Изготовление металлических арочных ферм

Обновлено: 21.09.2024

А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили подробные мастер-классы изготовления ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов.

Содержание

Этап I. Проектируем ферму и ее элементы

Итак, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры в единое целое. Среди ее преимуществ: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование в строительстве металлических ферм из прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных решений. И неспроста:

Главный секрет в экономии, благодаря удобному соединению всех элементов решетки.
Еще одно ценное преимущество профильных труб для ферм – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
При своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки.

Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности. Даже такую:

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами, как:

контуры, размер и форма будущей крыши;
материал изготовления верхнего и нижнего поясов фермы, а также ее решетки;
угол наклона и планируемая нагрузка.

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Профильные трубы для ферм бывают двух видов сечений: прямоугольного или квадратного. Выпускаются они разного диаметра, с разной толщиной стенок:

Для малогабаритных построек мы рекомендуем трубы до 4,5 метров длиной, сечением 40х20х2 мм.
Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, предназначенные для стоек и каркасов. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать фермы самостоятельно, берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом виде, даже под заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:

СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки).
СНиП п-23-81 (данные по стальным конструкциям).

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.

И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.

Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.

По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.

Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

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

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.

Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Виды ферм и формы крыши

Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):

Давайте разберемся с видами ферм:

Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
Прочной считается также ферма с параллельными поясами. Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.

Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:

Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:

А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.

Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

Типы решеток и точечная нагрузка

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.

Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.

В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

Треугольная система решетки всегда применяются в фермах с параллельными поясами и трапецеидальной ферме. Ее основное преимущество в том, что она дает самую маленькую суммарную длину решетки.
Раскосная система хороша при небольшой высоте ферм. Но расход материала на нее немалый, ведь здесь весь путь усилия идет через узлы и стержни решетки. А поэтому при проектировании важно заложить максимум стержней, чтобы длинные элементы оказались растянутыми, а стойки – сжатыми.
Еще один вид – шпренгельная решетка. Ее изготавливают в случае нагрузок верхнего пояса, а также тогда, когда нужно уменьшить длину самой решетки. Здесь преимущество в соблюдении оптимального расстояния между элементами всех поперечных конструкций, которое, в свою очередь, позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом для монтажа элементов кровли. Но создавать такой решетку своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительным расходам металла.
Крестовидная решетка позволяет распределить нагрузку на ферму сразу в обоих направлениях.
Еще один вид решетки – перекрестная, где раскосы крепятся прямо к стенке фермы.
И, наконец полураскосная и ромбическая решетки, самая жесткая из перечисленных. Здесь взаимодействует сразу две системы раскосов.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.

Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

Вариант первый: можно обратиться к заводу, и они сделают на заказ по вашему рисунку все нужные отдельные элементы, которые вам останется только сварить уже на месте.
Второй вариант: приобретите готовый профиль. Тогда вам останется только обшить фермы изнутри досками или фанерами, а в промежутке уложить по необходимости утеплитель. Но и обойдется этот способ, конечно же, дороже.

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

Шаг 1. Сначала подготовьте фермы. Лучше их заранее сваривать прямо на земле.
Шаг 2. Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Крайне важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их отвесом.
Шаг 3. Теперь возьмите продольные трубы и приварите их к опорным стойкам.
Шаг 4. Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. После этого все места соединения важно очистить.
Шаг 5. Готовый каркас покрасьте специальной краской, предварительно очистив и обезжирив его. Особое внимание при этом уделите местам соединения профильных труб.

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.

Также в некоторых конструкциях приходится сочетать разные виды ферм, чтобы присоединить крышу к стене здания:

Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:

Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:

Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.

Дешевый навес для дачи своими руками

Мы уже более 8 лет занимаемся металлообработкой и изготовление различных конструкций из металла. За это время нами накоплен огромный опыт по общению с разного рода металлами и конструкциями. У нас имеется современный парк металлообрабатывающего оборудования — позволяющего решать самые сложные технические задачи по изготовлению металических конструкций. В данной статье речь у нас пойдет о навесах из металла — способах их рассчета и монтажа.

Вы решили построить на своем участке навес под автомобиль —
разберем как просто и быстро это можно организовать:

Для начала Определяем местоположение, границы и размеры будущего навеса

длинна ширина и высота

Выбираем тип и внешний вид навеса

Конечно проще всего довериться специалистам, и получить уже готовый навес с гарантией и монтажем под ключ — это самый удобный вариант лишающий вас многих проблем с предстоящей постройкой навеса.

Главным плюсом при постройке навеса самому — это стоимость. Вы потратите гараздо меньше на материалы, чем фирма (Ввинзу подробный расчёт).

Посчитаем на примере (в денежном эквиваленте) самую популярную модель арочного навеса рассчитанного на 2 машиноместа — Возьмем Навес 5.5 на 6.3метра.

Расчет арочного навеса

Общая площадь накрываемая нашим навесом считается по крыше: 5.5 х 6.3 = 34.7м2.

Цены на рынке навесов от 2 500р./м2 до 3 500р./м2 — За изготовление автонавеса с монтажем под ключ.

Наш навес (округлим его площадь до 35м2) выходит:

Итак разберемся что из себя должна представлять конструкция нашего будующего навеса за 105 000р. а также из чего он будет состоять как будет крепится, как будет покрашен и чем будет в итоге покрыт?

Выше два рисунка с чертежами арочного навеса предлагаемые разными производителями навесов. Разберемся какая между ними разница и каким в итоге должен быть правильный навес 5х6 метра.

Обращаем внимание на столбы -их должно быть не менее 6 штук — желательно чтобы это была проф труба не менее чем 80х80 толщина стенки 2 — 3мм

Уточните у производителя как будут крепиться столбы? Если бурят то на сколько, бетонируют столбы или нет? Если столбы -планируют бетонировать — то бурить не менее 1.2м. Есть технология осыпки столба песком- по ней бурят на 80 см - ставят столб и постепенно обсыпают песком с последующей проливкой и тромбовкой столба. Где не желательно бурение грунта - есть Технология установки столба на металический уголок-вбивается кувалдой в землю на 80см -по 2 шт на каждый столб. Если навес ставят на уже подготовленное бетонное основание то какие будут подъпятники под трубу и какие анкера?

Лаги Либо Фермы? На обоих картинках выше производители соединяют столбы навеса при помощи ферм. на первой фермы арки - на второй прямые фермы. Но обычно Поверх столбов кладется Лага из точно таково же профиля как и сами столбы. На эти Лаги либо фермы в дальнейшем ляжет крыша навеса.

Самая Значимая часть в постройке навеса - это то из чего будет сделана его крыша. Если на столбах и можно сэкономить (в принципе этот навес будут держать даже столбы 60х60) То вот на фермах экономить не стоит. Так как на них ляжет вся основная нагрузка и в случае особенно снежной зимы и не правильно спроектированных ферм навеса — вся конструкция под большой массой снега - может просто рухнуть. Расчет Фермы - для пролета 5.5 метров проф труба не менне 25х25х2 — количество ферм (через 1.5 метра -5штук)

Обычно используют проф трубу 40х20 с шагом 50 см — для нашего навеса должно быть не менее 12штук обрешетки.

Тут уже очень многое зависит от производителя пластика. тк поликарбонат помимо собственно толщины имеет такой показатель как плотность. То бывает что пластик толщиной в 10мм плохого производителя весит примерно как 6мм у хорошего. Если поликарбонат качественный и соблюден шаг обрешетки не менее 50см то и 6мм пластик прослужит вам очень долго.

Обратите внимание на качество эмали которой покрывают ваш навес. Хорошие краски по металлу это Хамерайт, Новакс, Дали (если конечно вам за эти деньги не предложат порошковую окраску)

Вот в принципе 7 пунктов следуя которым можно проконтролировать за производителем качество предлагаемого им продукта В данном случае речь у нас идет о арочном навесе.

Металлический навес 6х5.5 своими руками

простая математика при постройке навеса под авто

А теперь как мы и планировали — давайте посчитаем что в итоге у нас получится если мы возьмемся сами изготовить такой арочный навес — так сказать своими руками (но возможно и с чьей то маленькой помощью).

Итак считаем:

И начнем мы со столбов. Нам понадобится 6 столбов 80х80х2 по три метра (из расчета того что 80см идет в землю) + две лаги на верх по 6 метров получаем 18 +12 = 30м. профильной трубы 80х80.

Металл все дорожает и дорожает но на данный момент эту проф трубу мы берем по 270р. за метр.

Стойки (столбы) и лаги 80х80 = 8 100р.

Второе: металлические фермы для крыши навеса. Есть два варианта — либо купить уже готовые арки под навес (это конечно выйдет немного дороже, зато экономим в работе и времени), либо изготовить арочные фермы своими руками- но для этого как минимум нам понадобится профилегиб чтобы согнуть дуги для ферм навеса.

Покупаем уже готовые арочные фермы изготовленные из проф трубы 30х30х2 (в количестве 5 шт. — хотя фермы рассчитаны с большим запасом прочности и вполне бы хватило 4 шт., но как говориться — лучше перебдеть:)

Цена 1фермы 5.5метра — 3 300р. х 5шт. = 16 500р.

Сейчас арочные фермы стали еще прочнее и дешевле - по 2 700р. за шт — 4 фермы достаточно для навеса длинной 6 метров – всего 10 800р.

Теперь посчитаем сколько будет стоить стоит сварить ферму самостоятельно?
На каждую ферму нам понадобится по две профильных трубы 30х30 — 12 метров плюс 3 метра проф трубы 25х25 (укосы внутрь фермы)

Получаем 12м. по 88р. и 3м. по 65р.

1 251р. — Стоимость одной фермы в материале. Умножаем на 5 штук
6 255р. — Стоимость металла на арки нашего навеса при учете их самостоятельного изготовления (правда по уму сюда нужно ещё заложить такие расходники как электроды , сварочная проволка, отрезные диски, электричество, покраска, ну и сама работа по изготовлению ферм)

Обрешетка для навеса — Опять же самые популярные два варианта – это проф труба 30х20х1.5 либо проф труба 40х20x1.5

Шаг обрешетки навеса рекомендованный производителями поликарбоната — через 50 см исходя из этого нам понадобится 13 шт. по 6 метров = 78 метров

30х20 - 78 х 75 = 5 850р.

40х20 - 78 х 85 = 6 630р.

Итак, металлокаркас навеса готов, и остается только его покрасить ну и покрыть пластиком.
Чтобы металл не ржавел — и навес долго служил мы обычно используем качественные эмали по металлу такие марки краски как NOVAX, Хамерайт, Дали.

В среднем на навес понадобится примерно 3л. краски.

Хамерайт на навес обойдется примерно — 2 500р.

Краски Новакс и Дали — примерно на 1 500р.

Так как пластик (поликарбонат) выпускается производителями 12 метровой либо 6 метровой длинны, то исходя из этих соображений- чтобы не было перерасхода по пластику — мы и считали наш навес.
Для крыше навеса нам понадобится 3листа поликарбоната по 6м плюс два стыковочных профиля — можно конечно докупить торцевые планки- для закрытия торцов поликарбоната- но практика показывает что лучше их не ставить -уж очень часто из за них сотах пластика накапливается вода и грязь.

Мы ведь не хотим переплачивать?
Вообще -Если уж совсем экономить- то можно покрыть и 4мм пластиком(лично у меня 7метровый навес покрыт четверкой- и отлично себя чуствует уже 4год 🙂

посчитаем опять же два варианта это поликарбонат 6мм и 8мм
Поликарбонат 6мм — Стоимость 3 750р. за 6 метровый лист
Стыковочные профили мы берем неразъемные так как они намного дешевле и проще при монтаже (лучше взять под 8мм пластик – намного проще будет одеть стыковку при монтаже пластика) -250р./шт.

Итого получается — 11 750р.

Поликарбонат 8мм Стоимость 4 350р. за лист 6 метров

Стыковки берем на 10мм пластик — 300р./шт.

В этом случае выходит — 13 650р.

Ну вот кажется и все такие мелочи как саморезы, электроды, доставки – точно не
посчитаешь - возьмем примерно 3 000р.

Из всего выше сказанного получаем две стоимости при самостоятельном изготовлении автонавеса 5.5 на 6 метров.

Одна цена – эконом вариант — Фермы навеса изготавливаем самостоятельно.
Вторая цена – фермы покупаем берем обрешетку 40х20 и поликарбонат 8мм.

8 100р. + 6 255р. + 5 850р. + 1 500р. + 11 750р. + 3 000р. = 36 455р. — Стоимость материалов на навес 5х6 при самостоятельном изготовлении ферм.

8 100р. + 16 500р. + 6 630р. + 2 500р. + 13 650р. + 3 000р. = 50 380р. — Купили уже готовые фермы для навеса, взяли пошире проф трубу для обрешетки и потолше лист поликарбоната.

Итак что мы имеем в итоге?
И на сколько получится сэкономить — при самостоятельном подходе к постройке навеса под авто?
Имеем стоимости фирм производителей – от 87 500р. до 122 000р. за автонавес 35м2.
И суммы по материалам которые понадобятся при самостоятельной постройке металлического навеса: 36 455р. и 50 380р.

Вот наша примерная выгода в денежном эквиваленте — если
строим навес самостоятельно, а не заказываем на фирме:

Эконом: 87 500р. – 36 455р. = 51 045р.
Премиум (дорогой): 122 000р. – 50 380р. = 71 620р.

Тут конечно не заложена работа по монтажу навеса, но от себя скажу следущее — Хорошая бригада сварщиков (2человека) при наличии уже изготовленных ферм всех подготовленных и покрашенных материалов собирает такой навес за 1 смену (8 рабочих часов). Неопытные сварщики – самое большое проковыряются с ним 2 дня.

Наши бригады сварщиков за сборку навеса берут примерно 12 000р. за смену.

Но собрать навес при условии что все материалы есть, даже для одного толкового сварщика, который умеет пользоваться рулеткой и уровнем не особо хитрое дело. И в среднем рабочий день простого мастера сварщика в Москве и области стоит от 2 500р. до 5 000р. + ему нужен будет 1 подсобник 2 000р. в день.

Вот и получается в итоге что если взять это дело с постройкой навеса для авто в свои руки а не заказывать его у производителей то можно сэкономить в среднем от 40 000р. до 60 000р.
И это только сумма для небольшого по строительным меркам так скажем даже навесика -всего то 35м кв А представьте навес к примеру большой навес10х10 метров? А это уже как минимум в три раза больше. 🙂

Фото готовых навесов — смотрите здесь

Все расчеты на металл пластик краску и т.д сделаны по ценам (августа 2018)
Буду очень рад и признателен — Если вдруг моя статья принесет вам реальную пользу, то пишите комментарии-
звоните, всегда готовы помочь и подсказать по расчетам.

Расчет и изготовление ферм из профильной трубы

Применив профильную трубу для монтажа ферм, можно создавать конструкции, рассчитанные на высокие нагрузки. Легкие металлоконструкции подходят для возведения сооружений, обустройства каркасов под дымоходы, монтажа опор для кровли и козырьков.

Вид и габариты ферм определяют в зависимости от специфики использования, будь то домашнее хозяйство или промышленная сфера. Важно грамотно выполнить расчет фермы из профильной трубы, иначе конструкция может не выдержать эксплуатационные нагрузки.

Виды ферм

Металлические фермы из трубопроката отличаются трудоемкостью в монтаже, но они экономичнее и легче конструкций из сплошных балок. Профилированная труба, которую изготавливают из круглой путем горячей или холодной обработки, в поперечном разрезе имеет вид прямоугольника, квадрата, многогранника, овала, полуовала или плоскоовальную форму.

Удобнее всего монтировать фермы из квадратных труб.

Ферма – это металлоконструкция, в состав которой входит верхний и нижний пояс, а также решетка между ними.

К элементам решетки относятся:

В соответствии с величиной угла наклона типовые фермы подразделяют на следующие виды:

Угол от 22 до 30 градусов. Металлоконструкция из профильной трубы для навеса или иной кровельной конструкции имеет соотношение высоты к длине как 1:5.
- для пролетов малой и средней длины чаще всего используют треугольные фермы из труб небольшого сечения – они легкие и при этом жесткие;
- при длине пролета свыше 14 метров, применяют раскосы, установленные сверху вниз, а по верхнему поясу крепят панель длиной 150-250 см, чтобы получить двухпоясную конструкцию с четным количеством панелей;
- для пролетов длиной более 20 метров, чтобы исключить прогиб фермы, требуется установка подстропильной конструкции, связанной опорными колоннами.

Отдельно стоит рассмотреть ферму Полонсо, которая выполнена в виде двух треугольных систем, соединенных между собой через затяжку. Это дает возможность не монтировать длинные раскосы в средних панелях, за счет чего заметно снижается общий вес конструкции.

Основы расчета

Перед тем как рассчитать ферму, необходимо подобрать подходящую конфигурацию крыши, учитывая габариты сооружения, оптимальное количество и угол наклона скатов.

Также следует определить, какой контур поясов подойдет для выбранного варианта крыши – при этом принимаются во внимание все эксплуатационные нагрузки на кровлю, включая осадки, ветровую нагрузку, вес людей, производящих работы по обустройству и обслуживанию навеса из профильной трубы или кровли, монтажу и ремонту оборудования на крыше.

Чтобы выполнить расчет фермы из профильной трубы, необходимо определить длину и высоту металлоконструкции. Длина соответствует расстоянию, которое должна перекрывать конструкция, при этом высота зависит от запроектированного угла наклона ската и выбранного контура металлоконструкции.

Расчет навеса в итоге сводится к тому, чтобы определить оптимальные промежутки между узлами фермы. Для этого требуется рассчитать нагрузку на металлоконструкцию, выполнить расчет профильной трубы.

Неправильно рассчитанные каркасы кровли несут угрозу для жизни и здоровья людей, поскольку тонкие или недостаточно жесткие металлоконструкции могут не выдержать нагрузок и разрушиться.

Поэтому рекомендуется доверить расчет металлической фермы профессионалам, знакомым со специализированными программами.

Если принято решение выполнить вычисления самостоятельно, необходимо воспользоваться справочными данными, в том числе о сопротивлении трубы на изгиб, руководствоваться СНиП.

Правильно рассчитать конструкцию без соответствующих знаний сложно, поэтому рекомендуется найти пример расчета типовой фермы нужной конфигурации и подставить в формулу необходимые значения.

На этапе проектирования составляется чертеж фермы из профильной трубы. Подготовленные чертежи с указанием размеров всех элементов упростят и ускорят изготовление металлоконструкций.

Чертеж с размерами элементов

Рассчитываем ферму из стальной профильной трубы

Рассмотрим, как правильно рассчитать металлоконструкцию, чтобы выполнить каркас кровли или навес из профильной трубы.

Подготовка проекта включает несколько этапов:

Определяется размер пролета постройки, который требуется перекрыть, выбирается форма крыши и оптимальный угол наклона ската (или скатов).
Подбираются подходящие контуры поясов металлоконструкции с учетом назначения постройки, формы и размеров крыши, угла наклона, предполагаемых нагрузок.
Рассчитав приблизительные габариты фермы, следует определить, можно ли изготовить металлоконструкции в заводских условиях и доставить их на объект автотранспортом, или сварка ферм из профильной трубы будет выполнена непосредственно на стройплощадке по причине большой длины и высоты конструкций.
Далее требуется рассчитать габариты панелей, основываясь на показателях нагрузок при эксплуатации кровли – постоянных и периодических.
Чтобы определить оптимальную высоту конструкции в середине пролета (Н), используют следующие формулы, где L – длина фермы:
- для параллельных, полигональных и трапецеидальных поясов: Н=1/8×L, при этом уклон верхнего пояса доложен составлять приблизительно 1/8×L или 1/12×L;
- для металлоконструкций треугольной формы: Н=1/4×L либо Н=1/5×L.
Угол установки раскосов решетки составляет от 35° до 50°, рекомендуемое значение 45°.
На следующем этапе следует определить расстояние между узлами (обычно оно соответствует ширине панели). Если длина пролета превышает 36 метров, требуется вычисление строительного подъема – обратно погашаемого изгиба, который воздействует на металлоконструкцию при нагрузках.
На основании измерений и вычислений готовится схема, согласно которой будет вестись изготовление ферм из профильной трубы.

Изготовление конструкции из профильной трубы

Чтобы обеспечить необходимую точность расчетов, используйте строительный калькулятор – подходящую специальную программу. Так вы сможете сопоставить свои и программные расчеты для того, чтобы не допустить большого несоответствия в размерах!

Арочные конструкции: пример расчета

Чтобы сварить ферму для навеса в виде арки, применяя профильную трубу, необходимо правильно рассчитать конструкцию. Рассмотрим принципы расчета на примере предполагаемого сооружения с пролетом между опорными конструкциями (L) 6 метров, шагом между арками 1,05 метра, высотой фермы 1,5 метра – такая арочная ферма выглядит эстетично и способна выдержать высокие нагрузки.

Длина стрелы нижнего уровня арочной фермы при этом составляет 1,3 метра (f), а радиус окружности в нижнем поясе будет равен 4,1 метра (r). Величина угла между радиусами: а=105.9776°.

Для нижнего пояса длину профиля (mн) рассчитывают по формуле:

mн = π×R×α/180, где:

mн – длина профиля из нижнего пояса;

π – постоянная величина (3,14);

R – радиус окружности;

α – угол между радиусами.

В результате получаем:

mн = 3,14×4,1×106/180 = 7,58 м

Узлы конструкции располагают в участках нижнего пояса с шагом 55,1 см — допускается округлить значение до 55 см, чтобы упростить сборку конструкции, но увеличивать параметр не следует. Расстояния между крайними участками требуется рассчитать индивидуально.

Если длина пролета составляет менее 6 метров, вместо сварки сложных металлоконструкций можно воспользоваться одинарной или двойной балкой, выполнив сгиб металлического элемента под выбранным радиусом. В этом случае расчет арочных ферм не требуется, но важно правильно подобрать сечение материала, чтобы конструкция выдерживала нагрузки.

Профильная труба для монтажа ферм: требования к расчету

Чтобы готовые конструкции перекрытий, в первую очередь крупногабаритные, выдерживали проверку на прочность на протяжении всего срока эксплуатации, трубопрокат для изготовления ферм подбирается на основании:

СНиП 07-85 (взаимодействие снеговой нагрузки и веса элементов конструкций);
СНиП П-23-81 (о принципах работы со стальными профилированными трубами);
ГОСТ 30245 (соответствие сечения профильных труб и толщины стенок).

Данные из указанных источников позволят ознакомиться с видами профильных труб и выбрать оптимальный вариант с учетом конфигурации сечения и толщины стенок элементов, конструктивных особенностей фермы.

Навес для авто из трубопроката

Фермы рекомендуется изготавливать из трубопроката высокого качества, для арочных конструкций желательно выбрать легированную сталь. Чтобы металлоконструкции были устойчивы к коррозии, сплав должен включать большой процент углерода. Металлоконструкции из легированной стали не нуждаются в дополнительной защитной окраске.

Полезные советы по монтажу

Зная, как сделать решетчатую ферму, можно смонтировать надежный каркас под светопрозрачный навес или кровлю.

При этом важно учитывать ряд нюансов:

Самые прочные конструкции монтируются из металлопрофиля с сечением в виде квадрата или прямоугольника за счет наличия двух ребер жесткости.
Основные компоненты металлоконструкции крепятся между собой с использованием спаренных уголков и прихваток.
При стыковке деталей каркаса в верхнем поясе требуется использовать двутавровые разносторонние уголки, при этом соединять следует по меньшей стороне.
Сопряжение частей нижнего пояса крепят с установкой равносторонних уголков.
Стыкуя основные части металлоконструкций большой длины, применяют накладные пластины.

Важно представлять, как сварить ферму из профильной трубы, если металлоконструкцию требуется собрать непосредственно на строительной площадке. Если нет навыков ведения сварочных работ, рекомендуется пригласить сварщика с профессиональным оборудованием.

Сварка элементов фермы

Стойки металлоконструкции монтируют под прямым углом, раскосы – под наклоном в 45°. На первом этапе нарезаем из профильной трубы элементы в соответствии с размерами, указанными на чертеже. Собираем на земле основную конструкцию, проверяем ее геометрию. Затем варим собранный каркас, используя уголки и накладные пластины, где они требуются.

Обязательно проверяем прочность каждого сварного шва.

От их качества и точности расположения элементов зависит прочность и надежность сваренных металлоконструкции, их несущая способность. Готовые фермы поднимают наверх и крепят к обвязке, соблюдая шаг установки согласно проекту.

Видео

Ферма из профильной трубы

Металлические фермы – это стержневые системы, состоящие из поясов и решеток. Благодаря ребрам жесткости, такие конструкции не деформируются даже при восприятии значительных нагрузок. В зависимости от сложности формы, могут изготавливаться непосредственно на месте строительства или в условиях специализированных производств. Популярным материалом для изготовления ферменных конструкций является профильная труба квадратного или прямоугольного сечения.

Материалы для профильных труб

Для изготовления профильных труб, которые могут использоваться в конструкциях ферм, применяют различные металлы и сплавы:

в общем случае – углеродистые стали обыкновенного качества;
для ответственных конструкций – качественные углеродистые, низколегированные, реже – коррозионностойкие стали;
для эксплуатации в средах повышенной агрессивности – из углеродистой стали, покрытой защитным цинковым слоем (оцинкованной);
при необходимости создания легких ферменных конструкций – легкие и прочные сплавы на основе алюминия.

В продажу трубные изделия малых сечений поступают отрезками длиной до 6 м, больших – до 12 м. Толщину стенки и размер сечения выбирают, в зависимости от планируемых нагрузок:

для пролетов не более 4,5 м – 40х20 мм с толщиной стенки 2 мм;
4,5-5,5 м – 40х40 мм с толщиной стенки 2 мм;
более 5,5 м – 40х40х3 мм или 60х30 со стенкой 2-3 мм.

Виды конструкций ферм из профильной трубы

В состав ферменной конструкции входят верхний и нижний пояса и решетка, располагаемая между ними. Составными компонентами решетки являются:

стойка – располагается перпендикулярно оси;
раскос (подкос) – устанавливается под наклоном к оси;
шпренгель – вспомогательный раскос.

Пояса ферм могут иметь различные очертания:

Треугольное односкатное. Для треугольной односкатной фермы из профильной трубы характерно сочетание способности выдерживать высокие нагрузки с небольшой материалоемкостью.

Треугольное двускатное. Такие конструкции могут устанавливаться на кровлях с большим уклоном скатов. Минусы: сложность устройства опорных узлов, большой расход материала. Конструктивный вариант – треугольные двускатные фермы из профильной трубы.

Сегментное. Часто применяется для сооружения кровель со светопрозрачным покрытием из сотового или монолитного поликарбоната.

Полигональное. Отличается сложностью монтажа. Преимущество – способность выдерживать значительные нагрузки от тяжелого настила и мощного снегового покрова. Дополнительный плюс – экономное использование профиля.
С параллельными поясами. Это наиболее простой и экономичный вариант, для сборки которого используются стойки и раскосы одинаковых размеров. Фермы из профильной трубы с параллельными поясами легко монтировать, благодаря унифицированной конструкции, большому количеству деталей одного размера и минимальному количеству стыков. Подходят для мягких и светопрозрачных кровель.

Трапециевидное. Сходно с полигональным, но имеет упрощенную схему монтажа.
Арочной формы с параллельными верхним и нижним поясами. Арочные фермы из профильных труб востребованы при строительстве навесов для автомобилей, теплиц, беседок.

Варианты конструкций решеток:

Треугольной формы. Обычно такая схема применяется в каркасах с параллельными поясами, реже – в ферменных конструкциях треугольной или трапециевидной форм.
Раскосного типа. Для них характерны: большая материалоемкость и сложность исполнения. Варианты – шпренгельная (с дополнительными раскосами), полураскосная.
Индивидуальные решения.

Выбор фермы, в зависимости от уклона ската

Выбор конструктивного варианта во многом определяется уклоном ската:

22-30°. Для формирования скатов со значительным уклоном обычно используются треугольные фермы. Их высоту – длина пролета, разделенная на 5.
15-22°. Высота принимается равной длине пролета, разделенной на 7. Для возможности увеличения высоты ферменной конструкции используют варианты с ломаным нижним поясом.
До 15°. Обычно применяют каркасы трапециевидной формы с решеткой треугольной конфигурации. Высота ферменного блока в таких случаях определяется делением длины пролета на число, находящееся в диапазоне от 7 до 9.

Расчеты ферм из стальных профильных труб

Ферма перекрытия – ответственный конструктивный элемент, перед изготовлением которого обязательно проводят расчеты и составляют проект. Проведение расчетных работ необходимо доверить специалисту, поскольку правильная конструкция фермы из профильных труб во многом определяет функциональность не только крыши, но и всего строения. При наличии определенных знаний и создании небольших объектов можно воспользоваться специальными компьютерными программами «Автокад», 3D MAX, Arcon.

Этапы проектирования

Определяют размер пролета строения, форму крыши, наклон скатов. При этом учитывают запланированный кровельный материал, снеговые и ветровые нагрузки, характерные для данного региона, тип грунта. Также принимаются во внимание вероятные особые нагрузки, которые может испытывать ферма, изготовленная из профильных труб, – штормы, ураганы, землетрясения.
С учетом принятых выше параметров выбирают конструктивный тип фермы.
После примерного определения габаритов и конструкции определяют вариант изготовления – в заводских условиях, сборку на месте из заготовок, заказанных на предприятии, или проведение полного цикла заготовочных и сборочных мероприятий на строительной площадке.

Полезные советы по изготовлению своими руками ферм из профильных труб

Для облегчения конструкций, используемых для устройства крыш с минимальным уклоном скатов, используют дополнительные решетки.
Для снижения массы каркасов, устанавливаемых для организации скатов с диапазоном углов наклона 15-22°, нижний пояс изготавливают ломаным.
При длине прогонов от 20 м применяют каркасы Полонсо, состоящие из двух треугольных конструкций, соединенных стяжкой. Такой конструктивный вариант позволяет избежать монтажа в раскос большой длины.
Дистанция между ферменными конструкциями в общем случае не должна превышать 1,75 м.
При выборе труб для сложных эксплуатационных условий необходимо учитывать марку стали, из которой они изготовлены. Для регионов с холодным климатом используют трубные изделия из низколегированных сталей, проявляющих высокую устойчивость к низким температурам. При высокой коррозионной опасности следует применять оцинкованную продукцию.

Основные этапы работ по изготовлению и монтажу ферм из профильных труб

Осуществлять заготовительные, сборочные и монтажные работы должны специалисты, обладающие соответствующими знаниями, навыками и инструментом. Важно определить, какие работы можно производить внизу, а какие – после подъема стержневой конструкции на место установки, понадобится ли специальная строительная техника.

Процесс монтажа ферм из профильных труб при сооружении навеса и других каркасных конструкций включает следующие мероприятия:

Типы арочных ферм

Арочные фермы из металла широко распространены в разных областях производственной сферы, строительстве, сельском хозяйстве. Изготовленные из высококачественной стали, они характеризуются прочностью, надежностью и повышенной устойчивостью. Их используют для возведения ангаров, торговых центров, автостоянок и много другого.

Что это такое

Ферма арочного вида – это несущая конструкция из стальных стержней, которые фиксируются в узлах. Она геометрически неизменяема, верхний пояс имеет криволинейную конфигурацию, узлы – шарнирного типа.

Арочные системы бывают плоскими или пространственного типа. В первом варианте все элементы располагаются в одной плоскости. Они воспринимают только те нагрузки, которые приложены в их плоскости. Пространственные конструкции выполнены из нескольких плоских систем, жестко соединяемых между собой. Здесь нагрузочные воздействия могут восприниматься в разном направлении.

Конструкция состоит из решеток, поясов. Пояса образуют общий контур, предназначены для работы на продольную нагрузку. В состав решеток входят раскосы и стойки, которые воспринимают поперечные усилия.

Главные обозначения расстояний между:

Осями – высота;
Опорами – пролет;
Узлами – панель.

Классификацию производят согласно:

Статических схем;
Конфигурации поясов;
Видам решеток;
Методам соединения деталей в узлах.

Конструкции также различаются по сечениям элементов.

Статическая схема

Согласно статической схеме конструкции могут быть следующих видов:

Балочного – консольные, неразрезные, разрезные;
Рамногои;
Арочного;
Вантового.

У каждого из них свое назначение и сфера применения.

Консольные

Системы востребованы для возведения опор под электролинии (воздушные), башен.

Неразрезные балочные

Конструкции применяются, если необходимо перекрыть 2 и больше пролета. Они экономичные, жестче разрезных. Это дает возможность снизить их высоту. Монтировать элементы сложно, не рекомендуется устанавливать в районах со слабыми грунтами.

Разрезные балочные

Балочные системы разрезного вида используются при устройстве покрытий сооружений, для строительства мостов. Изготовление таких деталей материалоемко, перекрытие пролетов больше 40 метров требует сборки из нескольких элементов.

Рамные

Рамные изделия чаще применяют при возведении большепролетных сооружений. Расход стали на изготовление здесь небольшой, монтаж не представляет сложностей.

Арочные

Арочные изделия экономичны по расходу металла, используются обычно в архитектурных целях. Использование таких деталей ведет к увеличению площади ограждающих элементов, объема помещения.

Вантовые

Вантовые системы часто применяют при возведении мостов, устройстве большепролетных перекрытий. В них элементы работают только на растягивающие усилия. Вместо жестких стержней можно использовать стальные тросы. Это способствует максимально полному использованию прочностных параметров стали.

Очертания поясов

Исходя из очертания поясов различают фермы:

Сегментного;
Полигонального;
Трапецеидального;
Треугольного типа.

Сегментные

На производство сегментных ферм расходуется мало стали. Параболический пояс воспринимает нагрузки равномерно. Но его сложно изготовить. Сейчас такие конструкции используют редко.

Полигональные

Полигональные системы имеют переломы пояса в узлах. По распределению нагрузочных воздействий они близки к параболическим. При этом здесь нет потребности в криволинейных деталях. Такие конструкции подходят для перекрытий с большими пролетами, мостов.

Трапецеидальные

Конфигурация в виде трапеции имеет упрощенные узловые соединения, если сравнивать с полигональной. В этом ее достоинство. За счет использования таких изделий можно выполнить жесткий узел, чтобы повысить общую жесткость каркаса.

Треугольные

Фермы-треугольники рационально использовать в консольных конструкциях, балочных системах, где нагрузка сосредоточена посередине пролета, пример – подстропильные фермы. На производство таких элементов приходится повышенный расход стали. Также стоит отметить сложность острого угла, который может сопрягаться с колоннами посредством только шарнира. Сечение длинных раскосов требуется подбирать, исходя из предельной гибкости.

Типы решеток

Решетки в фермах бывают нескольких типов:

Треугольного;
Треугольного со стойкой;
Раскосого;
Шпренгельного;
Крестового;
Перекрестного;
Ромбического;
Полураскосого.

Подбирают решетку исходя из прилагаемых усилий, конструктивных условий, конфигурации поясов. Чтобы углы между поясами и раскосами были компактными, желателен их диапазон от 30 О до 50 О .

Треугольные, треугольные с подвесом, стойкой

Треугольные решетки имеют минимальное количество узлов, наименьшую суммарную длину элементов. Опорные раскосы здесь бывают нисходящего и восходящего вида. Там, где прилагаются сосредоточенные нагрузки (опора кровельных прогонов), удобно сделать дополнение из подвесок или стоек, работающих на местные нагрузки. С их помощью также уменьшают длину пояса.

Наличие сжатых удлиненных раскосов – это минус треугольных решеток. При их производстве требуется больше стали, чтобы обеспечить устойчивость деталей.

Раскосые

В раскосых изделиях к стойкам и раскосам прилагаются усилия противоположных знаков. Такая решетка более материалоемкая, но сложнее в изготовлении, чем треугольная. Здесь суммарная длина деталей и количество узлов больше. Раскосые системы используют для невысоких изделий, где предусмотрены значительные нагрузки в узлах.

Шпренгельные

Шпренгельные решетки применяются в системах с сосредоточенными нагрузками на верхний пояс, прикладываемыми вне узлов. Их применяют также, если требуется уменьшить его длину. Эта решетка трудоемка в производстве, но расход металла снижается.

Крестовые, перекрестные

Когда на ферму усилия действуют в разных направлениях, например, ветер, то рационально использовать крестовую решетку. Если пояса конструкции выполнены из тавров, удобно применять перекрестные системы. Их изготавливают из отдельных уголков. Раскосы фиксируются непосредственно к стене профиля.

Ромбические, полураскосые

В ромбических, полураскосых решетках присутствуют два вида раскосов. Из-за этого конструкции отличаются повышенными параметрами по жесткости. Фермы с этими решетками позволяют уменьшить длину элементов. Они применяются при устройстве мачт, башен, мостов.

Методы соединения деталей

В узлах детали могут соединяться с помощью сварки или болтами. Раньше еще использовались соединения на клепках. Сейчас чаще распространены сварные изделия. Для болтовых соединений в узлах применяются высокопрочные метизы.

Вид сечений стержней

Если максимальные усилия в элементах менее 3 000 кН, то элементы фермы делают из профилей (гнутых, прокатных). Это легкие конструкции. При усилиях больше 3 000 кН (тяжелые фермы) для производства применяются детали составного сечения.

Применяются следующие виды сечений стержней:

Круглое;
Прямоугольное;
Тавровое;
Двутавровое;
Треугольное.

Круглое

Тонкостенные трубчатые сжатые детали материалоемки, распределение металла здесь оптимально по отношению к центру тяжести. Идентичная с другими видами профилей площадь сечения элемента характеризуется максимальным радиусом инерции – примерно 0,355 d. Он одинаков по всем направлениям, стержни получаются менее гибкими. Применение таких элементов позволяет экономить сталь на 20-25 %.

Прямоугольное

Узлы сопряжения будут проще, если их изготавливать из прямоугольных стержней гнуто-замкнутого вида. Но такие конструкции производятся всего на нескольких заводах, где можно обеспечить повышенную точность изготовления.

Из уголков

Применяя угловые профили, можно выполнить несколько видов сечений деталей в большом диапазоне площадей. Из них просто конструировать узловые соединения на фасонках, детали крепления к фермам. К недостаткам данных конфигураций можно отнести:

Значительное количество типоразмеров деталей;
Повышенный расход стали на прокладки, фасонки;
Трудоемкое изготовление;
Образование щели между уголками, приводящее к коррозии.

Когда необходима работа элементов на сжатие, неэффективно применении таврового сечения.

Читайте также: