Изготовление фермы из профильной трубы своими руками - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Изготовление фермы из профильной трубы своими руками

Ферма из профильной трубы

Металлические фермы – это стержневые системы, состоящие из поясов и решеток. Благодаря ребрам жесткости, такие конструкции не деформируются даже при восприятии значительных нагрузок. В зависимости от сложности формы, могут изготавливаться непосредственно на месте строительства или в условиях специализированных производств. Популярным материалом для изготовления ферменных конструкций является профильная труба квадратного или прямоугольного сечения.

Материалы для профильных труб

Для изготовления профильных труб, которые могут использоваться в конструкциях ферм, применяют различные металлы и сплавы:

  • в общем случае – углеродистые стали обыкновенного качества;
  • для ответственных конструкций – качественные углеродистые, низколегированные, реже – коррозионностойкие стали;
  • для эксплуатации в средах повышенной агрессивности – из углеродистой стали, покрытой защитным цинковым слоем (оцинкованной);
  • при необходимости создания легких ферменных конструкций – легкие и прочные сплавы на основе алюминия.

В продажу трубные изделия малых сечений поступают отрезками длиной до 6 м, больших – до 12 м. Толщину стенки и размер сечения выбирают, в зависимости от планируемых нагрузок:

  • для пролетов не более 4,5 м – 40х20 мм с толщиной стенки 2 мм;
  • 4,5-5,5 м – 40х40 мм с толщиной стенки 2 мм;
  • более 5,5 м – 40х40х3 мм или 60х30 со стенкой 2-3 мм.

Виды конструкций ферм из профильной трубы

В состав ферменной конструкции входят верхний и нижний пояса и решетка, располагаемая между ними. Составными компонентами решетки являются:

  • стойка – располагается перпендикулярно оси;
  • раскос (подкос) – устанавливается под наклоном к оси;
  • шпренгель – вспомогательный раскос.

Пояса ферм могут иметь различные очертания:

  • Треугольное односкатное. Для треугольной односкатной фермы из профильной трубы характерно сочетание способности выдерживать высокие нагрузки с небольшой материалоемкостью.

  • Треугольное двускатное. Такие конструкции могут устанавливаться на кровлях с большим уклоном скатов. Минусы: сложность устройства опорных узлов, большой расход материала. Конструктивный вариант – треугольные двускатные фермы из профильной трубы.

  • Сегментное. Часто применяется для сооружения кровель со светопрозрачным покрытием из сотового или монолитного поликарбоната.

  • Полигональное. Отличается сложностью монтажа. Преимущество – способность выдерживать значительные нагрузки от тяжелого настила и мощного снегового покрова. Дополнительный плюс – экономное использование профиля.
  • С параллельными поясами. Это наиболее простой и экономичный вариант, для сборки которого используются стойки и раскосы одинаковых размеров. Фермы из профильной трубы с параллельными поясами легко монтировать, благодаря унифицированной конструкции, большому количеству деталей одного размера и минимальному количеству стыков. Подходят для мягких и светопрозрачных кровель.

  • Трапециевидное. Сходно с полигональным, но имеет упрощенную схему монтажа.
  • Арочной формы с параллельными верхним и нижним поясами. Арочные фермы из профильных труб востребованы при строительстве навесов для автомобилей, теплиц, беседок.

Варианты конструкций решеток:

  • Треугольной формы. Обычно такая схема применяется в каркасах с параллельными поясами, реже – в ферменных конструкциях треугольной или трапециевидной форм.
  • Раскосного типа. Для них характерны: большая материалоемкость и сложность исполнения. Варианты – шпренгельная (с дополнительными раскосами), полураскосная.
  • Индивидуальные решения.

Выбор фермы, в зависимости от уклона ската

Выбор конструктивного варианта во многом определяется уклоном ската:

  • 22-30°. Для формирования скатов со значительным уклоном обычно используются треугольные фермы. Их высоту – длина пролета, разделенная на 5.
  • 15-22°. Высота принимается равной длине пролета, разделенной на 7. Для возможности увеличения высоты ферменной конструкции используют варианты с ломаным нижним поясом.
  • До 15°. Обычно применяют каркасы трапециевидной формы с решеткой треугольной конфигурации. Высота ферменного блока в таких случаях определяется делением длины пролета на число, находящееся в диапазоне от 7 до 9.

Расчеты ферм из стальных профильных труб

Ферма перекрытия – ответственный конструктивный элемент, перед изготовлением которого обязательно проводят расчеты и составляют проект. Проведение расчетных работ необходимо доверить специалисту, поскольку правильная конструкция фермы из профильных труб во многом определяет функциональность не только крыши, но и всего строения. При наличии определенных знаний и создании небольших объектов можно воспользоваться специальными компьютерными программами «Автокад», 3D MAX, Arcon.

Этапы проектирования

  • Определяют размер пролета строения, форму крыши, наклон скатов. При этом учитывают запланированный кровельный материал, снеговые и ветровые нагрузки, характерные для данного региона, тип грунта. Также принимаются во внимание вероятные особые нагрузки, которые может испытывать ферма, изготовленная из профильных труб, – штормы, ураганы, землетрясения.
  • С учетом принятых выше параметров выбирают конструктивный тип фермы.
  • После примерного определения габаритов и конструкции определяют вариант изготовления – в заводских условиях, сборку на месте из заготовок, заказанных на предприятии, или проведение полного цикла заготовочных и сборочных мероприятий на строительной площадке.

Полезные советы по изготовлению своими руками ферм из профильных труб

  • Для облегчения конструкций, используемых для устройства крыш с минимальным уклоном скатов, используют дополнительные решетки.
  • Для снижения массы каркасов, устанавливаемых для организации скатов с диапазоном углов наклона 15-22°, нижний пояс изготавливают ломаным.
  • При длине прогонов от 20 м применяют каркасы Полонсо, состоящие из двух треугольных конструкций, соединенных стяжкой. Такой конструктивный вариант позволяет избежать монтажа в раскос большой длины.
  • Дистанция между ферменными конструкциями в общем случае не должна превышать 1,75 м.
  • При выборе труб для сложных эксплуатационных условий необходимо учитывать марку стали, из которой они изготовлены. Для регионов с холодным климатом используют трубные изделия из низколегированных сталей, проявляющих высокую устойчивость к низким температурам. При высокой коррозионной опасности следует применять оцинкованную продукцию.

Основные этапы работ по изготовлению и монтажу ферм из профильных труб

Осуществлять заготовительные, сборочные и монтажные работы должны специалисты, обладающие соответствующими знаниями, навыками и инструментом. Важно определить, какие работы можно производить внизу, а какие – после подъема стержневой конструкции на место установки, понадобится ли специальная строительная техника.

Процесс монтажа ферм из профильных труб при сооружении навеса и других каркасных конструкций включает следующие мероприятия:

  • Расчистка, выравнивание и разметка участка.
  • Установка металлических вертикальных опор с заглублением и бетонированием.
  • Прихватка и последующая приварка поперечных связей.
  • Сборка и сварка заготовок ферм из профильных труб по заранее намеченной схеме.
  • Подъем собранных ферменных блоков на место установки.
  • Приварка к установленным блокам перемычек с отверстиями, предназначенными для крепления кровельного материала.
  • Зачистка сварных швов, особенно – на верхних гранях каркаса.
  • Обезжиривание элементов металлоконструкции. При использовании неоцинкованного профиля его поверхность грунтуют и окрашивают, что позволяет существенно продлить эксплуатационный период.

Дешевый навес для дачи своими руками. Цены и Расчеты.

Изготовление арочных ферм из профильной трубы — или как построить навес самостоятельно.

Здравствуйте. Приветствуем вас на нашем сайте.

Мы уже более 8 лет занимаемся металлообработкой и изготовление различных конструкций из металла.

За это время нами накоплен огромный опыт по общению с разного рода металлами и конструкциями.

У нас имеется современный парк металлообрабатывающего оборудования — позволяющего решать самые сложные технические задачи по изготовлению металических конструкций.

В данной статье речь у нас пойдет о навесах из металла — способах их рассчета и монтажа.

Итак: Вы решили построить на своем участке навес под автомобиль — разберем как просто и быстро это можно организовать:

1 ) Для начала Определяем местоположение, границы и размеры будущего навеса (длинна ширина и высота)

2) Выбираем тип и внешний вид навеса (к примеру -арочный навес, Односкатный либо двускатный навес, Навес консольного типа)

варианты-стропильных-ферм для навесов

3) Принимаем решение — либо строить навес самостоятельно — либо Заказать полностью изготовление навеса на фирме.

Конечно проще всего довериться специалистам, и получить уже готовый навес с гарантией и монтажем под ключ- это самый удобный вариант лишающий вас многих проблем с предстоящей постройкой навеса.

Кроме одной и самой главной — конечно же все упирается в окончательную стоимость постройки, а как вы понимаете — Услуги эти не дешевы…

Посчитаем на примере (в денежном эквиваленте) самую популярную модель арочного навеса рассчитанного на 2 машиноместа — Возьмем Навес 5.5 на 6.3метра.

Расчет Арочного Навеса 5.5 на 6.3метра

Общая площадь накрываемая нашим навесом считается по крыше : 5.5х6.3= 34.7м2

Цены на рынке навесов (2018год) колеблются от 2500руб за м2 до в среднем 3500руб м2 — За изготовление автонавеса с монтажем под ключ.

Это получается что наш навес (округлим его площадь до 35м2) выходит:

в самом дешевом варианте 2500за квадрат — 87500руб (цены у производителей ниже чем 2500руб- должны вас существенно насторожить- потому что качественный сварной навес за такие деньги не построишь, и производитель предлагающий низкую цену- явно будет на всём что можно экономить)

в самом дорогом — 122000руб

Средняя же стоимость навеса 5.5х6м из расчета 3000руб м2 -будет равна 105000руб

Итак разберемся что из себя должна представлять конструкция нашего будующего навеса за 105000руб?

Из чего он будет состоять как будет крепится как будет покрашен и чем будет в итоге покрыт?

чертеж 6х5 навеса

Так вот выше два рисунка с чертежами арочного навеса предлагаемые разными производителями навесов.

Разберемся какая между ними разница? и каким в итоге должен быть ПРАВИЛЬНЫЙ Навес 5х6метра

  1. Обращаем внимание на столбы -их должно быть не менее 6 штук — желательно чтобы это была проф труба не менее чем 80х80 толщина стенки 2 — 3мм
  2. Уточните у производителя как будут крепиться столбы? Если бурят то на сколько, бетонируют столбы или нет? Если столбы -планируют бетонировать — то бурить не менее 1.2м. Есть технология осыпки столба песком- по ней бурят на 80 см -ставят столб и постепенно обсыпают песком с последующей проливкой и тромбовкой столба. Где не желательно бурение грунта -есть Технология установки столба на металический уголок-вбивается кувалдой в землю на 80см -по 2 шт на каждый столб. Если навес ставят на уже подготовленное бетонное основание то какие будут подъпятники под трубу и какие анкера?
  3. Соединение столбов. Лаги Либо Фермы? На обоих картинках выше производители соединяют столбы навеса при помощи ферм. на первой фермы арки -на второй прямые фермы. Но обычно Поверх столбов кладется Лага из точно таково же профиля как и сами столбы. На эти Лаги либо фермы в дальнейшем ляжет крыша навеса.
  4. Самая Значимая часть в постройке навеса -это то из чего будет сделана его крыша. Если на столбах и можно сэкономить(в принципе этот навес будут держать даже столбы 60х60) То вот на фермах экономить не стоит. Так как на них ляжет вся основная нагрузка и в случае особенно снежной зимы и не правильно спроектированных ферм навеса — вся конструкция под большой массой снега -может просто рухнуть. Расчет Фермы- для пролета 5.5 метров проф труба не менне 25х25х2 — количество ферм (через 1.5 метра -5штук)
  5. Обрешетка: Обучно используют проф трубу 40х20 с шагом 50 см — для нашего навеса должно быть не менее 12штук обрешетки.
  6. Поликарбонат. Тут уже очень многое зависит от производителя пластика. тк поликарбонат помимо собственно толщины имеет такой показатель как плотность. То бывает что пластик толщиной в 10мм плохого производителя весит примерно как 6мм у хорошего. Если поликарбонат качественный и соблюден шаг обрешетки не менее 50см то и 6мм пластик прослужит вам очень долго.
Читайте также:  Изготовление планктона для ловли толстолобика своими руками

Покраска Обратите внимание на качество эмали которой покрывают ваш навес. Хорошие краски по металлу это Хамерайт, Новакс, Дали ( Если конечно вам за эти деньги не предложат порошковую окраску

Вот в принципе 7 пунктов следуя которым можно проконтролировать за производителем качество предлагаемого им продукта В данном случае речь у нас идет о арочном навесе.

Металлический навес 6 х 5.5 своими руками или — ПРОСТАЯ МАТЕМАТИКА ПРИ ПОСТРОЙКЕ НАВЕСА ПОД АВТО

А Теперь как Мы и планировали — давайте посчитаем что в итоге у нас получится если мы возьмемся сами изготовить такой арочный навес — так сказать своими руками (но возможно и с чьей то маленькой помощью:)

И начнем мы со столбов. Нам понадобится 6 столбов 80х80х2 по три метра (из расчета того что 80см идет в землю) + две лаги на верх по 6 метров получаем 18 +12 =30метров профильной трубы 80х80

Металл -все дорожает и дорожает но на данный момент эту проф трубу мы берем по 270руб за метр

  1. стойки (столбы) и лаги 80х80 = 8100руб

Второе: металлические ФЕРМЫ для крыши навеса . Есть два варианта -либо купить уже готовые арки под навес (это конечно выйдет немного подороже, зато экономим в работе и времени) Либо изготовить арочные фермы своими руками- но для этого как минимум нам понадобится профилегиб -чтобы согнуть дуги для ферм навеса.

Посчитаем оба варианта:

Первое -покупаем уже готовые арочные фермы изготовленные из проф трубы 30х30х2 (в количестве 5 штук — хотя фермы рассчитаны с большим запасом прочности и вполне бы хватило 4штуки, но как говориться -лучше перебдеть:)

Цена 1фермы 5.5метра -3300руб х 5штук = 16500руб

Арочная ферма для навеса 5.5метра

Теперь посчитаем сколько будет стоить стоит сварить ферму самостоятельно?

На каждую ферму нам понадобится по две профильных трубы 30х30 -12метров плюс 3 метра проф трубы 25х25 (укосы внутрь фермы)

Получаем 12м по 88руб и 3м по 65руб

Итого : 1251руб Стоимость одной фермы в материале. Умножаем на 5 штук

6255руб Стоимость металла на арки нашего навеса при учете их самостоятельного изготовления(правда по уму сюда нужно ещё заложить такие расходники как электроды , сварочная проволка, отрезные диски, электричество, покраска, ну и сама работа по изготовлению ферм)

Третье- Обрешетка для навеса

Опять же самые популярные два варианта -это проф труба 30х20х1.5 либо проф труба 40х20.1.5

Шаг обрешетки навеса рекомендованный производителями поликарбоната — через 50 см исходя из этого нам понадобится 13штук по 6метров =78 метров

Посчитаем опять же два варианта :

30х20- 78 х 75= 5850руб

40х20-78х85= 6630руб

Итак Металлокаркас Навеса готов- и остается только его покрасить ну и покрыть пластиком .

Краска по металлу для навеса

Чтобы металл не ржавел — и навес долго служил мы обычно используем качественные эмали по металлу такие марки краски как NOVAX, Хамерайт , Дали

В среднем на навес понадобится примерно 3л краски

Хамерайт на навес обойдется примерно- 2500руб

Краски Новакс и Дали — примерно на 1500руб

Поликрбонат для Навеса

Так как пластик (поликарбонат) выпускается производителями 12 метровой либо 6 метровой длинны, то исходя из этих соображений- чтобы не было перерасхода по пластику — мы и считали наш навес.

Для крыше навеса нам понадобится 3листа поликарбоната по 6м плюс два стыковочных профиля — можно конечно докупить торцевые планки- для закрытия торцов поликарбоната- но практика показывает что лучше их не ставить -уж очень часто из за них сотах пластика накапливается вода и грязь.

Мы ведь не хотим переплачивать?

Вообще -Если уж совсем экономить- то можно покрыть и 4мм пластиком(лично у меня 7метровый навес покрыт четверкой- и отлично себя чуствует уже 4год

Но все же посчитаем опять же два варианта это поликарбонат 6мм и 8мм

Поликарбонат 6мм Стоимость 3750руб за 6 метровый лист

Стыковочные профили мы берем неразъемные так как они намного дешевле и проще при монтаже( лучше взять под 8мм пластик -намного проще будет одеть стыковку при монтаже пластика) -250руб шт

Итого: 11750руб

Поликарбонат 8мм Стоимость 4350руб за лист 6 метров

Стыковки берем на 10мм пластик — 300р шт

ИТОГО: 13650руб

Ну вот кажется и все такие мелочи как саморезы-электроды доставки- точно не посчитаешь- возьмем примерно 3000руб

Из всего выше сказанного получаем две стоимости при самостоятельном изготовлении автонавеса 5.5 на 6метров

1 цена -эконом вариант -Фермы навеса изготавливаем самостоятельно.

=8100+6255+5850+1500+11750+3000= 36455руб Стоимость материалов на навес 5х6 при самостоятельном изготовлении ферм.

2 Вторая цена -фермы покупаем берем обрешетку 40х20 и поликарбонат 8мм

=8100+16500+6630+2500+13650+3000= 50380руб Купили уже готовые фермы для навеса, взяли пошире проф трубу для обрешетки и потолше лист поликарбоната.

Итак что мы имеем в итоге?

И на сколько получится сэкономить — при самостоятельном подходе к постройке навеса под авто?

Имеем стоимости фирм производителей -от 87500руб до 122000руб за автонавес 35м2

И суммы по материалам которые понадобятся при самостоятельной постройке металлического навеса:

36455руб и 50380руб

Вот наша примерная выгода в денежном эквиваленте — если строим навес самостоятельно, а не заказываем на фирме:

Эконом: 87500- 36455= 51045руб

Премиум(дорогой) 122000- 50380= 71620руб

Тут конечно не заложена работа -по монтажу навеса, но от себя скажу следущее- Хорошая бригада сварщиков(2человека) при наличии уже изготовленных ферм всех подготовленных и покрашенных материалов собирает такой навес -за 1 смену(8 рабочих часов). Неопытные сварщики -самое большое проковыряются с ним 2 дня.

Наши бригады сварщиков за сборку навеса берут примерно 12000 руб за смену

Но собрать навес при условии что все материалы есть , даже для одного -толкового сварщика -который умеет пользоваться рулеткой и уровнем — не особо хитрое дело — и в среднем рабочий день простого мастера сварщика в Москве и области стоит от 2500руб до 5000руб + ему нужен будет 1 подсобник 2000руб день.

Вот и получается в итоге что если -взять это дело с постройкой навеса для авто в свои руки- а не заказывать его у производителей то можно сэкономить в среднем от 40000руб до 60000руб

и это только сумма для небольшого по строительным меркам так скажем даже навесика -всего то 35м кв

А представьте навес к примеру большой навес10х10метров ? А это уже как минимум в три раза больше.

PS Все расчеты на металл пластик краску и т.д сделаны по ценам (августа 2018)

Моск. Обл г Лобня.

Буду Очень рад и признателен — Если вдруг моя статья принесет вам реальную пользу, то пишите комментарии- звоните, всегда готовы помочь и подсказать по расчетам.

Основы расчета и сварки фермы из профильной трубы

Навесы на металлическом каркасе облегчают быт. Они защитят автомобиль от непогоды, прикроют летнюю веранду, беседку. Заменят крышу мастерской или козырек над подъездом. Обратившись к профессионалам, вы получите какой угодно навес. Но многие и сами справятся с работой по монтажу. Правда, понадобится точный расчет фермы из профильной трубы. Не обойтись и без соответствующего оборудования, материалов. Конечно, также нужны навыки сварки и резки.

Каркасный материал

Основа навесов – сталь, полимеры, дерево, алюминий, железобетон. Но, чаще каркас составляют металлические фермы из профильной трубы. Этот материал полый, сравнительно легкий, но прочный. В разрезе имеет вид:

  • прямоугольника;
  • квадрата;
  • овала (а также полу- и плоскоовальной фигуры);
  • многогранника.

Сваривая из профильной трубы фермы, чаще выбирают квадратное или прямоугольное сечение. Эти профили легче в обработке.

Допустимые нагрузки зависят от толщины стенок, марки металла, метода изготовления. Материалом зачастую служат качественные конструкционные стали (1-3пс/сп, 1-2пс(сп)). Для особых нужд используют низколегированные сплавы и оцинковку.

Длина профильных труб обычно составляет от 6 м на малых сечениях до 12 м – на больших. Минимальные параметры от 10×10×1 мм и 15×15×1,5 мм. С увеличением толщины стенок прочность профилей возрастает. Например, на сечениях 50×50×1,5 мм, 100×100×3 мм и свыше. Изделия максимальных размеров (300×300×12 мм и более) применимы скорее для промышленных сооружений.

Что касается параметров элементов каркасов, есть следующие рекомендации:

  • для малогабаритных навесов (до 4,5 м шириной) применяется трубный материал сечением 40×20×2 мм;
  • если ширина до 5,5 м, рекомендованы параметры 40×40×2 мм;
  • для навесов более значительных размеров советуют брать трубы 40×40×3 мм, 60×30×2 мм.

Что такое ферма

Фермой называют стержневую систему, основу строительной конструкции. Состоит она из прямолинейных элементов, соединяемых в узлах. Например, рассматривается конструкция фермы из профильной трубы, в которой отсутствует расцентровка стержней и нет внеузловых нагрузок. Тогда в ее составных частях возникнут лишь усилия растяжения и сжатия. Механика этой системы позволяет ей сохранять геометрическую неизменность при замене жестко крепящихся узлов на шарнирные.

Ферма состоит из следующих элементов:

  • верхний пояс;
  • нижний пояс;
  • стойка, перпендикулярная к оси;
  • подкос (или раскос), наклонный к оси;
  • вспомогательный опорный раскос (шпренгель).

Система решетки быть треугольной, раскосной, полураскосной, крестовой. Для соединения используются косынки, парные материалы, клепки, сварные швы.

Изготовление ферм из профильной трубы подразумевает сборку пояса с определенными очертаниями. По типу они бывают:

  • сегментные;
  • полигональные;
  • двускатные (или трапецеидальные);
  • с параллельными поясами;
  • треугольные (д-и);
  • с поднятым ломаным нижним поясом;
  • односкатные;
  • консоль.

Одни системы проще в монтаже, другие экономичнее по расходу материалов, третьи легче по устройству опорных узлов.

Основы расчета фермы

Влияние угла наклона

Выбор конструкции ферм навесов из профильной трубы связан с уклоном проектируемого сооружения. Есть три возможных варианта:

При минимальном угле (6°-15°) рекомендуются трапециевидные очертания поясов. Для снижения веса допускается высота в 1/7 либо 1/9 общей длины пролета. Проектируя пологий навес сложной геометрической формы, надо приподнять его в средней части над опорами. Воспользуйтесь фермами Полонсо, рекомендуемыми многими специалистами. Они представляют собой систему из двух соединенных затяжкой треугольников. Если нужно высокое сооружение, лучше выбрать многоугольную конструкцию с приподнятым нижним поясом.

Когда угол уклона превышает 20°, высота должна составлять 1/7 часть от общей длины пролета. Последний достигать 20 м. Для повышения конструкции нижний пояс делается ломаным. Тогда увеличение составит до 0,23 длины пролета. Для вычисления нужных параметров пользуются табличными данными.

При уклоне свыше 22° расчеты ведутся по специальным программам. Навесы такого рода чаще используются для кровли из шифера, металла и подобных материалов. Здесь применяют треугольные фермы из профильной трубы при их высоте в 1/5 от всей длины пролета.

Читайте также:  Изготовление теплицы из поликарбоната своими руками

Чем больше угол наклона, тем меньше на навесе будет скапливаться осадков, тяжелого снега. Несущая способность системы возрастает с повышением ее высоты. Для дополнительной прочности предусматривают добавочные ребра жесткости.

Параметры базовых углов

Чтобы понять, как рассчитать ферму из профильной трубы, обязательно выяснить параметры базовых узлов. Например, размеры пролета обычно должны быть указаны в техническом задании. Число панелей, их габариты назначаются предварительно. Вычислим оптимальную высоту (Н) в середине пролета.

  • Если пояса параллельные, полигональные, трапецеидальные, Н=1/8×L, где L – длина фермы. Верхний пояс должен иметь уклон около 1/8×L либо 1/12×L.
  • Для треугольного типа, в среднем, Н=1/4×L или Н=1/5×L.

Раскосы решетки должны иметь наклон примерно 45° (в пределах 35°-50°).

Чтобы навес был надежным и долго прослужил, его проект требует точных вычислений. Уже после расчета закупаются материалы, в дальнейшем монтируется каркас. Есть более затратный путь – приобрести готовые модули и собрать сооружение на месте. Другой вариант сложнее – заняться подсчетами самостоятельно. Тогда понадобятся данные из спецсправочников по СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки), а также СНиП П-23-81 (данные по стальным конструкциям). Нужно сделать следующее.

  1. Определиться со схемой блоков в соответствии с функциями навеса, углом наклона, материалом стержней.
  2. Выбрать параметры. Учесть зависимость между высотой и минимальным весом кровли, ее материалом и типом, уклоном.
  3. Рассчитать панельные размеры сооружения согласно удаленности отдельных частей, ответственных за передачу нагрузок. Определяется расстояние между соседними узлами, обычно равное ширине панели. Если размер пролета свыше 36 м, вычисляется строительный подъем – обратный погашаемый изгиб, воздействующий из-за нагрузок на конструкцию.

Среди способов расчета статически определимых ферм одним из простейших считается вырезание узлов (участков, где стержни соединены шарнирно). Другие варианты – метод Риттера, метод замены стержней Геннеберга. А также графическое решение путем составления диаграммы Максвелла-Кремоны. В современных компьютерных программах чаще применяется метод вырезания узлов.

Для человека, владеющего знаниями по механике и сопромату высчитать все это не так сложно. Остальным же стоит учесть, что от точности расчетов и величины погрешностей зависит срок службы и безопасность навеса. Возможно, лучше обратиться к специалистам. Или выбрать вариант из готовых проектных решений, куда просто подставить свои значения. Когда понятно, какого вида нужна стропильная ферма из профильной трубы, чертеж для нее наверняка найдется в интернете.

Значимые факторы выбора участка

Если навес относится к дому или другому зданию, на него потребоваться официальное разрешение, о чем тоже придется позаботиться.

Сначала выбирается участок, где будет располагаться сооружение. Что при этом учитывается?

  1. Постоянные нагрузки (фиксированный вес обрешетки, кровли и прочих материалов).
  2. Переменные нагрузки (воздействия климатических факторов: ветер, осадки, в том числе снег).
  3. Особый тип нагрузок (есть ли сейсмическая активность в регионе, штормы, ураганы и подобное).

Также важны характеристики грунта, влияния стоящих рядом зданий. Проектировщик должен учесть все значимые факторы и уточняющие коэффициенты, которые вносятся в алгоритм расчета. Если планируется провести вычисления своими силами, воспользуйтесь программами 3D Max, Аркон, Автокад или подобными. Есть вариант расчета в онлайн-версиях строительных калькуляторов. Обязательно выяснить для намеченного проекта рекомендуемый шаг между несущими опорами, обрешеткой. А также параметры материалов и их количество.

Последовательность работ

Сборку каркаса из металлических профилей должен проводить только специалист по сварочным работам. Это ответственное дело требует знаний и умелого обращения с инструментом. Надо не только понимать, как сварить ферму из профильной трубы. Важно, какие узлы правильнее собрать на земле, и лишь потом поднимать на опоры. Если сооружение тяжелое, для монтажа потребоваться техника.

Обычно процесс монтажа проходит в такой последовательности:

  1. Выполняется разметка участка. Устанавливаются закладные детали, вертикальные опоры. Нередко в ямы сразу помещают металлические трубы, а потом бетонируют. Вертикальность установки проверяется отвесом. Для контроля параллельности натягивается шнур или нить между крайними стойками, остальные выставляются по полученной линии.
  2. Продольные трубы сваркой фиксируют к опорам.
  3. На земле сваривают узлы и элементы ферм. С помощью раскосов и перемычек соединяют пояса конструкции. Потом блоки следует поднять на нужную высоту. Их приваривают к продольным трубам по участкам размещения вертикальных опор. Между фермами по скату вваривают продольные перемычки для дальнейшего крепления кровельного материала. В них проделывают отверстия под крепеж.
  4. Тщательно зачищаются все соединительные участки. Особенно верхние грани каркаса, куда в дальнейшем ляжет кровля. Поверхность профилей очищается, обезжиривается, обрабатывается грунтовкой и окрашивается.

Специалисты советуют выполнять столь ответственные работы только при наличии соответствующего опыта. Мало знать в теории, как правильно сварить ферму из профильной трубы. Сделав что-то неправильно, проигнорировав нюансы, домашний мастер рискует. Навес сложится и рухнет. Пострадает все, что под ним будет – авто или люди. Поэтому возьмите знания на вооружение!

Видео: как сварить ферму из профильной трубы

Расчет арочной металлической фермы для навеса

Строитель 4 разряда

Металлические фермы для навеса — одни из самых элементарных строений. Их часто возводят на дачных участках и территориях загородных домов. Это простые конструкции из каркаса, покрытия и дополнительных элементов. Из них можно сделать навес, закрывающий место, выделенное под хранение вещей, или создать мини-стоянку для автомобиля. Всю сборку можно сделать самостоятельно, но чтобы ферма получилась прочной и долговечной, необходимы правильные расчеты.

Навесы предназначены для обеспечения места под хранение вещей или возведения мини-стоянки для машины

Виды конструкций

Фермы изготавливают из профилей прямоугольной формы или металлических уголков. Материал выбирается в зависимости от типа конструкции и вида поясов. Пояса — это основа фермы, они располагаются снизу и сверху сооружения и формируют его пространственное очертание. Для изготовления маленьких конструкций используют профильные трубы.

Фермы имеют несколько форм:

  1. Полигональные. Этот тип ферм предназначен для установки на пролетах длиной от 10 метров и больше. Если устанавливать навес на маленьком участке, то конструкцию комплектуют дополнительными деталями, что усложняет ее сборку. Навесы, изготовленные на производстве и имеющие дугообразную форму, являются исключением.
  2. Треугольные. Это двускатный навес с уклоном 22-30 градусов. Его часто устанавливают в тех регионах, где выпадает большое количество снеговых осадков. Недостаток изделия — острый узел в основании конструкции и длинные опоры, расположенные в центре. Эти участки нужно правильно рассчитать и отметить на чертеже. Поликарбонатные фермы для навеса маленьких размеров имеют пропорции по отношению к высоте и ширине не более ¼, 1/5.

Какой уровень нагрузки сможет выдержать сооружение — зависит от толщины профильной трубы. Чем она толще, тем крепче конструкция. Для больших конструкций лучше выбирать квадратный профиль с сечением 30-50×30-50 мм. Трубы с меньшим сечением применяют для маленького каркаса.

Металлический профиль обладает высокой прочностью и по сравнению с цельным металлическим бруском весит намного меньше. Материал легко сгибается, это позволяет создавать арочные и куполообразные конструкции.

Готовые фермы для навеса из металлопрофиля имеют доступную цену. Чтобы материал прослужил долго, его красят или покрывают грунтовкой, которая защитит его от коррозии.

Поликарбонатная ферма

Чтобы собрать ферму для навеса из поликарбоната, нужно составить подробную схему. Каждая деталь, указанная в схеме, должна иметь точные размеры. Детали со сложной конструкцией прорисовывают в дополнительном чертеже.

Чтобы выбрать тип конструкции и количество составляющих деталей, необходимо сделать расчеты. Дополнительно изучают уровень атмосферных осадков в своем регионе. Эти данные помогут создать конструкцию необходимой прочности. Самая упрощенная разновидность фермы — дуга (труба) с круглым или квадратным сечением. Несмотря на то что это самый дешевый вариант из всех, трубы из поликарбоната не очень надежные.

Распределение нагрузки:

  1. Вся нагрузка воздействует на опоры конструкции и направляется вниз. Из-за этого происходит ее равномерное распределение. Следовательно, опорные столбы имеют хорошее сопротивление против сжатия. Это позволяет выдерживать дополнительный вес от снежного покрова.
  2. Так как дуги менее жесткие, нагрузка распределяется неравномерно. Из-за этого под воздействием нагрузки они разгибаются. В итоге появляется сила, которая воздействует на опоры, расположенные вверху конструкции.

Неправильный расчет фермы для навеса грозит тем, что основания столбов станут искривляться и деформироваться.

При расчете фермы из поликарбоната учитывают высоту и длину каркаса, а также угол наклона решетки и расстояние между модулями. Пример расчета:

  1. Длина каркаса должна точно совпадать с длиной пролета (интервал, перекрывающий профиль).
  2. В зависимости от разработанного угла и характеристик очертания определяют высоту конструкции. Если сооружение треугольное, то его высота варьируется от 1/5 или ¼ части длины. Соотношение кровли прямой формы составляет 1/8 часть.
  3. Угол наклона решетки к поясу варьируется от 35 до 50 градусов. Средняя величина составляет 45 градусов.
  4. Ширина панели поможет правильно рассчитать промежуток между узлами. Они всегда идентичны. Если каркас имеет большую длину пролета (25-30 метров и более), то для него требуется строительный подъем. Его рассчитывают дополнительно. Эти расчеты помогут определить уровень нагрузки и подобрать подходящую величину профильных труб.

К примеру, расчет для односкатного каркаса размером 4×6 м происходит следующим образом. Конструкцию создают из профиля 3×3 см. Его толщина составляет 0,12 см. Длина нижнего пояса составляет 310 см, а верхнего — 390 см. Между поясами монтируют вертикальные опоры. Высота самой большой будет составлять 60 см, остальные три равномерно укорачивают. После установки опор появляются места, которые нужно укрепить. Их оснащают раскосыми перемычками (тонкий профиль с сечением 2×2 см). В местах, где соединяются пояса, стойки не устанавливают.

Если навес длинный (6-7 метров), то устанавливают 5 таких конструкций. Их располагают с расстоянием в 1,5 м. Каждый модуль закрепляют поперечными перемычками. В качестве перемычек применяют профиль с сечением 2×2 см.

Его располагают на расстоянии 50 см друг от друга и закрепляют на верхнем поясе. Обшивка из поликарбоната крепится к перемычкам.

Арочный каркас

Из-за особого строения арочная ферма для навеса также нуждается в точных расчетах. Они необходимы для того, чтобы действующая нагрузка распределилась равномерно по всей поверхности. А это возможно только благодаря правильной и ровной форме каркаса.

Изготовление каркаса по арочному типу длиной в 6 метров:

  1. Чтобы сооружение имело красивый внешний вид и при этом выдерживало высокие нагрузки, расстояние между арками делают в 105 см. При этом высота конструкции будет составлять 150 см.
  2. Формула длины сектора π × R × α ÷ 180 поможет рассчитать длину профиля по нижнему поясу. По чертежу: R = 410 см, α ÷ 160°. Подставив числа, получается: 3,14 × 410 × 160 ÷ 180 = 758 (см).
  3. Узлы каркаса размещают на нижнем поясе. Расстояние между ними должно быть не менее 55 см. Для установки крайних узлов требуется индивидуальный расчет.
Читайте также:  Изделия из полипропилена своими руками

Необходимо чётко придерживаться инструкции постройки фермы навеса

  • Если длина пролета не превышает 6 метров, вместо сложных конструкций используют простую (одинарную или двойную балку). Для этого металлическую трубу изгибают под определенным углом. Расчета такой тип арочного каркаса не требует. А насколько крепким получится каркас — зависит от сечения профиля. Поэтому важно подобрать подходящий материал.
  • Чтобы правильно рассчитать длину дуги арки, ее центр обозначают точкой М. Эта точка располагается на перпендикуляре СМ. Перпендикуляр проведен к хорде АВ и в ее центре отмечен точкой С. Хорды АВ и АМ измеряют. Затем расчет ведется по формуле Гюйгенса: p = 2 l × 1/3 × (2 l – L). При этом хорда АВ — L, хорда АМ — l. Если дуга АВ согнута на 60 градусов, то погрешность формулы составляет 0,5%. Она намного уменьшается при снижении угловой меры. Если градус дуги составляет 45, то погрешность достигает 0,02%.

    Фермы из профильной трубы

    Профильная труба позволяет создавать поистине прочные конструкции, которые выдерживают огромные нагрузки. Благодаря тому, что труба имеет полую внутренность, ее прочность на изгиб очень высока. На сегодняшний день довольно часто из данного трубного проката изготавливают металлоконструкции, а также фермы. Перед началом изготовления фермы из профильной трубы необходимо создать проект. Но всегда нужно помнить о том, что самому проектировать фермы не стоит. Из-за особенностей расположения труб, на них оказывается высокая нагрузка. Для того, чтобы успешно ее нивелировать прочностью трубы и формой конструкции, проектирование должен выполнять профессионал.

    Цены на профильные трубы вы можете посмотреть в нашем прайс листе ЗДЕСЬ>>>

    Виды ферм из профильной трубы

    Фермы из профильной трубы имеют определенные преимущества и недостатки перед балками, не имеющими пустот внутри. К преимуществам относятся:

    Более значительная выдержка на изгиб;

    Фермы требуют профессионального подхода на этапе проектирования и не допускают халатности при сборке.

    Профильная труба называется так из-за того, что имеет в сечении вид какого-нибудь профиля: полукруг, квадрат, прямоугольник, многогранник. Самыми простыми в проектировании и при сборке являются квадратные и прямоугольные трубы. Изготавливаются они путем термообработки из круглых труб.

    Ферма – арочная конструкция, у которой имеются стойки и многосоставная верхняя часть, в которой находится пояс усиления. Фермы состоят из:

    Стоек («ноги» конструкции);

    Нижний пояс (горизонтально расположенные трубы);

    Верхний пояс (трубы, простирающиеся от одной стойки к другой, но имеющие изогнутую форму);

    Подкосы (трубы, расположенные наискось между верхним и нижним поясами).

    Фермы нужны для того, чтобы создавать каркас для навесов. Благодаря тому, что в них грамотно расположены ребра жесткости (подкосы), фермы способны иметь серьезную ширину и при этом не изменять своей формы.

    Самые популярные – треугольные двускатные фермы. Они могут выдерживать большие нагрузки. Да и их проектирование наименее затратное. Арочные фермы могут обладать такой же прочностью, но их проектирование должен выполнять специалист. Важно, чтобы нагрузка в них была распределена равномерно по всей площади обоих поясов.

    Особенности ферм

    Для каждого отдельного случая изготавливается своя собственная ферма. Выбор формы напрямую зависит от того, какая нагрузка предполагается на навес. Бывают фермы с разным количеством поясов:

    Конструкции с двумя поясами усиления.

    Встречаются фермы с разнообразными видами профиля конструкции:

    Горизонтальный. Оба пояса расположены в горизонтальной плоскости параллельно друг другу;

    Односкатные. Имеют очень высокую прочность и малый расход материала;

    Двускатные. Высокая прочность и большой расход материалов;

    Полигональные. Сложная форма. Выдерживают большие нагрузки. Сложны при проектировании и создании;

    Трапециевидные. Похожи на полигональные, но боковые стойки расположены вертикально. Более простой вариант при проектировании;

    Сегментные. Сложны в проектировании, но могут иметь пропуски для организации окон. Очень сложны в изготовлении, так как требуется создать идеальную форму верхнего пояса.

    Фермы разделятся по величине угла наклона;

    22-30 градусов. Соотношение высоты к длине не должно превышать отметки 1:5;

    15-22 градусов. Высота к длине 1:7. Если высота будет повышенной, нужно проектировать нижний пояс в виде ломаной кривой;

    15 градусов и менее. Нужно, чтобы стойки были минимальной высоты. Именно за счет них конструкция и противостоит продольным перегибам.

    Как подобрать трубу для профильной фермы

    Для того, чтобы ферма из профильной трубы служила как можно дольше, требуется выбрать правильный материал труб. Это делается при помощи трех СНиПов: 07-85, П-23-81, ГОСТ 30245. Первый гласит о том, что труба должна выдерживать нагрузку снега в зимний период. Второй указывает на принципы работы с профильными трубами. Третий – это соответствие толщины стенок к сечению самих труб.

    Только при использовании этих трех правил можно подобрать наилучшую трубу для фермы. После этого начинается этап планирования формы конструкции.

    После того, как фермы будут установлены, их необходимо покрасить. Это защитит металл от коррозии, которая может значительно снизить прочность конструкции. Но если применяется сталь с большим количеством углерода, то дополнительная покраска не нужна. Легированная сталь используется при создании арочных конструкций. Благодаря низкой гибкости и высокой прочности она легко выдерживает даже значительный вес.

    Полезные советы

    Для того, чтобы выбрать или сделать самостоятельно фермы из профильной трубы, нужно знать некоторые полезные моменты:

    Сечения «квадрат» или «прямоугольник» — самые прочные. Нагрузка распределяется на боковые (вертикальные) стенки, благодаря чему трубы обладают огромным сопротивлением изгибу и излому;

    Крепление частей происходит с помощью сварных швов и уголков. В качестве крепежа используются болты или заклепки;

    Части верхнего пояса соединяются между собой двутавровыми (двухсторонними) уголками. Крепление нужно устанавливать по меньшей стороне;

    Нижний пояс крепится равносторонними уголками;

    Если производится сборка ферм большой ширины, требуется применять накладные плоскости – они используются как дополнительные усиливающие элементы;

    Сборка ферм обязательно должна проводиться на ровной плоской поверхности;

    Все сварные работы должен выполнять профессиональный сварщик, чтобы детали не «повело» в сторону. Это может привести к значительному ослаблению конструкции.

    Стальные стропильные фермы

    Проектирование металлической фермы (систем) со всеми расчетами (сбор нагрузок, точная расчётная модель и сочетания нагрузок). Именно за счёт этого получаются лёгкие конструкции стальных фермы. В реальности небольшая вероятность что вам, как заказчику, будут просчитывать ферму полностью -“это ни кому не нужно”! Чаще всего, берется ферма по серии и интуитивно увеличиваются сечения элементов. Если повезет то сделают расчет металлических ферм и будет точнее к совершенной.

    Итак субъективно: на первом месте почти все фермы тяжелее чем должны быть (более 10%), на втором месте фермы со слабым местом (1-3%) и на третьем месте это идеальные — фермы стальные Легкие (5%). Все проектируют как умеют не более, подобно врачам — лечат как умеют.

    Расчет металлических ферм любой формы и габаритов

    • Каждый проект уникальный — соответственно индивидуальный подход. Проектирование и расчет металлических ферм без применений типовых серийных решений:
      а) определение оптимальной геометрии фермы;
      б) проектирование системы связей — задание расчётных длин элементов
      в) Определение сечений элементов после расчета металлической фермы
      г) Расчёт узлов ферм (узел примыкания элементов решётки, фланцевый узел, опорный узел)
      д) Проверка сечений элементов связей
      е) расчет прогонов, с учётом наклона и промежуточных связей
    • Легкость (экономичность). Обеспечивается достаточным опытом всех требуемых расчетов
    • Быстрота выполнения проекта. Определяется профессиональным подходом, как правило до 5 дней
    • Доступная цена проектирования стальных ферм. Обеспечивается работой без посредников, а так же нет необходимости платить за печать (СРО)
    • Проектирование стропильных (подстропильных) ферм любой конфигурации и сложности.
    • Пример расчета фермы и чертежей

    Фермы профильной трубы

    На мой взгляд это самые оптимальные вид стропильных систем, которые и просты в изготовлении. При пролётках 15-35м независимо от нагрузок, если округлить, получаются стропильные фермы стальные легкие. При расчёте данной фермы обычно возникает трудность, от лени проектировщиков, с расчётом узла примыкания решётки к поясу. Есть в СП 294.1325800.2017СП 16.3330.2011 точный алгоритм расчёта, но он весьма ёмкий. Лень проектировщика в том что бы разобраться с расчётом. Есть программы которые это дело считают, но могу сказать что между ними есть отличия, хотя в том что они разработаны по разным рекомендациям.

    Проектировщики пользуются серией по типу Молодечно и стараются применять серийные фермы в проектах. Но бывает часто что необходимо сконструировать ферму с нестандартной геометрией и здесь включается у проектировщиков интуиция и творчество.

    Фермы из круглой трубы

    Не приходилось проектировать. да они чуть легче чем из серии Молодечно, но изготовление трудоёмкое. Изготавливать качественно их могут только мощные обеспеченные автоматикой заводы

    Фермы из ЛСТК

    Как-то поступило мне предложение спроектировать покрытие (пролет 18,0м) из ЛСТК. Заказчику промыли уши что мол легкие конструкции и тд. Я согласился — и мне пришлось поднимать материал на эту тему. начал делать расчеты и выходи что физически не хватает сечения самого большого профиля. Плюс ко всему, сейчас можно скачать рекомендации НИИ по проектированию конструкций из ЛСТК. В разделе ферм, там найдете что рекомендации применять фермы до 15,0м. Да ещё оптимальная геометрия — треугольная.

    Вывод: фермы стальные легкие самые из ЛСТК в том случае, если у них оптимальный пролёт и есть возможность устанавливать с частным шагом. Такое применение возможно если такие фермы монтируются на существующие стены, или в летних сооружениях, где не нужно делать фундаментов. Основной эффект экономический это снижение массы на прогонах, так же на самом деле стропильная система легкая, просто потому, что если делать сварную конструкцию то по рекомендациям нужно брать стенку не менее 3мм (нормы), а здесь можно на болтах брать стенку 1,5мм.

    Проектирование фермы из гнутых тонкостенных сечений имеет подводный камень — сложность расчётов. Вышло только недавно официальный российский документ по расчёту. И выходит что сам расчёт по объему раз в 5-10 может быть объемный. Автоматизированных программ халявных нет — проектируют интуитивно как умеют. Мне уже дважды предлагали посредники с предложением проектировать (заводы изготовители ищут исполнителей которые будут строго делать расчёты по СП 260.1325800.2016 Конструкции стальные тонкостенные )

    Фермы из парных уголков

    Классические фермы. Трудоёмкие в изготовлении, да тяжеловатые получаются. Если сейчас и вводят в проект, то только потому, что на них есть готовые серийные проекты. Суть чем проще тем лучше для проектировщика. Их применяются проектировщики старой закалки, которые сидят как правило в проектных организациях советского времени.

    Фермы из двутавров

    Проектировать пока не было возможности, но можно сказать, применяются при больших пролётах с большими нагрузками.

    Фермы с поясами из двутавров и решёткой из профильной трубы

    При больших нагрузках, можно спроектировать ферму из двутавров, но элементы решётки которые менее нагруженные, можно заменить на профильную трубу, для облегчения конструкции.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector