Как правильно рассчитать фермы для навесов: чертеж и правила сборки. Как рассчитать ферму из профильной трубы?

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

Расчет навеса из профильной трубы онлайн калькулятор. Расчет и чертеж навеса

Правильный расчет и хорошая конструкция требуют соблюдения определенных стандартов и требований к конструкции трубчатых профилей. Однако небольшие одноуровневые навесы не требуют такого точного расчета — маленький навес из профильной трубы не очень тяжелый, поэтому опасности от такого типа конструкции нет. Большие навесы для парковочных площадок или бассейнов должны иметь такие размеры, чтобы не создавать проблем.

Проектирование навеса из трубчатого профиля всегда начинается с эскиза — простого наброска, показывающего тип конструкции, ее основные характеристики и приблизительные размеры. Чтобы точно определить размеры будущего навеса, необходимо произвести замеры в том месте, где будет возводиться и размещаться конструкция. Если маркиза будет крепиться к дому, необходимо также измерить стену, чтобы определить точный размер профильной трубы для маркизы.

Вы можете увидеть метод расчета на примере строения 9х7 м, размещенного перед домом 9х6 м:

• Длина навеса вполне может равняться длине стены (9 м), а вылет конструкции на метр короче ширины площадки – т.е. 6 м;
• Нижний край вполне может иметь высоту 2,4 м, а высокий стоит поднять до 3,5-3,6 м;
• Угол наклона ската определяется в зависимости от разницы высот нижнего и верхнего краев (в данном примере получается около 12-13 градусов);
• Для расчета нагрузок на конструкцию нужно найти карты, отображающие уровень атмосферных осадков в данном регионе, и отталкиваться от них;
• Когда размер конструкции и предполагаемые нагрузки рассчитаны, остается составить подробный чертеж, подобрать материалы и приступить к сборке навеса.

Чертежи опор профильных труб для навеса должны быть показаны отдельно со всеми деталями. Следует также помнить, что минимальный уклон навеса составляет 6 градусов, а оптимальное значение — 8 градусов. Если уклон слишком низкий, снег не сможет скатиться сам.

После составления плана выберите подходящий материал и его количество. Расчет должен быть произведен точно, и перед покупкой следует допустить допуск около 5%, так как небольшие потери очень часто встречаются в работе, а дефекты — не редкость. После подобных расчетов можно сделать и каркас гаража из профильной трубы, который пользуется большой популярностью.

Калькулятор навеса из металла. Как рассчитать металлическую ферму для навеса из профильной трубы

Возведенные сооружения должны быть достаточно жесткими и прочными, чтобы выдерживать различные нагрузки. Поэтому перед сборкой необходимо провести расчет каркаса из профильной трубы для сарая и составить план.

Расчет обычно выполняется с помощью специального программного обеспечения с учетом требований СНиП («Нагрузки, действия», «Стальные конструкции»). Рассчитать металлическую ферму можно онлайн, используя калькулятор расчета металлического кровельного профиля. Если у вас есть соответствующие технические знания, вы также можете выполнить расчет самостоятельно.

Если вы знаете наиболее важные параметры конструкции, вы можете поискать подходящий готовый проект, который можно найти в интернете.

Проектные работы выполняются на основе следующей информации:

• Чертеж. От типа крыши: одно- или двускатная, шатровая или арочная, зависит, конфигурация поясов каркаса. Самым простым решением можно считать односкатную ферму из трубы профильной.
• Размеры конструкции. Чем с большим шагом будут установлены фермы, тем нагрузка, которой они смогут противостоять, будет больше. Важен также угол наклона: чем он больше, тем легче будет сходить снег с кровли. Для расчета понадобятся данные об экстремальных точках ската и их удаленности друг от друга.
• Размеры элементов кровельного материала. Они играют решающую роль в определении шага ферм для навеса, скажем, из поликарбоната. Кстати, это самое популярное покрытие для сооружений, устраиваемых на собственных участках. Панели сотового поликарбоната с легкостью сгибаются, поэтому они подходят для устройства криволинейных покрытий, к примеру, арочных. Все что при этом важно, так это только то, как правильно рассчитать навес из поликарбоната.

Расчет металлической фермы из профильной трубы для сарая выполняется в определенном порядке:

• определяют величину пролета, соответствующую техзаданию;
• чтобы вычислить высоту конструкции, по представленному чертежу подставляют размеры пролета;
• производят задание уклона. Соответственно оптимальной форме кровли сооружения определяют контуры поясов.

Максимально возможное расстояние для навеса при использовании секционной трубы составляет 175 см.

Расчет треугольной фермы онлайн. Виды ферм и формы крыши

Давайте разберемся в типах 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.

Металлические фермы для навесов ↑

Эта структура состоит из двух строк. Верхняя хорда и нижняя хорда соединены раскосами и вертикальными стойками. Верхние и нижние струны поддерживаются верхними и нижними аккордами, а нижние аккорды — горизонтальными и вертикальными струнами. Такое изделие весом 50-100 кг может заменить металлические балки, которые весят в три раза больше. При правильном расчете металлическая балка, в отличие от балок, швеллеров или деревянных балок, не деформируется и не провисает под воздействием нагрузок.

Поскольку металлический каркас воспринимает одновременно несколько нагрузок, очень важно знать, как рассчитать металлический каркас, чтобы найти точные точки балансировки. Только в этом случае конструкция может выдержать очень высокие нагрузки.

Как выбрать материал и правильно варить их ↑

Строительство и самостоятельная сборка убежищ возможна для небольших конструкций. В зависимости от конфигурации балок, они могут быть изготовлены из стальных профилей или уголков. Трубчатые профили рекомендуются для относительно небольших конструкций.

Такое решение имеет множество преимуществ:

• Несущая способность профильной трубы напрямую связана с ее толщиной. Чаще всего для сборки каркаса используют материал с квадратом 30-50х30-50 мм в сечении, а для сооружений небольшого размера подойдут трубы и меньшего сечения.
• Для металлических труб характерна большая прочность и это при этом, что они весят намного меньше, чем цельный брусок из металла.
• Трубы сгибаются – качество необходимое при создании криволинейных конструкций, например, арочных или купольных.
• Цена фермы для навесов относительно небольшая, поэтому купить их не составит особого труда.

Металлический каркас прослужит гораздо дольше, если он защищен от коррозии: если он обработан грунтовкой и краской.

• На такой металлический каркас можно удобно и достаточно просто уложить практически любую обрешетку и кровлю.

Способы соединения профилей ↑

Как сварить навес?

Одним из главных преимуществ секционных труб является то, что их можно укладывать без снятия фаски. Благодаря этой технологии ферма для проемов до 30 метров конструктивно проста и относительно недорога. Если верхняя ветвь достаточно жесткая, кровельный материал может лежать непосредственно на ней.

Бесшовное соединение имеет множество преимуществ:

• существенно снижается масса изделия. Для сравнения отметим, что клепанные конструкции весят на 20%, а болтовые – на 25 % больше.
• снижает трудозатраты и расходы на изготовление.
• стоимость сварки небольшая. Более того, процесс можно автоматизировать, если использовать аппараты, которые позволяют бесперебойно подавать сварную проволоку.
• полученный шов и присоединяемые детали получаются одинаково прочными.

Недостатком является то, что требуется опыт работы со сваркой.

Преимуществом болтовых соединений является отсутствие необходимости в опыте работы в данной области.

Болтовое соединение секционных труб используется нечасто. В основном используется для съемных конструкций.

Основными преимуществами этого типа соединения являются:

• Простую сборку;
• Отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании;
• Возможный демонтаж.

• Увеличивается вес изделия.
• Потребуются дополнительные крепежные детали.
• Болтовые соединения менее прочные и надежные, нежели сварные.

Для соединения небольших профильных конструкций (до 25 мм) подходят специальные зажимы — так называемые системы тележек.

Как рассчитать металлическую ферму для навеса из профильной трубы ↑

Возведенные сооружения должны быть достаточно жесткими и прочными, чтобы выдерживать различные нагрузки. Поэтому перед сборкой необходимо провести расчет каркаса из профильной трубы для сарая и составить план.

Расчет обычно выполняется с помощью специального программного обеспечения с учетом требований СНиП («Нагрузки, действия», «Стальные конструкции»). Рассчитать металлическую ферму можно онлайн, используя калькулятор расчета металлического кровельного профиля. Если у вас есть соответствующие технические знания, вы также можете выполнить расчет самостоятельно.

Если вы знаете наиболее важные параметры конструкции, вы можете поискать подходящий готовый проект, который можно найти в интернете.

Проектные работы выполняются на основе следующей информации:

• Чертеж. От типа крыши: одно- или двускатная, шатровая или арочная, зависит, конфигурация поясов каркаса. Самым простым решением можно считать односкатную ферму из трубы профильной.
• Размеры конструкции. Чем с большим шагом будут установлены фермы, тем нагрузка, которой они смогут противостоять, будет больше. Важен также угол наклона: чем он больше, тем легче будет сходить снег с кровли. Для расчета понадобятся данные об экстремальных точках ската и их удаленности друг от друга.
• Размеры элементов кровельного материала. Они играют решающую роль в определении шага ферм для навеса, скажем, из поликарбоната. Кстати, это самое популярное покрытие для сооружений, устраиваемых на собственных участках. Панели сотового поликарбоната с легкостью сгибаются, поэтому они подходят для устройства криволинейных покрытий, к примеру, арочных. Все что при этом важно, так это только то, как правильно рассчитать навес из поликарбоната.

Расчет металлической фермы из профильной трубы для сарая выполняется в определенном порядке:

• определяют величину пролета, соответствующую техзаданию;
• чтобы вычислить высоту конструкции, по представленному чертежу подставляют размеры пролета;
• производят задание уклона. Соответственно оптимальной форме кровли сооружения определяют контуры поясов.

Максимально возможное расстояние для навеса при использовании секционной трубы составляет 175 см.

Преимущества профильной трубы для изготовления каркасов

Конструкция каркасов из трубчатых профилей завоевала популярность и не сдает своих позиций. Профильные трубы можно использовать для создания красивых и прочных конструкций самого разного назначения — от навеса от солнца и песчаной насыпи до жилого, промышленного или коммерческого здания.

Рекомендуем прочесть: Можно ли затирать полипропиленовые трубы в цементный раствор?

Секционные трубы имеют много преимуществ перед другими материалами, используемыми для изготовления каркасов:

• Прочность. Металл значительно прочнее дерева, а особая формы сечения делает профилированные трубы менее подверженными деформации, чем круглые.
• Пожаробезопасность. Трубопрофиль не горит, не плавится, не выделяет токсичных веществ при нагревании.
• Легкость. Полые трубы просты в транспортировке и монтаже. Кроме этого, малый вес конструкции из профилированного металла позволяет обойтись без возведения монолитного фундамента.
• Вариативность способов соединения. Металл хорошо поддается как сварке, так и сверлению, поэтому для сборки можно использовать сварное соединение встык и внахлест, сопряжение при помощи уголков или фитингов в сочетании с обычными болтами и гайками.
• Сочетаемость с кровельными и отделочными материалами. Трубопрофиль поддается окрашиванию, не оказывает негативного воздействия на материалы, используемые для отделки стен и оборудования кровли. Кроме того, фермы из профилированных труб способны выдержать нагрузку не только от любого кровельного покрытия, но и толстого слоя снега в зимний период.
• Разнообразие форм профиля. Сечение профтрубы может быть прямоугольным, квадратным, овальным, треугольным. Под заказ металлопрокатные организации изготавливают и трубы с более сложным сечением. Такое многообразие трубопрофилей позволяет не только возводить конструкции различных размеров и форм, но и оригинально их декорировать.

Как рассчитать ферму

Чтобы построить ферму, необходимо знать ее длину, высоту, угол наклона и характеристики. Не всегда возможно учесть все факторы, но вы можете самостоятельно сделать хотя бы минимальные расчеты.

Обратите внимание. Чтобы избежать сложных конструкций, особенно со сложными балками, и не допустить ошибок в расчетах, можно использовать электронный калькулятор. Такие калькуляторы часто можно найти на сайтах кровельных, трубопроводных и строительных компаний.

Рассчитываем уклон

Допустимый уклон для односкатных, двускатных и скатных крыш составляет от 6 до 35 градусов; мансардные и арочные крыши могут иметь гораздо больший уклон в нижней части.

Для разных типов крыш требуется разный угол наклона крыши, и соотношение между длиной и высотой ферм различно:

Тип крыши	Угол наклона крыши	Длина: Высота балки
Одиночный шаг	6-15	7-9:1
двускатный, шатровый, куполообразный (район с обильными снегопадами)	15-22	7:1
двускатный, выпуклый, куполообразный (область с сильными ветрами)	22-35	5:1
Мансарда, сводчатый	35-75	2-5:1 в зависимости от высоты чердака или требований к конструкции.

Обратите внимание. Для мансардных крыш уклон нижней части крыши указан в таблице. Уклон верхней части выбирается как для скатной крыши.

Для дальнейших расчетов необходимо сделать чертеж.

Рекомендуем прочитать: Указания по расчету систем напольного отопления

Если ферма состоит из прямоугольных элементов, чертеж делится на прямоугольные треугольники. Длины трубок для струн рассчитываются по теореме Пифагора:

a²+b²=c²,

где a и b — стороны прямоугольника, то есть стороны, примыкающие к прямому углу, а c — гипотенуза, противоположная прямому углу.

Самые простые расчеты — это расчеты одиночной балки, поскольку a — это длина, b — высота, а c — гипотенуза балки. Следовательно, длина склона рассчитывается по следующей формуле:

c=√a²+b².

Если для арочной крыши требуется опорная система, длина верхней хорды (c) рассчитывается по формуле длины окружности:

c = 1,57*(b+a/2).

Затем рассчитайте положение элементов внутренней решетки так, чтобы они делили нижнюю и верхнюю хорду на равные части. Если используются откосы, их угол должен составлять от 35 до 50 градусов.

Осторожно! Угол 45 градусов считается наилучшим — он наиболее удобен для расчетов, легко резать трубы и надежен в окончательной конструкции.

Параметры расходных материалов

Параметры труб, используемых для строительства хорды и внутренней решетки, рассчитываются исходя из ширины конструкции, параметров опор каркаса и свойств кровельного материала.

Ширина купола, м	Параметры несущих труб	параметры дымовых труб для ферм
		Легкие кровельные материалы (ондулин, профлист, поликарбонат)	Тяжелые кровельные материалы (черепица, шифер)
до 4,5	Поперечное сечение 40*40 кв. мм	Поперечное сечение 20*20 — 30*30 мм квадрат, толщина стенки 1,5-2 мм	Поперечное сечение 40*20 мм квадрат, толщина стенки 2 мм
до 5,5	Поперечное сечение от 50*50 до 80*80 кв. мм	Поперечное сечение от 40*20 до 40*40 мм квадрат, толщина стенки 2 мм	Поперечное сечение 40*40 мм квадрат, толщина стенки 2 мм
от 5,5	Поперечное сечение от 80*80 до 120*120 мм кв.	Поперечное сечение 60*30 мм квадрат, толщина стенки 2 мм	Поперечное сечение 40*40 мм квадрат, толщина стенки 3 мм

Правила сварочных работ при монтаже фермы

Если имеется сварочное оборудование и есть опыт его использования, то изготовление балок или боковых усиливающих элементов для каркасной конструкции займет много времени, но не будет представлять большой сложности. Кроме того, сварная конструкция прочнее и легче по сравнению с конструкцией, собранной с помощью фасонных элементов или уголков в сочетании с винтами.

Однако необходимо соблюдать правила сварки:

1. Сначала нарезают все элементы будущей фермы в соответствии с чертежами и расчетами, и только после этого приступают к сборке.
2. Нарезанные трубы очищают от пыли и мусора, срезы выравнивают и убирают крупные заусенцы.
3. Перед началом работ нужно позаботиться о пожарной безопасности рабочего места: приготовить средства пожаротушения, убрать легковоспламеняемые предметы и горючие вещества.
4. Нельзя использовать сварочный аппарат без средств защиты: маски или очков, перчаток и одежды из негорючих материалов.
5. Так как для возведения даже небольшого козырька или навеса нужны минимум две одинаковых фермы, следует продумать, как добиться их полной идентичности. Есть два способа: изготовление шаблона и нанесение разметки. В качестве шаблона может выступать первая из сваренных конструкций, а разметку можно нанести на земле, асфальте, полу мастерской. После выполнения каждого сварного шва конструкцию прикладывают к шаблону или разметке и сверяют правильность выполнения соединения.
6. Готовое изделие не должно иметь перекосов, поэтому в ходе работ взаимное расположение элементов постоянно контролируют при помощи угольника, уровня и отвеса.
7. Если после выполнения стыковки элементов обнаружены перекосы, зазоры или иные недочеты, их необходимо исправить сразу, так как сделать это после установки фермы на место эксплуатации будет сложно.
8. Готовые фермы складывают стопкой друг на друга и проверяют на идентичность.

Дифференциальный расчёт усилий

Переход от общего к частному: Теперь необходимо количественно определить силы, действующие на каждый элемент фермы. Для этого перечисляются отдельные секции струн и заполняющие вставки, а затем рассматриваются как сбалансированная, плоская система.

Для облегчения расчетов каждое ферменное соединение можно представить в виде векторной диаграммы, векторы действия которой проходят вдоль продольных осей элементов. Для расчетов требуется только длина отрезков, сходящихся в узле, и углы между ними.

Начните с узла, для которого при расчете реакции опоры было определено наибольшее возможное количество известных значений. Начнем с крайнего вертикального элемента: уравнение равновесия для этого элемента гласит, что сумма векторов сходящихся нагрузок равна нулю, или что противоположная реакция силы тяжести, действующей вдоль вертикальной оси, соответствует реакции опоры, равной по величине, но противоположной по знаку. Обратите внимание, что полученное значение представляет собой лишь часть общей реакции опоры, действующей на данный узел; остальная нагрузка будет приходиться на горизонтальные части зоны.

b

Теперь перейдем к узлу нижнего угла, где сходятся вертикальные и горизонтальные сечения балки и наклонной ножки. Сила, действующая на вертикальный участок, была рассчитана в предыдущем разделе — она состоит из сдвигающего веса и реакции опоры. Сила, приложенная к наклонному элементу, рассчитывается путем проецирования оси этого элемента на вертикальную ось: Вычтите вес из реакции опоры и разделите результат на синус угла, под которым колонна наклонена к горизонтальной плоскости. Нагрузка на горизонтальную балку также определяется путем проецирования ее на горизонтальную ось. Умножьте нагрузку, действующую на наклонный элемент, на cos угла наклона балки и получите значение воздействия, действующего на крайнюю горизонтальную часть балки.

Узел a

• -100 + 400 – sin(33,69) · S₃= 0 — уравнение равновесия на ось у
• S₃= 300 / sin(33,69) = 540,83 кг — стержень 3 сжат
• -S₃— cos(33.69) + S₄= 0 — уравнение равновесия на ось х
• S₄= 540,83 · cos(33,69) = 450 кг — стержень 4 растянут

Поэтому, переходя от узла к узлу, нужно вычислить силы, действующие на каждый из них. Обратите внимание, что противоположно направленные векторы действия сжимают и, наоборот, растягивают луч, если они имеют противоположные направления.

Определение сечения элементов

После того, как известны все активные нагрузки для балки, наступает время определить сечение элементов. Поперечное сечение не обязательно должно быть одинаковым для всех элементов: Хорда обычно имеет большее поперечное сечение, чем элементы заполнителя. Это создает запас прочности.

где: F_тр— площадь поперечного сечения растянутого участка; N — сила от расчетных нагрузок; R_y— расчетное сопротивление материала; c_с— фактор условий труда.

Хотя предельные нагрузки для стальных элементов относительно просты, расчет смятых элементов производится не на прочность, а на устойчивость, так как конечный результат количественно меньше и поэтому считается критическим значением. Расчет можно выполнить с помощью электронного калькулятора или вручную, сначала определив коэффициент пересчета длины, который определяет, какая часть общей длины прутка может быть согнута. Этот коэффициент зависит от способа крепления концов стержня: Для раструбной сварки он равен единице, для «идеально» жестких шайб он может быть близок к 0,5.

где: F_тр— площадь поперечного сечения смятого участка; N — сила от расчетных нагрузок; φ — коэффициент продольного изгиба смятых элементов (определяется по таблице); R_y— расчетное сопротивление материала; c_с— фактор условий труда.

Кроме того, необходимо знать минимальный радиус инерции, который определяется как квадратный корень из отношения осевого момента инерции к площади поперечного сечения. Осевой момент определяется формой и симметрией поперечного сечения; лучше взять это значение из таблицы.

где: i_x— радиус инерции поперечного сечения; J_x— осевой момент инерции; F_тр— площадь поперечного сечения.

Таким образом, разделив длину (с учетом коэффициента сокращения) на минимальный радиус вращения, получают количественное значение гибкости. Для неподвижного бруса действует условие, что коэффициент нагрузки, деленный на площадь поперечного сечения, не должен быть меньше произведения a допустимой сжимающей нагрузки и коэффициента смятия, который определяется величиной гибкости данного бруса и его материалом.

где: l_x— расчетная длина в плоскости рамы; i_x— наименьший радиус инерции сечения вдоль оси x; l_y— расчетная длина от плоскости рамы; i_y— наименьший радиус гирации сечения вдоль оси y.

Обратите внимание, что при расчете сжатого элемента на устойчивость представлена вся субстанция фермы. Если поперечное сечение элемента недостаточно для обеспечения его устойчивости, можно добавить более тонкие шпалы, изменив систему креплений. Это усложняет конфигурацию фермы, но позволяет добиться большей устойчивости при меньшем весе.

Изготовление деталей для фермы

Точность конструкции фермы чрезвычайно важна, поскольку все расчеты проводились с использованием векторных диаграмм, а, как известно, вектор может быть только идеально прямым. Поэтому малейшее напряжение, вызванное деформациями из-за неправильного расположения элементов, приведет к крайней неустойчивости фермы.

Прежде всего, необходимо определить размеры деталей наружной балки. Если нижняя балка достаточно проста, то для определения длины верхней балки можно использовать теорему Пифагора или тригонометрическую зависимость сторон и углов. Последний вариант предпочтителен при работе с такими материалами, как угловая сталь и профильные трубы. Если известен угол заточки траверсы, его можно применить в качестве поправки при отрезании концов деталей. Прямые углы соединяются путем срезания под углом 45°, а косые углы соединяются путем добавления угла 45° с одной стороны соединения и удаления такого же угла с другой стороны.

Детали наполнителя вырезаются так же, как и детали балки. Основная проблема заключается в том, что балка — это строго стандартизированный продукт, поэтому для ее изготовления требуется точное детальное планирование. Как и при расчетах удара, каждый элемент должен рассматриваться отдельно, чтобы определить углы схождения и, следовательно, углы атаки кромок.

Часто балки строятся с помощью спиц. Такие конструкции имеют более сложную процедуру расчета, но более высокую несущую способность за счет более равномерной несущей способности. Непрактично изготавливать округлые элементы заполнения, но это вполне возможно с деталями балок. Фермы сводов обычно состоят из нескольких секций, соединенных друг с другом в местах схождения заполняющих элементов, что должно быть учтено при проектировании.

Виды ферм

Металлические балки из цилиндрических труб трудоемки в сборке, но они экономичнее и легче, чем конструкции из цельных балок. Секционная труба, изготовленная из круглой трубы путем горячей или холодной обработки, имеет в поперечном сечении прямоугольную, квадратную, многогранную, овальную, полуовальную или плоско-овальную форму.

Удобнее устанавливать балки из квадратных труб.

Балка — это стальная конструкция, состоящая из верхней и нижней хорды и решетки между ними.

Элементы решетки включают в себя :

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

Балки в основном предназначены для перекрытия проемов. Ребра жесткости предотвращают деформацию даже длинных конструкций в зданиях с большими проемами.

Строительство металлических решеток происходит на месте или в производственных помещениях. Элементы из профильных труб обычно соединяются между собой с помощью сварочных аппаратов или заклепок, но также могут использоваться крепежи или соединительные материалы.

Для сборки каркаса сарая, крыши, кровли постоянного здания готовые фермы поднимают и крепят к верхней хорде в соответствии с разметкой.

Для перекрытия проемов используются различные варианты металлических ферм.

Шаблон может быть:

• односкатной;
• двухскатной;
• прямой;
• арочной.

Треугольные фермы из профильных труб используются в качестве балок, также для монтажа простой односкатной крыши.

Металлические конструкции в виде арок очень популярны благодаря своему эстетичному внешнему виду. Арочные конструкции, однако, требуют наиболее точных расчетов, поскольку нагрузка на профиль должна быть равномерно распределена.

Особенности конструкций

Выбор конструкции ферм, стропильных систем под крышей зависит от расчетных эксплуатационных нагрузок.

Количество балок варьируется:

• опоры, составные части которой формируют одну плоскость;
• подвесные конструкции, в состав которых входит верхний и нижний пояс.

В конструкции могут использоваться различные контурные балки:

• с параллельным поясом (самый простой и экономичный вариант, собирается из идентичных элементов);
• односкатные треугольные (каждый опорный узел характеризуется повышенной жесткостью, за счет чего конструкция выдерживает серьезные внешние нагрузки, материалоемкость ферм небольшая);
• полигональные (выдерживают нагрузки от тяжелого настила, но сложны в монтаже);
• трапецеидальные (схожи по характеристикам с полигональными фермами, но этот вариант более простой по конструкции);
• двухскатные треугольные (применяются для устройства крыши с крутыми скатами, характеризуются большой материалоемкостью, при монтаже много отходов);
• сегментные (подходят для сооружений со светопрозрачной кровлей из поликарбоната, монтаж усложнен из-за необходимости изготавливать дугообразные элементы с идеальной геометрией для равномерного распределения нагрузок).

В зависимости от угла наклона стандартные балки делятся на следующие типы:

1. 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 ферменную систему Polonço, которая состоит из двух треугольных систем, соединенных валом. Это позволяет избежать необходимости использования длинных опор в центральных панелях, что значительно снижает общий вес конструкции.

Угол от 15 до 22 градусов. Высота и длина типовой фермы соотносятся как 1:7. Конструкция применяется для перекрытия пролетов длиной до 20 метров. При увеличении высоты конструкции относительно указанных пропорций, правила требуют сделать нижний пояс ломаным.

Угол менее 15 градусов. Лучше, если применяемый каркас для крыши постройки или для навесов состоит из трапециевидных металлоконструкций. Фермы металлические сварные данной формы в своем составе имеют короткие стойки, за счет которых конструкция противостоит продольному изгибу. Металлоконструкции из труб, предназначенные для односкатных кровель с углом наклона от 6 до 10 градусов, должны быть асимметричными. Чтобы определить их высоту, длину пролета делят на 7, 8 или 9 в зависимости от особенностей проекта.

Основы расчета

Перед расчетом ферм необходимо выбрать соответствующую конфигурацию крыши, учитывая размеры здания, оптимальное количество и угол наклона скатов.

Также необходимо определить, какой контур балки подходит для выбранной конструкции крыши — при этом учитываются все эксплуатационные нагрузки на крышу, включая осадки, ветровые нагрузки, вес людей, выполняющих строительные и ремонтные работы на навесе или крыше из профилированной трубы, а также монтаж и ремонт оборудования на крыше.

Для расчета секционной трубной фермы необходимо определить длину и высоту металлоконструкции. Длина соответствует расстоянию, на которое должна перекрываться конструкция, а высота зависит от предполагаемого угла наклона и выбранного контура металлоконструкции.

Окончательный расчет купола заключается в определении оптимального расстояния между узлами фермы. Для этого необходимо рассчитать нагрузку на стальную конструкцию и рассчитать профиль трубы.

Неправильно рассчитанные фермы представляют опасность для жизни и здоровья, так как тонкие или недостаточно жесткие стальные конструкции не выдерживают нагрузки и могут разрушиться.

Поэтому целесообразно передать расчет металлической фермы профессионалам, которые знакомы со специальным программным обеспечением.

Если вы решили выполнить расчеты самостоятельно, то необходимо использовать справочные данные, в том числе сопротивление изгибу трубы, руководствуясь СНиП.

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

На этапе проектирования подготавливается чертеж фермы с поперечным сечением трубы. Подготовленные чертежи с размерами всех элементов упрощают и ускоряют изготовление металлоконструкций.

Рассчитываем ферму из стальной профильной трубы

Рассмотрим, как правильно рассчитать металлоконструкцию для каркаса крыши или купола из секционной трубы.

Разработка дизайна включает в себя несколько этапов:

1. Определяется размер пролета постройки, который требуется перекрыть, выбирается форма крыши и оптимальный угол наклона ската (или скатов).
2. Подбираются подходящие контуры поясов металлоконструкции с учетом назначения постройки, формы и размеров крыши, угла наклона, предполагаемых нагрузок.
3. 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.
4. Далее требуется рассчитать габариты панелей, основываясь на показателях нагрузок при эксплуатации кровли — постоянных и периодических.
5. 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.

   Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

   После установки балок на окончательное место их необходимо обработать антикоррозийным средством и покрасить полимерными красками. Для этой цели идеально подходят краски, которые отличаются долговечностью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению:

   

   Вот и все, профильная труба готова! Теперь стропильную ферму нужно только покрыть декоративными элементами изнутри и кровельным материалом снаружи:

   

   Поверьте, построить металлическую ферму из профильных труб на самом деле не так уж сложно. Большую роль играет хорошо продуманный план, качество сварки фермы из поперечных труб и желание сделать все правильно и точно.

   

   Монтажные работы

   

   Монтажные работы

   

   Монтажные работы

   

   Монтажные работы

   

   Монтажные работы

   

   Монтажные работы

   Я нахожусь в процессе установки фермы из сегментных труб для крыши. Некоторые из ваших советов помогли мне и облегчили мою работу. Я выбрал самую простую форму конструкции и построил стандартный цельный навес, используя ваши пошаговые инструкции. Я не согласен с некоторыми частями и сделал все по-своему, но в целом я не смог бы сделать это без этой информации. Конструкция фермы прочная и надежная.

   Недавно я сам столкнулся с фермами из секционных труб во время строительства гаража. В принципе, это может сделать любой мастер. А если у меня в руках высококачественный материал, то тем более. Я выбрал треугольную форму балки, самую простую. Мне не потребовалось никаких специальных расчетов, но у меня были большие проблемы со сваркой острых углов опор. Тем не менее, каждая форма имеет свои особенности.

   Секционная трубчатая опора — это надежное, простое и экономичное решение для сарая для инструментов. Это позволило уменьшить количество снега, который приходится убирать возле дома. Я купил материал, а местные сварщики построили его для меня за небольшую плату. Они разрезали поперечные балки, приварили одну балку и использовали ее как шаблон для строительства остальных, что было сделано быстро. Они сварили их все за один день. Мы ничего не измеряли с помощью специальной программы. Сарай хорошо стоит уже три года.