Крыша Дома

Металлическая ферма - плюсы и минусы, варианты использования для каркаса крыши


Содержание статьи:


Стропила, выполненные из металла (металлические фермы) намного прочней и надежнее, чем деревянные, потому что выдерживают очень большие нагрузки. Здесь вы получите информацию о достоинствах и недостатках металлических стропил, о том, как выбрать для них материал, а также узнаете о монтаже таких конструкций.

Предпочтение металлической системе стропил отдают потому, что она повышает жесткость кровли. Именно металлическая ферма используется в том случае, когда требуется монтаж бруса длиной свыше 10 м, тогда меняют не только стропильную систему, но мауэрлатный брус, прогоны и опору конька: укладывается стальной швеллер, а монтаж металлических ферм производят с помощью приварки уголков.
Зачастую практикуется применение комбинированных систем – металлические фермы комбинируют с деревянными конструкциями, но они имеют свои минусы. Очень важно не допустить взаимодействия металлических и деревянных деталей, так как при перепадах температур металл покрывается конденсатом, древесина, соприкасаясь с ним, начинает гнить. В таких случаях необходимо сделать изоляцию из рубероида и обработать деревянные поверхности конструкции влагоотталкивающими средствами.

Утепление кровли

Отдельно рассмотрим вопрос об утеплении помещения под кровлей. Если вы остановились на металлической стропильной системе, то утеплитель укладывается над или под стропилами, а не между, как в случае со стропильными конструкциями из дерева. А для того, чтобы на материале не образовывался конденсат, между конструкцией и утеплителем оставляют просвет.

Если утеплитель кладется под металлической фермой, то изоляционный материал, внутренняя обшивка, непосредственно само покрытие кровли и вентиляционный просвет располагаются над утеплителем. Благодаря такой укладке слоев сохраняется тепло в помещении чердака и предотвращается образование прослоек из холодного воздуха.

Преимущества металлических ферм

Другое дело кровельные фермы – если вы устанавливаете только металлическую конструкцию, без деревянных элементов, опасаться гниения не стоит. Этот вариант крыши долговечен, при его монтаже можно применять стропила длиной от 7 до 30 метров.
Металлические фермы можно купить, а можно изготовить самостоятельно, с помощью парных уголков и классических профилей. Узлы металлических ферм соединены наклонно, образуя треугольник. С помощью таких конструкций можно перекрывать помещения большой площади с высокими потолками, поэтому их активно используют при строительстве промышленных сооружений и ангаров.

Стропильные системы из металла используются при строительстве жилых сооружений с металлическим каркасом крыши – в этом случае они делаются под заказ и доставляются непосредственно к объекту строительства. Монтаж таких конструкций производится вместе с основой.

Минусы стропильных ферм из металла

Совет:
Не делайте ОШИБКИ в расчётах!
Используйте строительные калькуляторы онлайн - расчёт строительных материалов и конструкций для ремонта и стройки быстро и точно.

Говоря о достоинствах стропильной конструкции из металла, нужно упомянуть и их недостатки.

В первую очередь – это сложность доставки и монтажа конструкций металлических ферм:
  • стропильные фермы из металла обладают большим весом, соответственно, для того чтобы их поднять на необходимую высоту, а затем установить, требуется специальная техника;
  • металлические фермы плохо сопротивляются повышенным температурам, поэтому в случае пожара, кровля провиснет, а затем обрушится уже в течение 15-30 минут;
  • возведение стропильной металлической конструкции обходится далеко недешево.

Как подобрать материал изготовления

При изготовлении элементов составляющих конструкцию стропильной фермы, как правило, применяют парный профиль, совмещение узлов делают с помощью косынки. Все элементы соединяются путем клепки или сварки. До того как приступить к изготовлению стропильной металлической системы, нужно сделать строгие расчеты сечения деталей, количество швов сварки, нужное количество заклепок и прочее (расчет фермы из профильной трубы - калькулятор).

Процесс сборки металлических ферм

Изготовление металлических ферм выполняется в несколько этапов:
  • стыковка уголков с поперечным сечением, которые используются для изготовления верхнего пояса фермы, выполняется по их меньшей стороне;
  • при изготовлении нижнего пояса используются равносторонние уголки (вес метра уголка - калькулятор);
  • парные швеллеры применяются в случае переноса нагрузки фермы на панель (расчет веса 1 метра швеллера - калькулятор);
  • уголки с равными сторонами с тавровым или крестообразным сечением используют при изготовлении стоек и раскосов;
  • полностью сварные металлические стропильные конструкции изготавливают, применяя тавровое сечение.
Металлическая стропильная ферма, выполненная из профильных труб, наиболее востребована в частном строительстве. Такая ферма имеет меньшую массу, по сравнению с системой из швеллера, уголка и двутавра. Собирать эту стропильную систему очень удобно – ее можно сварить прямо на стройплощадке (гибочный калькулятор для профильных труб онлайн).

При изготовлении металлических стропильных систем применяются трубы гнутые и горячей катки. Сечение горячекатаной трубы от 1.5 мм до 5 мм, используется лента прямоугольного сечения. Читайте также: "Как сделать фермы для навеса своими руками – выбор материала, расчет".

Изготовление стальных кровельных систем и устройство фермы крыши

При изготовлении такой системы, как металлические фермы, ГОСТ и его соблюдение - обязательное требование. Стропильные фермы для стальных конструкций кровли имеют длинные пролеты. Изготавливаются металлические фермы пролетом 12 м, некоторые - до 30 м.

Ферма для односкатной крыши сделана из профиля с периодическим сечением или трубы квадратного и прямоугольного сечения, такой же профиль используют и для фермы из двух скатов, с углом ската меньше 20 градусов. Опорой им служат подушки или колонны из железобетона.
Прогонная балка, на уголки которой крепится обрешетка, монтируется путем сварки к стропилам из металла. Для повышения жесткости конструкции по поясу нижних ферм проходят связи из уголка.

Наиболее распространено применение металлических стропильных систем в строительстве общественных и промышленных объектов:
  • складов;
  • ангаров;
  • производств;
  • офисных многоэтажек.
При возведении индивидуальных построек используется легкий модульный каркас. Процесс производства стальных систем несложный, изготовить конструкцию можно на любом заводе.

Преимущества стальных модулей:
  • прочность и надежность;
  • перекрытие больших пролетов;
  • жесткость.
Минусы стальных ферм:
  • большая масса – до 30 килограммов на один квадратный метр, что требует использования спецтехники в процессе монтажа;
  • слабые огнеупорные качества, деформируется примерно через 20 минут при пожаре;
  • при отсутствии специальной обработки покрывается коррозией.

Монтаж металлических ферм

В качестве примера можно рассмотреть монтаж фермы для изготовления навесов из поликарбоната, железа, этернита или шифера, с углом ската от 22 до 30 градусов.

Треугольная ферма высотой в 20% длины пролета будет идеальным вариантом, это наглядно видно на фото. Благодаря ее невысокой массе рядом с опорами системы можно возводить стены до уровня чердака. Если пролет больше 14 метров, лучше остановить свой выбор на ферме с пологими раскосами, так как она будет иметь небольшой вес. Длину панели верхнего пояса нужно выбрать от 1.5 до 2.5 метров. При размерах пролета, приведенного в примере, нужно использовать 8 панелей.

При строительстве объекта промышленного назначения металлические стропильные фермы возводятся на подстропильных системах, которые соединяют опорные балки и являются основой при монтаже стропильных ферм.

В зданиях такого плана длина пролетов не бывает меньше 25 – 35 метров, поэтому целесообразней всего использовать определенные металлические конструкции. Эти конструкции смонтированы путем соединения двух треугольных каркасов, которые соединяются с помощью затяжки. Такой монтаж дает возможность убрать длинные распорки, потому что их сечение приходится увеличивать для повышения сопротивления изгибу в длину, а это добавит вес всей системе металлических ферм. Читайте также: "Как сварить ферму из профильной трубы – варианты и правила расчета".


Верхний пояс нужно разделить на панели, их должно быть 12 либо 16, длина каждой панели должна составлять от 2 до 2.75 метров. Если к ферме подшивается потолок, то узлы верхнего пояса крепятся затяжкой, длина затяжки колеблется от 4 до 6 панелей по их длине.

И хотя стропильные металлические конструкции сами по себе очень надежны и обладают высокой степенью жесткости по сравнению с деревянными, при возведении коттеджей, дачных домиков и загородных домов их применяют редко. Возведение таких конструкций не считается целесообразным по некоторым объективным причинам. Применение ферм из металлических стропил популярно при возведении промышленных объектов, так как в таких зданиях перекрытие монтируется из длинных пролетов. Читайте также: "Устройство металлической кровли: установка и монтаж".