Расчет арочного навеса из профильной трубы

Стальные фермы в качестве стержневых систем состоят из поясов и решеток. За счет ребер жесткости данные сооружения не поддаются деформации даже при огромных нагрузках. На определение места возведения конструкции влияет сложность конфигурации. Это может быть специализированное производство или сама территория строительства. Популярный материал для создания ферм – профильный трубный металлопрокат квадратной или прямоугольной формы.

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!

Расчет ферм для односкатного навеса

Односкатный навес один из наиболее часто встречающихся видов подобных конструкций, которые строят своими руками и применяемых для временного хранения техники и других нужд. Стандартные размеры навеса, как правило, имеют размеры6 ширина 4 метра, длина 6 метров.  Стандартные ширина плит поликарбоната 2,1 м.

Расположение ферм под плитами поликарбоната будет следующим: в середине и под краем листа. Ферма для навеса, как уже говорилось выше, будет изготовлена из квадратной профильной трубы из металлопрофиля сечением 30 мм. Длина верней трубы будет 4000 мм, нижней — 3200 мм. Квадратные трубы, играющие роль распорок должны иметь сечение 20 мм. Их соединяют с верней и нижней трубами в виде зигзага, под углом равным 25°. Далее фермы соединяются своими руками между собой, их приваривают к направляющим, изготовленным из квадратного профиля, сечение которого равно 30 мм.

Небольшое количество ферм можно соединить внизу и затем поднять наверх. Это достаточно легко сделать, но для более тяжелых конструкций придется привлечь дополнительную технику и прибегнуть к помощи третьих лиц.

Почему стоит сооружать ферму из металлических труб?

Если требуется изготовление действительно надежной, безопасной и долговечной навесной конструкции, то ферма из металлических труб станет самым верным решением.

Почему стоит сооружать ферму из металлических труб?

Такие изделия обладают множеством важных преимуществ:

Почему стоит сооружать ферму из металлических труб?
  • Хорошие показатели устойчивости, которые позволят навесу не деформироваться и не повредиться даже в случаях значительных внешних нагрузок.
  • Облегченный вес, что обуславливается наличием внутри профилированных труб воздушной полости.
  • Доступная стоимость конечного изделия, так как в процессе создания таких навесов используются полые металлические трубы.
Почему стоит сооружать ферму из металлических труб?
  • Уникальная возможность создавать даже самые сложные конструкции, без значительных временных и физических затратах.
  • Если расчет фермы из профильной трубы был выполнен правильно, то сделать ее можно будет даже самостоятельно.
  • Высокая прочность, а также длительные эксплуатационные возможности.
Почему стоит сооружать ферму из металлических труб?

Ферма – основа многих зданий

Для строительства больших и малых промышленных помещений и зданий, а также мостов, вышек и мачт, широко используют металлические (чаще стальные) сварные фермы. Это и неудивительно. Ведь применение высококачественного материала в совокупности с правильным подходом к проектированию позволяет фермам быть одними из самых прочных конструкций, несмотря на малый расход металла.

Читайте также:  Опилки как утеплитель: плюсы утепление потолка

Изготовление фермы происходит посредством сварки разрозненных стальных конструкций (швеллеров, уголков, косынок) в единое целое. Это соединение происходит по заранее утвержденному чертежу. Подготовленные элементы собирают на стеллажах и в стапелях. Далее их скрепляют сварными швами, чтобы получить ферму.

Для фиксации отдельных изделий на стеллаже применяют дополнительные устройства: магнитные фиксаторы, зажимы, прихваты и прочее. С их помощью конструкция фермы приобретает необходимую геометрическую форму. После сборки и фиксации ее снимают со стеллажа вместе с магнитными фиксаторами и прихватами. Окончательную проварку швов производят вне стеллажа, который уже используют для сборки следующей фермы.

Необходимо внимательно относится к технологии процесса. Сварку фермы обязательно необходимо производить в четком соответствии с утвержденным порядком и согласно чертежам. Это позволит избежать нежелательных короблений, а, следовательно, и повреждений всей конструкции и значительного снижения ее обще прочности.

Любой процесс складывается из нескольких основных этапов. Сварка не является исключением. Ее можно разделить на три главные части, которые являются необходимыми к исполнению: подготовка материала и сварочного аппарата, непосредственно сварка и, в конце, проверка на качество. Для каждого этапа характерны свои задачи, качественное выполнение которых гарантирует надежность всего итогового изделия.

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

Читайте также:  Делаем фундамент под теплицу из поликарбоната

Расчет количества материала для арочного навеса

Посчитать количество кровельного материала для арочного навеса сложнее, чем для обычного укрытия с односкатной или двускатной крышей. Для таких кровель расчет материала начинают с вычисления площади ската. Для арочной крыши это не первый этап — сначала ее нужно «развернуть» на плоскость, чтобы получился прямоугольник, площадь которого нас и интересует. Одна сторона этого прямоугольника известна — это длина навеса. Вторая сторона — это длина дуги арки, и ее нужно рассчитать.

Если арочная кровля — часть окружности, то рассчитать дугу арки для навеса можно по формуле:

где:

L — длина дуги, м;

α — угол сегмента, рад;

R — радиус окружности, м.

Обычно угол сегмента и радиус окружности неизвестен. Зато можно напрямую измерить высоту арки h и хордуl — ширину навеса. Тогда:

Сложновато выглядит, не правда ли? Особенно пугающе смотрится арксинус, с которым и ученики выпускных классов не так часто встречаются. Поэтому мы решили облегчить вам задачу и сделали онлайн-калькулятор, который за вас рассчитает длину дуги арки для навеса:

Онлайн-калькулятор для расчета длины дуги арочного навеса

Ширина навеса: м Высота арки: м

Просто введите высоту арки и ее ширину и нажмите на кнопку «Рассчитать», а остальное программа сделает за вас. Калькулятор считает только простые арки, высота которых меньше или равна половине ширины. Если у вас арочный навес с вертикальными участками по бокам, то считайте длину самой арки и длину этих стенок отдельно.

Теперь наконец, о непосредственном расчете материала на арочный навес из металлопрофиля. Рассчитанную длину дуги нужно умножить на длину навеса. Так мы получим площадь поверхности навеса, которую и будем застилать кровельным материалом. Дальше ее просто нужно разделить на полезную площадь листа выбранной марки профнастила. В отличие от полной площади, которую получают простым перемножением ширины листа на его длину, для расчета полезной площади используют размеры с учетом боковых нахлестов. Но если будут еще и поперечные нахлесты, то количество материала нужно будет увеличить на 15%.

Пример

Продолжим расчеты. Ширина нашего навеса — 4 м, высота арки — 1 м, следовательно, длина дуги равна 4,64 м. При длине навеса 6 м площадь поверхности кровли будет равна 4,64×6=27,84 м. Допустим, для перекрытия навеса будет использоваться профнастил С21. Длину листа берем с небольшим запасом — 4,7 м. Поскольку полезная ширина выбранной марки профнастила ровно 1 м, для навеса понадобится 6 таких листов.

Количество профильных труб для навеса зависит от проекта. Как правило, это:

  • 4–6 опорных труб 80×80 или 100×100 мм;
  • профиль 40×40 мм для дуг по одной штуке на каждый метр длины навеса;
  • профиль 60×30 мм или 40×40 мм для раскосов и боковых ферм.

Советуем считать профильные трубы в штуках, а не в метрах — так меньше вероятность ошибиться. Кроме того, при заказе готового комплекта профилей, вам не нужно будет тратить время на разметку труб и самостоятельную резку. Нужно будет просто собрать каркас навеса как конструктор.

Наверх ↑

Тип фермы в зависимости от уклона кровли

Конструктивный вариант, в основном, определяется в зависимости от уклона ската кровли:

Тип фермы в зависимости от уклона кровли
  • 22-30°. Для возведения скатов, имеющих значительный уклон, практически всегда используют ферменные конструкции треугольной формы. Их высота / длина пролета делится на 5;
  • 15-22°. Высота считается как равная длине пролета и разделится на 7. Чтобы можно было увеличить высоту фермы применяют конструкции с ломаным поясом внизу.
  • До 15°. Как правило, используют трапециевидные каркасы с треугольной решеткой. Высота фермы здесь вычисляется делением длины пролета на число 7-9.
Читайте также:  Как правильно крепить поликарбонат на теплицу. Тонкости монтажа

Выбор фермы, в зависимости от уклона ската

Выбор конструктивного варианта во многом определяется уклоном ската:

  • 22-30°. Для формирования скатов со значительным уклоном обычно используются треугольные фермы. Их высоту – длина пролета, разделенная на 5.
  • 15-22°. Высота принимается равной длине пролета, разделенной на 7. Для возможности увеличения высоты ферменной конструкции используют варианты с ломаным нижним поясом.
  • До 15°. Обычно применяют каркасы трапециевидной формы с решеткой треугольной конфигурации. Высота ферменного блока в таких случаях определяется делением длины пролета на число, находящееся в диапазоне от 7 до 9.

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами:

  • контуры, размер и форма будущей крыши;
  • материал изготовления верхнего и нижнего пояса фермы, а также ее решетки;
  • угол наклона и планируемая нагрузка.

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Строят фермы из профильной трубы таких видов сечений: прямоугольного или квадратного. Таковые выпускаются разного размера сечения и диаметра, с разной толщиной стенок:

  • Мы рекомендуем те, которые специально продаются для малогабаритных построек: такие идут до 4,5 метров длиной и имеют сечение 40х20х2 мм.
  • Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
  • Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, для которые предназначены только для сварок стоек и каркасов – здесь другие характеристики. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать такие фермы самостоятельно, тогда берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям. Но если ферму вы будете изготавливать всего-то для козырька, тогда можете отдать предпочтение более бюджетному варианту.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля (в плане нагрузки на него) имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом самостоятельно, даже под заказ в любом городе России.

Рекомендации по правильному выбору и изготовлению металлоконструкций трубчатого типа ↑

Рекомендации по правильному выбору и изготовлению металлоконструкций трубчатого типа ↑
    Выбирая типоразмер желательно остановить свой выбор на прямоугольных или квадратных изделиях, поскольку имеющиеся два ребра жесткости обеспечат готовой металлоконструкции наибольшую устойчивость. Используйте исключительно качественные изделия из высокоуглеродистой легированной стали, которая не корродирует и устойчива к агрессивным воздействиям внешней среды. Толщину стенок и диаметр подбирают в соответствии с заложенными в проекте. Таким образом будет обеспечена требуемая несущая способность металлических стропил. Для соединения основных компонентов фермы друг к другу используют прихватки и спаренные уголки. В верхнем поясе для смыкания каркаса необходимы разносторонние двутавровые уголки, причем стыковку выполняют по меньшей стороне. Для сопряжения деталей нижнего пояса применяют равносторонние уголки. Основные части длинных конструкций соединяют посредством накладных пластин.