Ферма визначення. Що таке ферма у будівництві? Загальна класифікація будівельних ферм

КРОПІЛЬНІ МЕТАЛЕВІ

ФЕРМИ У ПОКРИТТЯХ БУДИНКІВ

Кроквяні ферми. Загальні положення.

Покриття й у своїй основі складаються із кроквяних і підкроквяних конструкцій, прогонів, ліхтарних світлових конструкцій (при необхідності), зв'язків та огороджувальних конструкцій покрівлі. Найбільш широке поширення у покриттях промислових будівель, ангарів, складів, спортивних комплексів, торгових центрів, де потрібно перекриття великих прольотів, набули сталеві кроквяні ферми. Ферми економічні за витратами металу і прості у виготовленні, їм досить легко можна надати будь-якої форми відповідно до заданих умов архітектури, технології виробництва, вимог розрахункової роботи під навантаженням.

Кроквяна ферма є гратчастою конструкцією, що сприймає навантаження від покрівельного покриття, що перекриває поперечний проліт будівлі і спирається на несучі елементи цієї будівлі (колони, стіни). При розрядженій сітці колон, де відстані в поздовжньому напрямку 12 і більше метрів, між колонами вздовж будівлі встановлюють додаткові ферми, які є опорою для проміжних кроквяних ферм. Такі додаткові ферми називаються підкроквяними. Кроквяні та підкроквяні ферми розрізняються по обрису поясів, видам грат, марки прокатного профілю. Остаточний вибір типу ферми залежить від призначення будівлі, профілю покрівлі, системи водовідведення, кліматичного району, матеріалу покриття та економічних факторів.

Типи кроквяних ферм

Кроквяні ферми розрізняють по обрису поясів, виду решітки та типу перерізу стрижнів ферм.

— Обриси ферм залежать від призначення будівлі і приймаються відповідно до проектної конструкції сполучення з прилеглими елементами, статистичною схемою та видом навантажень, умовами експлуатації та типом покриття покрівлі. Залежно від контуру поясів, ферми поділяються на сегментні, полігональні, трапецеїдальні, з паралельними поясами і трикутні.

— Ферми трикутного контуру– застосовуються в консольних та балкових системах при зосередженому навантаженні в середині прольоту, а також залежно від умови експлуатації за необхідності задати значний ухил покрівлі. Трикутні ферми мають низку істотних недоліків, а саме складність конструктивного виконання опорного вузла, що допускає лише шарнірне сполучення ферми з колоною, при якому знижується поперечна жорсткість будівлі. Стрижні решітки в середній частині ферми виходять дуже довгі, їх перетин підбирається за граничною гнучкістю, що призводить до перевитрати металу.

— Ферми з паралельними поясами— мають рівні довжини елементів решітки, однакові схеми вузлів, повторюваність елементів і деталей, що дозволяє уніфікувати таку конструктивну схему, і сприяє індустріалізації їх виготовлення. На даний момент за рахунок своїх переваг ферми з паралельними поясами набули найбільш широкого поширення і є основним типом у покриттях будівель. Однак варто зазначити, що за своїм обрисом вони далекі від епюри моментів і за витратами стали не економічні.

— Сегментні ферми- криволінійне обрис пояса повністю повторює епюру моментів, що в теорії дозволяє виготовити таку ферму зі значною економією з витрат сталі, але складність виготовлення такої конструкції підвищує трудомісткість виробництва, у зв'язку з чим практично не застосовуються.

— Ферми полігонального контуру- Досить близько відповідають параболічного обрису епюри моментів, з переломом пояса в кожному вузлі, але без застосування криволінійних ділянок. Застосовуються в основному лише для конструювання важких ферм великих прольотів та мостових конструкцій.

— Ферми трапецеїдального контуру– у порівнянні з трикутними, мають переваги у простішій конструкції вузлів, а також дозволяють влаштувати жорсткий рамний вузол, що підвищує жорсткість всього каркасу будівлі. Грати таких ферм не мають довгих стрижнів у середині прольоту, і своєю формою ближче до контуру епюри моментів.

Типи грат ферм – вибираються залежно від схеми застосування навантажень, контуру поясів та конструктивних вимог. Від типу обраної ґрати залежить вага ферми, трудомісткість її виготовлення та зовнішній вигляд.

— Трикутна система решітки– застосовується у фермах з паралельними поясами або трапецеїдального обрису, дає найменшу сумарну довжину решітки та найменшу кількість вузлів при найкоротшому шляху зусилля від місця застосування навантаження до опори. Розрізняються ферми з висхідними та низхідними опорними розкосами. Недоліком даної системи є наявність довгих стислих розкосів, що потребує додаткової витрати сталі задля досягнення розрахункової стійкості.

— Розкісна система решітки- найбільш доцільне її застосування при малій висоті ферм, а також за умови, коли по стійках передаються великі зусилля. Виготовлення розкісних грат трудомістке і вимагає великої витрати металу. Шлях зусилля від вузла з прикладеним навантаженням до опори довгий, йде через усі вузли та стрижні решітки, тому при проектуванні максимально закладається, щоб найбільш довгі елементи – розкоси – були розтягнуті, а стійки – стиснутими.

— Шпренгельні грати– застосовується у разі зосередження навантажень до верхнього пояса при їх поза вузловому додатку, а також за необхідності зменшення довжини розрахункового пояса. Пристрій шпренгельних ґрат дає можливість отримати оптимальну відстань між елементами поперечних конструкцій при раціональному дотриманні кута нахилу розкосів, з можливістю зменшення розрахункової довжини стиснутих стрижнів. У кроквяних фермах шпренгельна решітка дозволяє зберегти нормальну відстань між прогонами, зручну для підтримки елементів покрівлі, або дозволяє закласти проміжний вузол необхідний для спирання великопанельного настилу покрівлі. Пристрій шпренгельних грат трудомісткий, і в деяких випадках вимагає додаткової витрати металу. Якщо навантаження на ферму діє в обох напрямках, доцільно використовувати хрестові грати.У фермах з поясами, виконаними з клейм можливе застосування перехресних ґрат,де розкоси кріпляться безпосередньо до стінки тавра.

— Ромбічні та напіврозкісні грати– мають велику жорсткість завдяки взаємодії двох систем розкосів, оптимальні при роботі конструкцій на великі поперечні сили. В основному застосовуються в мостах, щоглах, вежах, зв'язках і де потрібна велика висота ферм.

Переріз стрижнів ферм- Вибір визначається в основному призначенням та конструкцією ферми. Кроквяні ферми проектують з парних гарячекатаних куточків, з прямокутних електрозварних профілів, швелерів, круглих труб, з поясами з таврів і широкополочних двотаврів, в деяких випадках можливе застосування ферм з одиночних куточків.

Найбільш поширений вид перерізу елементів ферм - парні куточки, що застосовуються у всіх кліматичних районах у поєднанні з легкими і важкими конструкціями, що захищають, при прольотах будівель 18-42м. Таке рішення, зручне для конструювання вузлів на фасонках і вузлів примикання прогонів, покриттів і зв'язків, має широкі можливості при проектуванні з підбору типу ферми, а також різноманітністю вибору площ перерізу елементів. Однак велика кількість додаткових елементів (косинок, фасонок, накладок) збільшує витрату сталі та трудовитрати на виготовлення.

Більш раціональним конструктивним рішенням, що дозволяє знизити масу, трудомісткість виготовлення та монтажу металоконструкцій, є застосування в конструкції кроквяних ферм круглих труб або прямокутних гнутзамкнутих профілів. Економія досягається завдяки раціональній формі профілю та безфасонним з'єднанням елементів решітки з поясом ферми. Великою перевагою трубчастих стрижнів так само є їхня рівностійкість у двох площинах, хороша обтічність, зручність фарбування в експлуатації та стійкість проти корозії.

Оптимальне конструкторське рішення кроквяної ферми – пояси з таврів із ґратами із гарячекатаних куточків. Область застосування така сама як і у ферм з парних куточків, але за рахунок кріплення куточків на стінці таврів дозволяє обійтися без фасонок, відповідно скорочується об'єм сталі та спрощується процес виготовлення.

Особливості розрахунку та схеми кроквяних ферм

Схеми ферм досить різноманітні та залежать від технологічних умов експлуатації будівлі, конструкції покрівлі, техніко-економічних та архітектурних міркувань. На основі цих даних визначається довжина прольоту, висота ферми, контури пояса, величина ухилу і т.д. При малоухилих покрівлях застосовуються ферми трапецієподібного контуру для покрівлі ухилом 5-10% і з паралельними поясами для покрівель, що не заповнюються водою при ухилі 2,5%, грати малоелементні, простої форми. Покрівлі з великим ухилом проектуються з трикутних ферм або двосхилих з паралельними поясами. У багатопрогонових будинках із зовнішнім відведенням води в основному використовуються односхилі ферми.

При розрахунку у кроквяних фермах визначаються зусилля у вузлах та стрижнях ферм залежно від навантажень. На ферми діє кілька навантажень для кожної, з якої необхідно визначати зусилля:

– до якої входить власна вага ферми, вага прогонів, покрівельного покриття та утеплювача, ліхтарів, зв'язків із покриття;

– від підвісного підйомно-транспортного обладнання, підвісних комунікацій та обладнання, освітлювальних установок, вентиляції тощо, при великих пиловиділеннях враховується навантаження від пилу;

атмосферні навантаження- Сніг, вітер. Снігові навантаження при розрахунку елементів покриття є основними, що визначають розміри перерізу, особливо за легкої покрівлі. У деяких випадках частка снігового навантаження у розрахункових зусиллях сягає 60-70%.

Генеральні розміри ферм- Довжина і висота. Довжина прольоту ферм обумовлюється техзавдання і визначається експлуатаційними вимогами і компонуванням будівлі. Оптимальна висота приймається з умови найменшої ваги ферми з урахуванням забезпечення необхідної жорсткості та можливості транспортування укрупнених елементів, також висота ферми може призначатися виходячи з умови необхідності розміщення техкомунікацій у міжферменному просторі.

«ПРОМИСЛОВІ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЇ»

"Промметкон"

асоціація виробників металоконструкції

Не знаєте, як зробити легке та жорстке перекриття у будівельних конструкціях з великою шириною прольоту? У таких випадках краще використовувати плоскі металеві ферми для даху. Я розповім, що таке ферма, і як її можна зробити самому за умов домашньої майстерні.

З чого складається ферма

За визначенням ферма - це будівельна конструкція із жорстких стрижнів, які з'єднуються між собою у вузлах і утворюють геометричну систему. Єдина незмінна геометрична фігура в системі координат - це трикутник, тому будь-яка фермічна конструкція складається з безлічі з'єднаних між собою трикутників.

Технічні параметри ферм характеризуються такими величинами:

• Довжина прольоту- відстань між двома найближчими опорними точками;
• Панель нижнього пояса- відстань між двома суміжними вузлами на нижній поздовжній балці;
• Панель верхнього пояса- відстань між найближчими двома вузлами на верхній поздовжній балці;
• Висота- Габаритний розмір ферми з паралельними поясами по вертикалі.

Якщо балка верхнього пояса розташована не паралельно до балки нижнього пояса, то вказується два значення висоти Н1 і Н2. Вимірюється від балки нижнього пояса, до найнижчої і верхньої точки балки верхнього пояса.

1. Нижній пояс- Поздовжня горизонтальна балка, яка пов'язує всі сполучні вузли в нижній частині фермічної конструкції;
2. Верхній пояс- поздовжня, похила або радіусна балка, що пов'язує всі сполучні вузли у верхній частині ферми;
3. Стійки- вертикальні поперечні зв'язки, які з'єднують усі вузли нижнього та верхнього поясів. Сприймають та розподіляють по всій фермі основне навантаження на стиск;
4. Розкоси- діагональні поперечні зв'язки, що з'єднують усі вузли верхнього та нижнього поясів. Сприймають навантаження на стиск та розтягнення. Оптимальний кут нахилу розкосів – 45°;

1. Вузли- точки з'єднання вертикальних стійок та діагональних розкосів з горизонтальними балками нижнього та верхнього пояса ферми. У будівельній механіці умовно сприймаються як шарнірне зчленування;
2. Вузлові з'єднання. При виготовленні фермічних конструкцій застосовується два способи з'єднання всіх елементів у вузлах:

• Зварне з'єднання з безпосереднім примиканням всіх елементів;
• Болтове або клепане з'єднання - усі пояси та решітки поперечних зв'язків з'єднуються між собою за допомогою фасонки із товстого листового металу.

При виготовленні звареної ферми з тонкостінної сталевої труби або куточка для зварювання елементів між собою також іноді застосовуються фасонки.

Різновиди фермічних конструкцій

Основна перевага ферм перед суцільними балками - це висока здатність, що несе, при малій питомій вазі і невеликій витраті матеріалів. За своїм устроєм та характером розподілу навантажень, фермічні конструкції поділяються на два види:

1. Плоскі ферми- це такі конструкції, в яких усі стрижні розташовані в одній площині:

• Напрямок вектора прикладеного навантаження має співпадати з площиною розташування ферми:
• Для протидії бічним та зсувним навантаженням плоскі ферми потрібно скріплювати додатковими поздовжніми та діагональними зв'язками.

1. Просторові ферми- збираються з набору стрижнів, орієнтованих у всіх трьох площинах:

• Вони трохи складніші у виготовленні, але в той же час здатні витримувати одночасну дію вертикальних, горизонтальних та бічних навантажень;
• За рахунок цього просторові металеві конструкції можна встановлювати без зв'язків з іншими конструкціями, тому їх нерідко використовують для виготовлення одиночних балок, опорних стовпів, щогл та ін.

У приватному житловому будівництві зазвичай використовуються плоскі ферми, які також діляться на кілька видів:

1. Полігональні ферми:

• Для виготовлення нижнього пояса використовується одна суцільна балка, а верхній пояс радіусу збирається з декількох прямих відрізків;
• Полігональні сталеві ферми застосовуються для будівництва арочних ангарів або напівкруглих навісів та козирків з великою шириною прольоту.

1. Трапецієподібні ферми:

• Нижній пояс виготовляється з однієї суцільної балки, а верхній - із двох похилих;
• Трапецієподібна металева ферма найчастіше використовується у промисловому будівництві при великих прольотах, оскільки здатна витримувати значні вагові та вітрові навантаження. Головний недолік – велика висота.

1. Паралельні або прямокутні ферми:

• З назви зрозуміло, що верхній та нижній пояси виготовляються з двох паралельних балок, а контур конструкції має прямокутну форму;
• Це найпоширеніший вид ферм. Їх нескладно виготовити своїми руками і вони практично не мають обмеження щодо використання.

1. Сегментні ферми:

• Виготовляються за аналогією полігональної конструкції, тільки верхнього пояса використовуються не прямі балки, а цільний сегмент кола;
• Для виготовлення сегментів я раджу використати прокатний верстат для сталевих труб;

1. Симетрична трикутна ферма:

• Виготовляються у вигляді рівнобедреного трикутника з вертикальними стійками та діагональними зв'язками;
• Застосовуються при будівництві двосхилий покрівлі, а похилі балки верхнього пояса використовуються як крокви.

1. Несиметричні трикутні ферми:

• Мають схожу конструкцію, але виготовляються як прямокутного трикутника;
• Застосовуються як несучі кроквяних ферм для односхилий похилої покрівлі.

Як зробити ферму для даху

Нижче наведено інструкцію з виготовлення плоскої паралельної ферми. Якщо вам потрібна фермічна конструкція іншої форми, ви зможете її виготовити аналогічно.

Етап 1: підготовка інструментів та матеріалів

Для виготовлення ферм та прольотів знадобиться гараж або простора домашня майстерня, набір слюсарних інструментів та зварювальне обладнання:

Ілюстрація	опис робіт
	Слюсарні інструменти: Міцний та стійкий металевий верстак; Великі слюсарні лещата; Ножовка по металу; Важкий молоток та кувалда; Набір напильників з металу; Пасатижі та плоскогубці; Лінійка, рулетка, штангенциркуль та ін.
	Електроінструменти: Дискова чи стрічкова відрізна машинка по металу; Болгарка з набором зачистних та відрізних дисків по металу; Електродриль або свердлильний верстат із набором свердлів; Точильний верстат з наждачним каменем; Електродуговий зварювальний апарат із електродами 3-4 мм.
	Матеріали: Сталеві профільні труби 20х20 – 60х60 мм; Сталевий куточок або швелер 20х20 – 50х50 мм; Сталевий лист завтовшки 4-10 мм. Антикорозійна ґрунтовка та емаль по металу.

Етап 2: виготовлення плоскої ферми

У більшості випадків будівельні конструкції збираються з кількох плоских ферм одного або двох однакових типорозмірів. Нижче наведу приклад виготовлення однієї з них:

Підготовка металу:

1. Металопрокат розпиляти на потрібні відрізки, відповідно до креслень;
2. Після розпилювання зняти з торців труб задирки і протерти їх від заводського мастила уайт-спіритом та ацетоном;
3. Якщо на трубах є сліди корозії, їх треба видалити болгаркою із зачисним диском;
4. У трубах розмітити та просвердлити всі необхідні отвори;
5. Для зручності кожну групу відрізків зв'язати малярським скотчем та помітити маркером.

Виготовлення металевих ферм:

1. На зварювальний стіл укласти балки верхнього та нижнього пояса, та приварити до них крайні бічні стійки;
2. Після цього вварити всередину всі вертикальні стійки та діагональні розкоси;
3. Опорні п'яти, кронштейни та монтажні пластини приварюються в останню чергу;
4. Спочатку всі деталі треба зібрати на точкових прихватках;
5. Коли ви переконаєтесь, що все зроблено правильно, потрібно обварити з'єднання суцільним швом;
6. Зварні шви зачистити від шлаку та окалини;
7. Готові навіси з профільної труби пофарбувати антикорозійною ґрунтовкою та емаллю по металу.

Якщо вам потрібно зварити багато однотипних деталей, я рекомендую заздалегідь виготовити шаблон на аркуші щільного картону, оргаліту або фанери.

Висновок

Тепер ви знаєте, для чого використовуються металеві ферми, і як їх можна виготовити в гаражі або домашньої майстерні. Раджу також дивитися відео у цій статті, а всі свої запитання та побажання залишати нижче у коментарях.

"Будівельні ферми"

ферма переріз стрижень коробчатий

Класифікація та сфера застосування ферм

Походження терміну "ферма" бере початок від латинського firmus, тобто "міцний, міцний".

Фермою називається система стрижнів з'єднаних між собою у вузлах і утворюють геометрично незмінну конструкцію. При вузловому навантаженні жорсткість вузлів несуттєво впливає роботу конструкції, й у більшості випадків їх можна як шарнірні. У цьому випадку всі стрижні ферм відчувають тільки осьові зусилля, що розтягують або стискають.

Ферми економічніші за балки з витрати сталі, але більш трудомісткі у виготовленні. Ефективність ферм у порівнянні з суцільно-стінчастими балками тим більше, чим більше проліт і менше навантаження.

Ферми бувають пласкими (всі стрижні лежать у одній площині) і просторовими.

Плоскі ферми сприймають навантаження, прикладене тільки в їх площині, і потребують закріплення їх зв'язками. Просторові ферми утворюють жорсткий просторовий брус, що сприймає навантаження у будь-якому напрямку (рис.9.1).

Рис. 9.1. Плоска (а) та просторова (б) ферми

Основними елементами ферм є пояси, що утворюють контур ферми, та грати, що складаються з розкосів та стійок (рис. 9.2). З'єднання елементів у вузлах здійснюється шляхом безпосереднього примикання одних елементів до інших (рис 9.3,а) або за допомогою щью вузлових фасонок (рис. 9.3, б). Елементи ферм центруються по осях центру тяжкості зниження вузлових моментів і забезпечення роботи стрижнів на осьові зусилля.

Рис. 9.2. Елементи ферм

1 – верхній пояс; 2 – нижній пояс; 3 – розкоси; 4 – стійки

Рис. 9.3. Вузли ферм: а -з безпосереднім примиканням елементів ; б -на фасонках

Відстань між сусідніми вузлами поясів називається панеллю (d - панель верхнього пояса, d н - нижнього), а відстань між опорами - прольотом (/).

Пояси ферм працюють на поздовжні зусилля та момент (аналогічно поясам суцільних балок); грати ферм приймає переважно поперечну силу, виконуючи функції стіни балки.

Знак зусилля (мінус - стиснення, плюс - розтяг) в елементах ґрат ферм з паралельними поясами можна визначити, якщо скористатися "балковою аналогією".

Сталеві ферми широко застосовуються у багатьох галузях будівництва; у покриттях та перекриттях промислових та цивільних будівель, мостах, опорах ліній електропередачі, об'єктах зв'язку, телебачення та радіомовлення (вежі, щогли), транспортних естакадах, гідротехнічних затворах, вантажопідіймальних кранах тощо.

Ферми мають різну конструкцію залежно від призначення, навантажень та класифікуються за різними ознаками:

за статичною схемою – балкові (розрізні, нерозрізні, консольні);

за контуром поясів - з паралельними поясами, трапецієподібні, трикутні, полігональні, сегментні (рис. 9.5);

9.4. Системи ферм: а- балочна розрізна; б -нерозрізна; в,е- консольна; г- аркова; д- рамна;

за системою решітки - трикутна, розкісна, хрестова, ромбічна та ін. (рис.9.6);

за способом з'єднання елементів у вузлах - зварні, клепані, болтові;

Рис. 9.5. Обриси поясів ферм: а – сегментне; б – полігональне; в - трапецієподібне; г - із паралельними поясами; д-і – трикутне

за величиною максимального зусилля - легкі - одностінчасті з перерізами із прокатних профілів (зусилля N< 300 кН) и тяжелые - двухступенчатые с элементами составного сечения (усилие N >300кН).

Проміжними між фермою та балкою є комбіновані системи, що складаються з балки, що підкріплена знизу шпренгелем або розкосами або аркою (зверху). Підкріплювальні елементи зменшують згинальний момент у балці та підвищують жорсткість системи (рис.9.4, ^). Комбіновані системи прості у виготовленні (мають менше елементів) і раціональні у важких конструкціях, а також у конструкціях з рухомими навантаженнями.

Ефективність ферм комбінованих систем можна підвищити, створивши у них попередню напругу.

У фермах рухомих кранових конструкцій та покриттів великих прольотів, де зменшення ваги конструкції дає великий економічний ефект, застосовують алюмінієві сплави.

Рис. 9.6. Системи ґрат ферм

а – трикутна; б – трикутна з додатковими стійками; в - розкісна з висхідними розкосами; г - розкісна з низхідними розкосами; д - шпренгельна; е – хрестова; ж – перехресна; та - ромбічна; до - підлоги розкісна

Металева ферма виготовляється із сталевих профілів, що найчастіше використовується для цього куточок. Якщо належить облаштувати більш важку конструкцію, то профіль повинен мати тавровий або двотавровий переріз. Для гідротехнічних споруд використовується круглий переріз, також профільна труба. Кроквяна металева ферма досить широко застосовується в конструкціях для перекриття будівель, найчастіше ширина прольоту перевищує 24 метри.

Конструктивні особливості кроквяної металевої ферми

Металева ферма має якості жорсткості та міцності, які забезпечуються формою. Найбільш поширеним вважається варіант, який має у складі прути, серед них розташовуються паралельно спрямовані елементи, які мають зигзагоподібну форму. Завдяки подібному компонування навіть при незначному витраті матеріалу опірність системи підвищується у багато разів.

Головні конструктивні елементи

Металева ферма складається із стійок, розкосів, а також ґрат. Вузлове з'єднання складових проводиться шляхом примикання одного елемента до іншого. Стрижні грати кріпляться до поясів за допомогою зварювання чи фасонних елементів. Крім кроквяних, можуть бути і підкроквяні. Їх застосовують як опору для несучих перекриттів і конструкцій, що вірно, якщо між колонами виявляється більша відстань, ніж між балками.

Різновиди ферм за ґратами та поясами

Металева ферма може бути класифікована за геометрією поясів та різновидом ґрат. Якщо говорити про контури пояса, то він може мати у складі елементи, розташовані паралельно, тобто мати достатню кількість конструктивних переваг.

Деталі повторюються з найбільшою періодичністю, що пов'язано з рівномірними довжинами стрижнів для грат і поясів, однаковими схемами вузлів, а також найменшою кількістю стиків, що дозволяє уніфікувати конструкції. Це дає можливість індустріалізувати їхнє виробництво. Їх використовують найчастіше при облаштуванні м'яких покрівель.

Металеві ферми, креслення яких складаються до початку монтажу, можуть бути однаковими, тобто трапецієподібними. Сполучення з колонами дозволяє влаштовувати досить жорсткі вузли рами, які підвищують якість жорсткості всієї будівлі. У центральній частині прольоту на решітці даних ферм немає довгих стрижнів. Вони не припускають необхідності влаштування значних ухилів. Щодо полігональних, вони підходять для масивних будівель, у яких застосовуються великі прольоти. При цьому дані конструкції дозволяють заощадити матеріал. Подібне обрис для легких варіантів нераціонально, оскільки отримання незначної економії не можна порівняти з такими складнощами конструкції.

Можна виділити ще й трикутні, які використовуються для круглих дахів певного виду. Вони прості у виконанні, але мають певні конструктивні мінуси, які виражені в складності опорного вузла. Крім іншого, виходить перевитрата матеріалів при виготовленні довгих стрижнів у центральній зоні ґрат. Застосування трикутних систем у багатьох випадках обов'язково, наприклад, там, де потрібно забезпечити з одного боку рівномірний та значний приплив природного світла.

Системи ґрат

Якщо ви вирішили облаштувати металеві ферми, креслення яких представлені у статті, варто скористатися трикутною системою, яка виступає як найбільш ефективний варіант у випадку з паралельно розташованими поясами. Це вірно і для трапецієподібного контуру. Можливе використання даної системи в решітці з трикутним контуром, в якому найбільш довгі елементи найбільше розтягнуті. Подібна решітка в порівнянні з трикутною найбільш складна в пристрої, а також передбачає значну витрату матеріалу.

Особливості проведення розрахунків

Монтаж металевих ферм проводиться тільки після грамотного розрахунку системи, де враховується навантаження на кшталт ваги, водостічних систем, ліхтарів, а також вентиляторів. Важливо врахувати і власну масу конструкції, що несе. Серед тимчасових навантажень можна виділити тиск вітру, масу людей, снігу, підвісного транспорту. Вітрове навантаження має бути враховано в ухилі ферми, починаючи з 30 градусів. Важливо врахувати періодичне навантаження на кшталт ураганів і сейсмічних заворушень.

Робота над виготовленням та з'єднанням елементів

Монтаж металевих ферм провадиться поетапно з елементів на прихватках. Зв'язування поясів здійснюється із застосуванням куточка, що використовується у кількості одного або двох штук. Верхні пояси виконуються з куточків, які мають нерівні боки, а також мають тавровий перетин. Поєднання здійснюється по менших сторонах. Для нижніх поясів використовуються рівнобокі куточки. Кроквяні ферми металеві можуть володіти значною довжиною, при цьому використовуються накладні та сполучні пластини. При навантаженнях, утворених у межах панелей, застосовується парний швелер.

Розкоси встановлюються під кутом 45 градусів, що стосується стійок, то їх монтаж проводиться під прямим кутом. Для виконання використовується рівнобокий куточок, а кріплення деталей здійснюється з допомогою пластин.

Якщо система повністю зварена, її виконують із застосуванням тавр. Після того, як монтаж на прихватках завершений напівавтоматичним або ручним способом, можна приступати до проведення зварювальних робіт, потім кожен шов має бути зачищений. Проведення фарбування проводиться на завершальному етапі, слід використовувати антикорозійні суміші.

Правила проведення пристрою

Кроквяні ферми металеві встановлюватимуться залежно від ухилу покрівлі. Необхідно перед початком робіт розуміти залежність цього від пристрою системи. Таким чином, кут буде дорівнює межі від 6 до 15 градусів, якщо ферма має трапецієподібну форму.

Для облаштування горища голі стіни повинні мати відповідну висоту, в деяких випадках для цього дах забезпечується переломами біля опор. Габарити панелі верхнього та нижнього пояса мають бути еквівалентними. Для полегшення процесу застосовується грати. Якщо кут нахилу повинен вийти рівним 15-22 градусам, то висота конструкції повинна дорівнювати 1/7 довжини, вузли металевих ферм у нижньому поясі повинні бути ламаними, це гарантує зниження маси в порівнянні зі звичайною трикутною на 30 відсотків. При цьому, один проліт не повинен виявитися більше 20 метрів завдовжки. Якщо необхідний ухил у межах 22-30 градусів, то система повинна мати трикутну форму, металеві конструкції ферми будуть мати висоту, яка дорівнює 1/3 довжини.

З тієї причини, що вага вийде порівняно невеликою, як опору можна використовувати зовнішні стіни, зведені на незначну висоту. Якщо довжина прольоту дорівнює 14-20 метрів, у кожній половині слід зробити парне число панелей, довжина яких дорівнює 1,5-2,5 метра. Як найбільш підходящі для такої довжини вважається кількість панелей, обмежена вісьмома.

Якщо довжина прольоту перевищує 35 метрів, слід застосовувати ферми, які передбачають використання двох трикутних елементів, з'єднаних між собою стяжками. У цьому випадку довгі розкоси центральних панелей можна усунути, зменшивши масу. Ферма трикутна металева у разі матиме верхній пояс, розділений на 16 панелей, довжина кожної у тому числі дорівнює 2-2,75 метра.

Сталеві профільні труби

Після того як ви зрозуміли, як проводиться розрахунок металевої ферми, можна подумати про її складові. Таким чином, конструкція, виготовлена ​​з профільних труб, має меншу вагу порівняно зі швелером або куточком. Такі деталі легко збираються з використанням зварювання. Профільні труби можна покривати легкими матеріалами на кшталт ондуліну, прозорого шиферу, а також бітумних гонтів. Сталеві труби виконуються зі сталі та алюмінію. Такі матеріали мають свої переваги, їх зручно складувати, перевозити, а також завантажувати. Матеріал буде здатний зазнавати значних теплових і механічних навантажень, він легко піддається обробці.

В основі металевих ферм використовуються оцинковані профільні труби тому, що вони не піддаються корозії, мають відмінні експлуатаційні якості, а також виглядають привабливо. Всі ці фактори обов'язково беруться до уваги при виборі матеріалу для облаштування сталевих ферм. Крім іншого, монтувати такі системи досить просто, з чим здатний впоратися будь-який майстер.

На закінчення

Використовуються для цього і товстостінні профільні труби, які мають більшу несучу здатність. Такі конструкції застосовуються ще й при будівництві огорож, дитячих майданчиків, а також перегородок.

Тепер ви знаєте, як проводити монтаж металевих ферм різних форм.