Ферми з профільної труби отримали своє поширення в сфері домашнього господарства і промисловості. На основі такого каркаса можна побудувати будь-яку споруду: від житлового будинку до ангара, складського приміщення або навіть стадіону. Види і розміри таких металевих конструкцій дуже різноманітні: ферми можуть служити навіть каркасом для димових труб. Основою будь-якої будівлі буде креслення, тому особливу увагу слід приділити правильності його складання.
Ферми - обов'язкова частина конструкції навісу, гаража або ангара
Перелік видів ферм з профільної труби
Металеві ферми з профільної труби для навісу конструюють з профілю, найчастіше сталевого. Профіль може мати різні форми перетину: овальне, квадратне і найбільш популярне - прямокутне.
Поділяються конструкції за такими ознаками: необхідне навантаження на профіль, ухил системи, тип розташування перекриттів, довжина прольоту і градус нахилу. Залежно від цих чинників ферми можуть бути такими:
1. Споруди з ухилом, що становить 22-30 градусів. Вимоги до стійкості ферм подібного плану свідчать, що їх висота не повинна перевищувати 1/5 від всієї довжини. Зазвичай розрахунок висоти виробляється саме за цим принципом, розділяючи плановану довжину ангара на 5. Такий ухил вибирають тоді, коли хочуть добитися відносної легкості системи.
Якщо протяжність всієї конструкції перевищує 14 метрів, в такому випадку розкоси слід розташовувати по напрямку зверху вниз. При цьому на верхньому ярусі розміщують панель довжиною 150-250 см. У кінцевому рахунку виходить споруда з двома поясами, число панелей також буде парним.
Форма ферм і їх кількість залежить від типу і розміру споруди, а також від передбачуваного навантаження на його покрівлю
Корисна порада! Якщо планується зведення ферми з прольотом більше 20 метрів, необхідний монтаж підкроквяних елементів, опорою яким буде служити додаткові колони.
Ще однією часто використовуваною різновидом даного виду будуть так звані ферми Полонсо - споруди трикутної форми з з'єднанням в формі затяжки. Ферма з профільної труби Полонсо вважається дуже легковажною, так як при її будівництві вдається уникнути занадто довгих розкосів.
2. Ферми з номінальним ухилом покрівлі в межі 15-22 градусів. Цей варіант розглядається для споруд, які не будуть в підсумку мати довжину прольоту більше 20 метрів. Види ферм з таким ухилом мають висоту, що становить 1/7 від загальної протяжності. При необхідності збільшення висоти нижній пояс слід скласти з ламаних сегментів.
3. Конструкції з найменшим ухилом, що не перевищує 15 градусів. При запланованому вугіллі ферми до 15 градусів кращим варіантом будуть трапецієподібні конструкції. Розрахунок висоти проводиться з індивідуальних міркувань, все залежить від конкретного кута покрівлі та призначення ангара. Висота може перебувати в межах від 1/7 до 1/12 протяжності.
Для трапецієподібних ферм оптимальна довжина металевих панелей повинна становити 1,5-2,5 м. Якщо креслення не включає навісну стелю, розкоси можна замінити гратами трикутної форми.
Якщо мова йде про форму конструкції, ферми з профільної труби бувають наступного типу:
Останній різновид - ферми арочного типу - є найбільш поширеними. Вони досить міцні, їх можна обшити полікарбонатними листами. Розрахунок навісу арочної конструкції повинен бути дуже точним для того, щоб вага розподілялася за профілем максимально рівномірно. Арочні ферми будують і зі звичайних профільних труб, і з зварених разом.
Арочний тип ферм дозволяє зробити напівкруглу дах з полікарбонату
Розрахунок ферми зі сталевої профільної труби
Механізм розрахунку і створення креслення ферми з профільної труби проводиться в кілька найважливіших етапів:
- Початковий етап - розрахунок довжини ангара (гаража, сараю - приміщення, будівництво якого планується). Від даного показника буде залежати висота металоконструкції. У свою чергу, довжина конструкції безпосередньо залежить від кута нахилу покрівлі.
- Далі вибираються контури поясів профілю. На вибір будуть впливати тип призначення ангара, різновид перекриття покрівлі та кут її нахилу.
- Тепер, коли відомі всі габарити металоконструкції, слід визначитися з тим, чи буде можливість транспортування ферми на об'єкт, якщо будівництво здійснюється на будівельному майданчику.
- Необхідно передбачити наявність будівельного підйому покрівлі, якщо довжина ангара знаходиться в діапазоні 12-36 м.
- Розрахуйте габарити панелей. Розрахунок грунтується на показнику навантажень, постійно або періодично впливають на будову. Якщо ферма буде трикутної форми, номінальний кут нахилу складе 45 градусів.
- Визначаються відстані між усіма вузлами, складається креслення ферми з профільної труби на підставі проведених вимірювань і обчислень.
Корисна порада! Для більш точних розрахунків споруди арочного ангара з профільної труби рекомендується використовувати будівельний калькулятор. Взагалі проведення подібних обчислень вручну зараз - велика рідкість, претензійну точність розрахунків можна отримати, користуючись спеціальними програмами для архітекторів і будівельників на ПК.
Креслення ферми можна створити ручну або за допомогою комп'ютерної програми
Проведення розрахунку арочної ферми з профільної труби
Розглянемо конкретний приклад розрахунку для арочного навісу. Параметри імовірного спорудження будуть наступними: ферми розташовані з кроком 1,05 м, навантаження будуть зосереджуватися в вузлових ділянках. Висота арки в нашому випадку не повинна перевищувати 3 метрів. Рекомендованої висотою ферми буде 1,5 м - такий параметр вважається більш привабливими і з естетичної точки зору, і з міркувань міцності. Між опорами береться проліт 6 м (L), стріла нижнього рівня - 1,3 м (f). Окружність в нижньому ярусі буде мати радіус 4,1 м (r). Кут між радіусами становитиме α = 105.9776 °.
Довжина профілю з нижнього пояса розраховується за формулою:
У ній: mн - величина профілю нижнього пояса; R - радіус кола; A - кут між радіусами; π - постійна.
mн = 3,14 х 4,1 х 106/180 = 7,58 (м).
Крок між вузлами конструкції в ділянках нижнього пояса повинен становити 55,1 см, в той час як кроки між крайніми ділянками розраховуються індивідуально. Для спрощення монтажу показник можна округлити до 55 см, але збільшувати крок не варто.
Розрахунок навісу дрібних габаритів допускає кількість прольотів в районі 8-16. Для мінімальної кількості довжина стрижнів становитиме 95,1 см при кроці між поясами в районі 87-90 см. Для максимального числа прольотів крок складе 40-45 см.
Вимоги до розрахунку профільної труби для будівництва ферми
При виборі виробів профільного прокату, особливо для великогабаритних навісів, варто керуватися даними, наданими СНиП:
- 07-85 - дані про взаємодію снігових навантажень і ваги інших конструктивних деталей споруди;
- П-23-81 - алгоритм роботи з профільованими сталевими виробами.
Пристінний навіс також несе навантаження, і його проектування теж потрібно проводити з урахуванням снігового покриву в зимовий час
Дані з представлених положень допоможуть швидше зорієнтуватися у виборі типу ферми, кута нахилу покрівлі і перетину, розміру профільної труби для стійок споруди.
Важливо! Впливати на вибір також буде місце розташування регіону, кількість опадів, що випадають протягом зимового періоду.
Розглянемо наступний приклад: планується спорудження пристенного навісу з габаритами 4,7х9 метрів. Його передній край спирається на стійки, а задня частина кріпиться до зовнішньої стіни будинку. Споруда зводитиметься в південному регіоні, наприклад, в Краснодарському краї. Інформацію про снігового навантаження для кожного регіону можна знайти в мережі Інтернет, в нашому випадку вона становитиме 84кг / м2. Оптимальним кутом нахилу покрівлі для навісу такого габариту буде всього 8 градусів.
Одна стійка висотою в 2,2 метра має вагу в 150 кг, а її вертикальне навантаження наблизиться до 1,1 тоннам. Труби профільні круглого (овального) перетини для даних цілей не підійдуть, мінімальні показники для профільної квадратної труби - перетин 45 мм і товщина стінки 4 мм. Але якщо дещо модернізувати конструкцію, ввівши в неї два паралельних пояса з косою гратами, для них можна взяти профіль з перетином 25 мм і товщиною стінки 3 мм. При висоті ферми з профільної труби в 40 см для поясів слід застосувати квадратні профтруби з показниками 35 мм і 4 мм відповідно.
Для простоти розрахунку ферми з профільної труби для навісу можна скористатися таблицею відповідності перерізу і товщини стінок з ГОСТ 30245.
Замкне. про-
філь прямо-
уг. перетину
Замкне.
про-
філь квадр. перетину
Щоб конструкція не руйнувалася під дією корозії, для її основи потрібно вибирати труби з легованої сталі
Металеві труби для будівництва арочного навісу варто купувати високоякісні, бажано з легованої сталі. У сплаві має бути велика кількість вуглеців - це створює достатній захист металу від впливів природних факторів і навколишнього середовища.
Рекомендацію щодо розрахунку металевої ферми з профільної труби
У проектуванні ферм є деякі тонкощі:
- Для примусового полегшення ваги конструкції можлива споруда ангара з додатковими решітками (в тому випадку, є ухил покрівлі узятий мінімальний);
- щоб полегшити покрівлю із середнім ухилом, використовуються ламані нижні пояси;
- відстань між окремими фермами не перевищує 175 см.
При виготовленні і зварюванні ферм металевих з профільної труби слід дотримуватися наступних правил:
- З'єднання елементів ангара виробляється за допомогою прихваток і спарених куточків.
- Деталі нижнього пояса зварюються рівносторонніми куточками.
- Каркас ферм в верхніх поясах з'єднується двотавровими куточками. Їх сторони повинні мати різну довжину, а стик проводиться по меншій стороні.
- Для розподілу навантажень застосовуються швелери парного типу і накладні пластини, зварюють між собою. Такий метод з'єднання використовується при необхідності збільшити довжину навісу.
- При проведенні робіт строго контролюється якість кожного зварного шва. По закінченню процесу зварювання кожен шов слід зачистити.
- При необхідності можна здійснити фарбування навісу антикорозійною фарбою. Леговані стали не вимагають додаткового фарбування.
Ферми з профільної труби є оптимальною основою для об'єктів побутового і комерційного призначення. Розрахунок ангара трудомісткий, він повинен проводитися фахівцем, тільки в такому випадку можна отримати надійну схему майбутньої конструкції.