Отдельные строения могут иметь меньший угол наклона крыши. Угол наклона также зависит от количества осадков в вашем регионе — чем больше осадков, тем больше должен быть угол наклона крыши. Чем круче крыша, тем меньше осадков она будет задерживать.
Как правильно рассчитать и смонтировать фермы из профильной трубы своими руками?
Рано или поздно владельцы частных домов приходят к выводу, что необходимо возвести сарай или садовый навес, беседку, небольшой забор с крышей для домашних животных или навес над рядом деревьев. Чтобы надежно закрепить крышу над такой конструкцией, необходимо правильно спроектировать и установить металлические опорные конструкции.
Мы приветствуем нашего уважаемого читателя и предлагаем ему статью о том, что такое фермы из секционных труб, как их рассчитать и как правильно прикрепить к беседкам и навесам на его участке.
Что такое ферма
Ферма — это конструкция из прямых элементов, соединенных узлами в прочную систему с неизменной геометрической формой. Наиболее распространены плоские конструкции, но в больших, сильно нагруженных конструкциях используются объемные (пространственные) фермы. На практике стропильные фермы крыш в частных домах изготавливаются из дерева и металла. Небольшие сооружения, такие как балки, сараи и беседки, изготавливаются из дерева. Но прочный и высокотехнологичный металл является почти идеальным материалом для несущих стальных конструкций.
Цельные прутки и трубы используются для сложных конструкций. Профильные трубы (квадратные, прямоугольные) более устойчивы к изгибу и смятию, небольшие конструкции для дома собираются без применения сварки с помощью краб-систем, поэтому для сельских построек часто используют трубчатый профиль.
Конструкционные особенности ферм
Элементы ферменной конструкции:
- Пояс.
- Стойка — это вертикальный элемент, соединяющий верхние и нижние хорды.
- Поддержка.
- Лонжерон — опорная балка.
- Ложементы, пластины, кронштейны, заклепки, болты — все виды вспомогательных материалов и крепежа.
Высота фермы рассчитывается от самой низкой точки нижней хорды до самой высокой точки. Пролет — это расстояние между опорами. Высота — это соотношение между высотой балки и пролетом. Таблица — это расстояние между узлами строки.
По определению, ферма — это структурная конструкция из жестких элементов, соединенных в узлах и образующих геометрически неизменную систему. Единственной неизменной геометрической формой в системе координат является треугольник, поэтому каждая ферменная конструкция состоит из ряда взаимосвязанных треугольников.
Содержание
Фермерские хозяйства классифицируются по следующим признакам:
- Характер очертания внешнего контура
- Параллельные ремни
- Продольные ремни
- Полигональные пояса
- Треугольные пояса Полигональные пояса Полигональные пояса Полигональные пояса Полигональные пояса Полигональные пояса Полигональные пояса Полигональные пояса Полигональные пояса Полигональные пояса
- Треугольный
- Эпициклическая
- Полуспираль
- Ромбический
- Ремни
- Арочный
- Неподдерживаемые
- Неподдерживаемая балка
- Луч
- Балка Пратта (с балочными балками и балками)
- Ферма Warrenn (с треугольниками фермы)
- Бельгийская (треугольная) балка
- Поперечная балка
- Каркас потолочного освещения
- Подструктуры
- Мостовая балка
- Кран
- Башня
- Деревянные
- Металл (сталь и алюминий)
- Армированный бетон
- Пластик
Принцип действия
Если выстроить несколько стержней в произвольном порядке, они будут беспорядочно вращаться друг вокруг друга, и такая структура, как говорят в строительстве, является «переменной», т.е. если приложить к ней давление, она складывается, как стенки спичечного коробка. Совсем иначе выглядит обычный треугольник, когда вы строите из баров обычный треугольник. Сколько бы вы ни давили, структура может возникнуть только в том случае, если вы сломаете один из стержней или отделите его от остальных. Эта структура уже «неизменна». Структура фермы содержит эти треугольники. Как стрела башенного крана, так и составные колонны состоят из маленьких и больших треугольников.
Важно знать, что нагрузка на ферму должна прикладываться в местах соединения стержней, так как стержни лучше работают на сжатие-растяжение, чем на разрыв.
Элементы фермы обычно жесткие и не соединены шарнирами. Это означает, что если взять любые два элемента и отрезать их от остальной структуры, они не будут вращаться относительно друг друга. Однако в простейших расчетах этим пренебрегают и предполагают наличие стыка.
Принцип расчёта ферм вырезанием узлов
Существует множество простых и сложных способов расчета ферм. Одним из самых простых является расчет путем срезания веток. Этот метод подходит для простейших плоских ферм и используется в преподавании в университетах.
Для расчета фермы все силы, действующие на ферму, сводятся к ее узлам. После определения сил, действующих на ферму, рассчитываются реакции опор фермы. После определения реакций записывается каждый узел, в котором встречаются и прикладывают силы только 2 элемента. Остальная часть фермы разрезается в нашем воображении, и мы получаем узел, содержащий некоторые известные силы (например, реакции опор) и две неизвестные силы — силы, действующие на неразрезанные элементы фермы. Определите неизвестные силы на элементах, подставив уравнения для равенства сил вдоль любых двух осей. Затем используйте эти силы для разрезания следующего узла и так далее, пока не будут определены силы на всех элементах.
Ферма (фр. firmus, прочный) — это конструкция, состоящая из прямых элементов, узлы которых обычно шарнирно соединены в расчете. Фермы в основном используются в конструкциях (крыши, … … Большая советская энциклопедия
Виды и материалы изготовления
Существуют различные типы балок в зависимости от их предназначения.
- Деревянный каркас собирается на строительной площадке, поднимается и крепится к готовому дому. Древесина — легкий материал, поэтому нет проблем с транспортировкой, собирать каркас на крыше неудобно и небезопасно, а этот тип строительства экономит время и силы.
- Ферма перекрытия — эта форма фермы перекрывает пространство между лестницами.
Каркасное строительство подразделяется на 4 типа.
- Параллельная балка — укрепление пространства между этажами.
- Треугольная предназначена для строительства крыш, для перекрытия колонны берутся 2-3 фермы, которые соединяются при помощи деревянного бруса.
- Прямоугольная крыша — еще один тип укрепления крыши, но он не используется для крыш с крутыми скатами.
- Если крыша имеет неправильную форму, используется трапециевидная или изогнутая стропильная ферма.
Балки выпиливаются из деревянных столбов или бревен, но при необходимости используются и другие материалы:
- Стальная основа и деревянная рамная конструкция могут выдерживать более высокие нагрузки, чем балка, изготовленная полностью из дерева. Вес распределяется на стальную основу, снижая нагрузку на деревянную раму,
- Для небольших сооружений, таких как сараи или подвалы, в качестве каркаса крыши можно использовать фанерные трубы, поскольку этот материал легко транспортировать и устанавливать. По надежности, конечно, отстают от деревянных балок и железных, но если конструкция, не будет делать несущей,
- сочетание стекловолокна и дерева, что не часто делают из этого материала, в основном по индивидуальному заказу. Продукт прочный и легкий, конструкция легко поднимается с земли на здание, а также может быть установлена в конструкцию,
- Клееная древесина и доски — основной материал, используемый для обрамления крыш. Несмотря на то, что конструкция является прочной, она чаще всего используется в строительстве.
Изготовление и сборка ферм
Расположение и форма каркаса крыши определяются проектом здания. Даже если строительство домов ведется по одной и той же схеме, необходимо учитывать некоторые соображения:
Если крыша должна быть плоской и покрыта легким строительным материалом, заказывается и устанавливается прямоугольная или трапециевидная ферма заводского изготовления.
Сплошные треугольные фермы, количество которых было рассчитано и размещено на круто скатной крыше, могут выдержать тяжелый кровельный материал.
Треугольная форма используется для квартир, остальные — для технических и вспомогательных помещений.
Длина основания крыши определяет, в каком направлении располагаются балки. Чтобы определить, какая форма подходит, следует учесть наличие или отсутствие дополнительной опоры в виде внутренней стены. Если нет опорной конструкции и длина менее шести метров, достаточно простой фермы крыши, прикрепленной к внешней стене.
Если пролет составляет более шести метров, требуется ферма, которая крепится к центру балки. Кроме того, для крепления балок необходимо установить опоры и стержни. Это создает надежное перекрытие в нижней части чердака, по которому можно ходить, не опасаясь, что конструкция не выдержит веса.
Гайки на фермах используются для устойчивых стен. Они также крепятся к потолку с помощью балок или досок. Без этой конструкции балочная рама прогнулась бы в местах соединения с карнизами.
Балки опираются на встроенную плиту, а не на стену. Это обеспечивает равномерное распределение нагрузки, стена не перегружается балками.
Крыша под фермой называется мауэрлат, этот материал не используется, если крыша устанавливается на доме с деревянными стенами, так как он не выдерживает нагрузки. Если стена кирпичная, необходимо использовать стропильную ферму, чтобы вес равномерно распределялся по несущей конструкции.
Если требуется более прочный материал, используются металлические балки, способные выдержать нагрузку кровельного покрытия.
Ферменные конструкции состоят из узлов, которые являются слабыми местами фермы. При сборке в узлах не должно быть зазоров, иначе строительный материал не будет достаточно жестким и прочным. Узловые пространства включают:
Балки соединены скользящим или жестким узлом, но древесина расширяется или сжимается под воздействием влаги или солнечного света. Наличие жесткого узла в месте соединения может вызвать деформацию конструкции.
Чтобы избежать этого, материал обрабатывается водоотталкивающим средством, а также уделяется внимание качеству древесины в фермах.
Вывод
Строительство ферм необходимо для обеспечения надежной и устойчивой крыши:
- Металлическая или деревянная балка защищает крышу от дождя, солнца, ветра и мороза,
- Тип материала следует выбирать в зависимости от устойчивости фундамента, подножия и стен здания,
- Балки передают нагрузку на стены,
- Они классифицируются в зависимости от балок, типов конструкции, статических систем и типов обрешетки,
- Балки бывают треугольными, прямоугольными, трапециевидными и параллельными,
- Балки могут быть изготовлены из металла, дерева или стекловолокна,
- балка становится более прочной, если добавляются дополнительные усиливающие элементы,
- Рассчитывается несущая способность здания и перекрытия.
Еще одним важным фактором при выборе угла является количество осадков, выпадающих в данной местности: чем больше осадков, тем больший угол требуется. Действительно, скатная крыша задерживает меньшее количество осадков.
Архитектура металлической фермы: элементы, узлы и напряжение
Поэтому металлическая опора представляет собой сварную или сборную систему труб и жестких соединительных элементов. Он состоит из определенных элементов:
- Балка, верхняя и нижняя, которая служит рамой.
- Решетка, соединяющая два уровня.
- Стойки, расположенные перпендикулярно струне.
- Колонны, соединенные под углом с нижним и верхним уровнями.
- Позвоночник является вспомогательной опорой.
- Узел — это точка, в которой соединяются несколько полюсов. Здесь трубки соединяются фаской — специальной металлической пластиной.
- Таблица — это расстояние между соседними узлами, а пролет — расстояние между опорами фермы.
Верхняя хорда металлической фермы состоит из трубчатых или двутавровых профилей с фланцевым соединением. Нижняя часть изготовлена из тех же материалов.
Только если балка нагружена по высоте рам, необходимо установить дополнительные парные швеллеры. Внутренние балки и стойки изготавливаются из круглой трубы, угловой трубы или профильной трубы.
Сетки внутри фермы располагаются в различных конструкциях, определяемых исключительно практическими соображениями. Чем больше поперечных элементов, тем прочнее сама конструкция и тем она дороже (требуется больше материала!). Например, строится треугольная балка:
Внутренний рисунок стальной фермы выбирается в соответствии с требованиями проекта и предполагаемым уровнем нагрузки. От выбранного типа столба будет зависеть вес конструкции, ее внешний вид, трудоемкость и бюджет на возведение самой металлической балки.
Давайте рассмотрим стандартные типы металлических ферм с внутренней сеткой:
- Треугольная решетка имеет наименьшее количество узлов, что более характерно для параллельных и трапециевидных балок. Кроме того, такая решетка считается наиболее экономичной, поскольку имеет наименьшую общую длину прутьев.
- Взрывная решетка необходима, когда основная нагрузка приходится на верхнюю хорду. Поэтому он используется в тех случаях, когда необходимо сохранить расстояние между обрешетками.
- Диагональная балка используется, когда стойки должны выдерживать большую силу.
- Поперечные фермы используются в рамах, где расчетная нагрузка действует в обоих направлениях.
- Для балок, изготовленных из тавровых балок, требуется поперечная ферма.
- Полурешетка и ромбическая решетка необходимы для ферм с такой большой высотой, которая встречается при строительстве мостов и мачт. Такие рамы достигаются благодаря двум балочным системам с высокой жесткостью.
В реальной жизни все эти лучи выглядят примерно так:
Здесь, например, можно увидеть, как выглядит не совсем обычная пружинная балка:
Проектирование ферм для крыши дома
Поэтому давайте рассмотрим, как точно рассчитать брус для сарая или более крупного строения, чтобы не купить слишком много материала и правильно рассчитать прочность.
Мы рекомендуем использовать готовые стандартные образцы, которые уже применялись на практике и выдержали испытание временем. В идеале вы можете проконсультироваться с опытным мастером по поводу выбранного вами дизайна, а затем приступить к его реализации.
Если вы решили сделать это самостоятельно, сначала создайте план будущей металлической фермы. Определите, какие контуры она будет иметь, нужно ли пространство под крышей и какое покрытие будет иметь крыша.
Высота металлической фермы зависит от типа кровельного материала, его веса, угла наклона и возможности перемещения самой фермы.
Нормативные документы
Соответственно, фермы должны соответствовать этим национальным стандартам:
- ГОСТ 23118-99 (об общих технических условиях на стальные конструкции).
- ГОСТ 23119-78 (о требованиях к изготовлению ферм, когда требуется сварка углов).
- ГОСТ 23119-78 (по ТУ на изготовление стальных ферм, сварка секционных труб).
Для правильного проектирования металлической фермы вам понадобится информация из следующих источников: СНиП, П-23-81 (для стальных конструкций) и СНиП 2.01.07-85 (для нагрузок и воздействий).
Каркас для сарая или гаража можно построить «на глаз», особо не задумываясь. В любом случае, вы по наивности будете использовать больше материала, чем необходимо для достижения требуемой прочности. Однако для дома эти балки должны быть рассчитаны как можно точнее, чтобы они могли выдержать все силы стихии и сами не создавали излишней нагрузки на фундамент.
Для этого учитываются следующие факторы:
- Постоянные нагрузки, например, вес кровельного покрытия.
- Нестационарные нагрузки, такие как изменение погодных условий, ураганы или даже торнадо.
- Дополнительные нагрузки, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также вес человека, находящегося на крыше во время ремонтных работ.
Чем больше высота балки, тем больше ее несущая способность. Кроме того, на несущую способность влияют ребра жесткости — чем больше ребер, тем прочнее сама балка. Однако чем он тяжелее, тем дороже.
Кстати, самые легкие металлические фермы получаются, когда их высота составляет 1/7 или 1/9 пролета. Они также облегчены специальной решеткой, в которой сжимающее усилие воспринимается короткими балками.
Расчет высоты и длины фермы
При планировании строительства металлических ферм важно учитывать некоторые моменты расчета металлической фермы:
- Шаг 1. Определите ширину проема в конструкции, выберите форму крыши и угол наклона.
- Шаг 2. Выберите контур прогона, принимая во внимание ожидаемый уровень нагрузки на ферму.
- Шаг 3. Рассчитайте размер рамы и то, хотите ли вы собрать ее самостоятельно или сварить.
- Шаг 4 Чтобы рассчитать оптимальную высоту металлической фермы, примените следующие формулы (L — длина фермы):
H=1/4×L или H=1/5×L, если рама треугольная H=1/8×L, если она параллельная, трапециевидная или многоугольная. Наклон самой верхней хорды должен составлять 1/8×L или 1/12×L.
Теперь определите размеры пластин. Помните, что плита — это расстояние между колоннами, которые воспринимают всю нагрузку. И угол наклона колонны различен для разных балок, а плиты отвечают им. Например, в ферме с треугольной решеткой этот угол составляет 45 градусов, а в решетке с колоннами — 35 градусов.
Как сделать такую ферму самостоятельно?
Сегодня такие металлические балки уже можно заказать в готовом виде с завода, а можно сделать их самостоятельно.
Поэтому они изготавливаются из следующих материалов:
- Алюминиевые профили легкие и подходят для легких крыш.
- Круглые и профильные металлические трубы имеют широкий диапазон сечений, толщины стенок и состава сплавов. Эти балки подходят для крыш любой формы и сложности.
- Трубы и водостоки подходят для особо ответственных крыш. В строительстве частных домов такие фермы используются редко из-за их большого веса.
- Для более простых и легких конструкций используются металлические уголки или ЛСТК. Эти фермы подходят для строительства навесов и хозяйственных построек.
Хотя, если честно, он построен из углов сегодняшних довольно прочных скатных крыш для коттеджей или гаражей. Если только в вашем регионе не выпадает много снега:
В настоящее время фермы ЛСТК активно устанавливаются в деревянных домах:
Наиболее распространенным типом металлических ферм сегодня являются фермы, изготовленные из некруглых труб. Он имеет овальное, квадратное или прямоугольное сечение. Эти трубы изготавливаются из 09G2S, St3SP и нержавеющей стали.
Возможно, вам будет интересно узнать, что эта труба изначально круглая и только потом формируется в квадрат или другую форму путем холодной или горячей штамповки. Минимальный размер этих труб — 15 x 15 мм, максимальный — 45 x 35 см. Качество труб регламентируется ГОСТом.
Форма самой трубы напрямую влияет на диапазон использования этих ферм. Трубы с плоским овальным сечением, например, являются наиболее гибкими и позволяют производить сложные фермы с красивыми формами. Квадратные и прямоугольные трубы идеально подходят для установки на плоской поверхности.
Смотрите также, как сделать аккуратные арочные балки из квадратной трубы, сваренные вручную:
Сегодня для изготовления металлических ферм используются два типа секционных труб: горячекатаные и гнутые. Горячекатаные трубы изготавливаются из полос толщиной от 0,5 до 5 мм с прямоугольным или квадратным сечением. Это материал, который вы видите чаще всего.
Для строительства металлических ферм вместо трубчатых профилей подходят также U-образная балка, тавровая балка и D-угольник. Однако среди всех этих конструкций ферменные профили намного легче. Еще одним преимуществом является то, что вся конструкция может быть легко собрана на месте с помощью сварки.
В настоящее время удобно заказывать сборные конструкции или собирать их на месте. Затем они могут быть подняты на крышу в сборном виде. Они должны собираться строго в соответствии с подробными заводскими чертежами.
Для этого вам понадобятся:
Металлическая ферма — это система стержней, соединенных узлами и образующих геометрически неизменяемую структуру. Нагрузка на узел не оказывает большого влияния на работу фермы, а сами узлы обычно считаются модульными. Осевые силы растяжения или сжатия характерны для всех элементов.
Дизайн
Проект не может быть выполнен без проектной документации и профессиональных дизайнеров. Перед созданием проекта необходимо определить размер проема, тип почвенного покрова и тип кровельного материала, который будет использоваться. Форма крыши и угол ее наклона также должны быть определены на начальном этапе. Необходимо учитывать снеговые и ветровые нагрузки, а также климатические условия.
На основе этих данных выбирается тип конструкции фермы и тип используемой сетки. Затем необходимо рассчитать объем строительных материалов. Предпочтительно покупать с небольшим запасом.
Монтажные работы
Процесс строительства с использованием стальных элементов проходит в точных, поэтапных стадиях. Сначала выполняются работы по устройству фундамента и кладке. Затем балки доставляются на строительную площадку. Сборка, сварка, зачистка и покраска производятся на земле. Затем готовые конструкции поднимаются краном на место установки. Дальнейшая работа ведется в соответствии с планом.
Структурные особенности
Для правильного распределения нагрузки необходима рамная конструкция. Нагрузка не должна быть сосредоточена в одной точке, а распределена по всей ферме. В зависимости от структуры балки существует несколько вариантов:
- Сегментарно-прямоугольный.
- Трапециевидный фронтон.
- Сегментированный склон.
- Арчед-апекс.
При выборе типа балки необходимо проанализировать каждый тип и сравнить его свойства и другие характеристики. Выбор также зависит от его использования. Для строительства гражданских или промышленных объектов или других зданий, сооружений.
Существуют также плоские балки и объемные балки. Они принципиально отличаются друг от друга, поэтому сначала необходимо рассмотреть их характеристики. Плоские изделия имеют только размеры ширины и длины. Объемные конструкции выполняются в трех измерениях. Несущая способность конструкции определяется на основе размеров исходных деталей и проектного чертежа.
Для проектирования трехмерных конструкций необходимы следующие компоненты и узлы изделий:
- Нижний аккорд. Это элемент подконструкции, представляющий собой балку, лежащую в горизонтальной плоскости. Он встраивается в стены и впоследствии соединяется с другими элементами. А именно, элементы жесткости — диагональные и вертикальные элементы.
- Верхняя балка. Он также служит основой для соединительных планок, как и верхний аккорд. Если конструкция прямоугольная, то балка располагается параллельно основанию. Для трапециевидных конструкций верхняя хорда делится на секции, повторяющие заданную форму. Для арочных и сегментных конструкций создается арка с определенной кривизной.
- Колонны и колонки. Это элементы жесткости. Вертикальные ребра служат в качестве дренажа. Диагональные элементы стальной конструкции — это колонны.
- Узлы. Здесь стойки и балки соединяются с верхней или нижней опорой. Конструкция выполнена таким образом, что нагрузка конструкции сосредоточена на узлах.
Процесс строительства
Черные конструкции относятся к категории повышенной безопасности. Это связано с тем, что прочность и целостность здания зависит от его качества. Они изготавливаются из прямых и сплющенных уголков, круглых труб, швеллеров или холоднокатаных сварных балок.
В ходе изготовления фермы может применяться сваривание и болтовое соединение. Рассмотри их более подробно:
- Соединение с помощью заклепок или винтов. Сначала в конструкции просверливаются отверстия путем плазменной резки. Используемые крепежные элементы должны быть высокопрочными. В этом случае используются винты, гайки, шайбы и резинки. Болтовое соединение обеспечивает быстрый монтаж ферменной конструкции на строительной площадке. При необходимости его можно демонтировать, что также займет некоторое время.
- Соединение стальных элементов на молекулярном уровне. В этом случае требуется сварка. Сегодня существует большое разнообразие. К ним относятся контактная сварка, электросварка и дуговая сварка. Наиболее эффективной является дуговая сварка под флюсом для керамических конструкций. Эта техника соединения делает процесс немного проще и более автоматизированным. Сварочные машины могут производить внешние и внутренние сварные швы путем двойной сварки. Для контроля качества используются лазерные и ультразвуковые устройства. Прокат, используемый для изготовления балок, может быть из низколегированной, нормальной, конструкционной, углеродистой и высокопрочной стали. Для защиты от внешних воздействий можно использовать оцинкованные материалы.
Основным конкурентным преимуществом нашей компании является полный цикл работ, от проектирования и строительства зданий до монтажа и сдачи готового объекта «под ключ».
Проектирование фермы и ее элементов
Полный расчет нагрузки, которую должна выдерживать металлическая балка, является сложным, поэтому при его выполнении рекомендуется обратиться за помощью к специалистам.
Расчет размеров и толщины стенок секций труб, подходящих для строительства конструкции, основан на следующих данных:
- размеры металлоконструкции, т.е. длина и расстояние между опорами,
- высота опор и поперечных балок,
- форма ферм,
- предельная снеговая нагрузка в холодное время года
- ветровые нагрузки,
- Геологические условия — сейсмическая активность, вероятность оползней,
- масса дорожного полотна.
Ошибки в расчетах могут иметь следующие последствия
- металлическая балка будет деформироваться под тяжестью снега, мокрой, тяжелой листвы,
- конструкция будет деформироваться под собственным весом — это наихудший случай,
- при сильном ветре балка может разрушиться,
- Деформация постепенно приводит к обрушению конструкции, что опасно тем, что могут пострадать люди и ценные предметы, находящиеся под крышей, например, автомобиль,
- неустойчивая конструкция приводит к обрушению крыши фермы,
- выбор слишком прочного и тяжелого профиля приводит к очень высоким материальным и трудовым затратам.
В случае нескольких ферм и опор для сарая для инструментов, расстояние между которыми достигает 2 м, подходит довольно тонкая труба. Однако для четырех колонн и пары балок с пролетом 6-8 м требуется более толстый профиль.
Допустимые нагрузки на металлические фермы приведены ниже:
Пролет, м Размер трубы на толщину стенки, мм 1 2 3 4 5 6 Профиль трубы, длина трубы по толщине профиля (мм), длина трубы по толщине (мм) 40x40x2 709 173 72 35 16 5 40x40x3 949 231 96 46 21 6 50x50x2 1165 286 120 61 31 14 50x60x3 1615 396 167 84 43 19 60x60x2 1714 422 180 93 50 26 60x60x3 2393 589 250 129 69 35 80x80x3 4492 1110 478 252 144 82 100x100x3 7473 1851 803 430 253 152 100x100x4 9217 2283 990 529 310 185 120x120x4 113726 3339 1484 801 478 296 140x140x4 19062 4736 2069 1125 679 429 Прямоугольная труба (при условии, что она установлена вертикально) 50x25x2 684 167 69 34 16 6 60x40x2 1255 308 130 66 35 17 80x40x2 1911 471 202 105 58 31 80x40x3 2672 658 281 146 81 43 80x60x3 3583 884 380 199 112 62 100x50x4 5489 1357 585 309 176 101 120x80x3 7854 1947 846 455 269 164 Основы расчета металлической фермы
Чтобы рассчитать длину и другие размеры металлической фермы, выберите форму крыши и размеры всей конструкции. Затем определите размеры крыши, количество, форму и расстояние между балками.
Тип фермы подбирается под крышу, а форма фермы зависит от назначения и расположения здания. Цельные металлические фермы обычно консольные и касательные к дому, а отдельно стоящие фермы имеют многоугольную, треугольную, сегментную форму и арки. Беседки часто имеют крышу с шестью и более скатами или причудливую конструкцию крыши со специальными фермами.
Рекомендуемые статьи о металлических конструкциях
В любом случае важно рассчитать нагрузку на всю крышу и на балку, исходя из веса снежного покрова, кровельного покрытия, обрешетки и самих металлоконструкций. Точный расчет лучше доверить профессионалу на основании СП 20.13330.2016 «Нагрузки и напряжения». Пересмотренный вариант СНиП 2.01.07-85″, и СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Пересмотренная версия СНиП II-23-81».
Расчеты производятся методом отсечения узлов, то есть участков, где члены соединены модульно — именно такой подход используют современные компьютерные программы. В качестве альтернативы используется метод Риттера, метод замены балок Хеннеберга.
Построить металлическую ферму в форме трапеции или треугольника не так уж сложно. Если у вас есть навыки сварки и сборки, вы можете собрать тент или беседку самостоятельно. Однако, чтобы построить большую ферму с 10-метровыми балками, необходим план, составленный специалистами.
Влияние угла наклона.
Конструкция фермы зависит в основном от угла наклона скатов. Эта характеристика выбирается в зависимости от формы крыши и размещения будущего строения. Для крыши, примыкающей к зданию, требуется более крутая крыша, чтобы обеспечить быстрый сток снега и воды. Относительно плоская крыша подходит для отдельно стоящих домов.
Еще одним важным фактором при выборе угла является количество осадков, выпадающих в данной местности: чем больше осадков, тем больший угол требуется. Действительно, скатная крыша задерживает меньшее количество осадков.
Для сплошных крыш, которые отделены от других зданий, обычно выбирается угол наклона около 15°. Примерная высота откоса составляет 1/7-1/9 длины проема. Металлическая балка должна иметь трапециевидную форму.
Угол 15-22° означает, что высота карниза составляет 1/7 длины проема.
Для углов от 22° до 30-35° оптимальная высота карниза составляет 1/5 длины проема. Здесь обычно используются треугольные конструкции. Иногда они также имеют ломаную нижнюю хорду, чтобы уменьшить вес металлической фермы.
Параметры базовых углов.
Чтобы избежать ошибки при расчете количества отдельных элементов и их длины, важно рассчитать основные углы между элементами. Нижняя хорда перпендикулярна колоннам, а угол наклона верхней хорды к горизонтали зависит от угла наклона крыши. Для колонн оптимальным считается горизонтальный/вертикальный угол 45°, при этом колонны устанавливаются только вертикально.
Уклон крыши задается проектом или определяется пропорциями. Для угла наклона до 15° шаг составляет 1/7-1/9 длины проема; для 15-22° — 1/7 длины проема; для 22-35° — 1/5 длины проема.
Для определенного уклона крыши можно узнать, какой длины должны быть детали для стропильной фермы, поскольку эта информация очень важна для качественного монтажа.
Стоимость изготовления металлических ферм
В частном строительстве нередко используются фермы из трубчатых профилей, поскольку они легкие и могут быть установлены непосредственно на месте.
Стоимость строительства металлических ферм зависит от сложности и особенностей их монтажа, но наиболее важными являются следующие характеристики конструкции.
- Форма,
- размеры,
- тип и количество прокатного материала, необходимого для изготовления фермы.
Качество и долговечность конструкции зависят как от отдельных элементов, так и от соблюдения стандартов при монтаже. Стоимость установки ферм зависит от этих характеристик:
- Тип структуры и степень ее сложности. Например, для строительства гаража и торгового центра требуются разные навыки.
- Площадь основания конструкции. Стоимость строительства и установки конструкции снижается по мере увеличения общей площади конструкции.
- Местонахождение. Это относится к административному расположению участка и стоимости транспортировки оборудования и рабочих на участок.
- Срочность работы. Если необходимо построить балки и собрать всю конструкцию как можно быстрее, потребуется введение сменного графика, дополнительное оборудование и рабочие.
Все эти нюансы могут значительно увеличить стоимость производства, монтажа металлических ферм и завершения проекта.
Строительство ферм — довольно простое дело, если заранее правильно подготовить проект и обеспечить качественный монтаж. Не менее важным является готовность мастера выполнить всю работу аккуратно и без ошибок.
