Металлические стропила для крыши

Металлические стропила. Достоинства и недостатки стропил из металла

Металлические стропила – не такая уж новинка, как кажется на первый взгляд. Одной из первых крыш, возведенных с помощью металлических балок, реек и стропил, была крыша Зимнего Дворца в Санкт-Петербурге. Было это ещё в 1832 году и, как известно, дворец стоит до сих пор.

Неоспоримо, что стропила из металла прочнее и надёжнее деревянных, так как они могут выдерживать значительно большие нагрузки. Но у каждого материала есть свои положительные и отрицательные стороны.

Чаще всего, полностью металлическую конструкцию выбирают для повышения жесткости крыши, а также для создания стропильных систем, в которых требуется брус длиной более 10 метров. При этом заменяются не только деревянные стропила, прогоны и коньковые опоры, но и мауэрлат. Вместо деревянного бруса укладывается мощный швеллер, к которому, с помощью приваренных уголков, крепятся ноги стропил из металла (крепление деревянных стропил происходит по иному).

Также практикуется строительство комбинированных стропильных систем, которые имеют при этом некоторые недостатки.

В первую очередь необходимо исключить непосредственный контакт дерева с металлом, так как при перепадах температур на металле появляется конденсат и, если дерево прилегает к нему, то в скорости оно начинает гнить. Поэтому все деревянные элементы должны быть пропитаны защитными влагостойкими и антисептическими составами, а также изолированы от металла рубероидом.

Отдельно следует остановиться на утеплении чердачного помещения. В стропильных системах с металлическими элементами, утеплительный материал нужно прокладывать не между стропилами из металла, как это обычно делается, а над или под ними. При этом нужно оставлять зазор между утеплителем и металлом, дабы устранить возможность намокания утеплителя от конденсата.

Если утеплитель прокладывается под металлическими стропилами, то все составляющие кровельного «пирога» – внутренняя обшивка, пароизоляционный материал, кровельное покрытие (например, профнастил или металлочерепица) и вентиляционный зазор – оказываются выше утеплительного слоя. Только так можно уберечь чердак от потерь тепла и образования мостиков холода.

Другой вариант использования металлоконструкций – это изготовление из металла всей стропильной системы. В этом случае не нужно бояться загнивания дерева, так как деревянные элементы отсутствуют вовсе. В принципе, металлическая крыша – это выгодно, так как она долговечна и даёт возможность использовать длинные цельные стропила (от семи до тридцати метров).

Металлические стропила можно изготавливать, как самостоятельно, а можно приобретать готовые.

Эти конструкции или, как их ещё называют – фермы, изготавливаются из классических периодических профилей, спаренных уголков и др. Фермы имеют два наклонных плеча, в совокупности образующие треугольник. Они больше подходят для возведения промышленных зданий и ангаров, потому что позволяют перекрывать большие по площади и значительные по высоте помещения.

Применяют фермы также и в модульном строительстве жилых домов, каркас которых также является металлическим. В этом случае фермы заказываются индивидуально под определённый каркас, доставляются на участок, и монтируются совместно с основой.

Из всего вышеописанного можно увидеть, что металлические стропила имеют много преимуществ. Но существуют и недостатки, связанные с доставкой и монтаж конструкций из металла.

Металлические фермы очень тяжелые, и требуется специальная техника, чтобы поднять их на определённую высоту и установить. Также стальные фермы очень плохо переносят повышенные температуры, и в случае пожара через 15-30 минут они провисают и кровля рушится.

Кроме всего вышеизложенного, необходимо отметить, что возведение металлической стропильной системы обойдется в весьма кругленькую сумму.

Стропила из трубы: виды и особенности конструкций ферм из профильных труб

Наиболее распространенным материалом для стропил является дерево, то есть деревянный брус или доски. Однако, при возведении габаритных зданий с длиной пролетов более 24 м и длиной скатов более 10 м, использовать деревянные стропила нецелесообразно, а, зачастую, и невозможно. Они не выдержат нагрузки от собственного веса и кровельного материала.

Поэтому в этом случае для кровли применяют металлические стропила, которые могут быть изготовлены из различных профилированных изделий. Одним из наиболее распространенных вариантов являются стропила из трубы, которые способны перекрыть пролет любой необходимой длины.

Содержание

Использование стропил из труб

Как правило, металлические стропила используют при строительстве габаритных промышленных и общественных зданий. Это могут быть гипермаркеты, спорткомплексы, цеха, склады.

В индивидуальном строительстве металл для крыш жилых домов практически не применяется. Дорого, есть сложности с монтажом и перевозкой. Да и не нужно. В этом случае рационально использовать древесные материалы. Однако в частном строительстве отведена ниша и для металлических стропил (ферм). Используют их при возведении различных навесов – для автомобилей (крытые стоянки), дворовых площадок, бассейнов.

Среди достоинств металлических ферм можно выделить:

• высокую прочность, позволяющую выдерживать большие нагрузки;
• способность перекрывать большие пролеты;
• возможность применения на геометрически сложных объектах;
• долговечность.

Недостатки при этом такие:

• большой вес, при поднятии ферм на высоту требуется применение специальной техники;
• высокая цена;
• низкое сопротивление высокой температуре, вследствие чего при пожаре металлические стропила (фермы) провисают и обваливаются за 15-30 минут.

Профильная труба – наш вариант

Вообще металлические фермы выполняются из различных изделий, а также их комбинаций. Например, из швеллеров, уголков, двутавров и т.п. И, конечно же, профильных труб.

Чем хороша труба? Ее контуры обладают высокой степенью обтекаемости, что минимизирует ветровое давление. Это важно для высоких объектов, подверженных ветровым нагрузкам. Также профильные трубы легко окрашивать, на их стенках не задерживается влага (снег, иней, вода), поэтому их стойкость к коррозии выше, чем у альтернативных изделий. Соответственно, выше и долговечность.

Несмотря на кажущуюся массивность, профильные трубы легкие, ведь внутри их – пустота. Это качество позволяет снизить нагрузку кровельной конструкции на стены и фундамент. Но вызывает необходимость в герметизации этих полостей с торцов изделий для предотвращения попадания влаги вовнутрь и, как следствие, возникновения коррозии.

Металлические профильные трубы изготавливают путем прокатки и обработки металла на специальных станках. Сечение полученных таким образом труб может быть овальным, прямоугольным, квадратным.

Материалом для профильных труб обычно служит конструкционная сталь. Но в некоторых случаях, при строительстве конструкций специального назначения, применяют оцинкованную сталь или алюминиевые сплавы.

Нагрузки, которые способна выдержать профильная труба, зависят от марки использованного металла, толщины стенок изделия, способа изготовления.

Длина труб варьируется в пределах от 6 м (для малых сечений) до 12 м (для больших сечений). Минимальные сечения – 10х10 мм и 15х15 мм (с толщинами стенок 1 мм и 1,5 мм соответственно). Трубы с таким сечением применяются для легких малогабаритных конструкций (например, небольших навесов). Увеличение толщины стенок и размеров сечения приводит к увеличению веса и прочности профилей. Поэтому трубы максимальных сечений (начиная с 300х300х12 мм и выше) применяют преимущественно для промышленных зданий.

Строение ферм из труб

Единицей стропильной металлической системы является ферма – плоская конструкция, собранная из нескольких прямых стержней. Контур фермы формируют верхний и нижний пояса. Между ними находится решетка, состоящая из раскосов и стоек.

Элементы фермы – прямые профильные трубы – соединяют или непосредственно между собой, или через узловые фасонки. Для крепления используют сварки, болты, клепки.

Металлические фермы стандартных размеров и конструкций можно купить уже в готовом виде или же собрать из труб самостоятельно. Однако самостоятельное изготовление требует высокого профессионализма, умения работать с металлоконструкциями и правильно произвести расчет. Поэтому для частного застройщика намного удобнее вариант приобретения готовых ферм, которые останется только правильно смонтировать.

Варианты конструкций ферм

Металлические фермы могут иметь разные очертания, отличаться по назначению и способности воспринимать нагрузки.

Основополагающими элементами фермы являются пояса – верхний и нижний. Они создают контур конструкции, то есть очерчивают ее сверху и снизу. Пояс – это прямой или ломаный стержень, состоящий из одной или нескольких срощенных труб.

В соответствии с контуром поясов фермы из профиля бывают:

• с параллельными поясами (плоская кровля);
• трапецеидальные;
• треугольные;
• полигональные;
• сегментные.

Фермы с параллельными (горизонтальными) поясами – простейшие конструкции прямоугольной формы с горизонтальными поясами, одинаковыми по длине. Содержит множество однотипных деталей решетки одинаковой длины. Конструкция полностью унифицирована. Так как пояс данного типа ферм выставлен горизонтально, их применяют для сооружения плоских кровель. В том числе и для мягких кровельных покрытий.

Трапецеидальные конструкции имеют форму трапеции (или двух сомкнутых трапеций). Используются при возведении крыш с небольшим углом наклона. Узлы фермы характеризуются повышенной жесткостью и прочностью. В центральной части отсутствуют длинные стержни, поэтому трапецеидальный вариант считается довольно экономичным по расходу металла.

Треугольные фермы по форме похожи на треугольник, они используются для сборки стропильной системы двухскатных крыш (навесов). Угол наклона значения не имеет, возможно применение для крутых скатов. При сборке треугольных ферм следует тщательно рассчитать и закрепить опорные узлы, имеющие сложное устройство. Еще одна особенность: в центральной части конструкции используются удлиненные стержни. Чем круче стороны «треугольника», тем стержни длиннее. Поэтому для их изготовления требуется повышенное количество трубы.

Полигональные фермы имеют сложные очертания, напоминающие арку с ломаным верхним контуром. Обладают повышенной прочностью, поэтому применяются для тяжелых громоздких сооружений, возводимых над большими пролетами. Благодаря особой схеме расположения элементов, полигональные фермы позволяют сэкономить значительное количество профиля. Но только при использовании их для тяжелых строений. Легкие конструкции при выборе полигонального варианта не выиграют в получаемой экономии.

Сегментные фермы встречаются редко по причине своей сложности. Обладают арочной формой, с криволинейным, полукруглым контуром верхнего пояса. Это очертание повторяет эпюру моментов, поэтому для сегментной фермы требуется сниженное количество металла. Однако, опять же, трудоемкость производства, связанная со сложными узлами конструкции, делает ее крайне непопулярной.

Кроме поясов в конструкции фермы предусмотрена решетка – сочетание прямых элементов (стоек, раскосов), которые располагаются в определенной последовательности между поясами и скрепляют их между собой. От вида решетки зависит прочность фермы, ее вес, внешний вид и степень сложности изготовления.

Распространены следующие системы решеток:

• треугольная;
• раскосная;
• шпренгельная;
• крестовая;
• ромбическая;
• полураскосная.

Треугольная система решетки состоит из элементов, выставленных в виде повторяющихся треугольников. Подходит для ферм с параллельными и трапецеидальными поясами. Опорные раскосы в конструкции могут быть восходящими и нисходящими. Треугольная система характеризуется минимальной суммарной длиной решетки, а также минимальным количеством узлов при наименьшем пути усилия от точек приложенной нагрузки до опоры. В решетке присутствуют длинные раскосы, работающие на сжатие. Чтобы конструкция с такими раскосами приобрела необходимую устойчивость, при расчете требуется увеличивать количество используемого металла. Повышенный расход профиля в треугольных решетках является практически единственным их минусом.

Раскосная решетка – состоит из большого числа раскосов и небольшого количества стоек. Усилие от места прилагаемой нагрузки до опоры проходит длинный путь, минуя все линии и узлы решетки. Раскосы при этом должны работать на растяжение, а стойки – на сжатие. По причине использования большого количества длинных раскосов, конструкция требует использования повышенного количества профиля. Используются такие решетки в невысоких фермах, которые должны выдерживать большие усилия.

Шпренгельная решетка – сложная по конструкции и трудоемкая. Применяется для высоких треугольных ферм (4-5 м), которые конструируются для больших пролетов (20-24 м). Расположение элементов в ней позволяет снизить длину сжатых стержней.

Крестовая решетка – раскосы в ней установлены крест-накрест, между ними располагаются стойки. Используются такие решетки в фермах, воспринимающих двухстороннюю нагрузку. Такой тип нагрузки характерен для горизонтальных связевых ферм крыш производственных сооружений и мостов, вертикальных ферм башен и мачт.

Полураскосная и ромбическая решетки – в этих конструкциях используются две отличные друг от друга системы расположения раскосов. Это придает им повышенную жесткость. Используются такие решетки в конструкциях мостов, мачт, башнях.

Основные узлы ферм из труб

Соединения элементов фермы между собой называют узлами. Обычно они представляют собой непосредственное примыкание труб решетки к поясам, без применения промежуточных деталей – фасонок. При соединении должна обеспечиваться полная герметичность внутренних полостей труб, для предупреждения коррозии.

Если толщина трубы пояса небольшая, возможно его усиление при помощи металлических накладок. Их можно вырезать из трубы, диаметр которой совпадает с диаметром пояса. Или же использовать в этом качестве согнутый лист металла, толщиной в 1-2 толщины стенки пояса.

В узлах необходима фигурная обработка торцов труб. Если специальных станков для обработки нет, а трубы изготовлены из пластинчатой стали (например, низкоуглеродистой), допустимо выполнять сплющивание торцов в узлах. В некоторых случаях соединение элементов фермы выполняют на фасонках.

По длине трубы скрепляют сваркой. Трубы одинакового диаметра соединяют встык и сваривают ровным сварочным швом на подкладочном кольце. Если наплавляемый металл характеризуется низким расчетным сопротивлением, сварочный шов выполняют по косой. Для соединения труб встык также применяют парные кольцевые накладки, которые сгибают из металлического листа или вырезают из труб с тем же или большим диаметром, чем скрепляемые детали. Толщина сварного шва и используемых накладок должна быть на 20% больше толщины соединяемых труб.

При стыковке труб разных диаметров возможно применение торцевых прокладок. Также при монтаже практикуются фланцевые соединения с помощью болтов.

Полный цикл работ по сварке и монтажу ферм из профильных труб для навеса и подвесных ворот показан в видео:

Таким образом, расчет, изготовление и монтаж ферм из профильных труб являются сложными, ответственными мероприятиями, требующими профессионального подхода. Но при строительстве торговых павильонов, цехов, складов такие фермы являются незаменимыми. Только они смогут обеспечить долговечность и безопасность протяженных, габаритных объектов с тяжелой конструкцией кровли.

Секреты монтажа металлической стропильной системы

Прочные стропила — основа надежной крыши. В жилых домах практически всегда стропильную систему, как и прочие элементы кровельного «скелета», выполняют из древесины. Но бывают случаи, когда проще и удобнее использовать металлические стропила.

Содержание

Применение металлических стропил ↑

Металл — материал достаточно дорогой и тяжелый, но при этом ему можно придать любую форму, а его прочность хорошо известна. В некоторых ситуациях при создании кровельной конструкции металл удобнее, чем привычная и дешевая древесина. Чаще всего металлические конструкции для кровли используют, если:

• при монтаже стропильной системы необходим длинный брус, более десяти метров;
• если необходимо придать кровле дополнительную жесткость.

Стропильные системы из металла чаще всего применяют не в частном жилищном строительстве (хотя случается и такое), а при возведении промышленных объектов: ангаров, складов, цехов и т. п. Известно, что почти двести лет назад при возведении знаменитого Зимнего Дворца использовались металлические балки. Однако, что хорошо для царственных особ, не всегда подходит для частных домов рядовых граждан Российской Федерации. У металлических стропил есть коварный враг — конденсат.

Конденсат водяных паров и другие проблемы ↑

В жилом помещении стропильная система испытывает переменное воздействие горячего и холодного воздуха. Поэтому появление конденсата водяных паров на поверхности металлической стропильной системы практически неизбежно. В результате начинаются коррозионные процессы и металл ржавеет. Без правильной обработки и надлежащего ухода уже через несколько лет понадобится серьезный ремонт кровли, поэтому при монтаже стропильных систем из металла следует строго придерживаться технологического процесса. Все металлические части нужно обработать антикоррозийной грунтовкой и покрасить.

Кроме того, металлическая стропильная система — удовольствие достаточно дорогое. Помимо стоимости собственно конструкции следует учесть расходы на ее доставку к месту строительства, подъем довольно тяжелых элементов к месту монтажа, расходы на обработку металла защитными составами, покраску и т. п. Наконец, необходимо просчитать, выдержит ли основание дома нагрузку в виде металлических стропил.

Тяжелый вес металлических ферм, из которых делают стропила, может сыграть злую шутку с владельцами строения в случае пожара. Уже через четверть часа после возгорания в здании тяжелые кровельные балки могут обрушиться, после чего понадобятся масштабные восстановительные работы.

Монтаж стропильной системы из металла ↑

Если возникает необходимость применения металлических стропил, то обычно все остальные элементы кровельной конструкции выполняют из металла:

• мауэрлат;
• прогоны;
• коньковые опоры и т. п.

В качестве мауэрлата обычно используется мощный швеллер, который укладывают на стены. К швеллеру уголками приваривают металлические стропильные ноги. Длина металлических стропил может составлять от семи до тридцати метров, поэтому их обычно используют для длинных строений. Такую кровельную систему можно изготовить самостоятельно или приобрести уже готовую. Кроме того, выполняются стропильные системы из металла по индивидуальному проекту для конкретного дома.

Совет:
При самостоятельном изготовлении металлической кровельной конструкции следует особое внимание уделить качеству сварочных работ. Все швы необходимо старательно зачистить, поскольку даже небольшое количество шлака приведет к быстрому началу коррозионных процессов.

В верхней части стропильного «треугольника» следует обязательно предусмотреть крепление ригелем, чтобы предотвратить распирающее воздействие на стены дома. Значительные снеговые нагрузки без такого дополнительного крепления могут даже обрушить стены дома. Обязательны также специальные подпорки, которые укрепят кровельную конструкцию и позволят перенести часть нагрузки с наружных стен дома на внутренние несущие стены.

При монтаже металлических стропил на каменном строении рекомендуется залить железобетонный антисейсмический пояс поверх бетонной кладки. В тело пояса монолитно устанавливаются анкеры для крепления стропильных ног. Сверху на анкеры приваривают анкерные площадки. В качестве крепления используют гайки, которые позволят при необходимости демонтировать систему. Однако допускается и крепление с помощью сварки.

Альтернативой железобетонному антисейсмическому поясу может стать монтаж анкерных креплений прямо в кладке. В просверленные отверстия заливается цементно-песчаный раствор, затем в них фиксируют анкерные крепления.

Союз дерева и металла ↑

Использовать металлические стропильные системы для деревянных строений обычно не рекомендуется, но иногда такая необходимость все же возникает. В этом случае просверливают отверстия на всю ширину мауэрлата и еще на один или два венца сруба. В отверстия вставляют анкерные крепления, затем к ним приваривают анкерные площадки.

В местах соединения металла с деревом следует тщательно обработать природный материал гидроизоляционными материалами. Можно использовать рубероид в несколько слоев. Это делается для того, чтобы конденсат с металла не повредил древесину.

Совет:
Если предполагается проведение сварочных работ, помимо гидроизоляции следует укрыть деревянные поверхности листом асбеста.

Другой вариант монтажа металлических стропил на деревянный сруб предполагает монтаж швеллера поверх сруба с помощью анкерных креплений. Швеллер следует уложить полками вниз и соединить в общую систему. Предварительно в швеллере просверливают отверстия для болтов крепления стропильных ног. Чтобы анкерные болты не прокручивались, их прихватывают сваркой в процессе монтажа.

Теплоизоляция металлической стропильной системы ↑

Конденсат представляет опасность не только для стропильной системы, но и для утеплителя. При намокании большинство теплоизоляционных материалов теряют свои полезные свойства, поэтому утеплитель кладут не между стропилами, а под металлическими элементами или же над ними.

Если утеплитель размещают под стропилами, следует все элементы кровельного пирога размещать выше утеплителя, чтобы избежать образования мостиков холода.

Качественно провести работы с металлом может только специалист. При создании металлической кровельной конструкции следует обратиться к профессиональным кровельщикам, имеющим соответствующий опыт.

Металлические стропила: их преимущества и недостатки

Металлические стропила надежнее и прочнее деревянных, поскольку способны выдерживать более существенные нагрузки. В данной статье речь пойдет об их основных плюсах и минусах, а также о выборе материала для металлических стропил и их монтаже.

Стропильная система из металла чаще всего выбирается с целью повысить жесткость кровли, а также используется при создании систем стропил, требующих монтажа бруса, длина которого превышает 10 метров.

В таком случае следует заменять не только стропила, прогоны и опоры коньков из древесины, но и брус мауэрлата. Вместо него производят укладку мощного швеллера, крепление металлических стропильных ног к которому производится при помощи приваренных уголков.

На практике также применяются комбинированные стропильные системы — деревянные с металлом, обладающие рядом недостатков.

Наиболее важным является недопустимость контакта металла и дерева, поскольку при резком изменении температуры на поверхности металла образуется конденсат, вызывающий гниение прилегающей к нему древесины.

Во избежание этого следует обрабатывать элементы из дерева специальными антисептическими и влагостойкими средствами. Кроме того, следует изолировать древесину от металла при помощи рубероида.

Отдельного рассмотрения заслуживает также утепление помещения чердака.

В случае металлической системы стропил требуется укладка материала не между стропилами, как требуют деревянные стропильные системы, а под или над ними.

Кроме того, между металлом и утеплителем для кровли следует оставить зазор, предотвращающий намокание утепляющего материала от конденсата.

В случае укладки утеплителя под стропилами из металла, остальные слои пирога кровли, такие как внутренняя обшивка, материал пароизоляции, покрытие кровли и зазор вентиляции, располагаются выше слоя утеплителя.

Это предотвращает потери тепла чердачным помещением и возникновение мостиков холода.

Другим вариантом являются металлические стропильные системы без использования древесины. В данном случае отсутствие деревянных элементов позволяет не опасаться гниения.

Данный вариант крыши является довольно выгодным с учетом длительного срока службы и возможности применения цельных стропил довольно большой длины (от 7 до 30 метров).

Стропила из металла, которые также называют фермами, могут быть как изготовлены самостоятельно, так и приобретены в готовом виде. Для их изготовления используют периодические классические профили, спаренные уголки и т.д.

Фермы состоят из двух наклонных плеч, образующих в совокупности треугольник. Возможность перекрывать помещения большой площади и высоты делает их наиболее пригодными для строительства ангаров и промышленных зданий.

В строительстве жилых зданий с металлическим каркасом также применяются стропильные металлические фермы, которые изготавливаются в данном случае по индивидуальному заказу под конкретный каркас, доставляются на место строительства.

Их монтаж производится вместе с основой.

Помимо перечисленных выше преимуществ металлических стропил следует рассмотреть также и их недостатки, к которым в первую очередь относятся доставка и монтаж металлических конструкций:

• Стропила металлические обладают довольно большим весом, поэтому для их подъема на нужную высоту и установки требуется использование специальной техники;
• Стальные фермы обладают плохим сопротивлением высоким температурам, поэтому при пожаре уже через 15-30 минут происходит их провисание и обрушение кровли;
• Наконец, строительство металлической системы стропил является довольно дорогостоящим мероприятием.

Выбор материала для металлических ферм

Для изготовления элементов ферм обычно применяется парный профиль, а для выполнения сопряжений узлов используются косынки. Соединение элементов выполняется путем сваривания или клепки.

Перед изготовлением металлической конструкции следует рассчитать сечение используемых элементов, количество сварных швов, необходимое количество заклепок и т.д.

Изготовление фермы выполняют следующим образом:

• Для изготовления верхних поясов ферм используют два неравнобоких уголка с тавровым сечением, стыковку которых выполняют по меньшим сторонам.
• Нижние пояса изготавливают, используя два уголка равнобоких.
• В случае нагрузок на ферму, возникающих в пределах ее панелей, применяют парные швеллеры.
• Для изготовления раскосов и стоек используют равнобокие уголки, сечение которых тавровое или крестообразное.
• Для изготовления полностью сварных ферм применяют тавры.

Наибольшую популярность в индивидуальном строительстве получила ферма стропильная, изготавливаемая из профильных труб.

Данная ферма обладает значительно более низким весом, чем конструкции, изготовленные из швеллера, тавра или уголка, а ее сборка может быть выполнена непосредственно на площадке при помощи сварки.

Полезно: для изготовления ферм применяют гнутые или горячекатаные трубы. Горячекатаные трубы производят, используя стальную ленту прямоугольного или квадратного сечения, толщина которой составляет 1,5-5 мм.

Стальные конструкции крыши

Стальные кровельные конструкции изготавливаются из стропильных ферм, предназначенных для довольно длинных пролетов – от 6 до 30 метров.

Фермы являются конструкциями из профилей с периодическим сечением, таких как спаренные уголки или гнутосварные трубы квадратного или прямоугольного сечения.

Стропильные фермы состоят из двух скатов, уклона которых равны и составляют не мене 20 градусов. Для их опирания на стены используются специальные колонны или железобетонные распределительные подушки с закладными.

Прогоны из деревянного бруса и уголков, на которые будет набиваться обрешетка, крепятся к фермам методом сварки. Для того, чтобы повысить жесткость данной системы, вдоль нижних поясов ферм изготавливают из уголка горизонтальные связи.

При строительстве частных домов металлические фермы используются довольно редко, более часто они применяются в гражданском и промышленном строительстве для таких зданий, как:

• Фабрики;
• Заводы;
• Склады;
• Ангары;
• Многоэтажные общественные здания и т.д.

При строительстве жилых частных домов фермы применяются обычно с легким модульным стальным каркасом.

Производство стальных ферм является довольно простым процессом, который может быть выполнен на любом промышленном заводе.

Основными преимуществами данных конструкций являются:

• Высокая прочность;
• Возможность перекрытия длинных пролетов;
• Хорошая жесткость.

К недостаткам стальных ферм относятся:

• Большой вес (20-30 кг/м 2 ), требующий использования специальной техники при монтаже;
• Низкая огнестойкость кровельной конструкции (15-30 минут);
• Образование коррозии при отсутствии специальной обработки.

Пример монтажа металлических стропил

Рассмотрим в качестве примера монтаж металлической стропильной конструкции для крыши, угол наклона которой составляет 22-30º, материал покрытия кровли – железо, шифер или этернит:

• Наиболее подходящим вариантом в данном случае будет треугольная стропильная ферма, высота которой составляет 20% от длины пролета (фиг. 1 на схеме). Ее небольшой вес позволяет возводить стены возле ее опор на сравнительно небольшую высоту в пределах чердачного помещения;
• В случае, когда длина пролета составляет 14-20 метров, рекомендуется выбирать ферму с нисходящими раскосами в связи с наименьшим весом данной конструкции;
• Длина панели, расположенной в верхнем поясе фермы, следует выбрать в диапазоне 1,5-2,5 м;
• Количество панелей в обеих частях фермы должно быть четным, в соответствии с указанным размером пролета число панелей составляет 8.

В случае строительства промышленного сооружения стропильные фермы монтируют на подстропильных фермах, связывающих опорные колонны между собой и являющихся основанием для монтажа ферм.

Длина пролетов в подобных зданиях достигает 20-35 метров, в связи с чем следует применять фермы Полонсо (фиг. 2). Это конструкция, составленная из двух треугольников, соединенных между собой при помощи затяжки.

Это позволяет ликвидировать в средних панелях длинные раскосы, сечение которое необходимо увеличивать для сопротивления изгибу вдоль, что приведет к повышению веса конструкции фермы.

Верхний пояс разбивают на 12 или 16 панелей длиной 2-2,75 метров каждая. В случае подшивания к фермам потолка к узлам верхнего пояса производят крепление затяжки, длина которой составляет 4-6 длин панелей.

Несмотря на то, что металлические стропильные системы обладают большей жесткостью и надежностью, чем деревянные, их применение при строительстве загородных домов и коттеджей чаще всего не является оправданным в силу ряда причин.

Наиболее целесообразным является применение металлических стропил при строительстве промышленных зданий, где требуется перекрытие достаточно длинных пролетов.