Калькулятор деревянной фермы для крыши

Особенности

Говоря про особенности перекрытий из дерева, надо сразу указать на специфику конструкции цокольных либо чердачных элементов здания. То и другое – самые частые варианты, создавать перекрытия в других местах приходится намного реже. В основном состав конструктивного блока включает балки из бруса либо бревна. Обязательным требованием является закрытие с обеих сторон листовыми материалами либо качественной деревянной доской. При устройстве деревянного перекрытия обязательно продумывают как следует:

  • его несущую способность;
  • тепловые характеристики;
  • акустические свойства.

В ряде случаев приходится:

  • использовать утеплители (обычно внутри конструкции);
  • применять пароизоляцию;
  • тщательно подбирать размещение балок с учетом минимального прогиба.

Межэтажные и чердачные перекрытия сооружают из древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит, из ориентированной плиты и фанеры. Класть все это придется поверх балок.

Довольно часто прикрепляют обшивку непосредственно на основу перекрытия. Тогда конструкция выступает одновременно потолком для нижней комнаты и черновым полом сверху. В большинстве случаев настил прибивают гвоздями; если их не использовать, несущие характеристики будут хуже.

Перекрытия цоколей создаются из:

  • необрезных досок;
  • горбыля;
  • бревенчатых накатов.

Конструкция простых треугольных ферм 

Подобная

конструкция деревянной кровли

включает: 2 стропильные ноги, затяжку и 2 подкоса. Когда ширина пролета свыше 6 метров, необходим монтаж по центру опорного элемента и потребуются дополнительные подкосы. Чтобы затяжки не препятствовали проходу по чердаку, опирают стропильные ноги на стены, а их устанавливают на середине высоты ног. Такой вариант жесткого или шарнирного соединения вертикальных элементов при помощи опорной балки называют ригель. 

Подобная конструкция обеспечивает наличие удобного для использования чердачного пространства, но в том месте, где есть ригель, по причине изгиба стропильной ноги в ферме появляется распорное напряжение, передаваемое стенам. По этой причины фермы с ригелем устанавливают в зданиях при условии наличия прочных и устойчивых несущих стен, которые надежно связаны балками перекрытия чердака. Естественно,

расчет деревянных балок

должен быть выполнен изначально.

Плюсы и минусы

Полезно сопоставить деревянные и железобетонные перекрытия, поскольку именно эти два варианта оказываются основными «соперниками». Стальные балки используются явно реже и в основном в промышленном и специальном строительстве. Изделия из дерева отличаются сравнительно скромной массой. На 1 кв. м. дерева приходится 350-400 кг.

Понижение массы строительной конструкции не только упрощает работу монтажников и позволяет облегчить транспортировку груза. Одновременно сокращается и стоимость производства работ. Да и возможность обойтись более «простым» фундаментом очень привлекательна. Если пролеты сравнительно невелики, а шаг выставления част, то можно выкладывать деревянные элементы без специальной грузоподъемной техники. Удается обойтись непосредственными силами самих участников строительства.

Легко заметить, как пол вибрирует, когда по нему ходят. Правда, это смущает не всех людей. Но из-за слишком легкого сдвига могут появиться трещины в слоях штукатурки, иногда раскрываются швы, отделяющие листы отделочных конструкций.

В большинстве случаев деревянные перекрытия используют как подложку под дощатый пол. Через несколько лет могут возникнуть неприятные посторонние звуки. Каменное перекрытие лишено этих недостатков. Кроме того, оно намного эффективнее гасит звуки. Можно бороться с проникновением посторонних шумов через древесину за счет дополнительной засыпки. Но при этом теряются такие преимущества, как легкость и быстрота постройки. Вдобавок утяжеление перекрытия не всегда помогает полноценно решить проблему.

Деревянные конструкции могут сгореть, по ним очень быстро распространяется огонь. Оба недостатка могут быть ослаблены, конечно, специальными пропитками. Но тогда нельзя уже вполне говорить о натуральности перекрытия, о его экологической чистоте. Пропитки придется повторять время от времени, так как они постепенно утрачивают свои свойства.

Дерево может пострадать от плесневых и других грибков, от древоточцев. Оно очень чувствительно к попаданию влаги, особенно смешанной с агрессивными веществами. Часто отмечают коробление древесины, появление трещин. Срок эксплуатации даже идеального деревянного перекрытия при самом тщательном уходе не превышает 50 лет. И наконец, железобетон однозначно выигрывает в местах, где велика опасность разрушительного землетрясения.

Опора для стропильной системы 

Что касается возведения дома из кирпича или других стройматериалов, то ферма подстропильная является неотъемлемым элементом обустройства кровли. Она необходима для равномерной передачи нагрузок на стены. Фермы подстропильные обычно представляют собой прочные

фермы металлические стропильные

 или железобетонные конструкции, элементы которых соединяют между собой, используя сварку или болты (прочтите также: “

Стропильная кровля – строим вместе

“). 

Технические требования

При сооружении деревянного перекрытия можно ориентироваться на нормы из СНиП II-25-80. Согласно этой норме, требуется обеспечивать защиту от попадания воды и от вредных биологических агентов. В местах, где вероятно воздействие агрессивной среды, надо заботиться о защите от коррозии. Заранее проводятся расчеты на несущую способность и на некритический уровень деформации. Использовать перекрытия из клееной древесины нельзя, если температура воздуха даже на короткий срок превысит 35 градусов.

Нельзя применять дерево хуже второго сорта. Нельзя также использовать детали, в которых сквозные трещины торца длиннее 0,1 м. Оценку породы и сортовой группы проводят визуально. Для точного определения пороков ориентируются на указания ГОСТ 2140. Межэтажные перекрытия в частном доме можно использовать без особых затруднений, но надо учитывать дополнительные нюансы. Так, на мансардных комнатах придется дополнительно усиливать балки.

Предельная длина пролета составляет 8 м. Наименьшее сечение бруса 0,05х0,15 м, а наибольшее – 0,14х2,4 м. Самые крупные детали редко используются в частных домах, потому что там несущая нагрузка не оправдывает такую толщину материала. Допускается применение балок из цельных ошкуренных бревен.

Специалисты настоятельно советуют основательно сушить все заготовки перед укладкой на отведенное место. Дистанция от одной балки до другой составляет 0,6-1 м. На этот показатель влияют:

  • количество этажей в постройке;
  • величина нагрузки;
  • общая площадь сооружения.

Протяженность балок должна быть такой, чтобы они прочно опирались на стены в особо отведенных местах. Свои нюансы имеет обустройство перекрытия под холодным чердаком. Так как оно сочетает несущую и теплоизоляционную функцию, придется обустраивать многослойный блок. Части «пирога» и их последовательность подбирают максимально тщательно. Нежилое помещение можно обустраивать и без чистового пола.

Что касается балок, то их или устанавливают на выступы стен, или замуровывают в эти выступающие части. Точно нельзя использовать дерево, если постройка длиннее 10 м. Даже больше того, пролеты длиннее 6 м можно сооружать только из особых заготовок, которые существенно дороже простых пиломатериалов. Кроме утепления, придется позаботиться о гидроизоляции и паровой защите. Деревянные перекрытия второго этажа могут использоваться даже в кирпичном или бетонном строении.

Наибольший уровень прогиба на 1 п. м равняется 0,004 м.Если он больше, то использовать такое перекрытие становится опасно.

При укладке керамических плиток и иных тяжеловесных напольных покрытий собственный прогиб деревянного перекрытия ограничен 0,0025 м на 1 п. м. А вот в случае с нежилым мало используемым чердаком можно увеличить допустимый уровень до 0,005 м. Но лучше все же не скупиться на тщательность расчетов и сделать более качественную конструкцию.

Тогда в дальнейшем, если понадобится переделать простой чердак в мансарду, не придется перестилать перекрытие. Требуется подумать и про звукоизоляцию. В жилое помещение должно проходить не более 50 дБ посторонних звуков. Специалисты рекомендуют использовать звукоизоляционные материалы, которые одновременно являются и утеплителями. Тогда можно будет упростить конструкцию и несколько облегчить «пирог».

сращивание стропил по длине

При расчете звукоизоляции двухэтажного здания надо помнить, что шумы могут проходить также по трубам. Если они есть, лучше обратиться к профессионалам, нежели рисковать потерей комфорта. Независимо от длины деревянных конструкций и этажа, на котором создается перекрытие, его обязательно обрабатывают антипиренами и средствами от грибков. Запрещается применять теплоизоляцию, не пропускающую пар. В противном случае неизбежно быстрое разрушение несущих конструкций.

Деревянное перекрытие поверх цоколя либо ростверка фундамента возводится только с применением черепного бруска. Иного способа достаточно хорошо утеплить пол нет. Если для утепления берут опилки, стружки, то их также пропитывают антисептиками и веществами, подавляющими горение. Чтобы избежать отсыревания от контакта с грунтом, требуется использовать непроницаемую подстилку. Во влажных помещениях ее кладут еще и сверху.

Расчет

  • нагрузки, оказываемые постоянно – к ним относится вес элементов кровельного «пирога»;
  • временные – это масса снега (зависит от погодных условий в регионе), вес людей, поднимающихся на крышу для проведения работ, ветровой фактор и прочее;
  • особые нагрузки – например, на здания, расположенные в зонах повышенной сейсмической опасности. 

S=Sg х μ, где 

Sg – это вес снеговой нагрузки из расчета на квадратный метр кровельного покрытия. Данная величина является условной, и ее значение определяют по специальным таблицам в зависимости от региона.

μ – это коэффициент, который зависит от угла наклона крыши.

  • тип местности (городская застройка или открытое пространство);
  • нормативную величину ветровой нагрузки в данном регионе;
  • высоту здания. 

Вне зависимости от конкретного технологического решения надо произвести тщательные расчеты. Только они позволяют определить наиболее рациональные параметры. Недаром их в ряде случаев задают не жестко, а в виде диапазона чисел. При определении длины ориентируются на конкретные параметры зданий. Лучше всего, если длина каждого перекрытия будет точно соответствовать пролету. Перед расчетом выясняют, насколько глубоко элементы надо погрузить в стену и как закрепить.

В кирпич или в блоки доску заделывают на 0,1 м, брус на 0,15 м. Чтобы соорудить перекрытие в деревянном доме, зарубки делают от 0,07 м. Когда планируется закреплять балки на особые крепежные конструкции, такие как хомут или кронштейн, длина балки точно соответствует величине накрываемого пролета. Если балки выводят наружу, стропильные ноги присоединяются напрямую к ним; величина вывода колеблется от 0,3 до 0,5 м. Особое внимание надо уделить расчету нагрузок. Суммарная их величина включает:

  • собственную массу перекрытия;
  • тяжесть чистового пола;
  • массу мебели;
  • массу обычных предметов и убранства;
  • нагрузку от присутствия и перемещения людей.

Чтобы исключить ошибки, желательно обратиться к профессионалам. Но при наличии некоторых познаний можно выполнить расчеты и самостоятельно. Для чердачных перекрытий с утеплением минеральной ватой или иным легким материалом принимают нагрузку 50 кг на 1 кв. м. Чтобы узнать эксплуатационную нагрузку наиболее точно, требуется обратиться к нормативным документам. Обязательно применяют коэффициент (обычно 1,3, если не указано иное) при любых расчетах по прочности и сечению.

Округление любых величин при расчете перекрытия производится только в большую сторону. Для активно используемых чердаков и мансард поправочный коэффициент увеличивают до 1,5. Так же поступают, если планируется применить тяжеловесные наполнители. По умолчанию все расчеты величин отдельных балок проводят для прямоугольного сечения. Единственное исключение – когда предусмотрена иная конфигурация изначально.

Изготовление стропильных ферм 

В последние годы при строительстве частных домов стропильным фермам, сделанным прямо на строительных площадках, стали предпочитать конструкции, произведенные в заводских условиях. Их изготавливают на монтажно-прессовом оборудовании. При производстве деревянных элементов их предварительно обрабатывают специальными составами, предупреждающими гниение и поражение насекомыми.

Современные технологии позволяют выпускать стропильные и подстропильные фермы и элементы к ним для крыш разной конструкции и не только для жилых строений. Например, это может быть стропильная система двухскатной крыши бани, гаража и других хозяйственных построек (прочтите: “

Как сделать стропильную систему своими руками

“). 

Технология монтажа

Деревянное перекрытие между этажами создается в любом случае из опорных и настилаемых конструкций. Для выбора бревен надо обстучать их обухом топора. В норме при этом раздается звенящий звук. Гнезда, в которые будут монтироваться балки, придется основательно очистить. После этого их застилают гидроизоляционным материалом (в основном рубероидом). Только после этого можно укладывать сами узлы перекрытия.

В некоторых случаях вместо досок используют балочные фермы. Они гораздо практичнее хотя бы потому, что ровная на 100% доска – большая редкость. Даже в частных домах ферма гораздо лучше перекрывает большие пролеты.

Также иногда применяют балочный двутавр. Он длиннее доски, одновременно не подвержен усыханию и скручиванию. Такие балки обычно производят на промышленных предприятиях. Сверху и снизу формируются пояса из сухого обструганного дерева. В середину пирога кладется фанера либо ориентированные плиты.

Под жилой мансардой такое покрытие не требуется. Но все равно придется прикрывать от пара обшивку скатов и каркас стропил. Пароизоляция делается из пергамина, полипропилена либо полиэтилена. В зависимости от выбора монтажников эти слои клеят или прибивают рейками. Только после пароизоляции в пироге находится утеплитель. Он может быть представлен:

  • различными рулонами;
  • засыпками;
  • непроницаемыми для тепла плитами.

В большинстве случаев наполняют промежутки между балками. Лишь изредка предпочитают выложить теплозащиту по черновому настилу либо стяжке. Рекомендуется утеплять, защищать от проникновения пара все перегородки, которые примыкают к перекрытию. Важное внимание надо уделить и проходу дымовой трубы через деревянное перекрытие. Требуется максимально тщательно выбирать защитные материалы. Стенки дымохода в точке пересечения с потолком должны быть шире, чем в основной части. Недопустима жесткая фиксация разделки с перекрытием. Короба изолируют:

  • минеральной ватой;
  • керамзитом;
  • вермикулитом.

Металлические и стальные стропильные конструкции

В частном домостроении нередко используют стальные фермы стропильные, которые бывают треугольными, с параллельными поясами и полигональные. Два последних типа применяют при обустройстве крыши при помощи листовой кровельной продукции. При этом выбирается треугольная форма фермы. В заводских условиях производят стальные стропильные системы, имеющие унифицированные размеры – на 18, 24, 30 и 36-метровые пролеты (подробнее: “

Ферма металлическая, минусы и преимущества

“). 

Калькулятор деревянной фермы для крыши

Чтобы изготовить пояса и решетки используют уголки для стропильной системы, а отдельные элементы соединяют сваркой. Оптимальным решением, отличающимся надежностью, специалисты считают конструкцию, для которой пояса делают из тавровых широкополочных балок. Отличие между стальными подстропильными фермами и стропильными заключается в наличии параллельного пояса. Их размеры соответствуют параметрам стропильных конструкций.

Для постройки частных домов, как правило, применяют фермы, для производства которых используют профильные горячекатаные или гнутые трубы прямоугольные или с квадратным сечением. Это объясняется просто: их вес меньше, чем у изделий, изготовленных из уголка, тавра или швеллера. Такую систему можно легко собрать из отдельных готовых элементов на стройплощадке перед началом монтажа при помощи сварки.

Эксплуатация

Срок службы деревянного перекрытия может составлять 50 лет (в каркасных и щитовых домах). Основными рисками для него являются:

  • гниение;
  • поражение древоточцами;
  • механический износ несущих элементов.

Надо максимально оберегать деревянное перекрытие от:

  • протечек воды;
  • просачивания осадков;
  • конденсации водяных паров;
  • неоправданной (превосходящей проектную) нагрузки.

https://www.youtube.com/watch?v=FTaHhJ-4AMg

О том, как сделать деревянные покрытия своими руками, смотрите в следующем видео.

Стропильные фермы для односкатной кровли 

  • рассчитывается величина перепада несущих стен по формуле H = Ш х tg L, где H – это искомый результат, Ш – расстояние между противоположными стенами, а tg L – тангенс угла, под которым возводится кровля;
  • в зависимости от того, какие бывают стропила из дерева и какие необходимы, производится их заготовка и обработка специальными пропитками (читайте: “Деревянные стропила – виды и особенности“);
  • далее выполняется монтаж мауэрлата, толщина которого должна соответствовать толщине опорных стен. Эту балку необходимо жестко закрепить и качественно гидроизолировать, соблюдая строго горизонтальное расположение;
  • затем на мауэрлате делают разметку, согласно которой будет произведена установка стропильных ног и вырезают для них выемки;
  • в ряде случаев при сборке конструкции производится сращивание стропил по длине (читайте: “Стропила для крыши: проектировка“);
  • готовые фермы укладывают таким способом, чтобы они выступали за поверхность балки для опоры на 30 сантиметров, закрепляют их с использованием болтов и скоб;
  • потом производится монтаж подпор и выполняется обрешетка. Подпоры необходимы, когда длина стропильных ног превышает 4,5 метра. Сверху стропил для обрешетки набивают планки. Часто для создания стропильной фермы необходима стыковка стропил по длине – ее осуществляют на участке, где изгибающий момент минимален.

Выполнять работы на крыше самостоятельно надо исключительно в простых случаях, таких как, к примеру, строительство крыши гаража, бани или хозяйственных построек, а также когда производится замена стропил крыши, во всех других случаях работу следует доверить профессионалам. Интересная статья: “

Тесовые крыши – устройство

“.