Залізобетонна ферма: опис, види, визначення розмірів, особливості монтажу

У статті ми поговоримо про залізобетонні ферми різної довжини. Завершальний момент спорудження будівлі або споруди – це монтаж даху. Цей основний елемент, він є головним для забезпечення безпеки будівлі. Крім того, дах надає пряме вплив на комфортне перебування мешканців будинку або персона (якщо мова йде про промислове спорудження). Несучими елементами покрівлі досить часто виступають залізобетонні та кроквяні ферми. З їх допомогою вдається перерозподілити основний і додатковий вага на стіни споруди.

Чому важливо проводити розрахунки?

Якщо врахувати той факт, що функції підкроквяних і залізобетонних кроквяних ферм 18 м довжини дуже важливі в конструкції будівлі, то необхідно максимальною серйозністю і ретельністю підійти до розрахунку, проектування і монтажу.

Невелика неточність може позначитися на міцності всього будинку. Та експлуатація його навряд чи буде можлива.

При розрахунках слід враховувати такі дані:

Снігові райони	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Sg, кПа (кгс/м2)	0,8 (80)	1,2 (120)	1,8 (180)	2,4 (240)	3,2 (320)	4,0 (400)	4,8 (480)	5,6 (560)

Максимальна надійність і міцність у елементів, які виготовляються з залізобетону. Але є один мінус – монтаж залізобетонних ферм 18 м завдовжки дуже складний, так і сумарна маса конструкції дуже велика. Складність проведення монтажних робіт – це момент, який обмежує використання крокв такої конструкції. Як правило, ферми такого типу можна зустріти в звичайних випадках. Наприклад, якщо потрібно побудувати одноповерхова споруда великої площі.

На що спиратися при розрахунках?

Не варто думати, що розрахунки проводяться просто і ніяких «підводних каменів» немає. Доведеться обзавестися чималим багажем знань, щоб здійснити проектування. При роботі потрібно спиратися на ГОСТ 20213-89, який поширюється на залізобетонні ферми 12 м і іншої довжини.

Зверніть увагу на те, що не можна упускати навіть самі незначні моменти. Бо в підсумку ви побічно або прямо повлияете на те, які характеристики будуть у готового виробу. З цієї причини потрібно всі розрахункові роботи проводити в момент проектування. Причому рекомендується довірити це професіоналам, адже не можна упускати навіть найменші деталі. Важливо враховувати не тільки вибір конкретного варіанта крокв, а й дрібних елементів з’єднання.

Які фактори треба врахувати?

При проведенні розрахунків кроквяних і підкроквяних залізобетонних ферм потрібно спиратися на такі фактори:

1. Загальна маса всієї конструкції. До неї відноситься маса системи крокв і покриття.
2. Масу періодичних навантажень. До них відносять кліматичні явища, а також випадкові (наприклад, можливе ходіння людини).
3. Маса додаткових навантажень, які можуть виникати при експлуатації будівлі (наприклад, сніг, дія вітру, та ін.).

Точність при розрахунках дозволить значно заощадити на будівництві. Але ви ще й зробите максимально захищений об’єкт, на який не зможуть впливати різні негативні фактори.

Для того щоб виготовити ферму, потрібно використовувати виключно високоточне обладнання. Важливо, щоб воно було здатне виконати потрібну роботу з мінімальною похибкою. В процесі монтажу кроквяної системи важливо здійснювати надійне кріплення всіх елементів, щоб не втратити стійкість конструкції.

Кроквяні залізобетонні елементи

Існує велика кількість конструкції залізобетонних ферм, у них різний зовнішній вигляд. Також можна знайти відмінності у використовуваних для виготовлення матеріалах, способів обпирання на стіни. За допомогою таких конструкцій можна без праці побудувати будівлі, в яких досить великі прольоти – понад 24 м. тип покрівлі може бути малоуклонным або скатних. На покритті можна використовувати ліхтарі. Потрібно відзначити, що такі залізобетонні конструкції краще всього використовувати при будівництві промислових приміщень, складів, ангарів.

Переваги подібних споруд наступні:

1. Дуже висока міцність будівлі в цілому і окремих елементів.
2. Не впливають низькі температури на матеріал.
3. Пожежна безпека.
4. Висока ступінь жорсткості.
5. Висока стійкість до впливу агресивного середовища будь-якого типу.

Але можна і недолік виділити – складно змонтувати, так як у конструкції велику вагу. Але це незначний мінус, так як його затьмарюють всі переваги, перераховані вище.

Як виготовляються ферми

Для виготовлення використовується важкий або легкий бетон (конструкційний тип). Зазвичай для виготовлення ферм застосовують керамзитобетон і аглопоритобетон. Виготовлення проходить в спеціальних камерах-стендах, які мають декілька (іноді всього один) ярусів. На цих ярусах проводиться монтаж сталевих форм з сорочкою парового типу. Обов’язково потрібно здійснювати правильний розрахунок залізобетонних ферм. Це вплине на всі характеристики будови.

Для того щоб створити стійки і розкоси, які закладаються безпосередньо при армуванні, потрібно використовувати вібростіл. На ньому повинні бути спеціальні касетні форми. Верхній пояс армування – це прості стрижні, нічого складного в конструкції немає. Але нижній пояс – це високоміцний дріт діаметром 5 мм, зібрана в спеціальні струнопакеты.

Щоб здійснити натяг цих струнопакетов, потрібно використовувати гідродомкрати. Як тільки натянутся пакети, можна починати заливку бетонного розчину. Через 2-3 години можна ферму піддавати термічній обробці. Зверніть увагу на те, що на кожному етапі потрібно здійснювати контроль якості натягу струнопакетов.

Процедура маркування виробів

Для того щоб виконати маркування готового виробу, використовують цифри і букви. Пишуть їх через дефіс. Букви – це тип і розмір заготовки, цифри можуть відображати різні характеристики, наприклад:

1. Несучу здатність конструкції.
2. Додаткові дані.
3. Марку бетону, який використовується при виготовленні.

Літерами також може відображатися проникність бетону. Це характеристика, яка показує пристосованість конструкції до експлуатації при різних агресивних умовах, наприклад:

1. Літера «П» у маркуванні говорить про те, що у вироби знижена пристосованість.
2. Буква «Н» відображається в тому випадку, якщо нормальна пристосованість.
3. У виробів, що витримують сейсмічну активність до 8 балів, буде буква «У» у маркуванні.

Особливості конструкції ЗБВ

Ферма – це, по суті, «скелет» даху. Саме вона дозволяє виконати обриси майбутньої конструкції. Щоб надати каркасу жорсткість, міцність, стійкість, необхідно виготовляти ферми з застосуванням великої кількості армованих матеріалів і сталі. В результаті цього істотно ускладнюється схема виробу. Тільки подібні конструкції зможуть забезпечити збереження всієї споруди навіть при впливі екстремальних погодних явищ.

Але, незважаючи на це, велика частина виробників прагне до того, щоб зменшити масу готового виробу. При цьому міцність, як розумієте, не страждає, адже використовується бетон легких марок. У результаті виходить зменшити масу ферми, але не втратити при цьому міцність.

Конструктивні особливості ферм

Традиційний компонент будь ферми, виготовленої із залізобетону – це арматурна сталь. Вона досить легко протистоїть корозії. Тому висока вологість і низька температура не зможе навіть незначно вплинути на міцність покрівельної конструкції. Контур ферми – це два пояси, які працюють на вигин. Решітка – це розкоси і стійки, які відповідають за зусилля, діюче по осі. Можна виділити наступні різновиди ферм:

1. Сегментні залізобетонні ферми. Для них характерною рисою є наявність раскосной решітки і очерчивающего пояса.
2. Полігональні – пояси знаходяться розташовані паралельно або у вигляді трапеції.
3. Безраскосние арочні – відрізняються наявністю жорстких вузлів.
4. Розкосів арочні – мають криволінійний верхній пояс і решетування.

Досить часто можна зустріти таке, що залізобетонні ферми з покриттям полігонального типу і рівними елементами на верхньому поясі замінюються сегментними. Цей варіант виявляється більш вигідним з економічної точки зору. Також можна провести таку класифікацію ферм:

1. Типові.
2. Розкосі.
3. Безраскосые.

Де застосовуються ферми

Можна виділити кілька сфер застосування різних типів залізобетонних ферм 24 м і іншої довжини для виготовлення кроквяної системи споруди:

1. При виготовленні малоуклонной покрівлі краще всього використовувати безраскосние ферми. У верхньому поясі рекомендується встановлювати додаткові стійки. Як правило, такі будівлі мають велику кількість комунікаційних систем. Відстань між двома сусідніми фермами – 6 або 12 метрів.
2. При будівництві однопролетного будівлі (при відсутності опалення) краще всього використовувати безраскосние конструкції.
3. Скатної покрівлі типу краще всього оснащувати безраскосными сегментними або розкосими каркасами.

Якщо планується перекривати рулонним матеріалом одноповерхові будівлі з декількома проходами, краще скористатися типовими виробами з залізобетону.

Існує велика кількість варіантів, але давайте детальніше поговоримо про те, як вони позначаються:

1. ФБС – безраскосние ферми, використовувані для виготовлення скатної покрівлі.
2. ФС – вироби раскосного типу, що застосовуються також на покрівлях скатної типу.
3. ФП – вироби, які використовуються як плитное покриття. Довжина матеріалу така ж, як у прольоту.
4. ФПН – для конструкції покрівлі, у якій малий кут нахилу стійки преднапряжены.
5. ФПМ – застосовується на покрівлях з низьким кутом нахилу без попереднього напруження.
6. ФБМ – вироби безраскосного типу, які використовуються на скатних дахах з малим ухилом.
7. ФТ – безраскосние типи ферм трикутного обрису.
8. ФПС – найчастіше їх можна зустріти на дахах скатної типу.

Що враховувати при установці?

Перш ніж проводити встановлення таких конструкцій, потрібно точно порахувати, яка у будівлі несуча здатність. Кріплення повинно проводитися до закладних елементів на несучих стінах або колонах. Врахуйте той факт, що не можна починати монтаж, поки не переконаєтеся в тому, що якість і розміри всіх елементів відповідають нормі.

При роботі потрібно використовувати зварювання – з її допомогою здійснюється з’єднання опор і закладних елементів. До опор також потрібно приварювати прогони з металу, з їх допомогою ви досягнете оптимального значення жорсткості каркаса. Ферма може бути такого типу:

1. Арочної (раскосной і безраскосной).
2. Сегментною.
3. Полігональної.

Вся процедура виготовлення повинна бути здійснена в повній відповідності з ГОСТом. При цьому треба спиратися на основні характеристики виробів:

1. Міцність бетону, що використовується при виготовленні.
2. Щільність бетону.
3. Реакцію на дію низької температури.
4. Марку сталі й елементи армування.
5. Реакцію на вплив корозії.
6. Діаметр шару, який огортає арматуру.

Незважаючи на те що у конструкцій високі міцнісні характеристики, їх навряд чи зустрінете в приватному будівництві. Причина в тому, що монтаж дуже складний і сумарна маса надто велика. Дуже часто вироби з залізобетону можна зустріти на спорудах, які мають довжину понад 18 метрів. При цьому крок між фермами становить 6..12 м.

У тому випадку, якщо проліт не більше 18 метрів, доцільніше застосовувати балки. Але якщо намічається прокладка великої кількості елементів систем комунікацій, які будуть розташовані в каркасі, то все ж варто віддати перевагу виробам із залізобетону.

У випадку якщо ви плануєте побудувати будинок, у якого проліт буде більше 30 м, потрібно врахувати сумарну масу покрівлі. А адже цей параметр буде досить великим. Раціональніше виявиться розбивати всю конструкцію ферми на блоки. Але є недолік такого способу – вартість проведення робіт збільшиться в рази. Навіть будівництво з використанням залізобетонних ферм 24 м завдовжки буде менш затратно.

Якщо подивитися на все з боку співвідношення якості і ціни, то оптимальним варіантом виявиться використання арочних або сегментних конструкцій. На них майже немає зміни зусилля на поясах. Але потрібно зазначити і те, що висота опори не дуже велика. В результаті можна добитися істотного зменшення маси споруди.

Будівництво з використанням ферм

Найпростіший варіант будівництва – це установка безраскосной арочної ферми. У неї досить просто відбувається армування вузлів. Весь простір, що виходить зсередини, без праці можна заповнити відводами для різноманітних систем комунікацій. Дуже часто це виконують при будівництві плоских, малоуклонних і похилих конструкцій.

Для виготовлення ферм необхідно використовувати марку бетону В30-В60. У нього висока міцність, а маса виходить досить низькою. В нижньому поясі використовуються канати з арматури, стрижні, міцна дріт.

При виготовленні армування допускається використовувати каркас з легкої дроту. Він дозволить уникнути утворення тріщин при експлуатації споруди. Для зручної обтискача нижнього пояса краще всього застосовувати каркаси не більше 3 м.

Для того щоб виконати армування компонентів верхнього пояса та решітки, потрібно використати каркас з арматури зварного типу. Вони повинні встановлюватися в опорних вузлах. При цьому збільшиться міцність всього каркаса в похилих перерізах. Для посилення проміжних вузлів на поясах використовуються набори стрижнів товщиною 6..10 мм з кроком 100 мм Саме вони і складають каркас зварного типу.

Для перевезення вже готової конструкції використовується спеціальна техніка, наприклад, фермовоз ФКП-16. Так як відбувається збільшення зростання попиту на сталеві конструкції полегшеного типу, неминуче падає попит на ЗБВ. Але, згідно протипожежним вимогам, у своєму роді кращими є ж/б ферми.