Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
18 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ферма из уголка: описание, конструкция, монтаж, функции, фото

Сайт инженера-проектировщика

  • > Главная
  • > Расчеты
  • > Несущие конструкции
  • > Изоляционные материалы
  • > Чертежи в формате dwg
  • > Проекты повт. применения
  • > Справочник материалов
  • > Метизы
  • > Здания и сооружения
  • > RAL, текстуры, цвета
  • > Программы для проектирования
  • Расчет металл. конструкций

Ферма (сечения из парных уголков)

Конструктивное решение фермы из парных уголков.

Фермы с элементами из парных уголков проектируют с узловыми фасонками, которые размещают между поясными уголками. Очертание фасонок определяется схемой узла и длиной швов, или количеством болтов, крепящих стержни решетки. Форма фасонкам должна быть простой для удобства их изготовления и сокращения отходов металла.

посмотреть модель ЗД в формате AutoCAD:

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА GOOGLE.ДИСК

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА ЯНДЕКС.ДИСК

посмотреть модель ЗД в формате Advance Stee:

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА GOOGLE.ДИСК

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА ЯНДЕКС.ДИСК

Торцы стержней решетки обрезают перпендикулярно их осей, однако в уголках шириной полок более 90 мм допускают косые резы. Для снижения концентрации сварочных напряжений, в торце уголков решетки не доводят до кромок поясов на расстояние a = 6tф– 20мм, но не более 80 мм (Здесь tф — толщина фасонки, мм). Такие же расстояния нужно соблюдать и между соседними элементами решетки в узле.

Элементы решетки приваривают к фасонкам двумя фланговыми швами с выводом их на торце на 20 мм. Для обеспечения передачи равнодействующей усилий, воспринимаемых каждым из двух швов, к центру узла (вдоль оси стержня) угловые швы распределяют по обушку и перу обратно пропорционально их расстояниям до оси элемента.

Как правило, фасонкой выпускают за обушки поясных уголков на 10-15 мм, однако в местах опирания на верхний пояс несущих элементов кровли, фасонки не доводят до кромок на 10-15 мм и в этом месте не приваривают . При толщине поясных уголков 10 мм или меньше (при шаге ферм 6 м) и 14 мм или меньше (при шаге ферм 12 м) необходимо в местах опирания ребер железобетонных плит покрытия усилить пояс накладками. Накладка имеет толщину 12 мм и приваривается по пояс продольными швами.

Рис. Опирания ребер железобетонных плит покрытия (а) и прогонов (б) на верхний пояс фермы

Прогоны крепят к поясам ферм через упоры из уголков. При их монтаже, перепад верха смежных прогонов должен превышать 20 мм, что достигается листовыми подкладками соответствующей толщины.

Сборка ферм на заводе-изготовителе осуществляется на специальных стендах в горизонтальном положении. После выполнения сварочных работ из доступного (верхнего) положения, ферму переворачивают и завершают сварку, выполняя оставшиеся сварные швы.

При кантовке вокруг одного из поясов, узловые фасонки, которые имеют малую гибкость вне плоскости фермы, могут погнуться.Чтобы этого не случилось, фасонке укрепляют специальными ребрами, расположенными в каждом узле хотя бы с одной стороны. Ребра, расположенные в плоскости стоек ферм, одновременно используются для крепления элементов вертикальных связей между фермами.

Изменение сечений поясных уголков выполняют на расстоянии 200-500 мм от центра узла, смещая стык в сторону меньшего сечения. По высоте элементы стыкуются, допускается смещать не больше чем на 1,5% высоты профиля. При большем смещении необходимо учитывать изгибающие моменты, возникающие вследствие этого в узлах.

Рис. Узлы ферм из парных уголков (а — изменение сечения верхнего пояса; б — установка дополнительных ребер из плоскости фермы)

Поясные уголки стыкуют с зазором не менее 50 мм, перекрывая стык накладками из листовой стали или уголков.

Сечение накладок и угловые швы, которые крепят, рассчитывают на усилие, которое действует в панели, где находится стык, то есть на поясные усилия.

Длина накладки определяется при условии размещения сварных швов. Монтажные узлы ферм выполняют с разрезной или сплошной фасонкой. Накладки приваривают к одной из сторон фасонок на заводе, а ко второй стороне — на монтаже. Для выполнение монтажной сварки обе отправные марки предварительно соединяют болтами.

Стойки в месте стыка проектируют крестового сечения, каждый уголок которого приварен на заводе к одной из сторон фасонок. Во время монтажа оба угла объединяют прокладками на болтах.

Рис. Монтажные узлы ферм из парных уголков: а — с разрезной фасонкой; б — со сплошной фасонкой

Высоту вертикальных накладок берут по большему значению hн, полученному при трех условиях:

обеспечение включения фасонки в работу на стыке hн≥ 2b;

размещение сварных швов, крепящихнакладки к одной стороне фасонок hнlw и рассчитанное на усилие N1 = 0,5×1,2 N;

по конструктивным соображениям hн ≥ 250 мм.

Здесь: b — ширина вертикально размещенной полки поясного уголка; N — усилие в поясе.

В монтажном стыке со сплошной фасонкой, последняя приваривается на заводе на одной из отправочных марок, а в местах крепления элементов остальной части фермы предусматриваются отверстия (не менее двух для каждого элемента) под монтажные болты.

Вторая отправочная марка (без фасонок) транспортируется с временным взаимным закреплением нижнего пояса с примыкающим к нему раскосом инвентарной листовой деталью, которая предназначена не допустить раскачивания достаточно гибкого раскоса при транспортировке. Конец верхнего пояса остается свободным, потому что его жесткость, как правило, оказывается достаточной для сопротивления транспортным воздействиям.

После соединения двух отправочных марок болтами пояса, раскос приваривают монтажными швами, размеры которых определяются размерами фасонки. Стойки поясов перекрывают накладками, которые рассчитывают аналогично описанному выше варианту.

Фермы из парных уголков, пожалуй, самое простое конструктивное решение с точки зрения их проектирования. Ферма может быть с параллельными поясами, а может быть с уклоном. Принцип конструирования и расчета не меняется. Такую ферму можно считать по шарнирной схеме (при отсутствии расцентровок). Общий вид расчетной схемы:

После выполнения расчета, по полученным усилиям в стержнях, подбирают их сечения. Сечение стержней фермы представляет собой спаренные уголки.

В стержнях возникают только сжимающие и растягивающие усилия.

Стержни в которых сжимающие усилия (со знаком минус) считают как центрально-сжатые стержни:

Стержни в которых растягивающие усилия (со знаком плюс) считают как центрально-растянутые стержни:

В узлах фермы используют пластины толщиной 8-10 мм при напряжении в стержнях до 25 тн. При больших напряжениях, пластины ставят 12 мм. Посмотреть таблицу можно в серии. Список серий смотрите ниже.

Не забываем между пластинами ставить в стержнях маленькие пластинки, расстояние между ними примерно 600 мм (уточняем по расчету на гибкость). Ширина пластинки, примерно, 40-70 мм, а длина зависит от сечения уголка.

Уголки крепятся к пластинам на сварке. Общий вид опорных узлов фермы выглядит так:

Узлы крепления решетки к поясам фермы:

После расчета сварных швов назначают размеры пластин. Длина шва должна быть не меньше расчетной. Расчет сварных швов можно посмотреть здесь:

Строительные металлические фермы особенности конструкций

Строительная ферма — это металлическая структура, состоящая из отдельных наклонных раскосов или вертикальных стоек, которые соединены между собой в отдельные узлы, расположенные на нижнем и верхнем поясе фермы с помощью сварных соединений, их совокупности образуют жесткую конструкцию. Связанные стойки равномерно распределяют нагрузку по всей конструкции фермы, которая передает ее через опорные колоны на фундамент. При этом верхний пояс работает на осевое сжатие, а нижний на растяжение.

  • Виды и разновидности
    • Элементы ферм
    • Разновидности изделий
  • Конструкционные особенности
    • Контуры и формы ферм
    • Виды решеток
    • Зависимость конструкции от угла наклона
    • Преимущества строительных ферм
  • Изготовление конструкций
    • Общие требования
    • Правильный расчет
    • Сборка конструкции

Виды и разновидности

Соединенные между собой раскосы образуют треугольник, который считается самой прочной геометрической фигурой. Поэтому практически любая конструктивная схема фермы, независимо от ее вида, состоит из набора определенного количества не изменяющихся геометрических фигур в виде треугольников.

Элементы ферм

Фермы состоят из следующих элементов:

  • Верхний пояс. Состоит из горизонтальной, наклонной, радиусной или ломаной балки, к которой крепятся все верхние соединительные узлы стоек.
  • Нижний пояс. Горизонтальная продольная балка, на которой расположены нижние соединительные узлы стоек или раскосов.
  • Стойки. Элементы, расположенные вертикально между верхним и нижним поясом. Предназначены для восприятия и распределения основной нагрузки по всей конструкции фермы. Работают на сжатие.
  • Раскосы. Наклонные стойки, которые связывают узлы, расположенные на верхнем и нижнем поясе устройства. Устанавливаются в конструкции под углом 45 градусов и работают на сжатие и растяжение.
  • Узлы (панели). Точки, расположенные на поясах фермы, в которых соединяются диагональные раскосы или вертикальные стойки.

Узловые соединения могут быть:

  1. Сварные — все элементы конструкции связаны между собой при помощи сварки.
  2. Болтовые соединения или клепаные — элементы соединяются между собой с помощью болтов или заклепок на общей стальной закладной (фасонке), изготовленной из толстого прокатного листа.

Разновидности изделий

Стальная ферма, по сравнению с цельными балками, имеет более легкий вес, на ее изготовление уходит меньше металла, при этом она отличается высокой несущей способностью. А по своей конструкции и распределению вертикальных нагрузок фермы делятся на два вида:

  1. Плоская ферма (легкая). Представляет собой структуру, где ее пояса, стойки и раскосы находятся в одной рабочей плоскости. При этом она несет только вертикальную нагрузку. Для устойчивости против боковых воздействий плоские сооружения дополнительно укрепляются между собой поперечными прогонами и диагональными связями.
  2. Тяжелые пространственные (структурные) фермы. Монтируются из набора раскосов, которые расходятся из одного узлового соединения по трем или четырем сторонам и могут иметь несколько верхних и нижних поясов.

Структурные устройства намного сложнее при сборке, но благодаря своей конструкции, способны нести как вертикальную, так и боковую нагрузку. При этом для них не требуется монтировать дополнительных прогонов для связи с другими металлоконструкциями, поэтому их часто используют для одного цельного перекрытия больших и довольно широких пролетов с минимальным количеством опорных колонн.

Конструкционные особенности

Любые металлические устройства, независимо от их конструкции, контура и формы, имеют свои особенности и определенные параметры. Но все же по способу установки, кроме классической, когда структурное устройство опирается на опоры двумя концами, иногда встречаются конструктивные сооружения, у которых один край получается висячим, то есть без опоры. Обычно они монтируются для перекрытий зданий, у которых скат крыши выносится далеко за пределы наружных стен.

Контуры и формы ферм

В зависимости от конструкции, фермы могут быть прямой, одно или двухскатной формы. По контуру различаются на несколько видов:

  1. Устройство, у которой оба пояса расположены параллельно друг к другу. Чаще всего используется для сооружения перекрытий промышленных зданий с плоской мягкой кровлей, а также под эстакады, мосты и так далее. Представляет собой самую простую конструкцию, в которой раскосы и стойки идентичны по своим размерам, поэтому их сборка производится довольно легко.
  2. Односкатная трапецеидальная конструкция. Такая конструктивная структура имеет прямые пояса, но верхний расположен с уклоном в одну сторону под определенным углом. Используя такое сооружение совместно с колоннами, можно создать довольно жесткий каркас для строения. Не имеет средних длинных стоек и не требует большого уклона.
  3. Полигональные фермы. Отличаются сложной конструкцией и самой продолжительной по времени сборкой, но при этом может, по сравнению со своими аналогами, выдерживать очень большую вертикальную нагрузку. Используются для перекрытия большепролетных тяжелых зданий.
  4. Фермы треугольной формы. Используются как стропильная система при монтаже крутых крыш. Простая сборка, но имеются некоторые недостатки. У них острый опорный узел и большой расход материала при изготовлении из-за длинных стоек или раскосов в центре конструкции.

Виды решеток

Существуют следующие виды решеток:

  • Треугольная решетка. Является самой жесткой и эффективной системой в конструкциях с параллельными, треугольными и трапецеидальными очертаниями.
  • Раскосная решетка. Состоит из самых длинных раскосов, которые работают одновременно на сжатие и растяжение, а вот вертикальные стойки только на сжатие.

Существуют также специальные крестовые, шпренгельные и другие решетки.

Зависимость конструкции от угла наклона

Важным параметром конструкции ферм является их угол наклона, и в зависимости от него конструкции делятся на 3 группы:

  • К первой группе относятся конструкции, у которых угол наклона составляет 6−150 при соотношении высоты и длины от 1:7 — 1:9. Обычно это трапециевидные устройства с дополнительными короткими стойками, благодаря которым повышается противодействие прогибу при высоких вертикальных нагрузках. При этом верхние и нижние размеры панелей должны быть одного размера, а их количество зависит от длины пролета и особенности самой конструкции фермы.
  • Вторая группа состоит из структурных устройств с углом наклона в пределах 15−22° при этом соотношение высоты/длины должно быть 1:7, где максимальная длина должна составлять не больше 20 м/п. Часто такие конструкции изготавливаются с ломанными нижними поясами, что позволяет снизить вес в пределах 30% по сравнению с треугольной фермой.
  • У третьей группы угол наклона составляет 22−300, а их длина по отношению к высоте составляет соотношение 1 к 5. Эти фермы отличаются небольшим весом и чаще всего имеют форму треугольника. Могут монтироваться непосредственно на наружные стены дома. Длина перекрываемого ими пролета, может быть от 14 до 20 м/п, а число панелей должно быть четным с одинаковой длиной 1,5−2,5 м.

Преимущества строительных ферм

Практически все строительные фермы имеют немалые преимущества перед цельнометаллическими балками, среди которых основными являются:

  1. Небольшой вес при большой длине.
  2. Способность удерживать огромные статистические и динамические нагрузки.
  3. Долговечность при интенсивной эксплуатации.
  4. Высокая стойкость к прогибам.
  5. Возможность самостоятельного изготовления ферм непосредственно на строительной площадке

Изготовление конструкций

Как правило, конструкции ферм, изготавливаемых из металла, подбираются в зависимости от проектируемого угла наклона их верхнего пояса, ширины перекрываемого пролета и назначения. Если принимать во внимание перекрытия промышленных зданий, мостовых и эстакадных пролетов, где они чаще всего используются, то для этого изготавливаются фермы строительные со стандартной длиной 12, 18, и 24 м/п.

Читать еще:  Подгнил мауэрлат. Как провести ремонт не демонтируя полностью кровлю

Общие требования

Для более тяжелых и ответственных конструкций (мостов и путепроводов) применяются двутавровые балки и швеллера. Все гидротехнические сооружения собираются из элементов круглого сечения или профильных труб.

Чаще всего для сборки стандартных строительных ферм используется усиленный прокатный уголок. При этом для изготовления всех ее элементов применяется спаренный уголок, заготовки которого соединяются между собой с помощью сварки специальными, вставленными между ними металлическими пластинами (рыбками). Уголки спариваются таким образом, чтобы их поперечное сечение напоминало тавровое сечение.

Правда, в последнее время металлические конструкции этой конфигурации стали пользоваться меньшим спросом из-за трудоемкости сборки, сварки и покраски. Альтернативой таким сооружениям все больше становятся стальные профильные или круглые трубы.

Правильный расчет

Необходимо понимать, что сделать качественный расчет несущего устройства можно только при наличии специальных знаний с учетом требований СНиП и многих других многочисленных факторов. Для того чтобы грамотно сделать расчет, проектировщики используют специальные программы.

Рассчитывая проект инженерного устройства, обязательно все полученные значения должны наноситься в проектный чертеж, без которого сборка конструкции будет практически невозможной.

Изначально перед составлением чертежного проекта подготавливается схема фермы с указанием основной зависимости уклона верхнего пояса и общей длиной будущего изделия. Также следует принимать во внимание и такие факторы, как:

  1. Контур опорной поверхности для монтажа будущей кровли или перекрытия. Это поможет высчитать угол наклона верхнего пояса несущего устройства.
  2. Экономия материала на изготовление конструкции (если требование заказчика не будет противоположным к этой экономии).
  3. Правильный расчет с учетом максимальной нагрузки, которая предполагается для этого изделия. При этом следует помнить, что углы раскосов в одной конструкции могут быть разными, но ширина панелей всегда должна оставаться одинаковой для всех.
  4. Расстояние между крепежными узлами рассчитывается в последнюю очередь, но обычно оно выбирается по ширине панели.

Как только основные параметры будут рассчитаны, следует определиться со схемой конструкции. Лучше всего для этого воспользоваться специальными программами, которые можно свободно найти в интернете. Например, можно воспользоваться программой «Расчет ферм».

Сборка конструкции

Все элементы ферм для перекрытия длинных пролетов изготавливаются и подгоняются в заводских условиях, там же производится и часть сборки конструкции. Полный ее монтаж выполняется непосредственно на строительной площадке строго по детализированным чертежам, которые идут в комплекте с изделием. На чертеже обозначены отдельные маркировки всех деталей конструкции и предоставлена инструкция, поясняющая весь процесс сборки.

Обычно на заготовках изделия имеются специальные монтажные отверстия, с помощью которых можно собрать и временно закрепить без использования струбцин и специальных крепежных хомутов все детали конструкции при подготовке ее к сварочным работам.

Если таких отверстий нет, временная фиксация заготовок производится при помощи струбцин и короткими сварными швами.

Большинство деталей устройств из металла сваривается электросваркой или соединяется с помощью болтовых соединений. Степень надежности таких соединений зависит от усилия, с которым затягивались болты. Обычно такая работа производится двумя монтажниками, которые затягивают гайки с помощью ключей с удлиненными рукоятками или пневматическими гайковертами.

Полное соединение элементов конструкции ферм электросваркой производятся в случаях, когда требуется получить максимально прочное соединение. Особо важные крепления деталей могут производиться с помощью толстых стальных заклепок.

Монтаж собранных конструкций производиться при помощи крана, а тяжелые конструктивные структуры могут устанавливаться двумя кранами. После монтажа полностью собранной конструкции на колонны, она приваривается к закладной пластине, жестко зафиксированной на оголовнике колонны.

Фермы из одиночных уголков.

Фермы

Подбор сечений элементов легких ферм

Общие положения

В фермах из прокатных и гнутых профилей для удобства комплектования металла принимается не более 5-6 калибров профилей.

Из условия обеспечения необходимой жесткости при монтаже и перевозке в сварных фермах наименьший рекомендуемый прокатный уголок 50×50×4.

При значительных усилиях в поясах ферм подбор сечений стержней можно производить из сталей двух марок (пояса – из низколегированной; решетки – их малоуглеродистой).

В легких фермах при l≤30м для уменьшения трудоемкости изготовления принимают пояса постоянного по длине сечения.

Для стержней легких ферм следует применять стали полуспокойной выплавки, для фасонок – спокойные стали (концентрация сварочных напряжений).

Подбор сечений сжатых стержней

· Задается тип поперечного сечения и определяется

(14.1)

γс – коэффициент условий работы (табл 6 * ).

φ – по предварительно заданной гибкости λ:

λ=60÷90 для поясов; λ=100÷120 – для решетки.

· Вычисляют ; .

· В соответствии с Aтр, iтр,x, iтр,y по сортаменту подбирают подходящий размер профиля. При несогласованности значений изменяют сечение и вновь проверяют устойчивость.

местная устойчивость сжатых полок прокатных уголков обычно обеспечивается.

· Проверка устойчивости:

Подбор сечений растянутых стержней.

(14.2)

kосл=0,8÷0,85; kосл=1 если нет ослаблений сечения.

По Aтр компонуется сечение, определяются его геометрические характеристики , производится проверка прочности и гибкости:

(14.2)

Подбор сечений по предельной гибкости

Растянутые и сжатые стержни при небольших усилиях (раскосы в средних панелях, дополнительные стойки в треугольной решетке, элементы связей и др.) подбирают по предельной гибкости (табл.19 * , 20 * ):

; . (14.3)

По сортаменту подбирают сечение (∟с наименьшей площадью).

Конструкции легких ферм

Общие требования

· Центровка стержней в узлах по осям, проходящим через их ц.т., с округлением до 5 мм. Положение ц.т. указывается в таблицах сортамента (расстояние z).

Рис.14.1. Дополнительные моменты от расцентровки узлов

Момент М распределяется между элементами фермы пропорционально жесткостям (как правило, поясом фермы)

Если по условиям конструирования смещение оси пояса не превышает 1,5% высоты его сечения, возникающими моментами можно пренебречь.

· Резка стержней решетки производится нормально к оси стержня. Для крупных стержней допускается косая резка с целью уменьшения размеров фасонки.

Для уменьшения сварочных напряжений в фасонках стержни решетки не доводятся до поясов на расстояние a=6t≈20 мм (но ≤80 мм); t – толщина фасонки (рис.14.2, а).

Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых накладками, следует оставлять зазор ≥50мм (рис.14.3)

Рис.14.2. Узлы ферм из парных уголков: а – центрирование стержней; б – узел при раскосной решетке; в – прикрепление прогонов; г – прикрепление крупнопанельных плит

Рис.14.3. Заводские стыки нижнего пояса ферм: а – уголковыми накладками; б – листовыми накладками.

Фермы из одиночных уголков.

Рис.14.3. Узлы ферм из одиночных уголков

Для снижения крутящего момента в узлах фермы целесообразно прикреплять решетки к внутренней грани пояса (рис.14.3).

Для повышения жесткости узла м.б. поставлена дополнительная планка 1.

При необходимости к полке пояса приваривают планку, создающую в узле необходимое уширение для прикрепления стержней решетки.

Уголки приваривают по контуру.

Допускается (рис.14.3, а):

приварка одним фланговым швом (у обушка) и лобовым швом;

центрация осей стержней решетки на обушок пояса.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее Руководство распространяется на проектирование сварных металлических ферм из одиночных уголков для покрытий и перекрытий промышленных и гражданских зданий, транспортных эстакад и других аналогичных сооружений.

Фермы из одиночных уголков по сравнению с обычными фермами из парных уголков более коррозиеустойчивы благодаря открытым сечениям элементов, хорошо доступных окраске и осмотру. Трудоемкость изготовления этих ферм меньше трудоемкости изготовления обычных ферм на 30 — 40 % вследствие того, что они образованы из меньшего числа деталей. Масса ферм из одиночных уголков такая же, как обычных ферм, или немного меньше (на 5 — 7 %).

В Руководстве приведены рекомендуемые ЦНИИСК формулы расчета элементов ферм из одиночных уголков и даны рекомендации по изготовлению и монтажу ферм.

В приложении к Руководству приведен пример решения фермы пролетом 24 м из одиночных уголков с параллельными поясами, в котором даны общий вид и эскизы узлов фермы.

Руководство разработано отделением прочности и новых форм металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (д-р техн. наук, проф. В.А. Балдин, канд. техн. наук Г.Г. Голенко).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Фермами из одиночных уголков названы фермы, в которых все элементы поясов и решетки образованы из одиночных уголков, расположенных одной полкой в плоскости фермы, а другой — из ее плоскости (см. приложение).

1.2. В фермах из одиночных уголков пояса и шорный раскос следует проектировать из стали класса С 46/33 с расчетным сопротивлением R = 2900 кгс/см 2 . Остальные стержни ферм, узловые фасонки и накладки следует проектировать из стали класса С 38/23.

Примечание . В отдельных случаях при пролетах ферм 18 — 24 м и небольших нагрузках рационально все элементы ферм проектировать из стали класса С 38/23.

2. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ФЕРМ ИЗ ОДИНОЧНЫХ УГОЛКОВ

2.1. Расчет элементов ферм из одиночных уголков производится в соответствии с указаниями главы СНиП II-B.3-72 «Стальные конструкции. Нормы проектирования» и настоящего Руководства.

2.2. При определении гибкости сжатых элементов ферм из одиночных уголков при одинаковых расстояниях между точками закрепления их в плоскости и из плоскости фермы расчетная длина элемента принимается равной:

а) для элементов верхнего пояса и раскосов — 0,85l;

б) для опорных раскосов и стоек — l (l — геометрическая длина элемента).

При разных расстояниях между точками закрепления их в плоскости и из плоскости фермы расчетная длина элемента принимается равной расстоянию между точками, закрепленными от смещения в рассматриваемой плоскости.

Радиус инерции сечения уголка принимается согласно п. 4.3 СНиП II-B.3-72:

а) если стержни прикреплены только по концам — минимальный;

б) при наличии промежуточного закрепления (распорки, шпренгели, связи и т.п.), предопределяющего направление выпучивания уголка в плоскости, параллельной одной из полок, — относительно оси, параллельной второй полке уголка.

2.3. Сжатые элементы ферм: пояс, стойки, раскосы, в том, числе опорный раскос, если он не имеет промежуточных закреплений, проверяются на устойчивость как центрально-сжатые стержни. При определении соответствующих гибкостей расчетные длины и радиусы инерции принимаются согласно п. 2.2 настоящего Руководства.

2.4. Опорные раскосы, имеющие промежуточные закрепления в плоскости фермы, проверяются на устойчивость из плоскости фермы как внецентренно-сжатые элементы по формуле

где N — продольная сила;

φ вн — коэффициент, определяемый по табл. 60 прил. 6 СНиП II-B.3-72 в зависимости от условной гибкости

и приведенного эксцентриситета m1 = ηm,

где m — относительный эксцентриситет, равный:

η — коэффициент влияния формы сечения принимается по табл. 62 прил. СНиП II-B.3-72 для типа сечения 6, а эксцентриситет приложения силы е принимается равным 0,5 z,

где z — расстояние от центра тяжести до полки уголка опорного раскоса (рисунок);

Wх(макс) — максимальный момент сопротивления относительно оси хх (см. рисунок).

Обозначение осей равнобокого уголка

При проверке на устойчивость между точками закрепления в плоскости фермы такие раскосы рассчитываются как центрально-сжатые стержни. При этом вводится минимальный радиус инерции.

2.5. Коэффициент условий работы m при расчете основных сжатых элементов решетки ферм, когда они прикрепляются в узле за одну полку (см. приложение), принимается m = 0,8.

2.6. В случае расположения равномерно распределенной нагрузки непосредственно по верхнему поясу фермы, закрепленного от смещения из плоскости фермы, например стальным профилированным настилом, уложенным внахлест на верхний пояс и присоединенным к нему самонарезающими болтами, верхний пояс должен быть проверен на прочность в сечении вблизи узла, а также на устойчивость как внецентренно-сжатый элемент, изгиб которого происходит в плоскости фермы, по следующим формулам: при проверке прочности в сечении вблизи узла

при проверке устойчивости

N ≤ φ вн FR

где N — продольная сила;

М — изгибающий момент вблизи узла, принимаемый равным:

R — расчетное сопротивление;

Wx(мин) — минимальное значение момента сопротивления относительно оси XX (см. рисунок) для уголка сжатого пояса;

с — коэффициент, равный 1,2;

φ вн — коэффициент, определяемый так же, как в п. 2.4 настоящего Руководства, но эксцентриситет приложения силы

3. УКАЗАНИЯ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ

3.1. Элементы ферм проектируются, как правило, из равнобоких уголков, но могут применяться и неравнобокие уголки, располагаемые своей большой полкой из плоскости фермы, когда свободная длина из плоскости фермы сжатых элементов больше, чем в ее плоскости.

3.2. Вертикальные плоскости, проходящие через центр тяжести уголков опорного раскоса и верхнего пояса, не должны отстоять друг от друга более чем на толщину полки наиболее толстого уголка.

3.3. В узлах фермы уголки опорного раскоса и элементов решетки привариваются к внутренним плоскостям полок поясных уголков.

В случае недостаточного размера этих полок для прикрепления элементов решетки к ним привариваются фасонки впритык (рис. 3 — 7 приложения).

В фермах, у которых опорный раскос сжат, следует полку уголка раскоса, расположенную из плоскости фермы, соединять при помощи планки с опорным ребром фермы и фасонкой узла, а также с полкой уголка верхнего пояса (рис. 2 и 4 приложения).

3.4. Опорный узел фермы следует конструировать таким образом, чтобы центр опорного ребра был совмещен с осью фермы (рис. 2 и 3 приложения), расстояние которой от обушка верхнего пояса определяется согласно п. 3.5 настоящего Руководства.

3.5. Ось фермы, совмещаемая с разбивочной осью ряда, принимается отстоящей от обушка верхнего пояса в зависимости от размера полки, расположенной нормально к плоскости фермы на расстоянии:

Фермы

В связи с изменениями производственной программы Саратовского резервуарного завода выпуск данного оборудования завершен.
Актуальный список товаров доступен в разделе «Продукция».

В настоящее время фермы получили широкой распространение в строительной механике при сооружении различных зданий и сооружений.

Определение, что же такое ферма, выходит из самого значения слова от латинского «firmus», что означает «прочный». Металлические фермы обладают высокой степенью жесткости и надежности.

Ферма представляет собой несущую решетчатую конструкцию из наклонных плеч (угол уклона около 20°) в виде треугольника, являющуюся геометрически неизменной. Главным назначением ферм является восприятие нагрузок от перекрытия. Такие конструкции используются для устройства крыш, кровель, перекрытий и покрытий промышленных и гражданских зданий и сооружений, например, заводов, ангаров, складов, объектов общественного назначения, стадионов, бассейнов, применяются для устройства инженерных сетей, электроразводки или вентиляционных шахт зданий.

Читать еще:  Блоки газосиликатные Забудова. Доставим в Минск и по РБ.

Изготовление и устройство металлоконструкций ферм

Материал, способ изготовления, стыковки элементов и конструкция ферм подбираются в зависимости от эксплуатационных требований к конечному сооружению.

Традиционно несущие фермы производят из стали или алюминиевых сплавов парного профиля. Основой фермы являются стержни, которые сопряжены в местах креплений косынками. Металлические стержни расположены треугольником, за счет чего достигается высокая жесткость безраспорной конструкции.

Элементами конструкции ферм являются пояс, т.е. контур фермы, и решетка из раскосов и стоек.

Чертеж элементов конструкции металлической фермы

1 – верхний пояс; 2 – нижний пояс; 3 – раскосы; 4 — стойки

Длина между узлами пояса называется панелью. Расстояние между опорами — это пролет, а расстояние между наружными гранями поясов — высота фермы. Пояс фермы воспринимает продольные нагрузки, решетка фермы — поперечные нагрузки.

Верхние пояса фермы производятся из двух уголков с тавровым сечением, имеющих неравные длины сторон. Стыковка уголков осуществляется по меньшим сторонам. Уголки равнобокие используются для производства нижних поясов. Уголки с тавровым или крестообразным применяются для изготовления раскосов или стоек.

Существуют сварные фермы, которые изготавливаются из тавров.

Ферма является геометрически неизменной конструкцией, т.к. ее элементы соединены жестко, а не шарнирно. Стальные стержни фермы воспринимают нагрузки от растяжения-сжатия.

Для частного строительства используют стропильные фермы из профильных гнутых или горячетканных труб, которые свариваются на месте.

Саратовский резервуарный завод изготавливает фермы в жестких кондукторах. Высокая точность изготовления достигается путем фрезеровки ребер монтажных фланцев.

Завод САРРЗ производит металлические фермы в соответствии с ГОСТ 23118-99. Данный стандарт регулирует требования к материалу, к соединениям элементов, к маркировки конструкций.

Виды металлоконструкций ферм

Основными видами металлических ферм являются плоские и пространственные: плоские фермы, стержни которых лежат в одной плоскости, воспринимают нагрузки только в одной плоскости, в то время как пространственные фермы образуют пространственный брус и воспринимают нагрузки в любых направлениях. Пространственная ферма состоит из граней в виде плоских ферм.

Плоские фермы крепятся к другим элементам каркаса здания при помощи связей.

Чертеж плоской и пространственной металлоконструкции фермы

а) плоские фермы, б) пространственные фермы

По назначению фермы в основном используются как стропильные и подстропильные: подстропильные фермы связывают опорные колонны и являются основанием для крепления стропильных ферм.

Также существуют классификации:

по величине максимального усилия (тяжелые, легкие);

по очертанию поясов (сегментные, с параллельными поясами, с ломаными поясами, треугольные, трапецевидные, полигональные);

Классификация металлоконструкций фермы по очертанию поясов

а – с параллельными поясами; б – полигональным; в – треугольным; г – с узлами на параболе или дуге круга для одного пояса; д – то же для обоих поясов

по системе решетки (крестовые, треугольные, ромбические, раскосные);

по статической схеме/типу опирания (балочные разрезанные/неразрезанные, балочные консольные, рамные, арочные, комбинированные, вантовые);

Классификация ферм по типам решётки и типам опирания

а — балочная раскосная; б — балочная с треугольной решёткой; в — балочно-консольная с треугольной решёткой и дополнительными стойками; г — консольная полураскосная; д — консольная двухраскосная; е — балочная двухрешётчатая; 1 — верхний пояс; 2 — нижний пояс; 3 — раскос; 4 — стойка

по способу соединения элементов (болтовые, клепаные, сварные);

по назначению фермы (стропильная, ферма Пратта со сжатыми стойками и растянутыми раскосами, ферма Уорренна с решеткой из треугольников, Бельгийская треугольная ферма, ферма с перекрестными подкосами, ферма по верхний свет, подстропильная, мостовая, крановая, башенная).

Здания, мосты и транспортные галереи строятся из балочных разрезанных ферм, т. к. их монтаж достаточно прост, нет необходимости в сложных опорных узлах. Балочные неразрезанные фермы применяются при строительстве сооружений из двух и более пролетов. Такой выбор обусловлен тем, что неразрезные фермы имеют большую жесткость по сравнению с неразрезанными и меньшую высоту. Для строительства навесов, башен и таких конструкций, как опоры воздушных линий электропередач, используют консольные фермы. Рамные фермы менее металлоемки, поэтому их применяют для строительства большепролетных зданий и сооружений. Использование арочных ферм увеличивает объем сооружения. Применение такой конструкции фермы обусловлено архитектурными требованиями. Вантовые фермы воспринимают нагрузки только от растяжения, поэтому они выбираются для строительства большепролетных конструкций и мостов.

Очертание поясов фермы диктуется экономичностью и выбирается в соответствии с графиком расчета нагрузок на объект.

Количество решеток и других элементов влияет на энерго- и трудозатраты, на стоимость конструкции и сложность монтажа. Наиболее экономически выгодной фермой является ферма с треугольной решеткой. Раскосная решетка применяется для строительства зданий и сооружений малой высоты с большими действующими узловыми нагрузками. Крестовая решетка используется в фермах, которые воспринимают нагрузки во всех направлениях. Ромбическая решетка фермы обладает наибольшей жесткостью, поэтому подобную конструкцию используют при возведении мостов, башен, мачт.

Наиболее распространенный способ крепления элементов фермы является механическая сварка. Высокопрочные болтовые соединения находят свое применение при соединении монтажных узлов.

Таким образом, использование ферм в каркасе здания или сооружения обусловлено необходимостью строительством конструкций с большой шириной пролетов и высокими действующими нагрузками.

Саратовский резервуарный завод изготавливает фермы различных конструктивных форм в соответствии с требованиями к условиям эксплуатации, назначению здания и сооружения и другим пожеланиям Заказчика. Все производимые нашим Заводом конструкции ферм характеризуются высокой прочностью и жесткостью. На всех стадиях производства металлоконструкций ферм наши специалисты руководствуются существующими нормами и правилами, регулирующими производственный и монтажно-строительные процессы. Все выполняемые работы соответствуют требованиям регулирующих органов.

Как заказать изготовление металлических ферм на Саратовском резервуарном заводе?

Для расчета стоимости производства металлических ферм, Вы можете:

  • связаться с нами по телефону 8-800-555-9480
  • написать на электронную почту технические требования к металлоконструкциям
  • воспользоваться формой «Запрос цены», указать контактую информацию, и наш специалист свяжется с Вами

Специалисты Завода предлагают комплексные услуги:

  • инженерные изыскания на объекте эксплуатации
  • проектирование объектов нефтегазового комплекса
  • производство и монтаж различных промышленных металлоконструкций

Чертеж стропильная ферма из уголков

Чертеж стропильной фермы из уголков
  1. Услуги проектирования
  2. Сборочные чертежи КМД
  3. Чертеж стропильная ферма из уголков

Чертеж стропильная ферма из уголков

Стропильная ферма из уголков пролетом 18 м для промышленных зданий с «плоской» кровлей. Нижний пояс фермы горизонтальный; верхний пояс для <компенсации прогиба фермы под нагрузкой, во избежание застоя воды на кровле, имеет уклон 1,5%. Опорный фланец фермы передает опорную реакцию через фрезерованный торец на оголовок колонны или на опорный столик подстропильной фермы. Верхний и нижний опорные узлы фермы болтами крепят к опорным стойкам, располагающимся выше оголовка колонны в пределах высоты фермы. Для совпадения отверстий в опорном фланце фермы и в опорной стойке расстояние от фрезерованного торца опорного фланца до центра крайних отверстий необходимо зь: лер жать с отклонением не более ±1 мм. На чертеже этот размер с допускаемыми отклонениями 100+1 как наиболее важный взят в прямоугольную рамку. С этой же целью отверстия в фасонке верхнего опорного узла фермы делаю: на 7 мм больше диаметра болтов, соединяющих фасовку фермы с планкой опорной стойки <диаметр болтов — 20 мм, диаметр отверстий — 27 мм>. Между плоскостями опорной стойки и опорным фланцем фермы предусмотрен монтажный зазор б мм. Этот зазор компенсирует допускаемые отклонения на ширину опорной стойки и на длину фермы. На монтаже фактический зазор заполняют прокладкой, набор которых завод изготовляет совместно с другими конструкциями. Для удобства монтажа ферму изготовляют с минусовыми отклонениями по длине. Для того чтобы обратить внимание сборщиков фермы и контролеров ОТК на особенности допускаемых отклонений по длине фермы, эти размеры с допускаемыми отклонениями взяты в прямоугольные рамки.

Во избежание отгиба уголков верхнего пояса опорными реакциями плит покрытия в местах их опирания поставлены планки 19 и 20. Ферма находится в помещении с постоянной температурой выше — 40° С. С учетом температурного режима эксплуатации пояса фермы и стыковые элементы нижнего пояса запроектированы из мартеновской стали 14Г2-6 для сварных конструкций по ГОСТ 19281<2>—73. Фасонки фермы должны быть изготовлены из стали ВСтЗсп6 для сварных конструкций по ГОСТ 380—71*, а остальные детали — из стали ВСтЗлс6 для сварных конструкций по тому же ГОСТу.

Для упрощения формы фасонки верхних узлов фермы утоплены ниже уровня обушков поясных уголков на 10 мм. Учитывая особое значение, которое придается качеству сварных швов, соединяющих эти фасонки с поясными уголками у их обушков, на чертеже сделаны пометки «швы расчетные». Эти примечания должны повысить внимание сварщиков и контролеров ОТК к качеству швов.

На чертеже не даны размеры для установки прокладок между уголками, так как сборщики знают, что их следует расставлять равномерно по длине стержней. Чертеж благодаря этому меньше загружен размерами и более понятен.

Схема ферм типовая; решение узлов — традиционное. Это позволяет собирать ферму в типовом универсальном кондукторе.

Далее:

Организация производства и технологические условия завода

Несобственные интегралы по неограниченной области

Скалярное поле, производная по направлению, градиент

5 категорий сложности конструкций при разработке КМД

Тематическая подборка для проектирования строительных конструкций

Нахождение потенциала

Соленоидальное векторное поле

Специальные векторные поля

Работа конструктора над чертежом

Экономичность конструкций

Технологичность конструкций при монтаже

Гармонические поля

Основные нормативные документы проектирования металлоконструкций

Масштабы в чертежах КМД

Инвариантное определение дивергенции

Огравление $Rightarrow $

Конструкция металлических стропильных ферм

Конструкции стропильных ферм широко используются в возведении малоэтажных жилых и промышленных объектов, а также для обустройства скатных крыш. При качественном изготовлении, частный дом или складское помещение получает необходимую защиту от негативных воздействий окружающей среды и создает безопасные условия для проживания или работы.

  1. Основные требования к конструкции стропильных ферм
  2. Конструктивные особенности стропильных ферм
  3. Виды стропильных ферм
  4. Как правильно выбрать форму?
  5. Специфика металлических стропильных ферм
  6. Монтаж

Основные требования к конструкции стропильных ферм

Конструкции стропильных и подстропильных ферм должны выполнять основные требования:

  • перед началом отделки независимо от вида строительных материалов, должна быть создана прочная конструкция;
  • качественное выполнение, являющееся гарантией того, что конструкция сможет выдержать постоянные или временные нагрузки;
  • важно выбирать материал, обеспечивающий надежность, прочность и устойчивость.

Данные правила должны быть выполнены вне зависимости от типа строительного объекта.

Конструктивные особенности стропильных ферм

Стропильная ферма – это совокупность конструктивных элементов, включающих стойки, обрешетки, раскосы. Конструкции узлов деревянных стропильных ферм крыши обладают высокой жесткостью и помогают создать качественную основу для крыши.

Основной задачей является грамотное распределение нагрузки на крышу и несущие стены. В качестве основного материала используется чаще всего дерево, но возможен альтернативный вариант, например, металлоконструкция.

Если длина пролета составляет более 16 метров, при возведении строительного объекта используются растянутые конструкции с металлическими стойками. На практике высокой популярностью используются комбинированные варианты (деревянные фермы с металлическими элементами).

Виды стропильных ферм

Перед тем, как выбирать материал и конструкцию стропильной фермы, важно учитывать ряд характерных признаков будущих стен. Конструкция металлических стропильных ферм чаще всего используется для возведения несущих стен.

Отличительные особенности создают классификацию с использованием следующих признаков:

  • очертания поясов;
  • оформление конструкции;
  • статическая схема;
  • вид решетки.

Оформление конструкции предполагает следующие виды:

  1. Одностенные (легкие).
  2. Двустенные (тяжелые).

Если постройка отличается большой высотой пролетов, используется тяжелый вид. Зачастую применяется при возведении строений промышленного типа.

Также существует классификация по типу используемого материала:

  • деревянные;
  • металлические;
  • комбинированные.

Как правильно выбрать форму?

Чтобы не ошибиться с выбором формы, важно обратить внимание на следующие аспекты:

  • какой материал используется для изготовления кровли;
  • какой угол наклона у крыши;
  • есть ли перекрытия у потолка;
  • специфические особенности вида соединений стропильной фермы.

Так, например, если угол наклона крыше выше 12 градусов и используется тяжелое покрытие, используется конфигурация треугольной формы.

Специфика металлических стропильных ферм

Стропильные фермы из металла помогают увеличить жесткость и надежность будущей конструкции. Оптимальное решение при устройстве стропильной фермы длиной более 10 метров. Сталь используют для изготовления стропил, коньковых опор, брусьев мауэрлата. Процесс укладки осуществляется при помощи швеллера.

Стальные фермы имеют ряд следующих преимуществ:

  • высокая прочность материала;
  • стойкость;
  • не разрушается и не гниет;
  • длительный срок эксплуатации;
  • удобство в использовании.

Однако важно учитывать тяжелый вес конструкции, придется использовать специализированную технику, чтобы поднять ферму на нужную высоту, высокая цена.

Монтаж

Чтобы ознакомиться на примере со спецификой возведения конструкции, предлагается рассмотреть монтаж односкатной кровли:

  1. Просчитывается перепад стен по формуле Ш*tgL.
  2. Заготовка стропил. Если используется дерево, материал обязательно обрабатывается антисептическим средством.
  3. Устанавливается мауэрлат. Толщина балки должна совпадать с толщиной стен. Чтобы создать качественную гидроизоляцию, необходимо прикрепить ее как можно крепче. Важно контролировать, чтобы опорная балка находилась строго в горизонтальном положении.
  4. На мауэрлате вырезают отверстия для стропильных ног и обозначаются места для дальнейшей установки.
  5. Укладка ферм осуществляется таким образом, чтобы выступ на поверхности балки составлял 30 см. В качестве крепежных элементов используются скобы и болты.
  6. Установка подпорки и монтаж обрешетки. Важно отметить, что если длина обрешетки превышает 4,5м, то подпорки являются обязательными для установки.

На данном этапе можно процесс считать завершенным. В зависимости от выбранного вида конструкции кровли, могут присутствовать отличительные особенности и своя специфика.

Металлическая ферма 12500 из уголка 100/100/10

металлическая ферма для крытого ангара, расчет произведен с учетом характеристик нагрузки

Состав: сборочный чертеж,деталировка,спецификация.

Софт: ArchiCAD 2010

Дата: 2014-03-19

Просмотры: 36 612

401 Добавить в избранное

  • Металлоконструкции
  • Ферма

Еще чертежи и проекты по этой теме:

Софт: AutoCAD 2013

Состав: Проект металлоконструкции: 1. Общие данные 2. Техническая спецификация металлопроката 3. Схема расположения фундаментов. Армирование. 4. Блок фундаментных болтов 5. Схемы расположения опор, ферм, связей и прогонов 6. Разрезы 1-1. 4-4 7. Ферма Ф-1. Разрезы 1-1. 3-3 8. Разрезы 4-4. 14-14. Узлы 1. 3 9. Спецификация деталей фермы Ф-1

Читать еще:  Как залить крышу гаража различными материалами

Софт: AutoCAD 2017

Состав: Чертеж КМ(А1): Схема связей, полурама, узлы, поперечная схема, схема фахверков; КМД колонны (А1): Колонна, узел стыка, спецификация

Софт: AutoCAD 2019

Состав: Отправочная марка фермы (узлы, спецификация), План.Поперечный разрез. Схема расположения конструкций (Конструкция ступенчатой колонны). Представлено стразу два варианта курсового проекта с разными исходными данными.

Софт: AutoCAD 2014

Состав: Лист 1: Схема розташування колон, зв’язки на рівні нижніх, верхніх поясів ферм, переріз 1-1,2-2, фасад 1-10, таблиця відправочних марок. Лист 2: Верхній, нижній пояс ферми, ферма Ф-1, геометрична схема ферми, специфікація сталі С245

Софт: AutoCAD 13

Состав: Планы связей, разрез, расчетная схема, отправочная марка, узлы фермы, колонна, диаграмма Максвелла-Кремоны.

Дата: 2014-03-19

Просмотры: 36 612

401 Добавить в избранное

Ферма из уголка: описание, конструкция, монтаж, функции, фото

Основным преимуществом стальных каркасов крыш, в сравнении с брусчатыми, является прочность и долговечность. Металл, конечно же, способен выдерживать гораздо большие нагрузки, чем дерево. Основным недостатком таких ферм является прежде всего их высокая стоимость и некоторая сложность в монтаже.

В частном домостроении конструкции такого типа используются крайне редко. В основном они монтируются при возведении разного рода производственных, складских и хозяйственных зданий большой площади. В личных хозяйствах такие фермы из уголка сваривают обычно только при сборке каких-нибудь малых металлических архитектурных сооружений, к примеру, беседок или навесов.

Что собой представляют

Основными элементами конструкции металлической фермы являются:

расположенная между ними решетка.

Скрепляться элементы таких стропильных систем могут путем сварки, болтами или заклепками. Различают узлы ферм из уголков и трубы с непосредственным примыканием и на фасонках.

Верхний и нижний пояса таких металлических опорных конструкций могут собираться, к примеру, из профилированной трубы. При монтаже каркаса кровель больших производственных зданий с этой целью в некоторых случаях используются также и более прочные швеллера.

Уголки для возведения опорных конструкций кровель также применяются достаточно часто. Иногда фермы собирают из одиночных металлоизделий этого типа. Но в большинстве случаев пояса монтируют из соединенных тавром уголков. Это позволяет собирать гораздо более прочные конструкции.

Для сварки верхнего пояса таких систем полагается использовать уголки с разной шириной полок. Для нижней же стяжки фермы из парных уголков берут равносторонний в передней плоскости материал. Такая технология позволяет собирать наиболее прочные и долговечные конструкции. В верхнем поясе в данном случае уголки соединяются по меньшей стороне.

Узлы ферм из парных уголков проектируют на фасонках. Стержни решетки к последним прикрепляют фланговыми швами. Сами фасонки заводят за уголки. В этом случае узел получается наиболее надежным.

Элементами решетки ферм из уголка являются:

стойки, располагающиеся перпендикулярно оси;

подкосы, монтируемые под углом;

шпренгели или вспомогательные подкосы.

Собирается эта часть конструкции металлической стропильной системы как при возведении больших зданий, так и малых архитектурных форм, в большинстве случаев из одиночного уголка. Иногда для этой цели используется и профилированная труба небольшого сечения.

Дополнительными элементами ферм из уголка являются обычно несущие Z-профили, на которые в последующем крепится собственно кровельный материал. Иногда такие элементы при сборке опорной конструкции кровли не монтируются.

При возведении малых архитектурных форм могут, помимо всего прочего, использоваться простейшие фермы без поясов, представляющие собой конструкции, формирующие одну плоскость. При изготовлении таких систем сначала сваривается треугольная рама. Далее она укрепляется ребрами жесткости и подкосами.

Наиболее распространенные виды ферм по конструкции

Чаще всего в качестве каркаса кровли зданий и малых архитектурных форм используются металлические стропильные системы:

При строительстве зданий, беседок и навесов в большинстве случаев при этом монтируется первый тип ферм из уголка и трубы. Такие конструкции могут свариваться как для односкатных, так и двухскатных крыш.

Арочные фермы более сложны в монтаже и обходятся дороже. Для их сборки в частном хозяйстве, помимо всего прочего, придется приобрести такое оборудование, как трубогиб. Основным преимуществом таких ферм, в сравнении с треугольными, является эстетическая привлекательность. В частных хозяйствах такие конструкции монтируются чаще всего при сборке навесов и козырьков привлекательной архитектуры и оформления, кованых и резных с покрытием из поликарбоната, гибкой черепицы, дранки.

Какие еще типы могут монтироваться

При возведении малых архитектурных форм и небольших построек собирают обычно именно арочные или треугольные фермы из одиночного уголка. При возведении зданий большой площади могут монтироваться также конструкции этого типа:

с параллельным поясом (прямоугольные) — самый экономичный вариант, монтируемый из идентичных элементов;

полигональные — аналог ломаной двухскатной крыши;

сегментные — по форме похожи на арочные, но при этом имеющие более сложную конструкцию.

Односкатные фермы из уголков всегда имеют треугольную форму.

Виды решеток

Часть конструкций ферм, расположенная между верхним и нижним поясом, в свою очередь, может быть:

треугольной — подкосы соединяются между собой без стоек;

треугольной с дополнительными стойками — вертикальные элементы монтируются возле каждого подкоса;

крестовой — в передней плоскости напоминает ряд из прямоугольников с диагоналями-подкосами;

с восходящими или нисходящим раскосами;

штренгельной сложной формы;

перекрестной, в передней плоскости представляющей собой ряд ромбов, собираемой без использования стоек;

ромбической, похожей на перекрестную, но монтируемой со стойками;

полураскосной (лежащая на боку «елочка»).

Как составить проект

Перед началом самостоятельной сборки фермы из спаренных уголков, одиночных или трубы следует определиться:

с конфигурацией крыши;

углом наклона скатов.

Количество скатов фермы из металла может быть разным. С использованием таких конструкций допускается возводить в том числе и многощипцовые сложные крыши. Однако в частных хозяйствах чаще всего при постройке малых архитектурных форм монтируют все же одно- или двухскатные фермы. Такие конструкции просты в сборке и при этом отличаются надежностью.

Угол наклона скатов кровли с металлической фермой определяют в зависимости от ветровой и снеговой нагрузки и некоторых других факторов. Самостоятельно рассчитать этот параметр для стальных стропильных систем по всем правилам, в отличие от деревянных, без специальных знаний сложно. Поэтому в большинстве случаев владельцы загородных участков просто находят типовую формулу фермы той или иной конструкции. Далее в нее подставляются нужные показатели.

Примеры формул

Чтобы выполнить расчет фермы из парных уголков или одинарных, необходимо в первую очередь определить высоту и длину конструкции. Последний показатель при этом будет соответствовать тому расстоянию, которое конструкция закроет в процессе эксплуатации (ширина здания плюс свесы).

Оптимальная высота фермы может определяться по таким формулам:

для полигональных, параллельных и трапециевидных — H = 1/8 * L;

для треугольных — 1/4 * L или 1/5 * L.

Здесь H — высота фермы, L — ее длина. Подкосы в решетке металлических каркасов кровель могут устанавливаться под углом от 35° до 50°. При этом оптимальным считается значение в 45°. При использовании смонтированных таким образом подкосов опорная конструкция получается наиболее прочной.

Расчет фермы из уголков арочной

В таких конструкциях необходимую длину металлоизделий для нижнего пояса определяют с использованием такой формулы:

mh=пи×R×a×180, где mh — длина уголка, пи=3.14, R-радиус окружности, а-угол между радиусами окружности, проведенными к крайним точкам нижнего пояса.

Если длина пролета в малой архитектурной форме составляет менее 6 метров, вместо сложной фермы допускается использовать просто одинарную или двойную балку, согнутую под выбранным радиусом. В этом случае для сборки опорной конструкции кровли обычно применяется не уголок, а профильная труба.

По окончании расчетов при составлении проекта кровли полагается делать чертеж с указанием размеров всех элементов, углов их наклона и пр. По такой схеме в дальнейшем и производится сборка фермы из парных уголков или более простых конструкций.

Правила монтажа

При сборке металлических ферм кровель своими руками рекомендуется руководствоваться следующими правилами:

Опорные вертикальные стойки-колонны больших металлических сооружений (навесов, зданий) лучше делать не из одинарного уголка, а из профильной трубы. Такой металлопрокат отличается большей прочностью. Из этого же материала желательно изготавливать и стойки самих ферм. Из уголков в таких конструкциях можно сделать раму и раскосы.

Крепить между собой элементы конструкции фермы нужно с использованием прихваток и спаренных уголков.

В верхнем поясе детали следует стыковать с применением двутавровых уголков.

В нижнем поясе в сопряжениях используют равносторонние уголки.

Для стыковки основных частей фермы, имеющих большую длину, следует применять накладные толстые стальные пластины.

Для того чтобы исключить возможность прогиба поясов, кровлю на металлической ферме монтируют так, чтобы ее вес приходился на узлы фермы из уголков.

Порядок сборки

Первым делом при самостоятельном монтаже металлических стропильных систем, конечно же, производят раскрой уголка и других металлических изделий, согласно чертежу. Далее:

собирают конструкцию фермы на земле;

тщательно проверяют ее геометрию с использованием угольника и уровня;

сваривают собранный каркас с применением накладных пластин и уголков там, где это необходимо.

Порядок сборки фермы на земле обычно выглядит следующим образом:

укладывают продольные трубы или уголки (при парной фермы сначала сваривают тавры);

приваривают раскосы и перемычки.

На заключительном этапе сборки фермы проверяют в том числе и качество выполненных сварных швов. Конструкция, конечно же, должна получиться максимально надежной.

После того, как первая ферма будет готова, приступают к сборке следующей. Таким образом сваривают все опорные элементы стропильной системы сооружения.

Сборка каркаса

Подготовленные таким образом фермы на следующем этапе поднимают на стойки или коробку здания. Предварительно монтируют из уголка или трубы верхнюю обвязку сооружения и опорные балки. Приваривают фермы, а далее соединяют их друг с другом коньковым элементом и промежуточными перемычками. Последние монтируют обычно на расстоянии не менее 1.5 м друг от друга.

На заключительном этапе все конструкции фермы из металлического уголка или трубы шлифуют, покрывают грунтовкой и окрашивают. После этого приступают собственно к обшивке крыши.

Требования в зависимости от угла наклона

Все используемые для возведения крыш металлические фермы условно делятся на три категории:

с углом наклона скатов от 6 до 15°;

Считается, что крыши первого типа целесообразно монтировать с использованием трапециевидных ферм высотой от 1/7 до 1/9 длины пролета. Если в сооружении в последующем не предполагается подшивать потолок, раскосы в таких конструкция устанавливают в виде решетки треугольной формы.

Для сборки крыш с углом наклона ската от 15 до 22° обычно используются фермы высотой в 1/7 от длины пролета. Это позволяет смонтировать наиболее надежную конструкцию. Если необходима большая высота (на 0.16-0.23 частей длины пролета), нижний пояс делается ломаным. При использовании такого метода масса каркаса может быть снижена на 30%.

Устанавливать фермы из стальных уголков с ломаным нижним поясом допускается только на сооружениях с длиной пролета не более 20 м. В противном случае полагается монтировать конструкции Полонсо.

Для ферм с углом наклона ската в 22-30° обычно выбирают высоту в 1/5 длины пролета. В этом случае конструкция получится оптимально легкой и с нее в последующем будет быстро стекать дождь и сходить снег. Монтируют на таких зданиях обычно треугольные фермы из уголков.

Покрывают кровли с таких углом наклона скатов в большинстве случаев шифером или металлическими листами. Для длинных пролетов от 14 м чаще всего используют фермы с нисходящими раскосами. Такие конструкции хорошо переносят значительные снеговые и ветровые нагрузки.

Спаренные фермы

Такие системы на стойки и коробки часто монтируют тогда, когда длина пролета превышает 10-12 м. Цельная ферма данном случае будет весить очень много. А это в свою очередь вызовет трудности с ее транспортировкой и установкой на коробку. Поэтому для широких пролетов систему сначала разделяют на два фрагмента, а затем наверху соединяют затяжками и сваркой.

При проектировании и расчете парных ферм следует, помимо всего прочего, учитывать тот факт, что обе их части должны быть абсолютно идентичными. То есть половины не должны делиться на левую и правую. В противном случае при монтаже ферм на коробке здания может возникнуть путаница.

При сборке таких двойных конструкций наверху желательно использовать, помимо сварки, как можно больше болтовых соединений. В этом случае узлы получатся наиболее прочными.

Что представляют собой фермы Полонсо

Такие конструкции состоят из двух треугольных частей, соединенных стяжкой. Основным преимуществом таких ферм является отсутствие необходимости в использовании длинных раскосов. Благодаря этому, конструкция получается не только прочной, но и легкой.

Монтируются такие фермы, как уже упоминалось, на длинные пролеты. Чаще всего их используют при возведении больших производственных зданий.

Деревометаллические фермы

В целях экономии при строительстве зданий и малых архитектурных форм могут использоваться, помимо всего прочего, комбинированные опорные конструкции. К примеру, нижняя стяжка фермы, стойки и затяжки зачастую выполняются из трубы и уголка, а верхний пояс — из доски либо бруса.

Пиломатериалы для таких конструкций выбирают хорошо просушенные и с минимальным количеством сучков. Влажность бруса или досок должна составлять не более 12%. Перед использованием для сборки комбинированных опорных конструкций пиломатериалы желательно подсушить дополнительно в течение нескольких месяцев. В противном случае из-за усадки древесина в готовом каркасе в последующем может растрескаться (металл сохранит свои размеры).

Для того чтобы такие фермы получались более прочными, их обычно армируют. В большинстве случаев для этой цели используют стальной прут. Также деревометаллические фермы могут укрепляться стеклопластиковой арматурой. Стержни с древесиной соединяют обычно с применением эпоксидного клея. При этом арматуру пропускают внутри верхнего пояса (в клееных конструкциях).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector