Итак, пришло время ферм, и нет это не ошибка. Делаются они именно сейчас. До стен.
Почему фермы, ведь обычная стропильная система проще, а 10 метров — это не так много?
Тут ответ очень простой. Нужно перекрыть 10 метров, но без опоры на какие-либо внутренние стены.
В силу того, что угол кровли небольшой, а стены длинные, то никакой вариант распорных стропил даже не имеет смысла рассматривать, стены сломает, никакой венцовый армпояс не выдержит. (давление даже для третьего снегового района более 3 тонн на метр стены)
Собирать же вот такую систему или любую ей подобную не имеет никакого смысла.
Во-первых, потребует использования бруса сечением 100х(200-300), а когда у вас нет внутренних опорных стен, то этот квест становится очень и очень сложным, и при этом надо как-то решать вопрос с потолком.
В общем нужно делать ферму.
Потому что только сейчас есть прекрасное место для сборки ферм, где ничего не помешает их собрать. Это временный пол дома. Вся его площадь в распоряжении. Не надо ничего придумывать и искать, где их собирать.
Но всё же. Фермы это сложно, мутно и дорого, не проще ли сделать несущую стену?
С одной стороны, это так и есть. Обычную стропильную конструкцию может собрать без всяких расчётов почти кто угодно. Достаточно приехать почти на любую стройку и увидеть, как гости из средней Азии собирают крыши.
Фермы же это сложнее. Их обязательно надо рассчитывать, как саму ферму, так и узлы соединения. Так же их ну очень желательно изготавливать одинаковыми, с погрешностью в несколько миллиметров что тоже не просто. Если же их покупать, то они совсем не дёшевы.
В данном проекте сделан не только расчёт самих ферм и узлов, но также продумана технология изготовления ферм на строительной площадке.
Расчёты. (часть скучная)
С крышей ситуация весьма отличается от пола. Там нагрузка в целом понятная и статистически одинаковая, независимо от того, где будет построен дом. Ту же ситуация совсем иная есть снеговые районы. И если в первом снега чуть да маленько 50 кг/м2, то в восьмом его 400 кг на м2.
Сразу надо сказать о ограничении. Варианты крыши в проекте посчитаны только для 1-6 снегового района. 7-8 нужно считать дополнительно.
Вот так выглядит ферма для данного дома.
Это комбинированная ферма. Где верхняя часть — это сама ферма отвечает за нагрузку, а нижняя часть служит для увеличения толщины утепления.
Базовый расчёт фермы произведён для третьего снегового района. С снеговой нагрузкой 150 кг/м2, а с учётом коэф. надёжности 1,4
150*1,4=210 кг/м2 для шага ферм 1 м.
расчёт фермы проверен по трём вариантам загружения.
Результаты выглядят следующим образом.
Здесь сразу можно обратить внимание на красные зоны. Все они связаны с гибкостью и устойчивостью, это обусловлено тем, что программный модуль "декор" в scad office умеет задавать раскрепление для ферм только в узлах.
Если же считать элемент фермы отдельно с должным раскреплением, то все «перегрузки» исчезают.
Вот расчёт для элементов верхнего пояса. Где в расчёте «перегрузка» по одному из параметров в 3,167 раза. Стоит раскрепить с нужным шагом как все проблемы исчезают.
Итог. Для дома в третьем снеговом районе такие фермы с шагом один метр полностью подходят.
Хотя многих может удивить что в ферме используется только доска 100х50.
Такой же шаг ферм применяется и в 1-2 снеговом районе. По идее там шаг можно делать значительно реже, но тогда возникают проблемы как с обрешёткой кровли, так и с подшивкой потолка, она начинает слишком сильно прогибаться и требуется увеличения сечения доски, что делает невыгодным увеличение шага.
Для 4-5-6 района проблема нагрузки решается уменьшением шага ферм.
· 210/280=0,75 м для 4 района.
· 210/350=0,6 м для 5 района.
· 210/420=0,5м для 6 района.
В принципе можно использовать данные фермы и для 7-8 районов ещё уменьшив шаг, но это уже становится экономически нецелесообразным, появляется перерасход материала. Правильнее сделать перерасчёт.
Крепление узлов ферм.
Как я говорил выше. В узлах ферм бывают значительные нагрузки. В этой ферме они достигают 3,7 тонн. Поэтому делать их как обычно, на глаз никак нельзя.
Крепление узлов выполняется с помощью двойных накладок из ФСФ фанеры 21 мм толщиной, а так же из обычной доски тёса 100х25, где это возможно. Расчёт здесь учитывает два момента. Это и необходимое сечение накладки. И нужное количество гвоздей для крепления. Расчёты в статье не привожу в силу их ненаглядности. Подробнее об узлах крепления будет в следующем посте.
Собственно, на этом всё, что касается расчётов.
В следующем посте я расскажу, как просто и легко собрать эти фермы на строительной площадке, из обычной обрезной доски, даже без использования торцевой пилы.
Обновления сметы и проекта не производилось, добавление будет при публикации следующего поста.
P.S. Проект и смета выкладывается по адресу https://universal-house.ru
Копии статей, для тех, кому удобнее читать на других ресурсах:
Анонсы статей выходят в Телеграм: https://t.me/universal_house
Видео по строительству дома будет на YouTube https://www.youtube.com/@universal-house (начало стройки май 2023)