  • верхние пояса изготавливают из неравнобоких двух уголков, имеющих тавровое сечение, стыковку проводят по меньшим сторонам;
  • для нижних поясов используют, соответственно, равнобокие уголки.
  • Если элемент большой длины, применяют соединительные и накладные пластины. В случае нагрузок, образованных в границах ее панелей, используются парные швеллеры.
  • Угол установки раскосов – 45°, а стоек – 90°. Для их изготовления применяют равнобокие уголки, скрепляя элементы посредством пластин. Уголки в сечении либо крестообразное, либо тавровые.
  • Полностью сварные системы изготавливают с использованием тавр.
  • Сварка. Когда сборка на прихватках закончена вручную или полуавтоматическим способом выполняют сварочные работы, после чего каждый шов зачищают.
  • Окраска. В на завершающем этапе сверлят отверстия и покрывают ее антикоррозийными составами.

  Некоторые правила устройства
  

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

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

  

  (7,1 MiB, 5 028 hits)

  Описание

  Наименование документа:	Серия 1.263.2-4
  Тип документа:	Серия
  Статус документа:	Действует
  Название:	Выпуск 1. Фермы пролетами 18, 21 и 24 м из прокатных уголков. Чертежи КМ
  Краткое содержание:	1.263-2-4.1КМ-1-3 Техническое описание 1.263-2-4.1КМ-4 Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправочные марки 1.263-2-4.1КМ-5 Схемы расположения ферм пролетом 18 м и связей 1.263-2-4.1КМ-6 Схемы расположения ферм пролетом 21 м и связей 1.263-2-4.1КМ-7 Схемы расположения ферм пролетом 24 м и связей 1.263-2-4.1КМ-8 Схема ферм с маркировкой элементов 1.263-2-4.1КМ-9 Сортамент ферм пролетом L=18 м и Н=1,2 м 1.263-2-4.1КМ-10 Сортамент ферм пролетом L=18 м и Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-11 Сортамент ферм пролетом L=21 м и Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-12 Сортамент ферм пролетом L=24 м и Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-13 Схемы вертикальных связей В-1,В-2 1.263-2-4.1КМ-14 Узел 1 1.263-2-4.1КМ-15 Узел 2,3 1.263-2-4.1КМ-16 Узел 4 1.263-2-4.1КМ-17 Узел 5 1.263-2-4.1КМ-18 Узел 6 1.263-2-4.1КМ-19 Узел 7 1.263-2-4.1КМ-20 Узел 8 1.263-2-4.1КМ-21 Узел 9 1.263-2-4.1КМ-22 Узел 10 1.263-2-4.1КМ-23 Узел 11 1.263-2-4.1КМ-24 Узел 12-15 1.263-2-4.1КМ-25 Указание по расчету сварных швов узлов ферм 1.263-2-4.1КМ-26 Разметка отверстий по верхним поясам ферм для крепления связей 1.263-2-4.1КМ-27 Схема раскладки железобетонных плит и детали их приварки к поясам ферм 1.263-2-4.1КМ-28 Спецификация стали ферм пролетом 18 м 1.263-2-4.1КМ-29 Спецификация стали ферм пролетом 21 м 1.263-2-4.1КМ-30 Спецификация стали ферм пролетом 24 м
  Дата добавления в базу:	01.09.2013
  Дата актуализации:	01.12.2013
  Дата введение:	01.12.1982
  Организации:	Разработан Утвержден : Государственный комитет по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР 13.10.1982

  (8,8 MiB, 1 902 hits)

  Описание

  Наименование документа:	Серия 1.263.2-4
  Тип документа:	Серия
  Статус документа:	Действует
  Название:	Выпуск 2. Фермы пролетом 27, 30 и 36 м из прокатных уголков. Чертежи КМ
  Краткое содержание:	1.263-2-4.2КМ-1.1-1.3 Техническое описание 1.263-2-4.2КМ-2 Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправочные марки 1.263-2-4.2КМ-3 Схема расположения ферм пролетом 27 м и связей 1.263-2-4.2КМ-4 Схема расположения ферм пролетом 30 м и связей 1.263-2-4.2КМ-5 Схема расположения ферм пролетом 36 м и связей 1.263-2-4.2КМ-6 Схемы ферм с маркировкой элементов 1.263-2-4.2КМ-7 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=1,8 м 1.263-2-4.2КМ-8 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=2,1 м 1.263-2-4.2КМ-9 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=1,8 м 1.263-2-4.2КМ-10 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=2,1 м 1.263-2-4.2КМ-11 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,1 м 1.263-2-4.2КМ-12 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,4 м 1.263-2-4.2КМ-13 Схемы вертикальных связей В-1,В-2;В-3 1.263-2-4.2КМ-14 Узел 1 1.263-2-4.2КМ-15 Узел 2,3 1.263-2-4.2КМ-16 Узел 4 1.263-2-4.2КМ-17 Узел 5 1.263-2-4.2КМ-18 Узел 6 1.263-2-4.2КМ-19 Узел 7 1.263-2-4.2КМ-20 Узел 8 1.263-2-4.2КМ-21 Узел 9 1.263-2-4.2КМ-22 Узел 10-13 1.263-2-4.2КМ-23 Указание по расчету сварных швов в узлах ферм 1.263-2-4.2КМ-24 Разметка отверстий по верхним поясам ферм для крепления связей 1.263-2-4.2КМ-25 Схема раскладки железобетонных плит и детали их приварки к поясам ферм 1.263-2-4.2КМ-26 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;Н=1,8 м 1.263-2-4.2КМ-27 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;Н=2,1 м 1.263-2-4.2КМ-28 Спецификация стали ферм пролетом L=30 м;Н=1,8 м 1.263-2-4.2КМ-29 Спецификация стали ферм пролетом L=30 м;Н=2,1 м 1.263-2-4.2КМ-30 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,1 м 1.263-2-4.2КМ-31 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,4 м
  Дата добавления в базу:	01.09.2013
  Дата актуализации:	01.12.2013
  Дата введение:	01.03.1983
  Доступно сейчас для просмотра:	100% текста. Полная версия документа.
  Организации:	Разработан : ЦНИИЭП им. Б.С. Мезенцева Госгражданстроя Принят : МАДИ Минвуза СССР (Московский автомобильно-дорожный институт) Принят : Президент Российской Федерации Принят : ЦИТП Госстроя СССР Утвержден : Государственный комитет по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР 04.01.1983

  (11,6 MiB, 2 454 hits)

  Описание

  Наименование документа:	Серия 1.263.2-4
  Тип документа:	Серия
  Статус документа:	Действует
  Название:	Выпуск 3. Фермы пролетом 18, 21, 24, 27, 30 и 36 м из прокатных уголков под облегченную кровлю. Чертежи КМ
  Краткое содержание:	1.263-2-4.3КМ-1.1-1.4 Техническое описание 1.263-2-4.1КМ-2 Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправочные марки 1.263-2-4.1КМ-3 Схема расположения ферм пролетом 18 м, прогонов и связей 1.263-2-4.1КМ-4 Схема расположения ферм пролетом 21 м, прогонов и связей 1.263-2-4.1КМ-5 Схемы расположения ферм пролетом 24 м, прогонов и связей 1.263-2-4.1КМ-6 Схемы расположения ферм пролетом 27 м, прогонов и связей 1.263-2-4.1КМ-7 Схемы расположения ферм пролетом 30 м, прогонов и связей 1.263-2-4.1КМ-8 Схемы расположения ферм пролетом 36 м, прогонов и связей 1.263-2-4.1КМ-9 Схема ферм с маркировкой элементов 1.263-2-4.1КМ-10 Сортамент ферм пролетом L=18 м; Н=1,2 м 1.263-2-4.1КМ-11 Сортамент ферм пролетом L=18 м; Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-12 Сортамент ферм пролетом L=21 м; Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-13 Сортамент ферм пролетом L=24 м; Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-14 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-15 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=2,1 м 1.263-2-4.1КМ-16 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-17 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=2,1 м 1.263-2-4.1КМ-18 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,1 м 1.263-2-4.1КМ-19 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,4 м 1.263-2-4.1КМ-20 Схемы вертикальных связей В-1…В-4 1.263-2-4.1КМ-21 Узел 1 1.263-2-4.1КМ-22 Узел 2,3 1.263-2-4.1КМ-23 Узел 4 1.263-2-4.1КМ-24 Узел 5 1.263-2-4.1КМ-25 Узел 6 1.263-2-4.1КМ-26 Узел 7 1.263-2-4.1КМ-27 Узел 8 1.263-2-4.1КМ-28 Узел 9 1.263-2-4.1КМ-29 Узел 10 1.263-2-4.1КМ-30 Узел 11 1.263-2-4.1КМ-31 Узел 12-15 1.263-2-4.1КМ-32 Указание по расчету сварных швов узлов ферм 1.263-2-4.1КМ-33 Разметка отверстий по верхним поясам ферм L=18-24 м для крепления связей 1.263-2-4.1КМ-34 Разметка отверстий по верхним поясам ферм L=27-36 м для крепления связей 1.263-2-4.1КМ-35 Таблицы для выбора марок прогонов и профиля размеров настила 1.263-2-4.1КМ-36 Спецификация стали ферм пролетом L=18 м;Н=1,2 м;Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-37 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;L=24 м;Н=1,8 м 1.263-2-4.1КМ-38 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;Н=1,8 м;Н=2,7 м 1.263-2-4.1КМ-39 Спецификация стали ферм пролетом L=30 м;Н=1,8 м;Н=2,1 м 1.263-2-4.1КМ-40 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,1 м 1.263-2-4.1КМ-41 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,4 м
  Дата добавления в базу:	01.09.2013
  Дата актуализации:	01.12.2013
  Дата введение:	01.08.1983
  Доступно сейчас для просмотра:	100% текста. Полная версия документа.
  Краткое содержание:	1.263-2-4.4-00КМ Техническое описание 1.263-2-4.4-01КМ Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправные марки 1.263-2-4.4-02КМ Схемы расположения ферм пролетом 15,18 м и связей 1.263-2-4.4-03КМ Схемы расположения ферм пролетом 21,24 м и связей 1.263-2-4.4-04КМ Схемы расположения ферм пролетом 27,30 м и связей 1.263-2-4.4-05КМ Схемы ферм с маркировкой элементов 1.263-2-4.4-06КМ Сортамент ферм пролетом 15,18,21 м 1.263-2-4.4-07КМ Сортамент ферм пролетом 24 м 1.263-2-4.4-08КМ Сортамент ферм пролетом 27 м 1.263-2-4.4-09КМ Сортамент ферм пролетом 30 м 1.263-2-4.4-10КМ Геометрические схемы отправочных марок стропильных ферм 1.263-2-4.4-11КМ Узел 1,2 1.263-2-4.4-12КМ Узел 3…8 1.263-2-4.4-13КМ Узлы опирания ферм (варианты) 1.263-2-4.4-14КМ Фрагменты плана настила с расположением креплений 1.263-2-4.4-15КМ Допускаемая расчетная нагрузка на настил 1.263-2-4.4-16КМ Узел крепления связей

Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30 м (редко 36 л); подразделяют их на сегментные, арочные, треугольные, трапециевидные и с параллельными поясами (рис. 64). В зависимости от способа изготовления фермы могут быть цельными, из полуферм, из блоков длиной 6 м и из отдельных элементов.

Сегментные, арочные и полигональные фермы предназначены для покрытий с рулонной кровлей, треугольные — под кровлю из асбестоце-ментных и металлических волнистых листов. Фермы с параллельными поясами применяют в зданиях с плоским покрытием под рулонную «сухую» или водонаполненную кровлю.
Во избежание большого уклона кровли в крайних панелях на опорах сегментных ферм предусматривают небольшие столбики для опира-ния панелей покрытия. Шаг ферм 6 и 12 л (редко 18 м).

Решетка ферм позволяет опирать панели шириной 1,5 и 3 м. При вне-узловом опирании панелей верхний пояс дополнительно армируют для воспринятая усилий от местного изгиба. Большинство скатных ферм имеет опорные узлы высотой 0,8 м.
Фермы изготовляют из бетона марок 300—500. Нижний пояс выполняют предварительно напряженным и армируют пучками из высокопрочной проволоки. Для армирования верхнего пояса, раскосов и стоек применяют сварные каркасы из горячекатаной стали периодического профиля. В фемах предусмотрены закладные элементы, аналогичные балкам.

Наиболее рациональными по распределению материала являются сегментные и арочные фермы, имеющие ломаный или криволинейный верхний пояс. По сравнению с другими в них меньшие усилия в элементах решетки и меньшие изгибающие моменты в верхнем поясе от внеузлового загружения, что позволяет делать решетку более редкой. Сегментные и арочные фермы имеют небольшую высоту на опоре, что позволяет уменьшить высоту стен; однако криволинейность верхнего пояса усложняет устройство опалубки и армирование.

Рис. 64. Железобетонные фермы покрытий:

Конфигурация верхнего пояса трапециевидных ферм проста, они взаимозаменяемы со стальными фермами. К недостаткам таких ферм относятся: сравнительно мощная решетка, большая высота на опоре, что требует устройства вертикальных связей между фермами в плоскости опорных стоек; эти фермы несколько тяжелее сегментных.
На фермы с параллельными поясами по сравнению с другими больше расходуется материалов, зато применяемая для их изготовления опалубка отличается простотой и меньшей трудоемкостью.

Крепят фермы к колоннам и к подстропильным конструкциям анкерными болтами и сваркой закладных опорных элементов (аналогично креплению железобетонных балок).

Окончание процесса возведения дома венчает установка крыши. Этот элемент является основополагающим для безопасности строения, а также напрямую оказывает влияние на комфорт его эксплуатации. В качестве несущих элементов кровли могут использоваться стропильные и железобетонные фермы 18 м, при помощи которых осуществляется перераспределение основного и дополнительного веса на стены здания.

Особенности расчета

Учитывая важность выполняемых функций стропильных и подстропильных ферм, к процессу их расчета, проектировки и монтажа необходимо отнестись максимально серьезно. Мельчайшая неточность может погубить всю конструкцию ().

Наиболее долго и надежно эксплуатируются элементы, выполненные из железобетона. Однако сложность монтажа в совокупности с большим итоговым весом ограничивает использования такого вида стропил. Они чаще всего используются в необычных случаях, когда, к примеру, необходимо сделать одноэтажное здание большой площади.

При расчете не все так легко, как может показаться на первый взгляд. Поэтому для его осуществления необходимым является определенный багаж знаний. В данном случае используется ГОСТ 20213 89 на фермы, изготовленные из железобетона.

Совет: очень важно не упустить ни единого фактора, который может оказать прямое либо косвенное влияние на итоговые прочностные качества.

Именно поэтому подобные расчеты должны проводиться еще на этапе проектирования хорошо ознакомленными с данной сферой людьми. Здесь важна каждая деталь – от выбора самого варианта конструкции стропил до выбора небольших соединительных элементов.

В расчетах необходимо обязательно учитывать три фактора:

1. Общую массу конструкции, которая включает в себя вес кровельного покрытия и вес стропильной системы.
2. Вес нагрузок, которые могут дополнительно возникать в процессе эксплуатации (снег, ветер и т.п.).
3. Вес периодических нагрузок (различные климатические явления или же случайные факторы).

Предельная точность во время расчетов поможет не только сэкономить общую смету, но и сделает объект максимально защищенным от всевозможных разрушений.

Инструкция требует для изготовления ферм из железобетона применять высокоточное оборудование, которое способно выполнять работу с минимальными погрешностями. При монтаже стропил особенно важно надежно скрепить все элементы, дабы устойчивость объекта не была снижена.

Стропильные фермы из железобетона

Такие конструкции могут существенно разниться по внешнему виду, исходя из своих параметров, в том числе, используемому материалу покрытия и способам их опирания. С их помощью можно возводить сооружения с огромными пролетами (больше 24 м). Кроме того, кровля при этом может быть скатной или же малоуклонной, а на покрытии сооружений могут использоваться фонари.

Совет: используйте подобные ж/б фермы при возведении складов и других помещений промышленного типа.

Основные преимущества подобных конструкций:

• высокие прочностные качества;
• хорошая жесткость;
• стойкость к воздействию низких температур;
• устойчивость к воздействию агрессивных сред;
• пожаробезопасность.

Изготовление бетонных элементов несущих конструкций

Для производства ж/б ферм используется бетон конструкционного типа (легкий или тяжелый), чаще всего аглопорибетон либо керамзитобетон. Сам процесс изготовления осуществляется в стендах-камерах, имеющих один либо несколько ярусов, на которых монтируются стальные формы с паровой рубашкой.

Для создания стоек и раскосов, закладываемых при армировании, используются вибростолы со специальными кассетными формами.

На фото — железобетонные балки и ж/б фермы

В качестве верхнего пояса при армировании чаще всего используются обычные стержни, а вот нижние пояса оснащаются высокопрочной проволокой, Ø 5 мм, которая собирается в струнопакеты. Для натяжения последних необходимо использование гидродомкратов, после чего туда добавляется бетонная смесь.

Спустя 2-3 часа изделие направляется в цех термообработки. На каждом процессе изготовления осуществляется контроль над качеством заранее напряженных изделий.

Процесс маркировки

Для маркировки такого материала используются буквы и цифры, написанные через дефис.

Буквами обозначают размер и тип заготовки, а цифры отображают, в том числе:

• дополнительные сведения;
• несущую способность;
• марку используемого бетона.

При помощи букв отображается и такая характеристика бетона, как проницаемость, которая показывает, насколько конструкция приспособлена к эксплуатации при агрессивных условиях:

• буква «П» обозначает пониженную приспособленность;
• при помощи буквы «Н» отображается нормальная приспособленность;
• изделия, которые могут выдержать 8-бальные сейсмологические явления, обозначаются буквами «С».

Конструкционные особенности ж/бетонных стропильных ферм

Ферма выступает в качестве скелета, который отображает то, какими очертаниями будет обладать крыша. Для того чтобы каркас отличался жесткостью, прочностью и устойчивостью, он должен быть выполнен с применением большого количества стали и армированных материалов, что значительно усложняет его схему. Только такая конструкция сможет обеспечить сохранность здания даже при экстремальных погодных условиях ().

Однако все равно производители пытаются всячески снизить вес подобного «скелета». Достигается это, в первую очередь, благодаря использованию бетонов легких марок, что не оказывает никакого влияния на общую прочность конструкции.

Традиционным компонентом внутренней структуры ж/б ферм является высокопрочная арматурная сталь, легко противостоящая коррозионному воздействию. Благодаря этому попадание влаги или же крепкие морозы никаким образом не смогут повлиять на прочность кровли.

В качестве ее контура выступают работающие на изгиб два пояса, а вот стойки и раскосы, отвечающие за осевое усилие, являются решеткой.

Существует такие основные разновидности подобных ферм:

1. Сегментные , для которых характерным является пояс очертания и решетка раскосного типа.
2. Полигональные , когда пояса расположены параллельно или же в форме трапеции.
3. Арочные безраскосные , отличающиеся жесткими узлами.
4. Арочные раскосные , имеющие верхний пояс с криволинейными очертаниями, а также редкую решетку.

Довольно часто полигональные фермы с ровными элементами верхнего пояса заменяют сегментные. Такой способ является более экономически обоснованным.

Кроме того, существует такая классификация ферм:

• раскосые.
• безраскосые.
• типовые.

Сфера применения различных типов ферм

1. Если кровля планируется строиться малоуклонной, наиболее оптимальным вариантом будет использование безраскосных ферм, в верхнем поясе которых устанавливаются дополнительные стойки. Чаще всего подобные здания оснащаются большим количеством систем коммуникации. Шаг для них составляет 6 или 12 м.
2. Когда же здание является однопролетным, и его отопление не планируется, идеальным вариантом будет использование безраскосных конструкций.
3. Скатные кровли оснащаются сегментным безраскосным либо раскосым каркасом.

При перекрытии одноэтажных зданий с одним или несколькими пролетами рулонными материалами, лучше всего воспользоваться типовыми ЖБИ.

Таких вариантов в настоящее время существует множество, давайте остановимся на их обозначениях:

• ФС – раскосные изделия, используемый на скатных крышах;
• ФБС – безраскосный тип ферм, применяемый для скатных крыш;
• ФП – изделия, используемые в качестве плитного покрытия, длина которого аналогична длине пролета;
• ФПМ – используется на малоуклонных крышах без преднапряжений;
• ФПН – для кровли с малым уклоном и преднапряженными стойками;
• ФБМ – безраскосные изделия, используемые на малоуклонных скатных кровлях;
• ФПС – встречаются на скатных крышах;
• ФТ – фермы безраскосного типа с треугольным очертанием.

Нюансы при установке

Перед монтажом подобных конструкций необходимо максимально точно рассчитать несущую способность здания. Крепление осуществляется к расположенным на несущей стене либо колонне закладным деталям.

Совет: не следует начинать установку, не убедившись в полном соответствии качества элементов, а также их размеров.

Кроме того, вам понадобятся услуги сварщика, который должен будет соединить закладные детали и опоры. К первым привариваются и металлические прогоны, благодаря которым достигается оптимальное значение продольной жесткости каркаса.

В зависимости от формы, железобетонная ферма может быть:

1. Сегментной.
2. Арочной раскосной.
3. Арочной безраскосной.
4. Полигональной.

Весь процесс изготовления подобных конструкций осуществляется в соответствии с ГОСТ на конструкции бетонные или из ж/б.

Основными характеристиками при этом являются:

• прочность используемого бетона;
• его плотность;
• реакция на воздействие низких температур;
• диаметр слоя, окутывающего арматуру;
• используемая для армирования сталь и ее марка;
• реакция на коррозионное воздействие.

Несмотря на высокие показатели прочности и надежности, подобные конструкции редко можно встретить в частных домах. Объясняется это сложностью установки и значительной массой получаемой кровли. А вот чаще всего данные ЖБИ можно увидеть на зданиях, пролет которых превышает 18 м, а шаг находится в пределах 6-12 м.

Если же пролет менее 18 м, более выгодно будет использовать балки, однако при наличии большого числа коммуникаций, располагающихся внутри каркаса, лучше всего сделать выбор в пользу железобетона. А вот при разработке зданий, пролеты которых превышают 30 м, необходимо учитывать общий вес кровли, который будет значительным. Поэтому рационально будет разбить их на отдельные блоки, однако, при этом цена работ существенно повышается.

Если же смотреть с точки зрения соотношения цена/качество, то наиболее оптимальными вариантами будут сегментные либо арочные. На подобных фермах изменения усилий на поясах практически не происходит, при этом высота их опоры небольшая, в результате чего достигается минимизация общего веса конструкции, а также высоты стен.

Изготовление ж/б ферм

Наиболее простой процесс производства у арочного безраскосного типа, узлы у которого армируются очень просто. Все полученное внутреннее пространство можно заполнить отводами под различные системы коммуникаций. Чаще всего используются при монтаже малоуклонных, плоских или же скатных кровель.

Для производства подобного материала берется бетон марки В30-В60, обладающий высокими прочностными характеристиками. Нижний его пояс могут составлять арматурные канаты, высокопрочная проволока либо же стержневая арматура.

Кроме того, используются и легкие проволочные каркасы, которые предотвращают образование трещин в процессе эксплуатации. Чтобы нижний пояс было удобно обжимать, рекомендуется использовать длину каркасов меньше трех метров.

А вот для армирования элементов решетки и верхнего пояса применяются сварные арматурные каркасы, которые устанавливаются по двое в опорных узлах. В результате этого увеличивается прочность каркаса по наклонным сечениям. Набор поперечных 6-10 мм стержней, шаг которых 100 мм, составляет сварной каркас, используемый для армирования промежуточных узлов обоих поясов.

Для перевозки уже готовых конструкций используется специально оборудованная техника, к примеру, фермовоз ФКП-16. Вследствие роста спроса на стальные конструкции облегченного типа, спрос на ЖБИ падает. Однако согласно противопожарным требованиям лучшими являются именно ж/б фермы.

Вывод

Приведенные в статье конструкции относятся к массивному строительству, которое не получиться осуществить своими руками, лучше для этого использовать специальную технику. Изготовление данных изделий также следует отдать профессионалам, использующих современные материалы и технологии расчета нагрузки ().

Данные ЖБИ незаменимы при возведении зданий, требующих широкие пролеты. Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.