Ферма из профильной трубы пролет 12 метров - Дачный сезон
51 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ферма из профильной трубы пролет 12 метров

Ферма 12 метров

Ферма металлическая 12 м

Варианты конструкций ферм
Особенности конструкции
Как рассчитывается ферма из стальной профильной трубы
Арочная ферма – пример расчета
Профильная труба для строительства ферм – требования к материалу
Полезные советы — как сварить правильно

Используя профильные трубы для строительства ферм, можно легко создать конструкцию, которая способна выдержать значительные усилия. Подобные конструкции отличаются легкостью и подходят для постройки зданий, строительства каркасов под дымоходы, монтажа опор под кровли и козырьки. Формы и габаритные размеры ферм зависят от назначения конструкции и ее применения, независимо от того, домашнее это хозяйство или промышленный объект. В этой статье мы расскажем о том, как произвести правильный и точный расчет фермы из металлической профильной трубы. Если этого не сделать, то конструкция вряд ли выдержит необходимые нагрузки.

Варианты конструкций ферм

Металлические конструкции из профильных труб характеризуются проведением масштабных работ, но они гораздо экономичнее и легче ферм, сооруженных из сплошных материалов. Профильные трубы получают из круглых труб по технологии горячей или холодной прокатки. В результате имеются трубы, напоминающие в поперечном разрезе различные геометрические фигуры, такие как прямоугольник, квадрат, многогранник, овал, полуовал и так далее. Для строительства фермы больше подходят квадратные трубы, поскольку они прочнее из-за наличия двух одинаковых ребер прочности.

Ферма – это конструкция из металла, которая характеризуется наличием верхнего и нижнего уровней, которые соединяются в виде решетки. Причем соединения не могут носить произвольный характер, а их количество рассчитывается по определенной формуле.

В конструкцию решетки входят:

  • стойки, установленные вертикально;
  • раскосы (подкосы), установленные под углом по отношению к стойкам;
  • шпренгели (вспомогательные подкосы).

Фермы, в основном, предназначаются для соединения пролетов различного хозяйственного назначения. Благодаря наличию таких элементов как раскосы, они выдерживают значительные нагрузки без деформации даже при перекрытии больших по длине пролетов.

Как правило, фермы изготавливаются на земле или на специальных производственных площадях. Все элементы фермы соединяются между собой с применением сварки или клепки. Чтобы построить навес, козырек, крышу капитального строительного объекта или других построек, готовые, собранные на земле фермы поднимают и монтируют на конструкции соответствующей постройки, придерживаясь всех размеров.

Соединение пролетов осуществляется различными по форме фермами из металла, например:

Фермы, напоминающие треугольник и изготовленные из подобных труб, служат в качестве стропил, а так же элементами классических односкатных конструкций. Арочные фермы пользуются огромной популярностью из-за своей эстетичности, а также устойчивости против больших нагрузок. При этом арочные фермы собираются по более уточненным данным, для того, чтобы усилия распределялись равномерно по всем элементам фермы.

Особенности конструкции

Конструкция фермы для различных строительных объектов зависит от предполагаемых рабочих нагрузок, а также от ее хозяйственного назначения.

В зависимости от числа поясов бывают:

  • опорные конструкции, элементы которых состоят из одной плоскости;
  • подвесные конструкции, которые отличаются наличием верхнего и нижнего поясов.

Строительные конструкции предполагают применение ферм с различным контуром:

  • с параллельным поясом (самый элементарный вариант, где используются одинаковые элементы);
  • односкатные треугольные (все опорные узлы отличаются повышенной прочностью, из-за чего конструкция способна противостоять значительным нагрузкам);
  • полигональные (выдерживают усилия от массивного настила, но отличаются сложностью в монтаже);
  • трапецеидальные (имеют схожие данные с полигональными, но не настолько сложные в монтаже);
  • двухскатные треугольные (используются для монтажа крутой двухскатной крыши из профильной трубы, но имеют большие затраты ресурсов);
  • Сегментные (годятся для конструкций, где предусмотрена установка светопрозрачной кровли; установка непростая, так как нужно изготавливать элементы с правильной геометрией для одинакового распределения нагрузки).

В зависимости от угла наклона, классические фермы относятся к таким видам:

  1. Угол от 22 до 30 градусов, когда отношение высоты к длине составляет 1:5. Годится для простых конструкций обычных навесов из профильной трубы.

Для накрытия пролетов малой и средней величины используются, в основном, треугольные виды ферм, сваренные из труб меньшего диаметра, так как они достаточно прочные и легкие.

Если длина пролета составляет больше 14-ти метров, то в конструкции предусматривают раскосы, закрепленные сверху вниз, а по верхнему поясу располагают панель, величиной 150-250 см, для получения двухпоясной конструкции, имеющей четное количество панелей.

При величине пролетов больше 20-ти метров, во избежание прогиба фермы, предусматривается установка подстропильных элементов конструкции, с креплением к опорным колоннам.

  1. Особое внимание следует обратить на ферму «Полонсо», которая состоит из двух треугольных конструкций, скрепленных одна с другой оригинальным способом. В такой конструкции нет необходимости в монтировании длинных раскосов в средней части, что позволяет снизить общий вес конструкции.
  2. Угол от 15 до 22 градусов, с отношением высоты к длине, как 1:7. Позволяет изготавливать фермы для соединения пролетов, имеющих длину до 20-ти метров.

Ферма металлическая 12 м

Если нужно увеличить высоту фермы, то придется сформировать нижний уровень ломаным.

  • Угол меньше 15 градусов. Подобный каркас должен состоять из трапециевидных элементов. Подобные фермы располагают короткими стойками, благодаря которым ферма выдерживает продольный изгиб. При углах наклона от 6 до 10 градусов фермы должны иметь ассиметричную конструкцию. Определяют высоту фермы с помощью деления длины пролета на 7, 8 или 9, в зависимости от конструкционных особенностей проекта.
  • Как рассчитывается ферма из стальной профильной трубы

    Расчет любой металлической конструкции – это важный и ответственный этап, независимо от того, строительство какой конструкции предполагается.

    Расчет стропильной системы из профильной трубы сводится к следующим моментам:

    1. Определению размера пролета конструкции, который планируется перекрыть, а так же выбору конфигурации скатной крыши, с эффективным углом наклона ската (скатов).
    2. Подбору оптимальных контуров поясов фермы с учетом характера постройки, формы и габаритов крыши, угла наклона, расчетных нагрузок.
    3. Определению оптимальной высоты конструкции в центре пролета (H), на основании следующей формулы (где L – это длина фермы). Для параллельных, полигональных и трапецеидальных поясов: H=1/8×L. При этом величина уклона верхнего пояса должна соответствовать 1/8×L или 1/12×L. Для фермы треугольной формы: H=1/4×L H=1/5×L.
    4. Выяснению условий сбора конструкции в зависимости от ее габаритов. Если размеры металлоконструкции внушительные, то лучше сварить ее тут же, на строительной площадке, и лишь затем с помощью строительного крана установить ее на место, а если размеры небольшие, то ферму лучше сварить в условиях заводских площадей, после чего доставить ее транспортом к месту установки. Хотя последний вариант и является более затратным, он более надежный, так как производить работы в неподготовленном месте весьма проблематично.
    5. Расчету величины панелей в зависимости от расчетных нагрузок, действующих на кровлю в процессе ее эксплуатации.
    6. Определению угла крепления раскосов решетки, который может находиться в пределах 35-50 градусов, хотя рекомендуется их устанавливать под углом в 45 градусов.
    7. Следующий этап – это определение удаления между крепежными узлами, хотя обычно расстояние равняется ширине панели. При размерах пролета 36 метров и больше необходимо вычислить величину строительного подъема – обратно погашаемого изгиба, которую испытывает конструкция в процессе эксплуатации.
    8. Учитывая все измерения и вычисления, рисуется технический чертеж с указанием всех необходимых размеров, по которым и будет осуществляться изготовление металлоконструкции из металлической трубы.

    Чтобы не допускать большого рассогласования в расчетах, лучше воспользоваться строительным калькулятором. На основании специальной программы можно рассчитать любую конструкцию из металла, в том числе и стропила крыши из профильной трубы.

    Арочная ферма – пример расчета

    Во время сборки фермы в виде арки для обычного навеса потребуется осуществить правильные расчеты. На данном примере, соответствующем размеру пролета в 6 метров, промежутками между арками в 1,05 метра, высотой конструкции в 1,5 метра, что соответствует арочной ферме, показано, как осуществляются все необходимые расчеты. Подобная конструкция отличается не только своей прочностью, но и эстетичностью. Длина пролета нижнего уровня арочной фермы соответствует величине 1,3 метра(f), а радиус окружности в нижнем поясе составляет 4,1 метра(r). Угол между радиусами составляет 105, 9776º (а).

    Длина профильной трубы (mh) для обустройства нижнего пояса вычисляется по формуле:

    mh – это длина профиля для нижнего пояса;

    Pi – постоянная величина (3,14);

    R – радиус окружности фермы;

    a – угол между радиусами;

    в итоге должно получиться:

    Узлы конструкции устанавливают на участках нижнего пояса на расстоянии 55,1 см. Для простоты сборки желательно округлить это расстояние до 55 см, при этом, увеличивать шаг установки узлов не рекомендуется. Удаление между крайними точками следует рассчитать отдельно.

    При длине пролета не больше 6 метров допускается не делать сложных расчетов и не использовать сварку. Достаточно использовать одинарную или двойную балку, осуществив изгиб элемента конструкции под нужным радиусом. Несмотря на это, нужно правильно подобрать толщину металлических элементов, чтобы арка смогла выдержать все нагрузки.

    Профильная труба для строительства ферм – требования к материалу

    Изготовление рабочих конструкций ферм, особенно больших по размеру, требует определенных характеристик трубопроката.

    Поэтому профильные трубы выбираются:

    • на основании СНиП 07-85 (действие нагрузки снега на все элементы конструкции);
    • на основании СНиП П-23-81 (о технологии работ со стальными профильными трубами);
    • в соответствии с ГОСТ 30245 (соответствие диаметра профильных труб к толщине стенок).

    Все основные данные занесены в определенные документы, что позволяет ознакомиться с информацией на предмет наличия видов профильных труб и подобрать те материалы, которые пригодны для конкретных проектов.

    Как правило, для изготовления ферм применяется только качественная металлопродукция. Например, для прочных ферм берется только легированная сталь, которая более устойчива к атмосферным воздействиям. В связи с этим подобные конструкции не требуют дополнительной защиты от коррозии.

    Полезные советы — как сварить правильно

    Ознакомившись с технологией сборки решетчатых ферм, достаточно просто устанавливается легкий и прочный каркас для кровли или светопрозрачного материала.

    При этом желательно учитывать некоторые нюансы:

    • Если требуется прочная и надежная конструкция, то больше подойдет металлическая труба в виде квадрата.
    • Для большей жесткости главные элементы фермы соединяются с применением металлических уголков и прихваток.
    • При креплении деталей фермы в верхнем поясе желательно применить двутавровые разносторонние уголки, соединяя детали с более узкой стороны.
    • При креплении деталей нижнего пояса используют равносторонние уголки (двутавровые).
    • Для соединения основных частей конструкции из металла большой длины используют накладные пластины из металла.

    Ну и самое главное – это решить, как сварить ферму из профильной трубы. Особенно это актуально, если ее нужно сделать тут же, на строительной площадке. Подобные конструкции собираются с помощью сварки, а поскольку к качеству сварочных работ предъявляются высокие требования, то без хорошего сварщика и оборудования здесь никак не обойтись.

    Стойки фермы крепятся под прямыми углами, а раскосы — под углами в 45 градусов. Для начала лучше заняться заготовкой основных и вспомогательных элементов фермы, порезав профильную трубу на отрезки, согласно размерам, указанным на рабочих чертежах. После этого приступают к сварке конструкции на земле, постоянно контролируя геометрические размеры.

    В процессе сварки нужно контролировать качество каждого сварного шва. Это очень важно, поскольку ферма находится на высоте и несет определенную опасность для окружающих.

    Расчет фермы с параллельными поясами длиной 12 м в SCAD. Часть 1-ая

    Производство металлических ферм.

    Компания Install Profi представляет отечественный продукт для специалистов шоу-индустрии: силовые и опорные стальные фермы. Фермовые конструкции из стали выдерживают гораздо большую нагрузку, чем алюминиевые аналоги. Высокопрочные металлические фермы характеризуются большой шириной пролетов и высокой несущей способностью.

    Фермы большой прочности применяют в залах или на открытых площадках для создания сцен, опорных конструкций и подвеса оборудования с высокими требованиями по нагрузке. Благодаря использованию стали с повышенным пределом выносливости возможно собирать грузонесущие пролеты из ферм до 50 метров.

    Install Profi предлагает стальные фермы собственного производства. Фермы производятся из Cтали 20, которая имеет высокую прочность и коррозийную стойкость. Компания обеспечивает высокое качество продукции за счёт точного профессионального оборудования. На производстве компании возможно изготовить стальные фермы для объектов любого типа: коммерческих и промышленных. Надежные стальные фермы отвечают нормативам международной безопасности и соответствуют стандартам качества ГОСТ Российской Федерации. Расчеты предельных значений ферм производятся с учетом максимальных нагрузок.

    Помогите с расчетом металлической фермы.

    Металлические конструкции

    Сообщение от Мерсостроитель:
    . Перерасход металла не в счет.

    Если так, то делай вместо ферм прокатные балки, вес побольше, но сэкономишь на изготовлении, в итоге будет дешевле, монтаж тоже проще.
    При пролетах меньше 15 метров фермы не рациональны.

    Сообщение от Мерсостроитель:
    Грубовато получается и визуально не эстетично.

    Фермы может и красивше, только вот всего один непровар в раскосе (абсолютно не видимый визуально, ну там рука сварщика дрогнула после вчерашнего) и рухнет вся эта красота на дорогущие машины.
    Если нужна эстетика — подшивной потолок с галогеночками

    Сообщение от Орловский Олег:
    Что такое нагрузка 180кг/м — это уже на погонный м фермы или все-таки 180кг/м2? — тогда 180х5=900кг/м фермы -тогда в узле будет сила 900х2=1800кг? (2-шаг узлов). Откуда узловые нагрузки 2,2т/м в узле — там же сосредоточенная сила и вообще откуда взялось 13т на ферму? Дайте сбор нагрузок — все остальное можно просчитать за 5-15 мин. И нафига тагда будет разговор о перерасходе металла не в счет — если не в счет — заложите тогда трубу 300х14 и вопросы задавать не нужно будет никому.

    Я видимо не профессионально объяснился.
    Конечно же 180кг/м2 — это вес снега, умножаем на 300м2 получаем 54000кг. Правильно?
    Вес сэндвича 150мм — 27кг/м2 х 300м2 = 8100кг
    Плюс вес прогонов 35шт х

    100кг = 3500кг
    Итого вес самой кровли 11600кг + вес возможного снега 54000кг = 65600кг, делим на 6 ферм, получаем нагрузку

    11000кг на одну ферму, понятно, что на крайние фермы нагрузка будет несколько меньше.

    Вот такая арифметика, хелп.

    При твоих данных с лихвой хватит фермы из трубы 80х5 для всех элементов (чтобы не заморачиваться). Стенка не меньше 5мм — для того чтобы нормально сварить.

    По нижнему поясу еще хорошо бы пробросить связь

    П.С. при расчете не забывай задавать несимметричную нагрузку (хотя в данном случае на расчете не сказывается)

    П.С. 2 Зачем брать сечения большие чем по расчету? Запас должен быть обязательно, но даже при моих сечениях запас около 50% .

    Сечения элементов выдала программа какие надо (по исходным данным) (5 мм толщина более подходит для удобства сварки)
    Если квалификация сварщика сомнительно — узлы можно принять с усилением полосой (варить сложнее но надежнее получается) естественно и раскосы, и пояса одного сечения.

    Единственно непонятно почему тип фермы — без уклона.

    Предложил бы к рассмотрению двускатную треугольную ферму. С водой и снегом проблем меньше. (эстетически приятнее смотрятся — высота добовляется помещения)

    Согласен — прокатные балки более подходят для пролета 12 м и шага в 5 м. (при таком типе фермы)

    Сообщение от SonAlex:
    Единственно непонятно почему тип фермы — без уклона.

    Да это я так на вскидку, конечно же будет с уклоном, односкатная, примерно, как на картинке.

    Сообщение от @$K&t[163RUS]:
    Гофробалки однако надо сюда.

    Гофробалки в соседнем гараже не сваришь, возможность их производства есть далеко не везде, а серьезный завод за изготовление пары тонн металлоконструкций наверное и браться не станет. поэтому в сравнении с прокатным двутавром они врядли выиграют

    Сообщение от sp1ash:
    Швеллер №27 — это прогон по ферме под сэндвич панель

    Фигасе прогончик на 5 м при шаге 4м

    Таким прогоном можно весь пролет (12м) перекрыть с шагом 2-2,5м

    Сообщение от sandro:
    Первый вопрос. Вы кто по специальности? Строитель? Или любитель строить? Второй вопрос. Что вам мешает заказать проект специалистам? Денег жалко?

    То sandro. Так Вы возьметесь?
    Может кому интересно будет?
    http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=71202

    Сообщение от ooze:
    Фигасе прогончик на 5 м при шаге 4м

    Таким прогоном можно весь пролет (12м) перекрыть с шагом 2-2,5м

    Фермы из профильной трубы: конструкции, расчет и изготовление

    Когда площадь сооружения достаточно большая, вопрос обеспечения надежности и прочности конструкции приобретает особую важность. Появляется необходимость в усилении стропильной системы, стропила которой могли бы перекрыть довольно длинные пролеты.
    Фермы из профильной трубы представляют собой металлоконструкции, собранные при помощи решетчатых стержней. Изготовление металлических ферм – процесс более трудоемкий, чем в случае сплошных балок, но более экономичный. В производстве используют парный материал, а в качестве соединяющей детали – косынки. Всю конструкцию собирают, используя сварку или клепки.

    С их помощью можно перекрывать пролеты любой длины, однако, стоит отметить, что для правильного монтажа необходим грамотный расчет. Тогда при условии качественного выполнения сварочных работ остается только в дальнейшем перенести трубные сборки наверх и смонтировать по верхней обвязке, согласно разметке.

    Несущие фермы из профильной трубы имеют немало неоспоримых преимуществ:

    • минимальный вес;
    • они долговечны;
    • выносливы;
    • узлы очень крепкие, поэтому способны противостоять высоким нагрузкам;
    • с их помощью можно возводить конструкции со сложной геометрией;
    • позволяют сэкономить финансовые средства, поскольку расценки на изготовление металлоконструкций из профильной трубы достаточно приемлемы для решения широкого круга задач.

    Конструкции ферм из профильной трубы ↑

    В основе деления этих конструкций на конкретные виды лежат разные параметры. Начнем с главного –

    • опоры, компоненты которой расположены в единой плоскости;
    • висячие, в их состав входят два пояса, по расположению их называют соответственно нижним, верхним.
    • Форма и контуры

    По первому параметру различают:

    • арочные фермы из профильной трубы,
    • бывают и прямыми;
    • односкатные либо двухскатные.

    В соответствии с контуром различают:

    • имеющие параллельный пояс. Это оптимальный вариант для обустройства мягкой кровли. Такая опора собирается очень просто, поскольку ее компонентами являются идентичные детали и, что немаловажно, размеры решетки совпадают с размерами стержней для пояса;

    • односкатные. Отличаются жесткими узлами, которые позволяют воспринять значительные внешние нагрузки. На их сооружение уходит небольшое количество материала, поэтому эти конструкции достаточно экономичны;
    • полигональные. Хотя они в состоянии выдерживать большой вес, однако, их монтаж трудоемок и довольно сложен;
    • треугольные. Они практически незаменимы при устройстве крыш с большим углом наклона. Единственный их минус в большом количестве отходов при сооружении.
    • Угол наклона. Типовые фермы из профильной трубы делят на три группы:
    • 22°- 30°. Высота и длина металлоконструкции в этом случае соотносятся, как один к пяти. Это оптимальный вариант для перекрытия небольших пролетов в бытовом строительстве. Главным их преимуществом является небольшой вес. Больше всего для подобного аналога подходят треугольные.

    Для пролетов, имеющих длину более 14 м используют раскосы, которые устанавливаются сверху вниз. По верхнему поясу располагают панель (порядка 150 – 250 см в длину). Таким образом, при этих исходных данных мы имеем конструкцию, включающую два пояса. Количество панелей при этом четное.

    Если пролет превышает 20 м, то возникает необходимость в подстропильной металлоконструкции, связанной опорными колоннами.

    • 15°- 22°. Соотношение высоты и длины в этом случае равно один к семи. Наибольшая допустимая длина под подобный каркас составляет 20 м. Если по условиям эксплуатации необходимо увеличить ее высоту, то нижний пояс выполняют ломаным.
    • меньше 15°. В подобный проектах рекомендуется использовать трапециевидные металлические стропила. Наличие в них коротких стоек способствует увеличению противодействия продольному изгибу.

    Высоты определяют через деление длины пролета на семь, восемь либо девять частей, взяв за основу особенности заданной конструкции.

    Расчет для навеса ↑

    Проведение расчетов основывается на требованиях СниП:

    Обязательным компонентом любого расчета и последующего монтажа конструкции является чертеж.

    Подготавливается схема с указанием зависимости между длиной металлоконструкции и уклоном кровли.

    • В ней также учитываются очертания поясов опоры. Контур пояса определяется назначением конструкции, типом покрытия кровли и углом наклона.
    • При выборе размеров, как правило, следуют принципу экономии, если, конечно, ТТ не требуют иного. Высоту конструкции определяет тип перекрытия, минимальный общий вес, возможность перемещения, длину же – установленный уклон.
    • Размеры панелей рассчитывают с учетом нагрузок, воспринимаемых конструкцией. При этом следует помнить, что углы раскосов у разных металлических стропил отличаются, панель же должна им соответствовать. Для треугольной решетки искомый угол равен 45°, для раскосой – 35°.
    • Завершает расчет определение промежутка между узлами. Обычно он соответствует ширине панели.

    Для определения размеров металлоконструкции для навесов следуют следующим данным:

    • для сооружений шириной не более 4,5 м используют изделия размером 40 на 20 на 2 мм;
    • менее 5,5 м – 40 на 40 на 2 мм;
    • свыше 5,5 м оптимальными будут изделия размером 40 на 40 на 3 мм либо 60 на 30 на 2 мм.

    При расчете шага необходимо учесть, наибольшее возможное расстояние от одной опоры навеса до другой равно 1,7 м. При нарушении этого ограничения прочность и надежность сооружения будет под вопросом.

    Когда будут полностью получены необходимые параметры, при помощи формул и особых программ получают соответствующую схему конструкции. Теперь остается продумать, как сварить ферму правильно.

    При расчетах должны учитываться:

    • закупочная стоимость одной тонны металла;
    • расценки на изготовление металлоконструкций из профильной трубы (либо можно просуммировать взятые в отдельности расходы на сварку, антикоррозийную обработку, монтаж).

    Рекомендации по правильному выбору и изготовлению металлоконструкций трубчатого типа ↑

      • Выбирая типоразмер желательно остановить свой выбор на прямоугольных или квадратных изделиях, поскольку имеющиеся два ребра жесткости обеспечат готовой металлоконструкции наибольшую устойчивость.
      • Используйте исключительно качественные изделия из высокоуглеродистой легированной стали, которая не корродирует и устойчива к агрессивным воздействиям внешней среды. Толщину стенок и диаметр подбирают в соответствии с заложенными в проекте. Таким образом будет обеспечена требуемая несущая способность металлических стропил.
      • Для соединения основных компонентов фермы друг к другу используют прихватки и спаренные уголки.
      • В верхнем поясе для смыкания каркаса необходимы разносторонние двутавровые уголки, причем стыковку выполняют по меньшей стороне.
      • Для сопряжения деталей нижнего пояса применяют равносторонние уголки.
      • Основные части длинных конструкций соединяют посредством накладных пластин.

    • Раскосы устанавливаются под 45 градусов, а стойки – под прямым углом. Завершив сборку основной конструкции, переходят к сварке фермы из профильной трубы. Каждый из сварочных швов обязательно необходимо проверить на качество, поскольку именно они определяют надежность будущего сооружения. Металлические стропила после завершения сварки обрабатывают специальными антикоррозийными составами и покрывают краской.

    Изготовление металлических ферм для навеса на видео.

    Как правильно рассчитать и смонтировать фермы из профильной трубы своими руками?

    Рано или поздно у владельцев частного дома возникает необходимость возвести на участке навес для машины или летнего отдыха, беседку, небольшую загородку с крышей для домашних животных, навес над поленницей. Чтобы кровля над таким сооружением была надежно закреплена, необходимо правильно спроектировать и смонтировать металлические несущие конструкции.

    Мы приветствуем нашего уважаемого читателя и предлагаем ему статью о том, что такое фермы из профильной трубы, как их правильно рассчитать и смонтировать в беседки и навесы на Вашем участке.

    Что такое ферма

    Ферма – это конструкция из прямолинейных элементов, соединенных между собой в узлах в прочную систему неизменяемой геометрической формы. Чаще всего встречаются плоские конструкции, но в больших нагруженных конструкциях применяют объемные (пространственные) фермы. Практически в частных домах фермы выполняют из дерева и металла. Из дерева изготавливают небольшие конструкции стропил, навесов, беседок. Зато прочный и высокотехнологичный металл – практически идеальный материал для несущих металлоконструкций.

    Для изготовления сложных конструкций применяют прокат сплошного сечения и трубы. Профильные трубы (квадрат, прямоугольник) имеют большую устойчивость к смятию и изгибу, небольшие конструкции для дома монтируют без применения сварки с помощью краб-систем, поэтому для усадебных построек чаще всего используют именно профильную трубу.

    Конструкционные особенности ферм

    Составляющие элементы конструкции фермы:

    • Пояс.
    • Стойка – вертикальный элемент, соединяющий верхний и нижний пояс.
    • Раскос (подкос).
    • Шпренгель – опорный раскос.
    • Фасонки, накладки, косынки, заклепки, болты – всевозможные вспомогательные и крепежные материалы.

    Высоту фермы считают от самой нижней точки нижнего пояса до самой верхней точки. Пролет – расстояние между опорами. Подъем – отношение высоты фермы к пролету. Панелью называют расстояние между узлами пояса.

    Виды ферм из профтрубы

    Фермы подразделяются по очертанию поясов. Бывают двухпоясные и трехпоясные разновидности. В небольших сооружениях применяются более простые двухпоясные фермы. Каждая разновидность имеет определенный уклон и высоту в зависимости от длины пролета и формы фермы.

    Типы ферм по очертаниям поясов: балки с параллельными поясами (прямоугольные), треугольные (двускатные и односкатные), трапецеидальные (двускатные и односкатные), сегментные (параболические), полигональные (многоугольные), консольные; с ломаным приподнятым или вогнутым нижним поясом и разнообразной формой верхнего пояса; арочные с горизонтальным и арочным нижним поясом; сложные комбинированные формы.

    Фермы также различают по типам решеток – см. на рисунке. В частных постройках чаще всего встречаются решетки треугольного и раскосного типа – более простые и менее металлоемкие. Треугольные решетки обычно применяются в прямоугольных и трапецеидальных конструкциях, раскосные – в треугольных.

    Советы по выбору качественного профиля

    Прежде чем возводить любую конструкцию, следует определиться с выбором материала. При покупке металлического профиля или труб следует внимательно осмотреть заготовки – нет ли трещин, раковин, наплывов, нестыковок по шву, большого количества помятых и погнутых заготовок. При покупке оцинкованных материалов – желательно убедиться в качестве покрытия – нет ли отслоений и наплывов.

    При покупке необходимо потребовать копию сертификата и чек. Обязательно нужно убедиться в соответствии толщине стенки трубы заявленной в документах. Трубы в гараже на коленке не сделаешь, и подделок не бывает, но на плохое качество материала можно натолкнуться, поэтому покупать лучше в достаточно крупных магазинах.

    Какой материал выбрать для каркаса

    В большинстве случаев для каркаса усадебных построек или кровли дома выбирают сталь. Для очень небольших конструкций иногда используют алюминиевые и стеклопластиковые профиля – обычно в покупных изделиях (тентах, качалках). Для возведения металлоконструкций можно использовать трубы полого сечения и профиля сплошного сечения (круг, полосу, квадрат, швеллер, двутавр).

    Огромным преимуществом прямоугольных и квадратных труб по сравнению с профилем того же веса является высокая устойчивость к смятию и другим деформациям. Поэтому сплошные профиля можно заменить гораздо более легкими профтрубами – это очень значительно облегчает (в 2 раза и больше) и удешевляет конструкцию трубчатого типа.

    Размеры сечения труб выбирают в зависимости от длины пролета и расстояния между опорами и фермами. В частных усадьбах навесы и другие конструкции не очень большие, и можно воспользоваться советами специалистов или найти готовые чертежи в интернете.

    При расстоянии между опорами до 2 м для небольших навесов с пролетами длиной до 4 м подойдут профиля 40×20х2 мм, при пролетах до 5 м – 40×40х3, 60×30х3 мм; пролетах длиннее 5 м – 60×40х3, 60×60х3 мм. Если планируется автомобильный навес на две машины шириной 8-10 м, то профиль потребуется от 60×60 до 100×100 с толщиной стенки 3-4 мм. Размеры профиля зависят от расстояния между фермами.

    Профтрубы поступают в продажу отрезками длиной 6 и 12 м. При длине 12 м металл расходуется экономнее, но для транспортировки таких труб нужен длинномер. Перед покупкой материалов следует продумать, как вы будете отрезать заготовки и сколько их разместится в трубе длиной 6 м или 12 м, и подсчитать, сколько отрезков профтрубы Вам понадобится.

    Ориентироваться на номинальный вес нельзя – вес 1 м.п. в конкретной партии будет отличаться от номинального, и скорее всего в сторону увеличения (изготавливать изделия с более толстой стенкой выгоднее продавцам – цена идет за тонну). При покупке по весу материал придется докупать и довозить – а это лишние расходы.

    Преимущества и недостатки разных металлов

    Практически для конструкционных профильных труб используются стали следующих видов: углеродистые обыкновенного качества и качественные, конструкционные, легированные. Трубы бывают с защитным цинковым покрытием. Используют и алюминий – но редко, для небольших, чаще сезонных конструкций. Алюминиевые профиля применяют для небольших конструкций.

    Традиционно для небольших конструкций в частной усадьбе для возведения стальных конструкций с фермами применяют углеродистую сталь Ст3сп, Ст3пс, иногда оцинкованную. Такая сталь имеет достаточную прочность для обеспечения надежности конструкции, разницы по коррозионной стойкости у всех трех типов сталей практически нет.

    Если на конструкции будут попадать осадки, рано или поздно проржавеют и изделия из конструкционных и изделия из легированных сталей. Небольшое количество легирующих элементов от коррозии не защищают (для конструкций можно применять низколегированные стали типа 30ХГСА, 30ХГСН, 38ХА – в содержание легирующих элементов в них 2-4 %, и на коррозионную стойкость это количество не влияет).

    По прочности конструкционные и легированные стали должны быть немного долговечнее углеродистых – они более устойчивы к циклическим нагрузкам. Но это качество у сталей проявляется после термообработки – а закалка с отпуском могут покоробить трубы, и обычно такую термообработку на готовых изделиях никто не делает. На бесшовных трубах может быть проведен отжиг – после отжига в металле снимаются остаточные напряжения (наклеп), но он становится более мягким.

    Конструкционные стали (20А, 45, 40, 30А) имеют более высокое качество и более высокую цену. Легированные стали еще дороже (и есть вероятность, что Вам продадут трубы из стали 3 взамен легированной). Поэтому при монтаже конструкций шириной менее 20 м не имеет смысла покупать профтрубы из легированной или конструкционной стали. Применять оцинкованную профтрубу однозначно имеет смысл, если монтаж будет производиться при помощи краб-систем.

    Если монтаж будет производиться путем сварки, сварные швы будут ржаветь так же быстро, как и обычный металл без покрытия . Но если тщательно следить за швами, регулярно проводить антикоррозионную обработку (очистку, грунтовку, окраску), то оцинкованная труба предпочтительней. Если же Вам нужен временный навес на 10 лет для стройматериалов, а затем Вы навес будете сносить – тем более не заморачивайтесь, покупайте обычные трубы из углеродистой стали без покрытия.

    Если Вы планируете возводить на участке очень большой навес или ангар с большой длиной пролета, стоит обратиться к профессиональным строителям и сделать проект – они определят, какую сталь Вам выбрать.

    Сделать самому или заказать

    Фермы для навеса над машиной или кровли беседки имеют небольшие размеры и простую конструкцию – чаше всего треугольную с несколькими подкосами и стойками. Выполнить такую конструкцию можно и самостоятельно, если у Вас имеются хотя бы начальные навыки сварщика и Вы не боитесь осваивать новые работы.

    Но изготовление ферм требует аккуратности, наличия помощника, очень ровного участка в усадьбе – для раскладки и сварки конструкций, наличия сварочного аппарата и времени. Можно заказать готовые конструкции на заводе или строительной фирме, а смонтировать самому.

    Требования к расчету профильной трубы для строительства фермы

    При расчетах размеров и толщины стенки профильных труб, требуемых для сооружения Ваших металлоконструкций; учитываются следующие условия:

    • Размеры металлоконструкции, и в частности, длина, шаг опор – расстояние между опорами.
    • Высота опор и ферм.
    • Форма ферм.
    • Максимальная снеговая нагрузка зимой.
    • Ветровая нагрузка.
    • Возможные особенности геологических условий (сейсмическая активность, возможность оползней).
    • Вес покрытия.

    Что будет, если рассчитать неправильно

    При неправильных расчетах возможны следующие последствия:

    • Конструкции фермы будут деформироваться под весом снега, мокрой листвы.
    • В самом неудачном случае конструкции будут деформироваться под собственным весом.
    • Вся конструкция может обрушиться при сильном ветре.
    • Деформация рано или поздно приведет к разрушению фермы и всей конструкции, что опасно для человека и может повредить предметы, находящиеся под навесом – машину, например.
    • Непрочная и подвижная конструкция будет приводить к разрушению кровли, положенной на ферму.
    • При применении слишком мощного и тяжелого профиля неоправданно возрастают затраты на материалы и работы при возведении металлоконструкции.

    Проектируем ферму и ее элементы

    Полный и точный расчет нагрузки на ферму вместе с эпюрами сложен, и для его выполнения следует обратиться к специалистам.

    При проектировании крупных навесов, ангаров, гаражей из металлоконструкций точный расчет требуемого профиля необходим, но для строительства не слишком больших навесов или беседок в частной усадьбе можно воспользоваться общеизвестными рекомендациями специалистов.

    Для очень маленьких конструкций (навес в вольере для животных, навес над запасом дров) достаточно использовать трубы размером 40×20 мм с толщиной стенки 2 мм; для беседок и навесов над столами, барбекю или местами отдыха – 40×40 мм с толщиной стенки 3 мм; навес над местом для автомобиля – от 60×40 до 100×100 мм с толщиной стенки 3-4 мм.

    Если ферм и опор у навеса несколько и шаг опор менее 2 м, можно взять более тонкую трубу, если всего 4 опоры и две фермы и длина пролета 6-8 м и больше – более толстую.

    Допустимые нагрузки на фермы приведены в таблице:

    0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector