Калькулятор ферми із профільної труби. Розрахунок та виготовлення металевої ферми для навісу. Особливості металевої кроквяної системи

Навіси на металевому каркасіполегшують побут. Вони захистять автомобіль від негоди, прикриють літню веранду, альтанку. Замінять дах майстерні чи козирок над під'їздом. Звернувшись до професіоналів, ви отримаєте будь-який навіс. Але багато хто і сам впорається з роботою з монтажу. Щоправда, знадобиться точний розрахунок ферми з профільної труби. Не обійтись і без відповідного обладнання, матеріалів. Звичайно, також потрібні навички зварювання та різання.

Каркасний матеріал

Основа навісів – сталь, полімери, дерево, алюміній, залізобетон. Але частіше каркас складають металеві ферми з профільної труби. Цей матеріал порожнистий, порівняно легкий, але міцний. У розрізі має вигляд:

• прямокутника;
• квадрат;
• овалу (а також напів- та плоскоовальної фігури);
• багатогранника.

Зварюючи з профільної труби ферми, частіше вибирають квадратне або прямокутний переріз. Ці профілі легші у обробці.

Різноманітність трубних профілів

Допустимі навантаження залежать від товщини стін, марки металу, методу виготовлення. Матеріалом найчастіше є якісні конструкційні сталі (1-3пс/сп, 1-2пс(сп)). Для особливих потреб використовують низьколеговані сплави та оцинкування.

Довжина профільних труб зазвичай становить від 6 м на малих перерізах до 12 м – на більших. Мінімальні параметри від 10×10×1 мм та 15×15×1,5 мм. Зі збільшенням товщини стін міцність профілів зростає. Наприклад, на перерізах 50х50х1,5 мм, 100х100х3 мм і вище. Вироби максимальних розмірів (300×300×12 мм і більше) застосовні швидше промислових споруд.

Щодо параметрів елементів каркасів, є такі рекомендації:

• для малогабаритних навісів (до 4,5 м завширшки) застосовується трубний матеріал перетином 40×20×2 мм;
• якщо ширина до 5,5 м, рекомендовано параметри 40×40×2 мм;
• для навісів більших розмірів радять брати труби 40×40×3 мм, 60×30×2 мм.

Що таке ферма

Фермою називають стрижневу систему, основу будівельної конструкції. Складається вона із прямолінійних елементів, що з'єднуються у вузлах. Наприклад, розглядається конструкція ферми з профільної труби, в якій відсутня розцентровування стрижнів і немає позавузлових навантажень. Тоді в її складових частинахвиникнуть лише зусилля розтягування та стискування. Механіка цієї системи дозволяє їй зберігати геометричну незмінність при заміні вузлів, що жорстко кріпляться, на шарнірні.

Ферма складається з наступних елементів:

• верхній пояс;
• нижній пояс;
• стійка перпендикулярна до осі;
• підкіс (або розкіс), похилий до осі;
• допоміжний опорний розкіс (шпренгель).

Система решітки бути трикутною, розкісною, напіврозкосною, хрестовою. Для з'єднання використовують косинки, парні матеріали, клепки, зварні шви.

Варіанти кріплення у вузлах

Виготовлення ферм із профільної труби передбачає складання пояса з певними контурами. За типом вони бувають:

• сегментні;
• полігональні;
• двосхилі (або трапецеїдальні);
• з паралельними поясами;
• трикутні (д-і);
• з піднятим ламаним нижнім поясом;
• односхилі;
• консоль.

Одні системи простіші в монтажі, інші економічніші за витратами матеріалів, треті легші за облаштування опорних вузлів.

Основи розрахунку ферми

Вплив кута нахилу

Вибір конструкції ферм навісів з профільної труби пов'язаний з ухилом спорудження, що проектується. Є три можливі варіанти:

• від 6 ° до 15 °;
• від 15 ° до 22 °;
• від 22 ° до 35 °.

При мінімальному вугіллі(6°-15°) рекомендуються трапецієподібні контури поясів. Для зниження ваги допускається висота 1/7 чи 1/9 загальної довжини прольоту. Проектуючи пологий навіс складної геометричної форми, треба підняти його в середній частині над опорами. Скористайтеся фермами Полонсо, рекомендованими багатьма фахівцями. Вони є системою з двох з'єднаних затяжкою трикутників. Якщо потрібна висока споруда, краще вибрати багатокутну конструкцію з піднятим нижнім поясом.

Коли кут нахилу перевищує 20°, висота повинна становити 1/7 частину загальної довжини прольоту. Останній досягатиме 20 м. Для підвищення конструкції нижній пояс робиться ламаним. Тоді збільшення становитиме до 0,23 довжини прольоту. Для обчислення необхідних властивостей користуються табличними даними.

Таблиця визначення ухилу кроквяної системи

При ухилі понад 22° розрахунки проводяться за спеціальними програмами. Навіси такого роду частіше використовуються для покрівлі із шиферу, металу та подібних матеріалів. Тут застосовують трикутні ферми з профільної труби при їх висоті в 1/5 від усієї довжини прольоту.

Чим більший кут нахилу, тим менше на навісі накопичуватиметься опадів, важкого снігу. Несуча здатність системи зростає підвищенням її висоти. Для додаткової міцності передбачають додаткові ребра жорсткості.

Параметри базових кутів

Щоб зрозуміти, як розрахувати ферму із профільної труби, обов'язково з'ясувати параметри базових вузлів. Наприклад, розміри прольоту зазвичай мають бути вказані в технічному завданні. Число панелей, їх габарити призначаються заздалегідь. Обчислимо оптимальну висоту(Н) у середині прольоту.

• Якщо пояси паралельні, полігональні, трапецеїдальні, Н=1/8×L, де L – довжина ферми. Верхній пояс повинен мати ухил близько 1/8×L чи 1/12×L.
• Для трикутного типу, в середньому Н=1/4×L або Н=1/5×L.

Розкоси грат повинні мати нахил приблизно 45° (у межах 35°-50°).

Скористайтеся готовим типовим проектом, тоді не доведеться робити розрахунок

Щоб навіс був надійним та довго прослужив, його проект потребує точних обчислень. Вже після розрахунку закуповуються матеріали, надалі монтується каркас. Є більш витратний шлях – придбати готові модулі та зібрати споруду на місці. Інший варіант складніше – зайнятися підрахунками самостійно. Тоді знадобляться дані зі спецдовідників щодо СНіП 2.01.07-85 (впливу, навантаження), а також СНіП П-23-81 (дані по сталевим конструкціям). Потрібно зробити таке.

1. Визначитись зі схемою блоків відповідно до функцій навісу, куту нахилу, матеріалу стрижнів.
2. Вибрати параметри. Врахувати залежність між висотою та мінімальною вагою покрівлі, її матеріалом та типом, ухилом.
3. Розрахувати панельні розміриспоруди згідно з віддаленістю окремих частин, відповідальних за передачу навантажень. Визначається відстань між сусідніми вузлами, що дорівнює ширині панелі. Якщо розмір прольоту понад 36 м, обчислюється будівельний підйом - зворотний вигин, що погашається, що впливає через навантаження на конструкцію.

Серед способів розрахунку статично визначних ферм одним із найпростіших вважається вирізання вузлів (ділянок, де стрижні з'єднані шарнірно). Інші варіанти – метод Ріттера, метод заміни стрижнів Геннеберга. А також графічне рішення шляхом складання діаграми Максвелла-Кремони. У сучасних комп'ютерних програмах найчастіше застосовується метод вирізування вузлів.

Для людини, яка володіє знаннями з механіки та сопромату, вирахувати все це не так складно. Іншим варто врахувати, що від точності розрахунків і величини похибок залежить термін служби і безпека навісу. Можливо, краще звернутися до спеціалістів. Або вибрати варіант із готових проектних рішень, куди просто підставити свої значення. Коли зрозуміло, якого виду потрібна кроквяна ферма з профільної труби, креслення для неї знайдеться в інтернеті.

Значні чинники вибору ділянки

Якщо навіс відноситься до будинку або іншого будинку, на нього знадобиться офіційний дозвіл, про що теж доведеться подбати.

Спочатку вибирається ділянка, де розташовуватиметься споруда. Що при цьому враховується?

1. Постійні навантаження (фіксована вага решетування, покрівлі та інших матеріалів).
2. Змінні навантаження (вплив кліматичних факторів: вітер, опади, у тому числі сніг).
3. Особливий тип навантажень (чи є сейсмічна активність у регіоні, шторми, урагани тощо).

Також важливі характеристики ґрунту, впливу будівель, що стоять поруч. Проектувальник повинен врахувати всі значущі чинники та уточнюючі коефіцієнти, що вносяться до алгоритму розрахунку. Якщо планується провести обчислення самотужки, скористайтеся програмами 3D Max, Аркон, Автокад або подібними. Є варіант розрахунку в онлайн-версіях будівельних калькуляторів. Обов'язково з'ясувати для наміченого проекту рекомендований крок між опорами, що несуть, решетуванням. А також параметри матеріалів та їх кількість.

Приклад програмного розрахунку для навісу, критого полікарбонатом

Послідовність робіт

Складання каркаса з металевих профілів повинен проводити тільки спеціаліст зі зварювальних робіт. Ця відповідальна справа потребує знань та вмілого поводження з інструментом. Потрібно не тільки розуміти, як зварити ферму з профільної труби. Важливо, які вузли правильніше зібрати землі, і лише потім піднімати на опори. Якщо споруда важка, для монтажу потрібно техніка.

Зазвичай процес монтажу проходить у такій послідовності:

1. Виконується розмітка ділянки. Встановлюються закладні деталі, вертикальні опори. Нерідко в ями відразу поміщають металеві труби, а потім бетонують. Вертикальність установки перевіряється схилом. Для контролю паралельності натягується шнур або нитка між крайніми стійками, решта виставляється по отриманій лінії.
2. Поздовжні труби зварюванням фіксують до опор.
3. На землі зварюють вузли та елементи ферм. За допомогою розкосів та перемичок з'єднують пояси конструкції. Потім блоки слід підняти на необхідну висоту. Їх приварюють до поздовжніх труб по ділянках розміщення вертикальних опор. Між фермами по схилу вварюють поздовжні перемички для подальшого кріплення покрівельного матеріалу. У них роблять отвори під кріплення.
4. Ретельно зачищаються усі з'єднувальні ділянки. Особливо верхні грані каркасу, куди надалі ляже покрівля. Поверхня профілів очищається, знежирюється, обробляється ґрунтовкою та фарбується.

Скориставшись готовим проектом, ви швидше приступите до збирання навісу

Фахівці радять виконувати такі відповідальні роботи тільки за наявності відповідного досвіду. Мало знати теоретично, як правильно зварити ферму з профільної труби. Зробивши щось неправильно, проігнорувавши нюанси, домашній майстерризикує. Навіс складеться і звалиться. Постраждає все, що під ним буде – авто чи люди. Тож візьміть знання на озброєння!

Відео: як зварити ферму із профільної труби

Будівельна ферма - це металева структура, що складається з окремих похилих розкосів або вертикальних стійок, які з'єднані між собою в окремі вузли, розташовані на нижньому та верхньому поясі ферми за допомогою зварних з'єднань, їх сукупності утворюють жорстку конструкцію. Пов'язані стійки рівномірно розподіляють навантаження по всій конструкції ферми, яке передає її через опорні колони на фундамент. При цьому верхній пояс працює на осьове стискування, а нижній на розтяг.

Види та різновиди

Сполучені між собою розкоси утворюють трикутник, який вважається найміцнішою геометричною фігурою. Тому практично будь-яка конструктивна схема ферми, незалежно від її виду, складається з набору певної кількості, що не змінюються. геометричних фігуру вигляді трикутників.

Ферми складаються з наступних елементів:

Вузлові з'єднання можуть бути:

1. Зварні – всі елементи конструкції пов'язані між собою за допомогою зварювання.
2. Болтові з'єднання або клепані - елементи з'єднуються між собою за допомогою болтів або заклепок на загальній сталевій заставній (фасонці), виготовленій з прокатного товстого листа.

Сталева ферма, порівняно з цільними балками, має легшу вагу, на її виготовлення йде менше металу, при цьому вона відрізняється високою здатністю, що несе. А за своєю конструкцією та розподілом вертикальних навантажень ферми діляться на два види:

Структурні пристрої набагато складніші при складанні, але завдяки своїй конструкції, здатні нести як вертикальне, так і бічне навантаження. При цьому для них не потрібно монтувати додаткові прогони для зв'язку з іншими металоконструкціями, тому їх часто використовують для одного цільного перекриття великих і досить широких прольотів з мінімальною кількістю опорних колон.

Конструкційні особливості

Будь-які металеві пристрої, незалежно від їх конструкції, контуру та форми, мають свої особливості та певні параметри. Але все ж таки за способом установки, крім класичної, коли структурний пристрій спирається на опори двома кінцями, іноді зустрічаються конструктивні споруди, у яких один край виходить висячим, тобто без опори. Зазвичай вони монтуються для перекриттів будівель, у яких скат даху виноситься далеко за межі зовнішніх стін.

Залежно від конструкції, ферми можуть бути прямою, одно або двосхилим форми. По контуру різняться кілька видів:

Види ґрат

Існують такі види грат:

• Трикутні грати. Є найжорсткішою та найефективнішою системою в конструкціях з паралельними, трикутними та трапецеїдальними обрисами.
• Розкісні грати. Складається з найдовших розкосів, які працюють одночасно на стиск та розтяг, а ось вертикальні стійки тільки на стиск.

Існують також спеціальні хрестові, шпренгельні та інші ґрати.

Важливим параметром конструкції ферм є їх кут нахилу, і в залежності від нього конструкції поділяються на 3 групи:

Майже всі будівельні ферми мають чималі перевагиперед суцільнометалевими балками, серед яких основними є:

Виготовлення конструкцій

Як правило, конструкції ферм, що виготовляються з металу, підбираються в залежності від проектованого кута нахилу їх верхнього пояса, ширини прольоту, що перекривається, і призначення. Якщо брати до уваги перекриття промислових будівель, мостових та естакадних прольотів, де вони найчастіше використовуються, то для цього виготовляються будівельні ферми зі стандартною довжиною 12, 18, і 24 м/п.

Загальні вимоги

Для більш важких та відповідальних конструкцій (мостів та шляхопроводів) застосовуються двотаврові балки та швелера. Усі гідротехнічні споруди збираються з елементів круглого перерізучи профільних труб.

Найчастіше для збирання стандартних будівельних ферм використовується посилений прокатний куточок. При цьому виготовлення всіх її елементів застосовується спарений куточок, заготовки якого з'єднуються між собою з допомогою зварювання спеціальними, вставленими з-поміж них металевими пластинами (рибками). Куточки спаровуються таким чином, щоб їх поперечний переріз нагадував тавровий переріз.

Щоправда, у Останнім часомметалеві конструкції цієї конфігурації стали мати менший попит через трудомісткість складання, зварювання та фарбування. Альтернативою таких споруд дедалі більше стають сталеві профільні або круглі труби.

Правильний розрахунок

Необхідно розуміти, що зробити якісний розрахунок несучого пристрою можна тільки за умови наявності спеціальних знаньз урахуванням вимог БНіП та багатьох інших численних факторів. Для того, щоб грамотно зробити розрахунок, проектувальники використовують спеціальні програми.

Розраховуючи проект інженерного пристрою, обов'язково всі отримані значення повинні наноситися в проектне креслення, без якого складання конструкції буде практично неможливим.

Спочатку перед складанням креслярського проекту готується схема ферми із зазначенням основної залежності ухилу верхнього пояса та загальною довжиною майбутнього виробу. Також слід брати до уваги такі фактори, як:

Як тільки основні параметри буде розраховано, слід визначитися зі схемою конструкції. Найкраще для цього скористатися спеціальними програмами, які можна вільно знайти в Інтернеті. Наприклад, можна скористатися програмою «Розрахунок ферм».

Складання конструкції

Всі елементи ферм для перекриття довгих прольотів виготовляються та підганяються в заводських умовах, там же проводиться і частина збирання конструкції . Повний її монтажвиконується безпосередньо на будівельному майданчикустрого за деталізованими кресленнями, які йдуть у комплекті з виробом. На кресленні позначені окремі маркування всіх деталей конструкції та надана інструкція, яка пояснює весь процес збирання.

Зазвичай на заготовках виробу є спеціальні монтажні отвори, за допомогою яких можна зібрати і тимчасово закріпити без використання струбцин та спеціальних хомутів кріплення всі деталі конструкції при підготовці її до зварювальних робіт.

Якщо таких отворів немає, тимчасова фіксація заготовок здійснюється за допомогою струбцин та короткими звареними швами.

Більшість деталей пристроїв із металу зварюється електрозварюванням або з'єднується за допомогою болтових з'єднань. Ступінь надійності таких з'єднань залежить від зусилля, з яким болти затягувалися. Зазвичай така робота провадиться двома монтажниками, які затягують гайки за допомогою ключів з подовженими рукоятками або пневматичними гайковертами.

Повне з'єднання елементів конструкції ферм електрозварюваннямвиробляються у випадках, коли потрібно отримати максимально міцне з'єднання. Особливо важливі кріплення деталей можуть виконуватися за допомогою товстих сталевих заклепок.

Монтаж зібраних конструкцій провадиться за допомогою крана, а важкі конструктивні структури можуть встановлюватися двома кранами. Після монтажу повністю зібраної конструкції на колони вона приварюється до заставної пластини, жорстко зафіксованої на оголовнику колони.

Введіть значення розмірів у міліметрах:

X– Довжина трикутної кроквяної ферми залежить від розміру прольоту, який необхідно накрити та способу її кріплення до стін. Дерев'яні трикутні ферми застосовують для прольотів завдовжки 6000-12000 мм. При виборі значення Xпотрібно враховувати рекомендації СП 64.13330.2011 «Дерев'яні конструкції» (актуалізована редакція СНіП ІІ-25-80).

Y– Висота трикутної ферми визначається співвідношенням 1/5-1/6 довжини X.

Z- Товщина, W– Ширина бруса для виробництва ферми. Шуканий переріз бруса залежить від: навантажень (постійні – власна вага конструкції та покрівельного пирога, а також тимчасово діючі – снігові, вітрові), якості застосовуваного матеріалу, довжини прольоту, що перекривається. Детальні рекомендаціїпро вибір перерізу бруса для виготовлення ферми, наведені у СП 64.13330.2011 «Дерев'яні конструкції», також слід враховувати СП 20.13330.2011 «Навантаження та дії». Деревина для несучих елементів дерев'яних конструкціймає задовольняти вимоги 1, 2 та 3-го сорту за ГОСТ 8486-86 «Пиломатеріали хвойних порід. Технічні умови".

S– Кількість стійок (внутрішніх вертикальних балок). Чим більше стійок, тим вище витрата матеріалу, вага і здатність ферми, що несе.

Якщо потрібні підкоси для ферми (актуально для ферм великої протяжності) та нумерація деталей позначте відповідні пункти.

Відзначивши пункт «Чорно-біле креслення» Ви отримаєте креслення, наближене до вимог ГОСТ і зможете його роздрукувати, не витрачаючи даремно кольорову фарбу або тонер.

Трикутні дерев'яні ферми застосовують в основному для покрівель з матеріалів, що потребують значного ухилу. Онлайн калькулятордля розрахунку дерев'яної трикутної ферми допоможе визначити необхідна кількістьматеріалу, виконає креслення ферми із зазначенням розмірів та нумерацією деталей для спрощення процесу складання. Також за допомогою даного калькулятора Ви зможете дізнатися загальну довжину та обсяг пиломатеріалів для кроквяної ферми.

Навіси на металевому каркасі полегшують побут. Вони захистять автомобіль від негоди, прикриють літню веранду, альтанку. Замінять дах майстерні чи козирок над під'їздом. Звернувшись до професіоналів, ви отримаєте будь-який навіс. Але багато хто і сам впорається з роботою з монтажу. Щоправда, знадобиться точний розрахунок ферми із профільної труби. Не обійтись і без відповідного обладнання, матеріалів. Звичайно, також потрібні навички зварювання та різання.

Основа навісів – сталь, полімери, дерево, алюміній, залізобетон. Але частіше каркас складають металеві ферми з профільної труби. Цей матеріал порожнистий, порівняно легкий, але міцний. У розрізі має вигляд:

• прямокутника;
• квадрат;
• овалу (а також напів- та плоскоовальної фігури);
• багатогранника.

Зварюючи з профільної труби ферми, частіше вибирають квадратний або прямокутний переріз. Ці профілі легші у обробці.

Різноманітність трубних профілів

Допустимі навантаження залежать від товщини стін, марки металу, методу виготовлення. Матеріалом найчастіше є якісні конструкційні сталі (1-3пс/сп, 1-2пс(сп)). Для особливих потреб використовують низьколеговані сплави та оцинкування.

Довжина профільних труб зазвичай становить від 6 м на малих перерізах до 12 м – на більших. Мінімальні параметри від 10×10×1 мм та 15×15×1,5 мм. Зі збільшенням товщини стін міцність профілів зростає. Наприклад, на перерізах 50х50х1,5 мм, 100х100х3 мм і вище. Вироби максимальних розмірів (300×300×12 мм і більше) застосовні швидше промислових споруд.

Щодо параметрів елементів каркасів, є такі рекомендації:

• для малогабаритних навісів (до 4,5 м завширшки) застосовується трубний матеріал перетином 40×20×2 мм;
• якщо ширина до 5,5 м, рекомендовано параметри 40×40×2 мм;
• для навісів більших розмірів радять брати труби 40×40×3 мм, 60×30×2 мм.

Що таке ферма

Фермою називають стрижневу систему, основу будівельної конструкції. Складається вона із прямолінійних елементів, що з'єднуються у вузлах. Наприклад, розглядається конструкція ферми з профільної труби, в якій відсутня розцентровування стрижнів і немає позавузлових навантажень. Тоді у її складових частинах виникнуть лише зусилля розтягування та стискування. Механіка цієї системи дозволяє їй зберігати геометричну незмінність при заміні вузлів, що жорстко кріпляться, на шарнірні.

Приклад пристрою зварної стрижневої системи

Ферма складається з наступних елементів:

• верхній пояс;
• нижній пояс;
• стійка перпендикулярна до осі;
• підкіс (або розкіс), похилий до осі;
• допоміжний опорний розкіс (шпренгель).

Система решітки бути трикутною, розкісною, напіврозкосною, хрестовою. Для з'єднання використовують косинки, парні матеріали, клепки, зварні шви.

Варіанти кріплення у вузлах

Виготовлення ферм із профільної труби передбачає складання пояса з певними контурами. За типом вони бувають:

• сегментні;
• полігональні;
• двосхилі (або трапецеїдальні);
• з паралельними поясами;
• трикутні (д-і);
• з піднятим ламаним нижнім поясом;
• односхилі;
• консоль.

Типи обрисів поясів

Одні системи простіші в монтажі, інші економічніші за витратами матеріалів, треті легші за облаштування опорних вузлів.

Основи розрахунку ферми

Вплив кута нахилу

Вибір конструкції ферм навісів з профільної труби пов'язаний з ухилом спорудження, що проектується. Є три можливі варіанти:

• від 6 ° до 15 °;
• від 15 ° до 22 °;
• від 22 ° до 35 °.

При мінімальному вугіллі (6°-15°) рекомендуються трапецієподібні контури поясів. Для зниження ваги допускається висота 1/7 чи 1/9 загальної довжини прольоту. Проектуючи пологий навіс складної геометричної форми, треба підняти його в середній частині над опорами. Скористайтеся фермами Полонсо, рекомендованими багатьма фахівцями. Вони є системою з двох з'єднаних затяжкою трикутників. Якщо потрібна висока споруда, краще вибрати багатокутну конструкцію з піднятим нижнім поясом.

Коли кут нахилу перевищує 20°, висота повинна становити 1/7 частину загальної довжини прольоту. Останній досягатиме 20 м. Для підвищення конструкції нижній пояс робиться ламаним. Тоді збільшення становитиме до 0,23 довжини прольоту. Для обчислення необхідних властивостей користуються табличними даними.

Таблиця визначення ухилу кроквяної системи

При ухилі понад 22° розрахунки проводяться за спеціальними програмами. Навіси такого роду частіше використовуються для покрівлі із шиферу, металу та подібних матеріалів. Тут застосовують трикутні ферми з профільної труби при їх висоті в 1/5 від усієї довжини прольоту.

Чим більший кут нахилу, тим менше на навісі накопичуватиметься опадів, важкого снігу. Несуча здатність системи зростає підвищенням її висоти. Для додаткової міцності передбачають додаткові ребра жорсткості.

Параметри базових кутів

Щоб зрозуміти, як розрахувати ферму із профільної труби, обов'язково з'ясувати параметри базових вузлів. Наприклад, розміри прольоту зазвичай мають бути вказані в технічному завданні. Число панелей, їх габарити призначаються заздалегідь. Обчислимо оптимальну висоту (Н) у середині прольоту.

• Якщо пояси паралельні, полігональні, трапецеїдальні, Н=1/8×L, де L – довжина ферми. Верхній пояс повинен мати ухил близько 1/8×L чи 1/12×L.
• Для трикутного типу, в середньому Н=1/4×L або Н=1/5×L.

Розкоси грат повинні мати нахил приблизно 45° (у межах 35°-50°).

Скористайтеся готовим типовим проектом, тоді не доведеться робити розрахунок

Щоб навіс був надійним та довго прослужив, його проект потребує точних обчислень. Вже після розрахунку закуповуються матеріали, надалі монтується каркас. Є більш витратний шлях – придбати готові модулі та зібрати споруду на місці. Інший варіант складніше – зайнятися підрахунками самостійно. Тоді знадобляться дані зі спецдовідників із СНіП 2.01.07-85 (впливи, навантаження), а також СНіП П-23-81 (дані за сталевими конструкціями). Потрібно зробити таке.

1. Визначитись зі схемою блоків відповідно до функцій навісу, куту нахилу, матеріалу стрижнів.
2. Вибрати параметри. Врахувати залежність між висотою та мінімальною вагою покрівлі, її матеріалом та типом, ухилом.
3. Розрахувати панельні розміри споруди згідно з віддаленістю окремих частин, відповідальних за передачу навантажень. Визначається відстань між сусідніми вузлами, що дорівнює ширині панелі. Якщо розмір прольоту понад 36 м, обчислюється будівельний підйом - зворотний вигин, що погашається, що впливає через навантаження на конструкцію.

Серед способів розрахунку статично визначних ферм одним із найпростіших вважається вирізання вузлів (ділянок, де стрижні з'єднані шарнірно). Інші варіанти – метод Ріттера, метод заміни стрижнів Геннеберга. А також графічне рішення шляхом складання діаграми Максвелла-Кремони. У сучасних комп'ютерних програмах найчастіше застосовується метод вирізування вузлів.

Для людини, яка володіє знаннями з механіки та сопромату, вирахувати все це не так складно. Іншим варто врахувати, що від точності розрахунків і величини похибок залежить термін служби і безпека навісу. Можливо, краще звернутися до спеціалістів. Або вибрати варіант із готових проектних рішень, куди просто підставити свої значення. Коли зрозуміло, якого виду потрібна кроквяна ферма з профільної труби, креслення для неї знайдеться в інтернеті.

Значні чинники вибору ділянки

Якщо навіс відноситься до будинку або іншого будинку, на нього знадобиться офіційний дозвіл, про що теж доведеться подбати.

Спочатку вибирається ділянка, де розташовуватиметься споруда. Що при цьому враховується?

1. Постійні навантаження (фіксована вага решетування, покрівлі та інших матеріалів).
2. Змінні навантаження (вплив кліматичних факторів: вітер, опади, у тому числі сніг).
3. Особливий тип навантажень (чи є сейсмічна активність у регіоні, шторми, урагани тощо).

Також важливі характеристики ґрунту, впливу будівель, що стоять поруч. Проектувальник повинен врахувати всі значущі чинники та уточнюючі коефіцієнти, що вносяться до алгоритму розрахунку. Якщо планується провести обчислення самотужки, скористайтеся програмами 3D Max, Аркон, Автокад або подібними. Існує варіант розрахунку в онлайн-версіях будівельних калькуляторів. Обов'язково з'ясувати для наміченого проекту рекомендований крок між опорами, що несуть, решетуванням. А також параметри матеріалів та їх кількість.

Приклад програмного розрахунку для навісу, критого полікарбонатом

Послідовність робіт

Складання каркаса з металевих профілів повинен проводити тільки спеціаліст зі зварювальних робіт. Ця відповідальна справа потребує знань та вмілого поводження з інструментом. Потрібно не тільки розуміти, як зварити ферму з профільної труби. Важливо, які вузли правильніше зібрати землі, і лише потім піднімати на опори. Якщо споруда важка, для монтажу потрібно техніка.

Зазвичай процес монтажу проходить у такій послідовності:

1. Виконується розмітка ділянки. Встановлюються закладні деталі, вертикальні опори. Нерідко в ями відразу поміщають металеві труби, а потім бетонують. Вертикальність установки перевіряється схилом. Для контролю паралельності натягується шнур або нитка між крайніми стійками, решта виставляється по отриманій лінії.
2. Поздовжні труби зварюванням фіксують до опор.
3. На землі зварюють вузли та елементи ферм. За допомогою розкосів та перемичок з'єднують пояси конструкції. Потім блоки слід підняти на необхідну висоту. Їх приварюють до поздовжніх труб по ділянках розміщення вертикальних опор. Між фермами по схилу вварюють поздовжні перемички для подальшого кріплення покрівельного матеріалу. У них роблять отвори під кріплення.
4. Ретельно зачищаються усі з'єднувальні ділянки. Особливо верхні грані каркасу, куди надалі ляже покрівля. Поверхня профілів очищається, знежирюється, обробляється ґрунтовкою та фарбується.

Скориставшись готовим проектом, ви швидше приступите до збирання навісу

Фахівці радять виконувати такі відповідальні роботи тільки за наявності відповідного досвіду. Мало знати теоретично, як правильно зварити ферму з профільної труби. Зробивши щось неправильно, проігнорувавши нюанси, домашній майстер ризикує. Навіс складеться і звалиться. Постраждає все, що під ним буде – авто чи люди. Тож візьміть знання на озброєння!

Відео: як зварити ферму із профільної труби

Металеві конструкції, що складаються з решітчастих стрижнів та профільної труби, називають фермами. Для виробництва застосовується парний матеріал, що з'єднується спеціальними косинками. Для складання такої конструкції переважно використовують зварювання, але іноді застосовують клепки.

Ферма допомагає перекрити будь-який проліт. Довжина немає великого значення. Але щоб правильно виконати такий монтаж, потрібен грамотний розрахунок. Якщо зварювальні роботи будуть виконані якісно, ​​а план зроблено без помилок, залишиться тільки доставити трубні зборки. Потім встановити їх згідно з верхньою обв'язкою, строго по розмітці.

Матеріал каркасу

Навіси можуть виготовлятися з різних матеріалів:

• Дерево;
• Бетон;
• алюмінію;
• Пластмаси.

Однак у більшості випадків каркас ферми виготовляється із спеціальної профільної труби. Ця порожня конструкція відрізняється від інших високою міцністю та одночасною легкістю. Перетин такої труби може бути:

1. Прямокутником;
2. Квадратом;
3. Овалом;
4. Багатогранником.

Для зварювання ферми найчастіше користуються прямокутним чи квадратним перетином. Такий профіль менш трудомісткий під час обробки.

Граничні навантаження, які може витримати труба, залежать від кількох факторів:

• Товщини стінки;
• Види сталі;
• Спосіб виготовлення.

Профільні металеві труби виготовляють із спеціальної конструкційної сталі (1-3пс/сп, 1-2пс(сп)). Іноді, коли виникають певні обставини, користуються оцинкованою сталлю або низьколегованими сплавами.

Труби з невеликим перетином випускаються довжиною 6 метрів. Довжина великих перерізів сягає 12 метрів. Діаметр труби можуть бути різними. Мінімальними вважаються:

• 10х10х1 мм;
• 15х15х1, 5 мм.

Чим товстіша стінка, тим вище міцність профілю. Наприклад, вироби з величезними розмірами (300x300x12 мм) в основному використовуються для будівництва промислових будівель.

Розміри деталей каркасу

Малогабаритні навіси, ширина яких менше 4.5 метрів, виготовляються із профільної труби з розмірами 40x20x2 мм.

При ширині близько 5,5 м майстри радять встановлювати трубу, перетином 40x40x2 мм.

Якщо довжина навісу має великі розміри, рекомендується скористатися трубами:

• 40x40x3 мм;
• 60x30x2 мм.

На що слід звернути увагу при розрахунку

Перед тим, як почати розраховувати переріз труби, необхідно визначити оптимальний вид даху. На вибір впливають її габарити, кут нахилу покрівлі та контуру поясів.

Ці вищеперелічені складові залежать від кількох умов:

• Функціонал будівлі;
• З якого матеріалу виготовлено перекриття;
• Кут скосу даху.

Потім визначаються габарити труби. Залежно від кута нахилу підбирається довжина. На визначення висоти впливає марка матеріалу, з якого буде перекриття.

Габарити труби залежать також від способу транспортування та загальної ваги всієї металоконструкції.

У тому випадку, коли розрахунок ферми з профільної труби визначив, що довжина перевищуватиме 36 метрів, необхідно додатково розрахувати будівельний підйом.

Потім визначаються габарити панелей. Усі підрахунки спираються значення навантаження, яку має витримати конструкція. Для покрівлі трикутного типу скіс повинен досягати 45 градусів.

Завершує розрахунок визначення точної відстані між елементами металоконструкції із профільної труби.

Все точно розпланувати у цифрах досить складно, не маючи спеціальних знань. Тому краще звернутись до професіоналів, які проведуть його на комп'ютері. Вони завжди гарантують високу якість своїх послуг.

Перш ніж приступити до будівництва, варто знову перевірити всі розрахунки з огляду на максимальне навантаження, яке може випробувати будову.

Важливо! Крім зроблених розрахунків, якість монтажу залежить від правильності та точності планових креслень.

Безкоштовні програми для розрахунку

Сайт пропонує провести розрахунок ферми за допомогою онлайн-програми, методом кінцевих елементів. Таким калькулятором можуть користуватися студенти та інженери. Програма має зрозумілий інтерфейс, що допоможе швидко виконати потрібні дії. Розрахунок можна зробити також частково безкоштовною програмою на сайті

У якій послідовності виконуються роботи

Щоб зібрати каркас, необхідно скористатися послугами досвідченого зварювальника. Складання ферми вважається дуже відповідальною справою. Необхідно вміти грамотно варити та розуміти технологію зварювання ферми.

Дуже важливо знати, які вузли краще зібрати внизу, а потім підняти і закріпити на опори. Щоб працювати з тяжкою конструкцією, доведеться скористатися спеціальною технікою.

• Спочатку розмічається ділянка;
• Монтуються заставні деталі;
• Виконується монтаж вертикальних опор.

Досить часто металеві труби опускають у траншею, потім заливають бетоном. Схилом проводиться перевірка вертикальності монтажу. Щоб контролювати паралельність між останніми стійками натягують шнур. Всі інші виставляються згідно з отриманою лінією.

Зварюванням, до опор приварюють поздовжні труби.

Деталі ферми зварюються землі. Пояси конструкції з'єднуються перемичками та спеціальними розкосами. Потім готові блоки піднімаються певну висоту. Вони приварюються до прокладених труб, у місцях встановлення вертикальних опор. Поздовжні перемички вварюються між фермами безпосередньо по схилу, щоб можна було зафіксувати покрівельний матеріал. У перемичках заздалегідь робляться отвори кріплення.

Сполучні ділянки добре зачищаються. Особливо це стосується верхньої частини каркаса, на який потім накладатиметься покрівля. Потім проводиться обробка поверхні профілів. Виконується:

• Очищення;
• Знежирення;
• Ґрунтовка;
• Забарвлення.

Вхідні двері та козирок

Щоб розрахувати габарити консольного козирка, необхідно врахувати розмір ганку. Згідно з встановленими нормативами, розмір верхнього майданчика обов'язково має перевищувати ширину дверей (1,5 раза). При ширині полотна 900 мм виходить: 900 х 1,5 = 1350 мм. Такою має бути глибина даху, розташованого над входом. При цьому ширина навісу має перевищувати ширину сходів на 300 міліметрів з двох сторін.

Консольні навіси найчастіше встановлюються по всій площі ганку. Вони мають закривати щаблі. Число щаблів впливає розмір глибини даху. Середня величина визначається згідно з встановленими нормами СНіП: 250-320 мм. До цього розміру додається величина верхнього майданчика. При цьому ширина навісу має регламентоване значення. Береться ширина сходів у межах (800-1200 мм), до нього з двох протилежних сторін додається 300 мм.

Розраховуємо розміри:

• Стандартного консольного козирка – 900-1350 мм на 1400-1800 мм.
• Консольно-опорного навісу над ганком, приклад розрахунку на 3 ступені та майданчик: глибина (900/1350 + 3*250/320) = 1650 – 2410 мм, ширина 800/1200 + 300 + 300 = 1400-15

Як розраховуються веранди

Зазвичай такі будинки знаходяться вздовж стіни будівлі. Для них залишаються актуальними кілька видів конструкцій:

• Балково-опорні;
• Консольні.

Найменша глибина дорівнює 1200 мм. Ідеальною вважається 2000 мм. Така відстань відповідає місцю розташування опорного стовпа.

Розрахунок даху згідно з перпендикуляром матиме вигляд 2000+300 мм. Однак плоска покрівлябільше підходить для тих областей, де кількість опадів має мінімальне значення.

Якщо кут нахилу = 30 о. прилеглий до нього катет (глибина даху навісу перпендикуляром) – 2300 мм, другий кут 60 о. Візьмемо 2 катет за Х, він лежить навпроти кута в 30 о. і за теоремою дорівнює половині гіпотенузи, звідси гіпотенуза дорівнює 2*Х, підставляємо дані у формулу:

(2 * Х) 2 = 2300 2 + Х 2

4 * Х 2 - Х 2 = 5290000

Х 2 (4-1) = 5290000

3 * Х 2 = 5290000

Х 2 = 5290000. 3

Х 2 = 1763333, (3)

Х = √1763333, (3) = 1327 мм – катет, який прилягатиме до стіни будинку.

Розрахунок гіпотенузи (довжини даху з ухилом):

З 2 = 1327 2 + 2300 2 = 1763333 + 5290000 = 7053333

З = √7053333 = 2656 мм, перевіряємо: катет, що лежить проти кута 30 про дорівнює половині гіпотенузи = 1327 * 2 = 2654, отже, розрахунок вірний.

Звідси розраховуємо загальну висоту навісу: 2000-2400 мм – це мінімальна ергономічна висота, розраховуємо з урахуванням нахилу: 2000/2400 + 1327=3327/3737 мм – висота стіни навісу біля будинку.

Як розрахувати стоянку машин

Зазвичай встановлюють балкові конструкції. Щоб своїми руками виготовити навіс для свого автомобіля, необхідно заздалегідь зробити креслення, в якому має враховуватися класність автомобіля. Ширина стоянки повинна дорівнювати габариту автомобіля, плюс один метр з двох сторін. Якщо паркуватимуться дві машини, необхідно врахувати відстань між ними - 0,8 метра.

Приклад розрахунку навісу для машини середнього класу, ширина – 1600-1750 мм, довжина – 4200-4500 мм:

1600/1750 + 1000 + 1000 = 3600/3750 мм - ширина навісу;

4200/4500 + 300 +300 = 4800/5100 мм – ергономічна довжина, щоб опади не заливали майданчик.

Розрахунок ширини навісу на дві машини:

3600/3750+800=4400/4550 мм.

Альтанки

Зазвичай такий навіс робиться в глибині присадибної ділянки. Ці конструкції встановлюють на фундамент, який може бути:

• Палевим;
• Стовпчастим;
• Стрічковим;
• Плитковим.

На вибір типу фундаменту впливають розміри будови, а також характер ґрунту. Ці значення мають бути обов'язково показані на кресленні. Встановлена ​​альтанка може мати кілька розмірів:

• 3х4 метри;
• 4х4 метри;
• 4х6 метрів.

Для самостійного розрахунку такої конструкції, для проектування креслення потрібно враховувати кілька параметрів.

Щоб одній людині було комфортно відпочивати, потрібно 1,6-2 кв. метра площі підлоги.

При встановленні мангалу прямо під навісом, зона відпочинку повинна бути відокремлена від нього вільним майданчиком. Її ширина складає 1000–1500 мм.

Ширина зручного сидіння – 400-450 мм.

Габарит столу 800х1200. Розрахунок ведеться на одну особу (600 -800 мм). Для великої кількості людей розмір може досягати 1200х2400 мм.

Схожі статті:

Сьогодні ферми з профільної труби по праву вважаються ідеальним рішеннямдля будівництва гаража, житлового будинку та присадибних споруд. Міцні та довговічні, такі конструкції обходяться недорого, швидкі у виконанні, і з ними здатний впоратися будь-хто, хто хоч трохи розуміється на математиці і має навички різання та зварювання. А як правильно підібрати профіль, розрахувати ферму, зробити в ній перемички та встановити, ми зараз докладно розповімо. Для цього ми підготували для вас докладні майстер-класивиготовлення таких ферм, відео-уроки та цінні поради від наших експертів!

Етап I. Проектуємо ферму та її елементи

І що таке ферма? Це конструкція, яка пов'язує опори разом одне єдине ціле. Іншими словами, ферма відноситься до простих архітектурних конструкцій, серед цінних переваг якої виділимо такі: висока міцність, відмінні показники експлуатації, невисока вартість та хороша стійкість до деформацій та зовнішніх навантажень.

Завдяки тому, що такі ферми мають високу несучу здатність, їх ставлять під будь-які покрівельні матеріали, незалежно від їх ваги.

Використання в будівництві металевих ферм з нових або прямокутних замкнутих профілів вважається одним із найраціональніших і конструктивних рішень. І недарма:

1. Головний секрет – в економії завдяки раціональній формі профілю та з'єднання всіх елементів решітки.
2. Ще одна цінна перевага профільних труб для використання їх виготовлення ферми – це рівна стійкість у двох площинах, чудова обтічність та зручність експлуатації.
3. При всій своїй малій вазі такі ферми витримують серйозні навантаження!

Відрізняються кроквяні ферми по обрису поясів, типу перерізу стрижнів та видам решітки. І при правильному підході ви самостійно зможете зварити та встановити ферму з профільної труби будь-якої складності! Навіть таку:

Етап ІІ. Купуємо якісний профіль

Отже, перш ніж скласти проект майбутніх ферм, спочатку потрібно визначитися з такими важливими пунктами:

• контури, розмір та форма майбутнього даху;
• матеріал виготовлення верхнього та нижнього пояса ферми, а також її ґрат;

Запам'ятайте одну просту річріч: каркас з профільної труби має так звані точки рівноваги, які важливо визначити для стійкості всієї ферми. І дуже важливо підібрати під це навантаження якісний матеріал:

Будують ферми із профільної труби таких видів перерізів: прямокутного чи квадратного. Такі випускаються різного розміру перерізу та діаметру, з різною товщиною стінок:

• Ми рекомендуємо ті, що спеціально продаються для малогабаритних будівель: такі йдуть до 4,5 метрів завдовжки і мають перетин 40х20х2 мм.
• Якщо ви виготовлятимете ферми довше 5 метрів, тоді вибирайте профіль з параметрами 40х40х2 мм.
• Для повномасштабного будівництва даху житлового будинку вам знадобляться профільні труби із такими параметрами: 40х60х3 мм.

Стійкість усієї конструкції прямо пропорційна товщині профілю, тому для виготовлення ферм не використовуйте труби, для яких призначені тільки для зварювань стійок та каркасів – тут інші характеристики. Також зверніть увагу, яким саме методом було виготовлено виріб: електрозвареним, гарячедеформованим чи холодним деформуванням.

Якщо ж ви беретеся виготовляти такі ферми самостійно, тоді беріть заготовки квадратного перерізу – з ними працювати найпростіше. Придбайте квадратний профіль товщиною 3-5 мм, який буде досить міцним і за своїми характеристиками близький до металевих брусів. Але якщо ферму ви будете виготовляти всього для козирка, тоді можете віддати перевагу більш бюджетному варіанту.

Обов'язково враховуйте при проектуванні снігові та вітрові навантаження у вашій місцевості. Адже велике значенняпри виборі профілю (у плані навантаження на нього) має кут нахилу ферм:

Більш точно спроектувати ферму із профільної труби ви зможете за допомогою онлайн-калькуляторів.

Зазначимо тільки, що проста конструкціяФерми з профільної труби є кілька вертикальних стійок і горизонтальні рівні, на які можна кріпити крокви для даху. Придбати такий каркас можна в готовому самостійно, навіть на замовлення в будь-якому місті Росії.

Етап ІІІ. Розраховуємо внутрішню напругу ферм

Найважливіше і найвідповідальніше завдання - це правильно зробити розрахунок ферми з профільної труби і підібрати потрібний формат внутрішньої решітки. Для цього нам знадобиться калькулятор або подібне до нього інше програмне забезпечення, а також деякі табличні дані СНиПів, які за це:

• СНиП 2.01.07-85 (впливи, навантаження).
• СНиП п-23-81 (дані за сталевими конструкціями).

По можливості ознайомтеся із цими документами.

Форма даху та кут нахилу

Ферма необхідна для якої саме покрівлі? Односхилий, двосхилий, купольної, арочної чи шатрової? Найпростіший варіант, звичайно ж, це виготовлення стандартного односхилих навісів. Але й досить складні ферми ви також здатні розрахувати та виготовити самостійно:

Стандартна ферма складається з таких важливих елементів, як верхній та нижній пояс, стійки, розкоси та допоміжні підкоси, які ще називають шпренгелями. Усередині ферм розташовується система решіток, для з'єднання труб використовують зварні шви, клепки, спеціальні парні матеріали та косинки.

І, якщо ви збираєтеся виготовити складний формою дах, то такі ферми стануть для неї ідеальним варіантом. Їх дуже зручно виготовляти за шаблоном прямо на землі, і лише потім піднімати нагору.

Найчастіше при будівництві невеликого дачного будиночка, гаража або побутівки застосовуються так звані ферми полонсо - особлива конструкція трикутних ферм, з'єднаних затяжками, і нижній пояс тут виходить піднятим.

По суті, у цьому випадку, щоб підвищити висоту конструкції, нижній пояс роблять ламаним, і тоді він становить 0,23 від довжини польоту. Для внутрішнього місця приміщення дуже комфортно.

Отже, всього три основні варіанти виготовлення ферми залежно від нахилу даху:

• від 6 до 15 °;
• від 15 до 20 °;
• від 22 до 35 °.

У чому різниця спитаєте ви? Наприклад, якщо кут конструкції буде невеликий, всього до 15 °, тоді ферми раціонально робити трапецієподібної форми. І при цьому цілком можна зменшити вагу самої конструкції, беручи у висоту від 1/7 до 1/9 від загальної довжини польоту.

Тобто. керуйтеся таким правилом: що менше вага, то більше має бути висота ферми. А от якщо ми вас матимемо вже складну геометричну форму, тоді потрібно вибрати інший тип ферми та грат.

Види ферм та форми даху

Ось приклад конкретних ферм для кожного виду даху (односхилим, двосхилим, складним):

Давайте розберемося з видами ферм:

• Трикутніферми – класика виготовлення основи для крутих схилів даху чи навісів. Перетин труб для таких ферм потрібно підбирати з урахуванням ваги покрівельних матеріалів, а також експлуатації самої споруди. Трикутні ферми хороші тим, що мають простими форми, Прості в розрахунку та виконанні. Їх цінують за покрівельне забезпечення природним світлом. Але зазначимо і недоліки: це додаткові профілі та довгі стрижні у центральних сегментах решітки. А тут вам доведеться зіткнутися з деякими складнощами при зварюванні гострих опорних кутів.
• Наступний вид – полігональніферми із профільної труби. Вони незамінні при спорудженні великих площ. Зварювання у них вже складнішої форми, а тому для полегшених конструкцій їх не проектують. Проте такі ферми відрізняються більшою економією металу і міцністю, що особливо добре для ангарів з великими прольотами.
• Міцною вважається також ферма з паралельними поясами. Відрізняється від інших така ферма тим, що у неї всі деталі – повторювані, з однаковою довжиною стрижнів, поясів та ґрат. Тобто тут мінімум стиків, а тому розраховувати та варити таку з профільної труби найпростіше.
• Окремий вид – це односхилий трапецієподібнийферми з опорою на колони. Така ферма ідеальна, коли потрібна жорстка фіксація споруди. У неї є ухили (розкоси) з боків і відсутні довгі стрижні верхньої обрешітки. Підходить для дахів, яким особливо важлива надійність.

Ось приклад виготовлення ферм із профільної труби як універсального варіанту, який підходить для будь-яких садових будівель. Мова йдепро трикутні ферми, і ви напевно їх уже бачили багато разів:

Трикутна ферма з ригелем теж досить проста, і цілком підходить для будівництва альтанок та побутівки:

А от арочніферми у виготовленні вже набагато складніше, хоча й мають ряд своїх цінних переваг:

Головне ваше завдання – центрувати елементи ферми з металу від центру тяжіння по всіх напрямках, говорячи простою мовою, мінімізувати навантаження і грамотно її розподілити.

Тому вибирайте той вид ферм, який підходить для цього більше. Крім перерахованих вище, популярністю користуються також ферма-ножиці, асиметрична, П-подібна, двошарнірна, ферма з паралельними поясами та мансардна ферма з опорами та без них. А також мансардний виглядферми:

Вам буде цікаво дізнатися, що певний дизайн внутрішніх ґрат ферм підбирається зовсім не з естетичних міркувань, а цілком практичних: під форму даху, геометрію стелі та розрахунок навантажень.

Вам потрібно спроектувати свою ферму таким чином, щоб усі сили зосереджувалися у вузлах. Тоді в поясах, розкосах і шпренгелях згинальних моментів не буде – вони працюватимуть лише на стиск та розтяг. І тоді переріз таких елементів зменшують до необхідного мінімуму, значно при цьому заощаджуючи на матеріалі. І саму ферму до всього ви можете зробити шарнірною.

В іншому випадку, на ферму будуть постійно діяти розподілена по стрижнях сила, і з'явиться згинальний момент, на додаток до загальної напруги. І тут тоді важливо грамотно прорахувати максимальне згинальне значення для кожного окремого стрижня.

Тоді переріз таких стрижнів має бути більшим, ніж якби сама ферма була навантажена точковими силами. Підіб'ємо підсумок: ферми, на яких розподілене навантаження діє рівномірно, виготовляють з коротких елементів з шарнірними вузлами.

Давайте розберемося, в чому перевага того чи іншого виду грат у плані розподілу навантаження:

• Трикутнасистема решітки завжди застосовуються у фермах з паралельними поясами та трапецеїдальної ферми. Її основна перевага в тому, що вона дає найменшу сумарну довжину ґрат.
• Розкіснасистема хороша при невеликій висоті ферм. Але витрата матеріалу на неї чимала, адже тут весь шлях зусилля йде через вузли та стрижні решітки. Тому при проектуванні важливо закласти максимум стрижнів, щоб довгі елементи виявилися розтягнутими, а стійки - стиснутими.
• Ще один вид - шпренгельнаграти. Її виготовляють у разі навантажень верхнього пояса, а також тоді, коли потрібно зменшити довжину решітки. Тут перевага у дотриманні оптимальної відстані між елементами всіх поперечних конструкцій, що дозволяє зберегти нормальну відстань між прогонами, що буде практичним моментом для монтажу елементів покрівлі. Але створювати такі грати своїми руками – досить трудомістке заняття з додатковими витратами металу.
• Хрестоподібнаграти дозволяє розподілити навантаження на ферму відразу в обох напрямках.
• Ще один вид ґрат – перехреснаде розкоси кріпляться прямо до стінки ферми.
• І наостанок напіврозкіснаі ромбічнаграти, найжорсткіша з перерахованих. Тут взаємодіє одразу дві системи розкосів.

Ми підготували для вас ілюстрацію, де зібрали всі види ферм та їхні грати разом:

Ось приклад того, як виготовляють ферму з трикутними ґратами:

Виготовлення ферми з розкісними гратами виглядає так:

Не можна сказати, що якийсь із видів ферм виразно кращий чи гірший за інший – кожен з них цінний меншою витратою матеріалів, легшою вагою, несучими здібностями та методом кріплення. Малюнок відповідає за те, яка схема навантажень на неї діятиме. І від обраного типу решітки безпосередньо залежатиме те, якою буде вага ферми, зовнішній виглядта трудомісткість її виготовлення.

Відзначимо ще такий незвичайний варіант виготовлення ферми, коли вона сама по собі стає частиною або опорою для іншої дерев'яної:

Етап IV. Виготовляємо та встановлюємо ферми

Ми дамо вам кілька цінних порадяк самостійне без особливих складнощів зварити такі ферми прямо у себе на ділянці:

• Варіант перший: можна звернутися до заводу, і вони зроблять на замовлення на ваш малюнок всі потрібні окремі елементиякі вам залишиться тільки зварити вже на місці.
• Другий варіант: придбайте готовий профіль. Тоді вам залишиться лише обшити ферми зсередини дошками чи фанерами, а в проміжку укласти по необхідності утеплювач. Але й обійдеться цей спосіб, звичайно, дорожче.

Ось, наприклад, хороший відео-урок, як подовжити трубу за допомогою зварювання та досягти ідеальної геометрії:

Ось також дуже корисне відео, як відрізати трубу під кутом 45 °:

Отже, тепер підходимо безпосередньо до збирання самих ферм. Впоратися з цим вам допоможе така покрокова інструкція:

• Крок 1. Спочатку підготуйте ферми. Краще їх наперед зварювати прямо на землі.
• Крок 2. Встановіть вертикальні опори для майбутніх ферм. Вкрай важливо, щоб вони були дійсно вертикальними, тому перевірте їх схилом.
• Крок 3. Тепер візьміть поздовжні труби та приваріть їх до опорних стояків.
• Крок 4. Підніміть ферми та приваріть їх до поздовжніх труб. Після цього всі місця з'єднання важливо очистити.
• Крок 5. Готовий каркас пофарбуйте спеціальною фарбою, очистивши і знежиривши його. Особливу увагу при цьому приділіть місцям з'єднання профільних труб.

З чим стикаються ті, хто виготовляє такі ферми в домашніх умовах? По-перше, заздалегідь продумайте опорні столики, на яких ви кластимете ферму. Далеко не кращий варіанткинути її на землю – працюватиме дуже незручно.

Тому краще поставити невеликі мости-опори, які будуть трохи ширші ніж нижній і верхній пояс ферми. Адже ви вручну замірятимете і вкладатимете між поясами перемички, і важливо, щоб вони не провалювалися на землю.

Наступний важливий момент: ферми з профільної труби важкуваті на вагу, а тому вам знадобиться допомога щонайменше ще однієї людини. Крім того, не завадить підмога і в такій нудній та копіткій роботі, як зашкурювання металу перед варінням.

Також у деяких конструкціях доводиться поєднувати різні видиферм, щоб приєднати дах до стіни будівлі:

Ще враховуйте, що нарізати ферми вам потрібно буде багато для всіх елементів, а тому радимо вам або придбати, або спорудити саморобний верстатна кшталт того, що в нашому майстер-класі. Ось як він працює:

Так, крок за кроком, ви складете креслення, розрахуєте грати ферми, зробите заготовки і зварите конструкцію вже на місці. Причому у вас у витраті будуть також і залишки профільних труб, тому нічого не потрібно буде викидати - все це знадобиться для другорядних деталей навісу або ангару!

Етап V. Зачищаємо та фарбуємо готові ферми

Після того, як ви встановите ферми на їх постійне місце, обов'язково обробіть антикорозійними складами і забарвлення полімерними фарбами. Ідеально підійде для цієї мети фарба, яка відрізняється довговічністю та стійкістю до ультрафіолету:

Ось і все, ферма із профільної труби готова! Залишаються тільки фінішні роботи з обшивки ферм зсередини обробкою та зовні покрівельним матеріалом:

Повірте, виготовити металеву ферму з профільної труби для вас насправді не складе труднощів. Величезну роль грає грамотно складений креслення, якісне зварювання ферми з профільної труби та бажання все зробити правильно та акуратно.

Даний додаток відноситься до розряду простих розрахункових додатків, що виконують розрахунок за наперед визначеним прототипом. Тобто розрахункову модель ферми будувати не треба, а розрахунок проводиться за типовими прототипами. За прототип програми взято режим розрахунку ферм програми Кристал версії 3.9.01. Мета створення нового додатка полягала в отриманні удосконаленого, порівняно з прототипом додатка для особистих потреб (а також використання решти прогресивного людства). Порівняно з прототипом було зроблено низку удосконалень у бік розширення функціональних можливостей.

Насамперед автор використав ті прототипи, з якими йому доводиться частіше стикатися у практичній діяльності. Також розширено вибір поперечних перерізів стрижнів, включаючи несиметричні. Дещо спрощено діалогове вікно вибору сталі. Відмінною рисою програми від прототипу є побудова в AutoCAD розрахункової схеми зусиль та геометричної схеми, що для інженера є більш цінною, ніж звіт у Microsoft Word.

Склад архіву

Розрахунок ферм/

Розрахунок ферм/setup fermacalc.exe

Розрахунок ферм/Стандартна інсталяція/

Розрахунок ферм/Стандартна інсталяція/ferma.iss

Розрахунок ферм/Стандартна інсталяція/Інсталяція Розрахунок ферми.rar

Для скатних дахів з великими майданамипотрібні металеві кроквяні системи. До будівель такого типу належать виробничі цехи, павільйони, навіси для автостоянок та інші споруди промислового та господарського призначення. Такі крокви мають форму трикутника або півкола і виглядають як односхилі або двосхили споруди з малим ухилом.

Для виготовлення металоконструкцій ферм та їх складання потрібні попередні розрахунки та дотримання низки умов.

Металеві ферми для цеху

Особливості металевої кроквяної системи

Важливо розуміти, що питома щільність металу більша, ніж у дерева, але деревина виявиться важчою за рахунок збільшення перерізу профілю. Переріз профілю в основному залежить від навантаження, а це потужність вітру і кількість снігу в цій місцевості, помножена на площу.

Загальні поняття про кроквяну ферму з металу

Складання з феросплаву

Насамперед, слід розібратися з визначенням. Металевою кроквяною фермою називається конструкція, що складається з кроквяних ніг, розпірок, ригелів, підкосів та стійок. Всі ці елементи з'єднані (зварені) між собою і знаходяться в одній площині.

Пристрій металевої ферми

Але якщо бути більш точним, то таке поняття передбачає висячу конструкцію з перерахованих вище елементів з упором на стійки. Варіанти можуть відрізнятися між собою за кількістю перемичок, нахилом кроквяних ніг та загальною довжиною складання.

Вибір ферм насамперед залежить від величини площі, покрівельного матеріалу та атмосферних механічних навантажень (сніг, вітер).

Залежно від контурів, ферми поділяють на чотири види:

• односхилий;
• з паралельним поясом
• полігональної конструкції;
• трикутна.

Основні форми металевих конструкцій

Який профіль використовується для металевих ферм

Елементи для кроквяних систем найчастіше виготовляють із парного профілю (двох напівферм), де вузлові з'єднання зміцнюються косинками (розпірками). Верхній пояс ферми виготовляють із двох нерівносторонніх куточків, які після монтажу виглядають як тавр. Між собою вони скріплюються зварюванням або болтовим з'єднанням.

При збільшеному навантаженні на кроквяну систему в межах панелей застосовують парні швелери або двотаври. Стійки, розкоси та інші перемички роблять у вигляді хрестоподібної таврової конструкції. Але в тому випадку, коли всі вузли на фермі з'єднуються за допомогою зварювання, краще використовувати тавр, так як це цілісний (потужніший) профіль.

Трубні профілі різного перерізу

У приватному будівництві зазвичай застосовується профільована труба – порожнисті матеріали значно легші від тавра, двотавра та швелера.

Ще одним плюсом такий металевої конструкціїє її мобільність, тобто ферму дуже легко зібрати на будівельному майданчику. Крім того, із труб (круглих або профільованих) можна виготовити будь-яку конструкцію.

Трубні профілі, які використовуються для таких ферм, можуть бути або гнутими (шовними) або гарячекатаними. Товщина стінки у міцніших гарячекатаних труб становить від 1,5 до 5 мм, вони виготовляються з прямокутним або квадратним перетином. Потужність труби на вигин не менша, ніж у тавра, але маса останнього більша.

Що врахувати для кроквяних систем з різним ухилом

Незалежно від того, який зводиться дах (односкатний, двосхилий або гнутий), ферми розрізняють по кутку їх ухилу. У загальному розумінні такі конструкції поділяються на три категорії: з ухилом 22-30?, 15-22? і 6-15?.

Вимоги до ферм з ухилом ската 22-30?

Односхилий навіс із ферм

У тих випадках, коли проектом будівлі передбачений нахил ската 22-30, зазвичай в якості покрівельного матеріалу використовується шифер, етерніт (композитний шифер) або залізо (фальцеве покриття з жерсті). Висоту трикутної ферми по коньковій балці слід прирівнювати до 1/5 довжини прольоту (при довжині ноги 10 м висота ковзана становитиме 10/5=2 м або мінімум 200 см).

Така конструкція вийде найлегшою і з неї швидше стікуть атмосферні опади.

Для великих прольотів від 14 до 20 м переважно вибирати конструкцію з низхідними розкосами - вона найкраще переносить навантаження від снігу та вітру, отже, має меншу вагу. Панель у верхньому поясі тут становить близько 1,75-2,5 м довжини і в кожній парі їхня кількість повинна бути парною. Це означає, що кількість прольотів при заданих розмірах дорівнює 8 (14/1,75=8; 20/2,5=8).

Покрівля з кутом нахилу 30 градусів

У будівель промислового типу (виробничих цехів, павільйонів тощо) довжина прольоту сягає 25-30 м, й у разі бажано застосовувати ферми Полонсо. Це також парні конструкції, які з'єднуються затяжкою. Тут є можливість уникнути установки довгих розкосів у центральних панелях, це значно скорочує загальну масу конструкції, і як наслідок – кількість матеріалу, що необхідний.

• Верхній пояс у разі розбивають на 12 чи 16 відсіків по 2-1,85 м (25/12=2,08 м; 30/16=1,85 м).
• Нижній пояс піднімають збільшення кута. Навантаження в поясах зменшується, а опорні вузли виходять найпростішими. Підвісні стелідля таких конструкцій не використовують.

Конструкція ферми з ухилом ската 6-22?

• Якщо кроквяна металева ферма має ухил по скату 15-22, то її висота по коньковій балці повинна дорівнювати 1/7 довжини прольоту. Для збільшення висоти на 0,16-0,23 частини від довжини прольоту нижній пояс роблять ламаного типу. Такий метод знижує масу ферми зі звичайною трикутною конструкцією до 30%, але довжина прольоту допускається не більше 20 м. У тих випадках, коли проліт збільшується більше 20 м, застосовують конструкцію Полонсо.
• Якщо дах майже плоский і має ухил трохи більше 6-15ᵒ, найкраще використовувати ферми як трапеції. Найоптимальніший варіант, це коли коник виявляється на висоті 1/7 або 1/9 суми від загальної довжини прольоту. Наприклад, при довжині ноги 10 м висота коника робиться 10/7=1,42 м або 10/9=1,11 м.
• Якщо підвіска стелі не передбачена до кроквяної системи, розкоси встановлюють у вигляді трикутної решітки. Кількість секцій або панелей розраховується за таким самим принципом, як і для звичайних трикутних конструкцій.

Важливо, щоб горищні стіни та опори ферм мали достатню висоту. В іншому випадку дах проектується з переломом у опор – це дозволяє створити необхідний простір.

Для підвісних панелейїх розміри повинні відповідати довжині нижніх та верхніх елементів. Тобто їх довжина кратна 2 по довжині крокв, але не більше 1,5-2 м. Слід зазначити – для стель складної форми найбільше підходять ферми Полонсо.

Важливі нюанси розрахунку та монтажу металевих ферм

Складання парної металевої ферми (червоним позначено лінію зварювального шва)

Особливості монтажу металевих крокв

У випадках, коли довжина ферм перевищує 10-12 м, проводять розрахунок металевого даху як спарену систему. Тобто кроквяні ноги разом із перемичками повинні складатися з двох частин, тому що їх складно транспортувати цілком – це незручно, та й накладно в економічному відношенні.

Набагато простіше розділити ферму по кроквяним ногамна два фрагменти і пізніше з'єднати їх затяжками та зварюванням, ніж монтувати на будівельному майданчику таку конструкцію. Але тут дуже важливо враховувати, щоб складові не ділилися на ліву і праву – вони повинні бути однаковими. Інакше це загрожує плутаниною на місці складання.

З'єднання двох частин здійснюються за допомогою накладок, які закріплюються болтами та зварювання по швах на стиках.

Кожен варіант відрізняється один від одного, але чим більше болтових з'єднань, тим міцнішими будуть вузли - затяжки допоможуть зафіксувати шви зварювальні металоконструкції ферми.

Залежність довжини крокв від ухилу ската

Для правильного розрахункуметалевого даху в домашніх умовах необхідно спиратися на СНіП П-23-81 та СНіП 2.01.07-85:

1. В першу чергу виберіть потрібну схему кроквяної системи, виходячи з ухилів скату, виду покрівельного матеріалу та призначення споруди.
2. Якщо типові вимоги не передбачають певних контурів, проектуйте конструкцію за принципом економії матеріалів.
3. Висоту верхнього кута визначте за міцністю покриття (найбільш тупим верхній кут роблять для металочерепиці, профнастилу або фальцевого даху).
4. Розміри панелей (секцій) розраховуйте відповідно до ухилу, як це запропоновано у трьох підзаголовках з різними кутами ферм у цій публікації.
5. Щоб уникнути довгих та складних розрахунків, візьміть за основу будь-який типовий проектякий підходить до розмірів будівлі.

Ферми із профільної труби у пристрої даху

Виготовлення та монтаж ферм своїми руками

Найчастіше виготовлення металевих ферм своїми руками вибирають профільні труби, які зварюють між собою.

• Для навісів шириною до 4 м підійде труба із перетином 40×20×2 мм.
• Для даху шириною до 5,5 потрібні труби 40 40 2 мм.
• При ширині будівлі понад 5,5 м рекомендуються профілі 40х40х3 мм, 60х30х2 мм.

Роботу починають унизу, а потім піднімають заготовки та приварюють їх до стійок. Для підйому та утримання в потрібному положенні важких конструкцій потрібна техніка.

Складання даху навісу своїми руками

Порядок дій такий:

1. Укласти землі поздовжні труби і приварити їх до опорним стойкам.
2. З'єднати верхній та нижній пояс розкосами та перемичками.
3. Підняти металоконструкцію і приварити до поздовжніх труб вертикальних стійок.
4. Після встановлення всіх ферм з'єднати їх поздовжніми перемичками по схилу. Відстань має становити півметра. Ці перемички надалі стануть опорою для монтажу покрівельних листів. Усі нерівності важливо ретельно зачистити, інакше покрівельне покриттяне ляже рівно і без проміжків.
5. Очистити поверхню конструкції, відшліфувати метал, знежирити спеціальними складами, нанести шар ґрунтовки та пофарбувати.

Відео: Арочний дах із труб

Насамкінець слід звернути увагу на акуратність - найменша помилка при розрахунках металевого даху призведе до перекосу, а значить, до помилки у всій покрівельній конструкції. Якщо не сподіваєтесь на свої математичні здібності, зверніться за допомогою до фахівців.