Масса металлической фермы 18 м

Обновлено: 04.10.2024

Используя формулу (IV.10), инж. В. Г. Колесниченко вычислил теоретические характеристики веса типовых трапециевидных ферм (серия ПК-01-125) для пролетов 24—36 м, ферм пролетом 18 и 42 м аналогичной геометрической схемы, фермы треугольного типа (серия ПК-01-130) и ферм трапециевидного очертания с ломаным нижним поясом (под асбофанеру), а инж. Д. В. Ладыженский — характеристики подстропильных ферм и ферм больших пролетов (табл. IV.9).
В практике проектирования пояса и решетки ферм часто выполняются из разных марок стали или разных профилей, поэтому кроме характеристик фермы в целом в табл. IV.9 приведены характеристики поясов и решетки раздельно.
Как видно из табл. IV.9, из стропильных ферм наименьшие значения теоретических характеристик имеют трапециевидные фермы. Наблюдается уменьшение всех характеристик с увеличением пролета в связи с ограничением высоты ферм (по сравнению с оптимальной) из-за необходимости соблюдения габаритности при перевозках. По этой же причине происходит интенсивное возрастание характеристик поясов; характеристики решетки достаточно стабильны.

Подстропильные фермы имеют невысокие характеристики, что объясняется сравнительной простотой и четкостью геометрической схемы.
Характеристики большепролетных ферм несколько выше ферм обычных пролетов. Можно отметить лишь низкую характеристику решетки полигональных ферм. Однако окончательный вывод о преимуществах сегментных малоэлементных ферм должен быть сделан с учетом влияния конструктивного коэффициента.
Для удобства анализа конструкций по весу и в дальнейшем по трудоемкости (см. гл. V) введем понятие практической характеристики, под которой будем понимать характеристику, учитывающую влияние продольного изгиба (а следовательно, нагрузки, марки стали и формы профиля) и точности подбора сечений, но без учета влияния строительного коэффициента.
Коэффициент веса, выраженный через практическую характеристику, равен:
а) в фермах из одной марки стали и одинаковых профилей:

где Rп и Rр — расчетные сопротивления материала поясов и решетки.
Практические характеристики вычисляются по формуле

где Gо и Gо.т — соответственно вес основных деталей и теоретический вес фермы.
Практические характеристики трапециевидных уголковых ферм из стали марки Ст. 3 с поясами из низколегированной стали и из высокопрочной стали класса С60 и решеткой из стали марки Ст. 3, а также для трубчатых ферм (шаг ферм 12 м) вычислены для различных нагрузок и приведены в делом для ферм (рис. IV.3) и раздельно для поясов и решетки (рис. IV.4 и IV.5).

Практические характеристики для всех указанных случаев уменьшаются с увеличением нагрузки в соответствии с законом изменения конструктивного коэффициента. Практические характеристики, так же как и теоретические, увеличиваются с увеличением пролета в связи с ограничением высоты ферм из-за условий их перевозки. Практические характеристики для ферм из двух марок стали выше, чем для ферм из стали марки Ст. 3, в связи с различными законами изменения коэффициента продольного изгиба. Характеристика трубчатых ферм ниже характеристики ферм из уголка за счет более рациональной формы сечений.

Весовые показатели ферм из уголков, выполненных из стали марки Ст.3 и из низколегированной стали для поясов и из стали Ст.3 для решетки, приведены на рис. IV.6. Они могут быть использованы для упрощенного сравнения вариантов различного веса ферм.

Размеры, вес металлической фермы и другие ее характеристики

Металлическая ферма – это конструкция из стальных стержней соединена в узел, геометрия которой неизменна при замене жестких узлов шарнирами. Благодаря отсутствию расцентровки и неузловой нагрузке, элементы металлических ферм пребывают в состоянии растяжения-сжатия.

Нужны металлические фермы для крыши? Обращайтесь к специалистам нашей компании для оформления заказа.

Виды металлических ферм

Металлическое изделие состоит из пояса и решетки. Под поясом подразумевают металлоконструкцию, которая образовывает контур изделия. Решетка состоит из стоек и расковок, что крепятся к поясам при помощи сварки. Основным преимуществом изделия — надежность, что превышает по тому показателю любую другую, сделанную целиком из металла. Усиление металлической фермы происходит методом добавления дополнительных промежуточных опор, при введении шпренгельных элементов или подведение подкосов и подвесок.

Основные виды металлических ферм:

Плоские отличаются расположением всех стержней в одной плоскости. Такая конструкция может выдерживать нагрузку, направленную только на одну плоскость. Пространственные образовывают собой брус, который выдерживает нарезки с разных сторон. При этом каждая грань такого бруса представлена плоской конструкцией. К примеру, опора башенного крана относится к пространственной металлической конструкции.

Но по сути, изделия разделяют на много видов — по форме пояса, по размерам пролетов, схемой статики, по способу соединения в узлах. Типовые металлические фермы — арочные, прямые, двускатные и односкатные системы. А по форме поясов выделяют:

Треугольные;
Сегментарные;
Трапециевидные;
Изделия с параллельными поясами.

Чаще всего в строительстве используют комбинированные изделия, что позволяют возводить конструкции с подвижными нагрузками.

Теоретические характеристики веса типовых ферм

Так как для изготовления не требуется много материала, то вес металлической фермы меньше. Также это позволяет снизить затраты на транспортировку. Легкие конструкции имеют пролет до 50 м, рассчитанные на узловое соединение не более 4 000 кН. Тяжелые имеют пролет более 50 м, и могут выдерживать большие нагрузки. Узел металлического изделия способен выдержать огромную нагрузку, потому изделия применяют для опоры и перекрытия.

3150 мм для пролетов 18, 24, 36 м.;
2250 — для пролетов 18, 24м.

Во время строительства часто возникает вопрос, что легче ферма из дерева или металла. Каждый материал имеет свои особенности и это нужно учитывать. Естественно, дерево будет иметь гораздо меньший вес, чем металл. Но виду разных условий деревянные конструкции более прочные и надежные. Так, к примеру, во время пожара дерево сохраняет свои свойства, а металл становится мягким и не выдерживает нагрузки.

Пример расчета фермы

При расчете фермы из металла потребуется калькулятор, СНиП, П-23-81, стальные конструкции и СНиП, 2.01.07-85 нагрузки и воздействия.

Для начала выбирают схему, определяют контур поясов с учетом функции постройки, типом покрытия крыши, углом наклона.

Далее, чтобы рассчитать ферму из металла рассчитывают строительный подъем (если пролет выше 36 м.) Также нужно просчитать панельные размеры. Эти размеры должны соответствовать с расстоянием между частями, передающими нагрузку на металлическую конструкцию. Угол раскоса в разных изделиях отличается, и размеры панелей должны соответствовать им. Так, к примеру, треугольной форме соответствует угол 450, для раскосной решетки — 350.

Важно также указать расстояние между узлами изделий. Такая дистанция и ширина панелей всегда одинаковая.

Опирание фермы на колонну

Опирание изделий на стальные колонны может быть шарнирным и жестким. При шарнирном — опираются конструкции на оголовок колонны выступающим краем опорной фасонки. При этом соблюдается центрирование элементов изделия и колоны. Для восприятия нагрузки, верхнюю часть оголовки усиливают 1-2 вертикальными ребрами. Опорный узел соединяют с колонной анкерными болтами, и оголовок заканчивается горизонтальной диафрагмой.

С жестким соединением нижний опорный узел изделия устанавливают на монтажный столик (обрезок крупного прокатного уголка, который крепиться к колонне болтами и сваркой).

Длина фермы определяется пролетом, который устанавливают в зависимости от компоновочных и технологичных требований. Таким образом, опирание

Фермы на металлическую колонну сверху рассчитывается по специальной формуле.

Если конструкция опирается сбоку на колонну, то ее конструктивная длина и расчетный пролет будут такими, как расстояние между внутренними гранями.

При длине стропил до 50 м. монтаж металлических ферм проводиться по чертежам. Установка проходи после завершения установки колонн.

Подбор трубы для конструкции из металла зависит от особенности строения конструкции. Так, к примеру, для арочных и купольных, нужно использовать материал, который сгибается.

Для предотвращения больших прогибов изделий, которые нарушают внешний вид здания, а иногда и эксплуатации, конструкции изготавливают со строительным подъемом (с обратным изгибом). Так как разновидностей огромное количество, то варианты их применения в строительстве также безграничные. Низкие экономичные затраты на изготовление, небольшой вес, делают металлические конструкции востребованными.

Наша компания представляет широкий ассортимент металлоконструкций, например, металлический каркас и многое другое. Переходи по ссылке для ознакомления.

Мы надежная компания, в основе деятельности которой – правила честной конкуренции и жесткого контроля качества услуг.

ГОСТ 27579-88 Фермы стальные стропильные из гнутосварных профилей прямоугольного сечения. Технические условия

Настоящий стандарт распространяется на стальные сварные стропильные фермы из гнутосварных профилей прямоугольного сечения (типа «Молодечно») с уклоном верхнего пояса 1,5 % (далее - фермы), предназначенные для отапливаемых зданий пролетами 18, 24 и 30 м, с рулонной или мастичной кровлей по стальным профилированным листам; с неагрессивными или слабоагрессивными средами; возводимые в любых климатических районах по ГОСТ 16350-80 и с сейсмичностью до 9 баллов включительно.

Стандарт также распространяется на фермы для зданий с мостовыми кранами групп режимов работы 1К - 6К по ГОСТ 25546-82 и подвесными кранами грузоподъемностью до 5 т.

На фермах допускается располагать зенитные фонари, крышные вентиляторы, а в межферменном пространстве прокладывать воздуховоды и другие коммуникации.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.2. Основные параметры

1.2.2. Схемы, основные размеры и узлы ферм должны соответствовать указанным на черт. 1.

Схемы и основные размеры ферм

ВП - верхний пояс; НП - нижний пояс; Р - раскос; С - стойка.

1 - опорное ребро; 2 - монтажные прокладки толщиной 4, 6 и 8 мм; 3 - заглушка; 4 - фланец ВП; 5 - фланец НП; 6 - ребра; 7 - фасонки

Черт. 1 (продолжение)

1.2.3. Фермы состоят из отправочных элементов (полуферм, средней части и стоек), соответствующих указанным на черт. 2.

Членение ферм на отправочные элементы

Ферма пролетом 18 м

Ферма пролетом 24 м

Ферма пролетом 30 м

1 - полуферма; 2 - стойка; 3 - средняя часть

Пример условного обозначения фермы заказа № 120, по чертежу № 8 и отправочным элементам марки № 8 (в чертежах предприятия-изготовителя):

1.2.5. Условное обозначение ферм в чертежах металлических конструкций (КМ) и номенклатура ферм приведены в приложениях 1 и 2.

Марка сталей в климатических районах по ГОСТ 16350-80

Обозначение нормативного документа

Пояса (ВП, НП) и опорные раскосы (Р1, Р2) при t = 4 мм

Пояса (ВП, НП) и опорные

раскосы (Р1, Р2) при t > 4 мм

Средние раскосы Р3 - Р8 при t > 4 мм

Средние раскосы Р3 - Р8 при t = 4 мм

Средние раскосы Р3 - Р10 при t = 3 мм и стойки С

Фланцы нижнего пояса

Сталь толстолистовая по

Опорные ребра и фланцы верхнего пояса

Ребра фланцев нижнего пояса

Заглушки нижнего пояса, фасонки стоек

Элементы крепления связей

* Допускается применять при отсутствии стали 09Г2С-12.

** Сталь заказывают с условием проверки изготовителем отсутствия расслоений при отсутствии стали 14Г2АФ по ТУ 14-105-465-82.

Примечание. t - номинальная толщина стенок гнутосварных профилей.

Геометрические размеры, вид отклонения

Длина отправочных элементов:

от 6000 до 12000 включ.

Расстояние между осями отверстий и торцом опорного ребра h ₁, h ₂

Расстояние между осями отверстий в опорном ребре а

Расстояние между осями отверстий и их группами в верхнем и нижнем монтажных фланцах, а также в стойках:

Отклонение от прямолинейности и плоскостности элементов фермы при их длине l:

от 1000 до 1600 включ.

Отклонение от перпендикулярности торца опорного ребра к вертикальной оси фермы

Отклонение плоскости верхнего (нижнего) фланца от вертикали

Отклонение от перпендикулярности верхнего и нижнего фланца к продольной оси фермы

Расстояние между точкой пересечения осей раскосов и осью пояса d ₁

Расстояние между гранями раскосов d ₂

1.3.3. Элементы и детали ферм не должны иметь трещин, в том числе в местах сварки.

Сварочная проволока - марки ПП-АН-8 по ГОСТ 2246-70 или по ГОСТ 26271-84 .

1.3.7. Предел огнестойкости ферм равен 0,25 ч по СНиП 2.01.02-85.

1.3.9. Отправочные элементы ферм должны быть защищены от коррозии в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85. Марку антикоррозионного покрытия указывают в документе о качестве.

1.3.10. По требованию потребителя допускается производить на предприятии-изготовителе только грунтование ферм в один слой. Марку грунтовки указывают в документе о качестве.

В состав комплекта должны входить:

отправочные элементы ферм;

дополнительные монтажные прокладки толщиной 4, 6 и 8 мм в количестве, равном соответственно 50, 30 и 20 % общего числа опорных узлов ферм;

болты, гайки и шайбы для соединения фланцев и крепления ферм;

Маркировку отправочных элементов ферм по п. 1.2.4 следует наносить несмываемой краской по ГОСТ 14192-77 на первом раскосе и на внешней плоскости нижнего пояса для полуферм и средней части ферм, а также на фасонке стойки.

1.6.1. Полуфермы и средние части ферм следует соединять в пакеты при помощи кондукторов, изготовленных по рабочим чертежам предприятия-изготовителя, утвержденным в установленном порядке.

Стойки, прокладки следует увязывать в связки проволокой по ГОСТ 3282-74 . Увязку проволокой проводят не менее чем в 2 - 3 оборота с плотной укруткой концов.

Масса пакетов и связок должна быть не более 20 т, если иная масса не оговорена в заказе.

Пакеты и связки должны иметь маркировку, содержащую данные об упакованных отправочных элементах ферм (номер партии, пакета, условное обозначение марок элементов в соответствии с п. 1.2.4 с указанием обозначения настоящего стандарта, число элементов, массу).

1.6.2. Кондукторы пакетов и увязка связок должны обеспечивать надежное положение отправочных элементов конструкций, исключающее их повреждение и перемещение внутри пакета и обеспечивать безопасность при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировании.

1.6.3. Болты, гайки и шайбы должны быть упакованы в деревянные ящики по ГОСТ 2991-85, предварительно выложенные упаковочной бумагой по ГОСТ 515-77. Консервацию и укладку крепежных изделий в ящики производят в соответствии с требованиями ГОСТ 18160-72. Масса брутто ящиков не должна превышать 50 кг. Ящики должны быть обтянуты проволокой по ГОСТ 282-74. Допускается поставка болтов, гаек и шайб в упаковке предприятия-изготовителя этих изделий.

Все ящики должны иметь маркировку, содержащую данные об упакованных изделиях (номер заказа, марки изделий, массу).

2. ПРИЕМКА

2.1. Фермы изготавливают партиями. Объем партии может быть частью заказа и определяется потребителем.

2.2. Партия должна содержать все необходимые отправочные элементы ферм, прокладки, болты, гайки, шайбы, позволяющие проводить сборку и монтаж определенного числа ферм.

2.3. Отправочные элементы ферм должны быть приняты техническим контролем предприятия-изготовителя поштучно.

2.4. Контроль качества отправочных элементов по п.п. 1.3.2 - 1.3.4 и подготовки поверхности под защитные покрытия должен производиться до грунтования ферм.

2.5. Контроль геометрических размеров деталей ферм (в том числе размеров сечений гнутосварных профилей) должен производиться до их сборки и изготовления ферм, для чего проверяют каждую 50-ю ферму.

2.6. Отправочные элементы ферм, входящие в комплект каждой 50-й фермы, а также каждой первой фермы, изготовленной в новых или отремонтированных кондукторах, должны подвергаться контрольной сборке. При этом дополнительно контролируют показатели по п. 5.3 (п.п. 1, 3 - 5 табл. 3).

2.7. Потребитель имеет право производить приемку ферм, применяя при этом правила приемки и методы контроля, установленные настоящим стандартом.

3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

3.1. Качество стали (п.п. 1.3.1, 1.3.5), сварочных и лакокрасочных материалов, болтов, гаек и шайб (п.п. 1.3.6, 1.3.8, 1.3.9) должно быть удостоверено сертификатами предприятий-поставщиков или данными лаборатории предприятия-изготовителя ферм.

3.2. Геометрические размеры и отклонения (п. 1.3.2 ) контролируют рулеткой 2-го класса по ГОСТ 7502 -80; прямолинейность и плоскостность элементов фермы, подъем фермы - путем измерения от натянутой вдоль элемента проволочной струны металлической линейкой по ГОСТ 427-75 или угольником по ГОСТ 3749-77 ; перпендикулярность торца опорного ребра к вертикальной оси фермы, отклонение плоскости верхнего (нижнего) фланцев от вертикали, грибовидность фланцев, перпендикулярность верхнего и нижнего фланцев к продольной оси фермы - щупом по ГОСТ 882-75; все остальные отклонения - линейкой по ГОСТ 427-75 , угольником по ГОСТ 3749-77 и штангенциркулем по ГОСТ 166 -80.

3.3. Элементы и детали ферм и околошовной зоны на наличие трещин (п. 1.3.3 ) контролируют визуально без применения увеличительных приборов.

3.5. Качество листовой стали фланцев нижнего пояса ферм на отсутствие несплошностей, расслоений (п. 1.3.5 ) проверяют по ГОСТ 22727 -77.

3.7. Качество подготовки поверхностей деталей ферм для антикоррозионного покрытия и само покрытие (п. 1.3.9 ) следует проверить в соответствии с требованиями СНиП 3.04.03-85 .

4. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1. При транспортировании и хранении запакетированные отправочные элементы ферм должны быть поставлены в рабочее (вертикальное) положение и опираться не менее чем на две подкладки, установленные в крайних узлах ферм. Подкладки должны быть длиной больше ширины пакета не менее чем на 200 мм, шириной не менее 100 мм и толщиной не менее: 50 мм при транспортировании и 150 мм при хранении ферм на строительной площадке.

4.2. Условия транспортирования и хранения (за исключением болтов, гаек и шайб) при воздействии климатических факторов должны соответствовать группе Ж1 по ГОСТ 15150-69 . Хранение болтов, гаек и шайб - по группе Ж2 ГОСТ 15150-69 .

5. УКАЗАНИЯ ПО МОНТАЖУ

5.2. При транспортировании, хранении и монтаже отправочных элементов ферм при температуре окружающего воздуха ниже минус 40°С они должны быть освидетельствованы на выполнение требований п. 1.3.3 , о чем должен быть составлен соответствующий акт.

5.3. Предельные отклонения от проектного положения смонтированных конструкций ферм приведены в табл. 3 . Методы контроля - по п. 3.2 .

Отклонение плоскости фермы от вертикали

Отклонение от прямолинейности сжатых поясов из плоскости фермы на длине участка l между точками закрепления:

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

Расчет фермы онлайн калькулятор

При строительстве или проектировании навеса или кровли в качестве несущего элемента часто используется ферма, но мало кто знает, какие задать сечения стержней и рационально ли применять данное сечение. На эти вопросы Вам поможет ответить данный калькулятор фермы.

Ферма может быть как деревянной, так и металлической. В этом калькуляторе представлены два этих материала на Ваш выбор. Их обязательно нужно выбрать на 4 шаге!

При выборе металлической фермы среди сечений можно найти профильные квадратные и прямоугольные трубы, уголок и различные его сечения, швеллер и круглые трубы. При выборе деревянной фермы – круг, квадрат и прямоугольник.

Выберите необходимый вид вашей фермы и нажмите на следующий шаг

Задайте сосредоточенную нагрузку на узлы фермы и нажмите на следующий шаг либо выберите "Задать нагрузку на площадь"

Задайте материал фермы: сталь или дерево. Задайте сечение элементов фермы и класс/сорт материала всех элементов

Расчет фермы

№	Расч. усилия, кг	Сечение	Запас, %	Гибкость
1	>	- > +	>	> ?
2	>	- > +	>	> ?
3	>	- > +	>	> ?
4	>	- > +	>	> ?
5	>	- > +	>	> ?
6	>	- > +	>	> ?
7	>	- > +	>	> ?
8	>	- > +	>	> ?
9	>	- > +	>	> ?
10	>	- > +	>	> ?
11	>	- > +	>	> ?
12	>	- > +	>	> ?
13	>	- > +	>	> ?
14	>	- > +	>	> ?
15	>	- > +	>	> ?
16	>	- > +	>	> ?
17	>	- > +	>	> ?
18	>	- > +	>	> ?
19	>	- > +	>	> ?
20	>	- > +	>	> ?
21	>	- > +	>	> ?
22	>	- > +	>	> ?
23	>	- > +	>	> ?
24	>	- > +	>	> ?
25	>	- > +	>	> ?
26	>	- > +	>	> ?
27	>	- > +	>	> ?
28	>	- > +	>	> ?
29	>	- > +	>	> ?
30	>	- > +	>	> ?
31	>	- > +	>	> ?
32	>	- > +	>	> ?
33	>	- > +	>	> ?
Ориентировочная масса фермы			>	кг

Порядок работы:

1. Шаг 1. Вид фермы. Выберите необходимый вид вашей фермы и нажмите на следующий шаг

2. Шаг 2. Геометрия фермы.
a. Задайте схему фермы. В данном шаге можно поменять расположение стоек и раскосов для разных длин ферм
b. Задайте пролет фермы L
c. Задайте высоту фермы H либо угол а
d. При необходимости надо задать высоту фермы на опоре H1
e. Нажать на следующий шаг

3. Шаг 3. Нагрузки на ферму. Задайте сосредоточенную нагрузку на узлы фермы и нажмите на следующий шаг либо выберите "Задать нагрузку на площадь" и задайте распределенную нагрузку на 1м2 и шаг между фермами. Сосредоточенная нагрузка P на узел при этом пересчитается.

4. Шаг 4. Сечение и материал фермы.
a. Задайте материал фермы: сталь или дерево
b. Задайте сечение элементов фермы и класс/сорт материала данных элементов (при необходимости можете нажать на кнопку «для всех » и сечение/класс/сорт в 1-ой строке будет продублирован для всех строк)
c. Нажать на следующий шаг

5. Шаг 5. Связи. Согласно рисунку расставить точки раскрепления узлов из плоскости фермы. Раскреплением из плоскости может служить как связь между фермами, так и прогоны

На рисунке видно, что узлы №1 и №3 из плоскости раскреплены прогонами (голубые), узлы №2 раскреплены горизонтальными связями по нижнему поясу (коричневые), а узел №4 ничем не раскреплен

6. Шаг 6. Результат расчета. Нажать на кнопку «Расчет»

Все полученные значения будут сведены в таблицу ниже, в которой вы сможете узнать следующие значения:

1. Расчетные усилия в стержнях фермы (если стержень сжат – значение отрицательное, если стержень растянут – положительное, если значение равно нулю – значит, это нулевой стержень и сечение принимайте конструктивно)
2. Сечение стержней фермы. Рядом с каждым сечением будут кнопки « - » и « + », которыми можно уменьшать либо увеличивать сечение стержня.
3. Запас по прочности/устойчивости (расчет считает с минимальным запасом в 50%). Если запас подсвечен красным и равен нулю – принимать такое сечение нельзя, и надо либо менять схему фермы, либо задавать другое сечение.
4. Гибкость стержня. Немаловажный параметр, который также ограничивает принимаемые сечения стержней фермы. Если гибкость равна «NO» или подсвечена красным – принимать такое сечение нельзя, и надо либо менять схему фермы, либо задавать другое сечение.
5. Ориентировочная масса фермы. При расчете данной величины учтите, что сечение стержней фермы предварительно надо унифицировать (привести к схожим сечениям стержней)

Для справки:
- плотность дерева принята 500 кг/м3
- плотность стали - 7850 кг/м3
- все узлы фермы шарнирные
- опоры фермы – шарнирно неподвижная слева и шарнирно подвижная справа

- при проектировании/строительстве при необходимости обеспечить устойчивость фермы из плоскости путем установки связей между фермами (сделать это можно в шаге №5 "Связи")

- при расчете фермы из уголка, для определения толщины фасонок, можете воспользоваться следующей таблицей:

- при малых пролетах вместо фермы можно использовать балку, предварительно проверив ее на прочность и прогиб

Если данный калькулятор фермы оказался Вам полезен – не забывайте делиться им с друзьями и коллегами ссылкой в соц.сети, а также посмотреть другие строительные калькуляторы онлайн, они простые, но здорово облегчают жизнь строителям и тем, кто решил сам строить свой дом с нуля.

- Добавлена проверка растянутого и нулевого элемента стержня по гибкости
- Добавлена возможность раскрепления узлов фермы из плоскости
2. Добавлена возможность ввода распределенной нагрузки на 1м2
- Добавлена возможность задать точки раскрепления с определенным шагом

Читайте также: