Односкатные крыши: особенности конструкции, виды и материалы. Ферма для односкатной крыши из профильной трубы Односкатная крыша шириной 6 метров

Крыши с одним скатом редко водружают над малоэтажными жилыми домами. Правда, их незатейливая форма и простота линий весьма привлекательна для приверженцев стиля хай-тек. Однако пока новомодные явления не слишком прочно внедрились в отечественный ландшафт, односкатные кровельные конструкции возводят над гаражами, компактными дачами, верандами, бытовками.

Желание построить подобный несложный объект самостоятельно нередко посещает мастеровитых хозяев. Для оптимального результата домашним умельцам нужно знать, каким образом сооружается односкатная крыша своими руками, что следует предусмотреть и какие этапы работ предстоит провести.

Техническое определение односкатной крыши полноценно отражает суть устройства. В ее составе есть лишь одна скатная плоскость, сформированная самобытной стропильной системой. Оба края стропильных ног имеют под собой надежную опору, потому безоговорочно относятся к разряду наслонных.

Элементы системы укладываются отдельно, устанавливаются на разные по высоте стенки, с которыми соединяются через мауэрлат. Последний из указанных составляющих крыши не похож на стандартную деревянную раму. Его роль играют два бруса, уложенных параллельно на каменные стены, аналогично расположенные бревна сруба или противоположные стороны обвязки каркасных построек.

Иногда, чтобы не запутаться в терминологии, вышележащий отрезок мауэрлата называют коньковым брусом. Однако коньковый перелом он не формирует, а работает как опора.

Функция опор для устройства крыши с одним скатом выполняется:

• Непосредственно кирпичными, пенобетонными и деревянными несущими конструкциями.
• Рядом опорных столбов, предназначенных или непредназначенных для последующей обшивки.

Конструктивная простота не мешает односкатным сооружениям включать внушительное количество разновидностей и подкатегорий. По аналогии с прочими скатными собратьями они могут быть утепленными и холодными. Односкатные крыши строят с чердаком или без него.

В чистом виде чердачные варианты встречаются нечасто, т.к. противопожарными нормами запрещено устраивать чердак ниже 1,6м. Конструкции с одним скатом в основном пологие: наиболее распространенные величины уклона варьируют от 5º до 15º, в процентном выражении это будет от 5% до 25%.

Чердак при таких пропорциях может быть устроен только в случае, если между кровельной системой и потолочным перекрытием будет устроена или подобное помещение для хозяйственных нужд.

Односкатные крыши сооружаются:

• Над пристроенными к основному зданию террасами, банями, входными крыльцовыми группами, гаражами и др.
• Над отдельно стоящими бытовыми и жилыми строениями.

В сфере оснащения крышами пристроек односкатные представляют максимально приемлемое техническое решение, исключающее вероятность накопления снежного мешка. В случае архитектурной необходимости альтернативой им могут послужить . Указанные соперники привлекают интересной формой, но разочаровывают увеличенными затратами и более сложной технологией сооружения.

Благодаря разнице в высоте опорных стенок отвод осадков со ската происходит самопроизвольно. Это значит, что в организации внутреннего стока нет нужды. Чаще всего к низкой стороне односкатной крыши крепится водосточный желоб, превосходно справляющийся с задачами водоотведения в летний и демисезонный период. Зимой на пологих скатах может скапливаться снег. Залежи осадков удаляют по правилам очищения плоских крыш.

Уклон односкатной крыши может быть обеспечен:

• Традиционно разными по высоте стенами или рядами опорных столбов.
• Половинчатыми фермами заводского или собственноручного производства, установленными на стены или ряды столбов равной высоты.
• Прикрепленными к стене основного здания опорными конструкциями, расположенными выше уровня противоположной стены пристройки.

В качестве кровельного покрытия односкатных крыш используются преимущественно , профлист, кровельная жесть, . Если требует архитектурный облик усадьбы, применяется пластик, сланцевая плитка, керамическая или цементно-песчаная черепица.

Заметим, что монтаж штучной кровли производится только при значении угла наклона, допущенного производителями материала. Незначительные по крутизне конструкции с одним скатом не покрывают дранкой, соломой, тростником из-за возможности быстрого загнивания.

Технология устройства односкатной крыши

Для детального ознакомления с принципами сооружения односкатной крыши рассмотрим реальные примеры построения стропильных каркасов из пиломатериалов. Ведь древесина наиболее простой в работе и доступный по стоимости материал.

Учтем, что предварять работу должна проектная разработка с расчетами, ориентированными на индивидуальные условия строительства. Сечение деталей стропильной системы для навесов, по которым никто не будет перемещаться, необходимо определить с учетом веса кровельного пирога и снеговой нагрузки.

Для крыш отдельно стоящих построек расчеты следует производить с учетом всех типов статических и динамических нагрузок, действующих на конструкцию в течение года. Отметим, что стропильные ноги односкатных систем рассчитываются, как горизонтальные балки.

Тонкости и нюансы проектирования

Изучим общие принципы проектирования такой крыши. Стропильные каркасы над частными объектами принято сооружать из древесины, что обусловлено экологическими и экономическими достоинствами материала. Однако будущим строителям нельзя забывать о специфике натуральной органики.

Следует учесть, что древесине свойственно менять линейные размеры от колебаний влажности и перепадов температуры. Ей характерна провисающая деформация солидных по длине элементов, не имеющих дополнительных опор под проблемными сегментами.

Специфические особенности материала обуславливают усложнение конструкции в зависимости от величины перекрываемого пролета:

• При расстоянии между опорами до 4,5м устраивается самый простой стропильный каркас, не требующий установки дополнительных опор.
• При расстоянии от 4,6 до 6м для придания жесткости системе устанавливаются подстропильные ноги – подкосы. По этому принципу устраиваются навесы, независимо от дины стропилин.
• При расстоянии между опорными стенками от 6,1 до 9м подкосы монтируются два подкоса, подпирающие стропильную ногу с обоих краев.
• При расстоянии от 9,1 до 12м в середине пролета устанавливают консольно-прогонную конструкцию, условно разделяющую пролет на две части. Конструкция представляет собой крепкую деревянную раму с прогонной балкой вверху, которая опирается на ряд вертикальных стоек. В стойки конструкции упираются подкосы, поддерживающие обе половины длинной стропилины.
• При расстоянии свыше 12м пролет делится на несколько секторов прогонными конструкциями. Техническое решение в пределах сегмента соответствует одному из вышеописанных вариантов.

Расстояние между стропильными ногами определяют геометрические данные обустраиваемой коробки. Стены, на которые предстоит опереть каркас крыши, банально разбиваются на равные отрезки. Разбивку производят так, чтобы оба края конструкции были обеспечены стропильными ногами, а между ними с равным шагом были расположены рядовые.

Выбор шага не совсем произволен. Есть ограничения по разбивке, зависящие от материала, выбранного для изготовления деталей системы:

• Стропильные ноги, изготовленные из бревен, брусьев, пластин, устанавливаются с шагом 1,5 – 2,0м.
• Стропила, выполненные из доски, устанавливаются через 1,0 – 1,75м.

Имеется лимит по размерам сечения, независящий от расчетов. Даже для строений с предположительно минимальной нагрузкой Ø бревна не может быть менее 12см, толщина пластины менее 7см, толщина доски менее 4см.

Самостоятельным строителям нужно учесть, что для изготовления подстропильных ног для крыш, перекрывающих пролеты более 4,6м, необходимо запасаться пиломатериалом помимо бруса или доски на производство стропилин. Подкосы надо будет делать из бревна Ø от 10см, из бруса со стороной от 8см или из спаренной доски размером от 25×150мм.

Брус для мауэрлата не имеет права быть меньше 100×200мм, бревно для тех же целей – тоньше Ø 180-200мм. В строительстве крыш, перекрывающих пролеты более 12м, потребуется установка прогонов и лежней. Размер бруса для их изготовления не может быть меньше 180×180мм, Ø бревна не может быть меньше 200мм. Стойки консольно-прогонной системы для большепролетных крыш выполняются из бруска со стороной от 120мм и более или из бревна Ø от 130мм.

Односкатная крыша каркасной постройки

Будем считать, что проектирование успешно завершено. Ответственному строителю план-чертеж с размерами и расчетами окажет действенную помощь. Теперь разберем один из простейших примеров, в доступной форме поясняющих, как грамотно сделать односкатную крышу. Обустраивать будем небольшую каркасную баньку. Стропилины ее односкатной крыши будут опираться на верхнюю обвязку.

Шаг установки стропильных ног рассчитывать не надо, т.к. он равен расстоянию между стойками каркасных стен. На изготовление стоек пошла доска 50×150мм. Высоту передней стенки примем 2,5м, задняя стенка будет высотой 2,2м.

Процесс сооружения по шагам:

• Доску раскраиваем на отрезки по 2,65-2,70м. Количество деталей равно количеству стоек в передней стенке.
• Раскраиваем равное количество стоек для задней стенки длиной по 2,35 – 2,40м.
• Устанавливаем подготовленные стойки, крепим с помощью металлических уголков. Крайние детали временно фиксируем укосинами.
• Проверяем горизонтальность и вертикальность стоек строительным уровнем, при необходимости выравниваем положение. Отбиваем на передних стойках горизонт на высоте 2,5м, на задних стойках на высоте 2,2м.
• По полученным меткам устанавливаем боковую доску.
• По факту отпиливаем излишки стоек, возвышающиеся над боковой доской.
• Устанавливаем боковые доски на торцовые стены. Для этого сначала проведем примерку, приложив доску к месту предстоящего крепления и отметив линии спилов. Доски с отпиленными излишками прибиваем к крайним стойкам обеих стен.
• Стойки боковых стенок раскраиваются по точным размерам, устанавливаются с шагом, аналогичным шагу опор передней и задней стенки. Крайние стойки боковых стенок сшиваются с крайними элементами каркасов передней и задней стен. Дверной проем можно оставить сразу, а можно вместе с оконными проемами сделать после монтажа стропильной системы путем разрезания стоек на необходимой высоте.
• Устанавливает обвязку сверху на торцы стоек, демонтируем боковую доску.
• Поверх устроенной обвязки монтируем еще одну. Не забываем перевязать углы, установив над стыком нижних досок цельный край верхней доски.
• Раскраиваем стропила из доски 50×150мм. Учитываем, что длина их должна включать два карнизных свеса с обеих сторон и еще 10-15см «про запас» на выравнивание.
• Устанавливаем две стропильные ноги точно вдоль боковых стен. Фиксируем их уголками к верхней обвязке через 0,7 – 1,0м. Между ними укладываем и крепим рядовые стропилины, которые крепим в двух местах к обвязке.
• Выравниваем края, обрезаем излишки стропилин. Затем по периметру монтируем ветровую доску, используя материал 50×100мм.
• Сооружаем сплошную обрешетку из влагостойкой фанеры, листы которой укладываем в разбежку с зазорами по периметру каждого элемента в 2-3мм, чтобы обеспечить материалу резерв на температурное расширение.
• Крепим поверх обрешетки гидроизоляционный ковер.

Крыша пологая, потому о разреженной обрешетке речь не может идти. Перед укладкой покрытия вырезаем отверстие под дымоход. Вокруг него и вдоль свесов крыши прокладываем полосы дополнительной гидроизоляции.

Поверх сплошного настила укладываем выбранную разновидность кровельного покрытия: битумно-полимерную кровлю, профнастил или стальные листы, соединенные фальцами.

Крыша каркасного дома с верандой

В технологиях сооружения односкатных крыш по каркасным коробкам со стенками разной высоты практически нет отличий. Этапы строительства проводятся по схожему плану, выполняются типовые работы. Различаются размеры построек, крутизна крыши, величина совокупной нагрузки, учитывающей погодные обстоятельства, специфику эксплуатации и вес кровельного пирога.

Односкатная крыша – наиболее востребованная «участница» всевозможных архитектурных комбинаций. В представленном нами примере два отдельных ската возведены над дачей. Одна из односкатных крыш устроена над жилой частью каркасного дома, вторая – над пристроенной к дому террасой. У жилой части дома общий фундамент и несущая стена, на которую верхами опираются стропила обоих крыш.

Алгоритм строительства:

• Раскраиваем стропилины так, чтобы с обеих сторон остался запас на карнизные свесы.
• Укладываем стропила с шагом, равным расстоянию между стойками каркасной постройки. Крепим их к обвязке уголками.
• Раскраиваем две ветровые доски длиной, равной длине стенки плюс два боковых карнизных свеса.
• К боковым элементам обвязки крепим выноса боковых карнизов.
• Прибиваем ветровую доску к торцам выносов.
• Раскраиваем брус 100×100мм для строительства опор веранды. Их длина на 50-70см меньше высоты стоек высокой стенки дачи.
• Устанавливаем опорные стойки веранды, шаг установки выбираем согласно собственной архитектурной конкретике.
• Верх стоек соединяем обвязкой из бруса 100×100мм. Крепим шурупами или гвоздями, для надежности можно продублировать соединения уголками.
• К высокой стенке коробки строго горизонтально прибиваем доску, отступив от линии сопряжения стены и крыши 30-40см.
• Раскраиваем стропила веранды, длина которых должна включать один карнизный свес.
• Укладываем на прибитую доску и обвязку веранды раскроенные стропила. Крепим гвоздями или уголками.
• Выравниваем край ската веранды и прибиваем к торцам стропилин ветровую доску.
• Поверх скатов устроим сплошную обрешетку – настил из влагостойкой фанеры. Затем настилаем полиэтиленовую или полимерную гидроизоляцию и укладываем выбранное для отделки кровельное покрытие.

Желающим утеплить крышу дачной постройки надо будет перед устройством обрешетки уложить в пространство между стропилинами теплоизоляцию. Со стороны помещений дачки в таких случаях устанавливается пароизоляционный материал. Он защитит утеплитель от увлажнения с последующим гниением и потерей изоляционных качеств. Пароизоляция фиксируется степлером к стропилам, после чего внутренняя поверхность обшивается листами ГВЛ, фанерой, вагонкой.

Работы по повышению теплотехнических характеристик односкатной крыши можно проводить после монтажа кровельного покрытия. Теплоизоляция укладывается тогда изнутри постройки, дальнейшие действия производятся в аналогичной последовательности.

Применение стропильных ферм

Согласно техническим признакам односкатной крыши одиночные стропила укладываются на стенки разной высоты. Что делать, если у обустраиваемой стопы обе стенки доведены до единого уровня?

Например, при сборке сруба небольшой бревенчатой баньки неразумно и нерентабельно выводить одну из стен выше другой, хотя для реализации подобных планов имеются технологические средства. Расход времени и материала будет слишком велик. А в итоге обычный скат, который можно возвести значительно дешевле и быстрее.

Выход до неприличия прост: для оперативного строительства односкатной крыши по коробу со стенками равной высоты нужно просто использовать стропильные фермы. Их по шаблону можно сделать самостоятельно или приобрести в готовом виде. Заводская продукция может быть выполнена из древесины либо металла. Первый вариант предпочтительней для обустройства жилых и часто посещаемых строений, второй для гаражей, подсобок, веранд.

Разберем пример сооружения односкатной крыши с фермами для дачной пристроенной веранды или крыльца. Для изготовления ферм запасемся доской 25×45мм, для стоек приобретем доску 120×45мм или толще, если предполагается давление на крышу солидной снеговой нагрузки.

Для обшивки потолка, фронтонов и устройства сливных досок приобретем доску 70×22мм. Для сооружения сплошной обрешетки приобретем не строганную шпунтованную доску 95×22×16мм.

Последовательность работ:

• Раскраиваем детали стропильных ферм, учитывая, что изготовленный нами прямоугольный треугольник коротким катетом будет крепиться к стене дома, а его гипотенуза обязана обеспечивать карнизный свес требующегося размера. Длинный катет и гипотенузу раскраиваем из доски 25×45мм, короткий катет из доски 120×45мм.
• Детали ферм фиксируем металлическими перфорированными пластинами и анкерами.
• Устанавливаем фермы, короткий катет крепим к стене дома шурупами с дюбелями. Длинный катет прибиваем гвоздями к обвязке веранды.
• Обшиваем фронтоны установленной вертикально доской.
• К торцам прибиваем сливные доски.
• Устраиваем по стропильным фермам сплошную обрешетку из горизонтально уложенной доски. Не забываем оставлять зазоры 2-3мм между всеми деталями обшивки.
• Вдоль примыкания односкатной крыши к стене устанавливаем угловую накладку.
• Обшиваем потолок, не заполняя доской часть карнизного свеса для обеспечения вентиляции. Оставленное пространство закрываем сеткой, защищающей от проникновения насекомых.
• Укладываем выбранное кровельное покрытие. По периметру устанавливаем металлические профилированные планки, крепим их к ветровой доске.

К переднему торцу построенной нами односкатной крыши желательно прикрепить водосточный желоб и вывести его сливной сегмент за пределы крыши. Кронштейны для его установки крепятся до устройства обрешетки к стропилам.

Обучающие ролики продемонстрируют, как своими руками грамотно построить прочную односкатную крышу: видео в подробностях изображают процесс.

Строительство односкатной крыши над пенобетонной коробкой:

Устройство обрешетки крыши с одним скатом:

Гидроизоляция односкатной крыши:

Приведенные в пример варианты сооружения односкатной крыши помогут разобраться с процессом возведения и удачно реализовать планы по обустройству загородной собственности.

Сегодня фермы из профильной трубы по праву считаются идеальным решением для строительства гаража, жилого дома и приусадебных построек. Прочные и долговечные, такие конструкции обходятся недорого, быстры в исполнении, и с ними способен справиться любой, кто хоть немного разбирается в математике и имеет навыки резки и сварки. А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили для вас подробные мастер-классы изготовления таких ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов!

Этап I. Проектируем ферму и ее элементы

И так, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры вместе в одно единое целое. Другими словами, ферма относится к простым архитектурным конструкциям, среди ценных преимуществ которой выделим такие: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

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

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

1. Главный секрет – в экономии благодаря рациональной форме профиля и соединения всех элементов решетки.
2. Еще одно ценное преимущество профильных труб для использования их изготовлении фермы – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
3. При всем своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки!

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

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами:

• контуры, размер и форма будущей крыши;
• материал изготовления верхнего и нижнего пояса фермы, а также ее решетки;

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Строят фермы из профильной трубы таких видов сечений: прямоугольного или квадратного. Таковые выпускаются разного размера сечения и диаметра, с разной толщиной стенок:

• Мы рекомендуем те, которые специально продаются для малогабаритных построек: такие идут до 4,5 метров длиной и имеют сечение 40х20х2 мм.
• Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
• Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, для которые предназначены только для сварок стоек и каркасов – здесь другие характеристики. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать такие фермы самостоятельно, тогда берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям. Но если ферму вы будете изготавливать всего-то для козырька, тогда можете отдать предпочтение более бюджетному варианту.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля (в плане нагрузки на него) имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом самостоятельно, даже под заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:

• СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки).
• СНиП п-23-81 (данные по стальным конструкциям).

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.

И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.

Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.

По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.

Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

• от 6 до 15°;
• от 15 до 20°;
• от 22 до 35°.

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.

Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Виды ферм и формы крыши

Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):

Давайте разберемся с видами ферм:

• Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
• Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
• Прочной считается также ферма с параллельными поясами . Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
• Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.

Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:

Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:

А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.

Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.

Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.

В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

• Треугольная система решетки всегда применяются в фермах с параллельными поясами и трапецеидальной ферме. Ее основное преимущество в том, что она дает самую маленькую суммарную длину решетки.
• Раскосная система хороша при небольшой высоте ферм. Но расход материала на нее немалый, ведь здесь весь путь усилия идет через узлы и стержни решетки. А поэтому при проектировании важно заложить максимум стержней, чтобы длинные элементы оказались растянутыми, а стойки – сжатыми.
• Еще один вид – шпренгельная решетка. Ее изготавливают в случае нагрузок верхнего пояса, а также тогда, когда нужно уменьшить длину самой решетки. Здесь преимущество в соблюдении оптимального расстояния между элементами всех поперечных конструкций, которое, в свою очередь, позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом для монтажа элементов кровли. Но создавать такой решетку своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительным расходам металла.
• Крестовидная решетка позволяет распределить нагрузку на ферму сразу в обоих направлениях.
• Еще один вид решетки – перекрестная , где раскосы крепятся прямо к стенке фермы.
• И, наконец полураскосная и ромбическая решетки, самая жесткая из перечисленных. Здесь взаимодействует сразу две системы раскосов.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.

Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

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

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

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

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

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

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

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

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

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

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

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

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

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

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

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

• Конструкции ферм из профильной трубы
• Расчет для навеса
• Рекомендации по правильному выбору и изготовлению металлоконструкций трубчатого типа

Когда площадь сооружения достаточно большая, вопрос обеспечения надежности и прочности конструкции приобретает особую важность. Появляется необходимость в усилении стропильной системы, стропила которой могли бы перекрыть довольно длинные пролеты.
Фермы из профильной трубы представляют собой металлоконструкции, собранные при помощи решетчатых стержней. Изготовление металлических ферм – процесс более трудоемкий, чем в случае сплошных балок, но более экономичный. В производстве используют парный материал, а в качестве соединяющей детали – косынки. Всю конструкцию собирают, используя сварку или клепки.

С их помощью можно перекрывать пролеты любой длины, однако, стоит отметить, что для правильного монтажа необходим грамотный расчет. Тогда при условии качественного выполнения сварочных работ остается только в дальнейшем перенести трубные сборки наверх и смонтировать по верхней обвязке, согласно разметке.

Несущие фермы из профильной трубы имеют немало неоспоримых преимуществ:

• минимальный вес;
• они долговечны;
• выносливы;
• узлы очень крепкие, поэтому способны противостоять высоким нагрузкам;
• с их помощью можно возводить конструкции со сложной геометрией;
• позволяют сэкономить финансовые средства, поскольку расценки на изготовление металлоконструкций из профильной трубы достаточно приемлемы для решения широкого круга задач.

В основе деления этих конструкций на конкретные виды лежат разные параметры. Начнем с главного –

• Количества поясов.

Различают:

• опоры, компоненты которой расположены в единой плоскости;
• висячие, в их состав входят два пояса, по расположению их называют соответственно нижним, верхним.

По первому параметру различают:

• арочные фермы из профильной трубы,
• бывают и прямыми;
• односкатные либо двухскатные.

В соответствии с контуром различают:

• имеющие параллельный пояс. Это оптимальный вариант для обустройства мягкой кровли. Такая опора собирается очень просто, поскольку ее компонентами являются идентичные детали и, что немаловажно, размеры решетки совпадают с размерами стержней для пояса;

• односкатные. Отличаются жесткими узлами, которые позволяют воспринять значительные внешние нагрузки. На их сооружение уходит небольшое количество материала, поэтому эти конструкции достаточно экономичны;
• полигональные. Хотя они в состоянии выдерживать большой вес, однако, их монтаж трудоемок и довольно сложен;
• треугольные. Они практически незаменимы при устройстве крыш с большим углом наклона. Единственный их минус в большом количестве отходов при сооружении.

• Угол наклона. Типовые фермы из профильной трубы делят на три группы:

• 22°- 30°. Высота и длина металлоконструкции в этом случае соотносятся, как один к пяти. Это оптимальный вариант для перекрытия небольших пролетов в бытовом строительстве. Главным их преимуществом является небольшой вес. Больше всего для подобного аналога подходят треугольные.

Для пролетов, имеющих длину более 14 м используют раскосы, которые устанавливаются сверху вниз. По верхнему поясу располагают панель (порядка 150 – 250 см в длину). Таким образом, при этих исходных данных мы имеем конструкцию, включающую два пояса. Количество панелей при этом четное.

Если пролет превышает 20 м, то возникает необходимость в подстропильной металлоконструкции, связанной опорными колоннами.

Отдельного упоминания стоит так называемая ферма Полонсо. В ее составе имеются две треугольные системы, соединенные одна с другой через затяжку. Такое конструктивное решение позволяет избежать установки в средних панелях длинных раскосов, что приводит к значительному снижению общего веса.

• 15°- 22°. Соотношение высоты и длины в этом случае равно один к семи. Наибольшая допустимая длина под подобный каркас составляет 20 м. Если по условиям эксплуатации необходимо увеличить ее высоту, то нижний пояс выполняют ломаным.
• меньше 15°. В подобный проектах рекомендуется использовать трапециевидные металлические стропила. Наличие в них коротких стоек способствует увеличению противодействия продольному изгибу.

Внимание!

Фермы из профильной трубы для односкатной крыши с углом наклона 6–10° должны иметь асимметричную форму.

Высоты определяют через деление длины пролета на семь, восемь либо девять частей, взяв за основу особенности заданной конструкции.

Расчет для навеса

Проведение расчетов основывается на требованиях СниП:

Обязательным компонентом любого расчета и последующего монтажа конструкции является чертеж.

Подготавливается схема с указанием зависимости между длиной металлоконструкции и уклоном кровли.

• В ней также учитываются очертания поясов опоры. Контур пояса определяется назначением конструкции, типом покрытия кровли и углом наклона.
• При выборе размеров, как правило, следуют принципу экономии, если, конечно, ТТ не требуют иного. Высоту конструкции определяет тип перекрытия, минимальный общий вес, возможность перемещения, длину же – установленный уклон.

При длине фермы свыше 36 м дополнительно рассчитывают строительный подъем.

• Размеры панелей рассчитывают с учетом нагрузок, воспринимаемых конструкцией. При этом следует помнить, что углы раскосов у разных металлических стропил отличаются, панель же должна им соответствовать. Для треугольной решетки искомый угол равен 45°, для раскосой – 35°.
• Завершает расчет определение промежутка между узлами. Обычно он соответствует ширине панели.

Расчеты выполняют с учетом того, что увеличение высоты приводит к росту несущей способности. На подобном навесе снежный покров не будет задерживаться. Одним из способов усиления ферм из профильной трубы является установка нескольких прочных ребер жесткости.

Для определения размеров металлоконструкции для навесов следуют следующим данным:

• для сооружений шириной не более 4,5 м используют изделия размером 40 на 20 на 2 мм;
• менее 5,5 м – 40 на 40 на 2 мм;
• свыше 5,5 м оптимальными будут изделия размером 40 на 40 на 3 мм либо 60 на 30 на 2 мм.

При расчете шага необходимо учесть, наибольшее возможное расстояние от одной опоры навеса до другой равно 1,7 м. При нарушении этого ограничения прочность и надежность сооружения будет под вопросом.

Когда будут полностью получены необходимые параметры, при помощи формул и особых программ получают соответствующую схему конструкции. Теперь остается продумать, как сварить ферму правильно.

На заметку

При расчетах должны учитываться:

• закупочная стоимость одной тонны металла;
• расценки на изготовление металлоконструкций из профильной трубы (либо можно просуммировать взятые в отдельности расходы на сварку, антикоррозийную обработку, монтаж).

Рекомендации по правильному выбору и изготовлению металлоконструкций трубчатого типа

• Выбирая типоразмер желательно остановить свой выбор на прямоугольных или квадратных изделиях, поскольку имеющиеся два ребра жесткости обеспечат готовой металлоконструкции наибольшую устойчивость.
• Используйте исключительно качественные изделия из высокоуглеродистой легированной стали, которая не корродирует и устойчива к агрессивным воздействиям внешней среды. Толщину стенок и диаметр подбирают в соответствии с заложенными в проекте. Таким образом будет обеспечена требуемая несущая способность металлических стропил.
• Для соединения основных компонентов фермы друг к другу используют прихватки и спаренные уголки.
• В верхнем поясе для смыкания каркаса необходимы разносторонние двутавровые уголки, причем стыковку выполняют по меньшей стороне.
• Для сопряжения деталей нижнего пояса применяют равносторонние уголки.
• Основные части длинных конструкций соединяют посредством накладных пластин.

• Раскосы устанавливаются под 45 градусов, а стойки – под прямым углом. Завершив сборку основной конструкции, переходят к сварке фермы из профильной трубы. Каждый из сварочных швов обязательно необходимо проверить на качество, поскольку именно они определяют надежность будущего сооружения. Металлические стропила после завершения сварки обрабатывают специальными антикоррозийными составами и покрывают краской.

Изготовление металлических ферм для навеса на видео.

© 2018 stylekrov.ru

Навес из труб и поликарбоната становится все более популярной архитектурной формой на приусадебном участке. Ничего удивительного, ведь это строение может выполнять множество функций, начиная от открытого гаража для автомобиля, дровяного склада, крытой игровой площадки и заканчивая зоной отдыха с мангалом и мягкими креслами.

Ключевым преимуществом является возможность изготовления такой конструкции своими руками. В представленной статье будут даны рекомендации по выбору материала, примеры расчетов опор и ферм и как сварить навес из профильной трубы.

Расчет оптимальной формы навеса

Длина стропила зависит от угла наклона фермы. Для различных величин углов оптимально использование разного кровельного материала:

• 22-30 – оптимальный угол наклона для строений в областях со значительными снеговыми нагрузками. В качестве конструкция навеса из профильной трубы с таким углом предусматривает преимущественно треугольную форму. Она оптимальна для асбестовых прямых и волнистых листов, различного типа металлопрофиля и этернитового кровельного покрытия.
• 15-22 – так же являются двухскатными с металлическими типами кровельных покрытий. Такой угол наклона характерен для регионов с увеличенными ветровыми нагрузками. Максимальная величина пролета треугольной фермы с таким углом 20 м.
• 6-15 – преимущественно односкатные трапециевидные фермы с покрытием из поликарбоната и профнастила.

Односкатный навес из профильной трубы, фото строения с кровлей из профнастила

Расчет навеса из поликарбоната из профильной трубы производится в соответствии со СНиП П-23-81 «Стальные конструкции» и СНиП 2,01,07-85 «Нагрузки и воздействия».

Технологические требования к ферме и последовательность расчета следующая. В соответствие с техническим заданием определяется требуемая величина пролета. По представленной схеме подставляем габариты пролета и определяем высоту конструкции. Производится задание угла наклона фермы и оптимальной формы крыши навеса. Соответственно определяются контуры верхнего и нижнего пояса фермы, общие очертания и тип кровельного покрытия.

Важно! Максимальное расстояние, на котором размещаются фермы при изготовлении навеса из профильной трубы – 1,75 м.

Схема зависимости длины стропил от угла крыши при расчете фермы из профильной трубы для навеса

Выбор профиля

В качестве материала для сборки стропильной фермы можно использовать швеллера, тавры, уголки и другой профилированный прокат который изготовлен из стали марки Ст3СП или 09Г2С (в соответствии с ГОСТ). Однако все эти материалы имеют существенный недостаток по сравнению с профилированной трубой – они намного тяжелее имеют большую толщину при сопоставимых прочностных характеристиках.

Размеры элементов каркаса для навеса из профильной трубы зависят от габаритов строения. В соответствии с ГОСТ 23119-78 и ГОСТ 23118-99 для создания навеса из квадратной трубы собственными руками используют следующие материалы:

• Для компактных строений с шириной пролета до 4,5 м – 40х20х2 мм;
• Сооружения средних размеров с пролетом до 5,5 м изготавливаются из профтрубы 40х40х2мм;
• Строения значительной величины с пролетами более 5,5 м монтируют из профильных труб различного сечения 40х40х3 мм или 60х30х2мм.
• Размер стойки для навеса из профтрубы – 80 80 на 3 мм.

Чертежи, размеры и основные узлы соединений

Прежде чем приступить к сборке навеса из профильной трубы своими руками необходимо начертить детальный план всего сооружения с указаниями точных размеров всех элементов. Это поможет рассчитать точное количество материалов каждого вида и рассчитать стоимость строительства.

Чертеж навеса из профильной трубы с указанием основных габаритных размеров

Кроме того желательно сделать дополнительный чертеж наиболее сложных конструкций. В этом случае это односкатная ферма и узлы креплений ее основных элементов.

Схема для изготовления фермы из профильной трубы для навеса с основными крепежными узлами

Одним из основных достоинств профильной трубы является возможность безфасоночного соединения. Это проявляется в простоте конструкции и низкой стоимости фермы при длине стропильных пролетов до 30 м. при этом кровельный материал может опираться непосредственно на верхний пояс фермы, при условии его достаточной жесткости.

Узлы крепления для сборки навеса из профильной трубы своими руками, на фото а - треугольная решетка, б - опорная, в - раскосная решетка

Преимуществами безфасоночного сварного соединения является:

• Существенное снижение массы фермы, по сравнению с клепанными или болтовыми конструкциями до 20% и 25 % соответственно.
• Снижения трудозатрат и стоимости изготовления, как единичных изделий, так и при мелкосерийном производстве.
• Невысокая стоимость сварки и возможность автоматизировать процесс путем использования аппаратов с устройством непрерывной подачи сварной проволоки.
• Равнопрочность сварного шва и соединяемых изделий.

Из недостатков можно отметить:

• Необходимость иметь довольно дорогостоящее оборудования;
• Необходим опыт в сварочных работах.

Болтовые соединения при производстве изделий из профильной трубы встречаются довольно часто. Обычно они используются в разборных навесах из профильной трубы или в изделиях, производимых для массового потребления.

Болтовые соединения наиболее простые для монтажа навеса из профильной трубы своими руками, фото присоединенного элемента каркаса

Основными достоинствами таких соединений являются:

• Простота выполнения сборки;
• Нет необходимости в дополнительном оборудовании;
• Возможность полного демонтажа сооружения.

Недостатки:

• Увеличивается вес конструкции;
• Необходимы дополнительные детали крепежа;
• Прочность и надежность болтовых соединений несколько ниже, чем сварных.

Подведя итоги

В статье была рассмотрена конструкция и методы изготовления самого простого односкатного навеса из профильной трубы своими руками, однако, профилированная труба довольно «гибкий» материал из которого можно сделать сложные и эстетически привлекательные конструкции.

Сложная конструкция для создания навеса из профтрубы своими руками, фото односкатного, купольного сооружения

Навесы на металлическом каркасе облегчают быт. Они защитят автомобиль от непогоды, прикроют летнюю веранду, беседку. Заменят крышу мастерской или козырек над подъездом. Обратившись к профессионалам, вы получите какой угодно навес. Но многие и сами справятся с работой по монтажу. Правда, понадобится точный расчет фермы из профильной трубы. Не обойтись и без соответствующего оборудования, материалов. Конечно, также нужны навыки сварки и резки.

Каркасный материал

Основа навесов – сталь, полимеры, дерево, алюминий, железобетон. Но, чаще каркас составляют металлические фермы из профильной трубы. Этот материал полый, сравнительно легкий, но прочный. В разрезе имеет вид:

• прямоугольника;
• квадрата;
• овала (а также полу- и плоскоовальной фигуры);
• многогранника.

Сваривая из профильной трубы фермы, чаще выбирают квадратное или прямоугольное сечение. Эти профили легче в обработке.

Разнообразие трубных профилей

Допустимые нагрузки зависят от толщины стенок, марки металла, метода изготовления. Материалом зачастую служат качественные конструкционные стали (1-3пс/сп, 1-2пс(сп)). Для особых нужд используют низколегированные сплавы и оцинковку.

Длина профильных труб обычно составляет от 6 м на малых сечениях до 12 м – на больших. Минимальные параметры от 10×10×1 мм и 15×15×1,5 мм. С увеличением толщины стенок прочность профилей возрастает. Например, на сечениях 50×50×1,5 мм, 100×100×3 мм и свыше. Изделия максимальных размеров (300×300×12 мм и более) применимы скорее для промышленных сооружений.

Что касается параметров элементов каркасов, есть следующие рекомендации:

• для малогабаритных навесов (до 4,5 м шириной) применяется трубный материал сечением 40×20×2 мм;
• если ширина до 5,5 м, рекомендованы параметры 40×40×2 мм;
• для навесов более значительных размеров советуют брать трубы 40×40×3 мм, 60×30×2 мм.

Что такое ферма

Фермой называют стержневую систему, основу строительной конструкции. Состоит она из прямолинейных элементов, соединяемых в узлах. Например, рассматривается конструкция фермы из профильной трубы, в которой отсутствует расцентровка стержней и нет внеузловых нагрузок. Тогда в ее составных частях возникнут лишь усилия растяжения и сжатия. Механика этой системы позволяет ей сохранять геометрическую неизменность при замене жестко крепящихся узлов на шарнирные.

Пример устройства сварной стержневой системы

Ферма состоит из следующих элементов:

• верхний пояс;
• нижний пояс;
• стойка, перпендикулярная к оси;
• подкос (или раскос), наклонный к оси;
• вспомогательный опорный раскос (шпренгель).

Система решетки быть треугольной, раскосной, полураскосной, крестовой. Для соединения используются косынки, парные материалы, клепки, сварные швы.

Варианты крепления в узлах

Изготовление ферм из профильной трубы подразумевает сборку пояса с определенными очертаниями. По типу они бывают:

• сегментные;
• полигональные;
• двускатные (или трапецеидальные);
• с параллельными поясами;
• треугольные (д-и);
• с поднятым ломаным нижним поясом;
• односкатные;
• консоль.

Типы по очертаниям поясов

Одни системы проще в монтаже, другие экономичнее по расходу материалов, третьи легче по устройству опорных узлов.

Основы расчета фермы

Влияние угла наклона

Выбор конструкции ферм навесов из профильной трубы связан с уклоном проектируемого сооружения. Есть три возможных варианта:

• от 6°до 15°;
• от 15° до 22°;
• от 22° до 35°.

При минимальном угле (6°-15°) рекомендуются трапециевидные очертания поясов. Для снижения веса допускается высота в 1/7 либо 1/9 общей длины пролета. Проектируя пологий навес сложной геометрической формы, надо приподнять его в средней части над опорами. Воспользуйтесь фермами Полонсо, рекомендуемыми многими специалистами. Они представляют собой систему из двух соединенных затяжкой треугольников. Если нужно высокое сооружение, лучше выбрать многоугольную конструкцию с приподнятым нижним поясом.

Когда угол уклона превышает 20°, высота должна составлять 1/7 часть от общей длины пролета. Последний достигать 20 м. Для повышения конструкции нижний пояс делается ломаным. Тогда увеличение составит до 0,23 длины пролета. Для вычисления нужных параметров пользуются табличными данными.

Таблица определения уклона стропильной системы

При уклоне свыше 22° расчеты ведутся по специальным программам. Навесы такого рода чаще используются для кровли из шифера, металла и подобных материалов. Здесь применяют треугольные фермы из профильной трубы при их высоте в 1/5 от всей длины пролета.

Чем больше угол наклона, тем меньше на навесе будет скапливаться осадков, тяжелого снега. Несущая способность системы возрастает с повышением ее высоты. Для дополнительной прочности предусматривают добавочные ребра жесткости.

Параметры базовых углов

Чтобы понять, как рассчитать ферму из профильной трубы, обязательно выяснить параметры базовых узлов. Например, размеры пролета обычно должны быть указаны в техническом задании. Число панелей, их габариты назначаются предварительно. Вычислим оптимальную высоту (Н) в середине пролета.

• Если пояса параллельные, полигональные, трапецеидальные, Н=1/8×L, где L – длина фермы. Верхний пояс должен иметь уклон около 1/8×L либо 1/12×L.
• Для треугольного типа, в среднем, Н=1/4×L или Н=1/5×L.

Раскосы решетки должны иметь наклон примерно 45° (в пределах 35°-50°).

Воспользуйтесь готовым типовым проектом, тогда не придется делать расчет

Чтобы навес был надежным и долго прослужил, его проект требует точных вычислений. Уже после расчета закупаются материалы, в дальнейшем монтируется каркас. Есть более затратный путь – приобрести готовые модули и собрать сооружение на месте. Другой вариант сложнее – заняться подсчетами самостоятельно. Тогда понадобятся данные из спецсправочников по СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки), а также СНиП П-23-81 (данные по стальным конструкциям). Нужно сделать следующее.

1. Определиться со схемой блоков в соответствии с функциями навеса, углом наклона, материалом стержней.
2. Выбрать параметры. Учесть зависимость между высотой и минимальным весом кровли, ее материалом и типом, уклоном.
3. Рассчитать панельные размеры сооружения согласно удаленности отдельных частей, ответственных за передачу нагрузок. Определяется расстояние между соседними узлами, обычно равное ширине панели. Если размер пролета свыше 36 м, вычисляется строительный подъем – обратный погашаемый изгиб, воздействующий из-за нагрузок на конструкцию.

Среди способов расчета статически определимых ферм одним из простейших считается вырезание узлов (участков, где стержни соединены шарнирно). Другие варианты – метод Риттера, метод замены стержней Геннеберга. А также графическое решение путем составления диаграммы Максвелла-Кремоны. В современных компьютерных программах чаще применяется метод вырезания узлов.

Для человека, владеющего знаниями по механике и сопромату высчитать все это не так сложно. Остальным же стоит учесть, что от точности расчетов и величины погрешностей зависит срок службы и безопасность навеса. Возможно, лучше обратиться к специалистам. Или выбрать вариант из готовых проектных решений, куда просто подставить свои значения. Когда понятно, какого вида нужна стропильная ферма из профильной трубы, чертеж для нее наверняка найдется в интернете.

Значимые факторы выбора участка

Если навес относится к дому или другому зданию, на него потребоваться официальное разрешение, о чем тоже придется позаботиться.

Сначала выбирается участок, где будет располагаться сооружение. Что при этом учитывается?

1. Постоянные нагрузки (фиксированный вес обрешетки, кровли и прочих материалов).
2. Переменные нагрузки (воздействия климатических факторов: ветер, осадки, в том числе снег).
3. Особый тип нагрузок (есть ли сейсмическая активность в регионе, штормы, ураганы и подобное).

Также важны характеристики грунта, влияния стоящих рядом зданий. Проектировщик должен учесть все значимые факторы и уточняющие коэффициенты, которые вносятся в алгоритм расчета. Если планируется провести вычисления своими силами, воспользуйтесь программами 3D Max, Аркон, Автокад или подобными. Есть вариант расчета в онлайн-версиях строительных калькуляторов. Обязательно выяснить для намеченного проекта рекомендуемый шаг между несущими опорами, обрешеткой. А также параметры материалов и их количество.

Пример программного расчета для навеса, крытого поликарбонатом

Последовательность работ

Сборку каркаса из металлических профилей должен проводить только специалист по сварочным работам. Это ответственное дело требует знаний и умелого обращения с инструментом. Надо не только понимать, как сварить ферму из профильной трубы. Важно, какие узлы правильнее собрать на земле, и лишь потом поднимать на опоры. Если сооружение тяжелое, для монтажа потребоваться техника.

Обычно процесс монтажа проходит в такой последовательности:

1. Выполняется разметка участка. Устанавливаются закладные детали, вертикальные опоры. Нередко в ямы сразу помещают металлические трубы, а потом бетонируют. Вертикальность установки проверяется отвесом. Для контроля параллельности натягивается шнур или нить между крайними стойками, остальные выставляются по полученной линии.
2. Продольные трубы сваркой фиксируют к опорам.
3. На земле сваривают узлы и элементы ферм. С помощью раскосов и перемычек соединяют пояса конструкции. Потом блоки следует поднять на нужную высоту. Их приваривают к продольным трубам по участкам размещения вертикальных опор. Между фермами по скату вваривают продольные перемычки для дальнейшего крепления кровельного материала. В них проделывают отверстия под крепеж.
4. Тщательно зачищаются все соединительные участки. Особенно верхние грани каркаса, куда в дальнейшем ляжет кровля. Поверхность профилей очищается, обезжиривается, обрабатывается грунтовкой и окрашивается.

Воспользовавшись готовым проектом, вы быстрее приступите к сборке навеса

Специалисты советуют выполнять столь ответственные работы только при наличии соответствующего опыта. Мало знать в теории, как правильно сварить ферму из профильной трубы. Сделав что-то неправильно, проигнорировав нюансы, домашний мастер рискует. Навес сложится и рухнет. Пострадает все, что под ним будет – авто или люди. Поэтому возьмите знания на вооружение!

Видео: как сварить ферму из профильной трубы

Warning /var/www/krysha-expert..php on line 2580

Warning /var/www/krysha-expert..php on line 1802

Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580

Warning : count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php on line 1802

Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580

Warning : count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php on line 1802

Крыша односкатная – пожалуй, самый простой вариант кровли. Этот тип конструкции идеально подходит для обустройства гаража, веранды, различных малогабаритных строений, но может быть применен и при строительстве небольшого жилого дома. Если знать, как сделать крышу односкатную своими руками, какие материалы использовать и как правильно производить монтажные работы, то можно не привлекать к данным работам строителей.

Выбирая тип кровельной конструкции, важно знать преимущества и недостатки каждого варианта. Только в этом случае получится определить тот самый, который идеально подойдет в отдельно взятом случае. Но, так как в этом материале речь идет об односкатной кровле, то следует описать ее преимущества и сказать несколько слов о недостатках.

Достоинства односкатной кровли:

• максимальная простота конструкции – построить ее можно самостоятельно, обладая незначительными строительными навыками;
• возможность использования любого кровельного материала;
• незначительная парусность, что позволяет обустраивать такую кровлю даже в ветреной местности;

Важно! При строительстве кровли на ветреных участках важно учитывать розу ветров.

• небольшой вес;
• возможность экономить деньги и строительные материалы;
• при необходимости даже под такой кровлей можно обустроить небольшую мансарду.

Но односкатная кровля не лишена и недостатков. К ним можно отнести:

• скромный внешний вид, хотя при желании даже такую кровлю можно превратить в настоящее произведение искусства;
• то, что чердак и мансарда не получатся большими.

Особенности проектирования

Несмотря на то, что конструкция односкатной кровли довольно проста, все же необходимо учитывать ряд нюансов при проектировании этого варианта. В целом, при разработке проекта односкатной крыши самое важное – выбрать правильно направление ската. Для этого достаточно знать розу ветров местности, где происходит строительство. Если кровля правильно ориентирована, то ей не страшен даже самый сильный ветер. А мусор или снег, скапливающийся на крыше, будет просто унесен им.

Проект дома с односкатной крышей

Внимание! Если односкатную кровлю относительно направления ветра сориентировать неправильно, то высока вероятность, что ее просто сорвет. Данные относительно розы ветров можно выяснить в метеорологическом центре.

Крыши односкатные могут быть как невентилируемые, так и вентилируемые. Первые часто обустраиваются над навесами, террасами. У них небольшой угол наклона – около 3-6 градусов. Можно отказаться от необходимости создания ряда дополнительных конструктивных элементов, а значит, упростить и саму конструкцию. Но ухаживать за такой кровлей нужно внимательнее – недостаточно лишь счищать снег, чтобы снизить снеговую нагрузку, важно следить, чтобы дерево было обработано влагозащитными составами.

Крыша вентилируемая обустраивается на домах или банях. Но тут уже требуется делать кровлю несколько по-другому, так как в таких помещениях нужно обеспечивать особый микроклимат. В этом случае необходимо озаботиться обустройством слоев гидроизоляции и вентиляции.

В любом случае, стропильная система у односкатной кровли достаточно простая. То есть в этом случае стропила упираются одним краем в мауэрлат, обустраивается фронтон, который дает возможность сделать определенный угол наклона.

Конструкция системы стропил будет зависеть от ширины кровли. То есть если расстояние между опорами стропил составляет около 4,5 м или менее, то ноги укреплять дополнительно не нужно. Если же пролет будет больше, до 6 м, то устанавливаются подстропильные ноги. А если пролет составляет 6-12 м, то в середине пролета устанавливается прогон под стропильными ногами, а по обеим сторонам от него монтируются подстропильные ноги. Если же пролет будет достигать 16 м, то потребуется монтаж двух опор из прогона, стоек и лежня.

Определение внутренних усилий фермы

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

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

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

Если получилось так, что усилия в стержне направлены от центра, значит наш стержень стремится растянуться (вернуться в первоначальное положение), а значит сам он сжат. А если усилия стержня направлены к центру, значит стержень стремится сжаться, то есть он растянут.

Итак, перейдем к расчету. В узле 1 всего 2 неизвестных величины, поэтому рассмотрим этот узел (направления усилий S1 и S2 задаем из своих соображений, в любом случае у нас по итогу получится правильно).

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

Поскольку значение S1 у нас получилось положительным, значит направление усилия мы выбрали правильно! Если же оно бы получилось отрицательным, то направление стоит поменять и знак изменить на «+».

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

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

S13 = 100 кг (стержень №13 сжат)
S11 = 0 (нулевой стержень, никаких усилий в нем нету)

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

S12 = 807,82 кг (стержень №12 сжат)

S10 = 750,05 кг (стержень №10 растянут)

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

S5 = 360,56 кг (стержень №5 растянут)
S6 = 756,64 кг (стержень №6 сжат)

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

S8 = 756,64 кг (стержень №8 сжат)
S9 = 0 кг (стержень №9 нулевой)

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

S7 = 200 кг (стержень №7 сжат)

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

Во 2-ом уравнении:

Данная погрешность допустима и связана скорее всего с углами (2 знака после запятой вместо 3-ех).
По итогу у нас получатся следующие значения:

Подбор сечения элементов фермы

Одна из самых популярных и простых конструкций крыши - . При строительстве небольших типов построек у себя дома или же на загородном участке, отличным выбором односкатную крышу делает то, что есть возможность использовать недорогой рубероид в качестве кровли, требуется минимальный расход стройматериалов и простота устройства при монтаже.

Односкатную крышу обычно делают при строительстве небольших хозяйственных построек, гаражей или бань .

Выбор такой конструкции крыши будет наиболее оптимальным решением в том случае, если постройка бани планируется к существующим уже строениям в виде пристройки или же когда на строго определенную сторону требуется организовать сваливание снега с крыши (например, чтобы не сыпался за забор к соседям снег, сваленный с крыши).

Устройство односкатной крыши.

По своему устройству односкатная крыша, имеет из всех типов скатных крыш, пожалуй, наиболее простую конструкцию.

За счет опирания крыши на стены разной высоты, в самом простом случае может осуществляться ее уклон.

Наиболее простая конструкция односкатной крыши - балки из бруса, со стены на стену с обрешеткой и покрытием из рулонных материалов (например, кровельный рубероид), вполне подойдет для бани, которая имеет утепленное потолочное перекрытие.

Угол наклона односкатной крыши.

Исходя из стоимости строительных материалов, материала покрытия, давления ветра, зависящего напрямую от площади парусности крыши и величины снеговой нагрузки, выбирается уклон односкатной крыши .

Конструкции крыши испытывают наибольшую нагрузку в зимний период, от налипающего на нее снега. Поэтому рекомендуется выполнять конструкцию крыши с таким уклоном, чтобы свободно мог скатываться снег. Значительно снижается в этом случае, сечение всех строительных элементов, что удешевляет стоимость постройки.

Необходимо знать в то же время, что в зависимости от угла наклона ската к горизонту, также выбираются различные виды кровли. Если крышу, имеющую уклон в 2-5 градусов или плоскую крышу, можно покрыть несколькими слоями рубероида и простоит она 15-20 лет, то при покрытии такой же точно крыши шифером, она будет протекать.

Как правильно выбрать материал в зависимости от угла наклона, приводится на диаграмме ниже:

Можно не учитывать вес снега, при уклоне крыши в 45 градусов, так как скатываться вниз, он будет сам. Но испытываемая ветровая нагрузка и парусность крыши, при этом сильно возрастает.

Возрастает также и количество необходимых для покрытия крыши кровельных материалов, при увеличении угла наклона ее ската. На покрытие при уклоне в 45 градусов, уже потребуется больше кровельных материалов в 1,5 раза, чем на горизонтальную конструкцию крыши.

Стропильная система односкатной крыши.

В первую очередь, зависит стропильная система односкатной крыши от материала стен и габаритов постройки.

Когда односкатная крыша планируется для покрытия кирпичной постройки, то устанавливают стропила на мауэрлат - брус сечением 100 х 100 или 150 х 150, который уложен на две длинные стены или в случае строительства постройки из бревен, на бревна верхнего венца.

Конструкция стропильной системы будет достаточно простой при размере пролета до 4,5 метров, включая в себя мауэрлат, а также стропила, опирающиеся на него.

Если ширина пролета будет до 6 метров, то в конструкцию добавится подстропильная нога, которая опирается на лежень и служит для придания достаточной несущей способности стропилам.

В конструкции стропильной системы требуется предусмотреть дополнительные схватки и стойки, если постройка планируется большего размера.

Можно произвести выполнение стропильной системы с висячими или наклонными стропилами, если сруб будет из бруса или оцилиндрованного бревна.

Стропильную систему с висячими стропилами очень часто применяют при устройстве двускатных крыш. Можно использовать такую же схему и при строительстве односкатных крыш . Заключается суть висячих стропил в том, чтобы их опереть на горизонтальные балки, выходящие в месте опирания за периметр строения.

Обозначения на рисунке: а - система висячих стропил, б - стропильная система с бабкой и висячими стропилами, в - то же самое, с дополнительной затяжкой. 1 - стропильная нога, 2 - балка чердачного перекрытия, 3 - ветровая связь, 4 - подстропильная нога, 5 - бабка, 6 - дополнительная горизонтальная затяжка.

За счет устройства прохода сквозь верхние венцы сруба деревянных балок, использование системы с висячими стропилами несколько усложнит конструкцию. Но передающиеся от стропильных ног при этом усилия, более равномерно разгружаются и распирающе на стены не действуют.

Как видно, особыми секретами в постройке односкатная крыша не обладает и можно при желании ее выполнить своими руками.