Calcul structurilor metalice. Un exemplu de calcul al unei ferme triunghiulare

În diferite sectoare ale construcțiilor, sunt adesea folosite fermele dintr-o țeavă de profil. Din punct de vedere structural, astfel de ferme sunt structuri metalice constând din tije individuale și având o formă de zăbrele. Fermele se deosebesc de structurile din grinzi solide prin costuri mai mici și intensitate mai mare a muncii. Pentru conectarea țevilor profilate, se pot folosi atât metoda sudată, cât și niturile.

Ferpile cu profil metalic sunt potrivite pentru a crea orice deschidere, indiferent de lungimea lor - dar pentru a putea face acest lucru, structura trebuie calculată cu cea mai mare precizie înainte de asamblare. Dacă calculul fermei metalice a fost corect și toate lucrările de asamblare a structurilor metalice au fost efectuate corect, atunci fermă finită va trebui doar să fie ridicată și instalată pe hamul pregătit.

Avantajele utilizării căpriorii metalice

Fermele dintr-o țeavă de profil au multe avantaje, inclusiv:

• Design cu greutate redusă;
• Durată lungă de viață;
• Indicatori excelenti de putere;
• Abilitatea de a crea structuri de configurație complexă;
• Costul acceptabil al elementelor metalice.

Clasificarea fermelor dintr-o conductă profilată

Toate structurile de ferme metalice au câțiva parametri comuni, care asigură împărțirea fermelor pe tipuri.

Aceste opțiuni includ:

1. Numărul de curele. Ferpile metalice pot avea o singură centură, iar apoi întreaga structură se va afla într-un singur plan sau două curele. În acest din urmă caz, ferma se va numi spânzurată. Designul fermei suspendate include două curele - superioară și inferioară.
2. Forma. Există o ferme arcuită, dreaptă, cu o singură pantă și cu dublă pantă.
3. Circuit.
4. Unghiul de înclinare.

În funcție de contururi, se disting următoarele tipuri de structuri metalice:

1. Sarpante cu centură paralelă. Astfel de structuri sunt cel mai adesea folosite ca suport pentru amenajarea unui acoperiș din materiale moi de acoperiș. O ferme cu o centură paralelă este creată din aceleași părți cu dimensiuni identice.
2. Adăpostirile. Proiectele cu o singură pantă sunt ieftine, deoarece sunt necesare puține materiale pentru a le realiza. Structura finită este destul de durabilă, ceea ce este asigurat de rigiditatea nodurilor.
3. Ferme poligonale. Aceste structuri au o capacitate portantă foarte bună, dar trebuie să plătiți pentru aceasta - structurile metalice poligonale sunt foarte incomod de instalat.
4. ferme triunghiulare. De regulă, fermele cu contur triunghiular sunt utilizate pentru instalarea acoperișurilor situate pe o pantă mare. Printre dezavantajele unor astfel de ferme, este de remarcat numărul mare de costuri inutile asociate cu masa deșeurilor în timpul producției.

Cum se calculează unghiul de înclinare

În funcție de unghiul de înclinare, fermele sunt împărțite în trei categorii:

1. 22-30 de grade. În acest caz, raportul dintre lungimea și înălțimea structurii finite este de 5:1. Ferpile cu o astfel de pantă, fiind ușoare, sunt grozave pentru amenajarea unor deschideri scurte în construcții private. De regulă, fermele cu o astfel de pantă au un contur triunghiular.
2. 15-22 de grade. Într-un design cu o astfel de pantă, lungimea depășește înălțimea de șapte ori. Fermele de acest tip nu pot avea o lungime mai mare de 20 m. Dacă este necesară creșterea înălțimii structurii finite, centura inferioară primește o formă ruptă.
3. 15 sau mai puțin. Cea mai bună opțiune în acest caz ar fi căpriorii metalici dintr-o țeavă de profil, conectați sub formă de trapez - rafturile scurte vor reduce efectul îndoirii longitudinale asupra structurii.

În cazul traveelor ​​a căror lungime depășește 14 m este necesar să se utilizeze bretele. Centura superioara trebuie dotata cu un panou de aproximativ 150-250 cm lungime.Cu un numar par de panouri se va obtine o structura formata din doua curele. Pentru deschideri mai mari de 20 m, structura metalică trebuie să fie întărită cu elemente de sprijin suplimentare legate prin stâlpi de susținere.

Dacă trebuie să reduceți greutatea structurii metalice finite, ar trebui să acordați atenție fermei Polonso. Include două sisteme de formă triunghiulară care sunt conectate prin strângere. Folosind această schemă, puteți face fără bretele de dimensiuni mari în panourile din mijloc.

Când creați ferme cu o pantă de aproximativ 6-10 grade pentru acoperișuri de șopron, trebuie să vă amintiți că structura finită nu trebuie să aibă o formă simetrică.

Calculul unei ferme metalice

La calcul, este necesar să se țină cont de toate cerințele pentru structurile metalice conform standardelor de stat. Pentru a crea cel mai eficient și mai fiabil design, este necesar în etapa de proiectare să pregătiți un desen de înaltă calitate, care să afișeze toate elementele fermei, dimensiunile lor și caracteristicile conexiunii cu structura de susținere.

Înainte de a calcula o ferme pentru un baldachin, ar trebui să vă decideți asupra cerințelor pentru o ferme finită și apoi să începeți de la economii, evitând costurile inutile. Înălțimea fermei este determinată de tipul de podea, de greutatea totală a structurii și de posibilitatea deplasării ulterioare a acesteia. Lungimea structurii metalice depinde de panta preconizată (pentru structuri mai lungi de 36 m, va fi necesar și calculul liftului clădirii).

Panourile trebuie selectate astfel încât să poată rezista încărcăturilor care vor cădea pe fermă. Bretele pot avea unghiuri diferite, astfel încât acest parametru trebuie luat în considerare și la alegerea panourilor. În cazul grătarelor triunghiulare, unghiul este de 45 de grade, iar cu grătare înclinate - 35 de grade.

Calculul unui acoperiș dintr-o țeavă de profil se termină cu determinarea distanței la care vor fi create nodurile unul față de celălalt. De regulă, acest indicator este egal cu lățimea panourilor selectate. Indicatorul optim al pasului suporturilor întregii structuri este de 1,7 m.

Când calculați o ferme cu o singură pantă, trebuie să înțelegeți că, odată cu creșterea înălțimii structurii, capacitatea sa portantă va crește și ea. În plus, dacă este necesar, merită să completați schema de ferme cu mai multe elemente de rigidizare care pot întări structura.

Exemple de calcul

Atunci când alegeți țevi pentru ferme metalice, merită să începeți de la următoarele recomandări:

• Pentru amenajarea structurilor cu o lățime mai mică de 4,5 m sunt potrivite țevi cu o secțiune de 40x20 mm cu o grosime a peretelui de 2 mm;
• Cu o lățime de construcție de 4,5 până la 5,5 m, sunt potrivite țevi cu profil pătrat de 40 mm cu perete de 2 mm;
• Pentru structuri metalice mai mari sunt potrivite aceleasi tevi ca in cazul precedent, dar cu perete de 3 mm, sau tevi cu sectiune de 60x30 mm cu perete de 2 mm.

Ultimul parametru, căruia trebuie acordată atenție la calcul, este costul materialelor. În primul rând, trebuie să luați în considerare costul țevilor (reținând că prețul țevilor este determinat de greutatea lor, nu de lungime). În al doilea rând, merită să întrebați despre costul lucrărilor complexe de fabricare a structurilor metalice.

Recomandări pentru selecția țevilor și fabricarea structurilor metalice

Înainte de a găti ferme și de a selecta cele mai bune materiale pentru construcția viitoare, ar trebui să vă familiarizați cu următoarele recomandări:

• Când se studiază gama de țevi disponibile pe piață, merită să se acorde preferință produselor dreptunghiulare sau pătrate - prezența rigidizatoarelor crește semnificativ rezistența acestora;
• Atunci când alegeți țevi pentru sistemul de ferme, cel mai bine ar fi să optați pentru produse inoxidabile din oțel de înaltă calitate (dimensiunile țevilor sunt determinate de proiect);
• La instalarea elementelor principale ale fermei se folosesc chinuri și colțuri duble;
• În coardele superioare, grinzile I cu laturi diferite sunt de obicei folosite pentru a conecta cadrul, dintre care cel mai mic este necesar pentru andocare;
• Pentru montarea centurii inferioare, colțurile cu laturile egale sunt destul de potrivite;
• Elementele principale ale structurilor de dimensiuni mari sunt atașate între ele cu plăci de deasupra capului;
• Bretele sunt montate la un unghi de 45 de grade, iar rafturile sunt montate la o înclinare de 90 de grade.
• Când o ferme de metal pentru un baldachin este sudată, merită să vă asigurați că fiecare sudură este suficient de fiabilă (citiți și: "");
• După sudare, elementele structurale metalice rămân acoperite cu compuși de protecție și vopsea.

Concluzie

Structurile pentru țevi profilate sunt destul de versatile și potrivite pentru rezolvarea unei game largi de sarcini. Fabricarea fermelor nu poate fi numită simplă, dar dacă abordați toate etapele de lucru cu toată responsabilitatea, atunci rezultatul va fi un design fiabil și de înaltă calitate.

Copertinele pe un cadru metalic fac viața mai ușoară. Vor proteja mașina de intemperii, vor acoperi veranda de vară, foișorul. Acestea vor înlocui acoperișul atelierului sau baldachinul de deasupra intrării. Revenind la profesioniști, veți obține orice fel de baldachin. Dar mulți vor face față ei înșiși lucrărilor de instalare. Adevărat, veți avea nevoie de un calcul precis al fermei din conducta de profil. Nu te poți descurca fără echipamentul și materialele adecvate. Desigur, sunt necesare și abilități de sudare și tăiere.

materialul cadrului

Baza copertinelor este oțel, polimeri, lemn, aluminiu, beton armat. Dar, mai des, cadrul este alcătuit din ferme metalice dintr-o țeavă de profil. Acest material este gol, relativ ușor, dar durabil. In sectiune arata asa:

• dreptunghi;
• pătrat;
• oval (precum și figură semi- și plat-ovală);
• poliedru.

Atunci când sudați dintr-o țeavă cu profil fermă, se alege adesea o secțiune pătrată sau dreptunghiulară. Aceste profiluri sunt mai ușor de procesat.

Varietate de profile de conducte

Sarcinile permise depind de grosimea peretelui, calitatea metalului, metoda de fabricație. Materialul este adesea oțel structural de înaltă calitate (1-3ps/sp, 1-2ps(sp)). Pentru nevoi speciale se folosesc aliaje slab aliate și zincare.

Lungimea țevilor de profil variază de obicei de la 6 m pentru secțiuni mici până la 12 m pentru cele mari. Parametrii minimi de la 10×10×1 mm și 15×15×1,5 mm. Odată cu creșterea grosimii peretelui, rezistența profilelor crește. De exemplu, pe secțiuni de 50 × 50 × 1,5 mm, 100 × 100 × 3 mm și mai mult. Produsele cu dimensiuni maxime (300 × 300 × 12 mm sau mai mult) sunt mai potrivite pentru clădirile industriale.

În ceea ce privește parametrii elementelor cadrului, există următoarele recomandări:

• pentru copertine de dimensiuni mici (până la 4,5 m lățime), se utilizează material de țeavă cu o secțiune de 40 × 20 × 2 mm;
• dacă lățimea este de până la 5,5 m, se recomandă parametrii 40 × 40 × 2 mm;
• pentru copertine de dimensiuni mai mari, se recomandă să luați țevi de 40 × 40 × 3 mm, 60 × 30 × 2 mm.

Ce este o fermă

Ferma se numește sistemul de bază, baza structurii clădirii. Este format din elemente rectilinii conectate la noduri. De exemplu, luăm în considerare proiectarea unei ferme dintr-o țeavă de profil, în care nu există o aliniere greșită a tijelor și nu există sarcini off-nodale. Atunci vor apărea doar forțe de tracțiune și compresiune în părțile sale constitutive. Mecanica acestui sistem îi permite să rămână neschimbat geometric la înlocuirea nodurilor atașate rigid cu altele articulate.

Ferma este formată din următoarele elemente:

• centura superioara;
• centura inferioară;
• stați perpendicular pe axă;
• acolada (sau acolada), inclinata fata de axa;
• bretele auxiliare de sprijin (sprengel).

Sistemul de zăbrele poate fi triunghiular, diagonal, semidiagonal, cruce. Pentru conectare se folosesc eșarfe, materiale pereche, nituri, suduri.

Opțiuni de montare în noduri

Fabricarea fermelor dintr-o țeavă de profil presupune asamblarea unei curele cu anumite contururi. După tip ele sunt:

• segment;
• poligonal;
• fronton (sau trapezoidal);
• cu curele paralele;
• triunghiular (d-i);
• cu o centură inferioară ruptă ridicată;
• aplecat;
• consolă.

Unele sisteme sunt mai usor de instalat, altele sunt mai economice din punct de vedere al consumului de material, iar altele sunt mai usor din punct de vedere al nodurilor suport.

Fundamentele calculului fermei

Influența unghiului de înclinare

Alegerea designului fermelor de baldachin dintr-o țeavă de profil este asociată cu panta structurii proiectate. Există trei opțiuni posibile:

• de la 6° la 15°;
• de la 15° la 22°;
• de la 22° la 35°.

Cu un unghi minim (6°-15°), se recomandă contururile trapezoidale ale curelelor. Pentru a reduce greutatea, este permisă o înălțime de 1/7 sau 1/9 din lungimea totală a deschiderii. Când proiectați un baldachin înclinat de formă geometrică complexă, este necesar să îl ridicați în partea de mijloc deasupra suporturilor. Profită de fermele Polonso recomandate de mulți experți. Sunt un sistem de două triunghiuri conectate printr-un puf. Dacă aveți nevoie de o structură înaltă, este mai bine să alegeți o structură poligonală cu o coardă inferioară ridicată.

Când unghiul de pantă depășește 20°, înălțimea trebuie să fie 1/7 din lungimea totală a deschiderii. Acesta din urmă ajunge la 20 m. Pentru a mări structura, centura inferioară se face ruptă. Apoi, creșterea va fi de până la 0,23 lungime. Datele tabelare sunt folosite pentru a calcula parametrii necesari.

Tabel pentru determinarea pantei sistemului de ferme

Cu o pantă mai mare de 22 °, calculele sunt efectuate conform programelor speciale. Copertinele de acest fel sunt mai des folosite pentru acoperișurile din ardezie, metal și materiale similare. Aici se folosesc ferme triunghiulare dintr-o țeavă de profil cu înălțimea lor de 1/5 din întreaga lungime a travei.

Cu cât unghiul de înclinare este mai mare, cu atât se vor acumula mai puține precipitații și zăpadă abundentă pe baldachin. Capacitatea portantă a sistemului crește odată cu înălțimea acestuia. Sunt prevăzute nervuri suplimentare de rigidizare pentru o rezistență suplimentară.

Opțiuni de unghi de bază

Pentru a înțelege cum să calculați o ferme dintr-o țeavă de profil, este imperativ să aflați parametrii nodurilor de bază. De exemplu, dimensiunile deschiderii ar trebui de obicei specificate în termenii de referință. Numărul de panouri, dimensiunile acestora sunt prestabilite. Calculați înălțimea optimă (H) la mijlocul travei.

• Dacă curelele sunt paralele, poligonale, trapezoidale, H=1/8×L, unde L este lungimea fermei. Centura superioară trebuie să aibă o pantă de aproximativ 1/8xL sau 1/12xL.
• Pentru tipul triunghiular, în medie, H=1/4×L sau H=1/5×L.

Bretele cu zăbrele ar trebui să aibă o pantă de aproximativ 45° (în intervalul 35°-50°).

Utilizați un proiect standard gata făcut, apoi nu trebuie să faceți calculul

Pentru ca baldachinul să fie fiabil și să reziste mult timp, proiectul său necesită calcule precise. După calcul, se achiziționează materiale și apoi se montează cadrul. Există o modalitate mai costisitoare - de a cumpăra module gata făcute și de a asambla structura la fața locului. O altă opțiune este mai dificilă - să faci singur calculele. Apoi veți avea nevoie de date din cărțile de referință speciale despre SNiP 2.01.07-85 (impacturi, sarcini), precum și SNiP P-23-81 (date despre structurile din oțel). Trebuie să faceți următoarele.

1. Decideți schema bloc în funcție de funcțiile copertinei, unghiul de înclinare, materialul tijelor.
2. Selectati optiunile. Luați în considerare relația dintre înălțimea și greutatea minimă a acoperișului, materialul și tipul acestuia, panta.
3. Calculați dimensiunile panoului structurii în funcție de distanța părților individuale responsabile de transferul sarcinilor. Se determină distanța dintre nodurile adiacente, de obicei egală cu lățimea panoului. Dacă deschiderea este mai mare de 36 m, se calculează ridicarea clădirii - cotul de stingere invers, care acționează din cauza sarcinilor asupra structurii.

Dintre metodele de calcul al fermelor determinate static, una dintre cele mai simple este tăierea nodurilor (zonele în care tijele sunt articulate). Alte opțiuni sunt metoda Ritter, metoda de înlocuire a tijei Henneberg. Precum și o soluție grafică prin întocmirea unei diagrame Maxwell-Cremona. În programele de calculator moderne, metoda de tăiere a nodurilor este mai des utilizată.

Pentru o persoană care are cunoștințe despre mecanică și rezistența materialelor, nu este atât de dificil să calculeze toate acestea. Restul ar trebui să țină cont de faptul că durata de viață și siguranța copertinei depind de precizia calculelor și de amploarea erorilor. Poate ar fi mai bine să contactați experții. Sau alegeți o opțiune din soluțiile de design gata făcute, în care vă puteți înlocui pur și simplu valorile. Când este clar ce fel de împrejmuire este necesar dintr-o țeavă de profil, un desen pentru acesta va fi cu siguranță găsit pe Internet.

Factori semnificativi de selecție a site-ului

Dacă baldachinul aparține unei case sau altei clădiri, va necesita permis oficial, de care va trebui și el îngrijit.

În primul rând, este selectat un site unde va fi amplasată structura. Ce se ia in calcul?

1. Sarcini constante (greutate fixă ​​a strungurilor, a acoperișului și a altor materiale).
2. Sarcini variabile (impactul factorilor climatici: vant, precipitatii, inclusiv zapada).
3. Un tip special de sarcină (există activitate seismică în regiune, furtuni, uragane etc.).

De asemenea, importante sunt caracteristicile solului, influența clădirilor din apropiere. Proiectantul trebuie să ia în considerare toți factorii semnificativi și coeficienții de clarificare care sunt incluși în algoritmul de calcul. Dacă intenționați să faceți calculele pe cont propriu, utilizați 3D Max, Arkon, AutoCAD sau programe similare. Există o opțiune de calcul în versiunile online ale calculatoarelor de construcție. Asigurați-vă că aflați pentru proiectul vizat pasul recomandat între suporturile lagărelor, lada. Precum și parametrii materialelor și cantitatea acestora.

Un exemplu de calcul software pentru un baldachin acoperit cu policarbonat

Secvența de lucru

Asamblarea cadrului din profile metalice trebuie efectuată numai de un specialist în lucrări de sudare. Această afacere responsabilă necesită cunoștințe și manipulare pricepută a instrumentului. Este necesar nu numai să înțelegeți cum să sudați o ferme dintr-o țeavă de profil. Este important ce noduri sunt mai corecte pentru asamblat pe sol și abia apoi ridicați-le la suporturi. Dacă structura este grea, va fi necesar un echipament pentru instalare.

De obicei, procesul de instalare are loc în următoarea secvență:

1. Marcarea zonei este în curs. Piese încorporate, suporturi verticale sunt instalate. Adesea, țevile metalice sunt imediat plasate în gropi și apoi betonate. Verticalitatea instalației este verificată printr-un fir de plumb. Pentru a controla paralelismul, un cablu sau un fir este întins între rafturile extreme, restul sunt așezate de-a lungul liniei rezultate.
2. Conductele longitudinale sunt fixate de suporturi prin sudare.
3. Pe sol sunt sudate nodurile și elementele fermelor. Cu ajutorul bretelelor și săritorilor, curelele structurii sunt conectate. Apoi blocurile trebuie ridicate la înălțimea dorită. Acestea sunt sudate la conductele longitudinale în zonele în care sunt amplasate suporturile verticale. Buiandrugurile longitudinale sunt sudate între ferme de-a lungul pantei pentru fixarea în continuare a materialului de acoperiș. Ei fac găuri pentru elemente de fixare.
4. Toate zonele de legătură sunt curățate cu atenție. În special marginile superioare ale cadrului, unde se va afla acoperișul în viitor. Suprafața profilelor este curățată, degresată, tratată cu grund și vopsită.

Folosind proiectul terminat, veți începe rapid asamblarea baldachinului

Experții vă sfătuiesc să efectuați o astfel de muncă responsabilă numai cu experiență relevantă. Nu este suficient să știi în teorie cum să sudezi corect o ferme dintr-o țeavă de profil. Făcând ceva greșit, ignorând nuanțele, stăpânul de acasă riscă. Baldachinul se va prăbuși și se va prăbuși. Tot ce va fi sub el va avea de suferit - mașini sau oameni. Așa că ia-ți cunoștințele la inimă!

Video: cum se sudează o ferme dintr-o țeavă de profil

Astăzi, fermele de țevi profilate sunt considerate a fi soluția ideală pentru construirea unui garaj, a unei clădiri rezidențiale și a anexe. Robuste și durabile, aceste modele sunt ieftine, rapid de construit și oricine are puține abilități de matematică și de tăiere și sudură se poate descurca cu ele.

Și cum să alegeți profilul potrivit, să calculați ferma, să faceți jumperi în ea și să instalați, vă vom spune acum în detaliu. Pentru a face acest lucru, ți-am pregătit ateliere detaliate pentru realizarea unor astfel de ferme, tutoriale video și sfaturi valoroase de la experții noștri!

Deci, ce este o fermă? Aceasta este o structură care leagă suporturile împreună într-un singur întreg. Cu alte cuvinte, ferma aparține unor structuri arhitecturale simple, printre avantajele valoroase ale cărora evidențiem următoarele: rezistență ridicată, performanțe excelente, costuri reduse și rezistență bună la deformații și sarcini externe.

Datorită faptului că astfel de ferme au o capacitate portantă mare, acestea sunt plasate sub orice materiale de acoperiș, indiferent de greutatea lor.

Utilizarea în construcția de ferme metalice din profile închise noi sau dreptunghiulare este considerată una dintre cele mai raționale și constructive soluții. Și din motive întemeiate:

1. Secretul principal este în economii datorită formei raționale a profilului și a conexiunii tuturor elementelor rețelei.
2. Un alt avantaj valoros al țevilor de profil pentru utilizarea în fabricarea lor de ferme este stabilitatea egală în două planuri, raționalizarea excelentă și ușurința în utilizare.
3. Cu toată greutatea lor redusă, astfel de ferme pot rezista la sarcini serioase!

Ferpile de acoperiș diferă prin forma curelelor, tipul de secțiune a tijelor și tipurile de zăbrele. Și cu abordarea corectă, puteți suda și instala în mod independent o ferme dintr-o țeavă de profil de orice complexitate! Chiar și acesta:

Etapa II. Dobandim un profil de calitate

Deci, înainte de a elabora viitoare ferme, mai întâi trebuie să decideți asupra unor astfel de puncte importante:

• contururile, dimensiunea și forma viitorului acoperiș;
• material pentru fabricarea coardelor superioare și inferioare ale fermei, precum și a zăbrelei acesteia;

Amintiți-vă un lucru simplu: cadrul țevii de profil are așa-numitele puncte de echilibru, care sunt importante de determinat pentru stabilitatea întregii ferme. Și este foarte important să alegeți material de înaltă calitate pentru această încărcătură:

Fermele sunt construite dintr-o țeavă de profil de astfel de tipuri de secțiuni: dreptunghiulare sau pătrate. Acestea sunt disponibile în diferite dimensiuni și diametre de secțiune, cu grosimi diferite de perete:

• Le recomandam pe cele care se vand special pentru cladiri mici: acestea merg pana la 4,5 metri lungime si au o sectiune de 40x20x2 mm.
• Dacă veți face ferme mai lungi de 5 metri, atunci alegeți un profil cu parametrii 40x40x2 mm.
• Pentru o construcție la scară largă a acoperișului unei clădiri rezidențiale, veți avea nevoie de țevi de profil cu următorii parametri: 40x60x3 mm.

Stabilitatea întregii structuri este direct proporțională cu grosimea profilului, așa că nu utilizați țevi pentru fabricarea de ferme, care sunt destinate numai pentru sudura rafturi și cadre - iată și alte caracteristici. De asemenea, acordați atenție metodei de fabricare a produsului: prin sudare electrică, format la cald sau format la rece.

Dacă vă angajați să faceți astfel de ferme pe cont propriu, atunci luați semifabricate cu secțiune pătrată - este cel mai ușor să lucrați cu ele. Obțineți un profil pătrat de 3-5 mm grosime, care va fi suficient de puternic și apropiat în caracteristicile sale de barele metalice. Dar dacă vei face o fermă doar pentru o vizor, atunci poți da preferință unei opțiuni mai bugetare.

Asigurați-vă că luați în considerare încărcările de zăpadă și vânt din zona dvs. atunci când proiectați. La urma urmei, atunci când alegeți un profil (în ceea ce privește sarcina pe acesta), unghiul de înclinare al fermelor este de mare importanță:

Puteți proiecta mai precis o ferme dintr-o țeavă de profil folosind calculatoare online.

Menționăm doar că cel mai simplu design al unei țevi profilate constă din mai mulți stâlpi verticali și niveluri orizontale pe care pot fi atașate căpriori de acoperiș. Puteți cumpăra un astfel de cadru gata făcut pe cont propriu, chiar și la comandă în orice oraș din Rusia.

Etapa III. Se calculează efortul intern al fermei

Cea mai importantă și responsabilă sarcină este calcularea corectă a zăbrelei din conducta de profil și selectarea formatului dorit al zăbrelei interne. Pentru a face acest lucru, avem nevoie de un calculator sau alt software similar cu acesta, precum și de câteva date tabelare ale SNiP-urilor, care pentru aceasta:

• SNiP 2.01.07-85 (impacturi, încărcări).
• SNiP p-23-81 (date privind structurile din oțel).

Vă rugăm să examinați aceste documente dacă este posibil.

Forma și panta acoperișului

Ferma este necesară pentru ce anume acoperiș? Şopron, fronton, cupolă, arcuit sau în şold? Cea mai ușoară opțiune, desigur, este fabricarea unui baldachin standard. Dar, de asemenea, puteți calcula și fabrica ferme destul de complexe:

O ferme standard constă din elemente atât de importante, cum ar fi coardele superioare și inferioare, rafturile, bretele și strunțele auxiliare, care mai sunt numite și sprengels. În interiorul fermelor există un sistem de grile; pentru conectarea țevilor se folosesc suduri, nituri, materiale speciale pereche și eșarfe.

Și, dacă aveți de gând să faceți un acoperiș cu o formă complexă, atunci astfel de ferme vor fi o opțiune ideală pentru el. Este foarte convenabil să le faci conform unui șablon chiar pe pământ și abia apoi să le ridici.

Cel mai adesea, în construcția unei case mici de țară, a unui garaj sau a unei case de schimb, se folosesc așa-numitele ferme Polonso - un design special de ferme triunghiulare conectate prin puf, iar centura inferioară aici iese ridicată.

De fapt, în acest caz, pentru a crește înălțimea structurii, coarda inferioară se face ruptă, iar apoi este de 0,23 din lungimea zborului. Pentru spațiul interior al camerei este foarte convenabil.

Deci, în total, există trei opțiuni principale pentru realizarea unei ferme, în funcție de panta acoperișului:

• de la 6 la 15°;
• de la 15 la 20°;
• de la 22 la 35°.

Care este diferența pe care o întrebi? De exemplu, dacă unghiul structurii este mic, doar până la 15 °, atunci este rațional să se facă ferme într-o formă trapezoidală. Și, în același timp, este foarte posibil să se reducă greutatea structurii în sine, luând înălțimea de la 1/7 la 1/9 din lungimea totală a zborului.

Acestea. urmați această regulă: cu cât greutatea este mai mică, cu atât este mai mare înălțimea fermei. Dar dacă avem deja o formă geometrică complexă, atunci trebuie să alegeți un alt tip de ferme și grătare.

Tipuri de ferme și forme de acoperiș

Iată un exemplu de ferme specifice pentru fiecare tip de acoperiș (single, dublu, complex):

Să ne uităm la tipurile de ferme:

• triunghiular fermele sunt un clasic pentru realizarea bazei pentru pante abrupte de acoperiș sau șoproane. Secțiunea transversală a țevilor pentru astfel de ferme trebuie selectată ținând cont de greutatea materialelor de acoperiș, precum și de funcționarea clădirii în sine. Ferpile triunghiulare sunt bune pentru că au forme simple, sunt ușor de calculat și executat. Sunt apreciate pentru că sub acoperiș oferă lumină naturală. Dar remarcăm și dezavantajele: acestea sunt profile suplimentare și tije lungi în segmentele centrale ale rețelei. Și tot aici va trebui să întâmpinați unele dificultăți atunci când sudați colțuri de referință ascuțite.
• Următoarea vedere este poligonal ferme dintr-o conductă de profil. Sunt indispensabile pentru construcția de suprafețe mari. Sudarea lor are deja o formă mai complexă și, prin urmare, nu sunt proiectate pentru structuri ușoare. Dar astfel de ferme se disting prin economii mai mari de metal și rezistență, ceea ce este deosebit de bun pentru hangarele cu deschideri mari.
• De asemenea, este considerat puternic ferme cu curele paralele. O astfel de fermă diferă de altele prin faptul că are toate detaliile - repetate, cu aceeași lungime de tije, curele și grătare. Adică, există un minim de îmbinări și, prin urmare, este cel mai ușor să calculați și să gătiți unul dintr-o țeavă de profil.
• O specie separată este trapezoidală cu o singură pantă ferme susținută de stâlpi. O astfel de fermă este ideală atunci când este necesară o fixare rigidă a structurii. Ea are pante (acolade) pe laterale și nu există tije lungi ale lăzii superioare. Potrivit pentru acoperișuri unde fiabilitatea este deosebit de importantă.

Iată un exemplu de realizare a fermelor dintr-o țeavă de profil ca opțiune universală care este potrivită pentru orice clădire de grădină. Vorbim despre ferme triunghiulare și probabil le-ați văzut deja de multe ori:

O ferme triunghiulară cu o bară transversală este, de asemenea, destul de simplă și este destul de potrivită pentru construirea de foișoare și case de schimb:

Si aici arcuit fermele sunt deja mult mai dificil de fabricat, deși au o serie de avantaje valoroase:

Sarcina dvs. principală este să centrați elementele fermei metalice din centrul de greutate în toate direcțiile, în termeni simpli, pentru a minimiza sarcina și a o distribui corect.

Prin urmare, alegeți tipul de fermă care este mai potrivit pentru acest scop. Pe lângă cele enumerate mai sus, sunt populare și o ferme de foarfece, asimetrică, în formă de U, cu două balamale, o ferme cu curele paralele și o ferme de mansardă cu și fără suporturi. Precum și vedere la mansardă a fermei:

Tipuri de grătare și sarcină punctuală

Veți fi interesat să știți că un anumit design al grilajelor interioare ale fermelor este selectat deloc din motive estetice, ci din motive destul de practice: pentru forma acoperișului, geometria tavanului și calculul sarcinilor.

Trebuie să vă proiectați ferma în așa fel încât toate forțele să fie concentrate în mod specific în noduri. Atunci nu vor exista momente de încovoiere în curele, bretele și ferme - acestea vor funcționa doar în compresie și tensiune. Și apoi secțiunea transversală a unor astfel de elemente este redusă la minimum necesar, economisind în același timp semnificativ materialul. Și ferma în sine, la orice, puteți face cu ușurință articulat.

În caz contrar, forța distribuită peste tije va acționa în mod constant asupra fermei și va apărea un moment încovoietor, pe lângă solicitarea totală. Și aici, atunci este important să calculați corect valorile maxime de îndoire pentru fiecare tijă individuală.

Apoi, secțiunea transversală a unor astfel de tije ar trebui să fie mai mare decât în ​​cazul în care fermul în sine ar fi încărcat cu forțe punctiforme. Pentru a rezuma: fermele, asupra cărora sarcina distribuită acționează uniform, sunt realizate din elemente scurte cu noduri articulate.

Să vedem care este avantajul unuia sau altui tip de zăbrele în ceea ce privește distribuția sarcinii:

• triunghiular Sistemele de zăbrele sunt întotdeauna utilizate în ferme cu cordoane paralele și ferme trapezoidale. Principalul său avantaj este că oferă cea mai mică lungime totală a grătarului.
• Diagonală sistemul este bun la înălțimi mici ale ferme. Dar consumul de material pentru acesta este considerabil, deoarece aici întreaga cale de efort trece prin nodurile și tijele rețelei. Și, prin urmare, la proiectare, este important să așezați un maxim de tije, astfel încât elementele lungi să fie întinse și rafturile să fie comprimate.
• O alta vedere - îngrijit zăbrele. Se realizează în cazul sarcinilor centurii superioare, precum și atunci când este necesar să se reducă lungimea rețelei în sine. Aici, avantajul este de a menține distanța optimă între elementele tuturor structurilor transversale, ceea ce, la rândul său, vă permite să mențineți o distanță normală între curse, ceea ce va fi un moment practic pentru instalarea elementelor de acoperiș. Dar crearea unei astfel de zăbrele cu propriile mâini este o sarcină destul de laborioasă, cu costuri suplimentare de metal.
• cruciformă zăbrelele vă permite să distribuiți încărcătura pe fermă în ambele direcții simultan.
• Un alt tip de grilă traversa unde bretele sunt atașate direct de peretele fermei.
• Și, în sfârșit semi-diagonalăȘi rombic zăbrele, cele mai rigide dintre cele enumerate. Aici două sisteme de bretele interacționează simultan.

V-am pregătit o ilustrație, în care am adunat împreună toate tipurile de ferme și grilajele acestora:

Iată un exemplu despre cum este realizată o zăbrele triunghiulară:

Realizarea unei ferme cu o rețea diagonală arată astfel:

Acest lucru nu înseamnă că un tip de ferme este cu siguranță mai bun sau mai rău decât celălalt - fiecare dintre ele este valoros pentru un consum mai mic de material, greutate mai mică, capacitate portantă și metoda de fixare. Cifra este responsabilă pentru schema de încărcare care va acționa asupra acesteia. Iar tipul de zăbrele ales va depinde direct de greutatea fermei, de aspectul și de complexitatea fabricării acesteia.

De asemenea, remarcăm o astfel de versiune neobișnuită a fabricării unei ferme, atunci când ea însăși devine o parte sau un suport pentru o altă, din lemn:

Etapa IV. Producem si instalam ferme

Vă vom oferi câteva sfaturi valoroase despre cum să sudați singur astfel de ferme fără prea multe dificultăți chiar pe site-ul dvs.:

• Prima varianta: poti contacta fabrica, iar ei vor face la comanda toate elementele individuale necesare conform desenului tau, pe care nu va trebui decat sa le sudezi pe loc.
• A doua opțiune: achiziționarea unui profil gata făcut. Apoi va trebui să acoperiți fermele din interior doar cu plăci sau placaj și, dacă este necesar, să așezați izolație între ele. Dar această metodă va costa, desigur, mai scumpă.

Iată, de exemplu, un tutorial video bun despre cum să prelungești o țeavă prin sudare și să obții geometria perfectă:

Iată și un videoclip foarte util despre cum să tăiați o țeavă la un unghi de 45°:

Deci, acum ajungem direct la ansamblul fermelor în sine. Următoarele instrucțiuni pas cu pas vă vor ajuta să rezolvați acest lucru:

• Pasul 1: Pregătiți mai întâi fermele. Este mai bine să le sudați în avans direct pe sol.
• Pasul 2. Instalați suporturi verticale pentru viitoarele ferme. Este imperativ ca acestea să fie cu adevărat verticale, așa că testați-le cu plumb.
• Pasul 3. Acum luați țevile longitudinale și sudați-le la stâlpii de susținere.
• Pasul 4 Ridicați fermele și sudați-le pe țevile longitudinale. După aceea, este important să curățați toate joncțiunile.
• Pasul 5. Vopsiți cadrul finit cu vopsea specială, curățându-l și degresându-l în prealabil. În acest caz, acordați o atenție deosebită îmbinărilor țevilor profilate.

Cu ce ​​se mai confruntă cei care fac astfel de ferme acasă? Mai întâi, luați în considerare în prealabil mesele de susținere pe care veți așeza ferme. Este departe de a fi cea mai bună opțiune să-l arunci pe pământ - va fi foarte incomod să lucrezi.

Prin urmare, este mai bine să puneți poduri de susținere mici, care vor fi puțin mai largi decât coardele inferioare și superioare ale fermei. La urma urmei, vei măsura manual și vei introduce jumperi între curele și este important ca acestea să nu cadă la pământ.

Următorul punct important: țevile profilate au o greutate mare și, prin urmare, veți avea nevoie de ajutorul a cel puțin încă o persoană. În plus, ajutorul nu va strica în lucrări atât de obositoare și minuțioase precum șlefuirea metalului înainte de a găti. De asemenea, rețineți că va trebui să tăiați o mulțime de ferme pentru toate elementele și, prin urmare, vă sfătuim să cumpărați sau să construiți o casă - a făcut mașină așa în clasa noastră de master. Iată cum funcționează:

În acest fel, pas cu pas, veți întocmi un desen, veți calcula zăbrelele, veți face semifabricate și veți suda structura deja pe loc. Mai mult, veți avea și resturile de țevi de profil în consum, prin urmare, nu va trebui să aruncați nimic - toate acestea vor fi necesare pentru părțile secundare ale baldachinului sau hangarului!

Etapa V. Curățăm și vopsim sarpante finisate

După ce instalați fermele la locul lor permanent, asigurați-vă că le tratați cu compuși anticorozivi și vopsiți cu vopsele polimerice. Ideal pentru acest scop vopsea, care este durabilă și rezistentă la radiațiile ultraviolete:

Atât, ferma de țevi de profil este gata! Mai rămâne doar lucrările de finisare la învelișul fermelor din interior cu finisare și din exterior cu material de acoperiș:

Crede-mă, să faci o ferme de metal dintr-o țeavă de profil nu este cu adevărat dificil pentru tine. Un desen bine conceput, sudarea de înaltă calitate a unei ferme dintr-o țeavă de profil și dorința de a face totul corect și precis joacă un rol imens.

Mai devreme sau mai târziu, proprietarii unei case private trebuie să construiască un șopron pentru o mașină sau o vacanță de vară, un foișor, un mic gard cu un acoperiș pentru animale de companie, un baldachin peste o grămadă de lemne pe șantier. Pentru ca acoperișul peste o astfel de structură să fie fixat în siguranță, este necesar să proiectați și să instalați corect structurile metalice de susținere.

Salutăm stimatul nostru cititor și îi oferim un articol despre ce sunt ferme dintr-o țeavă de profil, cum să le calculăm și să le montem corect.

O ferme este o structură de elemente rectilinii interconectate la noduri într-un sistem solid cu o formă geometrică neschimbătoare. Cel mai adesea există structuri plate, dar în structurile mari încărcate se folosesc ferme volumetrice (spațiale). Practic, în casele particulare, fermele sunt făcute din lemn și metal. Structurile mici de căpriori, copertine, foișoare sunt realizate din lemn. Dar metalul durabil și de înaltă tehnologie este un material aproape ideal pentru structurile metalice portante.

Pentru fabricarea structurilor complexe se folosesc secțiuni solide și țevi laminate. Țevile profilate (pătrate, dreptunghiulare) au o rezistență mai mare la strivire și îndoire, structurile mici pentru casă sunt montate fără utilizarea sudurii, prin urmare, o țeavă de profil este folosită cel mai adesea pentru clădirile imobiliare.

Caracteristicile structurale ale fermelor

Elementele constitutive ale structurii fermei:

• centura.
• Rack - un element vertical care leagă coardele superioare și inferioare.
• Brace (strut).
• Sprengel - bretele de sprijin.
• Decupaje, suprapuneri, eșarfe, nituri, șuruburi - tot felul de materiale auxiliare și de fixare.

Înălțimea fermei este considerată de la punctul cel mai de jos al centurii inferioare până la punctul cel mai înalt. Span - distanța dintre suporturi. Rise - raportul dintre înălțimea fermei și deschiderea. Panoul este distanța dintre nodurile centurii.

Tipuri de ferme dintr-o conductă profesională

Fermele sunt subdivizate după conturul benzilor. Există soiuri cu două și trei straturi. În structurile mici, se folosesc ferme mai simple cu două centuri. Fiecare soi are o anumită înclinație și înălțime în funcție de lungimea travei și de forma zăbrelei.

Tipuri de ferme în funcție de contururile coardelor: grinzi cu coarde paralele (dreptunghiulare), triunghiulare (pas dublu și simplu), trapezoidale (pas dublu și simplu), segmentare (parabolice), poligonale (poligonale), cantilever; cu coarda inferioară ruptă ridicată sau concavă și o formă variată a coardei superioare; arcuit cu o centură inferioară orizontală și arcuită; forme complexe combinate.

Fermele se disting și prin tipurile de zăbrele - vezi figură. În clădirile private, cel mai adesea se găsesc grătare triunghiulare și diagonale - mai simple și mai puțin intense în metal. Gratarele triunghiulare sunt de obicei folosite in structuri dreptunghiulare si trapezoidale, grilajele diagonale - in cele triunghiulare.

Înainte de a construi orice structură, ar trebui să decideți asupra alegerii materialului. Când cumpărați un profil metalic sau țevi, ar trebui să examinați cu atenție piesele de prelucrat - pentru fisuri, cochilii, slăbiri, inconsecvențe de-a lungul cusăturii, un număr mare de piese de prelucrat îndoite și îndoite. Când cumpărați materiale galvanizate - este recomandabil să vă asigurați de calitatea acoperirii - dacă există delaminații și căderi.

La cumpărare, trebuie să solicitați o copie a certificatului și un cec. Asigurați-vă că grosimea peretelui țevii este menționată în documente. Nu puteți face țevi într-un garaj pe genunchi și nu există falsuri, dar puteți întâlni materiale de proastă calitate, așa că este mai bine să cumpărați în magazine destul de mari.

Ce material sa alegi pentru cadru

În cele mai multe cazuri, oțelul este ales pentru cadrul clădirilor conacului sau pentru acoperișul unei case. Pentru structurile foarte mici, aluminiul este uneori folosit și - de obicei în produsele achiziționate (copertine, balansoare). Pentru ridicarea structurilor metalice, pot fi utilizate țevi ale unei secțiuni goale și un profil al unei secțiuni solide (cerc, bandă, pătrat, canal, grindă în I).

Un avantaj uriaș al țevilor dreptunghiulare și pătrate față de un profil de aceeași greutate este rezistența ridicată la strivire și alte deformații. Prin urmare, profilele solide pot fi înlocuite cu țevi ondulate mult mai ușoare - acest lucru facilitează foarte mult (de 2 ori sau mai mult) și reduce costul construcției de tip tubular.

Dimensiunile secțiunii țevii sunt selectate în funcție de lungimea travei și de distanța dintre suporturi și ferme. În proprietățile private, șopronele și alte structuri nu sunt foarte mari și puteți lua sfatul experților sau puteți găsi desene gata făcute pe Internet.

Cu o distanță între suporturi de până la 2 m, pentru copertine mici cu deschideri de până la 4 m lungime, este potrivit un profil de 40 × 20x2 mm, cu deschideri de până la 5 m - 40 × 40x3, 60 × 30x3 mm; deschideri mai mari de 5 m - 60 × 40x3, 60 × 60x3 mm. Dacă este planificat un carport pentru două mașini cu o lățime de 8-10 m, atunci profilul va fi necesar de la 60 × 60 la 100 × 100 cu o grosime a peretelui de 3-4 mm. Dimensiunile profilului depind de distanța dintre ferme.

Țevile profesionale ies în vânzare în lungimi de 6 și 12 m. Cu o lungime de 12 m, metalul se consumă mai economic, dar este nevoie de un gabarit de lungime pentru a transporta astfel de țevi. Înainte de a cumpăra materiale, ar trebui să luați în considerare modul în care veți tăia semifabricatele și câte dintre ele se vor potrivi într-o țeavă de 6 m sau 12 m lungime și să calculați de câte secțiuni de țeavă profesională veți avea nevoie.

Este imposibil să ne concentrăm asupra greutății nominale - greutatea este de 1 r.m. într-un anumit lot va diferi de cel nominal și, cel mai probabil, în sus (este mai profitabil pentru vânzători să fabrice produse cu un perete mai gros - prețul este pe tonă). La cumpărarea la greutate, materialul va trebui cumpărat și transportat - iar acestea sunt costuri suplimentare.

Avantajele și dezavantajele diferitelor metale

În practică, pentru țevile cu profil structural se folosesc următoarele tipuri de oțel: carbon de calitate obișnuită și de înaltă calitate, structural, aliat. Țevile vin cu un strat protector de zinc. Se folosește și aluminiul - dar rar, pentru structuri mici, mai des sezoniere. Profilele de aluminiu sunt folosite pentru structuri mici.

În mod tradițional, pentru structurile mici dintr-o proprietate privată, pentru construcția de structuri din oțel cu ferme, se folosește oțel carbon St3sp, St3ps, uneori zincat. Un astfel de oțel are o rezistență suficientă pentru a asigura fiabilitatea structurii, practic nu există nicio diferență de rezistență la coroziune pentru toate cele trei tipuri de oțel.

Dacă precipitațiile cad pe structuri, mai devreme sau mai târziu atât produsele structurale, cât și cele din oțel aliat vor rugini. O cantitate mică de elemente de aliere nu protejează împotriva coroziunii (pentru structuri, oțelurile slab aliate, cum ar fi 30KhGSA, 30KhGSN, 38XA pot fi utilizate - conținutul de elemente de aliere din ele este de 2-4%, iar această cantitate nu afectează coroziunea rezistenţă).

În ceea ce privește rezistența, oțelurile structurale și aliate ar trebui să fie puțin mai durabile decât oțelurile carbon - sunt mai rezistente la sarcinile ciclice. Dar această calitate a oțelurilor se manifestă după tratamentul termic - iar călirea cu revenire poate deforma țevi și, de obicei, nimeni nu face un astfel de tratament termic pe produsele finite. Recoacerea poate fi efectuată pe țevi fără sudură - după recoacere, tensiunile reziduale (întărirea) sunt îndepărtate în metal, dar acesta devine mai moale.

Oțelurile de structură (20A, 45, 40, 30A) sunt de calitate superioară și preț mai mare. Oțelurile aliate sunt și mai scumpe (și există șansa să vi se vândă țevi din oțel 3 în loc de aliaje). Prin urmare, atunci când instalați structuri cu o lățime mai mică de 20 m, nu are sens să cumpărați țevi profesionale din oțel aliat sau structural. Cu siguranță are sens să folosiți o țeavă profesională galvanizată dacă instalarea va fi efectuată folosind sisteme de crab.

Dacă asamblarea urmează să fie realizată prin sudare, sudurile vor rugini la fel de repede ca metalul normal neacoperit.. Dar dacă monitorizați cu atenție cusăturile, efectuați în mod regulat un tratament anticoroziv (curățare, amorsare, vopsire), atunci este de preferat o țeavă galvanizată. Dacă aveți nevoie de o magazie temporară timp de 10 ani pentru materiale de construcție, apoi veți demola magazia - cu atât mai mult, nu vă deranjați, cumpărați țevi obișnuite din oțel carbon fără acoperire.

Dacă intenționați să construiți un șopron foarte mare sau un hangar cu o lungime mare pe șantier, ar trebui să contactați constructori profesioniști și să faceți un proiect - aceștia vor determina ce oțel alegeți.

Fă-o singur sau comandă

Fermele pentru un baldachin peste o mașină sau un acoperiș de foișor sunt de dimensiuni mici și au un design simplu - cel mai adesea triunghiular, cu mai multe bare și suporturi. De asemenea, puteți finaliza singur un astfel de design dacă aveți cel puțin abilitățile inițiale ale unui sudor și nu vă este frică să învățați noi locuri de muncă.

Dar fabricarea fermelor necesită precizie, prezența unui asistent, o zonă foarte plată în proprietate - pentru amenajarea și sudarea structurilor, prezența unei mașini de sudură și timp. Puteți comanda structuri gata făcute la o fabrică sau la o companie de construcții și le puteți monta singur.

Cerințe pentru calculul unei țevi de profil pentru construcția unei ferme

La calcularea dimensiunilor și grosimii peretelui țevilor de profil necesare pentru construcția structurilor dumneavoastră metalice; se iau in considerare urmatoarele conditii:

• Dimensiunile structurii metalice și, în special, lungimea, pasul suporturilor - distanța dintre suporturi.
• Înălțimea suporturilor și a fermelor.
• Forma fermei.
• Posibile caracteristici ale condițiilor geologice (activitate seismică, posibilitatea de alunecări de teren).
• Greutatea acoperirii.

Ce se întâmplă dacă calculezi greșit

În cazul calculelor incorecte, sunt posibile următoarele consecințe:

• Structurile fermei se vor deforma sub greutatea zăpezii, a frunzișului umed.
• În cel mai nefericit caz, structurile se vor deforma sub propria greutate.
• Întreaga structură se poate prăbuși în cazul vântului puternic.
• Deformarea, mai devreme sau mai târziu, va duce la distrugerea fermei și a întregii structuri, ceea ce este periculos pentru oameni și poate deteriora obiectele de sub baldachin - o mașină, de exemplu.
• O structură fragilă și mobilă va duce la distrugerea acoperișului așezat la fermă.
• Atunci când utilizați un profil prea puternic și greu, costul materialelor și al lucrării în timpul construcției unei structuri metalice crește în mod nerezonabil.

Proiectăm o fermă și elementele ei

Un calcul complet și precis al încărcăturii în fermă, împreună cu diagramele, este complex, iar pentru implementarea acestuia, ar trebui să contactați specialiștii.

Atunci când proiectați șoprone mari, hangare, garaje din structuri metalice, este necesar un calcul precis al profilului necesar, dar pentru construcția de șoproane sau foișoare nu prea mari într-o proprietate privată, puteți utiliza recomandările binecunoscute ale specialiștilor.

Pentru structurile foarte mici (acoperă într-un incintă pentru animale, magazie peste un depozit de lemne de foc), este suficientă utilizarea țevilor de 40 × 20 mm cu grosimea peretelui de 2 mm; pentru foișoare și copertine peste mese, grătare sau locuri de odihnă - 40 × 40 mm cu o grosime a peretelui de 3 mm; baldachin peste un loc pentru o mașină - de la 60 × 40 la 100 × 100 mm cu o grosime a peretelui de 3-4 mm.

Dacă există mai multe ferme și suporturi la baldachin și treapta suporturilor este mai mică de 2 m, puteți lua o țeavă mai subțire, dacă există doar 4 suporturi și două ferme și o deschidere de 6-8 m sau mai mult - a unul mai gros.

Sarcinile admisibile pe ferme sunt prezentate în tabel:

Lățimea deschiderii, m Dimensiunea țevii pe grosimea peretelui, mm	1	2	3	4	5	6
Pentru teava profil
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
Pentru o țeavă dreptunghiulară (când partea mai mare este verticală)
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

Desene și diagrame

La fabricarea structurilor metalice este obligatoriu un desen cu dimensiuni exacte! Acest lucru vă va permite să achiziționați cantitatea potrivită de material, să economisiți timp la asamblarea și pregătirea semifabricatelor și vă va permite să controlați cu ușurință dimensiunile structurii metalice în timpul instalării și structura finită. În acest caz, siguranța dvs. și a gospodăriei dvs. depinde de precizia ansamblului - o clădire care s-a prăbușit de zăpadă sau vânt poate aduce multe probleme.

Fundamentele calculului fermei

Tipurile de ferme depind de forma acoperișului, iar forma acoperișului clădirii din moșie se alege în funcție de scopul și amplasarea structurilor metalice. Consolă și fermele adiacente sunt de obicei realizate cu copertine triunghiulare, de sine stătătoare, cu o singură față - cu structuri și arcuri poligonale, triunghiulare, segmentare. Arborurile pot avea un acoperiș cu șase și opt pante sau un acoperiș fantezie cu ferme personalizate.

Pentru a calcula ferme, este necesar să se calculeze sarcina pe acoperiș și pe o ferme. Calculele iau în considerare sarcina stratului de zăpadă, acoperișuri, șipci, greutatea structurilor în sine. Calculele precise sunt o sarcină pentru un constructor profesionist. Baza pentru calcul este SP 20.13330.2016 „Încărcări și impacturi. Versiunea actualizată a SNiP 2.01.07-85” și SP 16.13330.2011 „Steel structures. Versiune actualizată a SNiP II-23-81".

Pentru calcule se folosește metoda de tăiere - tăierea nodurilor (secțiuni în care tijele sunt articulate); metoda Ritter; Metoda de înlocuire a tijei Henneberg. În programele de calculator moderne, metoda de tăiere a nodurilor este mai des utilizată.

Este mai bine să folosiți un proiect standard gata făcut sau recomandările noastre pentru alegerea profilurilor. Nu este prea dificil să asamblați o fermă cu un design simplu trapezoidal sau triunghiular și, dacă aveți experiență în sudarea și instalarea structurilor metalice, auto-asamblarea șopronelor și arborelor este destul de posibilă. Dacă doriți să construiți un baldachin mare cu o lungime a fermei de 10 m sau mai mult, trebuie să finalizați proiectul cu specialiști.

Influența unghiului de înclinare

Designul fermei este afectat în primul rând de unghiul de înclinare a versanților (rampa). Unghiul de înclinare este selectat în primul rând în funcție de forma acoperișului și de amplasarea structurii metalice. Magaziile adiacente clădirilor ar trebui să aibă un unghi de înclinare mai mare al acoperișului - pentru o rulare mai rapidă a zăpezii care alunecă de pe acoperiș și a apei care curge.

Pentru structurile individuale, unghiul de înclinare al acoperișului poate fi mai mic. Unghiul de înclinare depinde și de cantitatea de precipitații care se încadrează în regiunea dvs. - cu cât precipitații sunt mai mari, cu atât ar trebui să fie mai mare unghiul de înclinare al acoperișului. Cu cât acoperișul este mai abrupt, cu atât mai puține precipitații persistă pe el.

O pantă ușoară a pantei - până la 15 ° - este utilizată pe copertine mici de sine stătătoare. Înălțimea pantei este aproximativ egală cu 1/7-1/9 din lungimea travei. Se folosesc ferme trapezoidale.

Pantă de la 15 ° la 22 ° - înălțimea pantei este de 1/7 din lungimea travei.

Pantă de la 22 ° la 30 ° - 35 ° - înălțimea pantei este de 1/5 din lungimea travei, cu o astfel de pantă, se folosesc de obicei structuri triunghiulare, uneori cu o centură inferioară ruptă pentru a facilita construcția.

Opțiuni de unghi de bază

Pentru calcularea corectă a numărului și lungimilor elementelor individuale ale unei ferme dintr-o țeavă profesională, este necesar să se determine unghiurile de bază dintre elemente. În general, coarda inferioară este perpendiculară pe suporturi, coarda superioară are o înclinare față de orizontală, în funcție de unghiul acoperișului. Unghiul optim de înclinare a bretelelor față de orizontală / verticală este de 45 °, stâlpii trebuie să fie strict verticali.

Unghiul exact de înclinare al acoperișului este fie stabilit de proiect, fie se găsește conform rapoartelor date mai sus ( pentru o pantă de până la 15 ° - înălțimea pantei este aproximativ egală cu 1/7-1/9 din lungimea travei; pentru o pantă de la 15 ° la 22 ° - 1/7 din lungimea travei; pentru o pantă de la 22 ° la 30 ° - 35 ° - înălțimea pantei este de 1/5 din lungimea travei).

După ce ați determinat unghiul exact al acoperișului, determinați lungimea semifabricatelor pentru fabricarea fermei - aceste informații vor fi necesare la efectuarea lucrărilor.

Factori semnificativi de selecție a site-ului

Dacă există posibilitatea de a alege, pentru instalarea structurilor metalice, ar trebui să alegeți o zonă plată care nu este supusă alunecărilor de teren și îmbinării cu apă. Dar în parcelele mici de uz casnic, cel mai adesea nu există de ales - un carport este plasat imediat în afara porții, o verandă lângă casă, un foișor în adâncul parcelei. Este posibil ca locul să fie nivelat, uneori uscat.

Dacă există pericolul de alunecare a straturilor de pământ sau dacă locuiți într-o zonă predispusă la cutremur, proiectarea oricărei structuri deasupra căsuței ar trebui lăsată în seama profesioniștilor pentru a vă asigura propria siguranță.

Cum se calculează sarcina

Sarcina de zăpadă pe 1 m² de acoperiș este calculată prin SP 20.13330.2017 „Încărcări și impacturi. Versiunea actualizată a SNiP 2.01.07-85" in functie de regiune. Când se calculează, nu aria acoperișului este luată, ci aria proiecției acoperișului pe orizontală. În mod similar, se calculează greutatea lăzii și a acoperișului. Conform desenului, greutatea unei ferme se calculează și se înmulțește cu numărul acestora.

Sarcina pe o ferme se calculează împărțind suma încărcăturii totale de pe acoperișul de zăpadă, greutatea lăzii și a capacului, greutatea structurilor în sine, la numărul de ferme.

Ușă de intrare și baldachin

Vizoarele de deasupra ușii din față sunt mici și în consolă.

Lățimea vizierei ar trebui să fie egală cu lățimea pridvorului + 300 mm pe fiecare parte. În profunzime, baldachinul ar trebui să acopere treptele. Lungimea vizierei este egală cu suma lungimii platformei și treptelor. Lungimea platformei superioare ar trebui să fie de o dată și jumătate mai largă decât ușa, adică 0,9 × 1,5 \u003d 1,35 m. Plus 250 mm pentru fiecare pas.

De exemplu:

pentru un pridvor cu două trepte și o lățime de 1200 mm, dimensiunile zonei acoperite (proiecția orizontală a baldachinului) sunt egale cu:

lungime (adâncimea vârfului) = 1,35 + 2 × 0,25 = 1,85 m;

lățime \u003d 1,2 + 0,3 × 2 \u003d 1,8 m.

Programe gratuite de calcul

• Pe site http://sopromatguru.ru/raschet-balki.php.
• Pe site http://rama.sopromat.org/2009/?gmini=off.

Exemplu de calcul

Un exemplu de calcul al fermei unui baldachin de sine stătător pentru o mașină de clasă medie (D):

Lățimea vehiculului 1,73 m, lungime 4,6 m.

Lățimea minimă a fermei între suporturi:

1,73 + 1 = 2,73 m, pentru comoditatea deschiderii ușilor, acceptăm o lățime de 3,5 m.

Lățimea fermei, inclusiv protuberanțe de acoperiș:

3,5 + 2 × 0,3 = 4,1 m.

Lungimea baldachinului:

4,6 + 1 = 5,6 m, luați o lungime de 6 m.

Cu această lungime, puteți instala suporturi în 2 m sau mai puțin. Pentru ușurarea structurilor de susținere, acceptăm distanța dintre suporturi de 1,5 m.

Acceptăm forma acoperișului ca acoperiș triunghiular în frontone - este cel mai ușor de fabricat și în același timp economic din punct de vedere al consumului de material. Luăm unghiul de înclinare al acoperișului la 30 ° - la acest unghi de înclinare, zăpada și frunzele căzute nu vor rămâne pe acoperiș.

Înălțimea fermei din centru (stâlp central) va fi:

Total: lungimea centurii inferioare a fermei este de 4,1 m; centura superioară - două jumătăți de 2,355 m fiecare, lungime totală 4,71 m, standul din centru are o înălțime de 1,16 m.

Pentru astfel de ferme scurte, este suficient să folosiți o țeavă pătrată de 40 × 40 mm cu o grosime a peretelui de 3 mm.

Principalele etape ale lucrării la fabricarea și instalarea fermelor cu propriile mâini

Inainte de montajul sarpantelor se efectueaza lucrari la amenajarea santierului, montajul suporturilor, betonarea fundatiilor suporturilor, sudarea braturilor laterale sau a grinzilor laterale. Apoi se montează fermele transversale.

Procedura de efectuare a lucrărilor la fabricarea și instalarea fermelor:

• Fermele sunt sudate pe o suprafață plană.
• Fermele sunt tratate cu un grund anticoroziv, vopsit de două ori. Nu vopsiți locuri pentru sudarea fermelor pe suporturi. Este posibil să se efectueze aceste lucrări după instalarea fermelor, dar este incomod să vopsiți la înălțime.
• Fermele se ridică, se instalează pe suporturi, se verifică unghiurile și orizontalitatea, se sudează pe suporturi. Aceste lucrări sunt efectuate de o echipă formată din mai multe persoane.
• Vopsea peste suduri.
• Montați lada, așezați acoperișul.

Cum se sudează fermele

Fermele sunt asamblate pe o zonă plană. Înainte de asamblare, piesele de prelucrat sunt tăiate, curățate de rugină, iar bavurile sunt șlefuite pe secțiuni. Elementele fermei se fixează cu cleme, se verifică dimensiunile, unghiurile, planeitatea. Structura este sudată pe o parte, lăsată să se răcească, răsturnată pe cealaltă parte. Scoateți clemele și fierbeți a doua parte. Apoi măcinați rola pe cusătură. Puteți vedea caracteristicile sudării în ferme în videoclipul nostru:

Dacă aveți puține abilități de sudor și montator, puteți comanda fabricarea unei ferme într-o organizație sau echipă specializată.

Concluzie

Instalarea unui baldachin, instalarea fermelor este o muncă complexă de calificare. Copertinele mici și foișoarele pot fi realizate independent cu ajutorul membrilor familiei.

Este mai bine să încredințați instalarea de structuri metalice mari unei echipe de profesioniști. Dar și profesioniștii au nevoie de control. Ne luăm rămas bun de la stimatul nostru cititor și sperăm că articolul nostru vă va ajuta să înțelegeți tipurile de ferme, alegerea designului, materialului și procedura de construire a șopronelor și foișoarelor pe site-ul dvs. Abonați-vă la newsletter-ul site-ului nostru, aduceți prieteni, împărtășiți informații interesante cu interlocutorii dvs. din rețelele sociale.

Ferpile metalice dintr-o țeavă de profil sunt structuri metalice, a căror asamblare se realizează cu ajutorul unor tije metalice cu zăbrele. Fabricarea lor este un proces destul de complicat și care necesită timp, dar rezultatul justifică de obicei așteptările. Un avantaj important poate fi numit rentabilitatea designului rezultat. În procesul de producție, metalul asociat și eșarfele sunt adesea folosite ca piese metalice de legătură. Procesul de asamblare ulterioară se bazează pe nituire sau sudare.

Avantajele structurilor metalice

O ferme de metal are multe avantaje. Cu ajutorul lor, puteți bloca cu ușurință intervalul de orice lungime. Cu toate acestea, trebuie să se înțeleagă că instalarea corectă implică un calcul inițial competent al fermei dintr-o țeavă profilată. În acest caz, va fi posibil să fiți sigur de calitatea structurii metalice create. De asemenea, merită să respectați planurile, desenele și marcajele planificate, astfel încât produsul să fie în conformitate cu cerințele.

Beneficiile acestui produs nu se opresc aici. De asemenea, se pot distinge următoarele avantaje:

1. Durabilitatea unui produs metalic.
2. Greutate redusă în comparație cu alte modele similare.
3. Rezistenta.
4. Rezistență la daune și factori negativi de mediu.
5. Noduri puternice care contribuie la rezistenta la orice tip de sarcina.
6. Oportunitatea de a economisi finanțe prin auto-asamblare, deoarece produsul metalic finit nu este ieftin.
   

Caracteristicile structurale ale fermelor

O ferme dintr-o țeavă de profil are caracteristici care trebuie reținute în prealabil. Pe baza împărțirii, se pot distinge anumiți parametri. Valoarea principală este numărul de curele. Se pot distinge următoarele tipuri:




Al doilea parametru important, fără de care nu poate fi creat un desen de fermă, este contururile și forma. În funcție de acestea din urmă, pot fi distinse ferme drepte, frontoane sau cu o singură pantă. De-a lungul conturului, structurile metalice pot fi, de asemenea, împărțite în mai multe opțiuni. Primul este modelele cu o centură paralelă. Sunt considerate cea mai bună soluție pentru crearea unui acoperiș moale. Suportul metalic este extrem de simplu, iar componentele sale sunt identice, grila are aceeasi dimensiune ca tijele, facand montajul o treaba usoara.

A doua opțiune este structurile metalice cu un singur pas. Se bazează pe noduri rigide care asigură rezistență la sarcinile externe. Crearea unui astfel de design se distinge prin economia materialului și, în consecință, prin costuri reduse. Al treilea tip este fermele poligonale. Se disting printr-o instalare lungă și destul de complicată, iar capacitatea de a rezista la o mulțime de greutăți devine un avantaj. A patra opțiune este fermele triunghiulare dintr-o țeavă de profil. Ele sunt utilizate dacă se plănuiește crearea unei ferme metalice cu un unghi mare de înclinare, dar dezavantajul va fi prezența deșeurilor după construcție.


Următorul parametru important este unghiul de înclinare. În funcție de aceasta, fermele metalice din țevile de profil sunt împărțite în trei grupuri principale. Prima grupă include structuri metalice cu un unghi de înclinare de 22-30 de grade. În acest caz, lungimea și înălțimea produsului sunt reprezentate de un raport de 1:5. Printre avantajele unei astfel de structuri metalice, se poate evidenția o greutate ușoară. Cel mai adesea, fermele triunghiulare metalice sunt create astfel.

În acest caz, poate fi necesar să folosiți bretele montate de sus în jos dacă înălțimea deschiderii depășește 14 metri. In centura superioara va fi amplasat un panou cu lungimea de 150-250 cm.Ca urmare, se va obtine un design cu doua curele si un numar par de panouri. Cu condiția ca deschiderea să depășească 20 de metri, structura metalică de sub căprior trebuie montată, legând-o cu stâlpi de susținere.

A doua grupă include fermele din țevi pătrate sau din țevi profesionale și alte soiuri, dacă unghiul de înclinare este de 15-22 de grade. Raportul dintre înălțime și lungime între ele ajunge la 1:7. Lungimea maximă a cadrului nu trebuie să depășească 20 de metri. Dacă este necesară creșterea înălțimii, sunt necesare proceduri suplimentare, de exemplu, se creează o centură ruptă.

Al treilea grup include structuri metalice cu un unghi de înclinare mai mic de 15 grade. În aceste proiecte, este utilizat un sistem de ferme trapezoidale. Au suporturi scurte suplimentare. Acest lucru vă permite să creșteți rezistența la deformarea longitudinală. Dacă este montat un acoperiș șopron, al cărui unghi de înclinare ajunge la 6-10 grade, este necesar să se ia în considerare o formă asimetrică. Diviziunea intervalului poate varia în funcție de caracteristicile de proiectare și poate fi de până la șapte, opt sau nouă părți.

Separat, se evidențiază ferma Polonso, montată manual. Este reprezentat de două ferme triunghiulare, care sunt legate printr-un puf. Acest lucru elimină instalarea de bretele lungi, care ar trebui să fie amplasate în panourile din mijloc. Ca urmare, greutatea structurii va fi optimă.

Cum se calculează corect baldachinul?

Calculul și fabricarea fermelor dintr-o țeavă de profil ar trebui să se bazeze pe cerințele de bază care sunt prescrise în SNiP. La calcul, este important să se întocmească un desen al produsului, fără de care instalarea ulterioară va fi imposibilă. Inițial, ar trebui pregătită o diagramă, care va indica dependențele principale dintre panta acoperișului și lungimea structurii în ansamblu. În special, trebuie luate în considerare următoarele:

1. Conturul curelelor de susținere. Acestea vor ajuta la determinarea scopului structurii metalice, a unghiului de înclinare și a tipului de acoperiș.
2. La selectare, este necesar să se respecte principiul economiei, cu excepția cazului în care cerințele implică contrariul.
3. Dimensiunile sunt calculate luând în considerare sarcinile asupra structurii. Este important să rețineți că unghiurile căpriorii pot varia, dar panoul trebuie să se potrivească cu ele.
4. Ultimul calcul se referă la decalajul dintre noduri. Cel mai adesea, este ales astfel încât să se potrivească cu lățimea panoului.

Trebuie amintit că creșterea înălțimii cu propriile mâini va duce la o creștere a capacității portante. În acest caz, stratul de zăpadă nu va fi ținut pe acoperiș. Pentru a consolida și mai mult structura metalică, va trebui să montați rigidizări. Pentru a determina dimensiunile fermei, ar trebui să vă ghidați după următoarele date:

• structurile de până la 4,5 metri lățime se montează din piese cu dimensiunile de 40x20x2 mm;
• produsele cu lățimea de 5,5 metri sunt create din componente care măsoară 40x40x2 mm;
• dacă lățimea structurii va depăși 5,5 metri, este optim să alegeți piese de 40x40x3 mm sau 60x30x2 mm.

În continuare, trebuie să calculați pasul, pentru aceasta, se ia în considerare distanța de la unul la următorul suport al baldachinului. Adesea este standard și ajunge la 1,7 metri. Dacă încălcați această regulă nerostită, rezistența structurii poate fi oarecum încălcată. După ce toți parametrii necesari sunt calculați, este necesar să obțineți o diagramă de proiectare. Pentru a face acest lucru, utilizați programul pentru a obține puterea necesară. Majoritatea programelor au nume similare procesului pe care îl rulează. Puteți alege programul „Truss Calculation”, „Truss Calculation 1.0” și altele similare.

Când calculați, asigurați-vă că țineți cont de costul unei tone de metal la achiziție, precum și de costul de fabricație a structurii metalice în sine, adică de costurile de sudare, tratament anticoroziune și instalare. Acum rămâne să ne dăm seama cum să sudăm o ferme dintr-o țeavă de profil.

Pentru ca sudarea prin ferme să fie de înaltă calitate, trebuie urmate o serie de recomandări. Printre acestea se numără următoarele:

Pentru ca designul să fie în conformitate cu cerințele, este important să respectați un anumit algoritm de lucru. Inițial, site-ul este marcat. Pentru a face acest lucru, montați suporturi verticale și părți încorporate. Dacă este necesar, țevile cu profil metalic pot fi imediat plasate în gropi și betonate. Montarea suporturilor verticale se verifica cu plumb, iar pentru a controla paralelismul se trag de cordon.