Фермы из профильных труб: расчет, сварка, собственное производство

Фермы из профильных труб: расчет, сварка, собственное производство

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

Сегодняшние профильные фермы считаются идеальным решением для строительства гаража, дома и хозяйственных построек. Прочные и долговечные, такие конструкции недороги, их легко изготовить, и с ними может справиться любой, кто хоть немного разбирается в математике и умеет резать и сваривать металл.

А как правильно выбрать профиль, рассчитать ферму, сделать перемычки и установить ее мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили подробные мастер-классы по изготовлению ферм, видео-уроки и ценные советы наших специалистов.

Содержание

Этап I. Проектируем ферму и ее элементы

Так что же такое ферма? Это конструкция, соединяющая опоры в единое целое. К его достоинствам можно отнести: высокую прочность, отличные эксплуатационные характеристики, невысокую стоимость и хорошую устойчивость к деформации и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что эти фермы обладают высокой несущей способностью, их кладут под любой кровельный материал, независимо от их веса.

Использование металлических замкнутых профилей прямоугольного сечения при возведении ферм считается одним из наиболее рациональных решений. И не зря:

Главный секрет – экономия, благодаря удобному соединению всех элементов решетки. Еще одно ценное преимущество профилированных труб для ферм – это одинаковая устойчивость в двух плоскостях, значительное улучшение и простота использования. Благодаря небольшому весу эти фермы выдерживают большие нагрузки.

Фермы различаются по очертанию ферм, типу поперечного сечения стержней и типам ферм. А при правильном подходе вы сами сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности. Даже этот:

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, перед тем, как составить конструкцию будущих ферм, в первую очередь необходимо определиться с такими важными моментами, как:

    контуры, размеры и форма будущей кровли; материал верхних и нижних поясов фермы, а также ее фермы; угол наклона и планируемая нагрузка.

Запомните одну простую вещь: каркас из профильной трубы имеет так называемый точки равновесия, что важно для определения устойчивости всей фермы. И очень важно выбрать для этой нагрузки качественный материал:

Профильные трубы для ферм бывают двух видов сечений: прямоугольного или квадратного. Доступны разные диаметры и толщины стенок:

    Для небольших конструкций мы рекомендуем трубы длиной до 4,5 м сечением 40х20х2 мм. Если вы будете изготавливать фермы длиной более 5 метров, выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм. Для полноценной конструкции крыши жилого дома вам потребуются профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому не следует использовать трубы, предназначенные для столбов и каркасов, для изготовления ферм. Также следует обратить внимание на точный метод изготовления изделия: электросварка, горячее или холодное формование.

Если вы собираетесь делать фермы своими руками, покупайте квадратные заготовки – они самые простые в обработке. Купите квадратный профиль толщиной 3-5 мм, который будет достаточно прочным и по своим свойствам схож с металлическими прутками.

При проектировании необходимо учитывать снеговые и ветровые нагрузки на местности. На самом деле угол наклона ферм имеет большое значение при выборе профиля:

Ферму из профильных труб можно более точно спроектировать с помощью онлайн-калькуляторов.

Сразу отметим, что самая простая стропильная конструкция из профильной трубы – это несколько вертикальных подкосов и горизонтальных ярусов, на которых можно прикрепить стропила к крыше. Такой каркас можно приобрести в готовом виде и даже сделать на заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самая главная и ответственная задача – это правильный расчет фермы из профильной трубы и выбор подходящего формата внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиП, которые для этого:

    СНиП 2.01. 07-85 (удары, нагрузки). СНиП п-23-81 (данные для металлоконструкций).

Если возможно, посмотрите эти документы.

Форма крыши и угол наклона

Для какого типа крыши нужен стеллаж? Одинарные, двускатные, куполообразные, арочные или шатровые? Самый простой вариант, конечно, сделать стандартную односкатную крышу. Но также можно самостоятельно рассчитать и изготовить достаточно сложные фермы:

Стандартная ферма состоит из важных элементов, таких как верхний и нижний фланец, распорки, распорки и вспомогательные распорки, которые также называются балками. Внутри ферм установлена ​​решетчатая система, а для соединения труб используются сварные швы, заклепки, специальные связующие материалы и раскосы.

А если вы собираетесь делать крышу сложной формы, то такие фермы станут для него идеальным вариантом. Их очень удобно делать по шаблону прямо на земле, а уже потом поднимать вверх.

Чаще всего при строительстве небольшого загородного дома, гаража или избы используют так называемое фермы полонсо – особая конструкция из треугольных ферм, соединенных жилами, причем нижний фланец здесь выступает приподнятым.

Фактически в этом случае с целью увеличения высоты конструкции нижний фланец делается сломанным, тогда он в 0,23 раза превышает длину пролета. Это очень удобно для внутреннего пространства комнаты.

Итак, всего можно выделить три основных варианта изготовления фермы в зависимости от уклона крыши:

    От 6 до 15 °; От 15 до 20 °; от 22 до 35 °.
Читайте также:  Как наклеить виниловые обои из бумаги: 60 советов и видео

Вы спросите, в чем разница? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15 °, то рациональным решением будет сделать фермы трапециевидной формы. Да и вес самой конструкции вполне можно уменьшить, взяв в размере от 1/7 до 1/9 от общей дальности полета.

Т. е. Следует придерживаться следующего правила: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. Но если у вас уже есть сложная геометрическая форма, то вам придется выбрать другой тип фермы и сетки.

Виды ферм и формы крыши

Вот пример конкретных ферм для каждого типа кровли (односкатная, двускатная, сложная):

Разберем типы ферм:

    Треугольные фермы – классический базовый материал для крутых или односкатных крыш. Сечение труб для таких ферм следует выбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самого здания. Треугольные фермы хороши тем, что имеют простую форму, их легко рассчитать и изготовить. Их ценят за фундаменты, обеспечивающие естественное освещение. Но обратите внимание на недостатки: это дополнительные профили и длинные бруски в средних сегментах решетки. И здесь тоже придется столкнуться с некоторыми трудностями при сварке острых опорных уголков. Другой вид – многоугольные фермы из профилированных труб. Они незаменимы при строительстве больших площадей. Сварка их уже сложнее, поэтому для легких конструкций они не предназначены. Однако такие фермы отличаются большей экономичностью металла и долговечностью, что особенно выгодно в случае ангаров с большими пролетами. Ферма с параллельными полосами также считается прочной. Что отличает такую ​​ферму от других, так это то, что в ней есть все части – повторяющиеся бруски одинаковой длины, полосы и фермы. То есть стыков минимум, а потому рассчитать и сварить такие проще всего из профильных труб. Отдельный вид – односкатная трапециевидная ферма с колонной опорой. Такая ферма – идеальное решение, когда необходимо жесткое закрепление конструкции. Имеет откосы (распорки) по бокам и отсутствие длинных перекладин верхних прогонов. Подходит для крыш, где упор делается на устойчивость.

Вот пример изготовления ферм из профильных труб как универсального варианта, подходящего для любого садового строительства. Речь идет о треугольных фермах, которые вы наверняка уже много раз видели раньше:

Решетка треугольной формы с фрамугой тоже довольно проста и подходит для строительства беседок и дачных участков:

В свою очередь, арочные фермы намного сложнее в исполнении, хотя и имеют ряд собственных, ценных преимуществ:

Ваша основная задача – центрировать элементы металлической фермы от центра тяжести во всех направлениях, простыми словами минимизировать нагрузку и правильно ее распределить.

Поэтому следует выбирать тот тип фермы, который больше подходит для этой цели. Помимо перечисленных выше, популярны также поперечные фермы, асимметричные фермы, U-образные фермы, двухшарнирные фермы, фермы с параллельными поясами и мансардные фермы с опорами или без них. То же, что и ферма мансардного типа:

Типы решеток и точечная нагрузка

Вас наверняка заинтересует тот факт, что конкретная конструкция внутренних ферм выбирается не из эстетических соображений, а из практических соображений: из-за формы крыши, геометрии потолка и расчетов нагрузок.

Ферма должна быть спроектирована таким образом, чтобы все силы были сосредоточены в узлах. Тогда в ремнях, стойках и штангах не будет изгибающих моментов – они будут работать только на сжатие и растяжение. Затем сечение таких элементов сокращается до необходимого минимума, при этом достигается значительная экономия материала. Да и саму ферму легко сделать шарнирно-сочлененной.

В противном случае сила, распределенная по стержням, будет постоянно действовать на ферму, и в дополнение к общим напряжениям будет существовать изгибающий момент. На этом этапе необходимо умело рассчитать максимальные значения изгиба для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: равномерно распределенные фермы состоят из коротких конструктивных элементов с шарнирными соединениями.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного типа фермы с точки зрения распределения нагрузки:

    Треугольная стропильная система всегда используется в параллельных поясах и трапециевидных ферм. Его главное преимущество в том, что он дает наименьшую общую длину решетки. Диагональная система хороша для небольших ферм. Однако для этого требуется большое количество материала, поскольку весь путь силы проходит через узлы и стержни решетки. Поэтому при проектировании учитывайте максимальное количество стержней, чтобы длинные элементы находились в напряжении, а стойки – в сжатом состоянии. Другой тип – пружинная ферма. Выполняется при нагружении верхней балки, а также при необходимости уменьшения длины самой решетки. Здесь преимущество состоит в том, чтобы поддерживать оптимальное расстояние между элементами всех поперечных конструкций, что, в свою очередь, обеспечивает нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом при установке элементов кровли. Но создание такой шпалеры своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительными затратами металла. Поперечные фермы позволяют распределять нагрузку на ферму одновременно в обоих направлениях. Другой вид фермы – крестовая, в которой подкосы крепятся непосредственно к стене фермы. И, наконец, полуоси и ромбовидная ферма, самая жесткая из вышеперечисленных. Здесь одновременно взаимодействуют две системы распорок.
Читайте также:  Как сделать бетонный пол в ванне своими руками

Мы подготовили для вас иллюстрацию, в которой собрали все типы ферм и их решеток:

Вот пример фермы с треугольной фермой:

Выполнение фермы с расширительной фермой выглядит следующим образом:

Нельзя сказать, что один из видов ферм однозначно лучше или хуже других – каждый из них ценен меньшим расходом материала, меньшим весом, грузоподъемностью и способом крепления. Формула отвечает за нагрузку, которой она будет подвергаться. А вид выбранной решетки напрямую повлияет на вес фермы, ее внешний вид и трудоемкость.

Также обратим внимание на такой необычный вариант фермы, когда она сама становится частью или опорой для другой, деревянной:

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как без труда сварить такие фермы на месте:

    Вариант первый: вы можете связаться с заводом-изготовителем, и они изготовят на заказ все необходимые отдельные элементы по вашему чертежу, которые вам останется только сварить на месте. Второй вариант: покупка готового профиля. Затем достаточно обшить ферм изнутри досками или фанерой, а между ними уложить необходимый утеплитель. Но и этот способ, конечно, будет стоить дороже.

Вот, например, хороший видеоурок о том, как удлинить трубу с помощью сварки и получить идеальную геометрию:

Вот еще очень полезное видео о том, как разрезать трубу под углом 45 °:

Теперь приступим непосредственно к монтажу самих ферм. Справиться с этим вам поможет следующая пошаговая инструкция:

    Шаг 1: Сначала подготовьте фермы. Лучше всего сваривать их прямо на земле. Шаг 2: Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их по отвесу. Шаг 3: Теперь возьмите стрингеры и приварите их к стойкам. Шаг 4: Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. Затем очистите все стыки. Шаг 5 Покрасьте готовый каркас чистой обезжиренной краской. Особое внимание следует уделить стыкам профильных труб.

С чем еще борются те, кто создает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, необходимо заранее продумать опорные столы, на которых будет размещаться ферма. Бросать на землю далеко не лучший вариант – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше разместить небольшие опорные перемычки, которые будут немного шире, чем нижняя и верхняя планки фермы. В конце концов, вы будете вручную измерять и вставлять перемычки между полосами движения, и важно, чтобы они не упали на землю.

Еще одно важное замечание: фермы из профильных труб очень тяжелые, поэтому потребуется помощь как минимум одного человека. Кроме того, не стоит препятствовать такой кропотливой и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед приготовлением.

Кроме того, в некоторых конструкциях для крепления крыши к стене здания необходимо комбинировать разные типы ферм:

Также помните, что резать фермы придется очень часто, по всем элементам, поэтому советуем купить или собрать самодельную машину, как в нашем мастер-классе. Вот как это работает:

Таким образом, вы шаг за шагом сделаете чертеж, рассчитаете ферму, сделаете заготовки и сварите конструкцию на месте. А еще вы будете использовать остатки профильных труб, чтобы не пришлось ничего выбрасывать – все это понадобится для второстепенных частей сарая или сарая!

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После установки ферм на постоянное место не забудьте защитить их антикоррозийными составами и покрасить полимерными красками. Для этого идеально подойдет краска, стойкая к УФ-излучению:

Вот и все, ферма из профильных труб готова! Остается только отделочные работы, заключающиеся в обшивке фермы изнутри отделочными полосами, а снаружи рубероидом:

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

Ферма из профильной трубы

Металлические фермы – это стержневые системы, состоящие из поясов и ферм. Благодаря ребрам жесткости такие конструкции не деформируются даже при значительных нагрузках. В зависимости от степени сложной формы они могут быть получены непосредственно на месте или в условиях специализированных производственных растений. Популярный материал для производства решетчатых структур представляет собой квадратное или прямоугольное поперечное сечение.

Материалы для профильных труб

Различные металлы и ноги используются для получения профилированных труб, которые могут быть использованы в заземленных конструкциях:

    В целом углеродные стали с обычным качеством; Для критических конструкций – высококачественный уголь, низкосплав, реже – постоянно устойчив к коррозии; Работать в агрессивной среде – углеродистая сталь с цинковым покрытием (оцинкована); Если вам нужно создать светлые конструкции решетки – легкие и долговечные алюминиевые скорости.

Небольшие поперечные продукты поперечного сечения продаются длиной до 6 м, большие – до 12 м. Толщина стенки и размер поперечного сечения выбираются в зависимости от запланированных нагрузок:

    Для пробелов до 4,5 м – 40×20 мм со стеной толщиной 2 мм; 4,5-5,5 м – 40х40 мм со стеной толщиной 2 мм; Выше 5,5 м – 40x40x3 мм или 60×30 с толщиной стенки 2-3 мм.

Виды конструкций ферм из профильной трубы

Структура решетки состоит из верхних и нижних ремней и фермы, расположенной между ними. Элементы сетки следующие

Читайте также:  Потолок - как сделать красивый, необычный, дешевый: чертеж, что делать

    Стойка – расположена перпендикулярно оси; Район – установлен наклонно на ось; Сильнее – вспомогательный район.

Коннельцы фермы могут иметь разные контуры:

    Односторонний треугольный. Треугольная одномонтарная ферма характеризуется комбинацией способности выдерживать высокие нагрузки с низким материалом.

    Треугольный саммит. Такие конструкции могут быть установлены на крышах крыши с высоким уклоном. Недостатки: сложность оборудования для обслуживания узлов, высокое расход материала. Структурный вариант – треугольные пиковые фермы из профилированных труб.

    Сегмент. Часто используется для построения крыш с полупрозрачным покрытием из желудочкового или монолитного поликарбоната.

    Многоугольники. Он отличается сложностью установки. Преимущество – это способность выдерживать значительные нагрузки, вызванные тяжелыми колодами и мощным снежным покрытием. Дополнительным преимуществом является экономическое использование профиля. С параллельными полосами. Это самый простой и наиболее экономичный вариант для сборки того, какие стойки и стойки используются с одинаковыми размерами. Профилированные балки труб с параллельным поясом легко собираться благодаря единой структуре, большое количество деталей с одинаковыми размерами и минимальным количеством соединений. Подходит для мягких и полупрозрачных крыш.

    Трапециевидный. Подобно многогонально, но имеет упрощенную диаграмму установки. Арочная форма с параллельными верхними и нижними струнами. Арочные ящики из профилированных труб востребованы на строительстве автомобильных огней, теплиц, перголов.

Варианты решетки:

    Треугольная форма. Как правило, такая схема используется параллельно ремнями, реже в треугольных или трапециевидных конструкциях фермы. Тип диагонализации. Они характеризуются высокими материалами потребления и сложностью. Варианты – прогулка (с дополнительными стойками), наполовину проживания. Отдельные решения.

Выбор фермы, в зависимости от уклона ската

Выбор варианта строительства в значительной степени зависит от наклона площади:

    22-30 °. Формирование наклона со значительным наклоном обычно используются треугольные фермы. Их рост равен длине промежутка, совместно используемого на 5. 15-22 °. Предполагается, что высота равна длине промежутка, совместно используемого 7. Чтобы увеличить высоту структуры фермы, варианты с разбитым нижним ремнем используются. До 15 °. Как правило, используется трапезющую рамки с треугольной решеткой. Высота блока решетки в таких случаях определяется путем разделения длины промежутка на число от 7 до 9.

Расчеты ферм из стальных профильных труб

Главный прочние потолочной пластины является критическим структурным элементом, который всегда подвержен вычислениям и проектированию перед его изготовлением. Доверить расчеты необходимо специалисту, так как правильная конструкция фермы из профилированных труб во многом определяет функциональность не только кровли, но и всей конструкции. Имея определенные знания и создавая небольшие объекты, вы можете использовать специальные компьютерные программы «Autocad», 3D MAX, Arcon.

Этапы проектирования

    Определите размер пролета здания, форму кровли, уклон кровли. Учитываются планируемый кровельный материал, снеговые и ветровые нагрузки, характерные для региона, и тип грунта. Также необходимо учитывать вероятные удельные нагрузки, которые может иметь ферма из профилированных труб – штормы, ураганы, землетрясения. Исходя из вышеперечисленных параметров выбирается тип стропильной конструкции. После определения примерных размеров и конструкции определяется вариант исполнения – в заводских условиях, сборка на месте из заказанных в компании заготовок или полный цикл заводских и сборочных работ на месте.

Полезные советы по изготовлению своими руками ферм из профильных труб

    В целях облегчения конструкции для устройства использовались кровли с минимальным уклоном ската, использовались дополнительные решетки. Для уменьшения веса рам, установленных для организации откосов с диапазоном углов наклона 15-22 °, нижний пояс выполнен разрывным. При длине прогонов 20 м и более используются каркасы Polonso, состоящие из двух треугольных конструкций, соединенных соединителем. Благодаря этому варианту конструкции исключается установка в лонжерон большой длины. Расстояние между стропильными конструкциями, как правило, не должно превышать 1,75 м. При выборе труб для сложных условий эксплуатации следует учитывать марку стали, из которой они изготовлены. В регионах с холодным климатом используются трубные изделия из низколегированных сталей, обладающих высокой устойчивостью к низким температурам. В случае высокого риска коррозии следует использовать оцинкованные изделия.

Основные этапы работ по изготовлению и монтажу ферм из профильных труб

Заводские, сборочные и монтажные работы должны выполняться специалистами, обладающими соответствующими знаниями, навыками и инструментами. Важно определиться, какие работы можно выполнять ниже, а какие после подъема брусовой конструкции на место сборки потребуются специальные строительные машины.

Процесс установки ферм из профильных труб при строительстве сарая и других каркасных конструкций включает следующие этапы:

    Расчистка, выравнивание и разметка территории. Монтаж металлических вертикальных опор с заделкой и бетонированием. прихватка и последующая сварка поперечин. Монтаж и сварка ферменных заготовок из профильных труб по заданной схеме. Подъем собранных блоков фермы к месту сборки. Приварка к навесным перемычкам с отверстиями для крепления рубероида. Удаление заусенцев на стыках, особенно на верхних краях рамы. Обезжиривание элементов металлоконструкций. Если используется неоцинкованный профиль, его поверхность грунтуют и окрашивают, что позволяет значительно продлить срок службы.

Оцените статью
Добавить комментарий