опирание кровли на колонны

Стропильные и подстропильные железобетонные фермы

В каркасных зданиях и сооружениях, в качестве несущих элементов для кровли применяют железобетонные фермы. Их основная функция создать опору для кровли и равномерное распределение нагрузки на колонны здания и фундамент. Они рассчитываются и производятся на заводах ЖБИ, поскольку любая неточность может привести к обрушению всего здания. Для установки железобетонных ферм применяется строительная техника, поскольку они имеют большой вес.

Описание и виды конструкций

Железобетонная ферма представляет собой каркасную конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего пояса, соединяемых вертикальными стойками и наклонными раскосами, образующими решетку. Места соединений элементов называют узлами. Все элементы имеют прямоугольное сечение и изготавливаются из железобетона.

Фермы могут поставляться цельными или составными, из нескольких сегментов, которые впоследствии соединяются. В строительстве используется два основных вида ферм – стропильные и подстропильные.

Стропильные применяются на пролетах до 24 м. Они имеют несколько основных разновидностей по форме поясов:

Также фермы имеют несколько типов решетки:

Подстропильные фермы – вспомогательный элемент, применяемый в качестве основы под стропильные конструкции, если их длина меньше, чем расстояние между опорами. Они устанавливаются продольно и крепятся к специальным закладным деталям. Эти конструкции имеют тавровое сечение, с полкой, усиленной в местах упора на колонны. Этот тип ферм тоже делится на подвиды:

Отличия стропильной фермы от подстропильной

Главная функция железобетонных стропильных ферм – перекрытие пролетов зданий и сооружений. Они являются основанием непосредственно для кровли как стандартные кровельные стропила. Пояса стропильной фермы имеют различную конфигурацию – параллельные линии, трапеция, сегментную или криволинейную. Это позволяет оптимально распределить нагрузку на кровлю, добиться максимальной прочности и устойчивости. Максимальная длина этого элемента достигает 24 м.

Подстропильные фермы используются как основание для стропильных конструкций, когда расстояние между несущими стенами или колоннами слишком велико. Они укладываются продольно, если все несущие стены здания поперечные, обеспечивая устойчивость и прочность кровли. Для облегчения и повышения надежности в подстропильных конструкциях применяется пучковая форма арматуры.

Армирование и изготовление

По нормативам ГОСТ 20213-2015 железобетонные фермы изготавливаются из бетонов марок М400-М700. Для создания армирующего каркаса применяется сталь А400, А600, А800 или А1000, армирующие канаты К1400 или К1500, скрепляемые прочной проволокой Вр1200, Вр1600. Если длина конструкции превышает 9 м, в ней используется предварительно напряженная арматура. В некоторых случаях используются дополнительные каркасы из легкой проволоки для предотвращения появление трещин.

Арматурный каркас верхнего пояса делается из сварных элементов из стального прута, которые устанавливаются парами на опорных точках. Это обеспечивает повышенную прочность конструкции в наклонных сечениях. Для этого используются наборы арматуры диаметром от 6 до 10 мм с шагом 100 мм. Узлы арматурного каркаса дополнительно укрепляются при помощи сварки.

Фермы ЖБИ изготавливаются на бетонных заводах, арматурный каркас устраивается в опалубке, которая заливается бетонным раствором, уплотняемым при помощи вибраторов. Изделие нельзя использовать до того момента, пока раствор не наберет прочность, для чего требуются 21 сутки. В бетон могут добавляться пластифицирующие и морозостойкие присадки.

Транспортировка

Готовые изделия транспортируются на прицепах-фермовозах, наиболее популярный вариант платформа ФKП-16.

Перевозить ж/б фермы нужно обязательно в рабочем положении с опиранием по краям. Иначе конструкция может треснуть под своей тяжестью.

Железобетонные элементы устанавливаются на нижнюю часть пояса и тщательно укрепляются на фермовозе, чтобы не сдвинулись или не опрокинулись при перевозке.

Размеры и маркировка

Маркировка железобетонных ферм учитывает их тип, размеры, другие конструктивные особенности, отвечающие за их характеристики. Марки состоят из зашифрованных наборов букв и цифр по требованиям ГОСТ 23009.

Первая группа цифр и букв показывает:

Вторая группа букв и цифр записывается через дефис и показывает:

Третья группа указывается при необходимости и указывает на:

К примеру, ж/б ферма 3ФС длиной 18 м, с шестой несущей способностью, напрягаемой арматурой А600 из легкого бетона, с закладными будет маркироваться таким образом: 3ФС18-6А600Л-1.
Формы и типоразмеры различных железобетонных ферм, как стропильных, так и подстропильных, можно найти в таблицах:

Опирание железобетонной фермы на колонну

Установленная конструкция закрепляется к стальным закладным на колонне. Для этого делается специальный узел, обеспечивающий прочное крепление конструктивных элементов. Если стропильная конструкция опирается непосредственно на оголовок железобетонной колонны, то при установке нужно совместить стальные опорные плиты обоих элементов, которые затем свариваются монтажным швом. Проект может предусматривать установку двух ферм на один оголовок, в этом случае они обе привариваются к закладному элементу на колонне.

Подстропильные элементы монтируются на колонны по тому же принципу – совмещаются закладные плиты, свариваемые монтажным швом. Если стропильная ферма устанавливается на стыке смежных концов подстропильной конструкции, то она приваривается только к одной из них.

1 — колонна; 2 — подстропильная ферма; 3 — стропильная ферма; 4, 6 — закладные детали; 5 — банкетка для опирания стропильных конструкций.

При укладке плит на стропильные фермы, они привариваются закладными элементами. Образовавшиеся между плитами швы тщательно заделываются бетонным или обычным раствором на основе песка и цемента.

Монтаж

Перед установкой на колоннах устанавливаются лестницы или люльки, где будут находиться монтажники, контролирующие установку. Ферма поднимается подъемным краном на траверсах, укрепленных в 2 узлах для 18-метровых изделий и 4 для 24-метровых. К нижнему поясу прикрепляют канаты для удобства наводки на опорные колонны.

Для быстрого и безопасного монтажа фермы на колонну потребуется пять монтажников. Двое находятся у оголовков ж/б колонн на лестницах или в люльках, двое на уже готовом покрытии кровли, один на земле. По команде монтажников на колоннах крановщик аккуратно подает конструкцию к оголовкам колонн. Далее устанавливается фиксирующая распорка, связывающая верхние пояса соседних ферм. Конструкция опускается с совмещением рисок на ней и на колонне, этот процесс контролируется при помощи каната с земли и монтажников на колоннах.

Правила монтажа железобетонных ферм регулируется нормативами, изложенными в СП 63.13330.2018. При установке конструкций особое внимание нужно обращать на четкое совмещение рисок на фермах и опорных колоннах для правильного распределения центра тяжести. Установка осуществляется только после окончания монтажа всех расположенных ниже конструктивных элементов здания и сооружения. Если перед этим устанавливались подстропильные элементы, монтаж проводится на специальные утолщенные участки.

При установке стропильных конструкций, они выверяются и закрепляются с опорными конструкциями или временными связующими элементами между собой. Это означает, что в течение одного рабочего дня нужно установить хотя бы две фермы и частично перекрытия их плитами. Далее балки или плиты устанавливаются после установки очередной фермы, чтобы надежно связать конструкцию. Изменять последовательность монтажа можно только, если это указано в проекте.

При монтаже оси фермы и колонны не должны смещаться на расстояние более 5 мм. Отклонение опорных узлов допускается не более чем на 20 мм, а между осями поясов в вертикальной плоскости не больше 25 мм.

Правильный выбор и установка железобетонных ферм позволят построить надежную кровлю. Любая ошибка в монтаже этого элемента может стать причиной растрескивания и даже обрушения здания, поскольку элемент имеет значительную массу и поднимается над центром тяжести сооружения. Поручать установку можно только профессионалам, а заказывать их непосредственно на заводах по производству ЖБИ. Там изготовят конструкции со стандартными типоразмерами или рассчитают, и сделают проект по индивидуальному заказу.

Источник

ГЛАВНАЯ

Конструкция вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия.

О вальмовой крыше мы уже говорили в одной из прошлых статей на сайте. Там была описана конструкция крыши с опиранием стропил на мауэрлат. После опубликования статьи, я получил много просьб показать, как сделать вальмовую крышу с опиранием стропил на балки перекрытия, а также ответить на вопрос, можно ли сделать вальмовую крышу с разными углами наклона скатов.

Таким образом захотелось одним примером ʺубить сразу двух зайцевʺ. Сейчас мы рассмотрим конструкцию вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия и с разными углами наклона скатов.

Итак, допустим мы имеем коробку дома из теплоблоков (полиблоков) 8,4х10,8 метров.

ШАГ 1: Устанавливаем мауэрлат (см. рис.1):

Рисунок 1

ШАГ 2: Устанавливаем длинные балки перекрытия сечением 100х200 см с шагом 0,6 метров (см.рис.2). На расчёте балок я больше останавливаться не буду.

Рисунок 2

Самыми первыми ставим балки, которые проходят строго посередине дома. По ним мы будем ориентироваться, устанавливая коньковый брус. Затем ставим остальные с определённым шагом. Например, у нас шаг 0,6 метра, но мы видим, что до стены осталось 0,9 метра, и могла бы поместиться ещё одна балка, а её нет. Такой пролёт оставляем специально для «выносо́в». Ширину его не стоит делать меньше 80-100 см.

ШАГ 3: Устанавливаем выноса́. Шаг их определяется при расчёте стропил, о котором чуть позже (см. рис.3):

Рисунок 3

Пока ставим только выноса, соответствующие длине конька, которая будет равна 5 метрам. Длина конька у нас больше разницы между длиной и шириной дома, которая составляет 2,4 метра. К чему это приводит? Приводит это к тому, что угловое стропило не будет расположено под углом 45° в плане (на виде сверху), а угол наклона скатов и вальм будет отличаться. У скатов уклон будет более пологий.

Выноса на мауэрлате достаточно закрепить гвоздями. К длинной балке перекрытия их крепим, например, так (рис.4):

Рисунок 4

Никаких запилов в этом узле делать не надо. Любой запил ослабит балку перекрытия. Здесь мы используем два металлических стропильных крепления типа LK по бокам и один большой гвоздь (250 мм), забитый насквозь через балку в торец выноса. Гвоздь забиваем самым последним, когда вынос уже скреплён с мауэрлатом.

ШАГ 4: Устанавливаем коньковый брус (см. рис.5):

Рисунок 5

Все элементы этой конструкции кроме подкосов выполнены из бруса 100х150 мм. Подкосы из доски 50х150 мм. Угол между ними и перекрытием не менее 45°. Мы видим, что под крайними стойками лежат брусья опирающиеся сразу на пять балок перекрытия. Делаем это для распределения нагрузки. Также для снижения нагрузки на балки перекрытия и передачи части её на несущую перегородку, установлены подкосы.

Высоту установки конькового бруса и его длину мы определяем для своего дома сами, делая предварительный эскиз на бумаге.

ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем стропила.

В первую очередь делаем шаблон стропил скатов. Для этого берём подходящую по длине доску нужного сечения, прикладываем её, как показано на рисунке 6 и делаем разметку с помощью небольшого уровня (линии синего цвета):

Рисунок 6

Высота бруска, который мы наложили на вынос для разметки нижнего запила, равна глубине верхнего запила. Мы её сделали 5 см.

По полученному шаблону делаем все стропила скатов, опирающиеся на коньковый брус, и закрепляем их (см. рис.7):

Рисунок 7

В подобных конструкциях, где стропила опираются не на длинные балки перекрытия, а на короткие выноса, мы всегда ставим под стропила над мауэрлатом небольшие подпорки, формируя как бы небольшой треугольник и разгружая узел крепления выноса к балке (см. рис.8):

Рисунок 8

Заносить эти подпорки дальше внутрь крыши и уж тем более ставить их на стык выноса с балкой не нужно. Через них передаётся большая часть нагрузки с кровли (это можно будет увидеть в расчётной программе) и балка перекрытия может просто не выдержать.

Сейчас немного о расчётах. Выбирая сечение стропил для данной крыши, мы рассчитываем только одно стропило – это стропило ската. Оно здесь самое длинное и угол наклона его меньше, чем угол наклона стропил вальм (пояснение – скатом мы называем скат крыши в форме трапеции, вальмой – скат крыши в форме треугольника) Расчёты производим во вкладке ʺСтроп.3ʺ. Пример результатов на рисунке 9:

Рисунок 9

Да, забыл сказать. Кто уже скачивал данную расчётную программу с моего сайта до 1 декабря 2013г. Там вкладки ʺСтроп.3ʺ нет. Для скачивания обновлённой версии программы снова зайдите на статью по ссылке: http://stroyu-dom-sam.ru/stropilnaya-sistema/

Данная статья также была немного откорректирована благодаря отзывам некоторых читателей, за что им отдельное спасибо.

ШАГ 6: Добавляем выноса и крепим ветровые доски (см. рис.10). Выносов добавляем столько, чтобы осталось место для крепления углового выноса. Ветровые доски на углах пока просто сшиваем между собой, контролируя их прямолинейность. Проверьте визуально, не провисли ли углы. Если да, поставьте под них прямо с земли временные подпорки. После установки угловых выносов, эти подпорки убираем.

Рисунок 10

ШАГ 7: Размечаем и устанавливаем угловые выноса.

Для начала нам необходимо натянуть шнурку по верху балок перекрытия, как показано на рис.11

Рисунок 11

Теперь берём брус подходящей длины (сечение такое же как у всех выносов) и кладём его сверху на угол, чтобы шнурка была посередине него. Снизу на этом брусе карандашом отмечаем линии запилов. (см. рис.12):

Рисунок 12

Убираем шнурку и устанавливаем отпиленный по отмеченным линиям брус (см. рис.13):

Рисунок 13

Угловой вынос крепим к мауэрлату с помощью двух кровельных уголков. К балке перекрытия крепим его уголком на 135° и большим гвоздём (250-300 мм). Уголок 135° при необходимости подгибаем молотком.

Таким образом ставим все четыре угловые выноса.

ШАГ 8 : Изготавливаем и устанавливаем угловые стропила.

У вальмовой крыши, которую я описывал ранее, углы наклона скатов и вальм были одинаковые. Здесь эти углы разные и поэтому угловое стропило будет иметь свои особенности. Мы также делаем его из двух досок такого же сечения, что и стропила. Но доски эти сшиваем между собой не совсем обычно. Одна будет чуть ниже другой (примерно около 1 см, в зависимости от разницы углов наклона скатов и вальм).

Итак, в первую очередь на каждую сторону крыши натягиваем по 3 шнурки. Две по угловым стропилам, одну по среднему стропилу вальмы (см. рис.14):

Рисунок 14

Далее мы будем пользоваться малкой (угломером).

Измеряем угол между шнуркой и угловым выносом – нижний запил. Назовём его «α» (см. рис.15):

Рисунок 15

Также отмечаем точку «В»

Высчитываем угол верхнего запила β = 90°- α

Теперь берём небольшой обрезок доски с сечением стропила и запиливаем на нём один конец под углом β. Получившуюся заготовку прикладываем к коньку, совмещая одно ребро со шнуркой, как показано на рис.16:

Рисунок 16

На заготовке провели линию параллельную боковой плоскости соседнего стропила ската. По ней мы сделаем ещё один запил и получим шаблон верхнего запила нашего углового стропила.

Также когда мы прикладываем заготовку, нужно отметить на стропиле ската точку «А» (см. рис.17):

Рисунок 17

Теперь изготавливаем первую половинку углового стропила. Для этого берём доску подходящей длины. Если одной доски не хватает, сшиваем две доски. Сшить можно временно обрезком дюймовки длиной около метра на саморезы. Делаем по шаблону верхний запил. Измеряем расстояние между точками «А» и «В». Переносим его на стропило и делаем нижний запил под углом «α».

Устанавливаем полученное стропило и закрепляем (см. рис.18):

Рисунок 18

Скорее всего из-за своей длины первая половинка углового стропила будет прогибаться. Нужно примерно посередине поставить под него временную стойку. На моих рисунках она не показана.

Теперь изготавливаем вторую половинку углового стропила. Для этого измеряем размер между точками «С» и «Д» (см. рис.19):

Рисунок 19

Берём доску подходящей длины, делаем верхний запил под углом β, отмеряем расстояние «С-Д», делаем нижний запил под углом α. Устанавливаем вторую половинку углового стропила и сшиваем её с первой гвоздями (100 мм). Гвозди вбиваем в разбежку примерно через 40-50 см. Результат показан на рис.20:

Рисунок 20

Верхний конец второй половинки углового стропила нужно запилить ещё раз. Делаем это бензопилой прямо по месту (рис.21):

Рисунок 21

Таким же образом мы изготавливаем и устанавливаем три оставшиеся угловые стропила.

ШАГ 9: Устанавливаем стойки под угловые стропила. В первую очередь обязательно нужно поставить стойку упирающуюся в место соединения углового выноса с балкой перекрытия (см. рис. 22):

Рисунок 22

Если длина пролёта перекрываемого угловым стропилом (его горизонтальная проекция) больше 7,5 метров, ставим ещё стойки примерно на расстоянии ¼ величины пролёта от верхней точки углового стропила. Если пролёт больше 9 метров, добавляем стойки посередине углового стропила. В нашем примере этот пролёт равен 5,2 метра.

ШАГ 10: Устанавливаем два центральных стропила вальм. В начале 8-го шага мы уже натянули шнурки для их замера.

Делаем стропила таким образом – измеряем малкой угол нижнего запила «γ», вычисляем угол верхнего запила «δ»:

Замеряем расстояние между точками «К-Л» и делаем по нему стропило. Концы запиливаем по определённым нами углам. После этого верхний конец нужно ещё раз запилить (заострить его) с учётом угла «φ», который так же замеряем с помощью малки (см. рис.23):

Рисунок 23

ШАГ 11: Добавляем выноса на углы. Самые крайние выноса, которые не достают до мауэрлата, делаем облегчёнными, из доски 50х200 мм (см. рис.24):

Рисунок 24

Рисунок 25

К угловому стропилу нарожники крепим с помощью металлического уголка 135°, при необходимости подгибая его.

После установки всех нарожников, нам остаётся подшить карнизы снизу и сделать обрешётку. Об этом мы уже много раз говорили.

Источник