Типовий проект ферми із профільної труби. Розрахунок арочної металевої ферми для навісу. Як розрахувати навіс, креслення

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 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.

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 проектомтоді 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 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. 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 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

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 у 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 замкнених профілів вважається одним із раціональних 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.

Відзначимо тільки, що найпростіша конструкція ферми 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 СНіПів, 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 ґрат безпосередньо залежатиме те, якою буде вага ферми, зовнішній вигляд і 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 елементи, які 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 найкращий варіант кинути її на землю – працювати буде 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

Застосувавши профільну трубу для монтажу ферм можна створювати конструкції, розраховані на високі навантаження. Легкі металоконструкції підходять для будівництва споруд, облаштування каркасів під димарі, монтажу опор для покрівлі та козирків. Вигляд та габарити ферм визначають залежно від специфіки використання, чи то домашнє господарствочи промислова сфера. Важливо грамотно виконати розрахунок ферми з профільної труби, інакше конструкція може витримати експлуатаційні навантаження.

Навіс із аркових ферм

Види ферм

Металеві ферми з трубопрокату відрізняються трудомісткістю в монтажі, але вони економічніші і легші за конструкції з суцільних балок. Профільована труба, яку виготовляють з круглою шляхом гарячої або холодної обробки, у поперечному розрізі має вигляд прямокутника, квадрата, багатогранника, овалу, напівовала або плоскоовальну форму. Найзручніше монтувати ферми з квадратних труб.

Ферма – це металоконструкція, до складу якої входить верхній та нижній пояс, а також грати між ними. До елементів решітки відносяться:

• стійка - розташовується перпендикулярно до осі;
• розкіс (підкіс) - встановлюється під нахилом до осі;
• шпренгель (допоміжний підкіс).

Конструктивні елементи металевої ферми

Ферми призначені для перекриття прольотів. За рахунок ребер жорсткості вони не деформуються навіть за використання довгих конструкцій на спорудах з великими прольотами.

Виготовлення металевих ферм провадиться на землі або у виробничих умовах. Елементи із профільних труб зазвичай скріплюються між собою за допомогою зварювального апарату або клепок, можуть використовуватися косинки, парні матеріали. Щоб змонтувати каркас навісу, козирку, даху капітальної споруди, готові ферми піднімають і кріплять до верхньої обв'язки згідно з розміткою.

Для перекриття прольотів застосовуються різні варіантиферм із металу. Конструкція може бути:

• односхилий;
• двосхилий;
• прямий;
• арочної.

Трикутні ферми, виготовлені з профільної труби, використовуються як крокви, у тому числі для монтажу простого односхилих навісів. Металоконструкції у вигляді арок користуються популярністю завдяки естетичності зовнішнього вигляду. Але арочні конструкції вимагають максимально точних розрахунківоскільки навантаження на профіль має розподілятися рівномірно.

Трикутна ферма для односхилий конструкції

Особливості конструкцій

Вибір конструкції ферм навісів із профільної труби, козирків, кроквяних систем під покрівлею залежить від розрахункових експлуатаційних навантажень. За кількістю поясів різняться:

• опори, складові якої формують одну площину;
• підвісні конструкції, до складу яких входить верхній та нижній пояс.

У будівництві можна використовувати ферми з різним контуром:

• з паралельним поясом (найпростіший та економічний варіант, збирається з ідентичних елементів);
• односхилі трикутні (кожен опорний вузол характеризується підвищеною жорсткістю, за рахунок чого конструкція витримує серйозні зовнішні навантаження, матеріаломісткість ферм невелика);
• полігональні (витримують навантаження від важкого настилу, але складні у монтажі);
• трапецеїдальні (схожі за характеристиками з полігональними фермами, але цей варіант простіший за конструкцією);
• двосхили трикутні (застосовуються для влаштування даху з крутими схилами, характеризуються великою матеріаломісткістю, при монтажі багато відходів);
• сегментні (підходять для споруд із світлопрозорою покрівлею з полікарбонату, монтаж ускладнений через необхідність виготовляти дугоподібні елементи з ідеальною геометрією для рівномірного розподілу навантажень).

Обриси поясів ферм

Відповідно до величини кута нахилу типові ферми поділяють такі види:

Основи розрахунку

Перед тим як розрахувати ферму, необхідно підібрати відповідну конфігурацію даху, враховуючи габарити споруди, оптимальну кількість та кут нахилу скатів. Також слід визначити, який контур поясів підійде для обраного варіанта даху – при цьому беруться до уваги всі експлуатаційні навантаження на покрівлю, включаючи опади, вітрове навантаження, вага людей, які проводять роботи з облаштування та обслуговування навісу з профільної труби або покрівлі, монтажу та ремонту обладнання на даху.

Щоб здійснити розрахунок ферми з профільної труби, необхідно визначити довжину та висоту металоконструкції. Довжина відповідає відстані, яку має перекривати конструкція, при цьому висота залежить від запроектованого кута нахилу ската та обраного контуру металоконструкції.

Розрахунок навісу зводиться до того що, щоб визначити оптимальні проміжки між вузлами ферми. Для цього потрібно розрахувати навантаження на металоконструкцію, розрахувати профільну трубу.

Неправильно розраховані каркаси покрівлі загрожують життю та здоров'ю людей, оскільки тонкі або недостатньо жорсткі металоконструкції можуть не витримати навантажень і зруйнуватися. Тому рекомендується довірити розрахунок металевої ферми професіоналам, знайомим зі спеціалізованими програмами.

Якщо прийнято рішення виконати обчислення самостійно, необхідно скористатися довідковими даними, у тому числі про опір труби на вигин, керуватися БНіП. Правильно розрахувати конструкцію без відповідних знань складно, тому рекомендується знайти приклад розрахунку типової ферми потрібної конфігурації та підставити формулу необхідні значення .

На етапі проектування складається креслення ферми із профільної труби. Підготовлені креслення із зазначенням розмірів всіх елементів спростять та прискорять виготовлення металоконструкцій.

Креслення з розмірами елементів

Розраховуємо ферму зі сталевої профільної труби

1. Визначається розмір прольоту будівлі, який потрібно перекрити, вибирається форма даху та оптимальний кут нахилу ската (або скатів).
2. Підбираються відповідні контури поясів металоконструкції з урахуванням призначення споруди, форми та розмірів даху, кута нахилу, передбачуваних навантажень.
3. Розрахувавши приблизні габарити ферми, слід визначити, чи можна виготовити металоконструкції в заводських умовах і доставити їх на об'єкт автотранспортом, чи зварювання ферм із профільної труби буде виконане безпосередньо на будмайданчику через велику довжину та висоту конструкцій.
4. Далі потрібно розрахувати габарити панелей, ґрунтуючись на показниках навантажень при експлуатації покрівлі – постійних та періодичних.
5. Щоб визначити оптимальну висоту конструкції у середині прольоту (Н), використовують такі формули, де L – довжина ферми:
   • для паралельних, полігональних та трапецеїдальних поясів: Н=1/8×L, при цьому ухил верхнього пояса повідомлений складати приблизно 1/8×L або 1/12×L;
   • для металоконструкцій трикутної форми: Н=1/4×L чи Н=1/5×L.
6. Кут установки розкосів решітки становить від 35 ° до 50 °, рекомендоване значення 45 °.
7. На наступному етапі слід визначити відстань між вузлами (зазвичай вона відповідає ширині панелі). Якщо довжина прольоту перевищує 36 метрів, потрібно обчислення будівельного підйому - вигину, що погашається назад, який впливає на металоконструкцію при навантаженнях.
8. На підставі вимірювань та обчислень готується схема, згідно з якою вестиметься виготовлення ферм із профільної труби.

Виготовлення конструкції із профільної труби

Щоб забезпечити необхідну точність розрахунків, використовуйте будівельний калькулятор– відповідну спеціальну програму. Так ви зможете зіставити свої та програмні розрахунки для того, щоб не допустити великої невідповідності у розмірах!

Арочні конструкції: приклад розрахунку

Щоб зварити ферму для навісу як арки, застосовуючи профільну трубу, необхідно правильно розрахувати конструкцію. Розглянемо принципи розрахунку на прикладі передбачуваної споруди з прольотом між опорними конструкціями (L) 6 метрів, кроком між арками 1,05 метра, висотою ферми 1,5 метра – така аркова ферма виглядає естетично та здатна витримати високі навантаження. Довжина стріли нижнього рівняарочної ферми при цьому становить 1,3 метра (f), а радіус кола в нижньому поясі дорівнюватиме 4,1 метра (r). Розмір кута між радіусами: а=105.9776°.

Схема із розмірами аркового навісу

Для нижнього пояса довжину профілю (mн) розраховують за такою формулою:

mн = π×R×α/180, де:

mн - Довжина профілю з нижнього пояса;

π – стала величина (3,14);

R – радіус кола;

α – кут між радіусами.

В результаті отримуємо:

mн = 3,14×4,1×106/180 = 7,58 м

Вузли конструкції розташовують у ділянках нижнього пояса з кроком 55,1 см - допускається округлити значення до 55 см, щоб спростити складання конструкції, але збільшувати параметр не слід. Відстань між крайніми ділянками потрібно розрахувати індивідуально.

Якщо довжина прольоту не перевищує 6 метрів, замість зварювання складних металоконструкцій можна скористатися одинарною або подвійною балкою, виконавши згин металевого елемента під вибраним радіусом. В цьому випадку розрахунок аркових ферм не потрібний, але важливо правильно підібрати переріз матеріалу, щоб конструкція витримувала навантаження.

Профільна труба для монтажу ферм: вимоги до розрахунку

Щоб готові конструкції перекриттів, насамперед великогабаритні, витримували перевірку на міцність протягом усього терміну експлуатації, трубопрокат для виготовлення ферм підбирається на підставі:

• СНиП 07-85 (взаємодія снігового навантаження та ваги елементів конструкцій);
• СНиП П-23-81 (про принципи роботи зі сталевими профільованими трубами);
• ГОСТ 30245 (відповідність перерізу профільних труб та товщини стінок).

Дані із зазначених джерел дозволять ознайомитися з видами профільних труб та вибрати оптимальний варіант з урахуванням конфігурації перерізу та товщини стінок елементів, конструктивних особливостей ферми.

Навіс для авто з трубопрокату

Ферми рекомендується виготовляти із трубопрокату високої якості, для арочних конструкцій бажано вибрати леговану сталь. Щоб металоконструкції були стійкими до корозії, сплав повинен включати великий відсоток вуглецю. Металоконструкції з легованої сталі не потребують додаткового захисного забарвлення.

Знаючи, як зробити ґратчасту ферму, можна змонтувати надійний каркас під світлопрозорий навіс чи покрівлю. При цьому важливо враховувати низку нюансів.

• Найміцніші конструкції монтуються з металопрофілю із перетином у вигляді квадрата або прямокутника за рахунок наявності двох ребер жорсткості.
• Основні компоненти металоконструкції кріпляться між собою з використанням спарених куточків та прихваток.
• При стикуванні деталей каркаса у верхньому поясі потрібно використовувати двотаврові різносторонні куточки, при цьому слід з'єднувати щонайменше.
• Сполучення частин нижнього пояса кріплять із встановленням рівносторонніх куточків.
• Стикуючи основні частини металоконструкцій великої довжини застосовують накладні пластини.

Важливо уявляти, як зварити ферму з профільної труби, якщо металоконструкцію потрібно зібрати безпосередньо на будівельному майданчику. Якщо немає навичок ведення зварювальних робіт, рекомендується запросити зварювальника з професійним обладнанням.

Зварювання елементів ферми

Стійки металоконструкції монтують під прямим кутом, розкоси – під нахилом 45°. На першому етапі нарізаємо з профільної труби елементи відповідно до розмірів, вказаних на кресленні. Збираємо на землі основну конструкцію, перевіряємо її геометрію. Потім варимо зібраний каркас, використовуючи куточки та накладні пластини, де вони потрібні.

Обов'язково перевіряємо міцність кожного зварного шва. Від їхньої якості та точності розташування елементів залежить міцність та надійність зварених металоконструкцій, їхня несуча здатність. Готові ферми піднімають нагору і кріплять до обв'язування, дотримуючись кроку установки згідно проекту.

Ферми із профільних труб мають багато переваг. З їхньою допомогою в наші дні будують житлові будинки будь-яких конфігурацій, гаражі, а також деякі присадибні конструкції. Використовують їх у тому числі і для створення парників. За своєю собівартістю ферми обходяться власникам ділянок зовсім не дорого. Їх швидко конструювати та кріпити до несучих елементів. Для надійного кріплення даної конструкції знадобиться якісний профіль, зварювальний апарат, болгарка та уважність при проектуванні.

У кожного, хто вирішив використовувати такий тип конструкції на своїй споруді, має бути чіткий план, який складається з:

• Вибір правильного профілю;
• Чіткого розрахунку ферми;
• Правильне розташування перемичок;
• Надійний монтаж.

За своєю суттю, ферма є унікальною конструкцією, що сполучає опорні елементи і утворює готовий каркас. Серед фахівців вона вважається простою архітектурною металоконструкцією. Така конфігурація відрізняється великою кількістю переваг:

1. Міцність всього каркасу та окремо самої ферми;
2. Високі експлуатаційні характеристики;
3. Прийнятна вартість з урахуванням цін на труби та витратні матеріали;
4. Відмінна стійкість до зовнішніх дій, деформації.

Ферми з профільної труби набули великої популярності завдяки тому, що вони ідеально підходять для створення міцних опор під будь-який вид покрівлі. При цьому на ці показники не впливає вага покрівельних матеріалів.

Кроквяні ферми можуть мати абсолютно різну формуконструкції та довільні розкоси. Наприклад, для присадибних будівель застосовують односхилий форму. Її просто монтувати, і витримує така конфігурація різні навантаження. Двосхилі зразки більше підходять для гаражів та будинків.

Також формою відрізняють арочну ферму. Вона має опуклу форму і вважається однією з найміцніших.

Для правильного розрахункуферм необхідно дотримуватися певних правил.

Виготовлення ферм не триватиме багато часу. Все починається із вибору якісного матеріалу. Він і визначатиме довговічність усієї споруди. З'єднання всіх металевих частин використовують прихватки, а також спарені спеціальні куточки.

Куточки з рівними сторонами монтуються лише у разі поєднання деталей.

Стійки кріпляться під кутом 90 градусів, а розкоси – 45 градусів.

приклад готової конструкціїферми

Вимоги до розрахунку профільної труби для будівництва ферми

Основні вимоги:

• Розрахунки здійснюються при використанні всіх вимірів довжини конструкції та кута нахилу покрівельного матеріалу. Підготовка ферми повинна починатися лише після зняття чітких вимірювань показників.
• Точні розміри залежить від багатьох чинників. Певний різновид конструкції буде визначено виходячи з ваги всього виробу, навантаження, висоти розташування покрівельного матеріалу, а також способів його переміщення. Тільки довжина заготовки визначає кут нахилу даху.
• У розрахунки спочатку необхідно включати опори та чітко визначати їх пояси. Довжина має значення. Контури також залежать від ухилу та виду конструкції.

В основному за це відповідає два законодавчі документи, які визначають порядок розрахунку. Один вміщує інформацію про норми впливу та допустимі навантаження, а інший допоможе визначитися з типом сталевої конструкції. З їх допомогою розрахунок ферми з профільної труби можна здійснити швидко та максимально коректно.

Найголовніше, що необхідно врахувати – розрахунок провадиться за принципом економії. Після визначення висоти прольоту, довжини та кута нахилу усієї конструкції розрахунок закінчується останнім пунктом – встановленням оптимальної відстані між усіма комплектуючими частинами. Навантаження прольоту впливає кількість матеріалу та його розташування.

Проведення розрахунку арочної ферми із профільної труби

Визначити оптимальні значення споруди на конкретному прикладі арочної ферми. Довжина конструкції становить 600 см. Кожна ділянка розташовується на відстані 105 см одна від одної. Висота аркового перекриття дорівнює 300 см. Стріла нижнього пояса в такому виробі дорівнюватиме 130 см. Радіус кола внизу становитиме 410 см. За умовами обчислення між радіусами кут становить 105.9776˚.

Позначення:

mн – довжина профілю, який необхідний для прокладання нижнього ярусу;

π – постійне значення;

R – радіус.

Щоб обчислити необхідний показник, фахівці використовують певну формулу:

У результаті виходить таке обчислення:

mн = 3,14 × 4,1 × 106/180 = 758 см.

Слід зауважити, що крок між точками по кутах дорівнюватиме 55 см.

Наочний приклад демонструє, що ферми із профільної труби розраховуються досить просто та швидко.

Приклад розрахунку

Навчальне відео із правилами розрахунку.

Особливості конструкції ферми із профільної труби

Профільні труби, з яких виготовляють ферми, міцні, а тому мають відмінні характеристики. Особливості всіх конструкцій розподіляються кілька основних чинників.

Кількість поясів та показник навантаження вважаються критично важливими показниками.

За даними характеристик ферми поділяються на:

1. Тип конфігурації, де всі елементи розташовані в одній площині;
2. Тип, у якому окремі частини прольоту розташовуються у двох чи більше ярусах.

Обидві конструктивні особливостіє стійкими та можуть витримувати граничні навантаження, Кут нахилу при цьому, може бути довільним. Але для забезпечення більшого терміну служби рекомендовано використовувати другий тип. Він надійніший.

Ферми із профільної труби також проектуються залежно від контурів та їх форм. Як вже було сказано раніше, за останнім критерієм конструкції поділяються на односхилі, двосхилі, прямі, а також у формі арки. Кожен із зразків використовується для різних цілей.

Наприклад, вироби, що мають паралельний пояс, ідеально підходять для покрівлі. м'якого зразка. Опора у своїй досить проста і її частини є ідентичними. Її найпростіше монтувати, оскільки цей процес не потребує особливих знань.

Односхилі металеві ферми найкраще підходять для кріплення жорсткої покрівлі при необхідному значенні висоти.

W-подібна ферма

Види ферм із профільної труби

Існує багато різних зразків ферм, які дозволяють реалізовувати різноманітні конструкторські рішення.

• Першим, і найпоширенішим різновидом є трикутні форми металоконструкції. Це класичний вид заготівлі, що підходить для споруд різного роду призначення. Для того, щоб підібрати оптимальний перетинтруб у такому зразку, необхідно враховувати характеристики подальшої експлуатації конструкції та її номінальну вагу. Також враховується довжина. Перевагою таких виробів вважається міцність, простота в монтажі та постійне надходження природного освітленнячерез трикутні каркаси.
• Другим за популярністю є тип полігональнихферм із профільної труби. Така конфігурація незамінна у великих приміщеннях. Коли потрібно спроектувати велика будівляабо навіс, саме полігональні вироби відповідають усім вимогам. Єдиним мінусом таких споруд вважається складність у їхньому зварюванні. Незважаючи на звичний кут нахилу, необхідно використати певний принцип та техніку зварювання. А це не підходить для полегшених конструкцій.
• За характеристиками міцності не поступається попереднім типам та ферма, що має паралельні пояси. Відмінною особливістютакої металоконструкції є те, що всі стрижні, решітки та пояси мають однакову довжину. Вона вважається найпростішою у розрахунках.
• Також надійний виглядферми – односхилий трапецієподібної форми. Такі ферми спираються колони. За своїми характеристиками жорсткості цього типу немає рівних.

Види ферм

Основна конструкція ферми із профільної труби

Досвідчені фахівці можуть зібрати ферми із профільної труби швидко. Для цього необхідно дати точні розміри та креслення металоконструкції. Але якщо завдання полягає в економії бюджету на побудову, монтаж можна виконати самостійно. Для цього потрібно насамперед зібрати основну конструкцію.

Для того, щоб її створити використовують переважно прямокутні або квадратні. металеві вироби. Вони дозволяють всій заготівлі залишатися міцною протягом усього терміну експлуатації. На додаток до цього основну конструкцію з квадратного профілю простіше кріпити до основи.

Першим етапом з використанням креслень та розрахунків зварюються всі металеві частини безпосередньо самої ферми. Це виконується на землі або в підготовленому приміщенні з рівними підлогами. Перевіряється довжина та ширина виробу.

Після цього слідує етап установки і фіксації опорних елементів, розташованих вертикально. Їх правильне встановленнявизначає надійність усієї металоконструкції. Для перевірки можна використовувати виска. Він покаже, як точно вдалося закріпити несучі опори.

Як зварити ферми з профільної труби

Як тільки опори будуть готові, до стійок приварюють подовжньо розташовані труби. Їх кріплять для надійного зчеплення елементів. Вони надають всій споруді стійкості.

Коли основа готова настає час кріплення до неї ферми із профільної труби. Заздалегідь підготовлену конфігурацію з ґратами піднімають та встановлюють зверху. Відразу ж потрібно перевіряти правильність збирання, у тому числі й розкоси. Усі кути повинні бути на своїх місцях і щільно прилягати до основи. Коли всі розміри та розташування конструкції перевірено, металеві елементи приварюються один до одного. Не варто забувати про прихватку.

Приклад з'єднання

Зрештою, необхідно зачистити всі з'єднувальні місця, де був застосований зварювальний апарат, і акуратно пофарбувати всі частини металоконструкції.

Як результат, правильні розрахунки, якісні матеріали та уважна зварювальна робота дозволяє створити ідеальне перекриття.

Відео з поясненням процесу зварювання конструкції:

Завдяки зварювальному апарату можна багато робити своїми руками: опалення, водопровід, стелаж або стіл для гаража. Реально зводити й цілі металеві споруди. Наприклад, самому зробити навіс для авто, щоб захистити його від опадів та літньої спеки, або збудувати велику альтанку для сімейного відпочинку. Але для всіх подібних конструкцій потрібні ферми. Вони повинні бути основою для даху, який буде одночасно легким і міцним. Як зварити ферму з профільної труби, щоб вона відповідала всім нормам та довго служила? Які існують варіанти за формами і в якій послідовності виконується процес?

Ферми – це спеціальний каркас, що включає декілька постійних елементів. Основу становлять два пояси (верхній і нижній), що зміцнюють стійки з вертикальним розташуванням, і розкоси, що підсилюють, що встановлюються по діагоналі. Усі елементи з'єднуються за допомогою зварювання. Правильно зварені ферми як з профільної труби, так і з куточка, здатні витримувати великі навантаження і служити тривалий час.

Цей виріб можна зробити своїми руками із квадратного профілю. Перетин вибирається виходячи з довжини прольоту між опорами та висоти ферми. Для невеликого навісу, під яким стоятиме машина, підійде труба 30 х 30 мм або 50 х 50 мм. З неї зварюються верхній та нижній пояс, а також вертикальні стійки усередині конструкції. Розкосі перемички можна виконати із профілю меншого перерізу. Альтернативним варіантом матеріалу може послужити куточок із шириною стінки 30 – 50 мм.

Такі ферми успішно підійдуть, щоб:

• укрити автомобіль від негоди;
• створити дах над альтанкою у саду;
• накрити басейн від сміття;
• облаштувати домашнє господарство (птахів, поросят, корову);
• створити акуратний козирок над порогом.

Чому краще з профілю

Зварювання ферм із профільної труби має ряд переваг перед іншими матеріалами:

• такі конструкції вогнестійкі та не вимагають спеціальної обробки протипожежними просоченнями;
• каркас здатний витримувати навантаження власної ваги, і навіть від вітру чи тиску снігу;
• труба добре гнеться в пристосуваннях, що дозволяє створювати різноманітні форми та дизайнерські рішення;
• для запобігання корозії достатньо пофарбувати матеріал;
• профіль легко купити у будь-якому регіоні країни;
• якщо при монтажі було зроблено помилковий різ, то балку можна відновити шляхом зварювання (що не вийде на дерев'яні балки);
• профіль щодо легкий через порожнисту структуру;
• каркас не деформується з часом і може служити дуже довго.

Вибір форми

Щоб виконати правильно зварювання ферм із профільної труби якнайшвидше, необхідно визначитися з її формою. Це залежить від типу майбутньої конструкції. Для навісу підійде ферма-балка, у якої пояси розташовані паралельно, або дах має односхилий ухил. Краще виглядають арочні ферми. Профіль гнеться на трубогібі, а перекриття виконується з полікарбонату, який легко повторює форму покрівлі.

Якщо потрібно створити величезний навіс для великої кількості машин, підійде шедова конструкція. А для альтанки або басейну більш вишукано виглядатиме портальна або двошарнірна ферма. Такі шатрові або двосхилі варіанти додають шляхетності в цю просту конструкцію, і вносять різноманітність до навколишніх споруд.

Зварювання ферм із профільної труби: як правильно врахувати нюанси

Створення навісу або іншого перекриття з використанням каркаса регулюється СНіП 2.01.07-85. Тут докладно описані навантаження та дії, які мають переносити подібні вироби. Якщо цим знехтувати, деякі розміри або кути будуть зроблені неправильно, що призведе до подальшої деформації, провисання, або руйнування металоконструкції. Варто врахувати й погодні умови у регіоні. Якщо випадає велика кількість снігу або дмуть сильні вітри, це потрібно відобразити у посиленні ферми шляхом вибору більшого перерізу труби.

Після вибору форми необхідно визначитися з розмірами майбутнього об'єкта. Навіс із профільної труби, зварений своїми руками, може мати площу 4 х 6 м, або 3 х 10 м. Залежно від цього вибирається переріз труби. Чим далі будуть перебувати точки опори, тим міцніше має бути ферма.

Кут нахилу даху визначається завдяки встановленню верхньої та нижньої точок конструкції. Якщо ферма буде висока, це посприяє швидкому скочування снігу і полегшить навантаження на балки. Але така модель вимагатиме більшої витрати матеріалів і повинна мати простір вгорі, куди зводитиметься. Для маленького дворика підійде односхилий навіс, що займає небагато місця, який може бути встановлений навіть під деревом.

Відстань між фермами визначається нормами БНіП, але тут варто врахувати і розмір матеріалу, яким перекриватиметься дах. Якщо це ондулін або полікарбонат, ширину листа цього елемента варто закласти в схему установки металоконструкції. Своє креслення з начерками необхідно віддати на докладний розрахунок фахівцю, який обчислить навантаження, або ввести параметри майбутньої конструкції у форму онлайн-розрахунку. Але можна заощадити і скористатися типовим проектом, який пройшов перевірку часом і різними умовами. Приклад того, як створити свій простий навіс можна вивчити на відео в інтернеті.

Робимо простий каркас 4 х 6 м

Щоб виготовити нескладну конструкцію, що надійно вкриває автомобіль від негоди, можна скористатися найпоширенішими варіантами. Перше питання у будівельника-зварника-початківця, це: зварювання ферм з профільної труби - як правильно розрахувати матеріали? У стандартній схемі 4х6 метрів використовується профіль 30х30 мм, з товщиною стінки 1,2 мм.

Це буде односхилий варіант, де балки верхнього пояса мають довжину 390 см, а нижнього 310 см. Між ними встановлюються вертикальні стійки каркаса з того ж профілю. Висота найбільшої становить 60 см. Інші вирізаються в міру спадання. Достатньо три стійки, розташовані в першій частині від високого схилу. Утворені ділянки посилюються розкосими перемичками із профілю 20 х 20 мм. Там, де верхня та нижня балки сходяться, вертикальних стійок не потрібно. На одну ферму достатньо сім розкосів.

Вийшла перша ферма. На довжину навісу шість метрів знадобиться п'ять таких конструкцій. Відстань між ними становитиме 150 см. Цього достатньо для перекриття полікарбонатом. Самі ферми з'єднуються додатковими перемичками поперечного розташування верхнього поясу, які послужать основою для панелей покрівлі. Для цього підійде труба 20 х 20 мм. Відстань між ними становитиме 50 см.

Порядок виконання робіт

Щоб зварити ферму для навісу правильно, слід дотримуватися наступного порядку дій:

1. Нарізаються основні стійки, на яких буде вся конструкція. Для шестиметрового навісу потрібно шість стійок. Краще взяти профільну трубу 80 х 80 або 100 х 100 мм.
2. Опори бетонуються у землю на глибину 800 мм. Чотири стійки повинні розташовуватись по кутах металоконструкції, а дві посередині довгих балок. Щоб рівномірно розподілити навантаження, стійки не обов'язково встановлювати на кут, а можна відступити на 600 мм. Це зменшить навантаження на провисання по всій довжині.
3. Висота стійок береться виходячи з потреб власників та виду транспортного засобу. Для легкового автомобіля достатньо 210 см. Невеликий мікроавтобус заїде під 250 см (це чистий розмір без урахування забетонованої ділянки). Опори монтуються за рівнем і дається достатньо часу, щоб розчин застиг. Важливо виставити однакову висоту опор над рівнем підлоги, щоб уникнути перекосу даху. Але незначну похибку можна усунути шляхом підкладання в проміжок металевого квадрата.
4. Якщо навіс монтується поруч із цегляною стіною, то роль опор з того боку можуть грати заставні, які встановлюються в конструкцію, що несе, на рівні, що відповідає забетонованим опорам з протилежної сторони.
5. Елементи ферми збираються землі. Розкладаються нижня та верхня балки, між якими вварюються вертикальні стійки.
6. Коли нерівностегновий трикутник готовий, приварюються розкосі перемички. Ця ферма відкладається убік та виготовляється наступна.
7. Коли всі шість ферм готові, між опорами необхідно протягнути довгі поздовжні балки, що з'єднує три стійки в ряд. Вони послужать основою для розміщення.
8. По черзі піднімаються і приварюються ферми з відривом 150 див друг від друга.
9. Відразу відбувається їхнє скріплення поперечними перемичками, що приварюються через кожні 50 см по всій довжині верхнього пояса.
10. Шви зверху ретельно зачищаються болгаркою, щоб виступи не заважали притискати покрівельний матеріал.
11. Всі виріб фарбуються і у верхньому профілі свердляться отвори для фіксації перекриття.
12. Полікарбонат прикручується на спеціальні термошайби.

Виготовлення подібної ферми доступне навіть зварювальникові-початківцю. Важливо стежити за хорошим проваром нижнього пояса до опор, на який припадатиме ключове навантаження. Але завдяки власним зусиллям вдасться зробити простий та надійний навіс.

Ферми з профільної труби є металоконструкції, зібрані за допомогою гратчастих стрижнів. Виготовлення металевих ферм – процес більш трудомісткий, ніж у випадку суцільних балок, але економічніший . У виробництві використовують парний матеріал, а як сполучну деталь – косинки. Усю конструкцію збирають, використовуючи зварювання чи клепки.

З їхньою допомогою можна перекривати прольоти будь-якої довжини, проте, варто зазначити, що для правильного монтажу необхідний грамотний розрахунок. Тоді за умови якісного виконання зварювальних робіт залишається лише надалі перенести трубні зборки нагору та змонтувати по верхній обв'язці згідно розмітки.

Несучі ферми з профільної труби мають чимало незаперечних переваг:

• мінімальна вага;
• вони довговічні;
• витривалі;
• вузли дуже міцні, тому здатні протистояти високим навантаженням;
• за їх допомогою можна зводити конструкції зі складною геометрією;
• дозволяють заощадити фінансові кошти, оскільки розцінки виготовлення металоконструкцій з профільної труби досить прийнятні на вирішення кола завдань.

Конструкції ферм із профільної труби

В основі поділу цих конструкцій на конкретні види лежать різні параметри. Почнемо з головного –

• Кількості поясів.

Розрізняють:

• опори, компоненти якої розташовані у єдиній площині;
• висячі, до їх складу входять два пояси, за розташуванням їх називають відповідно нижнім, верхнім.

• Форма та контури

За першим параметром розрізняють:

• аркові ферми з профільної труби,
• бувають і прямими ;
• односхилі або двосхилі.

Відповідно до контуру розрізняють:

• мають паралельний пояс. Це оптимальний варіант для облаштування м'якої покрівлі. Така опора збирається дуже просто, оскільки її компонентами є ідентичні деталі і, що важливо, розміри грат збігаються з розмірами стрижнів для пояса;

• односхилі. Відрізняються жорсткими вузлами, які дозволяють сприйняти значні зовнішні навантаження. На їхню споруду йде невелика кількість матеріалу, тому ці конструкції досить економічні;
• полігональні. Хоча вони можуть витримувати велику вагу, однак, їх монтаж трудомісткий і досить складний;
• трикутні. Вони практично незамінні при влаштуванні дахів із великим кутом нахилу. Єдиний їхній мінус у великій кількості відходів при спорудженні.

• Кут нахилу. Типові ферми з профільної труби ділять на три групи:

• 22 ° - 30 °. Висота і довжина металоконструкції в цьому випадку співвідносяться як один до п'яти. Це оптимальний варіант для перекриття невеликих прольотів у побутовому будівництві. Головною їх перевагою є невелика вага. Найбільше для такого аналога підходять трикутні.

Для прольотів, що мають довжину понад 14 м, використовують розкоси, які встановлюються зверху вниз. По верхньому поясі розташовують панель (близько 150 – 250 см завдовжки). Таким чином, при цих вихідних даних ми маємо конструкцію, що включає два пояси. Кількість панелей при цьому парна.

Якщо проліт перевищує 20 м, виникає необхідність у підкроквяної металоконструкції, пов'язаної опорними колонами.

Окремою згадкою є так звана ферма Полонсо. У її складі є дві трикутні системи, з'єднані одна з одною через затягування. Таке конструктивне рішеннядозволяє уникнути встановлення у середніх панелях довгих розкосів, що призводить до значного зниження загальної ваги.

• 15 ° - 22 °. Співвідношення висоти і довжини в цьому випадку одно до семи. Найбільша допустима довжина під подібний каркас становить 20 м. Якщо за умов експлуатації необхідно збільшити її висоту, нижній пояс виконують ламаним.
• менше 15 °. У подібних проектах рекомендується використовувати трапецієподібні металеві крокви. Наявність у них коротких стійок сприяє збільшенню протидії поздовжньому вигину.

Увага!

Ферми з профільної труби односхилим дахуз кутом нахилу 6-10 ° повинні мати асиметричну форму.

Висоти визначають через розподіл довжини прольоту сім, вісім чи дев'ять елементів, взявши за основу особливості заданої конструкції.

Розрахунок для навісу

Проведення розрахунків ґрунтується на вимогах СНиП:

Обов'язковим компонентом будь-якого розрахунку та подальшого монтажу конструкції є креслення.

Підготовляється схема із зазначенням залежності між довжиною металоконструкції та ухилом покрівлі.

• У ній також враховуються контури поясів опори. Контур пояса визначається призначенням конструкції, типом покриття покрівлі та кутом нахилу.
• При виборі розмірів, як правило, дотримуються принципу економії, якщо, звичайно, ТТ не вимагають іншого. Висоту конструкції визначає тип перекриття, мінімальна загальна вага, можливість переміщення, а довжину – встановлений ухил.

• Розміри панелей розраховують з урахуванням навантажень, котрі сприймаються конструкцією. При цьому слід пам'ятати, що кути розкосів у різних металевих крокв відрізняються, а панель повинна їм відповідати. Для трикутних ґрат шуканий кут дорівнює 45°, для розкосої – 35°.
• Завершує розрахунок визначення проміжку між вузлами. Зазвичай він відповідає ширині панелі.

Розрахунки виконують з огляду на те, що збільшення висоти призводить до зростання несучої здатності. На подібному навісі сніговий покрив не затримуватиметься. Одним із способів посилення ферм із профільної труби є встановлення кількох міцних ребер жорсткості.

Для визначення розмірів металоконструкції для навісів випливають наступні дані:

• для споруд шириною трохи більше 4,5 м використовують вироби розміром 40 на 20 на 2 мм;
• менше 5,5 м - 40 на 40 на 2 мм;
• понад 5,5 м оптимальними будуть вироби розміром 40 на 40 на 3 мм або 60 на 30 на 2 мм.

При розрахунку кроку необхідно врахувати найбільше можлива відстаньвід однієї опори навісу до іншої дорівнює 1,7 м. При порушенні цього обмеження міцність та надійність споруди буде під питанням.

Коли будуть повністю отримані необхідні параметри, за допомогою формул та спеціальних програм одержують відповідну схему конструкції. Тепер залишається продумати, як правильно зварити ферму.

На замітку

При розрахунках повинні враховуватися:

• закупівельна вартість однієї тонни металу;
• ціни на виготовлення металоконструкцій з профільної труби (або можна підсумувати взяті окремо витрати на зварювання, антикорозійну обробку, монтаж).

Рекомендації щодо правильного вибору та виготовлення металоконструкцій трубчастого типу

• Вибираючи типорозмір бажано зупинити свій вибір на прямокутних або квадратних виробах, оскільки два ребра жорсткості забезпечать готової металоконструкції найбільшу стійкість.
• Використовуйте виключно якісні вироби із високовуглецевої легованої сталі, яка не корродує та стійка до агресивних впливів зовнішнього середовища. Товщину стінок і діаметр підбирають відповідно до закладених у проекті. Таким чином буде забезпечена необхідна несуча здатність металевих крокв.
• Для з'єднання основних компонентів ферми один до одного використовують прихватки та спарені куточки.
• У верхньому поясі для змикання каркаса необхідні різнобічні двотаврові куточки, причому стикування виконують щонайменше.
• Для поєднання деталей нижнього пояса застосовують рівносторонні куточки.
• Основні частини довгих конструкцій з'єднують за допомогою накладних пластин.

• Розкоси встановлюються під 45 градусів, а стійки під прямим кутом. Завершивши складання основної конструкції, переходять до зварювання ферми із профільної труби. Кожен із зварювальних швів обов'язково необхідно перевірити на якість, оскільки саме вони визначають надійність майбутньої споруди. Металеві крокви після завершення зварювання обробляють спеціальними антикорозійними сумішами та покривають фарбою.

Виготовлення металевих ферм для навісу на відео.

Сьогодні навіс із профільної труби можна зустріти буквально у кожному дворі. Це може бути невеликий козирок над ганком, так і простора крита стоянка на кілька автомобілів.

Популярність цього будівельного матеріалу зрозуміла - конструкції виходять красивими, міцними, а роботи з їхнього будівництва займають зовсім небагато часу. У цій статті ми розкриємо основні питання щодо конструкції навісу з профільної труби.

Навіс із профтруби: розрахунок, креслення, будівництво та види кріплень

Особливої ​​уваги при розрахунках вимагають габаритні навіси - для автомобіля, басейну, зони відпочинку і т. д. Невеликі козирки для односхилих навісів своїми руками можна робити без урахування БНіП.

Як розрахувати навіс, креслення

Розрахунок навісу з полікарбонату із профільної труби починається зі створення ескізу. На ньому відображається бажаний тип конструкції та оздоблення, а також зразкові розміри. Точні параметри визначаємо лише після походу на місце майбутнього розміщення споруди – робимо виміри будівельного майданчиката стіни будинку, якщо каркас навісу з профільної труби буде приставним. Ескіз може бути виготовлений як вручну, так і за допомогою спеціальної програми.

Робимо навіс із квадратної труби своїми руками: ескіз, зроблений у комп'ютерній програмі

Вихідні дані для розрахунків: будинок 9 х 6 м, вільний майданчик (9 х 7 м) є перед його вільною стороною.

• Навіс можна робити шириною на всю стіну будинку – 9 м, виліт нехай буде на метр коротший за майданчик – 6 м. Отримуємо споруду 6 х 9 м.
• Оптимальна висота низького краю – 2,4 м, високий піднімаємо до 3,5 або 3,6 м.
• По перепаду висоти ската обчислюємо кут його нахилу – виходить 12 – 13 градусів.
• Дивимося вітрові та снігові карти свого району та вираховуємо за ними ймовірні навантаження.
• Вибираємо на підставі отриманих цифр матеріали, приступаємо до складання креслення навісу з профільної труби.

Окремо треба зробити окремі креслення для кроквяних ферм. Декілька їх варіантів відображено на наступному малюнку.

Виготовлення ферм із профільної труби для навісу: схеми різних типів конструкцій

Зверніть увагу:СНиП дозволяє робити розрахунок ферми із профільної труби для навісу з ухилом від 6 градусів. Однак краще відштовхуватись мінімум від 8 градусів. Це з тим, що малий ухил взимку створить проблему накопичення снігу лежить на поверхні покрівлі.

Креслення з розмірами

Процес виготовлення навісу з профільної труби

Зробити невеликий пристінний навіс із труб зовсім не складно. Починаємо розрахунків конструкції та підбору відповідних матеріалів. Цей процес описаний у попередньому та наступному абзацах. Далі, згідно з кресленням, розмічаємо робочий майданчик, а точніше розташування фундаментних ям на ньому.

• Відкопуємо ями на необхідну глибину.
• На дно засипаємо шар щебеню.
• У ями вертикально встановлюємо заставні деталі.
• Заливаємо яму цементно-піщано-гравійним розчином.

На нижні кінці стійок наварюємо квадрати сталі, що за розміром точно збігаються з майданчиками заставних деталей. Отвори під болти також мають збігатися. Після того, як фундаментні стовпи застигнуть, прикручуємо стійки до заставних.

Як зафіксувати навіс із профтруби своїми руками: фото колаж з прикладом використання заставної деталі

Тепер переходимо до збирання каркасу покрівлі. Профтрубу розмічаємо та ріжемо на частини потрібної довжини. Зварюємо або скріплюємо болтами спочатку бічні ферми, потім передні перемички і в самому кінці монтуємо елементи розкісних решіток, якщо вони потрібні. У процесі звіряємося з рівнем будівництва, також можна використовувати магнітні куточки. Готовий каркас піднімаємо на стійки і фіксуємо металовиробами/приварюємо.

Навіс із профільної труби, фото фіксації покрівлі на стійках

До відома: перед початком монтажу покрівельного матеріалу навіс із профтруби має бути пофарбований або оброблений антикорозійним складом. Це з тим, що у процесі складання конструкції заводський захист металу пошкоджується на місцях входження кріплень.

Види кріплення елементів між собою

Дуже часто навіси збираються за допомогою наскрізних болтів або шурупів. Цей метод непоганий тим, що в процесі вам не буде потрібно зварювання - не всі володіють прийомами зварювальних робіт. Знадобляться тільки самі металовироби та дриль зі свердлом по металу. Діаметр болтів/саморізів, що вибираються, безпосередньо залежить від перерізу профтруби – з цього приводу вас зорієнтує продавець у магазині будматеріалів.

Збираємо навіси з профільної труби своїми руками: фото кріплення наскрізними болтами

Зварювання не менш популярне для збирання навісів із профтруби, ніж болти або шурупи. Для роботи потрібен зварювальний апарат, електричний чи газовий. Останній передбачає використання деякої кількості розхідників. Зварювання забезпечує дуже міцне кріплення, яке не порушує цілісності тіла елементів. Наприклад, ті ж болти припускають свердління отворів, що послаблює всю конструкцію.

Зверніть увагу:Недолік такого монтажу – складність процесу. Не всі володіють прийомами зварювання на рівні, достатньому для збирання споруд, що зазнають великих навантажень. Тому, якщо ви не впевнені в собі або не маєте можливості найняти спеціаліста, краще віддайте перевагу болтам/саморізам.

Як зробити навіси із профільної труби своїми руками: на фото зварних швів

Невеликі навіси з профілю перетином до 25 мм збираються за допомогою спеціальних хомутів, або по-іншому, краб-системи. Вони бувають Т-подібними – для з'єднання трьох кінців та Х-подібними, для з'єднання чотирьох кінців. Стягуються хомути болтами (6х20 або 6х35) з гайками – металовироби зазвичай у комплекті не йдуть і купуватись повинні окремо. Нестача краб-системи – елементи з'єднуються лише під кутом 90 градусів. Зварювання тут не доречне, тому що профтруба зазначеного перерізу має невелику товщину стін.

Чим можна скріпити навіс із профільної труби своїми руками: краб-системи

До відома: антикорозійну обробку профтруба має лише зовні, усередині металева поверхнязалишається схильною до іржавлення. Тому всі зрізи конструктивних елементів навіси обов'язково мають бути закриті заглушками.

Вибираємо профтрубу для навісу: розмір та перетин

При виборі профтруби для великих навісів необхідно користуватися даними зі СНиП:

• 01.07-85 - регламентує поєднання снігових навантажень та вагу конструктивних елементівбудівлі.
• П-23-81 – робота з виробами із сталі.

Керуючись даними з цих положень та власними потребами, вам треба буде визначитися з наступним: вибрати кут нахилу покрівлі, тип профтруби для стійок і тип ферм. Наприклад візьмемо пристінний навіс 4,7х9 м, передній край якого спиратиметься на стійки, задній - жорстко кріпитися до стіни будинку. Розташування, допустимо, Краснодарський край. Оптимальний кут нахилу покрівлі для навісів такого типу – 8 градусів. Снігове навантаження для даху 4,7 х9 м для цієї місцевості буде 84 кг/м 2 .

Орієнтовна вага однієї стійки (2,2 м) – 150 кг, вертикальне навантаження на неї вийде 1,1 т. . Труба квадратного перерізу може бути 45 мм із стінкою 4 мм.

Таблиця відповідності товщини стінок перерізу

Найпростіший і найзручніший варіант ферм – два паралельні один одному пояси з розкосними ґратами. При висоті ферми 40 см на пояси краще підійде квадратна профтруба перетином 35 мм і стінкою 4 мм, на решітки - 25 мм і 3 мм. Система зв'язків обов'язково повинна йти стійками і фермами.

Приклад кроквяної ферми

Перед створенням навісу арочної форми своїми руками робиться креслення та розрахунок всіх елементів та вузлів кріплення.

Арочний навіс із полікарбонату

Креслення та проект допоможуть вирішити питання щодо номенклатури та кількості будівельних матеріалів, інтер'єру та екстер'єру металевої конструкції та дизайну всієї ділянки.

Креслення навісу з полікарбонату

Розрахунок міцності опор та ферм;

Розрахунок опору даху вітрового навантаження;

Розрахунок навантаження на покрівлю у вигляді снігу;

Ескізи та загальні креслення металевого навісу арочної форми;

Креслення основних елементів із їх габаритами;

Проектно-кошторисна документація з розрахунком кількості та вартості будматеріалів.

Основа конструкції металевого навісуза кресленням - кроквяна ферма. Розрахунок форми, товщини, перерізу та розташування укосів ферми складний. Головні елементи ферми - пояси верхнього та нижнього вигляду, що утворюють просторовий контур. Складання арочної ферми для навісу проводиться по аркових балках. Особливість арочної ферми - мінімізація згинальних моментів у конструктивних поперечних перерізах. При цьому матеріал арочної конструкції стискається. Тому вироблені креслення та розрахунки здійснюються за спрощеною схемою, де покрівельне навантаження, навантаження кріпильного решетування та снігової маси рівномірно розподіляються всієї площі.

Проект навісу з полікарбонату

Проект навісу та його креслення включають такі розрахунки:

Реакція горизонтальних та вертикальних опор, напруга в поперечних напрямках, що вплине на підбір перерізу несучого профілю;

Покрівельні снігові та вітрові навантаження;

Районування території РФ за розрахунковим значенням ваги снігового покриву

Перетин позацентрово стиснутої колони.

Таблиця розрахунку арочної ферми

Ферма – основа всього покриття. Для її встановлення потрібні прямі стрижні, що з'єднуються в шарнірних або жорстких вузлах.

Встановлення арочної ферми

Ферма включає пояси верхнього і нижнього вигляду, стійки і розкоси. Залежно від навантажень на всі елементи арочної ферми вибирається матеріал для неї. Навантаження на споруду визначаються відповідно до вимог СНіП. Навіщо вибирається схема будівлі, де вказуються контури поясів ферми. Схема залежить від того функції навісу, його даху та її кута розміщення.

Таблиця розрахунку арочної ферми

Після цього визначаються розміри ферми. Її висота ферми залежить від покрівельного матеріалу та виду ферми – стаціонарна чи пересувна. Її довжина – за бажанням. При прольотах між стійками від 36 м розраховується будівельний підйом - зворотний вигин ферми від навантажень, що відчуваються. Після цього розраховуються розміри панелей, які залежать від проміжку між елементами, що розподіляють навантаження на конструкцію ферми. Від цього залежить відстань між вузлами. Збіг обох показників є обов'язковим.

Будівельний підйом арочної ферми

У арочної ферми напрямним є нижній пояс, виконаний у вигляді дуги. Профілі з'єднуються ребрами твердості. Радіус арки може бути будь-яким і залежить від природних умов розташування ферми та її висоти. Від здатності конструкції ферми, що несе, залежить її якість. Чим вище ферма, тим менше снігу затримуватиметься. Кількість ребер жорсткості допомагає протистояти навантаженням. Усі деталі навісу краще зварити.

Кількість ребер жорсткості арочної ферми

Для початку розраховується коефіцієнт μ для кожного прольоту пояса верхнього виду - перехідне навантаження снігової маси на землі на його навантаження на конструкцію. Навіщо треба знати кут нахилу дотичних. З кожним прольотом радіус кута меншає. Для обчислення навантаження застосовуються показники Q - навантаження від снігу на перший вузол ферми, і l - довжина стрижнів з металу. Для цього обчислюється cos кута розташування перекриття.

Таблиця загального навантаження арочної ферми на ґрунт

Навантаження обчислюється за формулою - добуток l і μ і 180. Поєднавши всі показники разом, розраховується загальне навантаження арочної ферми на ґрунт і підбираються матеріали та їх габарити.

Виготовлення обрешітки з профільної труби та покриття ферми полікарбонатом

Ферми з профільної труби довговічні, міцні та економічні. Профільна труба - профіль з металу, прокатаний та оброблений за допомогою верстатів.

Профільні труби

За типом перерізу вони класифікуються на профілі овального, прямокутного та квадратного перерізів. Ферми з профільної труби аркового типу мають високу міцність, тривалий термін їх експлуатації, можливість спорудження складних конструкцій, доступну вартість, невелику вагу, стійкість до деформацій і пошкоджень, вологу і іржу і можливість їх обробки полімерними фарбами.

Різновид профільних труб

Для складання або кріплення елементів використовуються спарені куточки. Конструюючи верхній пояс, використовують 2 таврові куточки різної довжини.

Кути стикуються сторонами з меншим розміром. Нижній пояс з'єднується куточками з рівними сторонами. Поєднуючи великі та довгі ферми використовують накладні пластини.

Стикування таврових куточків

Парні швелери розподіляють навантаження рівномірно. Розкоси монтуються під кутом 45, а стійки – під 90.

Схема монтування розкосів та стійок

Після збирання приступають до зварювальних робіт, після чого кожен шов зачищається. Завершальний етап - обробка антикорозійними розчинами та фарбою.

Зачищення зварного шва

На готову ферму встановлюються листи полікарбонату - напівпрозорого пластику, здатного захистити від опадів. При цьому враховується товщина і форма листа, що використовується. При великому радіусі вигину використовуються стільниковий полікарбонат від 8 до 10 мм завтовшки. При малому радіусі – монолітний хвильовий до 6 мм.

Стільниковий полікарбонат

Монолітний хвильовий полікарбонат

Ферми з профільної труби призначені для надання всієї конструкції навісу жорсткості та з'єднання стійок докупи. Утворені арки – основа для кріплення полікарбонату. Рекомендується використовувати такі куточки, як і при виготовленні ферм. Повинна бути передбачена гумова підкладка, щоб матеріал не контактував безпосередньо з елементами сталі, що збереже від швидкого зносу козирка.

Змонтована ферма під полікарбонат

Для установки стійок навісу робиться стовпчаста основа, габарити яких на 5-7 см перевищують розмірів опори. Для захисту від води та вологи основа покривається руберойдом. У процесі заливання фундаменту проводиться установка кріпильних штирів.

Після монтажу навісу з полікарбонату виконується кріплення ферми, яка з'єднує всі елементи навісу у загальний каркас. Нарізуючи та встановлюючи листи полікарбонату:

Використовують термошайби, що компенсують розширення пластику від високих температур.

Монтаж полікарбонату за допомогою термошайб

Здійснюється обробка торців стільникового полікарбонатупаропроникною стрічкою.

Обробка торців стільникового полікарбонату паропроникною стрічкою

Зовнішній бік повинен залишитися у заводській упаковці для її захисту від вицвітання.

Розташування ребер жорсткості за дугою. При використанні монолітного хвильового полікарбонату напрямок вигинів збігається з арками.

При необхідності у спорудженні навісу використовують профільні труби. Ферми з профільної труби - довговічна, міцна та економічна конструкція, яка дозволяє перекрити будь-який проліт. Як зробити ферми з профільної труби розглянемо далі.

Особливості конструкції ферми із профільної труби

Ферми з профільної труби споруджують із металевого профілю, який виготовляють прокочуючи та обробляючи метал за допомогою спеціальних верстатів, залежно від типу перерізу профільні труби поділяють на:

• профіль овального перерізу,
• прямокутного перерізу,
• квадратного перерізу.

Для виробництва профільних труб використається високоякісна сталь. Початкова форма профільної труби – кругла. Але після проходження обробки гарячим або холодним способом, труба деформується в потрібну форму. Профільні труби бувають різних розмірів, мінімальний переріз 15х15 мм, а максимальний 45х5 см. Товщина стінки труби 1,12 мм, а довжина – 612 см.

Розмір прольоту, в якому встановлюється ферма, впливає на навантаження та економічність витрати матеріалів.

Ферми плоского типу вимагають закріплення, а ферми просторового типу - виступають як жорстка конструкція, яка здатна витримати будь-які навантаження.

Основні складові ферми:

• пояси - виступають як контур,
• стійки,
• розкоси,
• опорний розкіс.

Для виготовлення ферми необхідна наявність з'єднувачів як виступає парний матеріал, косинки, клепки і зварювання.

Ферми з профільної труби

Переваги використання ферми з профільної труби

• висока міцність забезпечує тривалість експлуатації;
• використання профілю дозволяє спорудити самі складні конструкції, додаючи мінімум витрат;
• доступна вартість;
• вага конструкції ферм невелика, так як труби всередині порожні;
• ферма з профільної труби стійка до деформацій, механічних ударів або інших ушкоджень;
• антикорозійність - така конструкція стійка до вологи, і металеві труби з часом не іржавіють;
• можливість подальшого оздоблення за допомогою полімерних фарб, які додадуть фермі гарний зовнішній вигляд.

Сфера використання ферм із профільної труби

Ферми з профільної труби використовують для спорудження металевих каркасів, які у майбутньому стануть навісами чи спорудами.

Добре справляється ферма з профільної труби з роллю навісу для машини, за відсутності гаража.

Щоб захистити відкриті майданчики від сонця, також споруджують ферми із профільної труби.

Використовують ферми для будівництва мостів чи перекриття промислової чи приватної будівлі.

Додаткове ферми із профільної труби використовують:

• на об'єктах зв'язку,
• лініях електропостачання,
• транспортних дорогах,
• у спорудженні мостів, заводів, спортивних комплексів чи сцен.

Види ферм із профільної труби

Ферми із профільної труби поділяють на два види. Один вид ферми представляє споруду, де всі елементи з'єднуються в одній площині.

Інший вид має на увазі ферму з виготовленням висячої конструкції, яка включає верхній та нижній пояс.

Вибір конструкції залежить від таких факторів:

ухил конструкції,

місце розміщення перекриттів,

довжина прольоту.

Залежно від кута ухилу виділяють такі ферми:

1. Ферма з кутом ухилу від 22 ° до 30 °. За наявності даних про вугілля ухилу даху, при спорудженні невеликого шиферного перекриття, найкращим варіантомбуде використання трикутних ферм із профільної труби. Для обчислення висоти ферми слід довжину прольоту розділити п'ять. Перевагою такої конструкції є легка вага. Якщо довжина прольоту більша і перевищує чотирнадцять метрів, слід вибрати конструкцію, в якій розкоси розташовуються зверху донизу. На верхній частині ферми виготовляють панель, довжина якої становить від 150 до 250 см. Така конструкція складається із двох поясів із парною кількістю панелей. При виготовленні промислових ферм із профільної труби, довжина яких більше двадцяти метрів, їх монтують за допомогою підкроквяної металевої споруди. Такі конструкції пов'язують опорні колони. Ферма Полонсо є конструкцією, яка складається з двох трикутних ферм, з'єднаних затяжкою. Така ферма дозволяє запобігти наявності довгих розкосів усередині конструкції, і полегшують загальну вагу конструкції. У верхній частині таких ферм розташовується велика кількість панелей, довжина яких становить понад 2,5 м. При закріпленні стелі на фермі затягування фіксують у верхньому вузлі пояса.

2. У разі нахилу покрівлі під кутом від 15 до 22° висоту ферми розраховують шляхом поділу довжини прольоту на сім. Довжина такої ферми не перевищує двадцять метрів, за більшої довжини краще використовувати ферму Полонсо. Щоб збільшити висоту конструкції, слід виготовляти нижній пояс ламаним.

3. При мінімальному нахилі даху, що не перевищує 15 градусів, встановлюють ферми у вигляді трапеції. Висота такої ферми розраховується шляхом поділу довжини прольоту на число від семи до дев'яти залежно від точного значення ухилу. Якщо ферму не встановлюють безпосередньо на стелю, тоді як розкоси використовують грати трикутної форми.

Відповідно до форми ферми з профільної труби поділяють на:

• односхилі ферми з профільної труби,
• двосхилі ферми з профільної труби,
• прямі ферми із профільної труби,
• арочні ферми з профільної труби.

Залежно від контуру пояса ферми поділяють на:

1. Ферми з влаштуванням паралельного пояса відрізняються такими перевагами:

• легкість монтажу через велику кількість однакових деталей,
• довжина стрижнів, що використовуються при пристрої решітки та пояса однакова,
• наявність мінімальної кількості стиків,
• повна уніфікація конструкції,
• використання за наявності м'якої покрівлі.

2. Односхилі ферми з профільної труби мають такі переваги:

• пристрій жорстких вузлів,
• відсутність довгих стрижнів у середині ферми,
• складність, але водночас економічність конструкції.

3. Ферми поригонального типу відрізняються особливостями:

• використовують для влаштування будівель, які мають велику вагу,
• забезпечують економічність використання профілю,
• пристрій поригональної ферми досить складний і трудомісткий.

4. Ферми трикутної форми відрізняються простотою виготовлення та використовуються для дахів з крутим ухилом. Недоліки:

• складність у пристрої опорних вузлів,
• велика витрата профілю.

Залежно від облаштування ґрат у фермах поділяють на

• решітки трикутної форми, найчастіше використовують у фермах з паралельними полюсами, іноді у фермах трапецієподібної або трикутної форм,
• грати розкосного типу відрізняються трудомісткістю виконання і великою витратою матеріалу,
• індивідуальні грати виготовляють виходячи з розмірів та особливостей ферми.

Ферми із профільної труби: розрахунок конструкції

1. Перед проведенням розрахунків, з виготовлення ферм із профільної труби, слід визначитися зі схемою, в якій вказують залежність довжини ферми від кута нахилу даху.

2. При виборі схеми слід визначитись із контурами поясів ферми. Ця деталь залежить від функцій конструкції, типу покрівельних матеріалів та кута нахилу.

3. Наступний етап передбачає вибір розміру ферми. При розрахунку довжини ферми слід врахувати кут нахилу, а висота залежить від типу перекриття, можливого транспортування ферми та загальної ваги конструкції.

4. Якщо довжина ферми перевищує 36 м, необхідно розрахувати будівельний підйом.

5. Визначте розмір панелей. Розрахунок слід проводити виходячи з навантаження, яке має витримати ферма. При конструюванні трикутної ферми кут нахилу становить сорок п'ять градусів.

6. Завершальний етап - визначення междоузельного відстані.

• для розрахунку ферми з профільної труби скористайтесь послугами спеціалістом або спеціальними комп'ютерними програмами;
• перевірте правильність розрахунків кілька разів;
• для розрахунку та виготовлення ферми з профільної труби креслення - обов'язковий та необхідний компонент;
• обов'язково враховуйте максимальне навантаження на конструкцію ферми.

Виготовлення ферми із профільної труби

Щоб зібрати або скріпити елементи, слід використовувати прихватки або спарені куточки.

При конструюванні верхнього пояса використовуйте два таврові куточки з різною довжиною сторін. Стикуйте куточки між собою меншими сторонами.

Щоб з'єднати нижній пояс, використовуйте куточки з рівними сторонами.

При виготовленні великої та довгої ферми, як з'єднувачі виступають накладні пластини. Для рівномірного розподілу навантаження застосовують швелери парного типу.

Розкоси встановлюйте під кутом 45 градусів, а стійки - під прямим кутом. Щоб виготовити таку конструкцію, використовуйте таврові або хрестоподібні куточки з рівними сторонами, скріплені пластинами.

Для виготовлення цілісних зварних систем використовують таври.

Після закінчення збирання конструкції за допомогою прихваток, приступають до проведення зварювальних робіт. Зварювання здійснюється вручну або автоматично. Після зварювання слід зачистити кожен шов.

Завершальний етап включає обробку системи спеціальними антикорозійними розчинами та фарбою.

1. Щоб полегшити конструкцію ферми, з мінімальним ухиломдаху, використовуйте додаткові ґрати.

2. Щоб знизити масу конструкції ферми, з нахилом покрівлі від 15 до 22 градусів, влаштуйте нижній пояс ламаним.

3. Під час влаштування довгої ферми встановлюйте лише парну кількість панелей.

4. Якщо довжина ферми перевищує 20 метрів, використовуйте пристрій ферми Полонсо.

5. Розмір та переріз профілю для ферми залежить від ширини та ухилу навісу.

6. Відстань між двома фермами має перевищувати 175 див.

Металеві ферми із профільної труби незамінні при будівництві торгових павільйонів, спортивні комплекси, склади, промислові будівлі.

У приватному домоволодінні їх можна використовувати при будівництві покрівлі або навісу.

Ці металовироби часто використовуються в індивідуальне будівництвоПри цьому мало хто з нефахівців знає, як зробити розрахунок ферми з профільної труби.

Призначення ферм

Ферма – це горизонтальний каркас будівельного об'єкту, «скелет» перекриття. Ферми роблять із прямих металевих труб, з'єднуючи їх у вузлах жорстко або за допомогою шарнірів.

У результаті виходить підвісна конструкція. Як правило, ця деталь покрівлі складається з верхнього та нижнього поясів, з'єднаних розкосами та стійками.

Такими системами перекривають великі прольоти. Вони дешевші за балки і допомагають знизити собівартість будівництва. Так зводять мости, заводи, стадіони, торгові центри.

Металеві системи продаються у готовому вигляді. Для приватника це дуже зручно, тому що в цьому випадку всі розрахунки вже зроблено.

Купити готову ферму – оптимальний варіант, тому що від правильного розрахунку навантаження на цю деталь залежить міцність усієї покрівлі. Зробити самостійно розрахунки та креслення ферми складно.

Щоб ферма із профільної труби прослужила довго, потрібно знати, як правильно вибрати матеріал, вміти розрахувати навантаження на кожну частину конструкції.

Крім того, потрібно знати, як зварити ферму - неправильно зварена система може призвести до обвалення всієї споруди. Купуючи готові типові ферми, ви будете позбавлені цих складнощів.

Розглянемо такий вид ферм, як кроквяна система. Такі конструкції необхідні для облаштування покрівлі.

На крокви закріплюють решту шарів. покрівельного пирогатому вони повинні бути міцними і довговічними.

Найкраще цим вимогам відповідають кроквяні системи з профільної труби, але в приватному домоволодінні можуть використовуватися дерев'яні крокви.

Конструкцію кроквяної ферми вибирають, виходячи з форми верхнього перекриття будинку, кута нахилу даху та довжини прольоту.

Залежно від ухилу покрівлі використовують будівельні ферми наступних конструкцій:

• похилість 22 – 30º - використовують трикутні ферми з профільної труби з висотою, що дорівнює 1/5 довжини прольоту;
• похилість 15 – 22º - підійде система з висотою, що дорівнює 1/7 прольоту;
• похилість 6 - 15 º - ставлять трапецієподібні системи з висотою 1/7 або 1/9 прольоту.

Конструкції ферм із профільних труб за формою можуть бути:

• напівкруглі;
• двосхилі;
• односхилі;
• плоскі.

Для стель зі складною геометрією з високо піднятим над опорами центром використовують ферми з профільної труби, які називаються «полонсо». Вони є трикутником зі стійками ламаної форми.

Розрахунок форми

Для розрахунків знадобиться калькулятор і два нормативні документи:

• СНиП, П-23-81, сталеві конструкції;
• СНиП, 2.01.07-85, навантаження та впливу.

Взимку на покрівлі великої площіможуть накопичитися тонни снігу. Конструкція повинна утримати цю вагу, її завданням є розподіл навантаження по опорах та лагах.

Висота в середині прольоту для ферми трикутного типу обчислюється за формулою Н=1/4×L, для ферм із паралельними, полігональними, трапецієподібними поясами - за формулою Н=1/8×L. L – довжина ферми.

Важливо: металеві ферми для односхилих дахів з нахилом не більше 10º повинні бути асиметричними.

Для двосхилих покрівлі зазвичай вибирають ферми з висячими кроквами. Кут ухилу розкосів повинен бути в межах 35 – 50º. Від точності обчислення залежить надійність та тривалий термін служби конструкції.

Порада: існують онлайн-калькулятори для розрахунку металевих ферм із профільної труби, їх можна знайти на сайтах будівельних організацій.

Зробивши розрахунки, роблять креслення ферми, підраховують скільки потрібно придбати матеріалу, а саме – профільної труби.

В індивідуальному будівництві для виготовлення ферм замість профільної труби можна використовувати металеві полегшені оцинковані профілі (ЛСТК).

Вони зручні тим, що їх можна скріплювати спеціальними болтами. Але частіше кроквяні системивиготовляють із сталевих балок, з'єднуючи їх зварюванням.

Профільні труби - будівельний металевий прокат, що є трубами з перетином некруглої форми. Найбільш поширені труби з квадратного та прямокутного профілю.

Профільні труби виготовляють із вуглецевої та легованої сталі. Вироби вітчизняного виробництва мають перетин від 1×1 см до 50×40 см та виготовляються з металу завтовшки від 0,1 до 2,2 см. Довжина труб – від 6 до 18 метрів.

Якщо довжина ферми перевищує 10 метрів, то металевими повинні бути не тільки крокви, а й конькові опори з мауерлатом.

До недоліків крокв з профільованих труб відносять дорожнечу та значну вагу.

Виготовлення кроквяного виробу

При виготовленні системи із ЛСТК головні зв'язки виконують, прихоплюючи труби подвійними куточками.

До верхнього пояса перемички та розкоси монтують за допомогою куточків із нерівними сторонами, стикуючи їх по короткій стороні.

Деталі нижнього пояса теж стикують куточками із нерівними сторонами. Основні елементи з'єднують за допомогою накладних пластин.

Розглянемо докладніше виготовлення ферм із профільної труби зварним методом.

Якщо ви не знаєте, як зварити ферму з профільної труби, тому що взагалі ніколи не мали справи зі зварюванням, то доведеться звернутися до фахівця, оскільки кроквяна ферма – не та конструкція, на якій можна «набивати руку». Від якості швів на кроквяній фермі залежить міцність покрівлі.

Ферми краще виготовляти з прямокутних або квадратних труб, оскільки ребра, що у них мають, забезпечать конструкції хорошу стійкість.

Кроквяну ферму потрібно виготовляти тільки зі сталі, стійкої до окислення та інших агресивних атмосферних факторів.

Товщина металу та переріз труби повинні відповідати параметрам, закладеним у проекті. Дотримання цих умов забезпечить кроквяної конструкції необхідну несучу здатність.

Кожен зварювальний шов перевіряють на якість, оскільки саме від нього залежатиме надійність майбутньої конструкції.

Коли зварювання ферм із профільної труби закінчиться, залишиться лише обробити шви антикорозійним складом та покрити їх фарбою.

Етапи зварювання покрівельної системи із металевих профільних труб:

1. вирівнюють верхній та нижній пояс;
2. вварюють між поясами перемички;
3. на конструкцію з двох поясів та розташованих до них під кутом 90 про перемичок приварюють розкоси - відрізки труби, зрізані під кутом.

Першу ферму можна використовувати як шаблон виготовлення інших.

Порада: різати металопрофіль під кутом найзручніше за допомогою різального верстата. Такий пристрій можна взяти напрокат або зробити самостійно із болгарки.

При невеликому обсязі робіт, наприклад, при виготовленні системи навісу або воріт, різати металопрофіль можна просто болгаркою.

Після завершення зварювання залишається тільки підняти конструкцію нагору та закріпити по верхній обв'язці згідно з розміченими лініями.

Для підйому системи із профільних труб на висоту доведеться використовувати підйомні механізми: кран або лебідка. Стропи закріплюють у вузлах верхнього пояса у 2 або 4 місцях.

Для тимчасового закріплення ставлять парні розчалки під кутом до горизонту трохи більше 45 про. Потім труби приварюють до колон, попередньо перевіривши вертикальність системи.

Зварювання труб із металопрофілю – ще одна актуальна тема. Для з'єднання металопластикових труб можна використовувати ручне, дугове та газове зварювання.

Так як профільні труби роблять з вуглецевої та низьколегованої сталі (нержавійку використовують рідко), зварювати їх можна за звичайними технологіями.

Будь-які види гратчастих конструкцій, у тому числі й покрівельні ферми, виготовляють із сталі завтовшки не більше 1 см. Довжина з'єднань не повинна перевищувати 40 см.

Зварні з'єднання ферми по-різному розташовані у просторі, тому зварювання зручно виконувати напівавтоматом зі шлангом, дротом, заповненим флюсом, або дротом із самозахистом.

В індивідуальному будівництві використовують ручне зварювання окремими електродами. Автоматичне зварювання використовувати не економно.

У серійному виготовленні використовують контактне точкове зварювання зі збільшенням тиску. Фахівці не рекомендують виконувати з'єднання уривчастим способом.

Насамперед варять стикувальні шви, а потім кутові. Такий порядок дозволяє уникнути напруги металу у вузлі.

Якщо шви розташовані поблизу один від одного, перед виконанням другого шва потрібно охолодити метал для попередження пластичних деформацій.

Вузли зварюють, починаючи з середини. Спочатку накладають шви більшого перерізу, потім меншого. Кожен елемент системи прихоплюють із двох сторін.

Довжина з'єднання не повинна бути менше 3 см, катет з'єднання - не менше 0,5 см. Прихвати та зварний шов повинні бути виконані з одного матеріалу - це потрібно для сталості напруги металу у шві.

Будівельні технології швидко розвиваються. Ще нещодавно будівлі будували тільки з каменю чи дерева, зараз затребувані споруди, які можна звести максимально швидко.

Це можна зробити, використовуючи профільовані труби з металу та сучасні матеріали: полікарбонат, пластик, профільований лист, плитні утеплювачі.

Без металевих ферм із профільної труби будівництво таких конструкцій було б неможливим.