Є відкритий майданчик розмірами 10х5 м біля будинку і цей майданчик хочеться зробити закритою, щоб влітку можна було пити чай на вулиці, незважаючи на погодні умови, точніше дивлячись, але з-під надійного навісу, а ще щоб можна було поставити машину під навіс, заощадивши на гаражі, та й взагалі щоб був захист від сонячної спеки в літній день. Ось тільки 10 метрів - проліт великий і балку для такого прольоту підібрати важко, та й занадто масивною буде ця сама балка - нудно і взагалі нагадує заводський цех. У таких випадках оптимальний варіант - зробити замість балок ферми, а потім вже по фермам кидати обрешітку і робити покрівлю. Само собою форма ферми може бути будь-який, але далі буде розглядатися розрахунок трикутної ферми, Як найбільш простий варіант. Проблеми розрахунку колон для подібного навісу розглядаються окремо, розрахунок двох ферм з паралельними поясами або ригелів, на які будуть спиратися ферми, тут також не наводиться.

Поки передбачається, що ферми будуть розташовуватися з кроком 1 метр, а навантаження на ферму від настилу буде передаватися тільки в вузлах ферми. Покрівельним матеріалом буде служити профнастил. Висота ферми може бути теоретично будь-який, ось тільки якщо це навіс, що примикає до основної будівлі, то головним обмежувачем буде форма покрівлі, якщо будівля одноповерхова, або вікна другого поверху, якщо поверхів більше, але в будь-якому випадку зробити висоту ферми більше 1 м навряд чи вийде, а з урахуванням того, що треба робити ще й ригеля між колонами, то і 0.8 м не завжди вийде (проте приймемо цю цифру для розрахунків). На підставі цих припущень вже можна конструювати ферму:

Малюнок 272.1. Загальна попередня схема навісу по фермам.

На малюнку 272.1 блакитним кольором показані балки обрешітки, синім кольором - ферма, яку слід розрахувати, фіолетовим кольором - балки або ферми, на які спираються колони, зміна кольору від світло-блакитного до темно-фіолетового в даному випадку показує збільшення розрахункового навантаження, а значить для для більш темних конструкцій потрібні більш потужні профілі. Ферми на малюнку 272.1 показані темно-зеленим кольором через зовсім іншого характеру навантаження. Таким чином розрахунок всіх елементів конструкції окремо, як то:

Балок обрешітки (балки обрешітки можна розглядати як багатопролітні балки, якщо довжина балок буде близько 5 м, якщо балки будуть робитися довжиною близько 1 м, тобто між фермами, тоді це звичайні однопрогонові балки на шарнірних опорах)

Ферм покрівлі (досить визначити нормальні напруження в поперечних перетинах стрижнів, про що мова нижче)

Балок або ферм під фермами покрівлі (розраховуються як однопрогонові балки або ферми)

ніяких особливих проблем не становить. Однак метою даної статті є показати приклад розрахунку саме трикутної ферми, цим ми і займемося. На малюнку 272.1 можна розглянути 6 трикутних ферм, при цьому на крайні (передню і задню) ферми навантаження буде в 2 рази менше, ніж на інші ферми. Це означає, що ці дві ферми якщо є стійке бажання заощадити на матеріалах, слід розраховувати окремо. Однак з естетичних і технологічних міркувань краще все ферми зробити однаковими, а це значить, що досить розрахувати всі лише одну ферму (показана на ріс.272.1 синім кольором). В даному випадку ферма буде консольної, тобто опори ферми будуть розташовуватися не на кінцях ферми, а в вузлах, показаних на малюнку 272.2. Така розрахункова схема дозволяє більш рівномірно розподілити навантаження, а значить, і використовувати для виготовлення ферм профілі меншого перетину. Для виготовлення ферм планується використовувати квадратні профільні труби одного типу, а підібрати необхідний перетин профільної труби допоможе подальший розрахунок.

Якщо балки обрешітки будуть спиратися зверху на вузли ферм, то навантаження від навісу з профнастилу і снігу лежить на цьому профнастилі, можна вважати зосередженою, яка додається в вузлах ферми. Стрижні ферми будуть зварюватись між собою, при цьому стрижні верхнього пояса швидше за все будуть нерозрізними довжиною приблизно 5.06 м. Однак будемо вважати, що всі вузли ферми - шарнірні. Ці уточнення можуть здатися незначною дрібницею, проте дозволяють максимально прискорити і спростити розрахунок, з причин, викладених в іншій статті. Єдине, що нам залишилося визначити для подальших розрахунків, зосереджене навантаження, але і це зробити не складно, якщо профнастил або балки обрешітки вже розраховані. При розрахунку профнастилу ми з'ясували, що листи профнастилу довжиною 5.1-5.3 м являють собою Багатопрогоновий нерозрізну балку з консоллю. Це означає, що опорні реакції для такої балки і відповідно навантаження для нашої ферми будуть не однаковими, проте зміни опорних реакцій для 5 пролітної балки будуть не такими вже й значними і для спрощення розрахунків можна вважати, що навантаження від снігу, профнастилу і настилу буде передаватися рівномірно, як у випадку з однопрогоновими балками. Таке припущення призведе тільки до невеликого запасу по міцності. У підсумку ми отримуємо наступну розрахункову схему для нашої ферми:

малюнок 272.2. Розрахункова схема для трикутної ферми.

На малюнку 272.2 а) представлена \u200b\u200bзагальна розрахункова схема нашої ферми, розрахункове навантаження становить Q \u003d 190 кг, Що випливає з розрахункової снігового навантаження 180 кг / м 2, ваги профнастилу і можливого ваги балки обрешітки. На малюнку 272.2 б) показані перетину, завдяки яким можна розрахувати зусилля у всіх стержнях ферми з урахуванням того що ферма і навантаження на ферму є симетричною і значить досить розраховувати не всі стрижні ферми, а трохи більше половини. А щоб не заплутатися в численних стрижнях при розрахунку, стрижні і вузли ферм прийнято маркувати. Маркування, показана на ріс.272.2 в) означає, що у ферми є:

Стрижні нижнього пояса: 1-а, 1-в, 1-д, 1-ж, 1-й;

Стрижні верхнього пояса: 2-а, 3-б, 4-г, 5-е, 6-з;

Розкоси: а-б, б-в, в-г, г-д, д-е, е-ж, ж-з, з-й.

Якщо буде розраховуватися кожен стрижень ферми, то бажано скласти таблицю, в яку слід внести всі стрижні. Потім в цю таблицю буде зручно вносити отримане значення стискають або напруг, що розтягують.

Ну а сам розрахунок ніяких особливих труднощів не представляє, якщо ферма буде зварюватись з 1-2 видів профілів замкнутого перетину. Наприклад, весь розрахунок ферми можна звести до того, щоб розрахувати зусилля в стрижнях 1-й, 6-з і з-і. Для цього достатньо розглянути поздовжні сили, що виникають при відсіканні частини ферми по лінії IX-IX (рис. 272.2 г).

Але залишимо солодке на третє, і подивимося як це робиться на більш простих прикладах, для цього розглянемо

перетин I-I (рис. 272.2.1 д)

Якщо зазначеним чином відсікти зайву частину ферми, то потрібно визначити зусилля тільки в двох стержнях ферми. Для цього використовуються рівняння статичної рівноваги. Так як в вузлах ферми шарніри, то і значення згинальних моментів в вузлах ферми дорівнює нулю, а крім того, виходячи з тих же умов статичної рівноваги сума всіх сил щодо осі х або осі у також дорівнює нулю. Це дозволяє скласти як мінімум три рівняння статичної рівноваги (два рівняння для сил і одне для моментів), але в принципі рівнянь моментів може бути стільки ж скільки вузлів в фермі і навіть більше, якщо використовувати точки Ріттера. А це такі точки в яких перетинаються дві з розглянутих сил і при складній геометрії ферми точки Ріттера не завжди збігаються з вузлами ферми. Проте в даному випадку у нас геометрія досить проста (до складної геометрії ми ще встигнемо дістатися) і тому для визначення зусиль в стержнях досить наявних вузлів ферми. Але при цьому знову ж з міркувань простоти розрахунку зазвичай вибираються такі точки, рівняння моментів щодо якої дозволяє відразу визначити невідоме зусилля, не доводячи справу до рішення системи з 3 рівнянь.

Виглядає це приблизно так. Якщо скласти рівняння моментів щодо точки 3 (рис. 272.2.2 д), то в ньому будуть всього два члена, причому один з них вже відомий:

М 3 \u003d -Q l/ 2 + N 2-a h \u003d 0;

N 2-a h \u003d Ql / 2;

де l - відстань від точки 3 до точки прикладання сили Q / 2, яке в даному випадку і є плечем дії сили, згідно з прийнятою нами розрахункової схеми l \u003d 1.5 м; h- плече дії сили N 2-a (Плече показано на рис. 272.2.2 д) синім кольором).

При цьому третій можливий член рівняння дорівнює нулю, так як сила N 1-а (на рис. 272.2.2 д) показана сірим кольором) спрямована по осі, що проходить через точку 3 і значить плече дії дорівнює нулю. Єдине, що в цьому рівнянні нам невідомо - це плече дії сили N 2-а, втім визначити його, володіючи відповідними знаннями з геометрії, легко.

Наша ферма має розрахункову висоту 0.8 м і загальну розрахункову довжину 10 м. Тоді тангенс кута α складе tgα \u003d 0.8 / 5 \u003d 0.16, відповідно значення кута α \u003d arctgα \u003d 9.09 о. І тоді

h \u003d lsinα

Тепер нам нічого не заважає визначити значення сили N 2-a:

N 2-a \u003d Q l/ (2lsinα ) \u003d 190 / (2 · 0.158) \u003d 601.32 кг

Подібним же чином визначається значення N 1-а. Для цього складається рівняння моментів відносно точки 2:

М 2 \u003d -Q l/ 2 + N 1-a h \u003d 0;

N 1-a h \u003d Q l/2

N 1-a \u003d Q / (2tgα ) \u003d 190 / (2 · 0.16) \u003d 593.77 кг

Перевірити вірність обчислень ми можемо, склавши рівняння сил:

ΣQ y \u003d Q / 2 - N 2-a sinα \u003d 0; Q / 2 \u003d 95 \u003d 601.32 · 0.158 \u003d 95 кг

ΣQ x \u003d N 2-a cosα - N 1-a \u003d 0; N 1-a \u003d 593.77 \u003d 601.32 · 0.987 \u003d 593.77 кг

Умови статичної рівноваги виконуються і будь-яка з рівнянь сил, використаних для перевірки, можна було використовувати для визначення зусиль в стержнях. Ось, власне і все, подальший розрахунок ферми - чистісінька механіка, але про всяк випадок розглянемо ще

перетин II-II (рис. 272.2. e)

На перший погляд здається, що більш простим буде рівняння моментів відносно точки 1 для визначення сили N а-б, Проте в цьому випадку буде потрібно для визначення плеча сили спочатку знайти значення кута β. А ось якщо розглядати рівновагу системи відносно точки 3, то:

М 3 \u003d -Q l/ 2 - Q l/ 3 + N 3-б h \u003d 0;

N 3-б h \u003d 5Q l/6 ;

N 3-б \u003d 5Q / (6sinα ) \u003d 5 · 190 / (6 · 0.158) \u003d 1002.2 кг (Працює на розтяг)

Ну а тепер все ж визначимо значення кута β. Виходячи з того, що відомі всі сторони якогось прямокутного трикутника (нижній катет або довжина трикутника - 1 м, бічний катет або висота трикутника - 0.16 м, гіпотенуза - 1.012 м і навіть кут α), то сусідній прямокутний трикутник з висотою 0.16 м і довжиною 0.5 м матиме tgβ \u003d 0.32 і відповідно кут між довжиною і гіпотенузою β \u003d 17.744 о, отриманий з арктангенса. І тепер простіше скласти рівняння сил щодо осі х :

ΣQ x \u003d N 3-б cosα + N а-б cosβ - N 1-а \u003d 0;

N a-б \u003d (N 1-а - N 3-б cosα ) / Cosβ \u003d (593.77 - 1002.2 · 0.987) / 0.952 \u003d - 415.61 кг

В даному випадку знак "-" показує, що сила спрямована в бік, протилежний від тієї, яку ми прийняли при складанні розрахункової схеми. І тут настав час поговорити про направлення сил, точніше, про те значення, яке в цей напрямок вкладається. Коли ми замінюємо внутрішні зусилля в даному поперечному перерізі стрижнів ферми, то під силою спрямованої від поперечного перерізу маються на увазі напруження розтягу, якщо сила направлена \u200b\u200bдо поперечного перерізу, то маються на увазі стискають напруги. З точки зору статичної рівноваги байдуже який напрямок сили приймати при розрахунках, якщо сила буде направлена \u200b\u200bв протилежну сторону, то значить у цієї сили буде знак мінус. Однак при розрахунку важливо знати, на яке саме зусилля розраховується даний стрижень. Для розтягуваних стрижнів принцип визначення необхідного перетину найпростіший:

При розрахунку стрижнів, що працюють на стиск, слід враховувати безліч різних чинників і в загальному вигляді формулу для розрахунку стиснутих стержнів можна висловити так:

σ \u003d N / φF ≤ R

Примітка: Розрахункову схему можна складати так, щоб всі поздовжні сили були спрямовані від поперечних перерізів. У цьому випадку знак "-" перед значенням сили, отриманий при розрахунках, буде показувати, що даний стрижень працює на стиск.

Так результати попереднього розрахунку показують, що в стрижнях 2-а і 3-б виникають напруження розтягу, в стрижнях 1-а і а-б - стискаючі зусилля. Ну а тепер повернемося до мети нашого розрахунку - визначення максимальних нормальних напружень в стрижнях. Як і в звичайній симетричною балці, у якій максимальні напруги при симетричному навантаженні виникають в перетині, найбільш віддаленому від опор, в фермі максимальні напруження виникають в стрижнях найбільш віддалених від опор, тобто в стрижнях, що відсікаються перетином IX-IX.

перетин IX-IX (рис. 272.2. г)

М 9 \u003d -4.5Q / 2 - 3.5Q - 2.5Q - \u200b\u200b1.5Q -0.5Q + 3V A - 4.5N 6-з sinα = 0 ;

N 6-з \u003d (15Q - 10.25Q) / (4.5sinα ) \u003d 4.75 · 190 / (4.5 · 0.158) \u003d 1269.34 кг (Працює на стиск)

де V A \u003d 5Q, Визначаються опорні реакції ферм все по тим же рівнянням рівноваги системи, так як ферма і навантаження симетричні, то

V A \u003d ΣQ y / 2 \u003d 5Q;

так як горизонтальних навантажень у нас поки не передбачено, то горизонтальна опорна реакція на опорі А буде дорівнює нулю, тому H A показано на малюнку 272.2 б) світло фіолетовим кольором.

плечі у всіх сил в даному випадку різні, а тому відразу підставлені числові значення плечей в формулу.

Щоб визначити зусилля в стрижні з-і, Потрібно спочатку визначити значення кута γ (на малюнку не показаний). Виходячи з того, що відомі дві сторони якогось прямокутного трикутника (нижній катет або довжина трикутника - 0.5 м, бічний катет або висота трикутника - 0.8 м, то tgγ \u003d 0.8 / 0.5 \u003d 1.6 і значення кута γ \u003d arctgγ \u003d 57.99 о. І тоді для точки 3

h \u003d 3sinγ \u003d 2.544 м. Тоді:

М 3 \u003d - 1.5Q / 2 - 0.5Q + 0.5Q + 1.5Q + 2.5Q - \u200b\u200b1.5N 6-з sinα + 2.544N з-і = 0 ;

N з-і \u003d (1.25Q - 4.5Q +1.5N 6-з sinα ) /2.544 \u003d (332,5 - 617.5) /2.544 \u003d -112 кг

І тепер простіше скласти рівняння сил щодо осі х :

ΣQ x \u003d - N 6-з cosα - N з-і cosγ + N 1-й \u003d 0;

N 1-й \u003d N 6-з cosα + N з-і cosγ \u003d 1269.34 · 0.987 - 112 · 0.53 \u003d 1193.46 кг (Працює на розтяг)

Так як верхній і нижній пояси ферми будуть з одного типу профілю, то витрачати час і сили на розрахунок стержнів нижнього пояса 1-в, 1-д і 1-ж, так само як і стрижнів верхнього пояса 4-г і 5-е немає необхідності . Зусилля в цих стрижнях будуть явно менше вже визначених нами. Якби ферма була беськонсольниє, тобто опори розташовувалися на кінцях ферми, то зусилля в розкосах також були б менше вже визначених нами, однак у нас ферма з консолями і тому скористаємося ще кількома перетинами, щоб визначити зусилля в розкосах за наведеним вище алгоритмом (подробиці розрахунку не наводяться):

N б-в \u003d -1527.34 кг - працює на стиск (перетин III-III, ріс.272.2 ж), визначалося за рівнянням моментів щодо точки 1)

N в-г \u003d 634.43 кг - працює на розтяг (перетин IV-IV, ріс.272.2 з), визначалося за рівнянням моментів щодо точки 1)

N панів \u003d - 493.84 кг - працює на стиск (перетин V-V, визначалося за рівнянням моментів щодо точки 1)

Таким чином найбільш завантаженими у нас є два стержня N 6-з \u003d 1269.34 кг і N б-в \u003d - 1527.34 кг. Обидва стрижня працюють на стиск і якщо вся ферма буде виготовлятися з одного типу профілю, то досить розрахувати один з цих стержнів у розмірі граничної напруженням і на основі цих розрахунків підібрати необхідний перетин профілю. Однак тут все не так просто, на перший погляд здається, що досить розрахувати стрижень N б-в, але при розрахунку стиснутих елементів велике значення має розрахункова довжина стержня. Так довжина стержня N 6-з становить 101.2 см, в той час як довжина стержня N б-в становить 59.3 см. Тому, щоб не гадати, краще розрахувати обидва стержня.

стрижень N б-з

Розрахунок стиснутих стержнів нічим не відрізняється від розрахунку центрально стиснутих колон, тому далі наводяться тільки основні етапи розрахунку без докладних пояснень.

по таблиці 1 (див. посилання вище) визначаємо значення μ \u003d 1 (не дивлячись на те, що верхній пояс ферми буде з цільного профілю, розрахункова схема ферми на увазі шарнірне закріплення стрижнів у вузлах ферми, тому більш правильним буде прийняти вищевказане значення коефіцієнта).

Приймаємо попередньо значення λ \u003d 90, тоді по таблиці 2 коефіцієнт вигину φ \u003d 0.625 (для стали С235 міцністю R y \u003d 2350 кгс / см 2, визначається інтерполяцією значень 2050 і 2450)

Тоді необхідний радіус інерції складе:

• Вибір схеми ферми
• Конструкції в формі трикутника
• Як розрахувати систему крокв?
• Як зробити ферми самостійно?
  • Будівлі зі сталі та залізобетону
• Як встановити подібні ферми?

Стійкість виготовляються дахів буде залежати від якості її несучої конструкції, в основі якої знаходиться ферма кроквяна. Цей виріб має витримувати суттєві навантаження, які складаються з ваги пирога покрівлі, а також маси снігу, який накопичується в зимовий період часу. Впливає і сильний вітер. Ферми потрібні для того, щоб розподіляти навантаження, яка передається на покрівлю і стінки будівлі. Дана споруда виготовляється в більшості випадків з деревини, проте є й інші варіанти.

Для спорудження ферм можна використовувати рейки, бруски або ліс-кругляк. Для скріплення деяких деталей ферм з брусків можна використовувати спосіб врубки, а якщо елементи виготовляються з рейок, то потрібно буде використовувати цвяхи або болти.

В процесі будівництва будівель великих габаритів, довжина прольоту яких складає більше 16 м, сучасні майстри використовують ферми, які мають розтягнуті металеві стійки. При використанні подібних деталей з дерева проблематично виконати скріплення вузлів, тому допускається використовувати виключно металеві деталі.

Кроквяна ферма з дерева вимагає істотних трудових витрат при установці. Якщо зводити комбіновану ферму, то процес будівництва пройде набагато швидше.

У більшості випадків в процесі будівництва житлових будівель не використовується метод зведення даху з відкритими елементами.

Вибір схеми ферми

Малюнок 1. Схема трикутної кроквяної ферми.

Вибір форми конструкції потрібно робити виходячи з таких факторів:

• матеріал, який використовується для покриття;
• тип скріплення деталей ферми;
• схема розташування деталей.

Якщо буде влаштовуватися плоска покрівля, ухил якої не перевищує 12 °, то ферма повинна бути прямокутної або трапецієподібної.

При більш істотних ухилах даху і покриттях з великою вагою потрібно використовувати вироби трикутної форми.

• для трикутної конструкції - 1/5 * L;
• для прямокутної споруди - 1/6 * L, де L - довжина прольоту ферми.

У більшості випадків в будівництві використовується кроквяна ферма в формі трикутника. Вибір форми крокв буде залежати від того, яким способом ферми будуть закріплюватися до стінок будівлі. якщо скомбінувати будівельну ферму з кроквами під нахилом, то буде можливість створити односхилі або двосхилі споруди з різним ухилом.

Щоб домогтися потрібної стійкості односкатной ферми, знадобиться встановити зв'язують пристосування для декількох поясів. Зв'язки можна зробити з дерев'яних рейок, їх треба розмістити в підставі центральної стійки. Звичайна ферма трикутної форми зображена на рис. 1.

Малюнок 2. Варіанти установки кроквяних ферм.

Елементи, які потрібно буде підготувати:

• металеві стійки;
• дерев'яні бруски;
• болти;
• схил;
• пристрій для зварювання;
• металеві куточки;
• антисептичні засоби;
• профільні трубки;
• скоби.

Повернутися до списку

Конструкції в формі трикутника

Найбільш просте споруда використовують для приватних будинків з довжиною прольоту менше 6 м, в яких немає внутрішньої несучої стіни. В даному випадку ферма буде спиратися виключно на стінки споруди з зовнішньої сторони. Подібна ферма складається з таких елементів: крокви, затягування і 2 підкоса. Якщо ширина прольоту перевищує 6 м, то знадобиться встановити підкоси і деталь для опори. Затягування, які закріплюються на фермах, в більшості випадків ускладнюють пересування по горищі.

В якості опорних елементів найчастіше використовуються не стінки будівлі, а спеціально змонтований брусок. Винятком є \u200b\u200bлише споруди з колод, при будівництві яких брусок для опори не буде використовуватися, так як його функції буде виконувати верхній вінець зрубу. Якщо споруда зводиться із залізобетону, то установка підкроквяний ферми є обов'язковою умовою. Завдання подібної конструкції - рівномірно розподіляти навантаження на стінки. Підкроквяні ферми є міцними будівлями, які споруджуються з металу. Деталі ферми скріплюються за допомогою болтів. Інший варіант - використання зварювального пристрою. У виняткових випадках використовуються вироби з залізобетону.

Повернутися до списку

Як розрахувати систему крокв?

Щоб виконати розрахунок системи крокв, знадобиться враховувати всі навантаження, які будуть передаватися на крокви.

Навантаження поділяються на такі види:

1. Безперервні (вага пирога покрівлі).
2. Тимчасові (навантаження від вітру, вага снігу, людей, які піднімаються на дах для виконання ремонтних робіт).
3. Особливі. До даного виду можна віднести, наприклад, сейсмічне навантаження.

Визначення навантаження снігу потрібно виконувати виходячи з кліматичних умов певного регіону. Знадобиться використовувати таку формулу: S \u003d Sg * u, де u - коефіцієнт, який залежить від ухилу покрівлі, а Sg - розрахунковий показник ваги навантаження снігу на 1 м² покриття. Даний параметр треба визначати за таблицями. У процесі визначення навантаження вітру треба враховувати наступні показники:

1. Висота конструкції.
2. Тип місцевості.
3. Нормативне значення навантаження вітру.

Потрібні таблиці і розрахункові формули можна знайти в будівельних нормах. У більшості випадків дані розрахунки проводяться проектувальниками. Якщо планується розрахувати ферму самостійно, то потрібно знати, що найменша помилка може призвести до того, що система покрівлі буде ненадійною.

Повернутися до списку

Як зробити ферми самостійно?

Раніше ферми подібного типу споруджувалися на будмайданчиках, однак сьогодні подібні конструкції виготовляються в заводських умовах.

Виготовлення ферм виконується на спеціальному обладнанні.

Якщо виконуються конструкції з дерева, то вони повинні пройти обробку захисними засобами, які здатні запобігти гниттю.

Завдяки застосуванню новітніх технологій можна спорудити вироби подібного типу для дахів різних форм.

Можна виготовити як ферми повністю, так і їх окремі деталі, які в подальшому будуть зібрані в єдину конструкцію на будмайданчику.

Повернутися до списку

Будівлі зі сталі та залізобетону

У приватному будівництві досить часто застосовуються і споруди зі сталі. Типи ферм можуть бути наступними:

• трикутні;
• полігональні;
• з декількома поясами.

Якщо в планах спорудження м'якої даху, то можна використовувати ферми двох останніх типів. Для листових матеріалів підходять вироби трикутної форми. В індустріальних умовах виготовляються конструкції зі сталі стандартних розмірів, які підходять для прольотів, довжина яких становить 18, 24 і 36 м.

Пояси ферм і грати виготовляються з металевих куточків. Раціональної є споруда, пояси якої споруджуються з широкополочних балок. Подібні конструкції легко виготовляти. Щоб спорудити такі елементи, знадобиться лише невелика кількість матеріалів. Однак вироби є міцними і надійними.

Підкроквяна ферма зі сталі відрізняється від кроквяної наявністю додаткового пояса. Вони мають стандартні розміри. У процесі зведення приватних будинків в більшості випадків використовуються сталеві вироби, які споруджуються з профільних трубок прямокутного перетину. Подібні конструкції мають меншу вагу, ніж вироби, які споруджуються з металевого куточка.

Подібну конструкцію можна спорудити на будмайданчику за допомогою зварювального пристрою.

В сучасних будівельних роботах використовуються і залізобетонні ферми. Подібні ферми найкраще монтувати на даху будівель невеликої висоти, які зазнають суттєвих навантаження на покриття. Ферми з даного матеріалу можна розділити на:

1. Співпрацівники і безраскосние вироби.
2. Конструкції для покрівель з невеликим ухилом.
3. Трикутні конструкції.

При зведенні житлових будівель вироби із залізобетону використовуються рідко. До недоліків таких ферм можна віднести чималу вагу і складність установки.

Вітаю! Підкажіть будь ласка. Я побудував металевий каркас розміром 8 метрів на 9 метрів. Як розрахувати металеву ферму довжиною 9 метрів з квадратної труби (металопрофіль)? Заздалегідь дякую! З повагою, Євген.

Фермами вважаються металоконструкції, які складаються із сполучених ґратчастих стрижнів. У порівнянні з дерев'яними фермами з балок, дану конструкцію складніше спорудити, проте вона вважається більш економічною. Елементи конструкції кріпляться за допомогою зварювання або клепок.

головними перевагами металевих ферм є:

1. Низька вартість матеріалу
2. Стійкість до великих механічних навантажень
3. довговічність
4. Міцність.

До недоліків можна віднести:

1. Велика вага конструкції
2. складну установку
3. Погану стійкість до високих температур (наприклад, під час пожежі висока ймовірність обвалення покрівлі через деформацію металу).

Металева ферма - опора всієї конструкції. Вона складається з прямих стрижнів, що з'єднуються один з одним. З'єднання може бути жорстким і шарнірним. В складових частинах ферми (верхній і нижній пояси, розкоси і стійки) присутній тільки навантаження на стиск або розтяг.

Застосування металевих ферм

Металеві ферми використовуються в будівництві для перекриття великих прольотів. Вони здатні витримувати велике навантаження, тому незамінні в масштабному будівництві, наприклад, мосту. У промислових будівлях вони допомагають перекрити величезні площі корпусів. При будівництві спортивних об'єктів про збереження перекриттів і покрівлі теж можуть подбати металеві ферми.

Розрахунок металевої конструкції

Проводити розрахунок металевої ферми самостійно досить складно. Починаючи розрахунок покрівлі, необхідно знати кількісну величину постійного навантаження на покрівлю, додаткового навантаження, періодичної навантаження. До постійного навантаження відноситься вага конструкції і покрівельного покриття, до додаткової - снігові і вітрові навантаження, до періодичної - випадкові чинники, наприклад, землетрус, якщо воно можливе в даній місцевості.

У відео додатково йдеться про розрахунки металевих ферм:

Зараз досить часто купують вже готові ферми, тому що при розрахунку потрібно вибирати матеріал для конструкції, прораховуючи навантаження на кожну з частин. Помилка може коштувати всієї конструкції.
Для самостійного розрахунку ферми необхідно запастися терпінням, калькулятором і парою СНиПов: по сталевим конструкціям, щодо навантажень та дій.

1. Вибираємо схему ферми.
   • При ухилі від 22 до 30 градусів, краще використовувати трикутну ферму, її висота буде дорівнює довжині прольоту, розділеної на п'ять.
   • При куті нахилу даху від 15 до 22 градусів, висота конструкції буде дорівнює однієї сьомої частини довжини прольоту.
   • При ухилі, що не перевищує 15 градусів, краще використовувати ферму у вигляді трапеції.
2. Вибираємо розміри ферми.
3. Розраховуємо вузли конструкції.
   • Необхідно нанести геометричну схему відправної елемента. Осі кожного стержня в даному вузлі повинні сходитися в одній точці. Довжина стержнів визначається за допомогою таблиці квадратів чисел.
   • Після нанесення вузлів, потрібно прокреслити пояса і інші елементи решітки. Якщо вузли кріпляться за допомогою болтів, на кресленні необхідно врахувати їх присутність.
   • Обрізи елементів конструкції повинні розташовуватися на відстані 4-5 сантиметрів від кромки пояса ферми.
   • Наносяться розміри швів. Їх потрібно розташовувати так, щоб центральна лінія кожного шва збігалася з центральною віссю елемента, який прикріплюється цим швом.
   • Кількість розмірів повинно бути таким, щоб по них можна було побудувати шаблон ферми.

Ферма - це нескладне архітектурна споруда, що має різноцільового призначення. Найчастіше воно потрібно для захисту малої території відпочинку від яскравих сонячних променів і непередбачених атмосферних опадів або ж, як альтернатива критої споруди на місці заміської дачі. Як матеріал з метою довговічності конструкції використовуються труби з металу. Але перш ніж приступати до будівельних робіт, буде потрібно правильний розрахунок ферми з профільної труби для навісу.

Переваги профільних труб для ферм

Профільні труби мають цілу низку переваг:

1. Оптимальною стійкістю при істотних зовнішніх навантаженнях, завдяки якій навіс не деформується і не руйнується.
2. Прийнятною ціною готового виробу, тому що в якості вихідного матеріалу застосовуються порожнисті труби з металу.
3. Полегшеним вагою за рахунок заповнення внутрішньої порожнини профільних труб повітрям.
4. Відмінною міцністю.
5. Тривалим терміном експлуатації.
6. Можливістю реалізації найскладніших варіантів конструкції, не вкладаючи при цьому багато часу і сил.
7. Допустимостью її виготовлення своїми руками при правильному розрахунку ферми з металевої труби (прочитайте також: "").

Застосування профільних труб всіляких форм

На сьогоднішній день такі трубні вироби актуальні в машинобудуванні сільського господарства, будівництві, меблевому виробництві. Завдяки специфічним властивостям профільних труб, можна втілити в життя найоригінальніші проекти зі створення перекриттів, прольотів, опорних конструкцій, каркасів під подальше будівництво об'єктів. Ті ж сучасні білборди роблять за допомогою профільних труб.

Навіси теж не виявилися винятком. Щоб конструкція гарантовано вийшла надійної і бюджетної, в якості матеріалу краще використовувати профільовану трубу (прочитайте: ""). Оптимальне рішення - вироби з квадратним і прямокутним перерізами. Якщо дотримуватися розмірів креслення, з якого зрозуміло, як зварити ферму з профільної труби, вийде стійка конструкція.

Основні нюанси готового виробу

Будь-яке будівельне споруда тримається завдяки правильно спланованої спеціальній системі або фермі. Не можна просто так змінювати її геометричні розміри, навіть при зміні жорстких вузлів на шарнірні. Якщо стрижні не несуть навантаження поза вузлом, то компоненти ферми стискаються або розтягуються. Такі системи можна створити, скориставшись прямими стрижнями, пов'язаними вузлами ферм з трубних виробів. Тобто, в результаті виходить оригінальне висячий будова, що включає верхній і нижній пояси зі стійками і розкосами між ними.

Сьогодні сучасне будівництво немислимо без застосування ферм. Але найчастіше останні затребувані при зведенні покриттів величезних прольотів. Відповідно до такого принципу споруджуються спорткомплекси, мости, сцени, подіуми, павільйони та ін. Той, хто потребує подібної конструкції, може купити її в готовому вигляді або ж самостійно зварити з труб, але перш варто розібратися, як розрахувати навіс з профільної труби.

Розглянемо останній варіант, який представляє тривале і трудомістке захід.

Воно включає в себе:

1. Визначення точної кількості трубного матеріалу для майбутньої ферми і ступеня тиску на елементи системи.
2. Відповідальний підхід до підбору матеріалу для ферми, що має трикутну форму. Оптимальним рішенням виявляться полегшені профільовані труби з квадратним перетином. Звідси і виходить добротна конструкція.
3. Виготовлення креслення ферми з профільованої труби з урахуванням особливостей кожної деталі. По ньому в подальшому будуть збирати всю споруду.
4. Останній етап - виконання монтажних робіт, від яких залежить надійність і тривалість експлуатаційних можливостей споруди. А для позитивного результату потрібно досконально знати, як правильно зварювати ферми з профільної труби. Читайте також: " ".

Вибір конструкції ферми з прямокутних елементів залежить від:

• довжини прольоту;
• розміщення перекриття горища;
• кута нахилу даху.

Як розрахувати ферму

Ось стандартні етапи даної процедури:

1. Вибір бажаної схеми трикутної ферми з орієнтуванням на необхідну конфігурацію. При цьому приділяється увага головної функції навісу, матеріалами для його побудови, іншим характеристикам.
2. Визначення чітких розмірів майбутньої конструкції. Наприклад, висота залежить від типу покрівлі та використовуваних матеріалів. При прольоті понад 36 метрів буде потрібно додатково прорахувати ще один параметр - будівельний підйом, який має відношення до погашати вигину - зворотному від тисків на ферму.
3. Обчислення габаритів панелей будівлі, чітко відповідні відстані між елементами конструкції, які передають навантаження в системі. Далі - визначення довжини між вузлами. Найчастіше, такий параметр вважають ідентичним ширині панелі. Читайте також: " ".

За подібною схемою, але зі своїми специфічними нюансами можна виконати розрахунок аркової ферми з профільної труби. Як орієнтир краще взяти стандартні етапи процедури.

Після визначення всіх цифрових значень для будівництва майбутньої ферми, потрібно вписати їх в формули і внести у відповідну комп'ютерну програму, яка видасть чітку схему конструкції. І лише після всіх цих дій можна зайнятися вивченням іншого, не менш серйозного справи ─ як правильно зварити ферму з профільної труби. Від професіоналізму фахівців цієї сфери залежить якість подальших монтажних робіт.