Содержание

Подстропильная ферма из профильной трубы

Как сварить ферму из профильной трубы – варианты и правила расчета

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. Если нужно увеличить высоту фермы, то придется сформировать нижний уровень ломаным.
  3. 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.

Читать еще:  Узлы плоской кровли

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.

Форма обратной связи

Ваш запрос успешно отправлен!

Благодарим за Ваше обращение! В ближайшее время мы свяжемся с Вами.

  1. Материалы
  2. Крыша дома
  3. Фермы металлические из профильной трубы — применение, расчёт, изготовление

Фермы металлические из профильной трубы — применение, расчёт, изготовление

В современном строительстве всё чаще использует металлические фермы из профильной трубы. Эти конструкции очень часто используются при создании габаритных помещений, на масштабных стройках, они незаменимы при возведении стропильных систем, обладающих высокой степенью надежности, а также при создании конструкций для монтажа пролетов не менее 10м в длину

Преимущества

Итак, рассмотрим базовые преимущества использования металлических профильных труб при создании стропильных ферм:

  • конструкция обладает высокопрочными характеристиками;
  • выносливость, повышенные эксплуатационные свойства;
  • металлический профиль делает систему легче в целом, а также позволяет экономить время и физические ресурсы;
  • приемлемая стоимость;
  • деформационная устойчивость (незначительные деформации вследствие механических повреждений и при воздействии иных неблагоприятных факторов);
  • пригодность для окрашивания с целью получения желаемого эстетического эффекта.

Сфера применения

Прежде всего профильные трубы используются при создании каркасов из металлического профиля, для создания навесов и возведения различных построек. С помощью таких громоздких конструкций можно защитить огромную площадь от солнечного воздействия, снега и дождя. При сооружении мостов фермы из массивной профильной трубы выполняют ключевую роль, а также очень востребованы как надежные перекрытия, которые используются как в стройке производственного масштаба, так и в индивидуальном строительстве.

Широкое применение металлоконструкции обрели в создании таких важных объектов, как автотранспортные дороги, объекты электроснабжения, спортивные сооружения и здания культурного назначения и т.д.

Разновидности профильных труб

Совершенно очевидно, что для разнообразных строительных конструкций необходимо подбирать наиболее подходящие виды профильных труб. Быстро сориентироваться в современном ассортименте труб можно на сайтах компаний, предлагающих металлопрокат, например тут: http://www.rostov.spk.ru/sic/shop/_t_/g=metalloprokat/s=trubnyy-prokat/p=truba_profilnaya/ Они будут отличаться не только формой профиля и размерами, но и требованиями, которые предъявляют к ним те или иные ГОСТы.

Профильные трубы бывают:

  • квадратные – имеют равные стороны;
  • прямоугольные – имеют различные соотношения сторон;
  • овальные – наиболее сложные в изготовлении и потому наиболее дорогие.

Крайне важно грамотно подобрать параметры того вида металлической трубы, которая будет использоваться в конструкции фермы.

К примеру, если сооружение имеет небольшие размеры (не более 4,5 м в ширину), то оптимальные параметры стальной трубы для него составят 4×2см с олщиной профиля — 2-2,5мм.

Если сооружение немного больше (не более 5,5 м в ширину), стоит увеличить сечение трубы 4x4x0,2см.

При строительстве более крупных сооружений (более 5м шириной), понадобится профиль большего сечения -от 4x4x0,3 см или 6x3x0,2 см.

По способу изготовлению труб металлопрокат делится на следующие виды:

  • электросварные;
  • электросварные холодной деформации;
  • горячекатаные;
  • холоднокатаные.

Разновидности стропильных металлических ферм

По форме конструкции, фермы из металлопрофиля можно разделить на:

  • прямые;
  • арочные;
  • односкатные;
  • двухскатные;

Особняком среди многочисленных видов стропильных систем стоит ферма из металлического профиля с параллельными поясами. Такие фермы наиболее просты в изготовлении и монтаже, потому что собираются из однотипных деталей. Стыков в такой системе немного, она имеет унифицированные свойства и нередко используется как основа для мягкой кровли.

Чем отличается односкатная ферма? Прежде всего тем, что в ней используются узлы оптимальной жесткости, длинные стержни в центральной части стропильной конструкции отсутствуют, таким образом делая ее наиболее экономичным вариантом.

Для тяжеловесных строений используется усложненный вариант – ферма полигональной конструкции. В данном случае профиль используется очень экономно, при этом сама конструкция отличается прочностью и надежностью.

При возведении металлической фермы треугольной формы, профиль, напротив, расходуется в повышенном объеме. Однако, эта конструкция довольна проста в изготовлении и пригодна для создания кровель с большим уклоном. Опорные узлы такой конструкции обладают повышенной сложностью.

Все перечисленные виды металлических ферм могут успешно сочетаться в одном сооружении, к примеру, в виде висячей конструкции с наличием верхнего и нижнего поясов.

Расчет и проектирование

Одним из самых важных этапов при создании той или иной конструкции является проектирование и расчет. На этом этапе учитываются все детали, которые в дальнейшем позволят конструкции оставаться прочной и выносливой в течение длительного времени. Здесь важно не просчитаться и не допустить ошибку при расчете следующих показателей:

  1. величина нагрузки на конструкцию фермы;
  2. угол уклона конструкции;
  3. расположение перекрытий;
  4. протяженность пролетов.

На основании вышеперечисленных условий проектирования, создается грамотный и жизнеспособный проект конструкции, призванный отвечать всем предъявляемым к нему требованиям. Главным элементом проекта является рабочий чертёж стальной фермы, а также спецификация элементов для неё.

Если в проекте у вас предусмотрена двухскатная кровля, то для нее существует только четыре варианта ферм:

  • стандартный вариант (треугольник со стропильными распорами);
  • треугольник, имеющий лобовые врубки;
  • конструкция из пятиугольных сегментов, повышенная жесткость которой обеспечивается дополнительными ребрами;
  • многоугольная конструкция для пролетов протяженностью свыше 24 м, предназначенные для повышенных нагрузок.

Таким образом, чтобы правильно рассчитать и спроектировать ту или иную конструкцию, необходимо для начала изобразить ее схематически, с точным указанием величины уклона кровли и протяженности самой конструкции. Эти показатели находятся в четкой взаимосвязи. Уже на этом этапе нужно определиться с контуром поясов фермы, этот параметр также тесно связан с функциональными особенностями металлической фермы.

При определении угла наклона кровли, не забудьте выбрать материал покрытия. Также необходимо учесть высоту и длину конструкции, рассчитать строительный подъем (при длине свыше 36 м); определить оптимальные параметры панелей в соответствии с величиной нагрузки и рассчитать расстояния между узлами.

Основные элементы ферм

Составляющими металлоконструкций из профильных труб являются:

Стойки и раскосы – это неотъемлемые элементы для создания решетки, а пояса отвечают за контуры конструкции.

Узлы соединений элементов конструкции образуются либо путем их примыкания друг к другу или создаются с использованием фасонок.

Конструкция металлической фермы

При создании любой металлической фермы нужно помнить, что центрирование всегда производят с учетом осевого направления от центра тяжести. В таком случае достигается снижение нагрузки на узловые соединения, а также такой подход позволяет стержням работать на основные осевые усилия. Выполнять чертёж ферм из профильных труб несколько проще ввиду того, что их оси инерции расположены строго по центру сечения.

Угол кровельного уклона 22-30°. В данном случае важно правильно рассчитать высоту конструкции. Длина пролета фермы делится на 5. Этот вид конструкции обладает небольшим весом, легкость – ее основное преимущество.

Если на вашей схеме длина пролета составляет более 14м, то оптимальным вариантом металлической фермы будет конструкция, расположение раскосов в которой идет по направлению сверху вниз. При этом в верхней части укладывается панель длиной 1,5-2,5 метра, общее количество панелей обязательно должно быть четным, а конструкция будет двухпоясной.

Нередко в промышленных и складских промзданиях используются стропильные фермы с длиной от 20м. Такие конструкции требуют создания сооружений подстропильного типа, связанных между собой опорными колоннами.

Наиболее распространенными и легко возводимыми являются конструкции, состоящие из нескольких треугольных ферм, соединенных между собой затяжкой. Этот вариант призван облегчать общий вес громоздкой конструкции и избегать образования длинных раскосов в центральной ее части. Потолок подобной фермы фиксируется затяжкой на верхнем узле пояса.

Угол кровельного уклона 15-22°. Высота конструкции здесь рассчитывается иначе. Длина пролета делится на 7, при этом длина фермы не должна превышать 20 м. В противном случае понадобятся затяжки, а нижний пояс выполняется при помощи ломанной формы.

Угол кровельного уклона менее 15°. Это минимальная величина уклона, и наиболее подходящей формой для такого уклона будет трапецевидная ферма. Чтобы рассчитать ее высоту, длину пролета делим на 7-9 (в зависимости от величины уклона).

Если ферма устанавливается в виде раскосов, то вполне возможно использовать треугольную решетку.

Изготовление

Чтобы конструкция в итоге отличалась прочностью, высоким качеством эксплуатационных свойств, важно производить ее изготовление с соблюдением четкой последовательности необходимых действий.

Вот базовые правила, которые необходимо соблюдать для достижения оптимального результата:

  1. Сборка и скрепление элементов фермы производится с помощью прихваток или спаренных уголков;
  2. В создании верхнего пояса участвуют два разносторонних тавровых уголка, стыкующихся между собою наименьшими сторонами;
  3. При создании нижнего пояса используются только равносторонние уголки.
  4. Если ферма очень большая и обладает значительной длиной, то ее элементы соединяются с помощью специальных накладных пластин, а также парных швеллеров для того, чтобы нагрузка на конструкцию распределялась равномерно.
  5. Монтаж раскосов нужно выполнять при соблюдении угла, близкого к 45°, стоек — строго 90°. И те, и другие крепятся с помощью крестообразных равносторонних уголков (или тавровых уголков).
  6. Тавры более всего подходят при изготовлении цельносварных систем.
Читать еще:  Как правильно построить забор из профнастила на даче своими руками?

Только после завершения сборки конструкции с помощью прихваток можно выполнять сварку (ручную или автоматическую), после которой необходимо зачистить все швы. В заключении конструкция полностью подлежит обработке специальным антикоррозийным составом и покраске.

Если при возведении металлической фермы были учтены все вышеописанные правила, то большая вероятность того, что она будет отвечать всем требованиям государственных стандартов и нормам безопасности.

Несущая способность фермы напрямую зависит от ее высоты, и это важно помнить при создании проекта и выполнении чертежей узловых соединений. Трубы из металлопрофиля – наиболее легкий, экономичный и наименее затратный вариант создания конструкций, обладающих высокой прочностью, поэтому именно они стали оптимальным средством для создания стропильных систем больших и малых размеров.

Как строить металлические фермы: расчет и сварка ферм из профильной трубы

Это одна из разных вариантов продукции для строительных работ, получаемой путем прокатки металла на специализированных станках. Профильными именуются трубы с некруглым сечением. Сечение может быть округлым, квадратным или прямоугольным.

Виды железных ферм.

Трубы делают из стали (Ст3СП, 09Г2С), также из нержавеющей. С самого начала форма у них выходит круглой. Потом круглая труба меняет размеры горячим или прохладным способами. Также выполняется контроль надежности сварного шва (этого просит ГОСТ).

Самые маленькие размеры профильных труб отечественного производства . 15×15 миллиметров. Предельные размеры . 450×350 миллиметров. Стена трубы . 1.12 мм, длина — 6.12 м. Эти показатели зависят от ГОСТа, а еще от ТУ, согласно каким идет производство трубы.

Превосходства фермы из железной трубы

  1. Стойкость к деформированиям даже при больших нагрузках.
  2. Небольшая масса, потому что в середине полость.
  3. Малая стоимость, потому что для производства пустых компонентов металла требуется не очень много.
  4. Возможность возводить сложные системы при минимуме стараний.
  5. Долговечность и крепость.

Где используются профильные трубы?

Схема производства профильных труб.

Важные сферы их использования: строительство, с/x машиностроение, мебельное производство. Из них делаются различные конструкции из металла, каркасы для грядущих строений, разные перекрытия, опоры и пролеты. Также трубы применяют в системах рекламных постеров.

Из данного материала строят павильоны для выставок, торговые центры, строения для спорта, склады, здания и промышленные конструкции, мосты, эстакады, механизмы подъема и др.

Сфера использования труб подчиняется от их формы. Плоскоовальные трубы эластичные, их используют для мебельного изготовления, а еще декоративных элементов. Из труб прямоугольной и квадратной форм выполняют системе, какие укладываются на плоскую поверхность (ремонтные арматуры, рамные распорные системы).

Трубы профильные необходимы в конструкциях в строительстве как опоры и крепления, к примеру, в ремонтных фермах, о каких речь пойдёт ниже.

Ферма из профильной трубы

Ферма — это конструкция, являющаяся стержнем ремонтной системе. Она не меняется геометрически, когда ее твёрдые узлы заменяются на шарнирные. Если стержни не расцентрованы и нет внеузловой нагрузки, в составляющих частях фермы появляется только растяжение/сжатие. Фермы делаются из прямых стержней, какие соединяют в узлах. Подобным образом, это висячая система, складывающаяся из 2-ух поясов: верхнего и нижнего, а еще раскосов и стоек.

Детали, составляющие ферму: опорный раскос (шпренгель), раскос, пояс и стойка.

Схема устройства фермы из профильной трубы.

Без ферм тяжело себе представить строительство в наше время. Используются они, в основном, чтобы закрывать большие пролеты. Так строят мосты, фабрики, спортивные комплексы, павильоны, сцены, подиумы и т.д.

Железные фермы можно приобрести в уже готовом виде. Достаточно непросто сделать самостоятельно хороший расчет нагрузки на каждую часть конструкции, при этом не выполнив оплошности, подбирая материал для системы. Дальше необходим будет еще корректный монтаж конструкции, по другому долго стропильная ферма из профильной трубы вам не будет служить.

Какую систему фермы нужно подобрать, порекомендует месторасположение перекрытия чердака, угол уклона кровли и необходимая длина пролета.

Ниже мы расскажем о видах стропильных ферм. Все они выполняются из профильной трубы.

Угол уклона крыши 22 — 30 градусов

Если в проекте дома, какой вы возводите, указан угол уклона крыши 22.30 градусов и вы желаете покрывать кровлю шифером, выполнить металлическое или этернитовое покрытие для кровли, подбирать лучше ферму с формой треугольника, высота какой будет составлять одну пятую часть длины пролета. Весит такого рода ферма не очень много.

Схема стропильных ферм для угла уклона кровли 22-30 градусов.

Если длина пролета 14.20 метров, подбирайте систему с идущими вниз раскосами, потому что тут тоже огромную роль играет маленький вес. Верхняя часть фермы должна иметь панель длиной 1,5. 2,5 метра. Оба пояса системы формирует четное кол-во панелей. Если принимать к сведенью размеры, написанные выше, для такой фермы кол-во панелей должно составить восемь.

Если строится промышленная постройка, фермы устанавливаются на подстропильные конструкции из металла. Эти системы считаются связующими компонентами для опорных колонн. Длина пролетов в этом случае . 20.35 метров. Нужен монтаж фермы Полонсо. Это конструкция из 2 ферм с формой треугольника, они совмещены меж собой с помощью затяжки. Данное строение предоставляет возможность избегать длинных раскосов в панелях в середине, ведь, чтоб противиться продольному изгибу, они должны иметь большое сечение, что выполнит всю систему тяжелее многократно. Верхняя часть фермы разбита на двенадцать или шестнадцать панелей. Панели в длину создают 2.2,75 метра. Если потолок крепится к фермам, затяжка закрепляется в узлах пояса сверху.

Угол уклона крыши 15 — 22 градуса

Как видно из расчета, в этом случае необходима высота фермы в одну седьмую часть длины пролета. Пролет . до 20 метров (если больше, лучше делать Полонсо). Для повышения высоты системы до 0,23 длины пролета пояс, который расположен снизу, изготавливается ломаным.

Так, железные фермы весят приблизительно на 30 процентов поменьше, если сравнивать с треугольными системами. Чтоб применять такие фермы с восемью панелями, необходимо повысить чердачные стены.

Угол уклона крыши 6 — 15 градусов

Угол уклона кровли маленький — ставят трапециевидные фермы. Поменьше всего ферма будет весить, если ее высота будет равняется одной седьмой или одной девятой части длины пролета.

Если не имеется в виду подвешивание к системе потолка, необходима треугольная решётка в виде раскосов. Расчет количества панелей ведется по аналогичности из расчета панелей для треугольной системы. Если длина чердачных стен неудовлетворительна, у опор делаются переломы кровли. Когда нужно подвешивание потолка, все панели фермы должны иметь одинаковую длину (в двоих поясах) 1,5.2,5 метра, а к раскосам добавляются стойки. Чтоб конструкции из металла не были тяжёлыми, применяется решеточка, в какой усилие по сжатию принимается коротенькими стойками.

Схема стропильной фермы для угла уклона 6 — 15 градусов.

В случае когда планируется геометрически трудоёмкий потолок и его среднюю часть необходимо поднять над опорами фермы, вариант который больше подходит . ферма Полонсо.

Если например необходима еще не маленькая высота потолка от опор, подбор необходимо остановить на многоугольной ферме из стропилин. У подобных конструкций нижний пояс поднят.

Когда кровля односкатная и угол ее уклона 6 . 10 градусов, изготавливается ферма асимметричной формы.

Кроме профильной трубы, в виде материала для стропильных ферм используют швеллер (металлические балки, в сечении . буквица П), тавр (профиль из металла с сечением в виде буквицы Т), уголок (профиль из металла с сечением в виде буквы Г).

Превосходство системы из профильной трубы в том, что она легче, если сравнивать с системами из материалов, обозначенных выше. Также сварка дает возможность собрать систему прямиком на месте.

Есть несколько видов профильных труб: гнутые и горячекатаные. Последние изготавливаются из ленты толщиной 1,5.5 миллиметров, сечение у них в форме квадрата или прямоугольника.

Как показывает опыт, что профильные трубы очень часто стают основой ферм для кровель с более лёгкими материалами для кровли, например как поликарбонат, битумный гонт, ондулин. Древесные стропилины . для более тяжёлых материалов для кровли, типа шифера, металлочерепицы, железа.

Как высчитать ферму (подробная инструкция)

Чтобы это сделать нужно:

  1. Калькулятор.
  2. СНиП, П-23-81, стальные системы.
  3. СНиП, 2.01.07-85, нагрузки и влияния.

Технологичные потребности СНиП

Схема зависимости длины стропилин от угла наклона крыши.

  1. Подбор схемы. Находим контуры поясов фермы. Формы системы подбираются в связи с функциями строения, видом покрытия кровли, углом уклона.
  2. Подбор размеров системы. Если ТТ не предполагают другого, длина фермы устанавливается по правилу экономии. Высота системы подчиняется от типа материала для кровельных работ, возможности перемещения фермы, минимально предполагаемого ее веса и возможности снабжения поставленного угла уклона поясов.
  3. Расчет ремонтного подъема (погашаемый обратный выгиб системы от нагрузок), если пролет превосходит тридцать шесть метров.
  4. Определение панельных размеров. Эти габариты обязаны быть в согласии с дистанцией между частями, передающими нагрузку на металлоконструкцию. Не забудьте: угол раскоса у различных ферм различный, а размеры панели должны ему отвечать. При решётке с формой треугольника этот угол формирует 45 градусов. Если форма решеточки раскосная, 35 градусов.
  5. Показываем расстояние между узлами фермы. В большинстве случаев оно равно ширине панели.
  1. нужно быть аккуратными! Малейшая погрешность в расчетах приводит к оплошностям во время строительства. Лучше посоветоваться с знающим мастером по поводу схемы, перед тем как переходить к ее материализации.
  2. Чтобы не было продолжительных и тяжёлых расчетов ферм можно взять готовые стандартные проекты, какие применяют при строительстве производственных построек и зданий общественного значения.

Итак, железные фермы . это конструкции, связывающие брусья и столбы опоры и определяющие ширину и главные размеры навеса.

Ферма-классика — в виде арки. Она складывается из верхнего и нижнего профиля. Нижний пояс имеет вид дуги и считается направляющим. Пояса соединяют между собой жесткими ребрами.

Возможны различные размеры радиуса арки системы. В большинстве случаев его можно определить внешними ограничителями (где будет размещено здание, насколько большим оно может быть и др.), размерами навеса, потребностями заказчика. От размера радиуса подчиняется стоимость фермы и трудность ее конструкции (чем больше, тем выше).

Но нужно не забывать, что чем выше ферма, тем больше несущая способность навеса. Зимой снега на подобной крыша задерживаться будет мало. Несущая способность кровли также связана с числом жестких ребер (чем ребер больше, тем ферма крепче). Сварка частей ферм обязана выполняться механизированно. Для гарантии безопасности строения весома точность производства систем.

Читать еще:  Антисептик для бетона от плесени

Среди видов ферм отличают арочные, 2-скатные, 1-скатные и прямые.

Такие навесы, как железные фермы, возводить тяжело, если сравнивать с другими видами навесов. Но это весьма надежная система, если она правильно установлена. Зимой на кровле на самом деле не одна тонна снега, может быть и пару десятков тонн (это подчиняется от площади кровли). В первую очередь, на фермах лежит задача по удерживанию этой массы. Система распредиляет нагрузку по столбам опоры и брусьям, удачно справляясь с задачей. Значит, ремонтная ферма . очень важный компонент кровли.

Труба профильная . хороший производственный материал стропильных ферм. Недорогой, нетяжелый, выгодный и крепкий.

Размеры трубы для навесов подбирайте, руководясь этими данными:

  • 40x20x2 миллиметра . маленькие навесы, ширина до 4,5 метра;
  • 40x40x2 миллиметра . навесы, ширина которых до 5,5 метра;
  • Для навесов более 5 метров возможны подобные размеры материала;
  • 40x40x3 миллиметра или 60x30x2 миллиметра.

Фермы не должны находиться на большем расстоянии один от одного, чем 1,75 метра.

Ремонтная ветв моментально развивается. Еще совсем недавно строения строились из камня. Теперь пользуются очень большой популярностью строения, какие строятся значительно быстро, благодаря применению лёгкого, но хорошего материала . стали.

Металлические фермы предоставляют защищенность, потому должны отвечать конкретным национальным нормам:

  1. ГОСТ 23118-99 (об общих ТУ для систем из стали).
  2. ГОСТ 23119-78 (о требованиях для производства ферм, когда необходима сварка уголков).
  3. ГОСТ 23119-78 (о ТУ на производство железных ферм, сварка профильных труб).

Надежные фермы из профильной трубы

Фермы из профильных труб имеют много преимуществ. С их помощью в наши дни строят жилые дома любых конфигураций, гаражи, а также некоторые приусадебные конструкции. Используют их, в том числе, и для создания парников. По своей себестоимости фермы обходятся владельцам участков совершенно не дорого. Их быстро конструировать и крепить к несущим элементам. Для надежного крепления данной конструкции понадобится качественный профиль, сварочный аппарат, болгарка и внимательность при проектировке.

У каждого, кто решил использовать такой тип конструкции на своем сооружении, должен быть четкий план, состоящий из:

  • Выбора правильного профиля;
  • Четкого расчета фермы;
  • Правильного расположения перемычек;
  • Надежного монтажа.

Фермы из профильной трубы: конструкции, расчет и изготовление

По своей сути, ферма является уникальной конструкцией, связующей опорные элементы и образующая в результате готовый каркас. Среди специалистов она считается простой архитектурной металлоконструкции. Такая конфигурация отличается большим количеством преимуществ:

  1. Прочность всего каркаса и отдельно самой фермы;
  2. Высокие эксплуатационные характеристики;
  3. Приемлемая стоимость с учетом цен на трубы и расходные материалы;
  4. Отличная устойчивость к внешним воздействиям, деформации.

Фермы из профильной трубы получили большую популярность благодаря тому, что они идеально подходят для создания прочных опор под любой вид кровли. При этом на данные показатели не влияет вес кровельных материалов.

Стропильные фермы могут иметь совершенно разную форму конструкции и произвольные раскосы. К примеру, для приусадебных построек используют односкатную форму. Ее просто монтировать, и выдерживает такая конфигурация самые различные нагрузки. Двускатные образцы больше подходят для гаражей и домов.

Также по форме отличают арочную ферму. Она имеет выпуклую форму и считается одной из самых прочных.

Для правильного расчета ферм необходимо следовать определенным правилам.

Изготовление ферм не займет много времени. Все начинается с выбора качественного материала. Он и будет определять долговечность всего сооружения. Соединение всех металлических частей используют прихватки, а также специальные спаренные уголки.

Уголки с равными сторонами монтируются только в случае сопряжения деталей.

Стойки крепятся под углом в 90 градусов, а раскосы – 45 градусов.

Требования к расчету профильной трубы для строительства фермы

  • Расчеты производятся при использовании всех замеров длины конструкции и угла наклона кровельного материала. Подготовка фермы должна начинаться только после снятия четких замеров показателей.
  • Точные размеры зависят от многих факторов. Определенная разновидность конструкции будет определена исходя из веса всего изделия, нагрузки, высоты расположения кровельного материала, а также способов его перемещения. Только длину заготовки определяет угол наклона крыши.
  • В расчеты изначально необходимо включать опоры и четко определять их пояса. Длина имеет значение. Контуры также зависят от уклона и вида конструкции.

В основном за это отвечает два законодательных документа, которые определяют порядок расчета. Один вмещает информацию о нормах воздействия и допустимых нагрузках, а другой поможет определиться с типом стальной конструкции. С их помощью расчет фермы из профильной трубы можно осуществить быстро и максимально корректно.

Самое главное, что необходимо учесть – расчет производится по принципу экономии. После определения высоты пролета, длины и угла наклона всей конструкции расчет заканчивается последним пунктом – установлением оптимального расстояния между всеми комплектующими частями. Нагрузка пролета влияет на количество материала и его расположение.

Проведение расчета арочной фермы из профильной трубы

Определить оптимальные значения сооружения можно на конкретном примере арочной фермы. Длина конструкции составляет 600 см. Каждый участок располагается на расстоянии в 105 см друг от друга. Высота арочного перекрытия равна 300 см. Стрела нижнего пояса в таком изделии будет равна 130 см. Радиус окружности внизу будет составлять 410 см. По условиям вычисления между радиусами угол составляет 105.9776˚.

mн – длина профиля, который необходим для прокладки нижнего яруса;

π – постоянное значение;

Чтобы вычислить необходимый показатель специалисты используют определенную формулу:

В результате получается следующее вычисление:

mн=3,14×4,1×106/180 = 758 см.

Следует заметить, что шаг между точками по углам будет равняться 55 см.

Наглядный пример демонстрирует, что фермы из профильной трубы рассчитываются достаточно просто и быстро.

Обучающее видео с правилами расчета.

Особенности конструкции фермы из профильной трубы

Профильные трубы, из которых изготавливают фермы, прочны, а поэтому имеют отличительные характеристики. Особенности всех конструкций распределяются на несколько основных факторов.

Количество поясов и показатель нагрузки считаются критически важными показателеми.

По данным характеристикам фермы делятся на:

  1. Тип конфигурации, в котором все элементы расположены в одной плоскости;
  2. Тип, при котором отдельные части пролета располагаются в двух или более ярусах.

Обе конструктивные особенности являются устойчивыми и могут выдерживать предельные нагрузки, угол наклона при этом, может быть произвольным. Но для обеспечения сооружению большего срока службы рекомендовано использовать второй тип. Он надежнее.

Фермы из профильной трубы также проектируются в зависимости от контуров и их форм. Как уже было сказано ранее, по последнему критерию конструкции делятся на односкатные, двускатные, прямые, а также в форме арки. Каждый из образцов используется для различных целей.

К примеру, изделия, имеющие параллельный пояс идеально подходят для кровли мягкого образца. Опора при этом достаточно проста и все ее части являются идентичными. Ее проще всего монтировать, поскольку этот процесс не требует особых знаний.

Односкатные металлические фермы наилучшим образом подходят для крепления жесткой кровли при необходимом значении высоты.

Виды ферм из профильной трубы

Существует много различных образцов ферм, которые позволяют реализовывать самые разнообразные конструкторские решения.

  • Первой, и самой распространенной разновидностью являются треугольные формы металлоконструкции. Это классический вид заготовки, подходящий для сооружений разного рода предназначения. Для того чтобы подобрать оптимальное сечение труб в таком образце, необходимо учитывать характеристики дальнейшей эксплуатации конструкции, и ее номинальный вес. Также учитывается длина. Преимуществом таких изделий считается прочность, простота в монтаже и постоянное поступление естественного освещения через треугольные каркасы.
  • Вторым по популярности является тип полигональных ферм из профильной трубы. Такая конфигурация незаменима в больших помещениях. Когда необходимо спроектировать большое здание или навес, именно полигональные изделия соответствуют всем требованиям. Единственным минусом таких сооружений считается сложность в их сваривании. Несмотря на привычный угол наклона, необходимо использовать определенный принцип и технику сваривания. А это не подходит для облегченных конструкций.
  • По характеристикам прочности не уступает предыдущим типам и ферма, имеющая параллельные пояса. Отличительной особенностью такой металлоконструкции является то, что все стержни, решетки и пояса у нее одинаковой длины. Она считается самой простой в расчетах.
  • Также надежный вид фермы – односкатная трапециевидной формы. Такие фермы опираются на колонны. По своим характеристикам жесткости данному типу нет равных.

Основная конструкция фермы из профильной трубы

Опытные специалисты могут собрать фермы из профильной трубы быстро. Для этого необходимо дать точные размеры и чертежи металлоконструкции. Но, если задача состоит в экономии бюджета на построение, монтаж можно выполнить самостоятельно. Для этого нужно, прежде всего, собрать основную конструкцию.

Для того чтобы ее создать используют преимущественно прямоугольные или квадратные металлические изделия. Они позволяют всей заготовке оставаться прочной на протяжении всего срока эксплуатации. В придачу к этому основную конструкцию из квадратного профиля проще крепить к основанию.

Первым этапом с использованием чертежей и расчетов свариваются все металлические части непосредственно самой фермы. Это выполняется на земле или в подготовленном помещении с ровными полами. Проверяется длина и ширина изделия.

После этого следует этап установки и фиксации опорных элементов, расположенных вертикально. Их правильная установка определяет надежность всей металлоконструкции. Для проверки можно использовать отвес. Он покажет, насколько точно удалось закрепить несущие опоры.

Как сварить фермы из профильной трубы

Как только опоры будут готовы, к стойкам приваривают продольно расположенные трубы. Их крепят для надежной сцепки элементов. Они придают всему сооружению устойчивости.

Когда основа готова наступает время крепления к ней фермы из профильной трубы. Заранее подготовленную конфигурацию с решетками поднимают и устанавливают сверху. Сразу же нужно проверять правильность сборки, в том числе и раскосы. Все углы должны находиться на своих местах и плотно прилегать к основанию. Когда все размеры и расположение конструкции проверено, металлические элементы привариваются друг к другу. Не стоит забывать про прихватки.

В конечном итоге необходимо зачистить все соединительные места, где был применен сварочный аппарат, и аккуратно покрасить все части металлоконструкции.

Как результат, правильные расчеты, качественные материалы и внимательная сварочная работа позволяет создать идеальное перекрытие.

Видео с объяснением процесса сварки конструкции:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector