Двухскатный навес из профильной трубы чертежи

Металлические фермы – это стержневые системы, состоящие из поясов и решеток. Благодаря ребрам жесткости, такие конструкции не деформируются даже при восприятии значительных нагрузок. В зависимости от сложности формы, могут изготавливаться непосредственно на месте строительства или в условиях специализированных производств. Популярным материалом для изготовления ферменных конструкций является профильная труба квадратного или прямоугольного сечения.

Виды конструкций ферм из профильной трубы

В состав ферменной конструкции входят верхний и нижний пояса и решетка, располагаемая между ними. Составными компонентами решетки являются:

Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы
  • стойка – располагается перпендикулярно оси;
  • раскос (подкос) – устанавливается под наклоном к оси;
  • шпренгель – вспомогательный раскос.
Виды конструкций ферм из профильной трубы

Пояса ферм могут иметь различные очертания:

Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы
  • Треугольное односкатное. Для треугольной односкатной фермы из профильной трубы характерно сочетание способности выдерживать высокие нагрузки с небольшой материалоемкостью.
Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы
  • Треугольное двускатное. Такие конструкции могут устанавливаться на кровлях с большим уклоном скатов. Минусы: сложность устройства опорных узлов, большой расход материала. Конструктивный вариант – треугольные двускатные фермы из профильной трубы.
Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы
  • Сегментное. Часто применяется для сооружения кровель со светопрозрачным покрытием из сотового или монолитного поликарбоната.
Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы
  • Полигональное. Отличается сложностью монтажа. Преимущество – способность выдерживать значительные нагрузки от тяжелого настила и мощного снегового покрова. Дополнительный плюс – экономное использование профиля.
  • С параллельными поясами. Это наиболее простой и экономичный вариант, для сборки которого используются стойки и раскосы одинаковых размеров. Фермы из профильной трубы с параллельными поясами легко монтировать, благодаря унифицированной конструкции, большому количеству деталей одного размера и минимальному количеству стыков. Подходят для мягких и светопрозрачных кровель.
Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы
  • Трапециевидное. Сходно с полигональным, но имеет упрощенную схему монтажа.
  • Арочной формы с параллельными верхним и нижним поясами. Арочные фермы из профильных труб востребованы при строительстве навесов для автомобилей, теплиц, беседок.
Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы

Варианты конструкций решеток:

Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы
  • Треугольной формы. Обычно такая схема применяется в каркасах с параллельными поясами, реже – в ферменных конструкциях треугольной или трапециевидной форм.
  • Раскосного типа. Для них характерны: большая материалоемкость и сложность исполнения. Варианты – шпренгельная (с дополнительными раскосами), полураскосная.
  • Индивидуальные решения.
Виды конструкций ферм из профильной трубы

Виды конструкций ферм из профильной трубы

Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов

Напряженное состояние

Обозначение

Расчетные сопротивления, МПа, болтов классов

4.6

4.8

5.6

5.8

6.6

8.8

10.9

Срез

Rbs

150

160

190

200

230

320

400

Растяжение

Rbt

170

160

210

200

250

400

500

П р и м е ч а н и е. В таблице указаны значения расчетных сопротивлений для одноболтовых соединений.

Задаемся диаметром одного болта dб = 24 мм с площадью сечения нетто Abn = 3,52 см2 (см. табл. ).

Несущая способность одного болта на растяжение

Nb = AbnRbt = 3,52 ∙ 21 = 73,92 кН.

Необходимое число болтов

n = H1/(Nbγc) = 370,4 / (73,92 ∙ 1) = 5.

Принимаем n = 6, располагая их по ширине фланца в два ряда. Диаметр отверстия под болты dо = 27 мм.

Размещаем болты согласно требованиям (см. табл. )

Минимальное расстояние между центрами болтов

а1 = 2,5d0 = 2,5 ∙ 27 = 67,5 мм, принимаем а1 = 80 мм.

Читайте также:  Идеальный уклон водосточного желоба на 1 метр длины

Расстояние от центра болта до края элемента с = 1,5d0= 1,5 ∙ 27 ≈ 40 мм.

Расстояние между болтами

b0 = b – 2с = 200 – 2 ∙ 40 = 120 мм.

Высота фланца

а = 2а1 + 2с = 2 ∙ 80 + 2 ∙ 40 = 240 мм.

Момент при изгибе фланца определяется как в защемленной балке пролетом b0

Мфл = H1 b0 / 8 = 370,4 ∙ 12 / 8 = 555, кН∙см.

Требуемый момент сопротивления фланца

Wфл = Мфл / (Ry γc) = 555,6 / (23 ∙ 1) = 24,16 см3.

Минимальная толщина фланца

tфл =  =  = 2,46 см.

Принимаем tфл = 25 мм.

Шов крепления фланца к фасонке работает на срез и его катет определяется:

kf = H1 / (2βz lw Rwz γwz γc) = 370,4 / (2 ∙ ∙ 23 ∙ ∙ 1 ∙ 1) = 0,46 см,

где  lw = а – 1 = 24 – 1 = 23 см.

Принимаем минимальный катет шва kf  = 7 мм при полуавтоматической сварке более толстого листа tфл = 25 мм (см. табл. 22).

Последовательность работ

Сборку каркаса из металлических профилей должен проводить только специалист по сварочным работам. Это ответственное дело требует знаний и умелого обращения с инструментом. Надо не только понимать, как сварить ферму из профильной трубы. Важно, какие узлы правильнее собрать на земле, и лишь потом поднимать на опоры. Если сооружение тяжелое, для монтажа  потребоваться техника.

Обычно процесс монтажа проходит в такой последовательности:

  1. Выполняется разметка участка. Устанавливаются закладные детали, вертикальные опоры. Нередко в ямы сразу помещают металлические трубы, а потом бетонируют. Вертикальность установки проверяется отвесом. Для контроля параллельности натягивается шнур или нить между крайними стойками, остальные выставляются по полученной линии.
  2. Продольные трубы сваркой фиксируют к опорам.
  3. На земле сваривают узлы и элементы ферм. С помощью раскосов и перемычек соединяют пояса конструкции. Потом блоки следует поднять на нужную высоту. Их приваривают к продольным трубам по участкам размещения вертикальных опор. Между фермами по скату вваривают продольные перемычки для дальнейшего крепления кровельного материала. В них проделывают отверстия под крепеж.
  4. Тщательно зачищаются все соединительные участки. Особенно верхние грани каркаса, куда в дальнейшем ляжет кровля. Поверхность профилей очищается, обезжиривается, обрабатывается грунтовкой и окрашивается.

Воспользовавшись готовым проектом, вы быстрее приступите к сборке навеса

Специалисты советуют выполнять столь ответственные работы только при наличии соответствующего опыта. Мало знать в теории, как правильно сварить ферму из профильной трубы. Сделав что-то неправильно, проигнорировав нюансы, домашний мастер рискует. Навес сложится и рухнет. Пострадает все, что под ним будет – авто или люди. Поэтому возьмите знания на вооружение!

Проектирование навеса из профильной трубы

Прежде всего нужно определиться с назначением навеса, будет это просто козырёк над крыльцом или же навес над парковкой авто. При составлении проекта необходимо учесть:

  1. Размер. Это зависит от цели строительства навеса и той площади, которую он призван защищать.
  2. Кровельный материал. Его толщина влияет на нагруженность силовых элементов каркаса, а значит, и на выбор опор.
  3. Количество сезонных осадков и силу ветра. Это влияет на выбор материала для опорных элементов и кровли.
  4. Тип крепления козырька к дому.
Читайте также:  Каким должен быть минимальный уклон кровли плоской?

Для выполнения работ по изготовлению навеса понадобится следующий инструмент:

Проектирование навеса из профильной трубы
  • сварочный аппарат для дуговой или полуавтоматической сварки, электроды универсальные;
  • болгарка с отрезным и шлифовочным дисками;
  • рулетка длинной от 5 м;
  • маркер;
  • уровень, гидроуровень или лазерный нивелир;
  • шуруповёрт, свёрла;
  • гаечные ключи;
  • лопата или бур.
  • средства защиты глаз и рук.

Выбор материала

Для изготовления легковесного каркаса козырька отлично подойдут холоднокатаные или электросварные трубы квадратного сечения с толщиной стенок 2 мм, так как они обладают высокой прочностью на сжатие и изгиб, легко сопрягаются в местах сварных соединений. При изготовлении ферм лучше использовать трубы прямоугольного сечения.

Профильные трубы квадратного и прямоугольного сечения идеально подходят для изготовления опорных элементов каркаса Расчёт материала, требуемого для изготовления навеса, задача нетрудная. Достаточно определиться с размерами будущего козырька, затем начертить чертёж. Основываясь на нём необходимо подсчитать общую длину профильной трубы с учётом ширины реза диска.

На эскизе необходимо указать все размеры

Проектирование навеса из профильной трубы

В случае строительства навеса для авто и места отдыха, нужно учитывать, что придётся добавлять вертикальные опоры и проводить монтаж закладных в фундаменте.

Изометрический чертёж-схема с размерами навеса для зоны отдыха поможет в будущем строительстве

Несмотря на наличие готовых чертежей, постройку любого навеса из профильной трубы необходимо начинать с проектирования. Это позволит увидеть внешний вид сооружения до его возведения, провести расчеты стоимости, требуемого материала, подготовить инструмент и проверить прочность постройки.

В качестве альтернативы гаражу можно возвести односкатный или двускатный навес. Более изысканно выглядит арочный, но он сложнее в изготовлении. Рассматривают как отдельно стоящие конструкции, так и примыкающие к зданию.

Выбор материала

Проектирование навеса из профильной трубы

На опоры приходится основной вес конструкции, а на крышу оказывает давление снег и порывы ветра. Навес на одну машину имеет стандартные габариты 6х4 метра. На такую площадь достаточно 6-8 опор. Под конструкцию подходит профильная труба с толщиной стенок 2 миллиметра. Ее достаточно, чтобы избежать деформации изделия.

Для изготовления навеса потребуется:

  • профиль квадратного сечения размером 5-10 сантиметров. Оптимальный вариант 60х60 или 80х80 миллиметров. Необходим под вертикальные опоры;
  • профильная труба прямоугольного сечения 40х20 миллиметров для изготовления ферм – дополнительная конструкция, распределяющая вес крыши на опоры.

Кроме труб, нужен кровельный материал и крепеж: хомуты, специальные болты. Для подготовки фундамента используют цементно-песчаную смесь.

Проектирование навеса из профильной трубы

Основные этапы работ по изготовлению и монтажу ферм из профильных труб

Осуществлять заготовительные, сборочные и монтажные работы должны специалисты, обладающие соответствующими знаниями, навыками и инструментом. Важно определить, какие работы можно производить внизу, а какие – после подъема стержневой конструкции на место установки, понадобится ли специальная строительная техника.

Процесс монтажа ферм из профильных труб при сооружении навеса и других каркасных конструкций включает следующие мероприятия:

  • Расчистка, выравнивание и разметка участка.
  • Установка металлических вертикальных опор с заглублением и бетонированием.
  • Прихватка и последующая приварка поперечных связей.
  • Сборка и сварка заготовок ферм из профильных труб по заранее намеченной схеме.
  • Подъем собранных ферменных блоков на место установки.
  • Приварка к установленным блокам перемычек с отверстиями, предназначенными для крепления кровельного материала.
  • Зачистка сварных швов, особенно – на верхних гранях каркаса.
  • Обезжиривание элементов металлоконструкции. При использовании неоцинкованного профиля его поверхность грунтуют и окрашивают, что позволяет существенно продлить эксплуатационный период.
Читайте также:  Виды мягкой кровли, их достоинства и недостатки

Конструкции ферм из профильной трубы ↑

В основе деления этих конструкций на конкретные виды лежат разные параметры. Начнем с главного –

  • опоры, компоненты которой расположены в единой плоскости;
  • висячие, в их состав входят два пояса, по расположению их называют соответственно нижним, верхним.
  • Форма и контуры
Конструкции ферм из профильной трубы ↑

По первому параметру различают:

  • арочные фермы из профильной трубы,
  • бывают и прямыми;
  • односкатные либо двухскатные.

В соответствии с контуром различают:

  • имеющие параллельный пояс. Это оптимальный вариант для обустройства мягкой кровли. Такая опора собирается очень просто, поскольку ее компонентами являются идентичные детали и, что немаловажно, размеры решетки совпадают с размерами стержней для пояса;
  • односкатные. Отличаются жесткими узлами, которые позволяют воспринять значительные внешние нагрузки. На их сооружение уходит небольшое количество материала, поэтому эти конструкции достаточно экономичны;
  • полигональные. Хотя они в состоянии выдерживать большой вес, однако, их монтаж трудоемок и довольно сложен;
  • треугольные. Они практически незаменимы при устройстве крыш с большим углом наклона. Единственный их минус в большом количестве отходов при сооружении.
Конструкции ферм из профильной трубы ↑
  • Угол наклона. Типовые фермы из профильной трубы делят на три группы:
  • 22°- 30°. Высота и длина металлоконструкции в этом случае соотносятся, как один к пяти. Это оптимальный вариант для перекрытия небольших пролетов в бытовом строительстве. Главным их преимуществом является небольшой вес. Больше всего для подобного аналога подходят треугольные.

Для пролетов, имеющих длину более 14 м используют раскосы, которые устанавливаются сверху вниз. По верхнему поясу располагают панель (порядка 150 – 250 см в длину). Таким образом, при этих исходных данных мы имеем конструкцию, включающую два пояса. Количество панелей при этом четное.

Если пролет превышает 20 м, то возникает необходимость в подстропильной металлоконструкции, связанной опорными колоннами.

  • 15°- 22°. Соотношение высоты и длины в этом случае равно один к семи. Наибольшая допустимая длина под подобный каркас составляет 20 м. Если по условиям эксплуатации необходимо увеличить ее высоту, то нижний пояс выполняют ломаным.
  • меньше 15°. В подобный проектах рекомендуется использовать трапециевидные металлические стропила. Наличие в них коротких стоек способствует увеличению противодействия продольному изгибу.
Конструкции ферм из профильной трубы ↑

Высоты определяют через деление длины пролета на семь, восемь либо девять частей, взяв за основу особенности заданной конструкции.

Как сделать фермы из профильной трубы – варианты конструкции, выбор материала

В разных отраслях строительства нередко применяются фермы из профильной трубы. Такие фермы конструктивно представляют собой металлоконструкции, состоящие из отдельных стержней и имеющие решетчатую форму. От конструкций из цельных балок фермы отличаются меньшей стоимостью и большей трудоемкостью. Для соединения профильных труб может использоваться как сварной метод, так и заклепки.

Как сделать фермы из профильной трубы – варианты конструкции, выбор материала

Металлические профильные фермы подходят для создания любых пролетов, независимо от их длины – но чтобы это было возможно, конструкцию перед сборкой необходимо рассчитать с предельной точностью. Если расчет металлической фермы был верным, а все работы по сборке металлоконструкций проведены правильно, то готовую ферму останется лишь поднять и установить на заготовленную обвязку.