Калькулятор стропильной фермы

И ферма, и висячие стропила образуют треугольник из двух наклонных ног и нижней затяжки, поэтому принцип работы одинаков. В ферме пояса собирают из досок с нагелями или зубчатыми пластинами и ставят с шагом 0,9–1,5 м, а в простых висячих стропилах затяжка идёт под каждой парой ног. Фермы удобны для пролётов более 8 метров и позволяют собирать треугольники на земле с последующим подъёмом. Усилия в обоих случаях определяются одинаково: изгиб пояса и растяжение затяжки.

Фермы из досок обычно расставляют с шагом 0,9–1,5 м, оптимальным считается шаг около 1 метра при тёплой кровле с утеплителем. Шаг 1,5 м применяют под лёгкие холодные кровли, шаг меньше 0,9 м увеличивает число ферм и расход пиломатериала. При шаге более 1,2 м между фермами приходится усиливать прогоны под кровлей. С увеличением шага растёт полоса нагрузки на одну ферму, а с ней — сечения поясов и затяжки.

Распор фермы уменьшают тремя способами: увеличивают угол наклона верхнего пояса, уменьшают шаг ферм или сокращают пролёт. Угол 45 градусов даёт высоту фермы больше, чем угол 30 градусов, поэтому распор при той же нагрузке снижается более чем вдвое. Уменьшение шага ферм с 1,2 до 0,9 метра снимает с каждой фермы четверть нагрузки. Можно также поставить две доски в затяжку или подобрать древесину 1-го сорта с более высоким сопротивлением растяжению.

Для треугольных ферм из досок обычно принимают угол наклона пояса от 30 до 45 градусов. При 45 градусах распор минимален, но расход пиломатериала и высота фермы растут, что увеличивает объём чердака. При 30 градусах ферма ниже и экономичнее по материалу, зато распор и усилие в затяжке заметно больше. Выбор угла делают по балансу между допустимой высотой помещения, снеговым районом и стоимостью пиломатериала.

Пояс можно стыковать, если стык расположен вне зоны максимального изгиба, то есть не в середине пролёта, а ближе к опоре. Стык выполняют внахлёст на деревянных накладках или металлических зубчатых пластинах с перекрытием не менее двух высот сечения. Ослабленное место проверяют на сжатие и изгиб как цельный элемент с коэффициентом условий работы. Длину доски ограничивают стандартным сортаментом пиломатериала длиной до 6 метров.

При пролётах более 12 метров одиночный треугольник из досок становится неэкономичным, потому что сечения поясов резко растут. В таких случаях пролёт разбивают промежуточными стойками, переходят на наслонную схему с коньковым прогоном или добавляют в ферму раскосы и шпренгели. Другой вариант — собрать ферму с подъёмом нижнего пояса в виде ломаной линии, что снижает изгиб пояса. Для ответственных пролётов свыше 12 метров расчёт поручают проектировщику.