5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стропильные металлоконструкции использование профильных труб

Металлоконструкции из профильной трубы: фермы, каркасы, заборы, навесы

Исключительные свойства металлической профильной трубы позволяют применять ее во многих областях промышленности, в частности, это касается строительной сферы. Облегченные металлоконструкции устанавливают в качестве каркасов на промышленных объектах, в общественных зданиях, торговых центрах и выставочных павильонах. Из труб делают колонны и фермы, навесы и заборы, скамейки и беседки, лестницы и мостики. Сегодня полые профильные изделия достаточно часто используют в жилом секторе при возведении мансард, различного рода надстроек, флигелей и даже малоэтажных домов.

Способы изготовления профильной трубы, ее преимущества и виды

Производители выпускают трубы профильного сечения бесшовными и электросварными. В первом случае круглые или граненые металлические заготовки подвергают предварительной деформации – прессованию или прошивке. Во втором случае полосу стального листа (штрипса) пропускают через профилегибочное оборудование, а образующийся замыкающий шов сваривают. Полученные разными способами заготовки окончательно формуют на прокатных станах горячим, теплым или холодным способом, в результате чего получаются требуемые профили. В дальнейшем производится термообработка изделий, повышающая их технические и эксплуатационные характеристики.

В строительстве, как правило, используют металлические профильные трубы квадратного и прямоугольного сечения. Благодаря своей форме и технологии изготовления они получаются:

  • легкими – небольшой вес облегчает сборку конструкций;
  • надежными – ребра жесткости придают дополнительную прочность;
  • удобными в транспортировке и хранении – задействуется меньше места, по сравнению с круглыми изделиями, и не требуется специального закрепления;
  • простыми в монтаже – стыковка с плоскими поверхностями не вызывает трудностей.

Металлоконструкции, выполненные из профильной трубы, позволяют:

  • уменьшить себестоимость строительства за счет сокращения сроков возведения сооружения;
  • производить работы в холодный период времени;
  • ослабить нагрузки на фундамент;
  • не опасаться просадки каркаса здания;
  • выполнять сложные конструктивные элементы.

Недостатком использования профильной трубы для любой металлоконструкции может стать неверный расчет нагрузок. Поэтому для проектирования ферм, колонн, сводов и других элементов каркаса следует привлекать специалистов. Иначе здание в процессе эксплуатации может попросту «сложиться».

Стоит отметить, что толстостенные трубы, пригодные для изготовления несущих элементов каркасных зданий, обладают высокой стоимостью. Но отсутствие необходимости устройства массивного фундамента и быстрота возведения объекта во многих случаях материальную сторону отодвигают на второй план.

Кроме размеров и формы сечения профильной трубы, металлические изделия различаются по виду используемого материала. Они могут быть изготовлены из стали, алюминия и его сплавов, с оцинкованной или окрашенной, впоследствии, поверхностью. Алюминиевые трубы используются для устройства ограждений, фасадных систем, внутренних элементов интерьера и «легких» построек, а более прочные конструкции, например фермы и колонны, выполняют из стальных аналогов. Оцинкованные трубы устанавливают там, где требуется эстетичность и надежность – при возведении «открытых» каркасов, внутриусадебных строений, спортивных комплексов, а также при изготовлении заборных секций.

Область применения профильной трубы настолько широка, что ее сложно переоценить. Но вот в отопительных и водопроводных системах ее не используют. Для них существуют более подходящие варианты.

Стропильные металлоконструкции

Фермы из профильных труб имеют значительно меньший вес, чем выполненные из уголков, швеллеров, либо тавров. Их вполне можно собрать самостоятельно непосредственно на стройплощадке, но только при наличии соответствующего опыта.

При возведении капитального здания рекомендуется заказывать готовые металлоконструкции или приглашать профессионалов для их качественной сборки.

При неправильной технологии вполне может получиться искривленная крыша, которая будет смотреться не эстетично. А через время, если не сразу, она наверняка разрушится. Следует помнить и о том, что металлические фермы из профильных труб следует укладывать в том случае, если в качестве кровельного покрытия будут использоваться легкие современные материалы.

В зависимости от пролета и формы крыши, фермы выполняют:

  • треугольными;
  • ломаными;
  • трапециевидными;
  • с параллельными поясами;
  • односкатными;
  • арочными;
  • асимметричными.

Из профильных труб можно воссоздать практически любые фермы – с разными формами косынок, видами раскосов и стоек, а также вариантами опирания. Сборку производят методом сварки с использованием на стыковочных узлах дополнительных усиливающих элементов. Кроме этого, в конструкции фермы могут присутствовать растяжки и распорки, а в качестве крепежей – болты и заклепки.

Форма и размеры металлоконструкции, расположение труб и количество добавочных элементов определяется по расчетам, учитывающим передачу и перераспределение возможных постоянных и переменных нагрузок.

Правильно спроектированные и собранные фермы из профильных труб допускается использовать на ответственных участках сооружений. Они могут служить беспроблемно на протяжении долгих лет, но высокая стоимость пока не добавляет им популярности среди частных застройщиков. Чаще владельцы используют профильные трубы для монтажа небольших строений на своих придомовых территориях.

Каркасные дома

Практически в каждом населенном пункте сегодня можно встретить быстровозводимые каркасные сооружения в виде торговых центров и кафе, выставочных залов и складских ангаров, остановочных павильонов, крытых автостоянок и заправочных станций. Ранее производственные цеха строили из массивных металлических конструкций, а теперь швеллеры и уголки заменили легкими профильными трубами. Новые технологии позволили расширить границы каркасного строительства и обеспечили быстроту появления новых строений.

В европейских странах, Японии и США малоэтажные жилые дома с использованием конструкций из профильных труб строят достаточно интенсивно, но для наших сограждан приоритетными остаются более дешевые деревянные каркасы. Но если сравнить «западные» строения со зданиями, возведенными из традиционных материалов (кирпича, бетона, цельных бревен), то по финансовым и трудовым затратам последние обойдутся дороже металлокаркасных домов.

На самом деле, себестоимость строения из профильных труб напрямую зависит от используемых материалов. В частности, большую роль играет размер сечения и толщина стенки труб, способы утепления, а также варианты внутренней и наружной отделки.

Общие принципы

Вертикальные металлоконструкции устанавливают на фундамент. Его закладывают ниже уровня промерзания почвы, но выполняют в более легком варианте, чем потребовалось бы при возведении несущих стен из традиционных материалов. Допускается не устраивать капитальный фундамент лишь под временные постройки, которые иногда могут перемещаться с места на место или разбираться. Это касается, к примеру, оранжерей, сезонных навесов или теплиц.

Каркас монтируют поэтапно, соединяя профильные трубы между собой при помощи:

Фабричные металлоконструкции собираются быстрее и проще, так как комплектуются специальными крепежами, а трубы имеют четкие фиксированные размеры. Сварные же соединения требуют постоянного контроля правильности расположения соседних элементов. В этом случае возведение каркаса нуждается в более тщательном и аккуратном подходе. Монтажные работы производят снизу вверх. Устойчивость вертикальных элементов обеспечивают горизонтальной обвязкой и раскосами из профильных труб меньшего сечения.

Кровельную часть строения возводят двумя способами, в зависимости от его конструктивных особенностей. В первом случае она будет являться одним из элементов общего каркаса, а во втором – отдельной конструкцией, состоящей из нескольких ферм, устанавливаемых на несущие стойки, колонны или балки.

Следует отметить, что чем больше будет выбран уклон скатов и легче кровельные материалы, тем тоньше профильные трубы потребуются для монтажа крыши.

Дальнейшим этапом возведения жилого дома являются работы по утеплению ограждающих конструкций. Для этих целей специалисты рекомендуют воспользоваться экструдированным пенопластом и советуют не забывать о дополнительной изоляции металлоконструкций, чтобы они не превратились в своеобразные мостики холода.

Простые и популярные металлоконструкции

На территории садовых участков хозяева часто устанавливают сараи для хранения инвентаря и летние кухни, души и уличные туалеты, используя металлические трубы профильного сечения. Такие сооружения быстро возводятся, а при необходимости – разбираются. Но существуют и более капитальные постройки, служащие годами.

Забор из профильных труб

Владельцы частных домов отдают предпочтение сплошным ограждениям, скрывающим участок от посторонних взглядов. А вот территории общественных заведений, парков и садов окружают заборами из профильных труб, устраняя затененность и обеспечивая прекрасный обзор. Такие ограды выглядят изящнее бетонных и кирпичных, а возводятся быстрее и проще.

Металлические конструкции заборов могут состоять из прямых или гнутых профилей, иметь простые формы или сочетаться с ажурными элементами ковки.

Наиболее популярным вариантом считается ограждающая конструкция, состоящая из полых столбов квадратного сечения, пары горизонтальных и множества вертикальных профильных труб прямоугольного сечения малого размера. Как и при сборке фермы, элементы сваривают между собой, но их, также, можно фиксировать при помощи муфт или кронштейнов.

Работы производят поэтапно.

  1. По натянутому уровню на расстоянии около трех метров друг от друга намечают места установки столбов.
  2. Трубы вкапывают и бетонируют, либо вбивают.
  3. На столбы приваривают нижние и верхние поперечины.
  4. На горизонтальных элементах равноудалено крепят вертикальные профили, имеющие одинаковую, либо разную длину.

На каркас из профильных труб навешивают, также, металлоконструкции, представляющие собой готовые заборные секции, изготовленные в промышленных условиях или самостоятельно. В качестве заполнения, в этом случае, могут использоваться те же профили, сетка или арматурные стержни. А скрыть участок от любопытных прохожих помогут листы профнастила.

Читать еще:  Как правильно конопатить дом из бруса

Трубы прямоугольного сечения нередко устанавливают на полотна калиток или ворот даже при сплошном ограждении участка. Преимуществом подобного решения является снижение нагрузок на опорные столбы, что дает возможность расширения проезда. К тому же, хозяева всегда смогут заранее увидеть посетителей и пообщаться с ними, не открывая калитку и не пропуская внутрь нежданных гостей, что в некоторых случаях бывает очень важно.

Козырьки и навесы

Легкие металлоконструкции, предназначенные для устройства отдельно стоящих навесов, козырьков над входами, а также крыш для беседок, террас и гаражей также выполняют из профильных труб. По своей форме они напоминают металлические фермы, но меньшие по размеру и отличные по наполнению. Они не усиливаются большим количеством распорок и раскосов, а в некоторых случаях, когда конструкция состоит из отдельно расположенных труб, и вовсе их не имеют.

Для арочных навесов металлические профили гнут, а для скатных козырьков их сваривают с вертикальными или горизонтальными элементами под требуемым уклоном в соответствии с чертежами. На готовые конструкции настилают легкие кровельные материалы. Для этого часто используют тенты или прозрачные листы поликарбоната.

Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

  1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
  2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
  3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

  • Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
  • Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
  • Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

  1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
  2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что металлическая обрешетка и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

  • Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
  • Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
  • Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
  • Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

  1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
  2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
  3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
  4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Видео-инструкция

Как сварить ферму из профильной трубы – варианты и правила расчета

Используя профильные трубы для строительства ферм, можно легко создать конструкцию, которая способна выдержать значительные усилия. Подобные конструкции отличаются легкостью и подходят для постройки зданий, строительства каркасов под дымоходы, монтажа опор под кровли и козырьки. Формы и габаритные размеры ферм зависят от назначения конструкции и ее применения, независимо от того, домашнее это хозяйство или промышленный объект. В этой статье мы расскажем о том, как произвести правильный и точный расчет фермы из металлической профильной трубы. Если этого не сделать, то конструкция вряд ли выдержит необходимые нагрузки.

Читать еще:  Этапы подъема дома на винтовые сваи

Варианты конструкций ферм

Металлические конструкции из профильных труб характеризуются проведением масштабных работ, но они гораздо экономичнее и легче ферм, сооруженных из сплошных материалов. Профильные трубы получают из круглых труб по технологии горячей или холодной прокатки. В результате имеются трубы, напоминающие в поперечном разрезе различные геометрические фигуры, такие как прямоугольник, квадрат, многогранник, овал, полуовал и так далее. Для строительства фермы больше подходят квадратные трубы, поскольку они прочнее из-за наличия двух одинаковых ребер прочности.

Ферма – это конструкция из металла, которая характеризуется наличием верхнего и нижнего уровней, которые соединяются в виде решетки. Причем соединения не могут носить произвольный характер, а их количество рассчитывается по определенной формуле.

В конструкцию решетки входят:

  • стойки, установленные вертикально;
  • раскосы (подкосы), установленные под углом по отношению к стойкам;
  • шпренгели (вспомогательные подкосы).

Фермы, в основном, предназначаются для соединения пролетов различного хозяйственного назначения. Благодаря наличию таких элементов как раскосы, они выдерживают значительные нагрузки без деформации даже при перекрытии больших по длине пролетов.

Как правило, фермы изготавливаются на земле или на специальных производственных площадях. Все элементы фермы соединяются между собой с применением сварки или клепки. Чтобы построить навес, козырек, крышу капитального строительного объекта или других построек, готовые, собранные на земле фермы поднимают и монтируют на конструкции соответствующей постройки, придерживаясь всех размеров.

Соединение пролетов осуществляется различными по форме фермами из металла, например:

Фермы, напоминающие треугольник и изготовленные из подобных труб, служат в качестве стропил, а так же элементами классических односкатных конструкций. Арочные фермы пользуются огромной популярностью из-за своей эстетичности, а также устойчивости против больших нагрузок. При этом арочные фермы собираются по более уточненным данным, для того, чтобы усилия распределялись равномерно по всем элементам фермы.

Особенности конструкции

Конструкция фермы для различных строительных объектов зависит от предполагаемых рабочих нагрузок, а также от ее хозяйственного назначения.

В зависимости от числа поясов бывают:

  • опорные конструкции, элементы которых состоят из одной плоскости;
  • подвесные конструкции, которые отличаются наличием верхнего и нижнего поясов.

Строительные конструкции предполагают применение ферм с различным контуром:

  • с параллельным поясом (самый элементарный вариант, где используются одинаковые элементы);
  • односкатные треугольные (все опорные узлы отличаются повышенной прочностью, из-за чего конструкция способна противостоять значительным нагрузкам);
  • полигональные (выдерживают усилия от массивного настила, но отличаются сложностью в монтаже);
  • трапецеидальные (имеют схожие данные с полигональными, но не настолько сложные в монтаже);
  • двухскатные треугольные (используются для монтажа крутой двухскатной крыши из профильной трубы, но имеют большие затраты ресурсов);
  • Сегментные (годятся для конструкций, где предусмотрена установка светопрозрачной кровли; установка непростая, так как нужно изготавливать элементы с правильной геометрией для одинакового распределения нагрузки).

В зависимости от угла наклона, классические фермы относятся к таким видам:

  1. Угол от 22 до 30 градусов, когда отношение высоты к длине составляет 1:5. Годится для простых конструкций обычных навесов из профильной трубы.

Для накрытия пролетов малой и средней величины используются, в основном, треугольные виды ферм, сваренные из труб меньшего диаметра, так как они достаточно прочные и легкие.

Если длина пролета составляет больше 14-ти метров, то в конструкции предусматривают раскосы, закрепленные сверху вниз, а по верхнему поясу располагают панель, величиной 150-250 см, для получения двухпоясной конструкции, имеющей четное количество панелей.

При величине пролетов больше 20-ти метров, во избежание прогиба фермы, предусматривается установка подстропильных элементов конструкции, с креплением к опорным колоннам.

  1. Особое внимание следует обратить на ферму «Полонсо», которая состоит из двух треугольных конструкций, скрепленных одна с другой оригинальным способом. В такой конструкции нет необходимости в монтировании длинных раскосов в средней части, что позволяет снизить общий вес конструкции.
  2. Угол от 15 до 22 градусов, с отношением высоты к длине, как 1:7. Позволяет изготавливать фермы для соединения пролетов, имеющих длину до 20-ти метров. Если нужно увеличить высоту фермы, то придется сформировать нижний уровень ломаным.
  3. Угол меньше 15 градусов. Подобный каркас должен состоять из трапециевидных элементов. Подобные фермы располагают короткими стойками, благодаря которым ферма выдерживает продольный изгиб. При углах наклона от 6 до 10 градусов фермы должны иметь ассиметричную конструкцию. Определяют высоту фермы с помощью деления длины пролета на 7, 8 или 9, в зависимости от конструкционных особенностей проекта.

Как рассчитывается ферма из стальной профильной трубы

Расчет любой металлической конструкции – это важный и ответственный этап, независимо от того, строительство какой конструкции предполагается.

Расчет стропильной системы из профильной трубы сводится к следующим моментам:

  1. Определению размера пролета конструкции, который планируется перекрыть, а так же выбору конфигурации скатной крыши, с эффективным углом наклона ската (скатов).
  2. Подбору оптимальных контуров поясов фермы с учетом характера постройки, формы и габаритов крыши, угла наклона, расчетных нагрузок.
  3. Определению оптимальной высоты конструкции в центре пролета (H), на основании следующей формулы (где L – это длина фермы). Для параллельных, полигональных и трапецеидальных поясов: H=1/8×L. При этом величина уклона верхнего пояса должна соответствовать 1/8×L или 1/12×L. Для фермы треугольной формы: H=1/4×L H=1/5×L.
  4. Выяснению условий сбора конструкции в зависимости от ее габаритов. Если размеры металлоконструкции внушительные, то лучше сварить ее тут же, на строительной площадке, и лишь затем с помощью строительного крана установить ее на место, а если размеры небольшие, то ферму лучше сварить в условиях заводских площадей, после чего доставить ее транспортом к месту установки. Хотя последний вариант и является более затратным, он более надежный, так как производить работы в неподготовленном месте весьма проблематично.
  5. Расчету величины панелей в зависимости от расчетных нагрузок, действующих на кровлю в процессе ее эксплуатации.
  6. Определению угла крепления раскосов решетки, который может находиться в пределах 35-50 градусов, хотя рекомендуется их устанавливать под углом в 45 градусов.
  7. Следующий этап – это определение удаления между крепежными узлами, хотя обычно расстояние равняется ширине панели. При размерах пролета 36 метров и больше необходимо вычислить величину строительного подъема – обратно погашаемого изгиба, которую испытывает конструкция в процессе эксплуатации.
  8. Учитывая все измерения и вычисления, рисуется технический чертеж с указанием всех необходимых размеров, по которым и будет осуществляться изготовление металлоконструкции из металлической трубы.

Чтобы не допускать большого рассогласования в расчетах, лучше воспользоваться строительным калькулятором. На основании специальной программы можно рассчитать любую конструкцию из металла, в том числе и стропила крыши из профильной трубы.

Арочная ферма – пример расчета

Во время сборки фермы в виде арки для обычного навеса потребуется осуществить правильные расчеты. На данном примере, соответствующем размеру пролета в 6 метров, промежутками между арками в 1,05 метра, высотой конструкции в 1,5 метра, что соответствует арочной ферме, показано, как осуществляются все необходимые расчеты. Подобная конструкция отличается не только своей прочностью, но и эстетичностью. Длина пролета нижнего уровня арочной фермы соответствует величине 1,3 метра(f), а радиус окружности в нижнем поясе составляет 4,1 метра(r). Угол между радиусами составляет 105, 9776º (а).

Длина профильной трубы (mh) для обустройства нижнего пояса вычисляется по формуле:

mh – это длина профиля для нижнего пояса;

Pi – постоянная величина (3,14);

R – радиус окружности фермы;

a – угол между радиусами;

в итоге должно получиться:

Узлы конструкции устанавливают на участках нижнего пояса на расстоянии 55,1 см. Для простоты сборки желательно округлить это расстояние до 55 см, при этом, увеличивать шаг установки узлов не рекомендуется. Удаление между крайними точками следует рассчитать отдельно.

При длине пролета не больше 6 метров допускается не делать сложных расчетов и не использовать сварку. Достаточно использовать одинарную или двойную балку, осуществив изгиб элемента конструкции под нужным радиусом. Несмотря на это, нужно правильно подобрать толщину металлических элементов, чтобы арка смогла выдержать все нагрузки.

Профильная труба для строительства ферм – требования к материалу

Изготовление рабочих конструкций ферм, особенно больших по размеру, требует определенных характеристик трубопроката.

Читать еще:  Испытание кабелей связи

Поэтому профильные трубы выбираются:

  • на основании СНиП 07-85 (действие нагрузки снега на все элементы конструкции);
  • на основании СНиП П-23-81 (о технологии работ со стальными профильными трубами);
  • в соответствии с ГОСТ 30245 (соответствие диаметра профильных труб к толщине стенок).

Все основные данные занесены в определенные документы, что позволяет ознакомиться с информацией на предмет наличия видов профильных труб и подобрать те материалы, которые пригодны для конкретных проектов.

Как правило, для изготовления ферм применяется только качественная металлопродукция. Например, для прочных ферм берется только легированная сталь, которая более устойчива к атмосферным воздействиям. В связи с этим подобные конструкции не требуют дополнительной защиты от коррозии.

Полезные советы — как сварить правильно

Ознакомившись с технологией сборки решетчатых ферм, достаточно просто устанавливается легкий и прочный каркас для кровли или светопрозрачного материала.

При этом желательно учитывать некоторые нюансы:

  • Если требуется прочная и надежная конструкция, то больше подойдет металлическая труба в виде квадрата.
  • Для большей жесткости главные элементы фермы соединяются с применением металлических уголков и прихваток.
  • При креплении деталей фермы в верхнем поясе желательно применить двутавровые разносторонние уголки, соединяя детали с более узкой стороны.
  • При креплении деталей нижнего пояса используют равносторонние уголки (двутавровые).
  • Для соединения основных частей конструкции из металла большой длины используют накладные пластины из металла.

Ну и самое главное – это решить, как сварить ферму из профильной трубы. Особенно это актуально, если ее нужно сделать тут же, на строительной площадке. Подобные конструкции собираются с помощью сварки, а поскольку к качеству сварочных работ предъявляются высокие требования, то без хорошего сварщика и оборудования здесь никак не обойтись.

Стойки фермы крепятся под прямыми углами, а раскосы — под углами в 45 градусов. Для начала лучше заняться заготовкой основных и вспомогательных элементов фермы, порезав профильную трубу на отрезки, согласно размерам, указанным на рабочих чертежах. После этого приступают к сварке конструкции на земле, постоянно контролируя геометрические размеры.

В процессе сварки нужно контролировать качество каждого сварного шва. Это очень важно, поскольку ферма находится на высоте и несет определенную опасность для окружающих.

Фермы из профильной трубы: конструкции, расчет и изготовление

Когда площадь сооружения достаточно большая, вопрос обеспечения надежности и прочности конструкции приобретает особую важность. Появляется необходимость в усилении стропильной системы, стропила которой могли бы перекрыть довольно длинные пролеты.
Фермы из профильной трубы представляют собой металлоконструкции, собранные при помощи решетчатых стержней. Изготовление металлических ферм – процесс более трудоемкий, чем в случае сплошных балок, но более экономичный. В производстве используют парный материал, а в качестве соединяющей детали – косынки. Всю конструкцию собирают, используя сварку или клепки.

С их помощью можно перекрывать пролеты любой длины, однако, стоит отметить, что для правильного монтажа необходим грамотный расчет. Тогда при условии качественного выполнения сварочных работ остается только в дальнейшем перенести трубные сборки наверх и смонтировать по верхней обвязке, согласно разметке.

Несущие фермы из профильной трубы имеют немало неоспоримых преимуществ:

    минимальный вес; они долговечны; выносливы; узлы очень крепкие, поэтому способны противостоять высоким нагрузкам; с их помощью можно возводить конструкции со сложной геометрией; позволяют сэкономить финансовые средства, поскольку расценки на изготовление металлоконструкций из профильной трубы достаточно приемлемы для решения широкого круга задач.

Конструкции ферм из профильной трубы ↑

В основе деления этих конструкций на конкретные виды лежат разные параметры. Начнем с главного –

    опоры, компоненты которой расположены в единой плоскости; висячие, в их состав входят два пояса, по расположению их называют соответственно нижним, верхним.
    Форма и контуры

По первому параметру различают:

    арочные фермы из профильной трубы, бывают и прямыми; односкатные либо двухскатные.

В соответствии с контуром различают:

    имеющие параллельный пояс. Это оптимальный вариант для обустройства мягкой кровли. Такая опора собирается очень просто, поскольку ее компонентами являются идентичные детали и, что немаловажно, размеры решетки совпадают с размерами стержней для пояса;

    односкатные. Отличаются жесткими узлами, которые позволяют воспринять значительные внешние нагрузки. На их сооружение уходит небольшое количество материала, поэтому эти конструкции достаточно экономичны; полигональные. Хотя они в состоянии выдерживать большой вес, однако, их монтаж трудоемок и довольно сложен; треугольные. Они практически незаменимы при устройстве крыш с большим углом наклона. Единственный их минус в большом количестве отходов при сооружении.

    Угол наклона. Типовые фермы из профильной трубы делят на три группы:
    22°- 30°. Высота и длина металлоконструкции в этом случае соотносятся, как один к пяти. Это оптимальный вариант для перекрытия небольших пролетов в бытовом строительстве. Главным их преимуществом является небольшой вес. Больше всего для подобного аналога подходят треугольные.

Для пролетов, имеющих длину более 14 м используют раскосы, которые устанавливаются сверху вниз. По верхнему поясу располагают панель (порядка 150 – 250 см в длину). Таким образом, при этих исходных данных мы имеем конструкцию, включающую два пояса. Количество панелей при этом четное.

Если пролет превышает 20 м, то возникает необходимость в подстропильной металлоконструкции, связанной опорными колоннами.

    15°- 22°. Соотношение высоты и длины в этом случае равно один к семи. Наибольшая допустимая длина под подобный каркас составляет 20 м. Если по условиям эксплуатации необходимо увеличить ее высоту, то нижний пояс выполняют ломаным. меньше 15°. В подобный проектах рекомендуется использовать трапециевидные металлические стропила. Наличие в них коротких стоек способствует увеличению противодействия продольному изгибу.

Высоты определяют через деление длины пролета на семь, восемь либо девять частей, взяв за основу особенности заданной конструкции.

Расчет для навеса ↑

Проведение расчетов основывается на требованиях СниП:

Обязательным компонентом любого расчета и последующего монтажа конструкции является чертеж.

Подготавливается схема с указанием зависимости между длиной металлоконструкции и уклоном кровли.

    В ней также учитываются очертания поясов опоры. Контур пояса определяется назначением конструкции, типом покрытия кровли и углом наклона. При выборе размеров, как правило, следуют принципу экономии, если, конечно, ТТ не требуют иного. Высоту конструкции определяет тип перекрытия, минимальный общий вес, возможность перемещения, длину же – установленный уклон.
    Размеры панелей рассчитывают с учетом нагрузок, воспринимаемых конструкцией. При этом следует помнить, что углы раскосов у разных металлических стропил отличаются, панель же должна им соответствовать. Для треугольной решетки искомый угол равен 45°, для раскосой – 35°. Завершает расчет определение промежутка между узлами. Обычно он соответствует ширине панели.

Для определения размеров металлоконструкции для навесов следуют следующим данным:

    для сооружений шириной не более 4,5 м используют изделия размером 40 на 20 на 2 мм; менее 5,5 м – 40 на 40 на 2 мм; свыше 5,5 м оптимальными будут изделия размером 40 на 40 на 3 мм либо 60 на 30 на 2 мм.

При расчете шага необходимо учесть, наибольшее возможное расстояние от одной опоры навеса до другой равно 1,7 м. При нарушении этого ограничения прочность и надежность сооружения будет под вопросом.

Когда будут полностью получены необходимые параметры, при помощи формул и особых программ получают соответствующую схему конструкции. Теперь остается продумать, как сварить ферму правильно.

При расчетах должны учитываться:

    закупочная стоимость одной тонны металла; расценки на изготовление металлоконструкций из профильной трубы (либо можно просуммировать взятые в отдельности расходы на сварку, антикоррозийную обработку, монтаж).

Рекомендации по правильному выбору и изготовлению металлоконструкций трубчатого типа ↑

      Выбирая типоразмер желательно остановить свой выбор на прямоугольных или квадратных изделиях, поскольку имеющиеся два ребра жесткости обеспечат готовой металлоконструкции наибольшую устойчивость. Используйте исключительно качественные изделия из высокоуглеродистой легированной стали, которая не корродирует и устойчива к агрессивным воздействиям внешней среды. Толщину стенок и диаметр подбирают в соответствии с заложенными в проекте. Таким образом будет обеспечена требуемая несущая способность металлических стропил. Для соединения основных компонентов фермы друг к другу используют прихватки и спаренные уголки. В верхнем поясе для смыкания каркаса необходимы разносторонние двутавровые уголки, причем стыковку выполняют по меньшей стороне. Для сопряжения деталей нижнего пояса применяют равносторонние уголки. Основные части длинных конструкций соединяют посредством накладных пластин.

    Раскосы устанавливаются под 45 градусов, а стойки – под прямым углом. Завершив сборку основной конструкции, переходят к сварке фермы из профильной трубы. Каждый из сварочных швов обязательно необходимо проверить на качество, поскольку именно они определяют надежность будущего сооружения. Металлические стропила после завершения сварки обрабатывают специальными антикоррозийными составами и покрывают краской.

Изготовление металлических ферм для навеса на видео.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector