Что такое ферма для односкатных крыш и как ее правильно сконструировать?

Материалы для профильных труб

Для изготовления профильных труб, которые могут использоваться в конструкциях ферм, применяют различные металлы и сплавы:

  • в общем случае – углеродистые стали обыкновенного качества;
  • для ответственных конструкций – качественные углеродистые, низколегированные, реже – коррозионностойкие стали;
  • для эксплуатации в средах повышенной агрессивности – из углеродистой стали, покрытой защитным цинковым слоем (оцинкованной);
  • при необходимости создания легких ферменных конструкций – легкие и прочные сплавы на основе алюминия.

В продажу трубные изделия малых сечений поступают отрезками длиной до 6 м, больших – до 12 м. Толщину стенки и размер сечения выбирают, в зависимости от планируемых нагрузок:

  • для пролетов не более 4,5 м – 40х20 мм с толщиной стенки 2 мм;
  • 4,5-5,5 м – 40х40 мм с толщиной стенки 2 мм;
  • более 5,5 м – 40х40х3 мм или 60х30 со стенкой 2-3 мм.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

  • Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
  • Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
  • Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Устройство металлического каркаса

Плюсы и минусы

Односкатные крыши считаются самими недорогими и простыми в устройстве. И это действительно так, особенно при небольшой ширине здания. Тем не менее, в нашей стране дома с односкатными крышами встречаются совсем нечасто. По большей части это связано с тем, что более привычны для нас двух или четырех скатные кровли — они выглядят привычнее. Вторая загвоздка — найти проект, адаптированный под наши погодные условия. На западных ресурсах проектов очень много, но они разработаны под более мягкий климат, как правило, имеют большую площадь остекления. Найти архитектора, который грамотно изменит понравившийся проект очень непросто. Но если все-таки удалось, и при этом не нарушилась гармония здания, дом получается очень оригинальный.

Один из проектов домов с односкатной крышей

Многих пугают неровные потолки в некоторой части здания. Их, конечно, сложнее обыгрывать, чем стандартные, но и результат получается совсем другого уровня — оригинальный на 100%. Правда, и на этот раз найти дизайнера, который может разработать подобный интерьер на просторах нашей Родины очень непросто, тем не менее, возможно.

Есть еще один выход — выровнять потолки за счет перекрытия, а свободное пространство под крышей использовать как технические помещения. Реализованы и такие варианты и хозяева очень довольны. Да, технические помещения на в цокольном этаже, а наверху, но зато никаких проблем с грунтовыми водами.

Это, пожалуй, все минусы или подводные камни, которые может принести односкатная крыша. Есть, правда, еще один момент, который сложно назвать недостатком, Из-за особенности строения кровельный материал на подобных домах с земли не виден. Если местность ровная, без больших перепадов высот, заморачиваться с внешним видом кровли, нет смысла. Лучше выбрать простые на вид, но качественные материалы, тихие (плоскость большая, при дожде шумит сильно) и надежные. Один из популярных вариантов — фальцевая кровля. Она обеспечивает должную степень герметичности, не очень шумит. Еще вариант — мягкая наплавляемая кровля из современных материалов. Такие крыши еще тише, а современные материалы могут эксплуатироваться 20-30 лет без ремонта.

Разновидности карнизов

Большинство современных домов имеют двухскатные крыши. При такой конструкции строение имеет две боковые стены и две фронтальные. Причем, боковые расположены с тех сторон, куда спускаются стропильные ноги кровли, а фронтальные – не имеют свесов.

Обустраивать карнизы необходимо и со стороны боковых стен, и над фронтальными тоже. Ведь свесы выполняют целый ряд функций:

  • украшают дом, закрывая стропильную конструкцию;
  • защищают крышу от ветра, холода и влажности, проникающих через открытые концы стропил;
  • являются частью вентиляционной системы подкровельного пространства: через отверстия в карнизах воздух проникает под крышу, проветривает слои тепло- и гидроизоляции, а затем выводится через конек;
  • закрывают верхнюю часть стен от ветров и косых дождей, предотвращая намокание дома.

Важно! Есть конструкции крыш, не предусматривающие устройство карнизов, существуют и укороченные варианты свесов. Однако для большего теплосбережения внутри дома и защиты его от влажности лучше все-таки оборудовать крышу карнизами

У четырехскатных (вальмовых) крыш фронтальный карниз отсутствует, ведь здесь стропила выходят на все четыре стены дома. В двускатных крышах фронтальный карниз является боковым скатом наклонной кровли. Выполняют такой свес, закрепляя на стропилах несущие перекладины, которые выступают над стенами.

Часто можно встретить конструкцию, при которой свес является продолжением обрешетки, которая набивается на слой пароизоляции. Тогда карнизная доска крепится прямо на доски обрешетки.

Боковой карниз образовывают стропила, выступающие за пределы стен. Такие свесы есть у всех скатных крыш, их размеры могут быть разными, нормой считается карниз от 40 до 70 см. Для обустройства свеса нижние части стропил подрезаются в один размер и соединяются доской, к которой впоследствии будет крепиться обшивка карниза.

Очень важно в процессе подшивки карниза соблюдать режим вентиляции кровли. Если этого не сделать, теплый воздух начнет конденсироваться в воду, тем самым нанося вред материалам «кровельного пирога» и стен дома

Внимание! Отверстия для вентиляции должны быть только у боковых свесов, тогда как фронтальные карнизы подшиваются наглухо

Особенности проектирования односкатной кровли ↑

Устройство односкатной кровли особенно уместно в случае, когда скат покрова снега или слив воды выходит на проезжую часть или на территорию соседнего участка.

Стропильная система

В соответствии с техническим заданием стропильные ноги кровельного каркаса монтируются с фиксированным наклоном, величина которого определяется разностью стенных конструкций по высоте.

В случае, когда возводится капитальное строение – стропила односкатной крыши должны опираться на мауэрлат, обустраиваемый по периметру постройки (непосредственно по стенам). Этот элемент выполняет функцию опорного основания, передающего нагрузку от стропил через стены на фундамент строения.

На верхнем ряду стенной кладки из кирпича или бетонных блоков предусматривается специальный армирующий пояс-стяжка с анкерными креплениями, обеспечивающими надёжную фиксацию мауэрлата. На стенах, выложенных из бруса в качестве опорной обвязки, как правило, используется последний венец.

При сооружении легких конструкций (односкатных крыш пристроек, сараев или веранд, в частности) стропила опираются на элементы каркаса, образующие стенные пролёты и перегородки.

Для строений больших габаритов с целью разгрузки стен основная часть нагрузки от кровельной конструкции может переноситься на железобетонные плиты этажного перекрытия (фото слева).

При обустройстве стропильной системы односкатной крыши используются специальные опорные стойки, устанавливаемые с шагом порядка одного метра. Сверху на них укладываются продольные брусья (прогоны), в теле которых и крепятся стропильные и подстропильные ноги.

При подготовке армированного пояса в него с шагом примерно 80-100 см вмуровываются металлические шпильки, предназначенные для фиксации мауэрлата. В строениях из бруса такое усиление, как правило, не предусматривается, а вместо шпилек (анкеров) применяются особые шестигранные штифты, обеспечивающие крепление опорного основания на верхнем венце.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

  • Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
  • Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
  • Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.


Устройство металлического каркаса

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

  • Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
  • Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
  • Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Высчитываем минимальный уклон ↑

Ограничивающим фактором минимального и максимального уклона являются рекомендации производителя для конкретных видов кровельных материалов. Односкатные крыши довольно пологи, нас более будут интересовать минимальные значения.

Рулонная наплавляемая битумная кровля позволяет накрывать любые крыши, в том числе плоские. Ограничен только максимальный угол в 25°, хотя лучше не выходить за пределы 15°, чтобы не усложнять монтаж. Наиболее долговечны и надежны битумно-полимерные материалы, верхний слой имеет посыпку каменной крошкой. Рулонные материалы клеятся на битумную мастику горячим способом.

Асбестоцементные волнистые листы (шифер) требуют довольно большого уклона. Для листов усиленного профиля он должен быть не менее 25°, обычного — 35°

Следует обратить внимание на то, что величина нахлеста листов верхнего ряда принимается в зависимости от этого значения. Чем оно выше, тем больше нахлест

Так называемый «еврошифер» менее требователен к крутизне поверхности, допускается минимум в 6°. При монтаже битумных волнистых листов от уклона зависит не только величина нахлеста, но и конструкция обрешетки: при 6-10° она должна быть сплошной, при 10-15° принимается шаг брусков или досок 45 см по осям, при большем значении достаточно 60 см.

Металлочерепица теоретически может укладываться с уклоном от 10°. Но при параметре в 10-20° придется герметизировать все стыки листов, а это дело непростое. Рациональным решением будет применение металлочерепицы для крыш с уклоном свыше 20° без дополнительной герметизации.

Профнастил может служить кровельным покрытием для крыш с уклоном от 5°. При 10° нахлест увеличивают, в стыки закладывают уплотнительную ленту.

Фальцевая кровля, как из типовых элементов с заводским фальцем, так и при изготовлении фальца на листах оцинкованной стали непосредственно на стройплощадке, применяется для оснований с уклоном от 8°. При условии герметизации фальцевых стыков значение допускается уменьшить до 3°.

Битумная гибкая черепица применяется при уклонах не менее 11°. При значении до 18° подкладочный слой должен быть сплошным, при большем достаточно раскатать рулоны лишь по внешним контурам каждой из плоскостей кровли и дополнительно изолировать отверстия.

Керамическая и бетонная черепица требует уклона от 22°. Его можно уменьшить до 10°, если под черепицей устроить дополнительный гидроизолирующий слой. Черепица достаточно тяжела и нечасто применяется для односкатных крыш.

Приведенные данные не являются абсолютно точными. Каждый производитель кровельных материалов устанавливает свои требования, они могут немного отличаться. К тому же уклон в значительной степени зависит от снеговой нагрузки для конкретной местности. Чем меньше снега, тем более пологой может быть крыша. Существуют территориальные нормативы, которые устанавливают минимальные в зависимости от климатических особенностей местности.

Мы выяснили, что угол наклона односкатной крыши определяется архитектурой здания и ограничивается техническими требованиями. Расчет стропильной системы для обеспечения необходимой прочности при рациональном расходе материалов стоит поручить специалистам.

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.

Почему стоит выбирать металл?

Исходя из того, какие виды нагрузок хотят и каковы пожарные нормы, каркас производится из разнообразных материалов. А теперь как можно надолго остановимся на отличительных особенностях применяемых материалов для стропильства каркаса. Рассмотрим главные достоинства стропил из дерева. Строительство каркаса для большинства представляется как работа с деревянной доской, которые в необходимом месте стоит подпиливать. Как древесину применяют в основном сушенную древесину. Однако осуществлять работу с деревом в действительности не легче, чем с металлом, хотя большинство так считают. Так, при производстве деревянных стропил незаменима лишь древесина высоких сортов. К тому же внимательно смотрят за тем, чтобы в подобных сортах досок и брусьев не было огромных сучков, обзолов, трещинок либо необходимого наклона волокна. В чем суть? Каждый важный недостаток может приводить к тому, что стропильная нога всего лишь треснет под нагрузкой. Если же возможности приобрести добротный сухой пиломатериал не имеется, тогда его высушивают сразу на объективы в особенном вентилируемом штабеле. По этой причине стоит для производства стропильных систем покупать готовые доски, к тому же с запасом по ширине. И это еще не все.

В основном пиломатериал смотрится очень ровным лишь на глаз, а для стропильных систем геометрия является довольно важнейшей характеристикой. И как раз обладая запасом по ширине, мастера получают возможность самому выправлять стропила строгальной техникой. Лишь таким образом скаты выходят на самом деле ровные, и на них комфортно устанавливаются совершенно различные кровельные покрытия.

А теперь рассмотрим, особенности выбора стальных балок. На сегодняшний день стропильную систему довольно часто подбирают из стальных оцинкованных балок. Вы вероятнее всего видели их наименования: двутавры, швеллера либо тавры. Подобные детали выходят очень дорогие, чем деревянные либо обыкновенные металлические, однако этого стоит. Да, в монтажных работах они очень труднее, однако предпочитают их за одно важнейшее достоинство— это повышенная надежность к изгибающей нагрузке. С помощью этого в строительстве каркаса возможно обходиться без каких-то там вертикальных подпорок и иных деталей. Однако в жилых домостроениях балки на сегодняшний день не часто применяются, хотя подобная практика имеется, и сегодня разъясним, почему. К примеру, трудность стропильных систем и присутствие внутренних деталей сразу воздействует на планировочных решениях мансарды. Потому что чем более разнообразных перемычки среди строителей, тем менее выйдет потолок чердака

К тому же все это имеет важное значение не только для монтажа еще одной жилой комнаты под каркас. Дело в том, что на сегодняшний день востребованы так именуемые бесчердачные каркасы, под которыми находятся обыкновенные помещения дома

И различные дополнительные детали там вообще не поместятся. Однако имеется собственная ложка дегтя: металлические балки в основном продолжат мостиками холода, а из-за этого для них непременно устанавливают кровельный пирог. Главным образом начинка тут ориентированно-стружечная плита. Это прекрасная альтернатива обыкновенным разным стропилам.

Навес к дому из металлопрофиля своими руками. Пошаговая инструкция

Когда готовы все материалы для работы, можно приступать к монтажу навеса. Технология сборки состоит из нескольких этапов:

  • Подготовки.
  • Сборки каркаса.
  • Перекрытия кровли.
  • Проверки конструкции на прочность.

Перед тем, как начинать монтаж, следует выполнить подготовительные работы.

Подготовительные работы

На начальной стадии следует подготовить место для строительства. Для этого территория очищается от мусора и растительности. Площадку необходимо разровнять и утрамбовать почву. Затем выполняется разметка: с помощью рулетки делаются отметки расположения столбов. Места следует отметить колышками, между которыми натянуть веревку. Затем роются ямы глубиной 1 м (для большой конструкции 1,5 м).

Следующий этап подготовки – нарезка труб. Если в качестве опор будут использоваться круглые трубы, то диаметр должен быть не менее 80 мм. Оптимальная длина – 3000 мм. Также необходимо подготовить куски труб диаметром 83 мм.

Обрезные части труб 83 мм закладываются в подготовленные отверстия. В них вставляются трубы 80 мм

Необходимо обратить внимание на то, что из обрезной короткой трубы не должна быть видна опора. Затем опору с обрезной трубой нужно соединить болтами. Готовую конструкцию нужно вставить в яму, засыпать песком и залить бетоном

Оставить на 1 неделю для высыхания смеси

Готовую конструкцию нужно вставить в яму, засыпать песком и залить бетоном. Оставить на 1 неделю для высыхания смеси.

Монтаж каркаса

Когда бетонная смесь высохла, можно начинать сборку каркаса. Для этого каждый ряд столбов обвязывается профильными трубами. Такие балки закрепляются болтовым соединением. Ровность установки необходимо постоянно проверять строительным уровнем. Если столбы разного размера, то их следует подпилить, после чего продолжать работу.

Затем следует увеличить прочность конструкции. Для этого устанавливаются укосины – металлические профили, которые соединяют опорные столбы и балки.

Затем начинается этап установки несущей ферменной конструкции. Она монтируется на балки. Такая конструкция позволит укрепить навес, за счет чего он выдержит большую нагрузку.

Ферма представляет собой треугольник, в центре которого устанавливаются профили в зигзагообразном направлении. Чтобы правильно сделать ферму, необходимо ее выполнять по чертежам. Фермы устанавливаются через каждый метр.

Сверху на ферму перпендикулярно монтируются лаги (прямоугольные трубы). Все элементы соединяются болтами. После сборки конструкции необходимо проверить прочность всех соединений. При необходимости нужно обеспечить более надежную защиту.

Готовую конструкцию необходимо покрыть слоем грунтовки, а затем покрасить. Это продлит ее срок службы. Когда краска полностью высохнет, можно устанавливать листы металлопрофиля. Монтаж начинается снизу вверх.

Закреплять листы нужно саморезами. Необходимо выполнять не менее 8 креплений для одного листа. Первый ряд листов металлопрофиля укладывается внахлест. Второй ряд устанавливается встык к первому ряду. Но все листы второго ряда относительно друг друга устанавливаются внахлест.

Основные моменты:

Для проведения правильного расчёта обязательно учитывается максимальная нагрузка, которой предположительно будет подвергаться это изделие

Важно помнить, что углы раскосов могут быть разными, при этом ширина панелей будет всегда одинаковой.
Контур опорной поверхности для установки перекрытия или крыши играет важную роль. Именно этот момент позволит определить угол наклона для несущего устройства.
Расстояние, которое находится между узлами для крепежа, считается после определение всех остальных параметров

Чаще всего оно определяется с учётом ширины панели.

Ферма на беседку из металла должна иметь определённую схему конструкции. Чтобы её определить, лучше использовать особые программы, которые находятся в Интернете в свободном доступе.

Отдельный интерес представляет монтаж готовой конструкции. Все элементы производятся в заводских условиях и так же подгоняются по параметрам. Полный монтаж проводится уже на строительной площадке, потому как предварительно нельзя полностью собрать ферму. Потребуется ориентироваться на чертежи, которые идут вместе с самим изделием. Должна быть указана маркировка для каждого элемента, а также обязана присутствовать инструкция, которая объясняет сборку.

Многие детали нужно сваривать с помощью электросварки, а также соединить с использованием болтовых соединений. Надёжность готовой конструкции напрямую зависит от того, с каким усилием затягивались болты. Данную работу по стандарту выполняют два монтажника, которые затягивают гайки с использованием ключей или гайковёртов.

Если соединение должно быть максимально прочным, тогда применяется электросварка. Монтаж уже собранных ферм проводится с помощью крана. Возможно, должно быть две единицы спецтехники, если объект имеет большой вес.

Специалисты знают, как устанавливать фермы на крышу из металла. Если не учесть все ключевые моменты, могут возникнуть некоторые трудности, а в крайнем случае конструкция получается не прочной и не выполняет свои задачи

По этой причине важно правильно выполнить монтаж с учётом основных требований

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий