ГОСТ 20213-89 Фермы железобетонные. Технические условия

Основные требования к конструкции стропильных ферм

Конструкции стропильных и подстропильных ферм должны выполнять основные требования:

• перед началом отделки независимо от вида строительных материалов, должна быть создана прочная конструкция;
• качественное выполнение, являющееся гарантией того, что конструкция сможет выдержать постоянные или временные нагрузки;
• важно выбирать материал, обеспечивающий надежность, прочность и устойчивость.

Данные правила должны быть выполнены вне зависимости от типа строительного объекта.

Виды ферм

Стропильным и подстропильным фермам отводится самая ответственная роль. Они могут иметь следующий вид:

• с параллельными поясами – это самые простые конструкции, применяются при индустриальном строительстве;
• полигональные фермы используют при достаточно больших пролетах и нагрузках, они обеспечивают снижение массы кровли;
• трапецеидальные используются при мягких, рулонных кровлях;
• треугольные фермы подходят для черепицы, кровельной стали, асбоцементных листов, волнистых материалов, которые требуют довольно крутых уклонов;
• ромбическая и полураскосная решетка.

Как выполнить расчет стропильной системы?

Частота обрешетки в зависимости от типа покрытия крыши.

При выполнении расчетов стропильных конструкций необходимо тщательно учитывать все нагрузки, разделяющиеся на три основные группы:

• постоянные, учитывающие вес кровельного “пирога”;
• временные, которые включают вес снега, людей, которые поднимаются на крышу для выполнения различных работ, ветровую нагрузку;
• особые, например, сейсмические.

Для определения снеговых нагрузок необходимо руководствоваться погодными условиями региона. Для этого пользуются такой формулой: S=Sg*μ, где Sg – расчетное значение веса снега на квадратный метр, а μ – это коэффициент, высчитывающийся по углу наклона крыши.

Для определения ветровой нагрузки учитывают такие показатели, как высота здания, тип местности, нормативы по ветровой нагрузке для региона. Все необходимые значения и данные можно найти в справочниках по строительным нормативам, там же располагаются и отдельные формулы, которые могут при этом понадобиться.

Конструктивные особенности стропильных ферм

Стропильная ферма – это совокупность конструктивных элементов, включающих стойки, обрешетки, раскосы. Конструкции узлов деревянных стропильных ферм крыши обладают высокой жесткостью и помогают создать качественную основу для крыши.

Основной задачей является грамотное распределение нагрузки на крышу и несущие стены. В качестве основного материала используется чаще всего дерево, но возможен альтернативный вариант, например, металлоконструкция.

Если длина пролета составляет более 16 метров, при возведении строительного объекта используются растянутые конструкции с металлическими стойками. На практике высокой популярностью используются комбинированные варианты (деревянные фермы с металлическими элементами).

Подстропильные балки и их особенности.

Подстропильные балки имеют свои особенности:

1. Изготавливаются подстропильные балки с использованием пучковой арматуры только предварительно напряженными.
2. Крепление балок и ферм к каркасу осуществляется с помощью болтов или сваривается стальными закладными деталями.
3. Расчет подстропильной балки осуществляется по схеме однопролетной, нагруженной распределенной нагрузкой от своего веса и в середине пролета сосредоточенной силой.
4. Для опор несущих конструкций покрытия балки и фермы на подстропильных конструкциях оснащены железобетонными консолями, либо стальными столиками.
5. Подстропильные балки и фермы крепятся к каркасу точно так же, как основные конструкции покрытия.

Верхние пояса балок подстропильных систем развязаны непрерывным диском профилированного настила покрытия.

Итак, правильно подобрав наиболее подходящий вид стропильных и подстропильных балок, их размер и сечение при возведении того или иного типа крыш, вы обеспечите надежность и устойчивость кровли на долгие годы.

Виды стропильных ферм

Перед тем, как выбирать материал и конструкцию стропильной фермы, важно учитывать ряд характерных признаков будущих стен. Конструкция металлических стропильных ферм чаще всего используется для возведения несущих стен.

Отличительные особенности создают классификацию с использованием следующих признаков:

• очертания поясов;
• оформление конструкции;
• статическая схема;
• вид решетки.

Оформление конструкции предполагает следующие виды:

1. Одностенные (легкие).
2. Двустенные (тяжелые).

Если постройка отличается большой высотой пролетов, используется тяжелый вид. Зачастую применяется при возведении строений промышленного типа.

Также существует классификация по типу используемого материала:

• деревянные;
• металлические;
• комбинированные.

Стропильная и подстропильная ферма

Стропильная и подстропильная фермы применяются при возведении скатных крыш. Это жесткие конструкции. Их предназначение состоит в передаче усилий от кровли на стены здания. Именно они принимают на себя ветровую и снеговую нагрузку.

Все фермы обладают относительно невысокой массой. Это положительно влияет на расход материала. Основные отличия между стропильными и подстропильными конструкциями заключаются в назначении и расположении.

Стропильные фермы представляют собой решетчатые металлические конструкции. Они передают усилия колоннам посредством опорных столиков и монтажных болтов. Все стропильные фермы одного пролета обладают одинаковыми размерами. Их верхний пояс очерчен по окружности. Обычно стропильные фермы используют при наличии пролетов 6, 12 и 18 м. С колоннами они соединяются с помощью шарнирных соединений. Их размещают друг от друга на расстоянии 6 м.

Решетки и пояса стропильных ферм изготавливают из уголков. Между собой их соединяют с применением фасонок из листовой стали. Часто используют изделия из проката с двутавровым сечением.

Подстропильные фермы также являются решетчатыми и имеют аналогичную конструкцию. Они соединяют колонны одного ряда. На них опираются стропильные фермы. В пределах высоты они сопрягаются с подстропильными элементами.

Подстропильные фермы располагают на колоннах в 12 м друг от друга в продольном направлении. Они применяются, если шаг колонн больше шага стропильных конструкций. Обычно подстропильные фермы длиной 12-18 м используют тогда, когда расстояние между крайними колоннами не больше 6000 мм, а между колоннами средних рядов – 12000 мм. Помимо этого подстропильные конструкции необходимы в зданиях с поперечно расположенными внутренними несущими стенами.

Подстропильные фермы имеют трапецеидальные контуры. Размеры соответствуют стропильным фермам. Верхние пояса подстропильных конструкций прикрепляют с помощью черных болтов к колоннам. При этом их опирают на монтажный столик, принимающий на себя вертикальное давление. Применяют подстропильные фермы в одноэтажных промышленных многопролетных зданиях.

Конструктивные отличия между стропильной и подстропильной фермами состоят в наличии у подстропильных элементов параллельных поясов и стоек. Они необходимы для фиксации стропильных частей кровли. Так, стойки на концах ферм выступают в качестве опор при монтаже крайних плит покрытия.

Как правильно выбрать форму?

Чтобы не ошибиться с выбором формы, важно обратить внимание на следующие аспекты:

• какой материал используется для изготовления кровли;
• какой угол наклона у крыши;
• есть ли перекрытия у потолка;
• специфические особенности вида соединений стропильной фермы.

Так, например, если угол наклона крыше выше 12 градусов и используется тяжелое покрытие, используется конфигурация треугольной формы.

Специфика металлических стропильных ферм

Стропильные фермы из металла помогают увеличить жесткость и надежность будущей конструкции. Оптимальное решение при устройстве стропильной фермы длиной более 10 метров. Сталь используют для изготовления стропил, коньковых опор, брусьев мауэрлата. Процесс укладки осуществляется при помощи швеллера.

Стальные фермы имеют ряд следующих преимуществ:

• высокая прочность материала;
• стойкость;
• не разрушается и не гниет;
• длительный срок эксплуатации;
• удобство в использовании.

Однако важно учитывать тяжелый вес конструкции, придется использовать специализированную технику, чтобы поднять ферму на нужную высоту, высокая цена.

Монтаж

Чтобы ознакомиться на примере со спецификой возведения конструкции, предлагается рассмотреть монтаж односкатной кровли:

1. Просчитывается перепад стен по формуле Ш*tgL.
2. Заготовка стропил. Если используется дерево, материал обязательно обрабатывается антисептическим средством.
3. Устанавливается мауэрлат. Толщина балки должна совпадать с толщиной стен. Чтобы создать качественную гидроизоляцию, необходимо прикрепить ее как можно крепче. Важно контролировать, чтобы опорная балка находилась строго в горизонтальном положении.
4. На мауэрлате вырезают отверстия для стропильных ног и обозначаются места для дальнейшей установки.
5. Укладка ферм осуществляется таким образом, чтобы выступ на поверхности балки составлял 30 см. В качестве крепежных элементов используются скобы и болты.
6. Установка подпорки и монтаж обрешетки. Важно отметить, что если длина обрешетки превышает 4,5м, то подпорки являются обязательными для установки.

На данном этапе можно процесс считать завершенным. В зависимости от выбранного вида конструкции кровли, могут присутствовать отличительные особенности и своя специфика.

Типы железобетонных балок

Предприятие-изготовитель утверждает производственно техническую документацию, которая регламентируется ГОСТом и определяет порядок изготовления стропильных и подстропильных конструкций на заводах ЖБК.
ГОСТ20372-90 подразделяет балки на следующие основные типы:

• БСП –стропильные железобетонные с параллельными поясами
• БСО –стропильные односкатные
• БСД –стропильные двухскатные
• БП –подстропильные

БСП – двутавровой или Т-образной формы, длинной 6, 9 и 12 метров.

БСО – с уменьшенной по высоте продольной частью по отношению к опорам длинной 6, 8, 9 и 12 метров.

БСД – с различными видами скатов продольной части длинной 12 и 18 метров.

БП – прямоугольные трапецеидального сечения длинной 6 метров, или двутавровой двухскатной конструкции длинной 12 метров.

Для монтажа и подъема балки изготавливаются со строповочными отверстиями или монтажными петлями. Для закрепления элементов покрытия на верхней полке предусмотрены закладные детали.

Закладные элементы, расположенные на нижней стенке и полке балки, предназначены для закрепления направляющих путей различного подвесного транспорта.

Арматура для изготовления стропильных и подстропильных железобетонных конструкций должна быть предварительно напряженной, для отдельных типов допускаются исключения предусмотренные ГОСТом.

Характеристики балок по фактической прочности бетона, морозостойкости, водонепроницаемости, величине толщины слоя бетона для защиты от арматуры, защите от коррозии должны соответствовать требованиям ГОСТ 13015.0.

По величине жесткости, силе прочности, и устойчивости к образованию трещин железобетонные балки должны соответствовать расчетам и требованиям, установленным при проектировании.

Положение, а также размеры и форма всех закладных и арматурных конструкций, определяется соответственными указаниями рабочих чертежей и регламентируется требованиями ГОСТа 10922.

На концы напрягаемой арматуры должен быть нанесен защитный слой цементно-песчаного раствора для битумного лака. Они могут выступать за торцевые поверхности балки не больше чем на 10 мм.

Все знаки и маркировочные надписи должны располагаться на боковой или торцевой грани.