Как выполнить расчет ферм перед постройкой навесов?

Металлические конструкции, состоящие из решетчатых стержней и профильной трубы, называют фермами. Для производства применяется парный материал, соединяемый специальными косынками. Для сборки такой конструкции в основном используют сварку, но иногда применяют клепки.

Проекты стальных ферм

Тема конструирования стальных стропильных систем весьма востребованная. И как следствие выкладываю в качестве примеров свои труды по этой теме. Прежде всего отмечу, мои чертежи металлических ферм проходят все этапы расчётов элементов и узлов. А рабочие проекты соответствуют нормам их оформления. К каждой конструкции всегда индивидуальный подход, даже если геометрически схожа со серийным вариантом!

Конечно же данные конструкции входят в состав полного проекта КМ. Потому что, заказывать отдельную ферму могут позволить себе организации в штате у которых есть инженеры.

Заказчикам расчетов стропильных ферм:Стропильная ферма обычно проектируется из профильной трубы по типу Молодечно. Это объясняется тем, что это данный вид прост в изготовлении и облегченный за счёт хорошей работы сечения. Это самый оптимальный вариант хотя доступно выполнять расчёты и проектировать всех видов, форм и пролётов.

Нет разницы она треугольная, односкатная и криволинейная. Имеем ввиду что из парных уголков это прошлый век и экономически не целесообразно. Из двутавра применяются только при тяжелых условиях эксплуатации. Из круглый трубы самая лёгкая из всех возможных, но изготовлении дорогостоящее. ЛСТК актуально только при частом шаге их.

Всегда для больших площадей покрытия кровли — необходимо заказывать работу конструктору, а не проектировщику! Расчёт уникальной геометрии и нагрузки в зависимого от вашего города. Обычно любители берут готовую большую конструкцию и изымают сечения профилей!

При заказе проекта — вы получаете КМ чертежи металлических ферм, с которыми можете обратиться в строительно-монтажную компанию. А можете получить детализированные — КМД, по которым самостоятельно наймя бригаду сварщиков изготовить конструкции и получите экономию как минимум на НДС!

Недостатки стропильной системы из металла

Все вышеописанные достоинства больше подходят для промышленного и коммерческого строительства. Такие решения редко применяют при возведении жилых частных домов. Несмотря на повышенную прочность, большой шаг между стропилам и разряженную обрешетку стоимость конструкции выше деревянной. Помимо этого, к недостаткам относят следующие пункты:

  • Теплопроводность. Металл является отличным проводником тепла, поэтому он становится мостиком, передающим холод внутрь здания. В этом отношении дерево лучший вариант. Для решения этой проблемы увеличивают толщину кровли за счет применения слоя утеплителя.
  • Транспортировка и монтаж. Часто фермы доставляют уже в собранном виде, а так как они имеют большие габариты, перевозка создает определенные трудности. Кроме того, если деревянный каркас можно собрать вручную, то металлические стропила тяжелые и подаются краном.
  • Термическая деформация. При высоких температурах, например, при пожаре, металл деформируется из-за чего дальнейшая эксплуатация становится невозможной.

Применение металлических стропил целесообразно только в том случае, если длина ската больше 10 метров. Еще одно важное условие — нагрузка на квадратный метр 450—600 кг.

Рассчитывая стропильную систему крыши на собственном доме, руководствуйтесь не только затратами на разовое возведение конструкции. Просчитайте будущие расходы на обслуживание стропильной системы, безопасность и срок эксплуатации. Возможно, получится так, что однажды сделанная металлическая крыша будет выгоднее регулярной замены деревянной.

Строение фермы

  • Верхний и нижний пояса, которые являются обязательными элементами;
  • Решетки для связки поясов и повышения общей жесткости конструкции;
  • Ребра жесткости или стойки с их перпендикулярным размещением;
  • Расположенные под определенным углом к основе раскосы для большей ее жесткости;
  • Играющие вспомогательную роль шпренгеля, которые являются разновидностью раскосов.
  • Треугольные – одно из наиболее востребованных решений с максимально рациональным расходованием стальных стержней. Хотя прочность этого изделия оставляет желать лучшего;
  • Шпренгельные – такая схема актуальна при воздействии наибольшей нагрузки в район верхней арки. Расположение решеток здесь исключает нарушение основания между прогонами за счет внешнего воздействия;
  • Раскосные – незаменимы при той нагрузке, которая равномерно воздействует сразу на все пролеты;
  • Крестовые – выбор в пользу этого варианта оправдан при вертикальной нагрузке, которая дополняется действующими в косых направлениях дополнительными нагрузками;
  • Перекрестное – эта схема предусматривает задействование полученных при лазерной резке металла мощных тавров;
  • Ромбические и полураскосные – оптимально подходят для ферм с вертикальным ориентированием. Это могут быть мачты, элементы мостовых конструкций и прочие подобные изделия.

Комбинированные системы

В некоторых случаях для повышения жесткости и стабилизации геометрических параметров стропильных конструкций из дерева на определенных участках используют элементы из металла. Это важно, например, для изготовления опор под коньковые прогоны, испытывающие наибольшие нагрузки. Пролеты между деталями из металла также часто заменяют на деревянные детали. Такие комбинации позволяют получить конструкцию, прочность которой гораздо выше деревянной, кроме того, это дает возможность использовать деревянные стропила для создания безраспорно-наслонной системы.

Однако, в данном случае необходимо либо хорошо изолировать металл от дерева, либо периодически обрабатывать деревянные детали противогнилостными средствами. На поверхности металлических деталей при отрицательной температуре воздуха появляется конденсат, который является причиной порчи древесины.

При использовании комбинированных систем необходимо изолировать древесину от металла при помощи рубероида

Качественное изготовление стропил имеет очень большое значение для безопасности дома и его надежной защиты от непогоды. Эта работа требует теоретической подготовки и серьезных практических навыков. Кроме того, это тяжелая, ответственная и опасная работа, связанная с подъемом и монтажом тяжелых грузов на высоте. Правильным решением будет привлечение для установки стропильных ферм специалистов, обладающих достаточным опытом.

Стропильные фермы деревянные, через жесткие конструкции которых нагрузка передается на несущие стены строения, пришли к нам из Европы. Расчет и конструирование под каждое здание производится индивидуально. Это не только упрощает устройство крыши и значительно ускоряет процесс, но обеспечивает также отличное качество и прочность.

Читайте также:  Как сделать лестницу на чердак своими руками?

Решетчатые деревянные фермы сегодня нередко изготавливаются в заводских условиях на деревообрабатывающих предприятиях. Материалом для них служит древесина, соответствующим образом высушенная и заранее обработанная специальными средствами.

Достоинства и недостатки металлических ферм

Металлические фермы обладают следующими плюсами: Минимальный вес конструкции; Срок службы на протяжении 30 лет; Высокие показатели к механическим нагрузкам, в том числе за счет крепких узлов; Можно сооружать конструкции, имеющие сложную геометрию; Приемлемая стоимость материала и услуг монтажа позволяет решать широкий круг задач по возведению построек любого типа.

Но металлические фермы имеют и свои недостатки, заключающиеся в следующем:

Для подъема и монтажа единой конструкции необходимо использовать подъемный кран; Низкие коэффициенты сопротивления повышенным температурам, из-за чего во время пожара кровля может обрушиться.

Преимущества и недостатки

Технология с применением легкого стального каркаса является передовой технологией использования металлических элементов. Элементы металлических ферм изготавливают из парного облегченного оцинкованного профиля.

Конструкции из металла обладают следующими преимуществами:

  • Пожаробезопасность. Стропильная система не содержит элементы из горючих материалов. За счет этого исключается вероятность возгорания постройки с крыши.
  • Не нужно выполнять ежегодную обработку конструкции с помощью антипиренов и антисептиков.
  • Длительный срок службы. Изготовители дают гарантию на сто лет. Такая конструкция не подвергается воздействию плесени, грибка и гнили. Защита металла от коррозии обеспечивается нанесением цинкового покрытия.
  • При выполнении работ полностью отсутствуют отходы. Это связано с высокой точностью параметров конструкции из металла. Выполнять монтаж подобной конструкции можно круглый год.
  • Экологичность. Конструкции состоят из экологически чистых материалов, которые легко поддаются утилизации. Важно отметить, что детали конструкции не нужно обрабатывать химическими реагентами, которые оказывают негативное влияние на организм человека.

Металлические стропила будут хорошим вариантом для многоэтажных зданий. Их также применяют в качестве основы под керамическую черепицу, так как этот материал оказывает существенную нагрузку на стропильную систему.

Однако в других случаях использование стропил из металла нецелесообразно, так как они имеют следующие минусы:

  • Выполнить транспортировку и монтаж таких стропил достаточно трудно.
  • Металлические стропила имеют большой вес. Потребуется специальная техника для их подъема и последующей установки.
  • При высоких температурах стропильные фермы из металла достаточно быстро деформируются. При пожаре они очень быстро провисают, в результате чего происходит обрушение всей крыши.
  • Высокая стоимость кровельной конструкции из металла.

Стропильные системы для мансард

В современном строительстве существует тенденция к максимально эффективному использованию площадей. Увеличить полезное жизненное пространство в доме можно за счет мансарды, то есть дополнительного этажа в чердачном пространстве, образованного за счет особой конструкции стропил.

Так как мансарда предполагает ломаные поверхности крыши, на стропильную систему дома с мансардой ложиться большая нагрузка. Точное проектирование и профессиональный монтаж позволят максимально использовать имеющееся пространство и обеспечить прочность конструкции.

Подведя итоги

В статье была рассмотрена конструкция и методы изготовления самого простого односкатного навеса из профильной трубы своими руками, однако, профилированная труба довольно «гибкий» материал из которого можно сделать сложные и эстетически привлекательные конструкции.

Навесы на металлическом каркасе облегчают быт. Они защитят автомобиль от непогоды, прикроют летнюю веранду, беседку. Заменят крышу мастерской или козырек над подъездом. Обратившись к профессионалам, вы получите какой угодно навес. Но многие и сами справятся с работой по монтажу. Правда, понадобится точный расчет фермы из профильной трубы. Не обойтись и без соответствующего оборудования, материалов. Конечно, также нужны навыки сварки и резки.

Производство

Что касается металлических ферм, то строительный опыт показывает, что гораздо проще и быстрее заказать набор необходимых элементов каркаса для крыши на заводе, предоставив ранее разработанный чертеж.

Изготавливать детали для каркаса самостоятельно требует опыта, грамотной подготовки к процессу, что под силу не каждому хозяину частного дома.

При изготовлении деревянных конструкций их предварительно обрабатывают спецсоставами, предупреждающими гниение и поражение насекомыми.

Если же и вовсе нет времени заниматься проектированием, установкой каркаса, то можно заказать монтаж крыши под ключ у строительной компании.

На что нужно обратить внимание при расчете

Прежде чем начать рассчитывать сечение трубы, необходимо определить оптимальный вид крыши. На выбор влияют ее габариты, угол наклона кровли и контура поясов.

Эти вышеперечисленные составляющие находятся в зависимости от нескольких условий:

  • Функционал здания;
  • Из какого материала изготовлены перекрытия;
  • Угол скоса крыши.

Затем определяются габариты трубы. В зависимости от угла наклона подбирается длина. На определение высоты влияет марка материала, из которого будет сделано перекрытие.

Габариты трубы зависят также от способа транспортировки и общего веса всей металлоконструкции.

В том случае, когда расчет фермы из профильной трубы определил, что длина будет превышать 36 метров, необходимо дополнительно рассчитать строительный подъем.

Затем определяются габариты панелей. Все подсчеты опираются на значение нагрузки, которую обязана выдержать конструкция. Для кровли треугольного типа, скос должен достигать 45 градусов.

Завершает расчет определение точного расстояния между элементами металлоконструкции из профильной трубы.

Все точно распланировать в цифрах достаточно трудно, не имея специальных знаний. Поэтому лучше обратиться к профессионалам, которые проведут его на компьютере. Они всегда гарантируют высокое качество своих услуг.

Прежде чем приступить к строительству, стоит вновь проверить все расчеты, учитывая максимальную нагрузку, которое может испытать строение.

Важно! Кроме сделанных расчетов, качество монтажа зависит от правильности и точности плановых чертежей.