Высота фермы в зависимости от пролета: Высота фермы в зависимости от пролета

Как рассчитать высоту фермы зная пролет

Содержание

• 1 Как рассчитать фермы для навеса своими руками?
  • 1.1 Пример расчета ферм для навеса
• 2 Как рассчитать ферму для навеса из поликарбоната?
  • 2.1 Подробный расчет фермы и дуги для навеса
    • 2.1.1 Формулы, которые понадобится использовать при расчете
• 3 Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Определение пролета ферм. Пролет или длина ферм в большинстве случаев определяются эксплуатационными требовани­ями и общекомпоновочным решением сооружения и не всегда могут быть рекомендо­ваны по усмотрению конструктора.

В случаях когда пролет конструкции не диктуется технологическими требованиями (например, эстакады, поддерживающие трубопроводы и т.п.), он должен назначаться на основе экономических соображений с тем, чтобы суммарная стоимость ферм и опор была наименьшей.

Определение высоты треугольных ферм. В треугольных фермах (см. рис. 8.6 д) высота является функцией пролета и уклона кровли, которые зависят от материала кровли. Обычно треугольные фермы проектируют под кровли, требующие значительных укло­нов (25-45°), что дает высоту ферм h = (1/4. 1/2)l.

Высота треугольных ферм, как правило, бывает выше требуемой из условия наи­меньшей массы фермы, поэтому по расходу стали треугольные фермы не экономичны. Высоту фермы посередине пролета можно уменьшить, придав нижнему поясу при­поднятое очертание (рис. 9.6 е). Опорный узел при этом не должен быть слишком острым.

Определение высоты трапецеидальных ферм и ферм с паралллельными поясами. Если нет конструктивных ограничений, высота ферм может быть принята из условия наимень­шей массы фермы, т.е. по экономическим соображениям. Масса фермы складывается из массы поясов и решетки. Масса поясов уменьшается с увеличением высоты фермы, так как усилия в поясах обратно пропорциональны высоте h.

Масса решетки, наоборот, с увеличением высоты фермы возрастает, так как увеличивается длина раскосов и стоек. Следовательно, может быть найдена опти­мальная высота фермы, при которой общая масса поясов и решетки будет наимень­шей.

Расчеты показывают, что при таком подходе оптимальная высота ферм составляет 1/4-1/5 пролета. Это приводит к тому, что уже при пролете 20 м высота фермы получа­ется больше предельной (3,85 м), допустимой по условиям транспортировки. Кроме того, при оптимизации по расходу стали не учитываются увеличение объема помеще­ния и, следовательно, затраты на его отопление, а также дополнительные затраты на устройство стенового ограждения в пределах высоты фермы.

Обычно с учетом требований транспортировки, монтажа, унификации, а также для уменьшения высоты и объема здания высоту ферм принимают в пределах 1/7- 1/12 про­лета (меньшие значения принимаются для легких ферм).

Фермы, перевозимые целиком по железной дороге, или их отправочные элементы по условиям провозного габарита не должны превышать по высоте 3,85 м между край­ними точками выступающих элементов. В фермах трапецеидального очертания помимо высоты посередине пролета необходимо назначить высоту на опоре. Высота опорной стойки стропильных ферм зависит от высоты фермы в пролете и уклона кровли. Обыч­но при уклонах 1/12-1/8 она получается в пределах от 1/15 до 1/10 пролета, что конструк­тивно вполне приемлемо.

Определение высоты ферм из условий жесткости. Наименьшая возможная высота фермы определяется допустимым прогибом. В обычных кровельных покрытиях жест­кость ферм значительно превосходит требования, предъявляемые условиями эксплуа­тации. В конструкциях, работающих на подвижную нагрузку (стропильные фермы при подвесном транспорте, фермы подкрановых эстакад, мостовых кранов и т.п.), требова­ния жесткости часто являются настолько высокими (f/l = 1/750 — 1/1000), что они диктуют высоту ферм. Иногда бывает необходимо установить высоту ферм из условия жесткости при использовании высокопрочной стали или алюминиевых сплавов.

Прогиб фермы может быт определен аналитически по формуле Мора

где N_p — усилие в стержне фермы от заданной нагрузки; N_i — усилие в том же стержне от силы, равной единице, приложенной в точке определения прогиба по направлению прогиба.

Размеры панели должны соответствовать расстояниям между элементами, переда­ющими нагрузку на ферму, и отвечать оптимальному углу наклона раскосов. Оптималь­ный угол наклона раскосов в треугольной решетке составляет примерно 45°, в раскос­ной решетке — 35°. Из конструктивных соображений — рационального очертания фасонки в узле и удобства прикрепления раскосов — желателен угол, близкий к 45°. При малых углах фасонки получаются слишком вытянутыми, при больших — высокими, что делает их громоздкими и неэкономичными.

В стропильных фермах размеры панелей принимаются в зависимости от системы кровельного покрытия.

Желательно для исключения работы пояса на изгиб обеспечить передачу нагрузки от кровли в узлах фермы. Поэтому в покрытиях из крупноразмерных железобетонных или металлических плит расстояние между узлами принимается равным ширине плиты (обычно 1,5 или 3 м), а в покрытиях по прогонам — шагу прогонов (обычно от 1,5 до 4 м). Иногда для уменьшения размеров панели пояса применяется шпренгельная решетка (рис. 8.7 д).

Если ширина кровельной панели или шаг прогонов не равны расстоянию между узлами, а также при непрерывном опирании на пояс кровельных элементов (напри­мер, беспрогонное покрытие из профилированного настила) пояс помимо осевых уси­лий работает на изгиб.

Такое решение менее экономично по расходу стали, но проще в изготовлении (умень­шается число элементов и узлов) и может быть рекомендовано при легких кровлях.

Унификация и модулирование геометрических размеров ферм позволяет стандартизи­ровать как сами фермы, так и примыкающие к ним элементы (прогоны, связи и т.д.). Это приводит к сокращению числа типоразмеров деталей и дает возможность при мас­совом изготовлении конструкций применять специализированное оборудование и пе­рейти на поточное производство.

В основу унификации ферм кладется модулирование конструктивно-компоновоч­ных размеров. Унификация ферм должна проводиться по видам сооружений.

В настоящее время унифицированы геометрические схемы стропильных ферм про­изводственных зданий, мостов, радиомачт, радиобашен, опор линий элект­ропередачи.

Строительный подъем. В фермах больших пролетов (более 36 м), а также в фермах из алюминиевых сплавов или высокопрочных сталей возникают большие прогибы, кото­рые ухудшают внешний вид конструкции и во многих случаях недопустимы по услови­ям эксплуатации (например, в производственных зданиях при подвеске к фермам подъем­но-транспортного оборудования).

Провисание ферм предотвращается устройством строительного подъема, т.е. изготов­лением ферм с обратным выгибом, который под действием нагрузки погашается, в ре­зультате чего фермы принимают проектное положение. Строительный подъем назначают равным прогибу от постоянной плюс половину временной нагрузок. При плоских кров­лях и пролетах свыше 36 м строительный подъем следует принимать независимо от вели­чины пролета равным прогибу от суммарной нормативной нагрузки плюс 1/200 пролета.

Строительный подъем обеспечивается путем устройства перегиба в монтажных уз­лах фермы (рис. 8.8).

Рис. 8.8. Схемы строительного подъема при одном (а) и нескольких (б) укрупнительных стыках

Навес является простой архитектурной конструкцией, которая применяется в самых различных целях. В большинстве случаев его изготавливают при отсутствии гаража с накрытием на даче или для того, чтобы защитить площадку для отдыха от сильных лучей солнца. Для обеспечения надежности и прочности подобной постройки небольших размеров понадобится произвести расчет навеса. В конечном итоге можно будет получить данные, которые смогут показать, какие фермы будут использоваться и как их нужно будет варить.

Схему закрепления профильных труб можно увидеть на рис. 1.

На рисунке 1 изображена схема закрепления труб

Как рассчитать фермы для навеса своими руками?

Для того чтобы произвести расчет подобной конструкции для навеса, понадобится подготовить:

• Калькулятор и специальное программное обеспечение;
• СНиП 2.01.07-85 и СНиП П-23-81.

При проведении расчетов надо будет выполнить следующие действия:

1. Прежде всего понадобится выбрать схему фермы. Для этого определяются будущие контуры. Очертания нужно выбирать исходя из основных функций навеса, материала и других параметров;
2. После этого надо будет определить габариты изготавливаемой конструкции. Высота будет зависеть от типа кровли и используемого материала, веса и других параметров;
3. Если размеры пролета превышают 36 м, понадобится произвести расчет для строительного подъема. В данном случае имеется ввиду обратный погашаемый изгиб от нагрузок на ферму;
4. Необходимо определить размеры панелей сооружения, которые должны соответствовать расстояниям между отдельными элементами, которые обеспечивают передачу нагрузок;
5. На следующем этапе определяется расстояние между узлами, которое чаще всего равняется ширине панели.

При произведении расчетов следуйте таким советам:

1. Понадобится все значения высчитать в точности. Следует знать, что даже малейший недочет приведет к ошибкам в процессе произведения всех работ по изготовлению конструкции. Если нет уверенности в собственных силах, то рекомендуется сразу же обратиться к профессионалам, которые имеют опыт в проведении подобных расчетов;
2. Для облегчения работы можно использовать готовые проекты, в которые останется лишь подставить имеющиеся значения.

На этом фото изображено металлическое укрытие

В процессе выполнения расчета фермы следует помнить, что в случае ее увеличивающейся высоты будет увеличиваться и несущая способность. В зимнее время года снег на подобном навесе практически не будет накапливаться. Для того чтобы увеличить прочность конструкции, следует установить несколько прочных ребер жесткости.

Для сооружения фермы лучше всего использовать трубу из железа, которая имеет небольшой вес, высокую прочность и жесткость. В процессе определения размеров для подобного элемента понадобится учитывать следующие данные:

1. Для конструкций небольших размеров, ширина которых составляет до 4,5 м, понадобится использовать трубу из металла 40х20х2 мм;
2. Для конструкций, ширина которых составляет менее 5,5 м, нужно использовать трубу с размерами 40х40х2 мм;
3. Если ширина фермы составит более 5,5 м, лучше всего применить трубу 60х30х2 мм или 40х40х3 мм.

В процессе планирования шага ферм следует учитывать, что максимально возможное расстояние между трубами навеса составляет 1,7 м. Только в таком случае можно будет сберечь надежность и прочность конструкции.

Пример расчета ферм для навеса

1. В качестве примера будет рассмотрен навес шириной 9 м уклоном в 8°. Пролет сооружения составляет 4,7 м. Нагрузки снега для региона находятся на уровне 84 кг/м²;
2. Вес фермы составляет приблизительно 150 кг (следует взять маленький запас на прочность). Вертикальная нагрузка составляет 1,1 т на стойку с высотой 2,2 м;
3. Одним концом ферма будет опираться на стенку постройки из кирпича, а вторым — на колонну для опоры навеса с помощью анкерных болтов. Для изготовления фермы используется квадратная труба 45х4 мм. Следует заметить, что с подобным приспособлением достаточно удобно работать;
4. Лучше всего изготавливать фермы с параллельными поясами. Высота каждого из элементов составляет 40 см. Для раскосов используется труба сечением 25х3 мм. Для нижнего и верхнего пояса применяется труба 35х4 мм. Козырьки и другие элементы нужно будет сварить друг с другом, потому толщина стенки будет 4 мм.

В конечном итоге можно будет получить следующие данные:

• Расчетное сопротивление для стали: Ry = 2,45 T/см²;
• Коэффициент надежности — 1;
• Пролет для фермы — 4,7 м;
• Высота фермы — 0,4 м;
• Число панелей для верхнего пояса конструкции — 7;
• Углы нужно будет варить через один.

Все нужные данные для расчетов можно будет найти в специальных справочниках. Однако профессионалы рекомендуют производить расчеты подобного типа с помощью использования программного обеспечения. Если будет допущена ошибка, то изготавливаемые фермы сложатся под воздействием нагрузок снега и ветра.

Как рассчитать ферму для навеса из поликарбоната?

Навес является сложной конструкцией, поэтому перед приобретением определенного количества материала понадобится смета. Каркас для опоры должен иметь возможность выдерживать любые нагрузки.

Для того чтобы произвести профессиональный расчет конструкции из поликарбоната, рекомендуется обратиться за помощью к инженеру с опытом подобной работы. Если навес являет собой отдельную конструкцию, а не пристройку к частному дому, то расчеты усложнятся.

Уличная кровля состоит из столбиков, лаг, ферм и покрытия. Именно эти элементы и нужно будет рассчитывать.

Если планируется изготовить навес из поликарбоната арочного типа, то не получится обойтись без использования ферм. Фермы являются приспособлениями, которые связывают лаги и опорные столбики. От подобных элементов будут зависеть размеры навеса.

Навесы из поликарбоната, в качестве основы которых применяются металлические фермы, изготавливать достаточно сложно. Правильный каркас сможет распределять нагрузку по опорным столбикам и лагам, при этом конструкция навеса не будет разрушаться.

Для монтажа поликарбоната лучше всего использовать профильные трубы. Основной расчет фермы — учет материала и уклона. К примеру, для односкатной навесной конструкции с маленьким уклоном применяется неправильная форма фермы. Если конструкция имеет маленький угол, то можно использовать металлические фермы в форме трапеции.

Чем больше радиус структуры арки, тем меньше существует возможностей задержки снега на кровле. В данном случае несущая способность фермы будет большой (рис. 2).

На рисунке 2 изображен будущий навес покрытый поликарбонатом

Если используется простая ферма домиком размерами 6х8 м, то расчеты будут такими:

• Шаг между столбиками для опоры — 3 м;
• Количество металлических столбиков — 8 шт;
• Высота ферм под стропами — 0,6 м;
• Для устройства обрешетки крыши понадобится 12 профильных труб с размерами 40х20х0,2 см.

В некоторых случаях можно сэкономить путем уменьшения количества материала. К примеру, вместо 8-ми стоек можно установить 6. Можно также сократить обрешетку каркаса. Однако не рекомендуется допускать потерю жесткости, так как это может привести к разрушению сооружения.

Подробный расчет фермы и дуги для навеса

В данном случае будет производиться расчет навеса, фермы которого устанавливаются с шагом 1 м. Нагрузка на подобные элементы от обрешетки передается исключительно в узлах фермы. В качестве материала для кровли используется профнастил. Высота фермы и дуги может быть любой. Если это навес, который примыкает к основной постройке, то главным ограничителем является форма кровли. В большинстве случаев сделать высоты фермы больше 1 м не получится. С учетом того, что понадобится делать ригеля между колоннами, максимальная высота составит 0,8 м.

Схему навеса по фермам можно увидеть на рис. 3. Голубым цветом обозначаются балки обрешетки, синим цветом — ферма, которую нужно будет рассчитывать. Фиолетовым цветом обозначаются балки или фермы, на которые будут опираться колонны.

В данном случае будет использоваться 6 ферм треугольной формы. На крайние элементы нагрузка будет в несколько раз меньше, чем на остальные. В данном случае металлические фермы будут консольными, то есть их опоры располагаются не на концах ферм, а в узлах, которые изображены на рис. 3. Такая схема позволяет равномерно распределять нагрузки.

На рисунке 3 изображена схема укрытия по фермам

Расчетная нагрузка составляет Q = 190 кг, при этом снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Благодаря сечениям возможно произвести расчет усилий во всех стержнях конструкции, при этом нужно учитывать тот факт, что ферма и нагрузка на данный элемент является симметричной. Следовательно, понадобится рассчитывать не все фермы и дуги, а лишь некоторые из них. Для того чтобы свободно ориентироваться в большом количестве стержней в процессе расчета, стержни и узлы промаркированы.

Формулы, которые понадобится использовать при расчете

Понадобится определить усилия в нескольких стержнях фермы. Для этого следует использовать уравнение статического равновесия. В узлах элементов шарниры, потому значение моментов изгиба в узлах фермы равно 0. Сумма всех сил по отношению к оси x и y тоже равна 0.

Понадобится составить уравнение моментов по отношению к точке 3 (д):

М3 = -Ql/2 + N2-a*h = 0, где l — расстояние от точки 3 до точки приложения силы Q/2, которое составляет 1,5 м, а h — плечо действия силы N2-a.

Ферма имеет расчетную высоту 0,8 м и длину 10 м. В таком случае тангенс угла a составит tga = 0,8/5 = 0,16. Значение угла a = arctga = 9,09°. В конечном итоге h = lsina. Из этого следует уравнение:

N2-a = Ql/(2lsina) = 190/(2*0,158) = 601,32 кг.

Таким же образом можно определить значение N1-a. Для этого понадобится составить уравнение моментов по отношению к точке 2:

М2 = -Ql/2 + N1-a*h = 0;

N1-a = Q/(2tga) = 190/(2*0,16) = 593,77 кг.

Проверить правильность вычислений можно путем составления уравнения сил:

EQy = Q/2 — N2-asina = 0; Q/2 = 95 = 601,32 * 0,158 = 95 кг;

EQx = N2-acosa — N1-a = 0; N1-a = 593,77 = 601,32 * 0,987 = 593,77 кг.

Условия статистического равновесия выполнены. Любое из уравнений сил, которые использовались в процессе проверки, можно использовать для того, чтобы определить усилия в стержнях. Дальнейший расчет ферм производится таким же образом, уравнения не изменятся.

Стоит знать, что расчетную схему можно составить, так чтобы все продольные силы направлялись от поперечных сечений. В таком случае знак «-» перед показателем силы, который получен при расчетах, покажет, что подобный стержень будет работать на сжатие.

Для того чтобы определить усилие в стержне з-и, понадобится первым делом определить значение угла у: h = 3siny = 2,544 м.

Подробную информацию о том как рассчитать навес с помощью программы вы сможете узнать просмотрев это видео:

Ферма для навеса своими руками рассчитывается несложно. Понадобится лишь знать основные формулы и уметь их использовать.

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

MK — Глава 9. ФЕРМЫ

1. Очертание ферм

2. Генеральные размеры ферм

3. Системы решеток ферм и их характеристика

4. Панели ферм

5. Устойчивость ферм. Связи

1. Очертание ферм

Выбор очертания ферм является первым этапом их проектирования. Очертание ферм в первую очередь зависит от назначения сооружения. Оно должно отвечать принятой конструкции сопряжений с примыкающими элементами. Так, очертание стропильной фермы производственного здания зависит от назначения цеха, типа кровли, типа и размера фонаря, от типа соединения ферм с колоннами (шарнирное или жесткое) и т. п.

Вместе с тем очертание ферм должно соответствовать их статической схеме, а также виду нагрузок, определяющему эпюру изгибающих моментов. Например, выступающие консоли рационально проектировать треугольными, с одним скатом; однопролетныё фермы с равномерной нагрузкой - полигонального очертания.

Фермы треугольного очертания. Треугольное очертание придается стропильным фермам, консольным навесам, а также мачтам и башням.

Стропильные фермы треугольного очертания применяют, как правило, при значительном уклоне кровли, вызываемом или условиями эксплуатации здания, или типом кровельного материала. Стропильные фермы треугольного очертания имеют ряд конструктивных недостатков. Острый опорный узел сложен, допускает лишь шарнирное сопряжение фермы с колоннами, при котором снижается поперечная жесткость одноэтажного производственного здания в целом. Стержни решетки в средней части ферм получаются чрезмерно длинными, и их сечение приходится подбирать по предельной гибкости, что вызывает перерасход металла.

Треугольное очертание в стропильных фермах не соответствует параболическому очертанию эпюры моментов.

Однако в ряде случаев треугольные фермы приходится применять, несмотря на заведомо нерациональное с точки зрения распределения усилий очертание, исходя из общих требований компоновки и назначения сооружения. Примером могут служить треугольные фермы шедовых покрытий, применяемые в зданиях, где необходим большой и равномерный приток дневного света с одной стороны.

Фермы трапецеидального очертания со слабо вспарушенным верхним поясом пришли на смену треугольным фермам благодаря появлению кровельных материалов, не требующих больших уклонов кровли.

Трапецеидальное очертание балочных ферм лучше соответствует эпюре изгибающих моментов и имеет конструктивные преимущества. В сопряжении с колоннами позволяет устраивать жесткие рамные узлы, что повышает жесткость здания. Решетка таких ферм не имеет длинных стержней в середине пролета.

Фермы полигонального очертания наиболее приемлемы для конструирования тяжелых ферм больших пролетов, так как очертания фермы соответствуют эпюре изгибающих моментов, что дает значительную экономию стали. Дополнительные конструктивные затруднения из-за переломов пояса в тяжелых фермах не так ощутимы, ибо пояса в таких фермах из условий транспортирования приходится стыковать в каждом узле.

Для легких ферм полигональное очертание нерационально, так как получающиеся в этом случае конструктивные усложнения не окупаются незначительной экономией стали.

Фермы с параллельными поясами имеют существенные конструктивные преимущества. Равные длины стержней поясов и решетки, одинаковая схема узлов и минимальное количество стыков поясов обеспечивают в таких фермах наибольшую повторяемость деталей и возможность унификации конструктивных схем, что способствует индустриализации их изготовления. Эти фермы благодаря распространению кровель с рулонным покрытием стали основным типом в покрытиях зданий.

2. Генеральные размеры ферм

Определение пролета ферм. Пролет или длина ферм в большинстве случаев определяются эксплуатационными требованиями и общекомпоновочным решением сооружения и не могут быть рекомендованы по усмотрению конструктора.

Пролеты стропильных ферм, мостовых кранов, гидротехнических затворов и т. п. определяются технологической или архитектурной схемой сооружения и уточняются в зависимости от типа сопряжений с соседними элементами.

Так, при свободном опирании ферм покрытий на опоры (колонны) сверху расчетный пролет фермы l0 (расстояние между осями опорных частей) в качестве первого приближения может быть принят равным:

для разрезных ферм - расстоянию между внутренними четвертями ширины опор, т. е.

При примыкании ферм к металлическим колоннам сбоку расчетный пролет фермы принимается равным расстоянию между колоннами в свету на отметке примыкания ферм.

В случаях, когда пролет конструкции не диктуется технологическими требованиями (например, эстакады, поддерживающие трубопроводы и т. п.), он должен назначаться на основе экономических соображений с тем, чтобы суммарная стоимость ферм и опор была наименьшей.

Определение высоты треугольных ферм. В треугольных фермах высота является функцией пролета и уклона кровли, которые зависят от материала кровли. Обычно треугольные фермы проектируют под кровли, требующие значительных уклонов (25-45°), что дает высоту ферм h=(1/4?1/2) l.

Высота треугольных ферм, как правило, бывает выше требуемой из условия наименьшей массы фермы, поэтому по расходу стали треугольные фермы неэкономичны. Высоту фермы посередине пролета можно уменьшить, придав нижнему поясу приподнятое очертание. Опорный узел при этом не должен быть слишком острым.

Определение оптимальной высоты трапецеидальных ферм и ферм с параллельными поясами. Если нет конструктивных ограничений, высота ферм может быть принята из условия наименьшего веса фермы, т. е. по экономическим соображениям. Вес фермы складывается из веса поясов и веса решетки. Вес поясов уменьшается с увеличением высоты фермы, так как усилие в поясах обратно пропорционально высоте NП=M/h.

Обычно для ферм с параллельными поясами или близких к ним ферм трапецеидального очертания высоту принимают несколько меньше, чем это следует по формулам (9.9), т. е. 1/7 — 1/9 пролета, причем для легких ферм принимают меньшие значения, для тяжелых — большие. Для самых легких ферм (прутковые прогоны) применяют еще меньшие высоты. Отклонение от оптимальной высоты вызывается требованиями транспортировки, монтажа, унификации, целесообразностью уменьшения объема здания и другими соображениями. Фермы, перевозимые целиком по железной дороге, или их отправочные элементы по условиям провозного габарита не должны превышать по высоте 3,85 м между крайними точками выступающих элементов. В фермах трапецеидального очертания помимо высоты посередине пролета необходимо установить высоту на опоре. Высота опорной стойки стропильных ферм зависит от высоты фермы в пролете и уклона кровли. Обычно при уклонах 1/12-1/8 она получается в пределах от 1/15 до 1/10 пролета, что конструктивно вполне приемлемо.

Определение высоты ферм us условий жесткости. Наименьшая возможная высота фермы определяется допустимым прогибом. В обычных кровельных покрытиях жесткость ферм значительно превосходит требования, предъявляемые условиями эксплуатации. В конструкциях, работающих на подвижную нагрузку (стропильные фермы при подвесном транспорте, фермы подкрановых эстакад, мостовых кранов и т. д.), требования жесткости часто являются настолько высокими (f/l=1/750-1/1000), что они определяют высоту ферм. Иногда бывает необходимо установить высоту ферм из условия жесткости при изготовлении их из высокопрочной стали или алюминиевых сплавов.

Построение этой диаграммы целесообразно в тех случаях, когда нужно получить линию прогиба нижнего или верхнего пояса фермы.

По формуле Мора можно получить для ферм с параллельными поясами при среднем значении аргументов формулу отношения наименьшей высоты к пролету, аналогичную соответствующей формуле (7.20) для сплошных балок в функции предельного относительного прогиба фермы:

в которой второй член в скобках выражает влияние решетки.

3. Системы решеток ферм и их характеристика

От системы решетки зависят вес фермы, трудоемкость ее изготовления, внешний вид. Решетка должна соответствовать схеме приложения нагрузок, поскольку нагрузки во избежание местного изгиба пояса передаются, как правило, на ферму в узлах.

Треугольная система решетки. В фермах трапецеидального очертания или с параллельными поясами весьма эффективной является треугольная система решетки, дающая наименьшую суммарную длину решетки и наименьшее число узлов при кратчайшем пути усилия от места приложения нагрузки до опоры. В фермах, поддерживающих прогоны кровли или балки настила, к треугольной решетке часто добавляются дополнительные стойки, а иногда и подвески, позволяющие уменьшать, когда это необходимо, расстояния между узлами фермы. Дополнительные стойки целесообразны также для уменьшения расчетной длины сжатого пояса. Дополнительные стойки и подвески получаются весьма легкими, так как они работают только на местную нагрузку и не участвуют в передаче на опору поперечной силы.

Решетка ферм работает на поперечную силу, выполняя функции стенки сплошной балки.

В фермах треугольного очертания также возможна треугольная система решетки. Общим недостатком треугольной системы решетки является наличие сжатых длинных раскосов, восходящих в фермах с параллельными поясами и нисходящих в треугольных фермах.

Раскосная система решетки. При ее проектировании нужно стремиться, чтобы наиболее длинные элементы — раскосы - были растянутыми, а стойки - сжатыми. Это требование удовлетворяется при нисходящих раскосах в фермах с параллельными поясами и восходящих — в треугольных фермах. Однако в треугольных фермах восходящие раскосы образуют неудобные для конструирования узлы и имеют большую длину, так как идут по большей диагонали. Поэтому в. треугольных фермах более приемлемы нисходящие раскосы; хотя они получаются сжатыми, но зато их длина меньше и узлы фермы более компактны. Применять раскосные решетки целесообразно при малой высоте ферм, а также тогда, когда по стойкам передаются большие усилия (при большой узловой нагрузке).

Раскосная решетка более трудоемка чем треугольная, и требует большего расхода материала, так как при равном числе панелей в ферме общая длина раскоской решетки больше ив ней больше узлов. Путь усилия от узла, к которому приложена нагрузка, до опоры в раскоской решетке длиннее, он идет через все стержни решетки и узлы.

Специальные системы решеток. При большой высоте ферм (примерно 4-5 м) и рациональном угле наклона раскосов (примерно 35-45°) панели могут получаться чрезмерно большими, неудобными для расположения кровельных прогонов и других элементов. Если давления прогонов небольшие, то можно допустить местный изгиб пояса, расположив прогоны на поясе между узлами.

Однако при больших давлениях такое решение нерационально. Чтобы уменьшить размер панели, сохранив нормальный угол наклона раскосов, применяют шпренгельную решетку. Устройство шпренгельной решетки более трудоемко и иногда требует дополнительного расхода металла; однако такая решетка дает возможность получить рациональное расстояние между элементами поперечной конструкции при рациональном угле наклона раскосов, а также уменьшить расчетную длину сжатых стержней. Так, применение шпренгельной решетки в высоких башнях уменьшает расчетную длину сжатых поясов и тем самым позволяет снизить общий вес конструкции. В стропильных фермах шпренгельная решетка позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, удобное для поддержания элементов кровли (2-3 м), или же создать промежуточный узел для опирания крупнопанельного настила.

Шпренгельную решетку особого вида имеет треугольная ферма. Эта система применяется при крутых кровлях и сравнительно больших для треугольных ферм пролетах . Она может быть расчленена на две полуфермы, связанные затяжкой. Стержни решетки и панели поясов такой системы имеют небольшую длину, конструирование узлов упрощается. Приподнятая затяжка увеличивает полезную высоту помещения. Образующие систему жесткие полуфермы и затяжка изготовляются на заводе; на место возведения их доставляют в виде трех отправочных элементов.

В фермах, работающих на двустороннюю нагрузку, как правило, устраивают крестовую решетку. К таким фермам относятся горизонтальные связевые фермы покрытий производственных зданий, мостов и других конструкций, вертикальные фермы башен, мачт и высоких зданий. Весьма часто крестовую решетку проектируют из гибких стержней. В этом случае под действием нагрузки работают только растянутые раскосы; сжатые же раскосы вследствие своей большой гибкости выключаются из работы и в расчетную схему не входят.

С выпуском промышленностью широкополочных тавров с параллельными гранями полок разработаны стропильные фермы с поясами из тавров и крестовой решеткой из одиночных уголков. Такие фермы экономичнее по расходу металла и стоимости по сравнению с типовыми фермами со стержнями из парных уголков.

Ромбическая и полу рас косная решетки благодаря двум системам раскосов также обладают большой жесткостью; эти системы применяются в мостах, башнях, мачтах, связях для уменьшения расчетной длины стержней и особенно рациональны при работе конструкций на большие поперечные силы.

4. Панели ферм

Одновременно с выбором системы решетки устанавливают размеры панелей ферм. Поскольку нагрузка обычно прикладывается к узлам ферм, панели должны соответствовать расстояниям между элементами, передающим нагрузку на ферму. Размеры панелей должны отвечать оптимальному углу наклона раскосов. Оптимальный угол наклона раскосов в треугольной решетке составляет примерно 45°, в раскосной решетке-35°. Из конструктивных соображений - рационального очертания фасовки в узле и удобства прикрепления раскосов - желателен угол, близкий к 45°. При малых углах фасонки получаются слишком вытянутыми, при больших — высокими, что делает их громоздкими и неэкономичными.

В стропильных фермах размеры панелей определяются системой кровельного покрытия. Если по стропильным фермам укладывают прогоны, панель, равная расстоянию между прогонами, определяется видом кровельного настила и ее длина изменяется от 1,5 до 4 м. Применяются беспрогонные кровельные покрытия, в которых кровлю в виде профилированного настила, железобетонных панелей или металлических щитов длиной 6-12 м и шириной 1,5-3 м укладывают непосредственно на поясе ферм. Беспрогонные покрытия являются более индустриальными и часто более экономичными по расходу стали.

При беспрогонном покрытии панель часто принимается равной 3 — 4 м. При ширине плит 1,5 м иногда целесообразно уменьшить с помощью шпренгельной решетки панель до 1,5 м; можно также, сохранив панель в 3 м, иметь верхний пояс, работающий на местный изгиб. Это решение менее экономично по расходу стали, но проще и применимо при легких кровлях.

5.

Устойчивость ферм. Связи

Сквозная плоская система (ферма) легко теряет свою устойчивость из плоскости. Чтобы придать ферме устойчивость, ее необходимо присоединить к какой-либо жесткой конструкции или соединить связями с другой фермой, в результате чего образуется пространственный устойчивый брус.

Для обеспечения устойчивости такого бруса (блока) необходимо, чтобы все грани его были геометрически неизменяемы в своей плоскости.

Грани блока образуются двумя вертикальными плоскостями спаренных ферм (abb’a’ и dcc’d’), двумя перпендикулярными им горизонтальными плоскостями связей, расположенными по обоим поясам ферм (ebb’с’ и daa’d’), и не менее чем двумя вертикальными плоскостями поперечных связей (обычно в торцах ферм — abed и a’b’c’d’). Поскольку этот пространственный брус в поперечном сечении замкнут и обычно достаточно широк, он обладает очень большой жесткостью при кручении и изгибе, поэтому потеря его общей устойчивости в изгибаемых системах невозможна. Конструкции мостов, кранов, башен, мачт, шпилей, укосин и др. представляют собой аналогичные пространственные брусья, состоящие из сквозных ферм.

К этим жестким блокам прочие фермы прикрепляются горизонтальными элементами, препятствующими горизонтальному перемещению поясов ферм и обеспечивающими их устойчивость (обычно прогонами, расположенными в узлах ферм). Чтобы прогон мог закрепить узел фермы в горизонтальном направлении, он сам должен быть прикреплен к неподвижной точке — узлу горизонтальных связей.

Если прогон не прикреплен к диагоналям связей в месте их пересечения, расстояние между закрепленными в горизонтальном направлении точками верхнего пояса фермы равно двум панелям. Это должно учитываться при подборе сечения верхнего пояса ферм.

В беспрогонных покрытиях верхние пояса ферм закрепляют с помощью кровельного настила и специальных элементов (тяжей), прикрепляющих пояса к поперечным горизонтальным связям.

[ | | | ]

1ФБМ 24 по стандарту: ГОСТ 20213-89

Определение пролета ферм.

Пролет или длина ферм в большинстве случаев определяются эксплуатационными требовани­ями и общекомпоновочным решением сооружения и не всегда могут быть рекомендо­ваны по усмотрению конструктора.

В случаях когда пролет конструкции не диктуется технологическими требованиями (например, эстакады, поддерживающие трубопроводы и т. п.), он должен назначаться на основе экономических соображений с тем, чтобы суммарная стоимость ферм и опор была наименьшей.

Определение высоты треугольных ферм.

В треугольных фермах (см. рис. 8.6
д)
высота является функцией пролета и уклона кровли, которые зависят от материала кровли. Обычно треугольные фермы проектируют под кровли, требующие значительных укло­нов (25-45°), что дает высоту ферм
h
= (1/4. 1/2)
l
.

Высота треугольных ферм, как правило, бывает выше требуемой из условия наи­меньшей массы фермы, поэтому по расходу стали треугольные фермы не экономичны. Высоту фермы посередине пролета можно уменьшить, придав нижнему поясу при­поднятое очертание (рис. 9.6 е).

Опорный узел при этом не должен быть слишком острым.

Определение высоты трапецеидальных ферм и ферм с паралллельными поясами.

Если нет конструктивных ограничений, высота ферм может быть принята из условия наимень­шей массы фермы, т. е. по экономическим соображениям. Масса фермы складывается из массы поясов и решетки. Масса поясов уменьшается с увеличением высоты фермы, так как усилия в поясах обратно пропорциональны высоте
h
.

Масса решетки, наоборот, с увеличением высоты фермы возрастает, так как увеличивается длина раскосов и стоек. Следовательно, может быть найдена опти­мальная высота фермы, при которой общая масса поясов и решетки будет наимень­шей.

Расчеты показывают, что при таком подходе оптимальная высота ферм составляет 1/4-1/5 пролета. Это приводит к тому, что уже при пролете 20 м высота фермы получа­ется больше предельной (3,85 м), допустимой по условиям транспортировки. Кроме того, при оптимизации по расходу стали не учитываются увеличение объема помеще­ния и, следовательно, затраты на его отопление, а также дополнительные затраты на устройство стенового ограждения в пределах высоты фермы.

Обычно с учетом требований транспортировки, монтажа, унификации, а также для уменьшения высоты и объема здания высоту ферм принимают в пределах 1/7- 1/12 про­лета (меньшие значения принимаются для легких ферм).

Фермы, перевозимые целиком по железной дороге, или их отправочные элементы по условиям провозного габарита не должны превышать по высоте 3,85 м между край­ними точками выступающих элементов. В фермах трапецеидального очертания помимо высоты посередине пролета необходимо назначить высоту на опоре. Высота опорной стойки стропильных ферм зависит от высоты фермы в пролете и уклона кровли. Обыч­но при уклонах 1/12-1/8 она получается в пределах от 1/15 до 1/10 пролета, что конструк­тивно вполне приемлемо.

Определение высоты ферм из условий жесткости.

Наименьшая возможная высота фермы определяется допустимым прогибом. В обычных кровельных покрытиях жест­кость ферм значительно превосходит требования, предъявляемые условиями эксплуа­тации. В конструкциях, работающих на подвижную нагрузку (стропильные фермы при подвесном транспорте, фермы подкрановых эстакад, мостовых кранов и т.п.), требова­ния жесткости часто являются настолько высокими (
f/l
= 1/750 — 1/1000), что они диктуют высоту ферм. Иногда бывает необходимо установить высоту ферм из условия жесткости при использовании высокопрочной стали или алюминиевых сплавов.

Прогиб фермы может быт определен аналитически по формуле Мора

где Np

— усилие в стержне фермы от заданной нагрузки;
Ni
— усилие в том же стержне от силы, равной единице, приложенной в точке определения прогиба по направлению прогиба.

Размеры панели

должны соответствовать расстояниям между элементами, переда­ющими нагрузку на ферму, и отвечать оптимальному углу наклона раскосов. Оптималь­ный угол наклона раскосов в треугольной решетке составляет примерно 45°, в раскос­ной решетке
—
35°. Из конструктивных соображений — рационального очертания фасонки в узле и удобства прикрепления раскосов — желателен угол, близкий к 45°. При малых углах фасонки получаются слишком вытянутыми, при больших — высокими, что делает их громоздкими и неэкономичными.

В стропильных фермах размеры панелей принимаются в зависимости от системы кровельного покрытия.

Желательно для исключения работы пояса на изгиб обеспечить передачу нагрузки от кровли в узлах фермы. Поэтому в покрытиях из крупноразмерных железобетонных или металлических плит расстояние между узлами принимается равным ширине плиты (обычно 1,5 или 3 м), а в покрытиях по прогонам — шагу прогонов (обычно от 1,5 до 4 м). Иногда для уменьшения размеров панели пояса применяется шпренгельная решетка (рис. 8.7 д).

Если ширина кровельной панели или шаг прогонов не равны расстоянию между узлами, а также при непрерывном опирании на пояс кровельных элементов (напри­мер, беспрогонное покрытие из профилированного настила) пояс помимо осевых уси­лий работает на изгиб.

Что такое ферма

Ферма – это конструкция из прямолинейных элементов, соединенных между собой в узлах в прочную систему неизменяемой геометрической формы. Чаще всего встречаются плоские конструкции, но в больших нагруженных конструкциях применяют объемные (пространственные) фермы. Практически в частных домах фермы выполняют из дерева и металла. Из дерева изготавливают небольшие конструкции стропил, навесов, беседок. Зато прочный и высокотехнологичный металл – практически идеальный материал для несущих металлоконструкций.

Как далеко может пролететь ферма крыши без поддержки?

5 долей

• Share
• Pin

Наблюдая за тем, как крышу строят на соседней улице, я заметил, что фермы крыши кажутся очень длинными. Я знаю, что каждая ферма разработана специально для размеров дома, но мне было интересно, как далеко может простираться ферма крыши без опоры?

Обычная ферма крыши может иметь пролет до 80 футов без поддержки. На это число влияют многие факторы, такие как размер пиломатериала, используемого в ферме, уклон крыши, потенциальная снеговая нагрузка и тип используемой фермы.

В этой статье мы рассмотрим все факторы, влияющие на пролет фермы. Мы также обсудим различия между фермами и другими типами каркаса крыши, а также плюсы и минусы ферм крыши.

Быстрая навигация

• Как далеко может пролететь ферма крыши без поддержки?
• Как рассчитать максимальный пролет фермы крыши
• Нужна ли фермам крыши поддержка посередине?
• Стандартные размеры ферм крыши
• Какое стандартное расстояние между фермами крыши?
• Коэффициенты, которые влияют на пролет на крыше фермы
  • Крыша шага
  • ТИП ТИПА
  • Снежная нагрузка
  • Материал
  • Размер пиломатериалов Используется
• Ножничный пролет фермы?
• Преимущества стропильных ферм
  • Плюсы

Как далеко может пролететь стропильная ферма без поддержки?

Ферма крыши может иметь длину до 80 футов без поддержки, однако в любом доме такое расстояние было бы непрактичным и невероятно дорогостоящим. Фермы предназначены для покрытия пространств без внутренних опор, а пролеты до 40 футов являются наиболее распространенными в современных домах.

Дополнительное внутреннее пространство, которое дает ферма в доме, очень желательно, так как нет стен или столбов, которые препятствовали бы пространству. Кроме того, пролеты ферм намного больше, чем у другого наиболее распространенного метода каркаса крыши — стропил.

Фермы максимизируют структурную инженерию, чтобы обеспечить массивную прочность кусков дерева, часто не больше, чем 2×4. Ферма обычно изготавливается за пределами площадки третьей стороной и доставляется на рабочую площадку, где она устанавливается на место с помощью крана. Хотя используются фермы длиной более 40 футов, они менее распространены, поскольку изготовителям ферм часто приходится сначала строить их из двух частей, а затем закреплять их постфактум.

Как рассчитать максимальный пролет стропильной фермы

Вычисление стропильной фермы обычно не является задачей, которую обычный домашний мастер сделал бы самостоятельно. Так как каждая ферма строится по спецификациям конкретного проекта, рассчитать пролет самостоятельно невозможно.

Лучший способ рассчитать пролет стропильной фермы — использовать приведенную ниже таблицу пролетов стропильной фермы. Таблица пролетов ферм покажет вам пролеты различных типов ферм. Как вы увидите, существуют тысячи, если не больше, вариаций ферм.

Помните, что основным преимуществом фермы, помимо ее исключительной прочности, является способность соединять пространство без дополнительных опор. Вы все еще можете столкнуться с домами или пространствами, которые используют внутренние пространства для ферм. Если это так, то используемые фермы, вероятно, были меньшего размера. Диаграмма пролетов ферм предполагает, что вы охватываете все пространство.

Обратите внимание, что свес фермы не используется для расчета пролета фермы. Пролет фермы — это только длина нижнего пояса. Любой выступ верхнего пояса за пределы нижнего не считается частью пролета фермы.

Нужна ли фермам крыши поддержка посередине?

Нет, стропильные фермы не нуждаются в опоре посередине. Фермы рассчитаны на опору только на наружные стены. Независимо от того, имеет ли ваш дом каркасные стены 2×4 или 2×6, стропильная ферма не нуждается во внутренней поддержке при условии, что расстояние между несущими стенами — пролет — соответствует номинальному пролету фермы.

Некоторые подрядчики заказывают фермы меньшего размера, чтобы сэкономить деньги. Например, подрядчику может понадобиться ферма для 30-футового пролета, но он заказывает 30-футовые фермы, но с меньшим размером пиломатериала или просто с меньшим количеством пиломатериалов. В этих случаях необходима внутренняя стена для поддержки недостроенной фермы.

Поэтому, если у вас есть дом с фермами, вы не можете автоматически предположить, что можете убрать все внутренние стены без ущерба для дома. Всегда важно проконсультироваться со строительным инженером перед демонтажем внутренних стен, даже если у вас есть фермы крыши.

Стандартные размеры ферм крыши

«Стандартных» размеров фермы не существует. Существуют только стандартные размеры крыш, и они во многом зависят от района, в котором вы живете. В новых районах дома больше. Но спрашивать, какой стандартный размер стропильной фермы, все равно, что спрашивать, какой стандартный размер участка для дома или каков стандартный размер кухни — это зависит от ситуации.

Кровельные фермы бывают всех размеров, так как они используются при строительстве гаражей и даже навесов. По данным The Atlantic, , средний размер дома в США составляет 1600 квадратных футов. Это означает, что дом размером 32×50 является средним. Судя по этим цифрам, ферма длиной 32 фута — это средний размер фермы для дома в США.

Наиболее часто используемые фермы в жилищном строительстве – это финк – или стандартные – кровельные фермы. Если бы вы посмотрели на один из них, он был бы треугольным с паутиной в форме буквы «W». Другой наиболее распространенной фермой является двускатная ферма, которая подходит к любому концу комнаты и обеспечивает вертикальную лямку для крепления обшивки стены.

Какое стандартное расстояние между стропильными фермами?

Стандартное расстояние между стропильными фермами жилого дома составляет 2 фута. Беглый взгляд на любую таблицу пролетов покажет, что указанные пролеты указаны для расстояния между фермами 2 фута. Большинство таблиц диапазонов не учитывают расстояние меньше 2 футов.

Некоторые подрядчики могут размещать свои фермы ближе друг к другу. Причины могут заключаться в том, что дом находится в районе, подверженном сильным ветрам или ураганам, или в этом районе очень влажно и сильно снегопад. Тем не менее, большинство ферм будут спроектированы с учетом снеговых и ветровых нагрузок — для расстояния 2 фута.

Факторы, влияющие на пролет крыши фермы

На длину пролета фермы влияет множество факторов. Уклон крыши может резко изменить длину фермы, а также тип фермы. Используемые типы пиломатериалов, такие как 2×6 вместо 2×4, также могут изменить пролет фермы вместе со снеговыми нагрузками.

Уклон крыши

Более крутые уклоны позволяют ферме охватывать большую длину. Например, стандартная ферма для крыши 2/12 может иметь длину всего около 24 футов, в то время как такая же ферма для крыши 7/12 может достигать почти 48 футов. Если вы рассматриваете фермы из пиломатериалов 2 × 6, ферма для крыши 7/12 может иметь длину, более чем вдвое превышающую длину фермы того же типа для крыши 2/12.

Тип фермы

Существуют сотни различных типов ферм, но, безусловно, наиболее распространенной является стандартная ферма Fink или Howe, также называемая «обычной» фермой. Эти фермы не пролетают дальше, чем фермы других типов. Все фермы могут иметь любую длину.

Однако наиболее экономично использовать обычные фермы, поскольку они дешевле, но при этом достаточно прочны для любого жилого помещения.

Снеговая нагрузка

Чем выше вероятность сильной снеговой нагрузки, тем прочнее должна быть ваша ферма. Например, если вы живете на севере со снеговой нагрузкой 55 фунтов на квадратный фут, то обычная ферма 4/12, использующая все пиломатериалы 2 × 4, может иметь длину до 41 фута. Та же самая ферма может иметь пролет 46 футов, если построена для районов со снеговой нагрузкой 40 фунтов на квадратный фут.

Таким образом, чем больше снеговая нагрузка, тем меньшее расстояние может охватывать ферма. У вас все еще могут быть очень длинные фермы в северном климате, но для их правильной работы потребуются более крупные пиломатериалы и, возможно, другая конструкция фермы.

Материал

Если вам когда-либо приходилось осматривать мост в дороге, вы, вероятно, замечали, что стальные фермы используются довольно часто. Однако в домашнем строительстве для скрепления кусков дерева вместе используются только деревянные фермы в сочетании со стальными пластинами ферм.

Фермы предварительно изготавливаются в цеху, где древесина измеряется и распиливается с помощью компьютерных измерений. Затем он собирается на приспособлении, где проходит под прижимным роликом, который вдавливает пластину фермы в древесину, прочно прикрепляя каждую часть фермы.

Размер используемого пиломатериала

Один из самых простых способов сделать ферму прочнее — использовать пиломатериал 2×6 вместо 2×4. Производители могут смешивать и сочетать детали 2×4 и 2×6, чтобы постепенно создавать более длинные фермы различной прочности. В промышленных фермах может использоваться пиломатериал большего размера, но в жилом строительстве вы увидите пиломатериалы только 2 × 4 и 2 × 6.

Таблица пролетов деревянных ферм крыши

Таблица пролетов деревянных ферм крыши поможет вам определить, какой тип фермы вам понадобится для желаемого пролета и с каким уклоном. Независимо от желаемого шага и пролета, есть ферма, которая удовлетворит ваши потребности.

В таблице пролетов будет столбец с уклоном крыши для каждого типа фермы. Ряды будут включать в себя пролеты, которые каждая ферма может соединить с помощью различных типов пиломатериалов. Для обычных ферм вы сможете сравнить ферму, полностью построенную из 2×4, с фермами, в которых используются только пиломатериалы 2×6. Вы также увидите пролеты для обычных ферм, которые сочетают использование 2×4 и 2×6.

Калькулятор пролета ферм крыши

Калькулятор пролета ферм крыши может помочь вам несколькими способами. Таблица пролетов подскажет вам, какой тип фронтона вам понадобится, для какого шага и из какого типа пиломатериалов. Он не говорит вам длину одной из граблей — длину одной из верхних сторон обычной фермы.

Калькулятор ферм может помочь вам определить переднее расстояние, что поможет оценить ваш кровельный материал, такой как обшивка и черепица или другой тип отделочного кровельного материала.

Важно отметить, что ни один калькулятор ферм не спроектирует для вас ферму – для этого вам придется проконсультироваться с производителем или подрядчиком. Но это может помочь вам оценить затраты и найти точные размеры.

Что такое стандартный пролет ножничной фермы?

Ножничная ферма имеет нижние пояса, расположенные так же, как и верхние пояса, что позволяет создать соборный потолок в пространстве под фермой. Многие ножничные фермы имеют верхние пояса с шагом 6/12. Чем ниже высота нижнего аккорда, тем дальше он может простираться. Например, нижние хорды с шагом 2/12 и верхние хорды 6/12 могут охватывать более 40 футов.

Если вы хотите, чтобы нижний потолок был больше, то нижние пояса нуждаются в большем шаге. Ножничная ферма с 6/12 верхними поясами и 4/12 нижними поясами может иметь пролет только 22 фута. Если вы добавите более крупные пиломатериалы, например, 2×6, вы можете увеличить пролет примерно на 9 футов.

Преимущества стропильных ферм

Использование стропильных ферм имеет множество преимуществ. Во-первых, в них используются пиломатериалы меньшего размера, чем в альтернативном каркасе крыши — стропилах. Это удешевляет фермы. Во-вторых, они изготавливаются за границей. Это экономит ваше время и деньги, потому что производители могут дешево производить фермы серийно. Они также невероятно сильны и могут преодолевать огромные расстояния.

Плюсы

• Дешевые
• Сильный
• Построен за пределами площадки, что экономит время строителей
• Легкий
• Огромное разнообразие

Не будем забывать, что фермы невероятно просты в установке благодаря их легкому весу. В то время как многие подрядчики будут нанимать кран на день, чтобы поднять фермы на место, домашний мастер может легко установить фермы в сарае или даже в гараже с несколькими друзьями.

Подумайте о фермах для вашего следующего строительного проекта. Стропила стоят дороже, так как они используют более крупные пиломатериалы и их гораздо сложнее устанавливать по сравнению с фермами. С таким количеством различных типов ферм, есть один для любого типа проекта, который вы выполняете.

Наконец, перед тем, как приступить к проекту, обязательно попросите профессионала просмотреть ваши планы по установке ферм. Строить фермы самостоятельно — плохая идея, тем более, что вы можете купить их почти по той же цене, что и для их постройки!

Евгений Сокол

Евгений большую часть своей жизни занимался своими руками и любит творить, вдохновляя на творчество других. Он страстно интересуется обустройством дома, ремонтом и деревообработкой.

Стандартные размеры ферм крыши (с чертежами) — Модернизированный дом

Фермы крыши являются важным компонентом любой конструкции с крышей. Вы должны учитывать ферму крыши как по весу, так и по использованию с самого начала планирования. Большинство размеров ферм крыши должны определять ширину здания, чтобы поддерживать его должным образом.

Стандартного размера стропильной фермы не существует, но наиболее распространенной является стропильная ферма длиной 32 фута. Финк, бедро, фронтон, чердак, гамбрел, король и королева или ножницы — популярные конструкции ферм, а обычные размеры могут варьироваться от 32 до 40 футов. Знание опор фермы, как рассчитать размер фермы, которая вам нужна, и интервалы — все это полезно.

Размеры ферм являются ключом к обеспечению надежной поддержки конструкции здания, и их необходимо тщательно рассчитать.

Какие размеры ферм крыши наиболее распространены?

При выборе типа фермы обязательно учитывайте использование здания задолго до начала строительства. Есть из чего выбрать, поэтому тщательное рассмотрение является ключом к успешной сборке. Фермы, в отличие от стержневых каркасов, строятся за пределами площадки и требуют большого количества деталей и расчетов.

Стропильные фермы являются важным компонентом при строительстве новых зданий. Разнообразие стропильных ферм может быть пугающим: обычно используется более 15 популярных конструкций. Строитель будет хорошо осведомлен о стилях, но распространены девять основных типов.

Общие размеры варьируются от 32 футов до 40 футов в ширину с фермой типа fink (или стандартной). Ширина самой фермы может варьироваться в зависимости от весовой нагрузки и стиля здания.

Ферма может оставаться без поддержки в центре до 80 футов. Однако этот размер, вероятно, чрезвычайно дорог и непрактичен в жилищном строительстве. Максимум, что вы, вероятно, увидите в доме, составляет 40 футов.

Стандартного размера нет, так как он сильно зависит от размера дома, но наиболее распространен 32 дюйма. Вам нужно использовать алгебру для полных вычислений.

Размеры ферм крыши Fink 

Размеры длинной фермы обычно составляют 32 дюйма. Они являются наиболее распространенным типом ферм для жилых домов. Каждый тип фермы определяется необходимой опорой для крыши и использования здания.

Финковую ферму можно узнать по четырехбортному полотну в интерьере. Финк имеет общую ширину от 16 до 32 футов, каждая секция составляет 2 фута. Ширина и наклон являются определяющими факторами. Наиболее типичный размер 2’x4’.

Источник: diy.stackexchange.com

Размеры вальмовой фермы

Фермы вальмовой крыши, расположенные с квадратными размерами, кажутся похожими на пирамиду. Эти фермы выглядят сложнее, чем они есть на самом деле.

Фронтальная ферма

Фронтонные фермы являются одними из самых распространенных стилей. Они имеют многозигзагообразный дизайн. Фермы для двускатной крыши примерно на 25% дороже, чем традиционная ферма. Есть формула для нахождения размеров фермы.

Вам необходимо знать длину крыши в футах, центр между фермами и ширину нижнего пояса. Фермы используют в строительстве только 2×4, поэтому размеры будут определяться с их учетом.

Ферма чердачной крыши

Чердачные фермы идеально подходят для домов, где требуется больше места для хранения над вашим домом. С фермами на чердаке вы можете сохранить функциональность чердака и эффективное хранение. Чем круче пики, тем больше шансов, что у вас будет достаточно места для хранения или добавления.

Дома с пологими крышами могут иметь специальные фермы, напоминающие чердачные фермы. Их называют фермами для хранения, и они часто напоминают подвал под домом.

Источник: diy.stackexchange.com

Ферма крыши Gambrel

Вальмовые кровельные фермы часто встречаются на амбарах и сараях. Вальмовая – двускатная, симметричная крыша с двумя скатами с каждой стороны. В то время как верхний склон будет более пологим, нижний склон обычно немного круче.

Это классический вид, который очень популярен в дизайне некоторых домов.

Почта короля и королевы

Стойки King и Queen часто используются в жилых и промышленных архитектурных проектах. Пост короля на самом деле немного короче, чем пост королевы. Столб короля также работает с архитектурным дизайном, чтобы работать на натяжение опорных балок.

Вы часто различаете ферзевые стойки по наклону крыши. Стойка королевы представляет собой две доски, стоящие вертикально для поддержки верхних балок.

Ножничная ферма крыши

Ножничная ферма для крыши создает впечатляющие потолки и обеспечивает поддержку и устойчивость для всех типов зданий. Эта ферма выполнена по схеме с двойным тросом, в которой балки встречаются в середине фермы. Это имеет тенденцию создавать перевернутую V-образную форму, которая создает эффект ножниц.

Крышные фермы 2×4 или 2×6?

При строительстве дома используется древесина для каркаса, и вы можете увидеть древесину обычного размера на фермах крыши. Стандартные стропильные фермы имеют размер 2X4, так как проще создать стропы, которые могут им понадобиться. Стропила опираются на размер центральной балки и внешних стен на все опоры.

Доски

2X6 часто используются для более значительных проектов и создают более крутую крышу или пространство. Напротив, доски 2X4 используются для нижних крыш и специально для навесов и складских помещений. В большинстве случаев тип материалов и размер зависят от бюджета проекта.

Какой размер фермы крыши мне нужен?

Кровельные фермы обычно представляют собой треугольные конструкции, распределяющие вес крыши. Две части, стержни и пересечения, фермы крыши равномерно распределяют вес по длине каждой доски. Ферма прикрепляет концы элементов к определенным соединениям, которые соединяются с пересечениями.

Первое, что вам нужно сделать, это измерить пролет крыши и отвести половину этого расстояния на прогон. Прогон образует основание прямоугольного треугольника высотой, равной подъему крыши. Стропила будут гипотенузой; используя все эти измерения, вы можете рассчитать ферму.

Помните, что в среднем крыша будет немного нависать над боковыми стенами дома.

Как долго могут пролетать стропильные фермы без поддержки?

Технически ферма может иметь длину 80 футов, но в жилищном строительстве это редкость. Фермы предназначены для перекрытия пространств без внутренних опор, и наиболее распространены пролеты до 40 футов.

Очень желательно дополнительное внутреннее пространство, которое дает ферма. Кроме того, фермы простираются намного дальше, чем другие наиболее распространенные конструкции крыши.

Внутренняя балка из двух соединенных 2×4 может иметь пролет до 3 футов 1 дюйм без какой-либо поддержки под набором балок. Однако это работает только для дома шириной 20 футов или меньше с одним этажом. Если дом имеет ширину 28 футов, двойная 2×4 может поддерживать пролет в 2 фута 8 дюймов.

Фермы поддерживают только наружные стены и поэтому могут иметь ограниченную поддержку. Однако фермы не нуждаются в какой-либо опоре посередине.

Каковы общие расстояния между фермами крыши?

Если бы вы сняли крышу с домов в вашем районе, вы бы, вероятно, увидели то же самое. Все фермы, скорее всего, расположены на расстоянии 24 дюйма по центру друг от друга. Причина этого исключительно в стоимости.

Дешевле размещать каждую ферму на расстоянии 24 дюйма, поскольку подрядчику потребуется меньше ферм. Некоторые предпочитают делать расстояние между фермами от 12 до 16 дюймов, но это дорого и необязательно. Целостность или конструкция крыши не будут нарушены при увеличении расстояния между фермами.

Часто при выборе интервала вы обнаружите, что большее пространство означает меньшие затраты денег и столь же прочную крышу.

Окончательный взгляд на размеры ферм крыши

Независимо от того, какую конструкцию фермы вы выберете для своего дома, она будет долговечной. От популярной фермы Gable до ножничной конструкции ваш чердак и крыша будут иметь необходимую поддержку. Наиболее распространенный размер фермы составляет от 32 до 40 футов.

При выборе типа фермы подумайте, какое пространство вы хотите иметь и как его использовать. Понимая размер, вы можете рассчитать, насколько большая ферма вам может понадобиться или нужна. И обязательно узнайте, какой размер доски вы можете использовать, будь то 2X4 или 2X6.

Поддержка имеет решающее значение, но только для внешних стен, поскольку они будут поддерживать основной вес фермы. Хотя фермы могут не нуждаться в поддержке посередине, расстояние будет иметь важное значение. Имея в виду все эти вещи, получить желаемую конструкцию фермы достаточно просто.

Недавно опубликовано

ссылка на Сколько времени нужно, чтобы вырастить дерево бонсай

Сколько времени нужно, чтобы вырастить дерево бонсай

Выращивание дерева бонсай — древнее искусство, требующее определенных навыков и терпения. Хотя этот процесс требует времени, многие находят искусство бонсай расслабляющей и даже посреднической задачей. Его награда в работе…

Продолжить чтение

ссылка на У всех ли домов есть водоотливные насосы?

Во всех ли домах есть водоотливные насосы?

Есть большая вероятность, что даже если вы не видите дренажный насос в подвале, он где-то там прячется. Дренажные насосы часто остаются вне поля зрения и внимания. Однако они незаменимы…

Продолжить чтение

Руководство по креплению для установки длиннопролетных ферм

Первоначально опубликовано:  Новости каркасного строительства — 22 июня 2021 г.
SBCA ценит ваш вклад; пожалуйста, напишите нам, если у вас есть какие-либо комментарии или исправления к этой статье.

Установка длиннопролетных ферм не для слабонервных. Строители пост-рамок знают это лучше, чем большинство. Как указывалось в первой статье этой серии [ Новости каркасного строительства, , ноябрь 2020 г., стр. 28–30], фермы предназначены только для поддержки нагрузок, приложенных в определенной, обычно вертикальной, плоскости. Это связано с тем, что фермы узкие по отношению к их глубине и пролету и в результате требуют боковой поддержки. Без этой боковой поддержки ферма или часть ее элементов будут иметь тенденцию к изгибу вне плоскости. Этот боковой изгиб увеличивается по мере удлинения пролета фермы, что затрудняет удержание более длинных пролетных ферм в плоскости на протяжении всего процесса установки.

Имея это в виду, во второй статье этой серии были представлены рекомендации по доставке ферм и хранению на строительной площадке. [ FBN , январь 2021 г., стр. 24-26.] Поскольку боковой изгиб может привести к значительному повреждению фермы, иногда таким образом, что это не сразу видно во время установки, установщику надлежит работать с производителем компонентов (CM), чтобы a убедитесь, что фермы доставлены в такое место на строительной площадке, которое уменьшает необходимость обработки.

В третьей статье основное внимание уделялось оборудованию и методике, используемой для подъема длиннопролетных ферм, и признавалось, что все может пойти не так быстро и с очень небольшим предупреждением. [ FBN , апрель 2021 г., стр. 14-17.] Последствия также могут быть разрушительными: от значительного повреждения фермы до обрушения здания и травм. К счастью, BCSI B1 предлагает передовой опыт, проверенный на практике, чтобы избежать подобных последствий и обеспечить бесперебойную работу каждого длиннопролетного ферменного подъема.

В этой статье рассматривается еще одна часть BCSI B1, в которой содержатся очень важные рекомендации, касающиеся установки начального набора ферм крыши и изучения того, почему так важно правильно закрепить эту первую группу ферм, чтобы избежать потери устойчивости вне плоскости. во время установки. Также будут рассмотрены некоторые важные аспекты соединений раскосов и допусков при установке.

Установка первой фермы

Говоря о начале процесса установки, BCSI-B1 заявляет: «Для Подрядчика важно обеспечить прочные крепления для первой возводимой фермы. Фермы, составляющие остальную часть первого набора, привязаны к первой ферме и опираются на нее для обеспечения устойчивости. Точно так же после того, как этот первый набор ферм надлежащим образом растянут по диагонали, остальные установленные фермы полагаются на этот первый набор для обеспечения устойчивости. Эффективность системы крепления фермы в значительной степени зависит от того, насколько хорошо закреплена и закреплена первая группа ферм».

По сути, устойчивость первой установленной фермы играет большую роль в общей устойчивости системы ферм на протяжении всего процесса установки. Внешнее крепление к земле является жизненно важной частью этой стабильности. BCSI На рисунках B1-16 и B1-17 показаны передовые методы установки наземных распорок. Эта связь должна обеспечивать постоянную поддержку от точки крепления к ферме до земли, где она крепится к кольям, вбитым в землю и надежно закрепленным. Важно отметить, что диагональные заземляющие распорки должны быть связаны вместе боковым ограничителем (показанным зеленым) вместе со стойками заземляющих распорок, чтобы диагональные распорки не прогибались.

Чтобы адекватно противостоять боковой нагрузке в процессе установки, будь то ветровая нагрузка или динамическая нагрузка, создаваемая монтажниками, временные боковые ограничения верхнего пояса (показаны зеленым цветом) должны быть установлены непосредственно на линии диагональных распорок грунта, чтобы обеспечить передачу нагрузки через раскосы, а не первую ферму.

Если высота здания или внешние грунтовые условия не позволяют установить внешние распорки, BCSI B1 предоставляет рекомендации по установке внутренних распорок. В этом случае рекомендуется, чтобы первая установленная ферма располагалась ближе к середине здания (см. Рисунок B1-18). После того, как он правильно прикреплен к земле, можно установить первый комплект ферм, а затем закрепить и закрепить соответствующим образом, прежде чем снимать земляную распорку, чтобы установить остальные фермы.

Установка временных ограничений и связей

Опять же, отдельная длиннопролетная ферма очень узкая по отношению к ее глубине и пролету. Таким образом, в системе ферм есть три плоскости, которые необходимо закрепить, чтобы предотвратить коробление вне плоскости: плоскость верхнего пояса (крыши), плоскость стержня (внутренняя) и нижний пояс (потолок). самолет. Во время установки BCSI заявляет: «Очень важно немедленно установить боковые ограничения и диагональные распорки для плоскостей верхнего пояса и стержня, чтобы предотвратить коробление фермы вне плоскости».

Плоскость верхнего пояса

Правильная установка поперечного ограничения верхнего пояса и диагональных связей является наиболее важным шагом, поскольку верхние пояса особенно подвержены боковому выпучиванию. При прикреплении к этой плоскости ограничений и связей важно соблюдать точное расстояние между фермами, чтобы соблюдать допуски при установке, которые будут рассмотрены в следующем разделе. Пример бокового ограничения верхнего пояса и диагональной связи показан на рисунке B1-24A. Цель временного бокового ограничения состоит в том, чтобы привязать каждую ферму к распорке на земле. Цель временных диагональных раскосов — обеспечить сопротивление вдоль нелинейного пути, чтобы предотвратить смещение всей системы ферм в одном направлении. Для монтажников это важная концепция.

Плоскость перемычки

В отличие от временной распорки, прикрепленной к плоскости верхнего пояса, которую необходимо удалить по мере наложения обшивки (которая обеспечивает собственное ограничение), в плоскости перемычки имеется некоторое ограничение и распорка, предназначенные для быть постоянными, и есть дополнительные диагональные распорки, которые должны быть временно применены во время установки. Чем длиннее пролет фермы и чем больше высота фермы, тем больше может потребоваться эта временная распорка для предотвращения наклона фермы или домино во время установки. Это более подробно описано в BCSI B3, который мы рассмотрим в следующей статье.

Плоскость нижнего пояса

Временное боковое закрепление и раскосы для плоскости нижнего пояса также помогает сохранить центральное расстояние, а также «усилить» группу ферм в системе. Временные диагональные связи также должны быть установлены по той же причине, что и для верхнего пояса, чтобы обеспечить сопротивление вдоль нелинейного пути. Это ограничение и распорку можно оставить как часть постоянной системы распорок после завершения установки или снять после установки потолочной диафрагмы.

Допуски при установке

Для того, чтобы стропильные системы крыши или пола соответствовали проекту, а также приемлемым линиям крыши и пола для применения материалов обшивки, каждая ферма должна быть установлена ​​в пределах установленных допусков. Что касается отвеса, BCSI рекомендует, чтобы ферма отклонялась от отвеса не более чем на четверть дюйма на каждый фут глубины, но не более 2 дюймов. Что касается изгиба фермы вне плоскости, BCSI предоставляет стандартизированную таблицу максимально допустимого изгиба в зависимости от длины фермы. Для ферм более 30 футов максимально допустимый изгиб составляет 2 дюйма.

Итоги

Фермы — невероятно эффективные элементы каркаса, которые необходимы в большинстве современных стоечно-каркасных зданий. Во время первоначальной установки очень важно, чтобы монтажники надлежащим образом закрепили первую ферму в системе, чтобы противостоять боковым нагрузкам, которые могут привести к изгибу отдельной фермы или всей системы фермы вне плоскости. BCSI содержит передовые практические концепции, которые следует учитывать, когда речь идет о креплениях к земле, а также о боковых ограничениях и диагональных связях, чтобы обеспечить устойчивость системы крыши до тех пор, пока не будут полностью установлены обшивка крыши и потолочная диафрагма. FBN

Сводная таблица BCSI-B1. Руководство по обращению, установке, закреплению и закреплению ферм

, удерживающие и раскрепляющие фермы. Он включает в себя конкретную информацию по защите ферм от погодных условий и повреждений на строительной площадке, как поднимать связки и отдельные фермы с помощью крана, рекомендации по ограничению/подкреплению для предотвращения опрокидывания ферм во время монтажа, допуски при установке, чтобы фермы оставались в плоскости и по отвесу, а также базовую конструкцию.