Расчет фермы из стальной профильной трубы

Механизм расчета и создания чертежа фермы из профильной трубы производится в несколько важнейших этапов:

1. Начальный этап — расчет длины ангара (гаража, сарая – помещения, строительство которого планируется). От данного показателя будет зависеть высота металлоконструкции. В свою очередь, длина конструкции напрямую зависит от угла наклона кровли.

2. Далее выбираются контуры поясов профиля. На выбор будут влиять тип назначения ангара, разновидность перекрытия кровли и угол ее наклона.

3. Теперь, когда известны все габариты металлоконструкции, следует определиться с тем, будет ли возможность транспортировки фермы на объект, если строительство производится на строительной площадке.

4. Необходимо предусмотреть наличие строительного подъема кровли, если длина ангара находится в диапазоне 12-36 м.

5. Рассчитайте габариты панелей. Расчет основывается на показателе нагрузок, постоянно или периодически воздействующих на строение. Если ферма будет треугольной формы, номинальный угол наклона составит 45 градусов.

6. Определяются расстояния между всеми узлами, составляется чертеж фермы из профильной трубы на основании проведенных измерений и вычислений.

Полезный совет! Для более точных расчетов постройки арочного ангара из профильной трубы рекомендуется использовать строительный калькулятор. Вообще проведение подобных вычислений вручную сейчас – большая редкость, претензионную точность расчетов можно получить, пользуясь специальными программами для архитекторов и строителей на ПК.

Чертеж фермы можно создать ручную или при помощи компьютерной программы

Проведение расчета арочной фермы из профильной трубы

Рассмотрим конкретный пример расчета для арочного навеса. Параметры предполагаемого сооружения будут следующими: фермы расположены с шагом 1,05 м, нагрузки будут сосредотачиваться в узловых участках. Высота арки в нашем случае не должна превышать 3 метров. Рекомендованной высотой фермы будет 1,5 м – такой параметр считается более привлекательными и с эстетической точки зрения, и из соображений прочности. Между опорами берется пролет 6 м (L), стрела нижнего уровня – 1,3 м (f). Окружность в нижнем ярусе будет иметь радиус 4,1 м (r). Угол между радиусами будет составлять α=105.9776°.

Длина профиля из нижнего пояса рассчитывается по формуле:

mн = π*Ra/180.

В ней: mн – величина профиля нижнего пояса; R – радиус окружности; A – угол между радиусами; π – постоянная.

В итоге:

mн = 3,14 х 4,1 х 106 / 180 = 7,58 (м).

Шаг между узлами конструкции в участках нижнего пояса должен составлять 55,1 см, в то время как шаги между крайними участками рассчитываются индивидуально. Для упрощения монтажа показатель можно округлить до 55 см, но увеличивать шаг не стоит.

Расчет навеса мелких габаритов допускает количество пролетов в районе 8-16. Для минимального количества длина стержней будет составлять 95,1 см при шаге меж поясами в районе 87-90 см. Для максимального числа пролетов шаг составит 40-45 см.

Требования к расчету профильной трубы для строительства фермы

При выборе изделий профильного проката, в особенности для крупногабаритных навесов, стоит руководствоваться данными, предоставленными СНиП:

· 07-85 – данные о взаимодействии снеговых нагрузок и веса остальных конструктивных деталей сооружения;

· П-23-81 – алгоритм работы с профилированными стальными изделиями.

Пристенный навес также несет нагрузки, и его проектирование тоже нужно производить с учетом снежного покрова в зимнее время

Данные из представленных положений помогут быстрее сориентироваться в выборе типа фермы, угла наклона кровли и сечения, размера профильной трубы для стоек постройки.

Важно! Влиять на выбор также будет местоположение региона, количество выпадающих осадков на протяжении зимнего периода.

Рассмотрим следующий пример: планируется постройка пристенного навеса с габаритами 4,7х9 метров. Его передний край опирается на стойки, а задняя часть крепится к внешней стене дома. Сооружение будет возводиться в южном регионе, например, в Краснодарском крае. Информацию о снеговой нагрузке для каждого региона можно найти в сети Интернет, в нашем случае она будет составлять 84кг/м2. Оптимальным углом наклона кровли для навеса такого габарита будет всего 8 градусов.

Одна стойка высотой в 2,2 метра имеет вес в 150 кг, а ее вертикальная нагрузка приблизится к 1,1 тоннам. Трубы профильные круглого (овального) сечения для данных целей не подойдут, минимальные показатели для профильной квадратной трубы – сечение 45 мм и толщина стенки 4 мм. Но если несколько модернизировать конструкцию, введя в нее два параллельных пояса с косой решеткой, для них можно взять профиль с сечением 25 мм и толщиной стенки 3 мм. При высоте фермы из профильной трубы в 40 см для поясов следует применить квадратные профтрубы с показателями 35 мм и 4 мм соответственно.

Для простоты расчета фермы из профильной трубы для навеса можно воспользоваться таблицей соответствия сечения и толщин стенок из ГОСТ 30245.

Таблица 1

Замкн. про- филь прямо- уг. сечения

Замкн. про- филь квадр. сечения

Показатели толщины стенок

1

1,5

1,8

2

2,5

3

3,5

4

5

5,5

7

8

9

10

12

12,5

14

16

—

15

+

—

20

+

+

+

40х20

25 30

+

+

40х25

—

+

+

+

60х30 и 60х40

40 50

+

+

+

+

80х40

—

+

+

+

—

60

+

+

+

+

+

+

+

—

80

+

+

+

+

+

120х80

90

+

+

+

+

+

+

140х120 150х100

100 120

+

+

+

+

+

+

+

+

160х140 180х120 180х140 240х120

140 150 160 180

+

+

+

+

+

+

+

150х130, 160х120, 180х100

—

+

+

+

+

+

+

+

+

240х150 250х140

200 220

+

+

+

+

+

+

300х100

—

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

260х240 300х200

250 300

+

+

+

+

+

+

+

+

Чтобы конструкция не разрушалась под действием коррозии, для ее основы нужно выбирать трубы из легированной стали

Металлические трубы для строительства арочного навеса стоит приобретать высококачественные, желательно из легированной стали. В сплаве должно быть большое количество углеродов – это создает достаточную защиту металлу от воздействий природных факторов и окружающей среды.

Рекомендацию по расчету металлической фермы из профильной трубы

В проектировании ферм есть некоторые тонкости:

· Для принудительного облегчения веса конструкции возможна постройка ангара с дополнительными решетками (в том случае, есть уклон кровли взят минимальный);

· чтобы облегчить кровлю со средним уклоном, используются ломаные нижние пояса;

· расстояние между отдельными фермами не превышает 175 см.

При изготовлении и сварке ферм металлических из профильной трубы следует придерживаться следующих правил:

1. Соединение элементов ангара производится при помощи прихваток и спаренных уголков.

2. Детали нижнего пояса свариваются равносторонними уголками.

3. Каркас ферм в верхних поясах соединяется двутавровыми уголками. Их стороны должны иметь разную длину, а стык производится по меньшей стороне.

4. Для распределения нагрузок применяются швеллеры парного типа и накладные пластины, сваривающиеся между собой. Такой метод соединения используется при необходимости увеличить длину навеса.

5. При проведении работ строго контролируется качество каждого сварного шва. По окончанию процесса сварки каждый шов следует зачистить.

6. При необходимости можно осуществить окрашивание навеса антикоррозийной краской. Легированные стали не требуют дополнительной покраски.

Фермы из профильной трубы являются оптимальной основой для объектов бытового и коммерческого назначения. Расчет ангара трудоемок, он должен производиться специалистом, только в таком случае можно получить надежную схему будущей конструкции.