При большой площади сооружения, помещения, объекта, кровля должна иметь очень надежную и прочную конструкцию. Оптимальный вариант – использовать в этом случае стропила из трубного металла. Они станут прочной, долговечной, экономичной конструкцией, способной перекрыть пролет любой длины. Расчет фермы из профильной трубы является важнейшим условием ее правильного монтажа.
Такие системы идеальны для обширных помещений.
Конструктивные особенности
Трубы данной категории производят прокатывая, а затем обрабатывая металл при помощи особых станков.
По типу сечения профильные изделия делят на:
- овальные;
- прямоугольные;
- квадратные.
Изначально профильная продукция круглая. Когда ее обработают горячим или холодным прокатом, трубы приобретают необходимую форму.
Металлические профилированные изделия имеют разные размеры. Их сечение, минимально, 15×15 мм, максимально – 45×5 см. Толщина стенок – 1.12 мм, средняя длина составляет 6.12 м.
Основные элементы стальной фермы:
- пояса, играющие роль контура;
- стойки;
- раскосы;
- основной (опорный) раскос.
- крепежные элементы: косынки, сварка, клепки, болты и пр.
Типы ферм
Схема висячего сооружения.
Инструкция сообщает, что фермы, собранные из профилированных труб, делятся на два типа.
- Первый из них – это системы, в которых все их детали соединены в одной плоскости.
- В сооружениях второго типа ферма является висячей и включает в себя нижний и верхний пояс.
Выбор того или иного вида стропильных систем зависит от нижеследующего:
- нагрузок на изделие;
- наклона сооружения;
- точек расположения несущих перекрытий;
- длины пролета.
Угол наклона
Чертеж основы кровли с углом наклона в 30 градусов.
Исходя из угла наклона, существуют следующие типовые фермы.
- Сооружение, имеющее угол уклона 22/30°. Оптимальный вариант при возведении небольшого перекрытия. Лучше всего в этом случае применить треугольную конфигурацию. Чтоб определить ее высоту, надо протяженность пролета поделить на 5. Главное достоинство подобного аналога – небольшая масса.
Обратите внимание! Когда длина пролета более 14 м, лучше отдать предпочтение ферме с раскосами, размещенными сверху/вниз. На верху сооружения монтируется панель, длиной в 1.5/2.5 м. Подобная стропильная система содержит два пояса с четным числом панелей.
Когда осуществляется изготовление ферм из профильной трубы, длина которых превышает 20 м, они устанавливаются при помощи подстропильных конструкций. Связывают их опорные колонны.
- Если кровля будет иметь наклон 15/22°, высота фермы определяется делением протяженности пролета на 7. Длина подобных систем не должна быть свыше 20 м. Если нужно увеличить высоту сооружения, нижний пояс делается ломаным.
- При уклоне кровли, менее 15°, монтируется трапециевидное изделие. Высота его определяется делением протяженности пролета на цифру 7/9. Точное ее значение зависит, исходя из конкретной величины наклона.
Форма конструкции
На фото односкатная основа крыши.
По конфигурации стропильные системы из профилированных труб делятся на такие разновидности:
- односкатные аналоги, цена которых самая низкая;
- двухскатные конструкции;
- прямые фермы;
- арочные сооружения.
Очертание пояса
Очертания поясов конструкций.
Фермы с параллельным поясом имеют такие плюсы:
- простота установки, вследствие того, что большинство элементов одинаковы;
- длина труб пояса и обрешетки одна и та же;
- число стыков минимально;
- конструкция стандартна (унифицирована);
- можно применять для мягкого покрытия кровли.
При изготовлении односкатной фермы из труб своими руками вы получите следующие преимущества:
- жесткие и прочные узлы;
- отсутствие излишне длинных элементов по центру конструкции;
- экономичность сооружения.
У полигональных сооружений есть свои особенности:
- применяются они для построек, обладающих большой массой;
- при возведении ферм трубы используются экономично;
- недостатки такого типа ферм – сложность и трудоемкость монтажа.
Схема треугольного сооружения.
Треугольные сооружения просто монтировать. Они применяются для крыш, имеющих крутой наклон. Из минусов можно отметить сложность изготовления опорных узлов и большие затраты материалов.
Обрешетка ферм делится на следующие разновидности.
- Треугольная решетка. Обычно применяется в сооружениях с параллельными сторонами, реже в аналогах треугольной либо трапециевидной формы.
- Раскосный тип обрешетки изготавливать трудоемко и накладно, из-за больших затрат материалов.
- Решетки оригинальных форм обустраивают, учитывая особенности и размеры ферм.
Плюсы металлических односкатных ферм
Несмотря на сложность процесса изготовления односкатных металлических ферм, сборка подобных конструкций отличается экономичным расходом материала. Кроме того, для конструкций характерен высокий уровень жесткости и прочности.
Основные достоинства ферм заключаются в:
- неподверженности гниению;
- длительном сроке службы;
- высоких показателях стойкости;
- удобстве использования при возведении высотных сооружений большой площади.
Помимо этого, правильно спроектированные и смонтированные односкатные конструкции обладают высокой устойчивостью к воздействию ветра. А их возведение занимает меньше времени в сравнении с фермами иной конструкции.
Впрочем, эти сооружения обладают и определенными недостатками:
- Большим весом. Даже если конструкция собирается из тонкостенного стального профиля, она может весить до 5 т при длине около 15 м.
- Монтаж фермы невозможен без применения специализированной техники и сварочного оборудования.
- Во время дождя вода стекает в одну сторону, следовательно, необходимо дополнительно монтировать систему водоотвода.
Область применения односкатных конструкций достаточно широка.
Их используют при возведении крытых автомобильных парковок. Без них не обходятся автобусные остановки, торговые павильоны и магазины.
Также подобные конструкции призваны защитить от атмосферных осадков небольшие технические сооружения.
Расчет фермы
Профессиональный расчетный чертеж фермы.
- Перед тем, как рассчитать ферму из профильной трубы, определитесь с ее схемой. Укажите в ней зависимость длины конструкции от угла уклона кровли.
- Составляя схему, выберите контуры поясов. Они зависят от назначения фермы, вида кровельного покрытия и угла уклона.
- Далее определите размеры конструкции. Выбирая ее длину, учтите будущий угол наклона кровли. Высота зависит от вида перекрытий, возможности доставки фермы и ее массы.
- Если длина конструкции будет более 36 м, рассчитайте строительный подъем.
- Определитесь с габаритами панелей. Делайте это, исходя из нагрузок, которые будут воздействовать на изделие. При проектировании фермы треугольной формы, угол уклона должен быть равен 45°.
- Заключительная стадия – определение расстояний меж узлами. Далее составляется чертеж сооружения.
Некоторые советы
Итоги проектирования зависят от угла уклона кровли.
- Если он составляет 6/15°, должна выбираться ферма трапециевидной формы. Высота ее должна соотноситься как 1:7 либо 1:9 к протяженности пролета. Если по проекту высота потолков (чердака, мансарды) должна быть большей, строятся многоугольные сооружения.
- Для односкатных конструкций, имеющих угол уклона 6/10°, лучше предпочесть их ассиметричную форму.
- Когда уклон крыши равен 15/22°, высота у фермы должна относиться как 1:7 к длине пролета. При нужде увеличить высоту потолка, монтируется ломаный нижний пояс.
- Если наклон кровли составляет 22/30°, сооружаются треугольные фермы. Их высота не должна превышать пятой части длины пролета. (См. также статью Беседка из профильной трубы: особенности.)
Обратите внимание! Для проектирования конструкции и перед тем, как сварить ферму из профильной трубы, ознакомьтесь со СНиП № II /23/81, свод описывает правила, касающиеся металлических конструкций. Следует изучить и СНиП №2.01.07/85, документ освещает тему нагрузок и воздействий.
Изготовление конструкции
Изготовление узлов обычно происходит на земле.
- Для сборки либо фиксации деталей применяйте спаренные уголки либо прихватки.
- При монтаже верхнего из поясов возьмите 2 тавровых уголка, имеющих различную длину сторон. Фиксируйте их меж собой меньшими планками.
- Для соединения нижнего из поясов примените уголки, имеющие одинаковые стороны.
- При производстве длинной и объемной фермы, как фиксаторы используйте накладные пластинки. Чтобы нагрузки были распределены равномерно, задействуйте парные швеллеры.
Монтаж раскосов двумя способами: с присоединением к поясу и к цилиндрической накладке.
- Раскосы монтируйте под углом в 45°, стойки – под 90°. Для их сборки воспользуйтесь крестообразными либо тавровыми уголками с одинаковыми сторонами. Зафиксируйте их пластинками.
- Для монтажа целостных сварных ферм задействуются тавры.
- Чтоб облегчить сооружение с минимизированным уклоном, воспользуйтесь дополнительными решетками.
- При обустройстве длинной конструкции следует ставить лишь четное число панелей.
- Промежуток меж двумя фермами не должен быть более 1.75 м.
Сварка элементов.
- Когда заканчивается сборка узлов при помощи прихваток, начинается сварка ферм из профильной трубы. Осуществлять ее можно автоматически либо вручную. По окончании сварки все швы зачищаются. (См. также статью Сварка труб встык: особенности.)
- На заключительной стадии изделие покрывается антикоррозийным составом, а затем краской.
Что представляют собой фермы?
Это конструкции, которые состоят из стержней (элементы, которые соединены между собой). Предназначено как каркас для будущего строения. Расположенные вверху стержни называют верхним поясом, внизу — нижним. Части ферм, которые расположены вертикально — стойки. Элементы, которые находятся под определенным углом, называются раскосными. Именно раскосные элементы и стойки формируют решетку конструкции. Точки на фермах, в которых соединяются раскосные блоки и стойки (вертикально расположенные) узлы железобетонной балки.
Фермы бывают двух типов:
- монолитные (целостная структура; создают на заводах);
- составные (структура состоит из нескольких частей).
Монолитные, как говорилось выше, изготавливают на заводах. Их переправляют в непосредственное место строительства, затем опирают на устойчивые колонны (опирают железобетонное строение). Составные конструкции собирают на месте ремонта из частей, которые имеют прямоугольное сечение.
Вернуться к оглавлению
