Изчисление на ферми за метални конструкции. Пример за изчисляване на триъгълна ферма

В различни сектори на строителството често се използват ферми от профилна тръба. Конструктивно такива ферми са метални конструкции, състоящи се от отделни пръти и имащи решетъчна форма. Фермите се различават от конструкциите от масивни греди с по-ниска цена и по-голяма интензивност на труда. За свързване на профилни тръби могат да се използват както заварения метод, така и нитове.

Металните профилни ферми са подходящи за създаване на всякакъв участък, независимо от тяхната дължина - но за да можете да направите това, конструкцията трябва да бъде изчислена с най-голяма точност преди монтажа. Ако изчислението на металната ферма е било правилно и всички монтажни работи на металните конструкции са извършени правилно, тогава готовата ферма ще трябва само да се повдигне и монтира върху подготвения сбруя.

Предимства от използването на метални греди

Фермите от профилна тръба имат много предимства, включително:

Лек дизайн;
Дълъг експлоатационен живот;
Отлични показатели за сила;
Възможност за създаване на структури със сложна конфигурация;
Приемлива цена на метални елементи.

Класификация на ферми от профилна тръба

Всички метални ферми имат няколко общи параметъра, които осигуряват разделянето на фермите на типове.

Тези опции включват:

Броят на коланите. Металните ферми могат да имат само един колан и тогава цялата конструкция ще лежи в една равнина или два колана. В последния случай фермата ще се нарича висяща. Дизайнът на висящата ферма включва два колана - горен и долен.
Формата. Има сводеста ферма, права, едноскатна и двускатна.
Верига.
Ъгъл на наклон.

В зависимост от контурите се разграничават следните видове метални конструкции:

Успоредни ремъчни ферми. Такива конструкции най-често се използват като опора за подреждане на покрив от меки покривни материали. Ферма с паралелен колан се създава от същите части с идентични размери.
Навесни ферми. Конструкциите с един наклон са евтини, тъй като за направата им са необходими малко материали. Готовата конструкция е доста издръжлива, което се осигурява от твърдостта на възлите.
Полигонни ферми. Тези конструкции имат много добра носеща способност, но трябва да платите за това - многоъгълните метални конструкции са много неудобни за инсталиране.
триъгълни ферми. По правило фермите с триъгълен контур се използват за монтаж на покриви, разположени на голям наклон. Сред недостатъците на такива ферми си струва да се отбележи големият брой ненужни разходи, свързани с масата на отпадъците по време на производството.

Как да изчислим ъгъла на наклон

В зависимост от ъгъла на наклон фермите са разделени на три категории:

22-30 градуса. В този случай съотношението на дължината и височината на готовата конструкция е 5:1. Фермите с такъв наклон, тъй като са леки, са чудесни за подреждане на къси участъци в частно строителство. По правило фермите с такъв наклон имат триъгълен контур.
15-22 градуса. При дизайн с такъв наклон дължината надвишава височината седем пъти. Фермите от този тип не могат да бъдат с дължина повече от 20 м. Ако е необходимо да се увеличи височината на готовата конструкция, на долния пояс се придава счупена форма.
15 или по-малко. Най-добрият вариант в този случай ще бъдат метални греди от профилна тръба, свързани под формата на трапец - късите стелажи ще намалят ефекта от надлъжното огъване върху конструкцията.

В случай на участъци, чиято дължина надвишава 14 m, е необходимо да се използват скоби. Горният колан трябва да бъде оборудван с панел с дължина около 150-250 см. При четен брой панели ще се получи конструкция, състояща се от два колана. При разстояния по-дълги от 20 m металната конструкция трябва да бъде подсилена с допълнителни опорни елементи, свързани с опорни колони.

Ако трябва да намалите теглото на готовата метална конструкция, трябва да обърнете внимание на фермата Polonso. Включва две системи с триъгълна форма, които са свързани чрез затягане. Използвайки тази схема, можете да направите без големи скоби в средните панели.

Когато създавате ферми с наклон от около 6-10 градуса за навесни покриви, трябва да запомните, че готовата конструкция не трябва да има симетрична форма.

Изчисляване на метална ферма

При изчисляване е необходимо да се вземат предвид всички изисквания за метални конструкции от държавните стандарти. За да се създаде най-ефективният и надежден дизайн, е необходимо на етапа на проектиране да се изготви висококачествен чертеж, който ще покаже всички елементи на фермата, техните размери и характеристики на връзката с носещата конструкция.

Преди да изчислите ферма за балдахин, трябва да вземете решение за изискванията за готова ферма и след това да започнете от спестявания, като избягвате ненужните разходи. Височината на фермата се определя от вида на пода, общото тегло на конструкцията и възможността за нейното по-нататъшно изместване. Дължината на металната конструкция зависи от очаквания наклон (за конструкции, по-дълги от 36 m, ще се изисква и изчисление на асансьора на сградата).

Панелите трябва да бъдат избрани по такъв начин, че да издържат на натоварванията, които ще паднат върху фермата. Скобите могат да имат различни ъгли, така че този параметър също трябва да се вземе предвид при избора на панели. При триъгълните решетки ъгълът е 45 градуса, а при наклонените - 35 градуса.

Изчисляването на покрив от профилна тръба завършва с определяне на разстоянието, на което ще се създават възли един спрямо друг. По правило този индикатор е равен на ширината на избраните панели. Оптималният показател за стъпката на опорите на цялата конструкция е 1,7 m.

Когато изчислявате ферма с един наклон, трябва да разберете, че с увеличаване на височината на конструкцията, нейната носеща способност също ще се увеличи. Освен това, ако е необходимо, си струва да допълните схемата на фермата с няколко усилвателя, които могат да укрепят конструкцията.

Примери за изчисление

Когато избирате тръби за метални ферми, си струва да започнете от следните препоръки:

За подреждането на конструкции с ширина по-малка от 4,5 m са подходящи тръби със сечение 40x20 mm с дебелина на стената 2 mm;
При конструктивна ширина от 4,5 до 5,5 м са подходящи 40 мм квадратни профилни тръби със стена 2 мм;
За по-големи метални конструкции са подходящи същите тръби, както в предишния случай, но със стена 3 mm, или тръби със сечение 60x30 mm със стена 2 mm.

Последният параметър, на който също трябва да се обърне внимание при изчисляването, е цената на материалите. Първо, трябва да вземете предвид цената на тръбите (като не забравяйте, че цената на тръбите се определя от теглото им, а не от дължината). На второ място, струва си да попитате за цената на сложната работа по производството на метални конструкции.

Препоръки за избор на тръби и производство на метални конструкции

Преди да готвите ферми и да изберете най-добрите материали за бъдещо строителство, трябва да се запознаете със следните препоръки:

При изучаване на гамата от тръби, предлагани на пазара, си струва да се даде предпочитание на правоъгълни или квадратни продукти - наличието на усилватели значително увеличава тяхната здравина;
При избора на тръби за рафтовата система би било най-добре да изберете продукти от неръждаема стомана, изработени от висококачествена стомана (размерите на тръбите се определят от проекта);
При инсталиране на основните елементи на фермата се използват халки и двойни ъгли;
В горните хорди обикновено се използват I-образни греди с различни страни за свързване на рамката, по-малката от които е необходима за докинг;
За монтиране на долния колан, ъглите с равни страни са доста подходящи;
Основните елементи на големи конструкции са прикрепени един към друг с надземни плочи;
Скобите се монтират под ъгъл от 45 градуса, а стелажите се монтират под 90-градусов наклон.
Когато се заварява метална ферма за навес, струва си да се уверите, че всяка заварка е достатъчно надеждна (прочетете също: "");
След заваряване металните конструктивни елементи остават покрити със защитни съединения и боя.

Заключение

Профилните тръбни ферми са доста гъвкави и подходящи за решаване на широк спектър от задачи. Производството на ферми не може да се нарече просто, но ако подходите към всички етапи на работа с цялата отговорност, тогава резултатът ще бъде надежден и висококачествен дизайн.

Сенници върху метална рамка улесняват живота. Те ще предпазят колата от времето, ще покрият лятната веранда, беседката. Те ще заменят покрива на работилницата или навеса над входа. Обръщайки се към професионалисти, ще получите всякакъв вид навес. Но мнозина ще се справят сами с инсталационните работи. Вярно е, че ще ви трябва точно изчисление на фермата от профилната тръба. Не можете без подходящо оборудване и материали. Разбира се, необходими са и умения за заваряване и рязане.

материал на рамката

Основата на сенниците е стомана, полимери, дърво, алуминий, стоманобетон. Но по-често рамката се състои от метални ферми от профилна тръба. Този материал е кух, сравнително лек, но издръжлив. В раздел изглежда така:

правоъгълник;
квадрат;
овална (както и полу- и плоска овална фигура);
полиедър.

При заваряване от профилна тръба на ферми често се избира квадратно или правоъгълно сечение. Тези профили са по-лесни за обработка.

Разнообразие от тръбни профили

Допустимите натоварвания зависят от дебелината на стената, степента на метал, метода на производство. Материалът често е висококачествена конструкционна стомана (1-3ps/sp, 1-2ps(sp)). За специални нужди се използват нисколегирани сплави и поцинковане.

Дължината на профилните тръби обикновено варира от 6 m за малки секции до 12 m за големи. Минимални параметри от 10×10×1 mm и 15×15×1.5 mm. С увеличаване на дебелината на стената се увеличава здравината на профилите. Например, на секции 50 × 50 × 1,5 mm, 100 × 100 × 3 mm и повече. Продуктите с максимални размери (300 × 300 × 12 mm или повече) са по-подходящи за промишлени сгради.

Що се отнася до параметрите на елементите на рамката, има следните препоръки:

за малки навеси (широчина до 4,5 m) се използва тръбен материал със сечение 40 × 20 × 2 mm;
ако ширината е до 5,5 m, се препоръчват параметри 40 × 40 × 2 mm;
за навеси с по-големи размери се препоръчва да се вземат тръби 40 × 40 × 3 mm, 60 × 30 × 2 mm.

Какво е ферма

Фермата се нарича основна система, основа на строителната структура. Състои се от праволинейни елементи, свързани във възли. Например, разглеждаме конструкцията на ферма от профилна тръба, при която няма изместване на прътите и няма извънвъзлови натоварвания. Тогава в съставните му части ще възникнат само сили на опън и натиск. Механиката на тази система й позволява да остане геометрично непроменена при замяна на твърдо закрепени възли с шарнирни.

Фермата се състои от следните елементи:

горен колан;
долен колан;
застанете перпендикулярно на оста;
скоба (или скоба), наклонена към оста;
спомагателна опорна скоба (sprengel).

Решетъчната система може да бъде триъгълна, диагонална, полудиагонална, кръстосана. За свързване се използват шалове, сдвоени материали, нитове, заварки.

Опции за монтаж на възли

Производството на ферми от профилна тръба включва сглобяването на колан с определени очертания. По вид те са:

сегмент;
многоъгълен;
фронтон (или трапецовиден);
с успоредни колани;
триъгълна (d-i);
с повдигнат счупен долен колан;
наклонен към;
конзола.

Някои системи са по-лесни за инсталиране, други са по-икономични по отношение на разхода на материали, а трети са по-лесни по отношение на поддържащите възли.

Основи на изчисляването на фермата

Влияние на ъгъла на наклон

Изборът на дизайна на ферми за навес от профилна тръба е свързан с наклона на проектираната конструкция. Има три възможни варианта:

от 6° до 15°;
от 15° до 22°;
от 22° до 35°.

При минимален ъгъл (6°-15°) се препоръчват трапецовидни очертания на коланите. За да се намали теглото, се допуска височина от 1/7 или 1/9 от общата дължина на педя. При проектирането на наклонен навес със сложна геометрична форма е необходимо да се повдигне в средната част над опорите. Възползвайте се от фермите на Полонсо, препоръчани от много експерти. Те са система от два триъгълника, свързани с пуф. Ако имате нужда от висока конструкция, по-добре е да изберете многоъгълна конструкция с повдигнат долен акорд.

Когато ъгълът на наклона надвишава 20°, височината трябва да бъде 1/7 от общата дължина на участъка. Последният достига 20 м. За да се увеличи конструкцията, долният пояс се прави счупен. Тогава увеличението ще бъде до 0,23 дължина на участъка. За изчисляване на необходимите параметри се използват таблични данни.

Таблица за определяне на наклона на фермовата система

При наклон над 22 ° изчисленията се извършват по специални програми. Навеси от този вид се използват по-често за покриви от шисти, метал и подобни материали. Тук се използват триъгълни ферми от профилна тръба с височина 1/5 от цялата дължина на участъка.

Колкото по-голям е ъгълът на наклон, толкова по-малко валежи и обилен сняг ще се натрупат върху навеса. Носещата способност на системата се увеличава с нейната височина. За допълнителна здравина са предвидени допълнителни ребра за втвърдяване.

Опции за основния ъгъл

За да разберете как да изчислите ферма от профилна тръба, е наложително да разберете параметрите на основните възли. Например, размерите на обхвата обикновено трябва да бъдат посочени в техническите задания. Броят на панелите, техните размери са предварително зададени. Изчислете оптималната височина (H) в средата на участъка.

Ако коланите са успоредни, многоъгълни, трапецовидни, H=1/8×L, където L е дължината на фермата. Горният колан трябва да има наклон от около 1/8xL или 1/12xL.
За триъгълен тип средно H=1/4×L или H=1/5×L.

Решетъчните скоби трябва да имат наклон от приблизително 45° (в рамките на 35°-50°).

Използвайте готов стандартен проект, след което не е нужно да правите изчисленията

За да бъде сенникът надежден и да издържи дълго време, неговият проект изисква точни изчисления. След изчислението се закупуват материали и след това се монтира рамката. Има по-скъп начин - да закупите готови модули и да сглобите конструкцията на място. Друг вариант е по-труден - да направите сами изчисленията. Тогава ще ви трябват данни от специални справочници за SNiP 2.01.07-85 (въздействия, натоварвания), както и SNiP P-23-81 (данни за стоманени конструкции). Трябва да направите следното.

Решете блоковата схема в съответствие с функциите на сенника, ъгъла на наклон, материала на прътите.
Изберете опции. Вземете предвид връзката между височината и минималното тегло на покрива, неговия материал и вид, наклон.
Изчислете размерите на панела на конструкцията според разстоянието на отделните части, отговорни за пренасянето на товари. Разстоянието между съседните възли се определя, обикновено равно на ширината на панела. Ако обхватът е повече от 36 m, се изчислява асансьорът на сградата - обратният гасящ завой, който действа поради натоварванията върху конструкцията.

Сред методите за изчисляване на статично определени ферми, един от най-простите е изрязването на възли (области, където прътите са шарнирно закрепени). Други опции са методът Ritter, методът за смяна на пръчката Henneberg. Както и графично решение чрез съставяне на диаграма Максуел-Кремона. В съвременните компютърни програми по-често се използва методът на рязане на възли.

За човек, който има познания по механика и здравина на материалите, не е толкова трудно да изчисли всичко това. Останалите трябва да имат предвид, че експлоатационният живот и безопасността на сенника зависят от точността на изчисленията и големината на грешките. Може би е по-добре да се свържете с експертите. Или изберете опция от готови дизайнерски решения, където можете просто да замените своите стойности. Когато е ясно какъв вид ферма е необходима от профилна тръба, чертеж за нея със сигурност ще бъде намерен в интернет.

Важни фактори за избор на място

Ако навесът принадлежи на къща или друга сграда, той ще изисква официално разрешение, за което също ще трябва да се погрижите.

Първо се избира сайт, където ще се намира структурата. Какво се взема предвид?

Постоянни натоварвания (фиксирано тегло на обшивки, покривни и други материали).
Променливи натоварвания (въздействие на климатични фактори: вятър, валежи, включително сняг).
Специален вид натоварване (има ли сеизмична активност в региона, бури, урагани и др.).

Важни са и характеристиките на почвата, влиянието на близките сгради. Проектантът трябва да вземе предвид всички значими фактори и изясняващи коефициенти, които са включени в алгоритъма за изчисление. Ако смятате да правите изчисленията сами, използвайте 3D Max, Arkon, AutoCAD или подобни програми. Има опция за изчисление в онлайн версиите на строителните калкулатори. Не забравяйте да разберете за предвидения проект препоръчителната стъпка между носещите опори, щайгата. Както и параметрите на материалите и тяхното количество.

Пример за софтуерно изчисление за навес, покрит с поликарбонат

Последователност на работа

Монтажът на рамката от метални профили трябва да се извършва само от специалист по заваръчни работи. Този отговорен бизнес изисква познания и умело боравене с инструмента. Необходимо е не само да се разбере как да се заварява ферма от профилна тръба. Важно е кои възли е по-правилно да се сглобят на земята и едва след това да ги повдигнете до опорите. Ако конструкцията е тежка, ще е необходимо оборудване за монтаж.

Обикновено процесът на инсталиране протича в следната последователност:

Маркирането на зоната е в ход. Монтирани са вградени части, вертикални опори. Често металните тръби веднага се поставят в ямите и след това се бетонират. Вертикалността на инсталацията се проверява с отвес. За да се контролира паралелизма, между крайните стелажи се опъва шнур или конец, останалите се настройват по получената линия.
Надлъжните тръби се фиксират към опорите чрез заваряване.
На земята са заварени възли и елементи от ферми. С помощта на скоби и джъмпери, коланите на конструкцията са свързани. След това блоковете трябва да бъдат повдигнати до желаната височина. Те са заварени към надлъжните тръби в зоните, където са поставени вертикалните опори. Между фермите по наклона са заварени надлъжни прегради за по-нататъшно закрепване на покривния материал. Правят дупки за крепежни елементи.
Всички свързващи зони се почистват внимателно. Особено горните ръбове на рамката, където покривът ще лежи в бъдеще. Повърхността на профилите се почиства, обезмаслява, обработва се с грунд и се боядисва.

Използвайки готовия проект, бързо ще започнете да сглобявате сенника

Експертите съветват да извършвате такава отговорна работа само със съответен опит. Не е достатъчно да знаете на теория как правилно да заварявате ферма от профилна тръба. След като направи нещо нередно, игнорирайки нюансите, домашният майстор рискува. Сенникът ще се срути и ще се срути. Всичко, което ще бъде под него, ще пострада – коли или хора. Така че вземете знанията си присърце!

Видео: как да заварявате ферма от профилна тръба

Днес профилните тръбни ферми се считат за идеалното решение за изграждане на гараж, жилищна сграда и стопански постройки. Здрави и издръжливи, тези дизайни са евтини, бързо се изграждат и всеки, който има малко математика и умения за рязане и заваряване, може да се справи с тях.

И как да изберете правилния профил, да изчислите фермата, да направите джъмпери в нея и да инсталирате, сега ще ви разкажем подробно. За целта сме подготвили за вас подробни уъркшопове за правене на такива ферми, видео уроци и ценни съвети от нашите експерти!

И така, какво е ферма? Това е структура, която свързва опорите заедно в едно цяло. С други думи, фермата принадлежи към прости архитектурни конструкции, сред ценните предимства на които подчертаваме следното: висока якост, отлична производителност, ниска цена и добра устойчивост на деформации и външни натоварвания.

Поради факта, че такива ферми имат висока носеща способност, те се поставят под всякакви покривни материали, независимо от теглото им.

Използването в конструкцията на метални ферми от нови или правоъгълни затворени профили се счита за едно от най-рационалните и конструктивни решения. И с добра причина:

Основната тайна е в спестяванията поради рационалната форма на профила и свързването на всички елементи на решетката.
Друго ценно предимство на профилните тръби за използване при производството им на ферми е еднаква стабилност в две равнини, отлична рационалност и лекота на използване.
С цялото си ниско тегло, такива ферми могат да издържат на сериозни натоварвания!

Покривните ферми се различават по формата на ремъците, вида на сечението на прътите и видовете решетка. И с правилния подход можете самостоятелно да заварявате и монтирате ферма от профилна тръба с всякаква сложност! Дори и този:

II етап. Придобиваме качествен профил

Така че, преди да съставите бъдещи ферми, първо трябва да вземете решение за такива важни точки:

контури, размер и форма на бъдещия покрив;
материал за производството на горните и долните корди на фермата, както и нейната решетка;

Запомнете едно просто нещо: рамката на профилната тръба има така наречените точки на баланс, които са важни за определяне за стабилността на цялата ферма. И е много важно да изберете висококачествен материал за това натоварване:

Фермите са изградени от профилна тръба от такива видове секции: правоъгълни или квадратни. Предлагат се в различни размери и диаметри на секции, с различна дебелина на стената:

Препоръчваме тези, които се продават специално за малки сгради: те достигат до 4,5 метра дължина и имат сечение 40x20x2 mm.
Ако ще правите ферми по-дълги от 5 метра, тогава изберете профил с параметри 40x40x2 mm.
За пълномащабно изграждане на покрива на жилищна сграда ще ви трябват профилни тръби със следните параметри: 40x60x3 mm.

Стабилността на цялата конструкция е право пропорционална на дебелината на профила, така че не използвайте тръби за производството на ферми, които са предназначени само за заваряване на стелажи и рамки - ето други характеристики. Обърнете внимание и на кой метод е произведен продуктът: чрез електрическо заваряване, горещо или студено формовано.

Ако се заемете сами да правите такива ферми, тогава вземете заготовки с квадратно сечение - най-лесно е да работите с тях. Вземете квадратен профил с дебелина 3-5 мм, който ще бъде достатъчно здрав и близък по своите характеристики до метални пръти. Но ако ще направите ферма само за козирка, тогава можете да дадете предпочитание на по-бюджетен вариант.

Не забравяйте да вземете предвид натоварванията от сняг и вятър във вашия район, когато проектирате. В крайна сметка, при избора на профил (по отношение на натоварването върху него), ъгълът на наклона на фермите е от голямо значение:

Можете по-точно да проектирате ферма от профилна тръба, като използвате онлайн калкулатори.

Отбелязваме само, че най-простият дизайн на профилна тръбна ферма се състои от няколко вертикални стълба и хоризонтални нива, върху които могат да бъдат закрепени покривни греди. Можете да закупите такава рамка готова самостоятелно, дори по поръчка във всеки град в Русия.

III етап. Изчисляваме вътрешното напрежение на фермите

Най-важната и отговорна задача е правилното изчисляване на фермата от профилната тръба и избора на желания формат на вътрешната решетка. За да направите това, имаме нужда от калкулатор или друг подобен софтуер, както и някои таблични данни на SNiP, които за това:

SNiP 2.01.07-85 (въздействия, натоварвания).
SNiP p-23-81 (данни за стоманени конструкции).

Моля, прегледайте тези документи, ако е възможно.

Форма на покрива и наклон

За кой конкретен покрив е необходима фермата? Навес, фронтон, купол, сводест или тазобедрен? Най-лесният вариант, разбира се, е производството на стандартен навес. Но също така можете сами да изчислите и произведете доста сложни ферми:

Стандартната ферма се състои от такива важни елементи като горни и долни корди, стелажи, скоби и спомагателни подпори, които също се наричат спренгели. Вътре в фермите има решетъчна система; за свързване на тръби се използват заварки, нитове, специални сдвоени материали и шалове.

И ако ще направите покрив със сложна форма, тогава такива ферми ще бъдат идеален вариант за него. Много е удобно да ги направите по шаблон направо на земята и едва след това да ги повдигнете.

Най-често при изграждането на малка селска къща, гараж или съблекалня се използват така наречените ферми Polonso - специален дизайн на триъгълни ферми, свързани с пуфове, а долният колан тук излиза повдигнат.

Всъщност в този случай, за да се увеличи височината на конструкцията, долната хорда се прави счупена и тогава тя е 0,23 от дължината на полета. За вътрешното пространство на стаята е много удобно.

И така, общо има три основни варианта за направа на ферма, в зависимост от наклона на покрива:

от 6 до 15°;
от 15 до 20°;
от 22 до 35°.

Каква е разликата, питате? Например, ако ъгълът на конструкцията е малък, само до 15 °, тогава е рационално фермите да бъдат направени в трапецовидна форма. И в същото време е напълно възможно да се намали теглото на самата конструкция, като се вземе височина от 1/7 до 1/9 от общата дължина на полета.

Тези. следвайте това правило: колкото по-ниско е теглото, толкова по-голяма е височината на фермата. Но ако вече имаме сложна геометрична форма, тогава трябва да изберете различен тип ферма и решетки.

Видове ферми и форми на покриви

Ето пример за специфични ферми за всеки тип покрив (единичен, двоен, сложен):

Нека разгледаме видовете ферми:

триъгълнафермите са класика за направата на основата за стръмни покривни склонове или навеси. Напречното сечение на тръбите за такива ферми трябва да бъде избрано, като се вземе предвид теглото на покривните материали, както и работата на самата сграда. Триъгълните ферми са добри, защото имат прости форми, лесни са за изчисляване и изпълнение. Те са ценени за подпокрив, осигуряващ естествена светлина. Но отбелязваме и недостатъците: това са допълнителни профили и дълги пръти в централните сегменти на решетката. И също тук ще трябва да срещнете някои трудности при заваряване на остри референтни ъгли.
Следващият изглед е многоъгълнаферми от профилна тръба. Те са незаменими при изграждането на големи площи. Тяхното заваряване вече е с по-сложна форма и следователно не са предназначени за леки конструкции. Но такива ферми се отличават с по-големи спестявания на метал и здравина, което е особено добро за хангари с големи разстояния.
Също така се счита за силен ферма с успоредни колани. Такава ферма се различава от другите по това, че има всички детайли - повтарящи се, със същата дължина на пръти, колани и решетки. Тоест има минимум фуги и затова е най-лесно да се изчисли и приготви такава от профилна тръба.
Отделен вид е трапецовиден с един наклонферма, поддържана от колони. Такава ферма е идеална, когато е необходимо твърдо фиксиране на конструкцията. Тя има наклони (скоби) отстрани и няма дълги пръти на горната щайга. Подходящ за покриви, където надеждността е особено важна.

Ето пример за изработка на ферми от профилна тръба като универсален вариант, който е подходящ за всякакви градински сгради. Говорим за триъгълни ферми и вероятно вече сте ги виждали много пъти:

Триъгълна ферма с напречна греда също е доста проста и е доста подходяща за изграждане на беседки и съблекални:

И тук сводестфермите вече са много по-трудни за производство, въпреки че имат редица ценни предимства:

Вашата основна задача е да центрирате елементите на металната ферма от центъра на тежестта във всички посоки, с прости думи, за да сведете до минимум натоварването и правилно да го разпределите.

Затова изберете типа ферма, който е по-подходящ за тази цел. В допълнение към изброените по-горе, популярни са също ножица, асиметрична, U-образна, двушарнирна, ферма с успоредни колани и таванска ферма с и без опори. Както и таванския изглед към фермата:

Видове решетки и точково натоварване

Ще ви е интересно да знаете, че определен дизайн на вътрешните решетки на ферми е избран изобщо не по естетически причини, а по доста практични: за формата на покрива, геометрията на тавана и изчисляването на натоварванията.

Трябва да проектирате вашата ферма по такъв начин, че всички сили да са концентрирани специално във възлите. Тогава няма да има огъващи моменти в ремъците, скоби и ферми - те ще работят само при компресия и опън. И тогава напречното сечение на такива елементи се намалява до необходимия минимум, като същевременно се спестява значително материала. И самата ферма, за всичко, можете лесно да направите съчленен.

В противен случай силата, разпределена върху прътите, постоянно ще действа върху фермата и ще се появи момент на огъване в допълнение към общото напрежение. И тук е важно правилно да се изчислят максималните стойности на огъване за всеки отделен прът.

Тогава напречното сечение на такива пръти трябва да бъде по-голямо, отколкото ако самата ферма е натоварена с точкови сили. За да обобщим: фермите, върху които разпределеният товар действа равномерно, са изработени от къси елементи с шарнирни възли.

Нека видим какво е предимството на един или друг тип решетка по отношение на разпределението на натоварването:

триъгълнаРешетъчните системи винаги се използват в ферми с успоредни корди и трапецовидни ферми. Основното му предимство е, че дава най-малка обща дължина на решетката.
Диагоналсистемата е добра при ниски височини на фермата. Но консумацията на материал за него е значителна, тъй като тук целият път на усилие минава през възлите и прътите на решетката. И следователно, когато проектирате, е важно да поставите максимум пръти, така че дългите елементи да се разтягат и стелажите да се компресират.
Друг изглед - сплетенирешетка. Изработва се при натоварвания на горния колан, както и когато е необходимо да се намали дължината на самата решетка. Тук предимството е да се поддържа оптимално разстояние между елементите на всички напречни конструкции, което от своя страна ви позволява да поддържате нормално разстояние между участъците, което ще бъде практичен момент за монтаж на покривни елементи. Но създаването на такава решетка със собствените си ръце е доста трудоемка задача с допълнителни разходи за метал.
кръстовиднарешетката ви позволява да разпределите натоварването на фермата в двете посоки наведнъж.
Друг вид решетка кръсткъдето скобите са закрепени директно към стената на фермата.
И накрая полудиагоналИ ромбиченрешетки, най-твърдата от изброените. Тук две системи от брекети взаимодействат едновременно.

Подготвили сме за вас илюстрация, където сме събрали всички видове ферми и техните решетки заедно:

Ето пример за това как се прави триъгълна решетъчна ферма:

Изработването на ферма с диагонална решетка изглежда така:

Това не означава, че един вид ферма определено е по-добър или по-лош от друг - всеки от тях е ценен с по-малък разход на материал, по-малко тегло, носимоспособност и начин на закрепване. Фигурата е отговорна за това коя схема на натоварване ще действа върху нея. И избраният тип решетка ще зависи пряко от теглото на фермата, външния вид и сложността на нейното производство.

Също така отбелязваме такава необичайна версия на производството на ферма, когато самата тя става част или опора за друга, дървена:

Етап IV. Ние произвеждаме и монтираме ферми

Ще ви дадем няколко ценни съвета как да заварявате такива ферми сами без особени затруднения направо на вашия сайт:

Вариант първи: можете да се свържете с фабриката и те ще направят по поръчка всички необходими отделни елементи според вашия чертеж, които ще трябва само да заварите на място.
Вторият вариант: закупуване на готов профил. След това ще трябва само да обшиете фермите отвътре с дъски или шперплат, а между тях да поставите изолация, ако е необходимо. Но този метод ще струва, разбира се, по-скъпо.

Ето, например, добър видеоурок за това как да удължите тръбата чрез заваряване и да постигнете перфектната геометрия:

Ето и едно много полезно видео за това как да отрежете тръба под ъгъл 45°:

И така, сега стигаме директно до сглобяването на самите ферми. Следните инструкции стъпка по стъпка ще ви помогнат да се справите с това:

Стъпка 1: Първо подгответе фермите. По-добре е да ги заварявате предварително директно на земята.
Стъпка 2. Инсталирайте вертикални опори за бъдещи ферми. Задължително е те да са наистина вертикални, така че ги тествайте с отвес.
Стъпка 3. Сега вземете надлъжните тръби и ги заварете към опорните стълбове.
Стъпка 4 Повдигнете фермите и ги заварете към надлъжните тръби. След това е важно да почистите всички кръстовища.
Стъпка 5. Боядисвайте готовата рамка със специална боя, като предварително сте я почистили и обезмаслили. В този случай обърнете специално внимание на кръстовището на профилните тръби.

С какво друго се сблъскват тези, които правят такива ферми у дома? Първо, помислете предварително за подпорните маси, върху които ще поставите фермата. Далеч не е най-добрият вариант да го хвърлите на земята - ще бъде много неудобно да се работи.

Ето защо е по-добре да поставите малки опорни мостове, които ще бъдат малко по-широки от долните и горните корди на фермата. В крайна сметка ръчно ще измервате и вмъквате джъмпери между коланите и е важно те да не падат на земята.

Следващият важен момент: профилните тръбни ферми са тежки и затова ще се нуждаете от помощта на поне още един човек. Освен това помощта няма да навреди при такава досадна и старателна работа като шлайфане на метал преди готвене. Също така имайте предвид, че ще трябва да изрежете много ферми за всички елементи и затова ви съветваме или да закупите, или да построите дом- направиха такава машина в нашия майсторски клас. Ето как работи:

По този начин, стъпка по стъпка, ще съставите чертеж, ще изчислите решетката на фермата, ще направите заготовки и ще заварите конструкцията, която вече е на място. Освен това в консумацията си ще имате и остатъци от профилни тръби, следователно няма да е необходимо да изхвърляте нищо - всичко това ще е необходимо за вторичните части на сенника или хангара!

Етап V. Почистваме и боядисваме готови ферми

След като монтирате фермите на постоянното им място, не забравяйте да ги третирате с антикорозионни съединения и боядисвайте с полимерни бои. Идеална за тази цел боя, която е издръжлива и устойчива на ултравиолетово лъчение:

Това е всичко, фермата за профилни тръби е готова! Остава само довършителните работи по обшивката на фермите отвътре с довършителни работи и отвън с покривен материал:

Повярвайте ми, да направите метална ферма от профилна тръба наистина не е трудно за вас. Огромна роля играят добре проектиран чертеж, висококачествено заваряване на ферма от профилна тръба и желанието да се направи всичко правилно и точно.

Рано или късно собствениците на частна къща трябва да построят навес за кола или лятна почивка, беседка, малка ограда с покрив за домашни любимци, навес над купчина дърва на обекта. За да може покривът над такава конструкция да бъде надеждно фиксиран, е необходимо правилно да се проектират и монтират метални носещи конструкции.

Приветстваме нашия уважаван читател и му предлагаме статия за това какво представляват фермите от профилна тръба, как да ги изчислим и монтираме правилно.

Фермата е структура от праволинейни елементи, свързани помежду си във възли в твърда система с непроменена геометрична форма. Най-често има плоски конструкции, но при големи натоварени конструкции се използват обемни (пространствени) ферми. На практика в частни къщи фермите са изработени от дърво и метал. Малки конструкции от греди, навеси, беседки са изработени от дърво. Но издръжливият и високотехнологичен метал е почти идеален материал за носещи метални конструкции.

За производството на сложни конструкции се използват валцувани плътни профили и тръби. Профилните тръби (квадратни, правоъгълни) имат по-голяма устойчивост на смачкване и огъване, малки конструкции за къщата се монтират без използване на заваряване, следователно профилната тръба най-често се използва за сгради с имоти.

Структурни особености на фермите

Съставните елементи на структурата на фермата:

Колан.
Стелаж - вертикален елемент, свързващ горните и долните акорди.
Скоба (подпора).
Sprengel - поддържаща скоба.
Изрези, наслагвания, шалове, нитове, болтове - всякакви спомагателни и закрепващи материали.

Височината на фермата се счита от най-ниската точка на долния пояс до най-високата точка. Обхват - разстоянието между опорите. Покачване - съотношението на височината на фермата към участъка. Панелът е разстоянието между възлите на колана.

Видове ферми от професионална тръба

Фермите се разделят според очертанията на поясите. Има двуслойни и трислойни разновидности. В малки конструкции се използват по-прости ферми с два колана. Всеки сорт има определен наклон и височина в зависимост от дължината на участъка и формата на фермата.

Видове ферми според контурите на хордите: греди с успоредни корди (правоъгълни), триъгълни (двоен и единичен), трапецовидни (двоен и единичен), сегментни (параболични), многоъгълни (многоъгълни), конзолни; с начупена повдигната или вдлъбната долна хорда и разнообразна форма на горната хорда; сводест с хоризонтален и сводест долен колан; сложни комбинирани форми.

Фермите също се отличават с видовете решетки - вижте фигурата. В частните сгради най-често се срещат триъгълни и диагонални решетки - по-прости и по-малко металоемки. Триъгълните решетки обикновено се използват в правоъгълни и трапецовидни конструкции, диагонални решетки - в триъгълни.

Преди да изградите каквато и да е конструкция, трябва да вземете решение за избора на материал. Когато купувате метален профил или тръби, трябва внимателно да разгледате детайлите - за пукнатини, черупки, увисване, несъответствия по шева, голям брой назъбени и огънати детайли. При закупуване на поцинковани материали - препоръчително е да се уверите в качеството на покритието - дали има разслояване и увисване.

При покупка трябва да поискате копие от сертификата и касова бележка. Уверете се, че дебелината на стената на тръбата е посочена в документите. Не можете да направите тръби в гараж на коляното си и няма фалшификати, но можете да срещнете материал с лошо качество, така че е по-добре да купувате в доста големи магазини.

Какъв материал да изберете за рамката

В повечето случаи стоманата се избира за рамката на имения сгради или покрива на къща. За много малки конструкции понякога се използва алуминий и - обикновено в закупени продукти (сенници, люлеещи се столове). За издигането на метални конструкции могат да се използват тръби с куха сечение и профил от плътно сечение (кръг, лента, квадрат, канал, I-лъч).

Голямо предимство на правоъгълните и квадратни тръби в сравнение с профил със същото тегло е високата устойчивост на смачкване и други деформации. Следователно масивните профили могат да бъдат заменени с много по-леки гофрирани тръби - това значително улеснява (2 пъти или повече) и намалява цената на конструкцията от тръбен тип.

Размерите на тръбната секция се избират в зависимост от дължината на участъка и разстоянието между опорите и фермите. В частните имоти навесите и други структури не са много големи и можете да се възползвате от съветите на експерти или да намерите готови чертежи в интернет.

С разстояние между опорите до 2 m, за малки навеси с дължина до 4 m е подходящ профил 40 × 20x2 mm, с разстояния до 5 m - 40 × 40x3, 60 × 30x3 mm; разстояния по-дълги от 5 m - 60 × 40x3, 60 × 60x3 mm. Ако се планира навес за две коли с ширина 8-10 м, тогава профилът ще е необходим от 60 × 60 до 100 × 100 с дебелина на стената 3-4 мм. Размерите на профила зависят от разстоянието между фермите.

Професионалните тръби се продават с дължина от 6 и 12 м. При дължина от 12 м металът се изразходва по-икономично, но е необходим габарит за дължина за транспортиране на такива тръби. Преди да закупите материали, трябва да помислите как ще изрежете заготовките и колко от тях ще се поберат в тръба с дължина 6 m или 12 m и да изчислите колко секции от професионалната тръба ще ви трябват.

Невъзможно е да се съсредоточи върху номиналното тегло - теглото е 1 r.m. в определена партида ще се различава от номиналната и най-вероятно нагоре (за продавачите е по-изгодно да произвеждат продукти с по-дебела стена - цената е на тон). При закупуване на тегло материалът ще трябва да бъде закупен и транспортиран - а това са допълнителни разходи.

Предимства и недостатъци на различните метали

На практика за структурни профилни тръби се използват следните видове стомана: въглеродна обикновена и висококачествена, структурна, легирана. Тръбите са със защитно цинково покритие. Използва се и алуминий - но рядко, за малки, по-често сезонни конструкции. Алуминиеви профили се използват за малки конструкции.

Традиционно, за малки конструкции в частен имот, за изграждане на стоманени конструкции с ферми се използва въглеродна стомана St3sp, St3ps, понякога поцинкована. Такава стомана има достатъчна здравина, за да гарантира надеждността на конструкцията, практически няма разлика в устойчивостта на корозия и за трите вида стомана.

Ако валежи паднат върху конструкции, рано или късно както конструкционните, така и продуктите от легирана стомана ще ръждясват. Малко количество легиращи елементи не предпазва от корозия (за конструкции могат да се използват нисколегирани стомани като 30KhGSA, 30KhGSN, 38XA - съдържанието на легиращи елементи в тях е 2-4% и това количество не влияе на корозия съпротивление).

По отношение на якостта, структурните и легираните стомани трябва да бъдат малко по-издръжливи от въглеродните стомани - те са по-устойчиви на циклични натоварвания. Но това качество в стоманите се проявява след термична обработка - и закаляването с темпериране може да изкриви тръбите и обикновено никой не извършва такава термична обработка на готови продукти. Отгряване може да се извърши върху безшевни тръби - след отгряване, остатъчните напрежения (втвърдяване) се отстраняват в метала, но той става по-мек.

Конструкционните стомани (20А, 45, 40, 30А) са с по-високо качество и по-висока цена. Легираните стомани са още по-скъпи (и има шанс да ви бъдат продадени тръби от стомана 3 вместо легирани). Ето защо, когато инсталирате конструкции с ширина по-малка от 20 m, няма смисъл да купувате професионални тръби, изработени от легирана или конструкционна стомана. Определено има смисъл да се използва поцинкована професионална тръба, ако монтажът ще се извърши с помощта на системи за раци.

Ако монтажът трябва да се извърши чрез заваряване, заваръчните шевове ще ръждясват толкова бързо, колкото обикновен метал без покритие.. Но ако внимателно наблюдавате шевовете, редовно извършвате антикорозионна обработка (почистване, грундиране, боядисване), тогава поцинкованата тръба е за предпочитане. Ако имате нужда от временен навес за 10 години за строителни материали, а след това ще разрушите навеса - още повече, че не се притеснявайте, купете обикновени тръби от въглеродна стомана без покритие.

Ако планирате да построите много голям навес или хангар с дълги разстояния на обекта, трябва да се свържете с професионални строители и да направите проект - те ще определят коя стомана ще изберете.

Направете го сами или поръчайте

Фермите за навес над кола или покрив на беседка са с малки размери и имат прост дизайн - най-често триъгълни с няколко подпори и стелажи. Можете също да завършите такъв дизайн сами, ако имате поне първоначалните умения на заварчик и не се страхувате да научите нови работни места.

Но производството на ферми изисква точност, наличието на асистент, много равна площ в имението - за оформяне и заваряване на конструкции, наличие на заваръчна машина и време. Можете да поръчате готови конструкции във фабрика или строителна фирма и да ги монтирате сами.

Изисквания за изчисляване на профилна тръба за изграждане на ферма

При изчисляване на размерите и дебелината на стената на профилните тръби, необходими за изграждането на вашите метални конструкции; се вземат предвид следните условия:

Размерите на металната конструкция, и по-специално дължината, стъпката на опорите - разстоянието между опорите.
Височината на подпорите и фермите.
Форма на ферма.
Възможни особености на геоложките условия (сеизмична активност, възможност за свлачища).
Тегло на покритието.

Какво се случва, ако изчислите неправилно

В случай на неправилни изчисления са възможни следните последици:

Селскостопанските конструкции ще се деформират под тежестта на сняг, мокра зеленина.
В най-нещастния случай конструкциите ще се деформират под собствената си тежест.
Цялата конструкция може да се срути при силен вятър.
Деформацията рано или късно ще доведе до унищожаване на фермата и цялата конструкция, което е опасно за хората и може да повреди предмети под навес – автомобил, например.
Крехката и подвижна конструкция ще доведе до разрушаване на покрива, положен във фермата.
При използване на профил, който е твърде мощен и тежък, цената на материалите и работата по време на изграждането на метална конструкция се увеличава неоправдано.

Ние проектираме ферма и нейните елементи

Пълното и точно изчисление на натоварването във фермата, заедно с диаграмите, е сложно и за неговото изпълнение трябва да се свържете с експертите.

При проектирането на големи навеси, хангари, гаражи от метални конструкции е необходимо точно изчисление на необходимия профил, но за изграждането на не твърде големи навеси или беседки в частен имот можете да използвате добре познатите препоръки на специалисти.

За много малки конструкции (навес в заграждение за животни, навес над склад за дърва за огрев) е достатъчно да се използват тръби с размери 40 × 20 mm с дебелина на стената 2 mm; за беседки и сенници над маси, барбекюта или места за почивка - 40 × 40 mm с дебелина на стената 3 mm; навес над място за автомобил - от 60 × 40 до 100 × 100 мм с дебелина на стената 3-4 мм.

Ако има няколко ферми и подпори при навеса и стъпката на опорите е по-малка от 2 m, можете да вземете по-тънка тръба, ако има само 4 опори и две ферми и обхват от 6-8 m или повече - a по-дебел.

Допустимите натоварвания върху фермите са показани в таблицата:

Ширина на обхвата, m Размер на тръбата за дебелина на стената, mm	1	2	3	4	5	6
За профилна тръба
40x40x2	709	173	72	35	16	5
40x40x3	949	231	96	46	21	6
50x50x2	1165	286	120	61	31	14
50x60x3	1615	396	167	84	43	19
60x60x2	1714	422	180	93	50	26
60x60x3	2393	589	250	129	69	35
80x80x3	4492	1110	478	252	144	82
100x100x3	7473	1851	803	430	253	152
100x100x4	9217	2283	990	529	310	185
120x120x4	113726	3339	1484	801	478	296
140x140x4	19062	4736	2069	1125	679	429
За правоъгълна тръба (когато по-голямата страна е вертикална)
50x25x2	684	167	69	34	16	6
60x40x2	1255	308	130	66	35	17
80x40x2	1911	471	202	105	58	31
80x40x3	2672	658	281	146	81	43
80x60x3	3583	884	380	199	112	62
100x50x4	5489	1357	585	309	176	101
120x80x3	7854	1947	846	455	269	164

Чертежи и диаграми

При изработката на метални конструкции е задължителен чертеж с точни размери! Това ще ви позволи да закупите точното количество материал, да спестите време при сглобяване и подготовка на заготовките и ще ви позволи лесно да контролирате размерите на металната конструкция по време на монтажа и готовата конструкция. В този случай безопасността на вас и вашето домакинство зависи от точността на сглобяването - сграда, която се срути от сняг или вятър, може да донесе много неприятности.

Основи на изчисляването на фермата

Видовете ферми зависят от формата на покрива, а формата на покрива на сградата в имението се избира в зависимост от предназначението и местоположението на металните конструкции. Конзолните и прилежащите към тях ферми обикновено се изпълняват с едностранни триъгълни, свободно стоящи навеси - с многоъгълни, триъгълни, сегментни конструкции и арки. Беседките могат да имат покрив с шест и осем наклона или фантастичен покрив с ферми по поръчка.

За да се изчислят фермите, е необходимо да се изчисли натоварването на покрива и на една ферма. Изчисленията отчитат натоварването на снежната покривка, покрива, летвите, теглото на самите конструкции. Точните изчисления са задача за професионалния строител. Основата за изчислението е SP 20.13330.2016 „Натоварвания и въздействия. Актуализирана версия на SNiP 2.01.07-85” и SP 16.13330.2011 „Стоманени конструкции. Актуализирана версия на SNiP II-23-81".

За изчисления се използва методът на рязане - изрязване на възли (участъци, където прътите са шарнирно закрепени); метод на Ритер; Метод за смяна на пръта на Henneberg. В съвременните компютърни програми по-често се използва методът на рязане на възли.

По-добре е да използвате готов стандартен проект или нашите препоръки за избор на профили. Не е твърде трудно да се сглоби ферма с прост трапецовиден или триъгълен дизайн и ако имате опит в заваряването и монтажа на метални конструкции, самостоятелното сглобяване на навеси и беседки е напълно възможно. Ако искате да построите голям навес с дължина на фермата 10 m или повече, трябва да завършите проекта със специалисти.