Производство металлических ферм с установкой

Особенности использования металлических ферм

При строительстве часто используются фермы различных видов. Долгое время их делали из деревянных брусьев и досок. Однако металлические конструкции имеют перед ними существенные преимущества:

  1. Если имеют место механические нагрузки, то это не приводит к деформации. 
  2. Из-за того, что металлические фермы полые, они имеют относительно небольшой вес. 
  3. Тот, кто строит частный жилой дом, может позволить себе купить такую конструкцию. 
  4. Использование металлических частей даёт возможность создавать фермы, имеющие сложную конфигурацию. При этом не происходит потери прочности. 
  5. В отличие от деревянных конструкций, металлические — не являются пожароопасными. 
  6. Нет опасности — пострадать от грибка или насекомых. 

Металлические фермы являются прочными, надёжными и долговечными. Они менее массивны по сравнению с деревянными конструкциями. Но при этом способны выдерживать более значительные нагрузки.  

Объемные фермы из металлоконструкций бывают различных видов:

  • Односкатные и двускатные.
  • Многоугольные.
  • Треугольные.
  • С параллельными поясами.

Принимающие на себя ответственность за 9-30 метров, пролеты ферм из металлоконструкций также определяют и по другим характеристикам:

  • Очертания верхнего пояса (описано выше).
  • Количество панелей.
  • Величина возможной нагрузки.

Производство металлических ферм с установкой

Металлические фермы из металлоконструкций и прогоны активно используют в возведении таких сооружений:

  1. Промышленные здания больших размеров.
  2. Здания и сооружения сельскохозяйственного направления.
  3. Торговые здания.
  4. Ангары, в том числе и авиационные.

Как видно, список широк, а это значит, что фермы из металлоконструкций и прогоны могут приобретать самые разные формы, которых потребует архитектура. Также металлические фермы и прогоны классифицируют и по статической схеме. Тут они бывают балочными и рамными, винтовыми и арочными.

Прогоны из металла предназначены для того, чтобы осуществлять крепление кровельных и стеновых конструкций к каркасу. Также прогоны воспринимают все ветровые, снеговые и прочие нагрузки, идущие от вышеперечисленных конструкций. Прогоны могут быть сплошными и решетчатыми – в этом также принципиальное их различие. Первые тяжелее, но проще в изготовлении и монтаже, к тому же, их можно использовать при шаге ферм, начинающимся с 6 метров.

Сплошные прогоны из металла изготавливают из прокатного швеллера, и зредка используют двутавры, гнутые профили с Z-образным, С-образным либо швеллерным сечением. Если длина прогона начинается с девяти метров, то используют решетчатую технологию изготовления. Ее преимуществом считается возможность применения практически любого материала. Прогоны, как и фермы, предназначены для того, чтобы крепить к зданиям ограждающие и другие конструкции.

Цены на металлические фермы

Наименование конструкций и эскиз

Пролет L, м

Высота Н, м

Грузоподъемность крана

Условия эксплуатации

Серия

Фермы, высота пониженная

От 19 до 25

2,3

стандартные

вып. 2

Фермы подстропильные  

13, 19, 25

3,10

стандартные

1.460.2-10/88 вып. 1

Фермы с применением широкополочных тавров в поясах

От 19 до 25

2,20

стандартные

ЦНИИПСК 1.460.3-21 вып. 1

Подстропильные фермы  

13

2,80

стандартные

ЦНИИПСК 1.460.3-21 вып. 1

Прогоны стальные решетчатые  

15

Под профнастил t = -40°С и выше

ЦНИИПСК 1.462.3-17

Покрытие по фермам из труб прямоугольного сечения (специализированная поточная линия Молодеченского завода МК)  

19, 24, 33

2,1

Q < 5

I-V ветровые и снеговые районы t = -40 °C и выше

1.460.3-14 ЦНИИПСК Ленинградского отделения вып. 1

Ферма подстропильная  

16

1,78  

стандартные

вып. 2

Компания предлагает отличный ассортимент металлоизделий и конструкций из них, собственное производство сэндвич панелей (стеновых, кровельных, угловых). Мы выполним комплекс работ «под ключ»: расчет, проектирование, изготовление и монтаж.

ФЗМК предлагает изготовление ферм и прогонов любого типа, как типовых, так и по эскизам и чертежам заказчика. Вам достаточно лишь позвонит по одному из телефонов – 7 (495) 126-5103, 7 (495) 126-5103 – и сотрудники компании дадут исчерпывающую информацию по поводу металлоконструкций. Сотрудничая с нами, вы получаете гарантии качества и соблюдения сроков!

Выбор конструкции ферм навесов из профильной трубы, козырьков, стропильных систем под кровлей зависит от расчетных эксплуатационных нагрузок. По количеству поясов различаются:

  • опоры, составные части которой формируют одну плоскость;
  • подвесные конструкции, в состав которых входит верхний и нижний пояс.

В строительстве можно использовать фермы с различным контуром:

  • с параллельным поясом (самый простой и экономичный вариант, собирается из идентичных элементов);
  • односкатные треугольные (каждый опорный узел характеризуется повышенной жесткостью, за счет чего конструкция выдерживает серьезные внешние нагрузки, материалоемкость ферм небольшая);
  • полигональные (выдерживают нагрузки от тяжелого настила, но сложны в монтаже);
  • трапецеидальные (схожи по характеристикам с полигональными фермами, но этот вариант более простой по конструкции);
  • двухскатные треугольные (применяются для устройства крыши с крутыми скатами, характеризуются большой материалоемкостью, при монтаже много отходов);
  • сегментные (подходят для сооружений со светопрозрачной кровлей из поликарбоната, монтаж усложнен из-за необходимости изготавливать дугообразные элементы с идеальной геометрией для равномерного распределения нагрузок).
виды поясов ферм
Очертания поясов ферм

В соответствии с величиной угла наклона типовые фермы подразделяют на следующие виды:

  1. Угол от 22 до 30 градусов. Металлоконструкция из профильной трубы для навеса или иной кровельной конструкции имеет соотношение высоты к длине как 1:5.
    • для пролетов малой и средней длины чаще всего используют треугольные фермы из труб небольшого сечения – они легкие и при этом жесткие;
    • при длине пролета свыше 14 метров, применяют раскосы, установленные сверху вниз, а по верхнему поясу крепят панель длиной 150-250 см, чтобы получить двухпоясную конструкцию с четным количеством панелей;
    • для пролетов длиной более 20 метров, чтобы исключить прогиб фермы, требуется установка подстропильной конструкции, связанной опорными колоннами.
  2. Отдельно стоит рассмотреть ферму Полонсо, которая выполнена в виде двух треугольных систем, соединенных между собой через затяжку. Это дает возможность не монтировать длинные раскосы в средних панелях, за счет чего заметно снижается общий вес конструкции.
    стропила Полонсо
    Стропила Полонсо
  3. Угол от 15 до 22 градусов. Высота и длина типовой фермы соотносятся как 1:7. Конструкция применяется для перекрытия пролетов длиной до 20 метров. При увеличении высоты конструкции относительно указанных пропорций, правила требуют сделать нижний пояс ломаным.
  4. Угол менее 15 градусов. Лучше, если применяемый каркас для крыши постройки или для навесов состоит из трапециевидных металлоконструкций. Фермы металлические сварные данной формы в своем составе имеют короткие стойки, за счет которых конструкция противостоит продольному изгибу. Металлоконструкции из труб, предназначенные для односкатных кровель с углом наклона от 6 до 10 градусов, должны быть асимметричными. Чтобы определить их высоту, длину пролета делят на 7, 8 или 9 в зависимости от особенностей проекта.

Металлическая ферма представляет собой систему сборного или сварного типа, изготовленную из профильных труб и жестких узлов крепления, благодаря которым она сохраняет свои геометрические формы под воздействием рассчитанных нагрузок.

Конструкция состоит из:

  • верхнего и нижнего пояса, выполняющих функции каркаса;
  • решетки, связывающей оба уровня и состоящей из стойки в виде трубы, смонтированной перпендикулярно к оси (поясу); раскосов, присоединенных под углом к верхнему и нижнему уровням; шпренгеля вспомогательного раскоса.

Точку схождения несколько стержней называют узлом. Здесь трубы соединяются фасонкой – металлическим листом. Панелью фермы  называют расстояние между двумя соседними узлами, а промежуток между стропильными опорами называется пролетом.

Разновидности ферм

Использование таких конструкций широко распространено. При этом для разных целей применяются различные типы металлических ферм.

Обычно используются следующие типы таких конструкций: 

  • Параллельные являются наиболее простыми с точки зрения их устройства. Они состоят из нескольких одинаковых деталей. 
  • Арочные конструкции имеют типовое строение. Они состоят из внутренней и внешней арочных поверхностей, соединёнными между собой при помощи большого количества рёбер жёсткости. Такие конструкции могут иметь различный радиус арки. 
  • Треугольные металлические системы иногда представляют собой односкатную металлическую конструкцию. Они, например, могут применяться для устройства односкатной крыши. Применяются также треугольные двухскатные варианты. Их обычно используют для крыш, в которых поверхности по отношению друг к другу находятся под острым углом.  

Материалы для производства ферм

Для производства строительных металлических ферм используются различные материалы, каждый из которых имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Металлические круглые и профильные трубы являются наиболее распространенными материалами для изготовления различных видов ферм.

Тавровый прокат и швеллер подходит для кровель, рассчитанных на особые нагрузки, но при этом используется крайне редко, так как фермы из такого материала будут значительно утяжелять каркас. Уголок в большинстве случаев идет для изготовления конструкций временного назначения или небольших хозяйственных построек.

Виды труб, из которых изготавливается конструкция

Существует несколько типов труб, из которых создаются единые каркасные сооружения. Их форма может влиять не только на общий вид и форму металлической фермы, но и иметь различные характеристики в максимальном весовом давлении. Существуют следующие формы труб:

  • Ровная квадратная труба с равными четырьмя сторонам;
  • Полностью круглая форма труб;
  • Прямоугольные трубы;
  • Овальные трубы. Они обычно имеют более дорогостоящую цену, однако по некоторым свойствам оправдывают ее.

Существуют также различия в параметрах   самих труб, включающие толщину металла и диаметр внутреннего отверстия. Следовательно, чем выше площадь создаваемой конструкции, тем больше необходим внутренний диаметр. Минимальный показатель в 4 x 2 x 0,2 сантиметра создается для небольших по площади металлических ферм.

Технология их соединения также может быть различной. В начале указывался один из типов — фасонками. Однако основные элементы свариваются холодной или горячей сваркой.

Строение фермы

Типовые конструкции состоят из следующих узлов:

  • У каждой структуры имеется верхняя и нижняя поверхность. Их называют верхним и нижним поясами. 
  • Эти поверхности укреплены решётками, которые связывают их друг с другом. 
  • Перпендикулярно поясам предусмотрены рёбра жёсткости, называющиеся стойками. 
  • Раскосы – это рёбра жёсткости, которые расположены под углом к поверхности. Они придают конструкции жёсткость. 
  • Шпренгеля – это специальные виды раскосов, которые играют вспомогательную роль.  

Изготовление стропильных ферм

Строительная металлическая ферма представляет собой треугольную конструкцию, в которой в одну плоскость соединяются различные элементы: строила, стойки, подкосы.

При изготовлении стропильных ферм тип и угол наклона определяется с учетом вида кровли. Оптимальная форма изготовления ферм – это треугольник с углом наклона 25-30 градусов.

Учитывая высокую ответственность конструкций, к изготовлению ферм предъявляются высокие требования. Производство строительных ферм в нашей компании осуществляется со строгим соблюдением ГОСТ 23118-99, ГОСТ 23119-78, ГОСТ 27579-88.

Производство металлических ферм с установкой

Сварка элементов фермы производится с применением современных автоматизированных сварочных аппаратов, обеспечивающих получение идеальных швов с точностью до миллиметра. Готовую конструкцию обрабатывают антикоррозийным составом, соответствующим 5 классу покрытия.

Расчет любой треугольной металлической фермы производится с учетом угла наклона и ширины пролета. В зависимости от поставленных задач и на основании имеющихся параметров, определяется оптимальный вид фермы и сечение несущих труб.

Наиболее популярными и распространенными видами стропильных металлических ферм являются конструкции, включающие:

  • треугольник на специальных лобовых врубках;
  • треугольник на просчитанных стропильных врубках;
  • многоугольник для больших пролетов и при внушительных внешних нагрузках;
  • 5-угольник, дополненный для увеличения жесткости специальными ребрами.

Изготовление металлических ферм производится при точном соблюдении технологии.

Разнообразие конструктивных решений дает возможность выбирать оптимальные металлические фермы для реализации конкретных проектов с их особенностями. Продукцию от «Fire-Steel» отличает безупречное качество.

Изготовление металлических ферм это наша работа! Наша компания не только занимается производством треугольных металлических ферм для любого объекта, но и предоставляет услуги по их монтажу с привлечением высококвалифицированных, опытных специалистов и необходимого оборудования. Мы приглашаем к сотрудничеству на выгодных условиях!

Как проектировать ферму

Использование металлических ферм в строительстве считается очень эффективным. Это связано со следующим. У этих конструкций высокая прочность, отличные эксплуатационные качества, относительно низкая стоимость по сравнению с использованием альтернативных вариантов, способность не деформироваться даже в случае наличия высоких нагрузок.

Вместе со строительными фермами используют кровельные материалы любых типов, учитывая, что такие конструкции способны их легко выдержать.
 

Общие принципы

При проведении проектирования необходимо учитывать следующее:

  • Рациональная форма конструкции не только способна обеспечить его прочность, но и способствует экономии затраченных средств.  

Основы расчета

Для определения параметров фермы из профильной трубы необходимо предварительно определить необходимую длину и ширину конструкции. Высота будет зависеть от угла между поверхностями. Обычно её величина составляет от 1/4 до 1/5 от длины.

В треугольных конструкциях применяют угол от 35 до 50 градусов. Чаще всего применяют равный 45 градусам.

Поскольку прочность фермы из профильной трубы (пролёт 6 метров) обеспечивается расположением решёток, важно рассчитать, на каком расстоянии они должны быть друг от друга установлены.

При расчёте фермы из профильной трубы, в которых используются длина пролёта, превосходящая 30 метров, необходимо учесть расчёт строительного подъёма.

При планировании устройства металлической фермы рассчитывают диаметр используемых труб и нагрузку, которая должна на них приходиться.
 

Лёгкие стальные конструкции держат крышу
Источник гараж.in.ua

Нужно помнить, что хотя на тонких материалах можно сэкономить средства, тем не менее, они не будут достаточно прочными, чтобы обеспечить надёжную и долговечную эксплуатацию строительной фермы.

Когда производится расчёт навеса из металлопрофиля, калькулятором может быть специализированный сайт, который предоставляет услугу по проведению таких вычислений.

Для примера будет рассмотрен расчёт треугольной фермы, размеры которой составляют 4х6 метров. Подходящим будет профиль 3х3 сантиметра с толщиной стенок 1,2 мм.

Схема устройства фермы для навеса такова, что длина нижнего прогона равна 3,1 м, а верхнего – 3,9 м. Там, где находится узкий перпендикулярный край односкатной фермы, нужно поставить вертикально расположенные стойки. Их высота должна составлять 0,6 м.
 

Перед тем как рассчитать ферму, необходимо подобрать подходящую конфигурацию крыши, учитывая габариты сооружения, оптимальное количество и угол наклона скатов. Также следует определить, какой контур поясов подойдет для выбранного варианта крыши – при этом принимаются во внимание все эксплуатационные нагрузки на кровлю, включая осадки, ветровую нагрузку, вес людей, производящих работы по обустройству и обслуживанию навеса из профильной трубы или кровли, монтажу и ремонту оборудования на крыше.

Чтобы выполнить расчет фермы из профильной трубы, необходимо определить длину и высоту металлоконструкции. Длина соответствует расстоянию, которое должна перекрывать конструкция, при этом высота зависит от запроектированного угла наклона ската и выбранного контура металлоконструкции.

Расчет навеса в итоге сводится к тому, чтобы определить оптимальные промежутки между узлами фермы. Для этого требуется рассчитать нагрузку на металлоконструкцию, выполнить расчет профильной трубы.

Неправильно рассчитанные каркасы кровли несут угрозу для жизни и здоровья людей, поскольку тонкие или недостаточно жесткие металлоконструкции могут не выдержать нагрузок и разрушиться. Поэтому рекомендуется доверить расчет металлической фермы профессионалам, знакомым со специализированными программами.

Если принято решение выполнить вычисления самостоятельно, необходимо воспользоваться справочными данными, в том числе о сопротивлении трубы на изгиб, руководствоваться СНиП. Правильно рассчитать конструкцию без соответствующих знаний сложно, поэтому рекомендуется найти пример расчета типовой фермы нужной конфигурации и подставить в формулу необходимые значения.

На этапе проектирования составляется чертеж фермы из профильной трубы. Подготовленные чертежи с указанием размеров всех элементов упростят и ускорят изготовление металлоконструкций.

схема с размерами элементов
Чертеж с размерами элементов

Рассмотрим, как правильно рассчитать металлоконструкцию, чтобы выполнить каркас кровли или навес из профильной трубы. Подготовка проекта включает несколько этапов:

  1. Определяется размер пролета постройки, который требуется перекрыть, выбирается форма крыши и оптимальный угол наклона ската (или скатов).
  2. Подбираются подходящие контуры поясов металлоконструкции с учетом назначения постройки, формы и размеров крыши, угла наклона, предполагаемых нагрузок.
  3. Рассчитав приблизительные габариты фермы, следует определить, можно ли изготовить металлоконструкции в заводских условиях и доставить их на объект автотранспортом, или сварка ферм из профильной трубы будет выполнена непосредственно на стройплощадке по причине большой длины и высоты конструкций.
  4. Далее требуется рассчитать габариты панелей, основываясь на показателях нагрузок при эксплуатации кровли – постоянных и периодических.
  5. Чтобы определить оптимальную высоту конструкции в середине пролета (Н), используют следующие формулы, где L – длина фермы:
    • для параллельных, полигональных и трапецеидальных поясов: Н=1/8×L, при этом уклон верхнего пояса доложен составлять приблизительно 1/8×L или 1/12×L;
    • для металлоконструкций треугольной формы: Н=1/4×L либо Н=1/5×L.
  6. Угол установки раскосов решетки составляет от 35° до 50°, рекомендуемое значение 45°.
  7. На следующем этапе следует определить расстояние между узлами (обычно оно соответствует ширине панели). Если длина пролета превышает 36 метров, требуется вычисление строительного подъема – обратно погашаемого изгиба, который воздействует на металлоконструкцию при нагрузках.
  8. На основании измерений и вычислений готовится схема, согласно которой будет вестись изготовление ферм из профильной трубы.
самостоятельное изготовление конструкции
Изготовление конструкции из профильной трубы

Чтобы сварить ферму для навеса в виде арки, применяя профильную трубу, необходимо правильно рассчитать конструкцию. Рассмотрим принципы расчета на примере предполагаемого сооружения с пролетом между опорными конструкциями (L) 6 метров, шагом между арками 1,05 метра, высотой фермы 1,5 метра – такая арочная ферма выглядит эстетично и способна выдержать высокие нагрузки.

чертеж с размерами
Схема с размерами арочного навеса

mн – длина профиля из нижнего пояса;

π – постоянная величина (3,14);

R – радиус окружности;

α – угол между радиусами.

mн = 3,14×4,1×106/180 = 7,58 м

Узлы конструкции располагают в участках нижнего пояса с шагом 55,1 см – допускается округлить значение до 55 см, чтобы упростить сборку конструкции, но увеличивать параметр не следует. Расстояния между крайними участками требуется рассчитать индивидуально.

Если длина пролета составляет менее 6 метров, вместо сварки сложных металлоконструкций можно воспользоваться одинарной или двойной балкой, выполнив сгиб металлического элемента под выбранным радиусом. В этом случае расчет арочных ферм не требуется, но важно правильно подобрать сечение материала, чтобы конструкция выдерживала нагрузки.

Чтобы готовые конструкции перекрытий, в первую очередь крупногабаритные, выдерживали проверку на прочность на протяжении всего срока эксплуатации, трубопрокат для изготовления ферм подбирается на основании:

  • СНиП 07-85 (взаимодействие снеговой нагрузки и веса элементов конструкций);
  • СНиП П-23-81 (о принципах работы со стальными профилированными трубами);
  • ГОСТ 30245 (соответствие сечения профильных труб и толщины стенок).

Данные из указанных источников позволят ознакомиться с видами профильных труб и выбрать оптимальный вариант с учетом конфигурации сечения и толщины стенок элементов, конструктивных особенностей фермы.

навес для авто
Навес для авто из трубопроката

Фермы рекомендуется изготавливать из трубопроката высокого качества, для арочных конструкций желательно выбрать легированную сталь. Чтобы металлоконструкции были устойчивы к коррозии, сплав должен включать большой процент углерода. Металлоконструкции из легированной стали не нуждаются в дополнительной защитной окраске.

Зная, как сделать решетчатую ферму, можно смонтировать надежный каркас под светопрозрачный навес или кровлю. При этом важно учитывать ряд нюансов.

  • Самые прочные конструкции монтируются из металлопрофиля с сечением в виде квадрата или прямоугольника за счет наличия двух ребер жесткости.
  • Основные компоненты металлоконструкции крепятся между собой с использованием спаренных уголков и прихваток.
  • При стыковке деталей каркаса в верхнем поясе требуется использовать двутавровые разносторонние уголки, при этом соединять следует по меньшей стороне.
  • Сопряжение частей нижнего пояса крепят с установкой равносторонних уголков.
  • Стыкуя основные части металлоконструкций большой длины, применяют накладные пластины.

Важно представлять, как сварить ферму из профильной трубы, если металлоконструкцию требуется собрать непосредственно на строительной площадке. Если нет навыков ведения сварочных работ, рекомендуется пригласить сварщика с профессиональным оборудованием.

сварка фермы
Сварка элементов фермы

Стойки металлоконструкции монтируют под прямым углом, раскосы – под наклоном в 45°. На первом этапе нарезаем из профильной трубы элементы в соответствии с размерами, указанными на чертеже. Собираем на земле основную конструкцию, проверяем ее геометрию. Затем варим собранный каркас, используя уголки и накладные пластины, где они требуются.

Обязательно проверяем прочность каждого сварного шва. От их качества и точности расположения элементов зависит прочность и надежность сваренных металлоконструкции, их несущая способность. Готовые фермы поднимают наверх и крепят к обвязке, соблюдая шаг установки согласно проекту.

Коротко о главном

Металлические фермы обладают высокой прочностью и используются для устройства крыш, строительства мостов, и в других случаях, когда необходимо закрыть большие пролёты.

Фермы бывают параллельными, арочными, треугольными и трапециевидными. Чем меньше угол наклона крыши, тем более простую форму фермы применяют и используют меньше распорок.

Для небольшой конструкции применяют профиль сечением 40х20х2 мм длиной 4,5 м; большие пролеты требуют более прочного профиля от 40х60х3 мм сечением и длиной более 5 м.

Сборку фермы производят на горизонтальной поверхности, и лишь затем ее поднимают и приваривают к основанию.

Расчёт треугольной фермы для навеса или крыши основывается на знании таких параметров, как площадь навеса, высота распорок и расстояние между ними, угол наклона навеса.

Прочитать позже

Отправим материал на почту