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

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

Виды железных ферм.

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

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

Превосходства фермы из железной трубы

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

Где используются профильные трубы?

Схема производства профильных труб.

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

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

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

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

Ферма из профильной трубы

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

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

Схема устройства фермы из профильной трубы.

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

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

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

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

Угол уклона крыши  22 — 30 градусов

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

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

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

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

Угол уклона крыши 15 — 22 градуса

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

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

Угол уклона крыши 6 — 15 градусов

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

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

Схема стропильной фермы для угла уклона 6 — 15 градусов.

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

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

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

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

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

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

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

Как высчитать ферму (подробная инструкция)

Чтобы это сделать нужно:

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

Технологичные потребности СНиП

Схема зависимости длины стропилин от угла наклона крыши.

1. Подбор схемы. Находим контуры поясов фермы. Формы системы подбираются в связи с функциями строения, видом покрытия кровли, углом уклона.
2. Подбор размеров системы. Если ТТ не предполагают другого, длина фермы устанавливается по правилу экономии. Высота системы подчиняется от типа материала для кровельных работ, возможности перемещения фермы, минимально предполагаемого ее веса и возможности снабжения поставленного угла уклона поясов.
3. Расчет ремонтного подъема (погашаемый обратный выгиб системы от нагрузок), если пролет превосходит тридцать шесть метров.
4. Определение панельных размеров. Эти габариты обязаны быть в согласии с дистанцией между частями, передающими нагрузку на металлоконструкцию. Не забудьте: угол раскоса у различных ферм различный, а размеры панели должны ему отвечать. При решётке с формой треугольника этот угол формирует 45 градусов. Если форма решеточки раскосная, 35 градусов.
5. Показываем расстояние между узлами фермы. В большинстве случаев оно равно ширине панели.

Рекомендации:

1. нужно быть аккуратными! Малейшая погрешность в расчетах приводит к оплошностям во время строительства. Лучше посоветоваться с знающим мастером по поводу схемы, перед тем как переходить к ее материализации.
2. Чтобы не было продолжительных и тяжёлых расчетов ферм можно взять готовые стандартные проекты, какие применяют при строительстве производственных построек и зданий общественного значения.

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

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

http://www.youtube.com/watch?v=TgcZArqO5oo

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

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

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

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

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

http://www.youtube.com/watch?v=oDksM4kiDUQ

Размеры трубы для навесов подбирайте, руководясь этими данными:

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

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

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

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

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