Pentru orice acoperiș înclinat este necesar un sistem de elemente portante. În caz contrar, acoperișul fie nu va ține deloc, fie se va prăbuși în viitorul foarte apropiat. Acel „corset”, care preia sarcina din materialul de acoperire în sine și încărcările care acționează asupra acestuia, se numește structuri de ferme. Despre de ce sunt necesare și cum sunt calculate - mai târziu în articol.
Puteți alege un material de acoperiș de foarte înaltă calitate și frumos pentru casa dvs., dar fără un cadru adecvat nu va fi posibil să îl instalați. Acest cadru se numește sistem de ferme, și este construit pentru orice tip de acoperiș înclinat.
Chiar dacă acoperișul are o singură pantă, învelișul este atașat structurii de susținere, care, de regulă, în acest caz este reprezentată de căpriori stratificați orizontal care se sprijină direct pe pereții fațadei.
Informații importante! Sistemul de fermă este un set de elemente portante ale acoperișului care percep greutatea materialului de acoperiș și sarcinile atmosferice pe acesta și transferă aceste forțe structurilor de susținere ale clădirii. Este alcătuit din căpriori, elemente de legătură și armare, structuri sub-capriori și șipci.
Deoarece structura acoperișului va prelua nu numai greutatea materialului de acoperiș, ci și sarcinile vântului, iar iarna - masa de zăpadă culcată, aceste efecte sunt imediat incluse în calculul puterii necesare a elementelor de susținere.
În general, din factorii care determină structura sistemului de ferme, putem distinge:
- material de acoperiș
- Sarcina normativă de zăpadă pentru o zonă dată
- Respectarea cerințelor de rezistență la foc
- Înclinarea acoperișului
- lungimea travei
- Considerații de durabilitate
- Caracteristicile soluției arhitecturale
- Material selectat pentru dispozitivul de sistem
- Prezența unui pod
Materialul folosit pentru structurile de susținere a acoperișului este foarte important. La urma urmei, toată lumea materialul acoperișului are propriile caracteristici de rezistență, greutate, rezistență la coroziune, care nu pot decât să afecteze parametrii de proiectare.
Fabricarea sistemului de ferme este realizată din:
- copac
- metal
- Beton armat
- Combinații de lemn și metal
Structurile din beton armat nu și-au găsit prea multă utilizare în construcțiile rezidențiale din cauza greutății lor mari, a dificultăților de instalare și a lipsei de flexibilitate în soluțiile arhitecturale.
De regulă, structurile sistemelor de ferme din beton armat sunt utilizate în construcția clădirilor industriale și publice de o suprafață mare, iar plăcile de beton armat sunt folosite ca acoperire.
Sistemele metalice sunt din ce în ce mai utilizate, în special pentru acoperișurile cu configurații complexe. Este mai ușor să le dai aproape orice formă, sunt durabile și au o mare rezistență.
Dezavantajele lor includ:
- Nevoia de echipamente speciale la fața locului sau fabricație în fabrică
- Greutate mare
- Cost relativ ridicat
Cel mai comun material pentru fabricarea structurilor de acoperiș portante este încă lemnul. Vă permite să îndepliniți toate cerințele pentru acoperiș, iar problemele apar numai în cazul unei forme deosebit de sparte sau a unei greutăți excesive a materialului de acoperire.
Deoarece căpriorii au fost fabricați din cherestea de secole, proprietățile acestui sistem sunt bine studiate și previzibile, iar tehnologia de fabricație a fost elaborată până la cel mai mic detaliu.
În construcția de locuințe private, structurile din lemn sunt utilizate în marea majoritate a cazurilor.
Structurile mixte metal-lemn sunt, de asemenea, o raritate în construcția de locuințe individuale din cauza dificultăților de fabricație și instalare.
De regulă, partea superioară a unor astfel de structuri, care lucrează în compresie, este realizată din lemn, iar partea inferioară, supusă forțelor de tracțiune, este realizată din metal.
De regulă, acest tip de sistem este utilizat în construcția de structuri mari cu o deschidere semnificativă (15-20 m) - piscine, întreprinderi industriale și agricole.
Termeni care desemnează diferite elemente ale sistemului de ferme:
- Piciorul de căpriori este elementul principal al acoperișului, care preia sarcina din materialul de acoperiș și o transferă pe structurile de susținere ale clădirii - pereți sau coloane. Servește pentru fixarea cutiei pe care este instalată acoperirea
- Mauerlat (grindă de căpriori) - o chingă de lemn care trece de-a lungul vârfului pereților clădirii, pe care se sprijină căpriorii
- Strut - un strut între coardele superioare și inferioare ale sistemului de ferme, care lucrează în compresie
- Rack (suport) - un element de putere prin care structura fermei transferă presiunea de la picioarele căpriorului către structurile interne portante (pereți sau coloane)
- Alergați - o grindă așezată de-a lungul suporturilor, pe care se sprijină picioarele căpriorului, inclusiv - și în acele locuri în care nu există suporturi
- Culcat - o bară așezată de-a lungul pereților sau coloanelor interiori portanti, luând sarcina din rafturi, inclusiv în acele zone în care nu există o structură de capital (în cazul coloanelor)
- Strut - un element care funcționează în compresie și previne prăbușirea și deplasarea spre interior a barelor și rafturi
- Puff (bară transversală) - un element care percepe sarcina picioarelor căpriorului într-un plan orizontal
În cazul căpriorilor agățate, la structură se mai adaugă două elemente: șapa 2, care împiedică picioarele căpriorii să se „despartă” sub greutatea acoperișului, și capul 4, care arată ca un suport, dar funcționează pe un principiu diferit.
Struts 5, sub acțiunea greutății acoperișului, întind capul și acesta, la rândul său, transferă această forță șapei, compensând în același timp întinderea acesteia din urmă.
Căpriori
Există două scheme general acceptate pentru organizarea sistemului de ferme al unui acoperiș înclinat. Prima dintre acestea este o structură de ferme stratificată.
Se folosește la organizarea acoperișurilor pentru clădiri relativ mici, cu dimensiuni de deschidere (distanța dintre structurile de susținere):
- până la 6 m - fără instalarea de suporturi interne (rack-uri)
- până la 12 m - cu instalarea unui rack pe structurile de susținere (mai mult, rack-ul nu este instalat neapărat exact în centrul sistemului de ferme - poate fi deplasat asimetric pe unul dintre pereți)
- până la 15 m - cu instalarea a două suporturi
Acest tip de căpriori se numește stratificat, deoarece sunt suprapuse deasupra Mauerlatului și, de asemenea, dacă există o grindă de creastă (run) - un element longitudinal care conectează vârfurile tuturor fermelor de ferme.
Ferma - un singur element al sistemului, constând dintr-o pereche de căpriori și elemente de susținere / legătură între ele. Acest sistem este montat în clădiri de lățime mică, sau cu structuri portante în interior.
O trăsătură caracteristică a căpriorilor stratificati este greutatea redusă a structurii și consumul redus de cherestea.
De asemenea, acestea (mai ales în absența rafturilor) sunt convenabile pentru organizarea podelei mansardei, deoarece nu au elemente paralele cu tavanul la o înălțime mică.
SFAT! Nu folosiți căpriori stratificati (în orice caz, într-o formă „pură”) pentru acoperișuri din materiale grele de acoperire, în special minerale (plăci, tablă de azbociment, ardezie). Acest lucru va necesita utilizarea de cherestea și scânduri de secțiune mare, precum și instalarea de pante puternice, rafturi, bare transversale.
căpriori agățați
Al doilea tip este o structură de căpriori suspendată.Se numește astfel deoarece capetele căpriorilor se sprijină doar pe pereții exteriori portanți, fără suporturi intermediare în interiorul clădirii.
Deoarece, sub acțiunea greutății acoperișului pe picioarele căpriorii, pe pereții clădirii apar sarcini de spargere, căpriorii sunt furnizate cu un cuplaj, care compensează forța rezultată.
Dacă este necesar, se folosesc elemente auxiliare - lonjeroane, bunici și rafturi. Cu ajutorul căpriorii suspendate, se pot crea întinderi de până la 20 m lungime și chiar mai multe.
Opțiuni combinate
În cazul unei forme deosebit de complexe a acoperișului sau al utilizării materialelor grele de acoperire, se folosesc structuri combinate de ferme - ferme speciale.
Ele pot fi realizate sub forma unui singur tip de construcție (stratificată sau suspendată), sau pot include o combinație a ambelor în diferite părți ale fermei.
Există, de asemenea, acoperișuri în care alternează agățate „curate” și ferme stratificate: cele stratificate sunt folosite în acele locuri în care structura de susținere trece sub acoperiș, iar cele suspendate - în acele puncte în care nu există.
Acest lucru vă permite să distribuiți uniform sarcina și să creați pante de dimensiunea și lungimea necesară, fără a depăși forma de acoperiș selectată.
Informații importante! Atunci când se organizează un acoperiș cu frontoane, fără greșeală, ferme de orice design sunt conectate de-a lungul acoperișului cu porțiuni de-a lungul fiecărui rând de căpriori sau prin pansamente diagonale ale ferme din vecinătate.
Este posibilă fabricarea structurilor de ferme pe șantier, direct în timpul instalării sistemului de ferme, asamblarea la sol, urmată de ridicarea până la acoperiș, sau în producția din fabrică.
Ultimele două opțiuni sunt atractive datorită realizării preciziei geometrice a tuturor blocurilor, dar instalarea pe loc vă permite să țineți cont de toate nuanțele acestui acoperiș special.
Pasul capriorilor este esențial - distanța dintre fermele adiacente. Acesta variază între 0,8–2 m și depinde de tipul de ferme, secțiunea căpriorului și materialul de acoperiș și este determinat prin calcul.
Următorul tabel poate ajuta la determinarea pasului:
Arborele are nevoie de protecție
Deoarece cheresteaua are o stabilitate biologică relativ scăzută, este higroscopică și predispusă la degradare și deteriorare de către dăunători și este foarte combustibilă, are nevoie de protecție.
Sub rezerva unor reguli simple, puteți fi sigur că repararea structurii fermei nu va fi necesară pentru întreaga perioadă de funcționare a acesteia (conform standardului - 50 de ani).
Protejarea acoperișului de îmbătrânirea prematură constă în următoarele măsuri:
- tratament cu antiseptice, impregnări hidro- și ignifuge
- instalarea de garnituri de impermeabilizare la punctele de contact dintre lemn si metal sau materiale de perete
- prevenirea scurgerilor pe acoperiș
- menținerea siguranței straturilor de barieră hidro și vapori ale acoperișului
- asigurarea unei ventilații adecvate a spațiului de sub acoperiș
Cadrul de susținere al acoperișului este cel mai important element al clădirii. Atât atmosfera din interior, cât și viața structurii în sine depind în mare măsură de fiabilitatea acesteia.
Prin urmare, fie că sunt alese structuri clasice din lemn pentru casă, fie metal mai exotic, acoperișul necesită un calcul atent și nu mai puțin o instalare de înaltă calitate.
Te-a ajutat articolul?