Как сварить ферму из профильной трубы для навеса: Фермы из профильной трубы: расчет, сварка, самостоятельное изотовление

Содержание

Изготовление ферм из профильной трубы своими руками

На чтение 7 мин. Просмотров 3.5k. Обновлено

При строительстве помещения большой площади огромное внимание стоит уделить прочности кровли. Для этого во время перекрытия используют фермы.

Правильный расчет и изготовление ферм из профильной трубы – главное условие качественного монтажа будущей кровли.

В статье представлена пошаговая инструкция с видео материалами как соорудить конструкцию своими руками.

Читайте так же как сделать навес из профтруб самостоятельно. В статье представлены чертежи и видео уроки.
Процесс изготовления конструкции является довольно трудоемким, но более экономичным сравнительно с использованием сплошных балок.

В строительстве применяется парное количество составляющих элементов, которые соединяются между собой посредством косынок. А все составляющие данной металлоконструкции соединяются между собой либо при помощи сварочного аппарата, либо специальными клепками.

Таким образом можно сделать вывод что данная конструкция является своего рода каркасом (или скелетом) будущего сооружения, обшитая снаружи облицовочным материалом.

Так же металлическая ферма из профильного трубопроката является идеальным перекрытием для пролета любой длины, но чтобы правильно ее установить потребуется провести грамотные подсчеты.

Качественное изготовление конструкции при помощи сварки проводится на земле и только после этого переносится наверх и монтируется уже в собранном виде по верхней обвязке по ранее установленной разметке.

Только в этом случае можно говорить о надежности конструкции и о длительном времени ее эксплуатации. Фермы пространственного вида нуждаются в закреплении, потому что конструкция является жесткой и может нести высокие нагрузки.

Важные моменты при проведении расчетов

Перед тем как приступить к расчетам нужно решить, какой вид крыши будет оптимальным в данном случае. Выбор напрямую зависит от ее размера и наклона самой кровли.

Также выбор может зависеть от контура поясов. Все вышеперечисленные составляющие зависят от функциональных возможностей строения, материала перекрытия и угла скоса кровли. Посчитать общий вес каркаса можно нашим онлайн калькулятором.

Далее нужно определиться с размерами. Длина определяется углом скоса крыши, а ее высота зависит от вида материала, который будет использоваться для перекрытия, метода перевозки и общей массы металлоконструкции.

Если расчет фермы из профильной трубы показал, что ее общая длина должна быть больше 36 метров, то дополнительно рассчитывается строительный подъем.

Далее определяются размеры панелей. Проведение подсчетов зависит от нагрузки, что по плану должна на нее возлагаться. Если архитектура кровли планируется треугольного вида, тогда ее скос будет составлять 45 градусов.

Итоговым этапом расчетов считается определение оптимального расстояния между узлами металлоконструкции.

Если вы не уверены в своих силах, тогда лучше доверить подсчеты специалистам, которые владеют специальными компьютерными программами и смогут гарантировать качество предоставляемых услуг.

Перед началом строительства стоит несколько раз перепроверить все результаты с учетом возможной максимальной нагрузки на строение. Также запомните, что помимо расчетов на качество монтажа влияет наличие плановых чертежей.

А теперь мы вам представим несколько бесплатных программ которыми можно воспользоваться для расчета.

На этом сайте вы найдете бесплатную онлайн – программу для расчета балок и ферм способом конечных элементов. Данный калькулятор отлично подойдет как студентам так и инженерам. Интуитивно понятный интерфейс калькулятора поможет без проблем произвести все необходимые действия.

Можно так же воспользоваться следующей программой.

Находиться тут, с ее помощью так же можно произвести все необходимые действия. Обращу внимание что данная программа является частично бесплатной.

Так же можете скачать с нашего сайта бесплатную десктопную программу чтобы произвести всю калькуляцию своими руками. Данная программа не требует установки и имеет интуитивно понятный интерфейс. Скачать ferm06.rar

Процесс соединения отдельных элементов своими руками


Изготовление фермы из профильной трубы своими руками предполагает в процессе объединения всех составляющих использование таких соединительных элементов как спаренный уголок или прихватка.

При сборке верхнего пояса оптимальным соединительным элементом считается пара тавровых уголков, что соединяются друг с другом меньшей стороной. Нижний пояс соединяется уголками с ровными сторонами.

В случае соединения фермы больших размеров обязательно используются накладные пластины, а чтобы равномерно распределить давление по всей конструкции применяются двойные швеллеры.

Установка раскосов осуществляется под наклоном в 45 градусов, тогда как стойки монтируются перпендикулярно к основанию. Для установки фермы в качестве соединителей используются крестообразные или тавровые уголки, которые хоть и имеют ровные стороны, но дополнительно поддерживаются пластинами.

После того так конструкция собрана можно переходить к осуществлению сварочных работ. Как сварить ферму из профильной трубы? Приветствуется как использование ручной сварки, так и автоматической, а тут можете по видео урокам посмотреть как нужно варить профтрубы.


После того как сварка завершена все полученные швы аккуратно зачищаются после чего все строение обрабатывается антикоррозийным раствором и покрывается несколькими слоями краски.

Рекомендации по процессу установки

Для того чтобы уменьшить давление конструкции при минимальном скате кровли лучше применять дополнительные решетки. Если уклон не более 25 градусов, то для уменьшения массы рекомендуется изготовить нижний пояс ломаного вида.

Во время изготовления фермы большой длины применяйте только парное количество панелей. А если ее длина превышает два десятка метров, то желательно использовать фермы Полонсо.

Выбор диаметра профиля обусловлен размером будущего навеса и градуса его уклона, но в любом случае расстояние от одной фермы до другой не должно превышать 1,7 м.

Возведение арочной фермы

При планировании изготовления каркаса арочного вида использование ферм является обязательным условием. Ее изготовление из профильной трубы по технологии несколько сложнее создания обычного каркаса.

Данные конструкции служат связующим звеном для лаг, столбов и опор. Если она правильно собрана, то это добавит ей надежности и предупредит его преждевременное разрушение и деформацию.

Изготовление арочных ферм из профильной трубы является самым лучшим решением, так как этот материал отличается прочностью и хорошо соединяется с листами поликарбоната, что используются для перекрытия.

Проект типового каркаса здания с треугольными фермами с пролетами 12, 18, 21м


Watch this video on YouTube

При выборе конструкции нужно учесть факт, что для навеса важно использовать такую форму, которая позволит не задерживать на себе осадки.

В противном случае большое скопление воды или снега может спровоцировать деформацию или даже поломку. От величины радиуса арки зависит, будут ли на ней задерживаться осадки.

Односкатные виды из профильной трубы часто используются при создании навеса. Его особенностью является то, что более высокой стороной такой навес присоединяется к основному строительному объекту. Его покрытие подбирается исходя из внешних характеристик и конструктивных особенностей.

Установка односкатного навеса (расчеты и рекомендации)

Давайте подробнее рассмотрим устройство односкатного навеса, для которого будет использоваться ферма односкатная на 12 метров из профильной трубы, чертежи конструкции также должны прилагаться к расчетам и другой строительной документации.

Для перекрытия односкатного навеса лучше использовать листы поликарбоната двухметровой ширины. Конструкция должна собираться таким образом, чтобы край кровельного материала попадал именно на ферму.

Сегодня существует большое количество программ, которые позволяют не только провести все нужные подсчеты, но и наглядно увидеть каждый элемент будущей постройки.

Ведь она станет хорошим решением для создания летней веранды или летнего гаража для личного автотранспорта.

Solidworks.Двухскатная ферма. Проектирование, расчет в Solidworks Simulation, чертеж


Watch this video on YouTube
В процессе строительства рекомендуется использовать профиль с диаметром сечения 3х3 см, а для наклонных распорок, которые привариваются под углом 25 градусов можно использовать образцы меньшего диаметра сечения 2х2 см. Они привариваются зигзагом между верхним и нижним основанием строения.

Основой металлического каркаса служит пара профилей с сечением 3х3 см. Между фермами обязательно использование полуметровых продольных перемычек, которые направлены на снижение снеговой нагрузки.

Для вертикальных стоек используется профиль большего сечения. Стойки устанавливаются с обеих сторон возле каждой фермы. Они закапываются в землю не менее чем на полметра и дополнительно заливаются бетоном. Таким образом, каркас укрепляется и приобретает способность выдерживать большое давление.


Заметьте, что к сварочным работам можно допускать лишь человека, который имеет соответствующее образование и опыт работы сварщиком, так как от его профессионализма зависят эксплуатационные характеристики навеса.

В любом случае изготовление ферм из профильной трубы любого вида и их использование является важным моментом в строительстве навесов любого вида, поэтому неплохо будет изучить несколько схем изготовлений по фотографиям и просмотреть пример расчета для любой формы. После чего можно приступать к своим расчетам.

Сварка фермы для гаража навеса парковки теплицы из профильной трубы

Навесы на металлическом каркасе обладают долговечностью, надежностью, и большим запасом прочности. Они защитят автомобиль от непогоды, прикроют летнюю веранду, беседку. Заменят крышу мастерской или козырек над подъездом. Как произвести точный расчет фермы из профильной трубы вы узнаете в этой статье, а материалы можно приобрести на нашей металлобазе Метферрум.

Мы расскажем как сделать каркас из профильной трубы, так как они недорого стоят, обладают приемлемым весом весом (работать можно с соседом без спецтехники), поддаются деформации под криволинейные конструкции, например арку или купол.

Стальная ферма представляет собой конструкцию из прямолинейных деталей, соединенных в жесткие узлы без расцентровки стержней с учетом внеузловой нагрузки. Принцип соединения составных элементов, испытывающих усилия сжатия и растяжения, помогает сохранить геометрическую форму сооружения в случае замены сварных соединений на шарнирные.

Перед сборкой нужно выполнить точный расчет элементов конструкции, определить размеры профиля и силовую нагрузку на перемычки. Для производства трубного профиля используются конструкционные сплавы низколегированной оцинкованной стали. Размерные параметры металлических деталей каркаса подбираются в соответствии с механической и динамической нагрузкой на каркас.

Способы крепления

Прежде чем приступить к разработке проекта и созданию чертежа фермы, необходимо выбрать композицию, определить размеры кровли, подготовить материал для поясов, отметить точки равновесия. Устойчивость каркаса зависит от размеров профильной трубы, а также способа ее производства: электросварка, горячее или холодное деформирование. Наиболее легкими в обработке считаются профильные трубы квадратного и прямоугольного сечения.

Требования к фермам

Для малогабаритного навеса шириной 4,5 метра подходит профильная труба сечением 4,0х2,0х0,2 см, каркас из трубы сечением 4,0х4,0х0,2 см выдержит навес шириной 5,5 метров. При устройстве навеса большей ширины рекомендуется использовать профильную трубу сечением от 4.0х4,0х0,3 см до 6.0х3,0х0,2 см. Каркасный материал может иметь разную форму сечения:

  • Овал;
  • Квадрат;
  • Прямоугольник;
  • Многогранник.

На процесс проведения расчета постройки из профиля влияют цифровые показатели, свидетельствующие о прочности объекта.

Профили фермы

На выбор формы профиля большое значение имеет конфигурация крыши, угол ее наклона, тип кровли:

  • Односкатная;
  • Двухскатная;
  • Трехскатная;
  • Четырехскатная;
  • Купольная;
  • Ступенчатая;
  • Арочная;
  • Шатровая.

Угол наклона ската

При угле наклона элементов в пределах от 60 до 150 рекомендуется использование трапециевидного очертания пояса. Снижение веса конструкции достигается при высоте сооружения, равного 1/7-1/9 длины пролета. Если планируется устройство пологого навеса сложной формы, то средняя часть постройки должна быть приподнята над опорными деталями, соединенными по принципу затяжки треугольников. Для многоугольной формы оптимальным вариантом фермы является соединение приподнятым нижним поясом.

Если угол наклона свыше 200, то высота перекрытия должна соответствовать 1/7 части длины пролета, прочность конструкции достигается перемычками, установленными в виде ломаной линии нижнего пояса. Исчисление параметров каркаса осуществляется по специальной таблице стропильной системы, утвержденной СниП. Металлическую ферму также можно рассчитать онлайн на калькуляторе расчета инженерных сооружений из металлопрофля.

Расчет нагрузки на опоры каркаса с уклоном навеса более 220 производится специальной компьютерной программой, ориентированной на кровли из разных материалов. Прочность сооружения обеспечивается сводом треугольной конфигурации и высотой сооружения, соответствующей 1/5 части длины пролета. В качестве дополнительных элементов, увеличивающих прочность строения, используются добавочные перемычки в виде ребер жесткости. На стабильность конструкции влияет материал покрытия (поликарбонат, шифер, стекло, профлист), количество доборных элементов.

Готовые проекты

Если у застройщика возникают сложности с расчетом объекта из трубопроката, можно воспользоваться готовыми типовыми проектами, ориентированными на модульные ансамбли. Проект должен содержать расчеты по типу сооружения, позволяющий собрать детали самостоятельно:

  • Чертеж;
  • Размеры объекта с шагом;
  • Допустимая нагрузка;
  • Величина пролета;
  • Высота каркаса;
  • Задание уклона крыши;
  • Угол раскоса решетки;
  • Расстояние между соединительными узлами;
  • Строительный подъем;
  • Разница между нижним и верхним поясами;
  • Размеры листов кровельного материала.

Основным требованием к процессу постройки навеса, веранды или беседки является выбор участка, определение постоянной и переменной нагрузки на опоры, степень сейсмических и климатических особенностей местности. Также значение имеют следующие факторы: характеристики грунта, глубина залегания подземных водоемов, тип фундамента, параметры сооружения, количество материала. Если навес, козырек или веранда пристраивается к зданию или дому, то необходимо получить разрешение в соответствующих инстанциях.

чертежи и особенности односкатной конструкции

Навесы часто устанавливают во дворе, чтобы защититься от дождя и яркого солнца, одновременно находясь на свежем воздухе. Сварка ферм для навеса из профильных труб – это несложная работа, но требующая знаний по расчету, подбору материалов и сборки конструкции.

Обладая некоторыми навыками по сварке, можно получить красивое и надежное укрытие для автомобиля или небольшой навес над крыльцом.

Факторы, влияющие на расчет

Перед началом работ потребуется определиться с размерами и высотой конструкции. Эта работа проводится в несколько этапов.

Сначала следует определиться с укрывным материалом. Наиболее востребованы навесы из поликарбоната из-за легкости ипрочности. От выбора материала зависит количество ферм и шаг установки стоек. Для небольшого козырька изготовление ферм не требуется.

До сварки и других работ надо выполнить эскиз навеса из профильных труб, на котором определяются размеры и тип ферм, размеры деталей. Лучше сделать отдельную специализацию, с размерами профилей и длиной деталей.

При порезке такая схема поможет не ошибиться и сэкономит материал. Чертежи или эскиз навеса можно выполнить на ноутбуке с помощью специальной программы или начертить от руки.

Точные размеры можно получить только на месте установки и изготовления навеса. При этом необходимо учесть способ установки и закрепления всех стоевых деталей.

Если навес одной стороной прилегает к стене, можно изготовить закладные детали и закрепить их в местах монтажа ферм.

Что учитывать при постройке

При сварке и монтаже навеса возле одной из стен здания, длину и ширину опорной конструкции лучше сделать несколько короче. Такая операция позволит обеспечить выпуск укрывного материала и сток дождевой воды в желоба. Еще одно преимущество способа – это экономия более 2-х м профильной трубы на каждой ферме.

Самый низкий срез навеса должен быть высотой не менее 2,2 м. При заезде газели, высоту следует увеличить до 2,6 м. Величина самого высокого места зависит от фантазии и возможностей бюджета.

Но следует учесть одно правило кровельщиков. Угол наклона ската крыши не должен превышать 120, поэтому общая высота конструкции должна быть менее 4-х м.

При расположении и выборе места, следует обязательно учитывать основные направления ветров и количество осадков характерных для региона.

В зависимости от этих значений подбирают размеры полок основного профиля для сварки, трубы на стойки и квадрата на раскрепления. Для основных частей навеса из профильных труб подготавливают отдельный чертеж со всеми размерами, местами раскреплений и жесткостей.

Вариантов формы крыши навесов довольно много – односкатные, арочные, двускатные (домиком), сложные. Каждая конструкция имеет свои минусы и плюсы.

Самая распространенная – односкатная крыша, сварка которой не представляет трудностей. Угол наклона фермы не должен быть менее 8%. При несоблюдении этого значения на крыше навеса в зимнее время будет собираться снег, и такой козырек долго не прослужит.

Достоинства профильных труб

Фермы из квадратных профильных труб имеют ряд преимуществ перед другим металлопрокатом:

  1. материал отличается хорошей стойкостью к высоким температурам. Целостность и отсутствие деформаций при пожаре – это один из основных плюсов профильных труб;
  2. форма квадрата и четыре ребра жесткости позволяют профилю выдерживать большие нагрузки;
  3. загибать профили достаточно просто. С помощью профильной трубы можно придавать конструкции различные виды;
  4. общий вес конструкции намного меньше, чем у навесов с такими же размерами, изготовленными из другого металлопроката;
  5. материал служит долгое время.

Чтобы выполнить весь цикл работ, включая сварку и покраску, нужно провести несколько основных операций. Для наглядности примем размеры конструкций с габаритами обычного гаража для автомобиля – 6 м длиной и 4 м шириной. Одна сторона крепится к стене здания.

Подготовительные работы

Для такого навеса достаточно будет использовать для сварки профиль с полкой 30 мм. Толщину стенки берут 1,5 мм. Толще не нужно, это только увеличит стоимость конструкции.

Самый простой и надежный вариант навеса – односкатный. Длина верхнего ската в рассматриваемом случае будет 3900 мм, нижний отрезок уменьшаем на 80 мм, поэтому ферма на краю зарезается под угол для соединения.

Размер самой большой распорки между горизонтальными трубами фермы будет 600 мм, всего делают 7 распорок на всю деталь конструкции. Для лучшего соединения первую ферму навеса собирают на ровной поверхности.

Стыкуют и проводят сварку узкого края. Затем монтируют широкую распорку и варят стыки. Размечают место установки следующего ребра жесткости, замеряют размер, отрезают заготовку и монтируют ее в конструкцию фермы. Операцию повторяют с оставшимися 5-ю ребрами, постепенно уменьшая их размер.

Теперь у нас есть точные размеры распоров фермы, а их понадобится еще 4 штуки. Надо нарезать всю заготовку для сборки ферм для навеса. Первая деталь, для удобства, будет служить шаблоном.

Далее выкладывают и закрепляют прижимами две основных плети, так же проводят сварку сначала крайних стыков и укладывают перемычки, прихватываем их, но не проваривая.

Прихватки обязательно ставить со всех сторон стыка для большей надежности предварительной сборки. Для прихваток выставляют небольшой сварочный ток – это поможет избежать лишних дырок в соединении.

Собрав конструкцию фермы, снимают ее с шаблона и проводят сварку в нижнем положении. Затем таким же способом собирают и обваривают оставшиеся фермы навеса.

Некоторые специалисты советуют сварить конструкцию с помощью косых распорок из профиля меньшего размера. Для спокойствия можно установить дополнительные ребра жесткости, но это потребует покупки дополнительного недешевого материала.

Поэтому, при желании, можно раскрепить первые 2 самых широких окна. Остальные лучше ужесточить, обварив на боковых стыках треугольные косынки из листового металла.

Выполнение монтажа

Чтобы выполнить монтаж, на стену дома потребуется через каждые 1500 мм от крайней фермы закрепить на 3-4 самореза обрезки уголка с полками 30 мм.

Таких мест крепления будет 5 штук, по количеству ферм. Напротив, на расстоянии от стены 3060 мм, копают или бурят отверстия для стоек из профильной трубы с шириной полки 80 или 100 мм.

Отрезают пять заготовок длиной 2900 мм. На верхний конец профильной трубы необходимо приваривать пятак из листового металла. Это не позволит попадать внутрь воде и снегу и обеспечит надежную обварку стойки и фермы. Их устанавливают в отверстия и заглубляют на 800 мм.

От уровня основного чистого пола высота стоек навеса должна быть для легкового авто 2100 мм. Стоевые надо установить строго в вертикальном положении и раскрепить их с помощью укосин. Затем залить отверстия в земле бетоном. Теперь можно сделать перерыв на сутки для полного застывания бетона.

Сборка каркаса

Чтобы собрать каркас навеса, узкий край фермы устанавливают на стойку и прихватывают к уголку на стене. Надо сварить стойку и узкий край между собой.

Перед этим нужно проверить по уровню положение всех деталей узла. Главное – это правильно приварить первую ферму, чтобы предотвратить перекос всей конструкции.

Когда первая ферма установлена, в таком же порядке устанавливают остальные, раскрепляя их между собой перемычками, на расстоянии 500 мм по ширине фермы.

В результате получилась конструкция с жестко закрепленными деталями, которая будет служить долгое время. Теперь надо оббить шлак со всех стыков, проверить качество и наполненность шва.

В слабых местах с большими раковинами необходимо уложить дополнительный шов. Болгаркой и зачистным камнем обрабатывают места сварки, обезжиривают все поверхности с помощью любого растворителя, дают ему высохнуть и наносят на металл слой грунтовки.

Когда грунтовка высохла, окрашивают ее в любой понравившийся цвет. Осталось закрепить листы поликарбоната специальными саморезами, и навес будет готов.

Важные моменты

Перед началом работ надо определиться с размерами конструкции, профиля и необходимым количеством материала. Сварка навеса из профильных труб ведется ручным дуговым аппаратом. Обязательно надевают защитную одежду и маску.

Не следует торопиться при сварке, надо обеспечить надежный провар металла. Электроды лучше использовать МР-3, или АНО-21. Надо правильно располагать детали при стыковке и сварке конструкции.

При эксплуатации навеса и образовании на нем ржавчины, поврежденное место зачищают наждачкой и окрашивают грунтом. При обильных снегопадах с крыши навеса убирают снег.

размеры чертежеЙ, как согнуть трубу для каркаса, как сварить своими руками

Вопрос возведения навесов всегда будет актуальным для владельцев частных домов. Сложно найти более подходящий материал для строительства, чем профильные металлические трубы. Каркас будет устойчивым, но легким, его можно сделать как стационарным, так и разборным.

Профильные металлические трубы квадратного или прямоугольного сечения обладают хорошей жесткостью и практически не подвержены деформации, а ровные стороны облегчают процесс подгонки и обеспечивают большую площадь сварочного шва. Промышленность выпускает профильные трубы, изготовленные тремя способами:

  • Холодной прокатки.
  • Горячей прокатки.
  • Сварные.

Толщина стенки — от одного до пятнадцати миллиметров, наружное сечение — от десяти миллиметров.

Конфигурация профильных труб, используемых в конструкции навеса

Совет. Для строительства навеса желательно использовать сварные и холодной прокатки профильные трубы.

Несмотря на простоту конструкции, для строительства потребуется чертеж навеса из профильной трубы с расчетами нагрузки. Конструктивно навес состоит из следующих элементов:

  • Вертикальные стойки.
  • Фермы.
  • Обрешетка.
  • Кровля.
  • Фундамент.

Детали конструкции навеса из профильной трубы с односкатной крышей

Варианты фундамента для вертикальных стоек из профиля

Установить вертикальные стойки можно несколькими способами:

1. Выкапывается яма глубиной 50-60 см и размером 40×40 см. На дно ямы укладывается щебень или мелкий камень. Нижний конец стойки обрабатывается антикоррозийной краской. Стойка устанавливается в вертикальное положение, фиксируется подпорками, яма заполняется бетоном.

Самый простой пример бетонирования стойки, но его нельзя назвать самым практичным

2. Подготовленную яму заполняют бетоном и устанавливают закладную деталь, к которой впоследствии приваривается вертикальная стойка.

Фундамент в разрезе с закладной деталью. Вертикальная стойка устанавливается и приваривается к закладной, при необходимости усиливается приваренными косынками.

3. Производятся действия, аналогичные второму пункту, только вместо закладной детали устанавливаются анкерные болты.

Использование анкерных болтов позволяет выровнять стойку при монтаже регулировкой затяжки гаек и подкладкой металлических пластин различной толщины

На заметку. Горизонтальные обвязывающие трубы, на которые будут устанавливаться фермы, монтируются по длинным сторонам навеса, при необходимости могут быть усилены укосами, изготовленными из профиля.

Изготовление ферм из профильной трубы и монтаж

Формы крыш для навесов в основном разнообразием не отличаются, хотя бывает, что встречаются эксклюзивные экземпляры. В основном это односкатные, двухскатные и арочные конструкции, для покрытия которых чаще всего применяют:

  • Поликарбонат.
  • Металлочерепицу.
  • Оцинкованный профнастил.

Изготовить фермы удобнее всего на земле, а потом готовые приварить к стойкам. Тем более что изготовленная первая ферма будет использоваться в качестве шаблона, что значительно ускорит сборку последующих. Наглядные примеры разъяснят, как правильно сварить ферму для навеса.

Конструкция фермы, которая используется в основном для односкатных и двухскатных навесов из профильной трубы

Ферма, собранная из двух элементов (смотреть фото 6) для двухскатной крыши

Виды ферм, чаще всего используемые при строительстве навесов, способные выдержать любую снеговую нагрузку

Если с фермами для таких обычных крыш более или менее все ясно, то при изготовлении фермы арочного типа возникает технический вопрос: как согнуть трубу без трубогиба для навеса с покрытием из поликарбоната.

Изготовление арочной фермы

Изогнуть трубу с квадратным сечением будет тяжелее, чем профиль, имеющий форму прямоугольника. Изгибать следует широкую сторону.

Направление изгиба прямоугольной трубы

Существует несколько способов изгиба профильной трубы без трубогиба и нагрева:

1. Потребуется изготовить несложный инструмент: к отрезку трубы большего диаметра приваривается полутораметровая ручка, надевается на трубу, которую следует изогнуть. Последовательно подгибают заготовку, перемещая самодельный трубогиб.

Самый простой, но действенный способ изгиба профильной трубы

2. Если требуется произвести изгиб большого радиуса, то можно к нижней ровной части фермы приварить вертикальные стойки. Начиная с одного края, последовательно надо подгибать руками верхний профиль и приваривать к верхним концам стоек.

Изготовление арочной фермы с небольшим изгибом для навеса

3. Изогнуть профильную трубу можно, используя шаблон, изготовленный из деревянных досок и круглых кольев, изгибая и фиксируя кольями профиль.

Стенд для изгиба дуги из прямоугольной трубы моно изготовить самостоятельно

Совет. Конструкцию дугообразной фермы следует выбирать с учетом проекта и доступности способа изготовления. В принципе, изогнуть необходимую заготовку можно в любой слесарной мастерской, где есть трубогибочный станок, а фермы — сварить самим.

Монтаж ферм навеса

Очень важно установить правильно крайние фермы, так как именно от них будет зависеть установка последующих, поэтому крепить следует изначально на прихватки, тщательно проверяя установочные размеры. После фиксации крайних элементов следует натянуть шпагат по краям и середине. Так как фермы имеют одинаковый размер, монтаж производится с ориентировкой на натянутый шпагат. Отклонения по плоскости ската не должны составлять более 2 мм.

Схема каркаса двухскатного навеса

К установленным фермам приваривается обрешетка из профильной квадратной трубы (можно использовать меньший размер). Если навес из профтрубы накрывается профнастилом, то листы нужно заказывать в соответствии с шириной ската, чтобы избежать лишних стыков. При покрытии навеса металлочерепицей рассчитать размеры установки обрешетки надо таким образом, чтобы стыки листов лежали на обрешетке.

Важно. После сборки каркаса и окончательной проверки все швы стыков провариваются и зачищаются. Готовый каркас навеса грунтуют и окрашивают антикоррозийной краской.

Покрытие навеса профнастилом или металлочерепицей

Технология крепления профнастила и металлочерепицы практически одинаковая. Необходимый инструмент для работы:

  • Шуруповерт.
  • Насадка под шестигранную головку саморезов.
  • Ножницы по металлу.
  • Болгарка.
  • Саморезы.
  • Шпагат.

Саморезы с резиновой уплотнительной шайбой. Острый конец выполнен в форме сверла, что позволяет без дополнительного сверления закручивать их в металл толщиной 2 мм.

Главное — не ошибиться с установкой первого листа, в этом помогут предварительно натянутые два шпагата, выставленные по вертикали и горизонтали. Тот, кто впервые работает с этими материалами, нередко допускает ошибку, осуществляя крепеж саморезами по технологии крепления шиферных листов. Это является грубой ошибкой.

Правильное закрепление профлиста саморезом — он установлен в нижнюю волну

Два варианта крепления металлочерепицы. Слева — запрещенный способ крепления, справа — правильный.

Примечание. Очень важная деталь: саморезы должны устанавливаться строго перпендикулярно поверхности профильной трубы, так как герметизацию отверстия обеспечивает эластичная шайба, находящаяся под головкой.

Саморез, установленный с отклонением, будет способствовать проникновению влаги из-за неплотного прилегания уплотнительной шайбы

Следует обратить внимание на момент затяжки саморезов. Слабо завернутый саморез будет причиной протекания крыши навеса. Перетянутый приведет к разрушению уплотнительной шайбы, что будет способствовать проникновению влаги.

Внимание! При закручивании саморезов шуруповерт необходимо располагать строго перпендикулярно поверхности крыши. Закручивать саморез следует на небольших оборотах, контролируя правильный прижим уплотнительной шайбы.

Коньковый стык двухскатной крыши накрывают коньковыми элементами, которые можно приобрести на рынке строительных материалов (это относится к покрытию из металлочерепицы) или изготовить самостоятельно из оцинкованного кровельного железа (для покрытия из профнастила).

Ферма из профильной трубы

      Фермы из профильной трубы на загородных участках в основном используются для строительства всевозможных навесов. Они отличаются от других конструкций прочностью, долговечностью, небольшим весом, возможностью устройства перекрытий большой длины.

     Строительные фермы можно купить уже готовые и собрать их на месте установки, но чаще всего они изготавливаются своими руками из металлического профиля. В этом случае вы можете сделать фермы любого размера, любой длины и количества элементов, и стоимость всей конструкции будет дешевле, чем если покупать готовые.

   

   Недостатком изготовления ферм из профильной трубы своими руками является высокая продолжительность и трудозатратность работ. Нужно будет очистить от ржавчины, нарезать, приварить и покрасить большое количество металлических элементов.

   На нашем загородном участке мы тоже решили сделать навес из поликарбоната. В качестве опор будем использовать металлические столбы, для усиления конструкции изготовим и приварим к ним фермы из профильной трубы.

   Первым делом рассчитаем количество и размер профильной трубы, необходимой для изготовления опор навеса и самих ферм. Для стоек нам понадобится профиль размером 60 на 60 мм, для устройства верхнего пояса фермы — труба 40 на 40 мм, для раскосов и нижнего пояса – 20 на 40 мм. Толщину стенок трубы лучше использовать не менее 3 мм. Толстый металл легче сваривать, более тонкие стенки часто прожигаются насквозь, для их сварки требуется определённая сноровка.

   Итак, часть металла купили на базе, другая часть у нас осталась от возведения забора. Садовым буром просверлим в земле отверстие на глубину 1 м, установим в него трубу нужной длины размером 60 на 60 мм, выровняем её по уровню и зальём цементным раствором, смешанным с щебнем.

   Таким же образом установим ещё три столба. Всего забетонировали 4 опоры на одной стороне. Чтобы установить их на одинаковой высоте, мы использовали гидроуровень.

   Отступим 2,5 м от первой линии столбов и установим ещё 4 опоры, только высотой на 50 см меньше предыдущих. Навес у нас будет односкатный, поэтому мы сделали первые стойки выше вторых. На этих опорах будет держаться крыша навеса. Чтобы крыша и стойки выдержали массу снега, который будет на ней собираться в зимний период, их необходимо усилить. Самый распространённый вариант для этих целей – сделать фермы и приварить их между столбами.

   Переходим к изготовлению фермы.  Параллельная четырёхугольная строительная ферма выглядит вот так.

   Начнём с верхнего пояса. Возьмём трубу 40 на 40, отрежем её по длине, равной расстоянию между первым столбом и последним, и приварим электросваркой к верхней части каждой опоры. Верхний пояс готов.

   Дальше используем профильную трубу 40 на 20, измерим расстояние между соседними стойками и отрежем её болгаркой. Отступим от верхнего пояса вниз 20 см и на этом уровне приварим кусок трубы к опорам, расположив её плашмя. Если нет помощника, один конец трубы можно закрепить, поставив под него подпорку, а второй держать свободной от держака сварочного аппарата рукой. Горизонталь нижнего пояса проконтролируем строительным уровнем.

   Так же приварим ещё две профильные трубы между опорами.

   Теперь между верхним и нижним поясами фермы нужно приварить раскосы. Именно за счёт них достигается прочность конструкции. Если стропила положить просто на верхний пояс, без фермы, то под тяжестью снега труба деформируется и навес разрушится.

   Раскосы привариваются между поясами под углом 45 градусов. Сначала возьмём транспортир и определим угол наклона, сделав на трубе отметку. Потом прислоним к этому месту кусок трубы 20 на 40 и проведём на нём карандашом в месте предполагаемого реза. Болгаркой отрежем лишний металл.

   По такому шаблону сделаем нужное число отрезков.

   Нам осталось приварить их к поясам фермы. Сначала раскосы прихватывается к трубам небольшими точками, чтобы они держались на конструкции.

   Лучше начать сваривать их с двух сторон попеременно. Когда прихватили все трубы, после этого их можно обваривать со всех сторон. Делается это для того, чтобы ферму не повело и она не изменила своих геометрических свойств. Особенно важно соблюдать эту последовательность, если вы свариваете ферму на земле и её пояса жестко не закреплены между опорами.

     Соседние раскосы располагаются друг от друга на небольшом расстоянии. По их середине проводят условные линии, эти линии должны пересекаться в высшей точке верхнего пояса и низшей нижнего.

   Приварим раскосы между всеми опорами будущего навеса. Работа эта кропотливая и долгая по времени. Но научиться варить металл самому необходимо: во-первых, это умение всегда пригодится в ведении домашнего хозяйства, а во-вторых, вы сэкономите большую сумму денег, ведь профессиональные сварщики берут оплату за каждый шов. Представьте, какое количество сварных швов нужно сделать при изготовлении строительной фермы и сколько это будет стоить.

   Первая ферма для навеса готова. Точно так же начнём делать вторую ферму. Здесь тоже сначала приварим верхний пояс.

   По совету бывалых сварщиков вместо упоров для поддержки одной стороны трубы удобнее использовать струбцину. Маску сварщика лучше купить с автоматическим затемнением, особенно начинающим.

   В итоге, после продолжительной работы, у нас получилось 2 строительные фермы для навеса.

   Крышу мы будем устанавливать на деревянные стропила, уложив их на стойки с фермами. Чтобы прикрепить доски к верхнему поясу, мы используем металлические уголки. Возьмём кусок уголка с толщиной стенки 4 мм и болгаркой нарежем его на несколько коротких отрезков.

   Дрелью просверлим в них по два отверстия.

   Приварим уголки к верхним поясам ферм через 60 см друг от друга. В последствии, установив стропила, мы прикрутим их двумя саморезами к каждому уголку.

   Опоры с фермами под навес готовы, осталось покрасить их краской для металлических поверхностей.

   Когда краска высохнет, приступим к устройству обрешётки под поликарбонат. Если статья понравилась, поделитесь ей в соцсетях.

ВИДЕО

 

 


Навес из профильной трубы своими руками

Для любого двора частного дома строительство навеса из труб — это лишь вопрос времени. Рано или поздно, но хозяева самостоятельно придут к пониманию того, что нужно делать навес из профильной трубы своими руками. Нехитрая конструкция из профиля не только защитит от снега, дождя и солнечного света, но и значительно расширит жилое пространство дома. Но постройка из профилированных труб требует немалых затрат на приобретение материала, кроме того, немалый вес металла над головой может нести угрозу здоровью, поэтому строительство придется выполнять по всем правилам, на основании чертежей и расчетов.

Как сделать конструкцию навеса из профильной трубы


В самодеятельном строительстве навес из профильной трубы, если он не имеет фундамента, кровли и боковых стен из горючих материалов, можно спокойно оставить без оглядки на архитектурные и противопожарные ограничения. Единственное, что нужно будет сделать:

  • Подобрать подходящий проект навеса из профильной трубы;
  • Спланировать конструкцию на конкретной площадке;
  • Выполнить проверочный расчет навеса из профильной трубы на устойчивость конструкции под весом снежной шапки максимальной толщины;
  • Составить смету и последовательность выполнения операций.

Важно! При разработке проекта потребуется сделать оценку наиболее приемлемого варианта фундамента, которого было бы достаточно для удержания тяжелого стального каркаса из профильной трубы для навеса.

Размер сечения профилированной трубы, из которой будет планироваться постройка навеса, напрямую зависит от размеров площадки, и в первую очередь от длины балки перекрытия между опорами. Чтобы определить количество и сортамент необходимого материала, потребуется, используя чертеж навеса из профильной трубы, составить деталировку, и только после этого планировать смету.

Конструкция и расчет навеса


Наиболее простым вариантом, доступным для изготовления своими руками, является односкатный навес из профильной трубы, изображенный на чертеже.

Расчета на прочность опор и горизонтальных прогонов проводить нет необходимости, так как вес постройки относительно небольшой, и прочности металла стоек более чем достаточно. К преимуществам приведенной конструкции можно отнести простоту и небольшой вес постройки из стального профиля. В основе устройства каркаса односкатной крыши применяется ферма из профильной трубы клиновидной формы. На крышу 5,45х5,45 м будет установлено три фермы, максимальной высотой в 120 мм. Ферма сделана из облегченного профиля 25х25 мм с пятью подкосами.

Данные оценочного расчёта и выбранных размеров конструктивных элементов показывают, что вес металлического каркаса крыши из трех ферм не превысит 200 кг, что для шести опор сечением 50х50 мм составляет менее 15% максимальной статической нагрузки. Расчет по массе и нагрузке на кровлю массы максимального снежного покрова дает увеличение распределенного давления на вертикальные опоры до 780 кг, что обеспечивает запас прочности конструкции в 1,3 единицы.

Более серьезной проблемой может быть наличие горизонтальной реакции, способной опрокинуть навес или придать конструкции небольшой наклон. Если навес строится с жестким защемлением профильной опоры в бетонном основании фундамента, то реакция при 27о уклоне ската составит 30% от массы снега. Опора из профилированной трубы 50х50х3, длиной 2 м, способна выдержать боковую нагрузку почти в 150 кг, шесть опор обеспечат сопротивление усилию в 900 кг, что втрое превышает максимальное горизонтальное давление от снежной массы.

Даже если на горизонтальное сечение крыши будет добавлена ветровая нагрузка при скорости 20 м/с, а это составит 24 кг/м2 клиновидной поверхности, то общее увеличение горизонтального усилия не превысит 144 кг, что значительно меньше горизонтальной реакции от давления снега, и на прочность опор практически не повлияет.

Конструкция большого навеса


Для обычного двора приведенного варианта навеса из профильных труб малого сечения вполне достаточно для того, чтобы укрыть автомобиль, или использовать его в качестве места отдыха на свежем воздухе. Но зачастую требуется сделать навес большего размера, например, такой, как приведен на чертеже. Конструкция 9х8 м из профильной трубы позволяет закрыть пространство, которого хватило бы для стоянки четырех легковых или двух грузовых автомобилей.

Несмотря на внешнюю схожесть с предыдущим проектом, вес нового навеса уже составляет более двух тонн, количество ферм из профильной трубы увеличено вдвое, кроме того, нижняя и верхняя кромка односкатного навеса из профильной трубы усилены с каждой стороны прямоугольной фермой, увеличивающей жесткость в продольном направлении. С увеличением размеров навеса возрастает сечение используемых в каркасе профилированных труб, увеличивается количество несущих ферм крыши.

В данном проекте односкатного навеса для вертикальных опор используется квадратная профильная труба 120х120 мм, для горизонтальных балок перекрытия профиль 80х80 мм. Для обустройства каркаса односкатной кровли применяется профильная труба 50х50 мм. Односкатную крышу образуют семь рамных ферм, длиной восемь метров. Такое устройство обеспечивает максимальную жесткость при небольшой массе. Шаг между подкосами фермы составляет 1740 мм, высота козырька 370 мм.

Расчет несущего каркаса из профильной трубы для навеса в данном случае выполнить вручную достаточно сложно, да и в этом нет особой необходимости. Размеры профильной трубы можно получить расчетом с помощью специализированной строительной программы, например, как на видео:

В данном проекте навеса все размерные цепи на чертежах прошли дополнительные расчеты и проверку на прочность и устойчивость, поэтому их можно просто использовать в качестве опорных или базовых при строительстве навеса из профильной трубы.

Какой из навесов более подойдет для использования в частном доме, зависит, прежде всего, от цели и финансовых возможностей хозяев. С помощью таких навесов можно накрыть дом или зону отдыха с бассейном и игровой площадкой. При этом часть козырька и ската односкатной крыши можно покрыть прозрачным поликарбонатом, а вторую часть ондулином или металлопрофилем.

Технология сборки навеса из профильной трубы


Процесс постройки навесов из профильной трубы обоих вариантов во многом схож, но есть и различия. В первом случае большую часть соединений можно сделать на болтах или шпильках, более мощные и тяжелые конструкции навесов необходимо собирать только с помощью сварки, в противном случае добиться требуемой жесткости конструкции из профильной трубы будет намного сложнее.

Процесс сборки навеса состоит из пяти этапов:

  1. Подготовка фундамента под установку навеса из профилированных труб;
  2. Изготовление ферм из заранее раскроенных по чертежу профилей;
  3. Установка вертикальных опор, обвязка стоек горизонтальными балками перекрытия, установка прямоугольных ферм;
  4. Монтаж клиновидных ферм и соединение их в один каркас;
  5. Укладка кровельного материала и покраска профильных труб навеса защитной эмалью.

Применение сварки в защитной среде позволяет надежно соединить профилированную трубу 50х50 мм и 25х25 мм с минимальной толщиной стенки в 2 мм. Этот этап работы требует хорошего знания технологии соединения тонкостенных изделий. Если нет возможности использовать аргон или углекислоту, то лучше заменить сварку болтовым соединением, и после монтажа усилить стыки сварочными точками. Более толстую профильную трубу можно сварить, используя обычную электрическую сварку по схеме, показанной на видео:

Особенности подготовки и обустройства фундамента


Чем больше сечение профильной трубы, тем тяжелее и жестче получается конструкция односкатного навеса. Но в обоих проектах есть существенный недостаток – нижние части вертикальных стоек не обвязываются дополнительными горизонтальными перемычками из профиля. Поэтому жесткость нижнего яруса может быть обеспечена только за счет правильной привязки к основанию.

Для обустройства основания можно сделать малозаглубленный ленточный фундамент, еще лучше, если площадку под навесом заделывают монолитным бетоном в виде плиты. В обоих случаях бетонного массива фундамента будет достаточно, чтобы удержать навес без крена или перекоса под действием ветровых нагрузок.

Для навесов используется два типа заделки вертикальных стоек в фундамент.

В первом случае для каждой опоры выкапывается скважина на глубину в 60-70 см, в нее помещается кусок асбестоцементной трубы, диаметром в 200 мм, и оставшееся пространство между стенками скважины и трубой засыпается гравием с песком и проливается цементным молочком. Каждую вертикальную опору из профилированной трубы вставляют в подготовленное гнездо и заливают бетонным раствором. В течение 20-30 мин необходимо выровнять стойку по вертикали и подпереть двумя-тремя подкосами. После схватывания бетона оголовки стоек подрезают по одному уровню, и можно приступать к монтажу навеса из профилированной трубы.

Во втором случае для установки стоек используют специальные забетонированные опорные площадки из отрезка профильной трубы 100х100 мм, с приваренным на торце квадратом из листового металла. Для вертикальных опор навеса изготавливается ответная часть «пятки» с отверстиями под крепление анкерными шпильками. Такой способ крепления позволяет идеально точно выровнять опоры при сборке каркаса, и при необходимости подкорректировать их положение. Осталось только решить, как сварить навес из профильной трубы.

Последовательность сборки навеса из профильных труб


После того как были установлены вертикальные опоры, необходимо обвязать оголовки с помощью горизонтальных профилей. Первыми устанавливают короткие отрезки навеса, затем длинные. Прямоугольные фермы сваривают непосредственно на каркасе. Для этого первоначально приваривают горизонтальные отрезки профильной трубы, сначала выравнивают по водяному уровню, прихватывают сварочными точками или хомутом, и только после этого провариваются швы на каждом соединении.

Далее по чертежу вырезают из профильной трубы 50х50 мм отрезки для изготовления профиля. После подрезки углов подкосы прихватывают точками внутри фермы. Если после установки всех подкосов не появилось кривизны в горизонтальных прогонах, можно выполнять окончательную сварку всех элементов.

После этого выполняется подъем и установка крайних ферм крыши, чтобы не нарушить геометрию кровли, рамы временно усиливают с помощью деревянных брусов и планок, а на верхний и нижний свесы устанавливают горизонтальные продольные трубы.

После соединения сваркой всех узлов, оставшаяся часть ферм крепится на каркасе навеса.

Места и линии сварочных швов тщательно оббивают от шлака, зачищают и покрывают грунтовкой. Все металлические элементы навеса профильной трубы обязательно обрабатывают фосфатным антикоррозионным составом, грунтуют и окрашивают в два слоя алкидной эмалью для наружных работ.

Для кровли чаще всего используют сотовый поликарбонат или профнастил. Первый – очень удобный и красивый, второй дешевый и практичный.

Совет! Перед тем как приступать к укладке кровельного материала, необходимо осмотреть все сварочные швы на фермах и подкосах, если из-за ошибки или температурных напряжений сварка треснула, нужно будет наварить усиливающую косынку из листового материала.

Иногда, после укладки кровли, легкие варианты навеса под действием ветра могут раскачиваться и совершать незаметные глазу колебания в горизонтальном направлении. Чтобы увеличить поперечную жесткость каркаса, можно дополнительно наварить к навесу арочные подкосы между стойками и горизонтальными прогонами из профильной трубы. Такое решение позволит избавиться от малейших колебаний и, соответственно, сохранить целостность кровельного материала.

Заключение


Кроме односкатных конструкций, для навесов широко применяются арочные и двухскатные варианты кровли. Такие схемы имеет смысл устанавливать за пределами двора, на удалении от дома и хозпостроек, в местах, где существуют сильные порывы ветра. Технически постройка двухскатного навеса из профильной трубы ничем не отличается от односкатного варианта. Арочные варианты сложнее из-за того, что приходится заказывать изготовление дуговых сегментов ферм, кроме того, это значительно увеличивает цену постройки.

Отправить комментарий

Как рассчитать и построить навес из профильной трубы своими руками

Навес из труб и поликарбоната становится все более популярной архитектурной формой на приусадебном участке. Ничего удивительного, ведь это строение может выполнять множество функций, начиная от открытого гаража для автомобиля, дровяного склада, крытой игровой площадки и заканчивая зоной отдыха с мангалом и мягкими креслами.

Ключевым преимуществом является возможность изготовления такой конструкции своими руками. В представленной статье будут даны рекомендации по выбору материала, примеры расчетов опор и ферм и как сварить навес из профильной трубы.

Invalid Displayed Gallery

Расчет оптимальной формы навеса

Длина стропила зависит от угла наклона фермы. Для различных величин углов оптимально использование разного кровельного материала:

  • 22-30 – оптимальный угол наклона для строений в областях со значительными снеговыми нагрузками. В качестве конструкция навеса из профильной трубы с таким углом предусматривает преимущественно треугольную форму. Она оптимальна для асбестовых прямых и волнистых листов, различного типа металлопрофиля и этернитового кровельного покрытия.
  • 15-22 – так же являются двухскатными с металлическими типами кровельных покрытий. Такой угол наклона характерен для регионов с увеличенными ветровыми нагрузками. Максимальная величина пролета треугольной фермы с таким углом 20 м.
  • 6-15 – преимущественно односкатные трапециевидные фермы с покрытием из поликарбоната и профнастила.
Односкатный навес из профильной трубы, фото строения с кровлей из профнастила

Расчет навеса из поликарбоната из профильной трубы производится в соответствии со СНиП П-23-81 «Стальные конструкции» и СНиП 2,01,07-85 «Нагрузки и воздействия».

Технологические требования к ферме и последовательность расчета следующая. В соответствие с техническим заданием определяется требуемая величина пролета. По представленной схеме подставляем габариты пролета и определяем высоту конструкции. Производится задание угла наклона фермы и оптимальной формы крыши навеса. Соответственно определяются контуры верхнего и нижнего пояса фермы, общие очертания и тип кровельного покрытия.

Важно!  Максимальное расстояние, на котором размещаются фермы при изготовлении навеса из профильной трубы – 1,75 м.  Схема зависимости длины стропил от угла крыши при расчете фермы из профильной трубы для навеса

Выбор профиля

В качестве материала для сборки стропильной фермы можно использовать швеллера, тавры, уголки и другой профилированный прокат который изготовлен из стали марки Ст3СП или 09Г2С (в соответствии с ГОСТ). Однако все эти материалы имеют существенный недостаток по сравнению с профилированной трубой – они намного тяжелее имеют большую толщину при сопоставимых прочностных характеристиках.

Рекомендуемые размеры сечения труб для навеса

Размеры элементов каркаса для навеса из профильной трубы зависят от габаритов строения. В соответствии с ГОСТ 23119-78 и ГОСТ 23118-99 для создания навеса из квадратной трубы собственными руками используют следующие материалы:

  • Для компактных строений с шириной пролета до 4,5 м – 40х20х2 мм;
  • Сооружения средних размеров с пролетом до 5,5 м изготавливаются из профтрубы 40х40х2мм;
  • Строения значительной величины с пролетами более 5,5 м монтируют из профильных труб различного сечения 40х40х3 мм или 60х30х2мм.
  • Размер стойки для навеса из профтрубы – 80 80 на 3 мм.

Чертежи, размеры и основные узлы соединений

Прежде чем приступить к сборке навеса из профильной трубы своими руками необходимо начертить детальный план всего сооружения с указаниями точных размеров всех элементов. Это поможет рассчитать точное количество материалов каждого вида и рассчитать стоимость строительства.

Чертеж навеса из профильной трубы с указанием основных габаритных размеров

Кроме того желательно сделать дополнительный чертеж наиболее сложных конструкций. В этом случае это односкатная ферма и узлы креплений ее основных элементов.

Схема для изготовления фермы из профильной трубы для навеса с основными крепежными узлами

Одним из основных достоинств профильной трубы является возможность безфасоночного соединения. Это проявляется в простоте конструкции и низкой стоимости фермы при длине стропильных пролетов до 30 м. при этом кровельный материал может опираться непосредственно на верхний пояс фермы, при условии его достаточной жесткости.

Узлы крепления для сборки навеса из профильной трубы своими руками, на фото а – треугольная решетка, б – опорная, в – раскосная решетка

Преимуществами безфасоночного сварного соединения является:

  • Существенное снижение массы фермы, по сравнению с клепанными или болтовыми конструкциями до 20% и 25 % соответственно.
  • Снижения трудозатрат и стоимости изготовления, как единичных изделий, так и при мелкосерийном производстве.
  • Невысокая стоимость сварки и возможность автоматизировать процесс путем использования аппаратов с устройством непрерывной подачи сварной проволоки.
  • Равнопрочность сварного шва и соединяемых изделий.

Из недостатков можно отметить:

  • Необходимость иметь довольно дорогостоящее оборудования;
  • Необходим опыт в сварочных работах.

Болтовые соединения при производстве  изделий из профильной трубы встречаются довольно часто. Обычно они используются в разборных навесах из профильной трубы или в изделиях, производимых для массового потребления.

Болтовые соединения наиболее простые для монтажа навеса из профильной трубы своими руками, фото присоединенного элемента каркаса

Основными достоинствами таких соединений являются:

  • Простота выполнения сборки;
  • Нет необходимости в дополнительном оборудовании;
  • Возможность полного демонтажа сооружения.

Недостатки:

  • Увеличивается вес конструкции;
  • Необходимы дополнительные детали крепежа;
  • Прочность и надежность болтовых соединений несколько ниже, чем сварных.

Подведя итоги

В статье была рассмотрена конструкция и методы изготовления самого простого односкатного навеса из профильной трубы своими руками, однако, профилированная труба довольно «гибкий» материал из которого можно сделать сложные и эстетически привлекательные конструкции.

Сложная конструкция для создания навеса из профтрубы своими руками, фото односкатного, купольного сооружения

дизайн, расчеты, чертежи + фото, видео

Перекрытие небольшого пространства вокруг дома позволяет защитить от дождя и непогоды места для отдыха или хранения определенного имущества. Часто для этого используют навесы. Это сооружение не имеет по периметру стационарных стен, но может иметь тканевое или иное легкое покрытие для усиления защитных функций.

1.Покрытие

Навес представляет собой почти легкий каркас, закрепленный на крыше. Таким образом, купол наиболее выгодно изготавливать из материалов, достаточно прочных на осевое сжатие и изгиб, с минимальным весом при максимальной адаптивности.Опыт показывает, что лучше всего навес из профильных труб. Его руками можно выполнить все или большую часть.

Современная промышленность выпускает огромный ассортимент трубной продукции из стального профиля, как правило, прямоугольного или квадратного сечения. Ширина стены варьируется от десяти миллиметров до десяти и более сантиметров. Толщина металла, используемого в изделии, может составлять от одного миллиметра до полутора дюймов. Труба разная и способ изготовления. Они есть:

  • холоднокатаный;
  • горячекатаный;
  • сварной.

Рис.2 Профиль стальной трубы

У каждого типа трубы есть свои преимущества и основное применение. Для изготовления простых строительных конструкций, в том числе шатров, лучше всего подходят холоднокатаные и сварные трубы.

Как и любая пространственная конструкция, каркас навеса из профильных труб будет состоять из стоек, балок потолочных элементов и горизонтальных и вертикальных связей. Стойки или столбы для навеса изготавливаются из профильной трубы, хотя можно использовать и обычную трубу круглого сечения.Некоторым недостатком столбов круглой трубы станет более сложное устройство узлов несущих и крепежных элементов.

рисунок 3. Отрезок трубы

Лучшая опора из трубы квадратного сечения. Такая форма идеально подходит для сопряжения элементов, которые расположены под прямым углом. На ровную и ровную поверхность стены легко установить крепеж с помощью сварки, болтового или резьбового соединения. Форма сечения, представляющая собой равносторонний квадрат, обеспечивает профиль одинаковой жесткости в продольном и поперечном направлении.

Для изготовления балок или ферм лучше всего подходит прямоугольная конфигурация трубы. В отличие от стоек, балки испытывают значительные нагрузки в поперечном направлении сверху вниз. И практически никаких нагрузок по оси. Поэтому использование квадратного или круглого профиля совершенно нецелесообразно.

Для элементов вертикальной и горизонтальной навески профилей трубчатого сечения использовать не нужно. Он лучше всего подходит для этой стальной поверхности небольшой ширины.

В зависимости от длины элемента следует выбирать ширину и толщину стены.Подбор этих параметров лучше производить на основе расчета, но в то же время для конструкции простого навеса так сложно выглядеть чрезмерным. Нужно учитывать, что толщина стены и ее ширина влияют на жесткость стеллажа. Можно применить более толстую трубу меньшей ширины сечения или тонкостенную трубу с широким выступом.

Вертикальная нагрузка от навеса потолка, воспринимаемая подставка не очень большая и даже тонкостенная труба сможет воспринимать ее без деформации.Жесткость трубки зависит от высоты поперечного сечения. Поэтому использование стендов с широким фланцем и тонкой стенкой будет целесообразным и экономичным.

рисунок 4. Чертеж навеса.

Размер профилированной трубы козырька среднего размера, например, легкового автомобиля, может составлять от пятидесяти до ста миллиметров. Если подставка располагается часто, сечение трубы можно уменьшить. Когда остальной козырек крыши стоит на четырех опорах, лучше сделать трубы большего сечения.

Стенд навес представляет собой неподвижные элементы соединения, предотвращающие смещение в вертикальной плоскости под действием ветровых нагрузок. Они должны быть жестко закреплены на опоре путем сварки или крепления в двух точках на каждой плоскости опоры. Устанавливать крест-накрест в продольной и поперечной плоскости.

Стойку следует закрепить в фундаменте жестко, замоноличивать корпус из бетона или закрепить анкерными болтами, установленными в верхнем срезе фундамента. Установив столбы для навеса из нержавеющей стали, необходимо контролировать их вертикальное положение с помощью водного уровня или лазерного отвеса.Стойка крепится анкерами, может быть выровнена при установке. Замоноличивают в процессе установки, выровнять позже практически невозможно.

Практически все работы, связанные с изготовлением несущих элементов каркаса сарая из профильных труб, можно выполнить своими руками. Бетонирование фундамента и установка стоек не требуют высокой квалификации и доступны любому застройщику. На этом этапе можно обойтись без сварки.

Навес крыши — основное предназначение, для которого проводятся все остальные работы.Сложность его изготовления и установки зависит от длины перекрываемых боковых и ступенчатых опор стоек. Чем больше длина балки или фермы навеса из профильных труб, тем сложнее и дороже будет изделие. Оптимальным вариантом может стать рассмотрение трехметрового пролета, позволяющего получить достаточную площадь при минимальных затратах.

Намного более простым решением является навес односкатной крыши на основе простых пролетов из нержавеющей стали. Для изготовления прогонов лучше всего подходят элементы прямоугольного профиля.Большая боковая часть балки монтируется вертикально, а меньшая — к земле.

Расчет балок навеса из профильных труб можно поручить специалисту или выбрать размер профиля самостоятельно. Для этого рассчитайте предполагаемую нагрузку на балку, которая будет зависеть от климатической зоны, шаговых пролетов и их длины, веса кровельного покрытия. Для длины балки от трех до четырех метров мы можем рекомендовать высоту профиля от восьмидесяти до ста миллиметров.

рисунок 5.Виды ферм

Для уменьшения высоты профиля можно использовать сварную ферму вместо непрерывной фермы. Чертежи фермы из профильных труб для навеса проще всего поискать в Интернете или составить по чертежам стальных ферм, уменьшающихся пропорционально длине. Ферма не должна быть сложной, кроме треугольных конструкций нижнего и верхнего пояса, связанных центральной приемной, достаточно укрепить верхнюю двутавровую распорку. Для этой конструкции может быть профиль высотой шестьдесят миллиметров по длинной стороне в нижней зоне и меньше по другим элементам фермы.

Не забывайте, что примеры соответствуют минимуму лестницы и небольшой нагрузке на балку или ферму. Если вы увеличиваете какой-либо параметр, то расчеты следует доверить специалистам с необходимой квалификацией.

Элементы фермы должны быть соединены сваркой. Если вы не умеете готовить фермерский сарай своими руками, стоит доверить эту работу знающему сварщику. Сварка отрезков трубчатого сечения задача сложная и этому ремеслу нужно научиться.Сварные швы следует очистить и защитить от коррозии специальной грунтовкой.

Для установки штабелированных балок или ферм и обшивки из бруса высотой до пятидесяти миллиметров, называемой обрешеткой. Обрешетка предназначена для крепления листов кровли. Если не гнаться за экзотикой, лучший вариант для этого типа конструкций — кровельный профнастил из металла или листы на основе полимеров. Устанавливать прогоны и дощатые листы навеса из профильных труб своими руками практически любой застройщик.Брус, из которого обрешетка, необходимо предварительно пропитать антисептическим составом или покрасить специальной краской для предотвращения гниения древесины. После установки бруса в проектное положение сделать его будет сложнее, и качество выполненных операций будет намного хуже.

Ферма или фермы навеса скреплены между собой горизонтальной плоскостью шпал из металлического стержня малого сечения. Так же, как и стойки, они должны быть жестко закреплены в точках опоры, лучше сваркой.

Вся металлическая конструкция должна быть защищена от коррозии специальными красками по металлу. Эту операцию лучше производить перед сборкой элементов в проектном положении. После установки требуется восстановить защитное покрытие в местах, где оно было повреждено. Если в процессе установки компонентов производилась сварка или другая операция крепления, необходимо нанести покрытие на открытые участки.

рисунок 6.

Как видно из описания, несмотря на кажущуюся простоту конструкции, он содержит множество элементов разного размера, установленных на разной высоте.Чтобы не допустить брака в работе и контролировать выполнение заданий приглашенными специалистами, перед началом работ рекомендуется сделать максимально подробный чертеж навеса из профильных труб. При изготовлении ферм этой конструкции также нужно составить чертеж с размерами всех элементов. Чертеж каркаса навеса можно выполнить своими руками на бумаге или на компьютере, если у вас есть соответствующие навыки.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете выполнить работу достаточно качественно и не пожалеете о потраченных деньгах.

Связанные с контентом

Как правильно приготовить навес фермы. Как сварить ферму из профильной трубы

Введите размеры в миллиметрах:

X — Длина треугольной фермы зависит от размера перекрываемого пролета и способа его крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы используются для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения Х необходимо учитывать рекомендации СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

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

Z — Толщина, W — Ширина бруса для изготовления колхоза. Желаемое сечение балки зависит от: нагрузок (постоянных — собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующих — снега, ветра), качества используемого материала, длины перекрываемого пролета. .Подробные рекомендации по выбору сечения бруса для изготовления фермы приведены в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», а также в СП 20.13330.2011 «Нагрузки и удары». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна соответствовать требованиям 1-го, 2-го и 3-го классов по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия ».

S — Количество стоек (внутренние вертикальные балки). Чем больше стоек, тем выше материалоемкость, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы распорки фермы (актуальны для длинных ферм) и нумерация деталей, отметьте соответствующие поля.

Отметив пункт «Черно-белый рисунок», вы получите рисунок, близкий к требованиям ГОСТ, и сможете распечатать его, не тратя цветную краску или тонер.

Треугольные деревянные фермы в основном используются для крыш из материалов, требующих значительного уклона. Онлайн-калькулятор расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, составить чертежи фермы с размерами и нумерацией деталей, чтобы упростить процесс сборки.Также с помощью этого калькулятора можно узнать общую длину и объем пиломатериалов для фермы.

В основе перекрытия любой хозяйственной постройки, будь то жилой дом, ангар, производственный цех или целый стадион, закладывается специальный каркас — ферма. Самыми популярными в последнее время стали фермы из профильной трубы. О видах ферм из профильных труб, а также о том, как произвести расчеты для изготовления той или иной конструкции, мы расскажем позже в материале.

Существует множество разновидностей металлических ферм из профильной трубы, а в некоторых случаях они даже становятся основой для дымоходов. Но чтобы вся конструкция была прочной и надежной, необходимо правильно оформить чертеж, по которому будет изготовлен каркас.

Разновидности ферм металлических труб

Как правило, для изготовления ферм из профильной трубы используется металлический профиль. Форма у нее овальная, круглая, квадратная, но чаще всего используется профильная труба прямоугольного сечения.

По своему устройству конструкции из профильных труб делятся на два типа: конструктивные элементы каркаса могут быть закреплены в одной плоскости; ферму можно складывать из нижних и верхних поясов.

Кроме того, классификация прямоугольных трубных ферм основывается на таких факторах, как уровень нагрузки на профиль, угол наклона элементов, общий уклон конструкции, длина отдельных пролетов и характер конструкции. расположение этажей.

Исходя из этих параметров, все типовые фермы из профильной трубы состоят из следующих групп:

  1. Фермы, угол наклона которых достигает 22-30º. Чтобы такая конструкция была устойчивой, ее высота должна быть равна 1/5 длины изделия, либо быть немного меньше. Как правило, эта норма берется за основу при расчете необходимой высоты конструкции, то есть заданную длину изделия просто делят на 5. Такой тип фермы предпочтительнее, если конструкция должна быть максимально легкой. .Если расчетная длина конструкции более 14 метров, то положение раскосов в конструкции фермы из профильной трубы для навеса будет вертикальным. Здесь главное произвести правильный расчет навеса, учесть все нюансы. На верхнем ярусе закрепляются отрезки профиля длиной 150-250 см. В результате вся рама будет состоять из двух ремней, а количество панелей будет кратно двум. Обратите внимание на то, что если ферма очень длинная — более 20 метров, потребуются дополнительные опорные стойки, которые поддержат стропильную систему и будут перераспределять нагрузку по конструкции.Часто для возведения каркаса для полов используют схему фермы Полонсо. Это треугольная конструкция, в которой соединение выполнено в виде затяжки. При его строительстве подтяжки не очень длинные, что значительно облегчает вес всей фермы. Благодаря такому качеству довольно часто используются фермы из труб формы «Полонсо».
  2. Наклон крыши на ферме достигает 15-22º. Такой тип конструкции предпочтительнее для построек, длина которых не превышает 20 метров.По высоте такая конструкция не должна превышать 1/7 длины конструкции. Если необходимо увеличить высоту фермы, то ее нижний пояс должен состоять из ломаных сегментов.
  3. Рамы с общим уклоном не более 15º. Как правило, если речь идет о такой ферме, то она выполняется в форме трапеции. Исходя из назначения постройки, а также угла укладки крыши, владелец самостоятельно определяет высоту конструкции. Он должен основываться на показателях от 1/7 до 1/12 длины здания.Каркас крыши трапециевидной формы изготавливается из металлических панелей, длина которых должна быть в пределах 1,5-2,5 метра. Если на чертеже фермы из профильной трубы натяжной потолок не предусмотрен, то вместо раскосов можно использовать решетку треугольной формы.


По форме фермы из стальных профильных труб делятся на:

  • прямой;
  • арочный;
  • односкатный и двускатный.

Самый популярный и часто используемый тип стальных профильных ферм — арочные.Их конструкция достаточно прочная и эффектная, к тому же такая ферма может быть покрыта листами поликарбоната. Однако, чтобы добиться наиболее равномерного распределения нагрузки на профиль арочной фермы, следует производить расчеты внимательно. Для строительства ферм арочного типа могут использоваться как однопрофильные, так и сварные трубы.

Чертеж стальной профильной фермы

Составление чертежа и расчет фермы из профильной трубы выполняется по следующей методике:

  1. В первую очередь следует сделать расчеты планируемой или фактической длины помещения, например, гаража, ангара, сарая или летнего сарая из профильной трубы.Полученные данные будут учтены при расчете высоты фермы от профиля. Но длина стального каркаса может варьироваться в зависимости от угла наклона кровли.
  2. Следующим шагом будет определение формы профиля. Выбор во многом зависит от функционального назначения ангара, угла ската кровли, а также типа кровельного материала.
  3. После проведения всех замеров необходимо выяснить, можно ли будет перевезти ферму к месту установки, если она будет собрана на строительной площадке.
  4. Также придется позаботиться об оснащении механизма подъема крыши здания, если длина объекта достигает значений в пределах 12-36 метров.
  5. Далее производятся расчеты параметров панелей, исходя из уровня ожидаемых нагрузок, которым здание будет постоянно или периодически подвергаться. Для фермы с треугольным профилем уклон будет 45 градусов.
  6. На завершающем этапе между узлами прокладывается ступенька и на основании полученных данных делается чертеж будущей фермы из профильной трубы.


Обратите внимание, что для получения наиболее правильных расчетов при подготовке чертежей арочной фермы лучше воспользоваться инженерным калькулятором. Кроме того, сейчас разработаны специальные компьютерные программы и алгоритмы, чтобы помочь дизайнерам, поэтому нет необходимости считать вручную.

Как рассчитать ферму арочного профиля

Чтобы разобрать методику расчета арочной фермы из профильной трубы, приведем пример с конкретными номерами.

Отдельные секции фермы будут размещены на расстоянии 105 см с максимальной нагрузкой на узловые точки. В этом случае высота арки будет не более 3-х метров. Причем арку желательно делать высотой 1,5 м, что сделает ее прочнее, безопаснее и достаточно привлекательной внешне. Длина фермы (L) составит 6 метров, а длина нижнего пояса стрелы (f) — 1,3 метра. В нижнем ярусе радиус круга (r) будет 4,1 метра, а угол между радиусами α = 105.9776º.

Для расчета длины профиля нижнего яруса воспользуемся формулой:

мн = π × Rα / 180, где

мн — длина профиля для нижнего яруса;

R — радиус окружности;

π — постоянная величина.

Таким образом, получаем следующий расчет:

мн = 3,14 × 4,1 × 106/180 = 7,58 метра.

В этом случае в нижнем поясе шаг между угловыми точками будет 55.1 см, но для крайних отрезков с обеих сторон в поясе шаг нужно определять самостоятельно. Можно использовать округленное значение 55 см, однако в любом случае увеличивать длину шага нежелательно.


Если для малогабаритных конструкций требуется профильная ферма, то можно ограничиться количеством пролетов в 8-16 штук. Если брать меньшее количество пролетов, то длина панелей будет достигать 95,1 см с шагом между ремнями в пределах 87-90 см.При наибольшем количестве отрезков шаг будет 40-45 см.

Нормы расчета профиля для фермерского хозяйства

Для правильного выбора профиля, особенно если он будет использоваться в больших конструкциях, следует опираться на показатели СНиП:

  • 07-85 — сведения о характере связи между массой элементов конструкции сооружения и действием снеговых нагрузок;
  • П-23-81 — последовательность работ со стальными фасонными трубами.


Для наглядности рассмотрим реальный пример расчета односкатной фермы из профильной трубы.Будет построен сарай размером 4,7х9 метров. Спереди он должен опираться на опорные стойки, а сзади будет крепиться к жилому дому. Здание будет расположено в Краснодарском крае, где уровень снеговой нагрузки зимой составляет 84 кг / м 2. Общий уклон конструкции составит всего 8 градусов.

Каждая из трибун будет иметь высоту 2,2 метра и вес около 150 кг. В этом случае нагрузка на них достигнет 1100 кг. В этом случае недопустимы трубы ни круглой, ни овальной формы.Нужно использовать профилированный квадрат 45 мм с толщиной стенки 4 мм.

Как вариант, конструкцию фермы можно немного изменить, добавив к ней 2 параллельных пояса с наклонной решеткой между ними, и в этом случае можно обойтись профилями со стенкой 3 мм и сечением 25 мм. Высота фермы 40 см предполагает использование профилированных труб сечением 35 мм и стенками 4 мм.

Соотношение сечения профиля и толщины стенки в зависимости от нагрузки можно найти в ГОСТ 30245.


Чтобы профили арочной фермы были защищены от окружающей среды и были надежными, они должны быть изготовлены из качественного материала, предпочтительно из легированной стали с достаточным содержанием углерода.

При разработке проекта металлофермы стоит обратить внимание на ряд нюансов:

  • для облегчения общей массы металлической фермы возможна установка вспомогательных решеток при строительстве ангара — вариант приемлем, если уклон кровли достаточно мал;
  • ломаная форма нижнего пояса поможет значительно снизить массу конструкции со средним углом наклона;
  • прочность кровли может быть обеспечена, если фермы укладывать с шагом не более 175 см.


Сборка и сварка ферм из профилированных металлических труб должны выполняться в соответствии со следующими стандартами:

  1. Для прочного соединения всех конструктивных частей конструкции используются парные уголки и прихватки.
  2. В нижнем поясе равносторонние уголки используются для сварки элементов.
  3. Для верхнего пояса фермы используются двутавры для сварки. Крепятся встык по мельчайшим сторонам разной длины.
  4. Для равномерного распределения нагрузки по конструкции используются парные швеллеры и плиты футеровки. Как правило, этот прием используют, когда нужно сделать навес длиннее.
  5. Все сварные швы должны быть тщательно проверены после завершения работы. После этого можно прибираться.
  6. При необходимости в конце ферма окрашивается антикоррозийным составом. Если профиль изготовлен из легированной стали, то в покраске он не нуждается.

Таким образом, для многих зданий хозяйственного или промышленного назначения фермы часто изготавливают из профилированных труб.Из-за значительной сложности и трудоемкости процесса расчета лучше доверить проектирование и создание чертежа профессионалам.

Определение внутренних хозяйственных усилий


Часто у нас нет возможности использовать обычную балку для конкретной конструкции, и мы вынуждены использовать более сложную конструкцию, которая называется фермой.
хоть и отличается от расчета балки, но рассчитать его нам не составит труда.Все, что от вас потребуется, — это внимание, базовые знания алгебры и геометрии и час или два свободного времени.
Итак, приступим. Прежде чем рассчитывать ферму, давайте зададимся вопросом из реальной ситуации, с которой вы можете столкнуться. Например, нужно укрыть гараж шириной 6 метров и длиной 9 метров, , но у вас нет плит перекрытия или балок … Только металлические уголки различного профиля. Вот и построим из них нашу ферму!
Впоследствии балки и профнастил будут отданы хозяйству.Опора фермы на стены гаража — навесная.

Во-первых, вам нужно знать все геометрические размеры и углы вашей фермы. Вот где нам нужна наша математика, а именно геометрия. Углы находятся с помощью теоремы косинусов.


Затем нужно собрать все грузы на своей ферме (см. Статью). Предположим, у вас есть следующий вариант нагружения:


Далее нам нужно пронумеровать все элементы, узлы фермы и задать реакции опор (элементы отмечены зеленым, а узлы — синим).


Для нахождения наших реакций запишем уравнения равновесия усилий по оси ординат и уравнение равновесия моментов относительно узла 2.

Ra + Rb-100-200-200-200-100 = 0;
200 * 1,5 + 200 * 3 + 200 * 4,5 + 100 * 6 -рб * 6 = 0;


Из второго уравнения находим эталонную реакцию Rb:

Rb = (200 * 1,5 + 200 * 3 + 200 * 4,5 + 100 * 6) / 6;
Rb = 400 кг


Зная, что Rb = 400 кг, из 1-го уравнения находим Ra:

Ra = 100 + 200 + 200 + 200 + 100-Rb;
Ra = 800-400 = 400 кг;

После того, как реакции опоры известны, мы должны найти узел, в котором меньше всего неизвестных (каждый пронумерованный элемент неизвестен).С этого момента начинаем разбивать ферму на отдельные узлы и находим внутренние силы стержней фермы в каждом из этих узлов. Именно для этих внутренних усилий мы выберем сечения наших стержней.

Если окажется, что усилия в стержне направлены из центра, значит, наш стержень имеет тенденцию растягиваться (возвращаться в исходное положение), а значит, он сам сжимается. А если усилия стержня направлены к центру, то стержень стремится сжиматься, то есть растягивается.

Итак, перейдем к расчету. В узле 1 всего 2 неизвестных величины, поэтому будем рассматривать этот узел (направления усилий S1 и S2 задаем из собственных соображений, в любом случае, в результате получим правильно).


Рассмотрим уравнения равновесия по осям x и y.

S2 * sin82.41 = 0; — по оси абсцисс
-100 + S1 = 0; — по оси ординат


Из 1-го уравнения видно, что S2 = 0, то есть 2-й столбик не загружен!
Из 2-го уравнения видно, что S1 = 100 кг.

Так как значение S1 оказалось положительным, значит, мы правильно выбрали направление усилия! Если он оказался отрицательным, то следует изменить направление и поменять знак на «+».


Зная направление усилия S1, мы можем представить, что такое 1-я штанга.


Так как одна сила была направлена ​​на узел (узел 1), то вторая сила будет направлена ​​на узел (узел 2). Это означает, что наш стержень пытается растянуться, а значит, он сжимается.
Затем рассмотрим узел 2. У него было 3 неизвестных величины, но поскольку мы уже нашли значение и направление S1, осталось только 2 неизвестных величины.


Еще раз

100 + 400 — sin33,69 * S3 = 0 — по оси y
— S3 * cos33,69 + S4 = 0 — по оси x


Из 1-го уравнения S3 = 540,83 кг (шток №3 сжат).
Из 2-го уравнения S4 = 450 кг (стержень №4 растянут).
Рассмотрим 8-й узел:


Составим уравнения по осям x и y:

100 + S13 = 0 — по оси y
-S11 * cos7.59 = 0 — по оси x


Отсюда:

S13 = 100 кг (стержень # 13 сжат)
S11 = 0 (нулевой стержень, в нем нет усилия)


Рассмотрим 7 узел:


Составим уравнения по осям x и y:

100 + 400 — S12 * sin21.8 = 0 — по оси y
S12 * cos21.8 — S10 = 0 — по оси x


От по 1-му уравнению находим S12:

S12 = 807,82 кг (стержень №12 сжат)


Из 2-го уравнения находим S10:

S10 = 750.05 кг (стержень №10 растянут)


Далее рассмотрим узел №3. Насколько мы помним, второй стержень равен нулю, а значит, мы его не будем рисовать.


Уравнения по оси x и оси y:

200 + 540,83 * sin33,69 — S5 * cos56,31 + S6 * sin7,59 = 0 — по оси y
540,83 * cos33,69 — S6 * cos7.59 + S5 * sin56.31 = 0 — по оси x


И здесь нам понадобится алгебра. Я не буду подробно описывать метод нахождения неизвестных величин, но суть в следующем — из 1-го уравнения выражаем S5 и подставляем во 2-е уравнение.
В итоге получаем:

S5 = 360,56 кг (стержень №5 растянут)
S6 = 756,64 кг (стержень №6 сжат)


Рассмотрим узел №6:


Составим уравнения по x и Оси y:

200 — S8 * sin7,59 + S9 * sin21,8 + 807,82 * sin21,8 = 0 — по оси y
S8 * cos7,59 + S9 * cos21,8 — 807,82 * cos21,8 = 0 — по оси x


Так же, как и в 3-м узле, найдем свои неизвестные.

S8 = 756,64 кг (стержень # 8 сжат)
S9 = 0 кг (стержень # 9 ноль)


Рассмотрим узел # 5:


Составим уравнения:

200 + S7 — 756.64 * sin7.59 + 756.64 * sin7.59 = 0 — по оси y
756.64 * cos7.59 — 756.64 * cos7.59 = 0 — по оси x


Из 1-го уравнения находим S7:

S7 = 200 кг (стержень №7 сжат)


В качестве проверки наших расчетов рассмотрим 4-й узел (в стержне №9 нет усилий):


Составим уравнения относительно x и y по осям:

200 + 360,56 * sin33,69 = 0 — по оси y
-360,56 * cos33,69 — 450 + 750,05 = 0 — по оси x


В 1-м уравнении получается:

В 2-е уравнение:

Эта ошибка допустима и, скорее всего, связана с углами (2 десятичных знака вместо 3 ex).
В результате получаем следующие значения:


Я решил перепроверить все наши расчеты в программе и получил точно такие же значения:

Выбор сечения элементов фермы


Когда расчет металлической фермы после того, как были найдены все внутренние силы в стержнях, можно переходить к выбору сечения наших стержней.
Для удобства сведем все значения в таблицу.

В каркасном здании не так много конструктивных элементов: фундамент, опоры и крыша, но каждый из них должен быть прочным и долговечным. Устойчивость опор обеспечивает не только фундамент, но и специальные армирующие конструкции — обвязочные фермы. За надежность кровли отвечают и фермы, но уже стропильные.

Для усиления каркаса домов, хозяйственных построек и малых архитектурных форм из профтрубы используются специальные элементы — фермы.Применяются для верхнего и бокового соединения опор навеса, беседок, автобусных остановок и летних кафе. Также армирующие элементы используются при установке козырьков над входными группами, если расстояние между стенами или опорами большое.

Таким образом, ферма — это армирующая конструкция, состоящая из двух поясов, соединенных перемычками. Такое устройство придает конструкции жесткость и позволяет сохранять форму при любых нагрузках.

Примечание! Помимо функционального назначения фермы могут быть еще и декоративными, если возводимая конструкция не имеет стен и фронтонов или обшита прозрачным материалом.

Виды ремней

Ремни определяют форму детали: сегмент, двойную дугу, треугольник, прямоугольник или многоугольник. В то же время цельные трубы — прямые или изогнутые — действуют как нижняя и верхняя ленты для сегмента, прямоугольника и дуги.

В фермах более сложной формы: треугольных, выпуклых и вогнутых многоугольников одна или обе пояса собираются из нескольких труб.

Форма поясов фермы выбирается в соответствии с назначением конструкции.Для бокового соединения подкосов конструкции обычно используются обвязочные фермы с двумя параллельными прямыми или дугообразными поясами или верхним прямым поясом и нижним дугообразным поясом.

Форма поясов фермы зависит от типа кровли:

Тип крыши Возможная форма ремня Название фермы
навес шатровый прямых, образующих прямоугольный треугольник сарай
фронтон прямых, образующих равнобедренный треугольник: 2 прямые образуют верхний пояс, одна — нижний; треугольный
две пары прямых линий, образующих параллельные углы многоугольный
две пары прямых, образующих пару неравных углов ножницы
5 прямых: две образуют верхний пояс, 3 — нижний ферма Полонсо
чердак прямых, образующих равнобедренный пятиугольник с широким основанием; чердак
арочный две параллельные дуги арочный
две параллельные пунктирные линии многоугольный
дуга и линия, образующие сегмент или полукруг сегментный
верхняя дуга, нижняя ломаная консоль


Типы перемычек

Переборки представляют собой короткие отрезки трубы, обычно меньшего размера, чем те, которые используются для поясов, прикрепленные прямо или под углом к ​​основным конструктивным элементам.Мостовой комплекс называется внутренней сеткой.

Вертикальные перемычки называют опорами или столбами. Обычно в хозяйстве есть одна-две основные стойки и несколько дополнительных.

Наклонные перемычки называются подкосами или откосами, их количество может быть любым. Если пояса фермы соединяются опорами, то опоры усиливаются откосами. Кроме того, внутренняя решетка может состоять только из вертикальных или только из наклонных перемычек.

Примечание! Фермы для каркасных конструкций делают не только из труб, но и из уголков.Каждый элемент такой конструкции собирается из пары уголков для обеспечения необходимой прочности, что усложняет расчеты и установку и увеличивает затрачиваемое время.

Преимущества профильной трубы для изготовления рам

Каркасная конструкция из профтрубы завоевала популярность и не сдает позиций. Профилированные трубы позволяют создавать красивые и прочные конструкции самого разного назначения — от зонтика над песочницей до жилого, промышленного или коммерческого здания.

Металлические конструкции, состоящие из решетчатых стержней и профильной трубы, называются фермами. Для изготовления используется парный материал, связанный специальными косынками. Для сборки такой конструкции в основном применяется сварка, но иногда используются заклепки.

Ферма помогает закрыть любой пролет. Длина не имеет значения. Но, чтобы правильно выполнить такой монтаж, необходим грамотный расчет. Если сварочные работы выполнены качественно, а план составлен без ошибок, остается только доставить узлы труб наверх.Затем установите их по верхней обвязке, строго по разметке.

Навесы могут быть изготовлены из самых разных материалов:

  • Дерево;
  • Бетон;
  • Алюминий;
  • Пластмассы.

Однако в большинстве случаев каркас фермы изготавливается из трубы особой формы. Эта полая конструкция отличается от других высокой прочностью и в то же время легкостью. Сечение такой трубы может быть:

  1. Прямоугольник;
  2. Квадрат;
  3. Овал;
  4. Многогранник.

Для сварки чаще всего используют ферму с прямоугольным или квадратным сечением. Такой профиль менее трудоемок в обработке.

Предельные нагрузки, которые может выдержать труба, зависят от нескольких факторов:

  • Толщина стенки;
  • Марка стали;
  • Метод приготовления.

Трубы металлические профильные изготавливаются из специальной конструкционной стали (1-3пс / сп, 1-2пс (сп)). Иногда при определенных обстоятельствах используют оцинкованную сталь или низколегированные сплавы.

Трубы малого сечения выпускаются длиной 6 метров. Длина больших участков достигает 12 метров. Диаметр труб может быть самым разным. Минимальные:

  • 10х10х1 мм;
  • 15x15x1,5 мм.

Чем толще стена, тем выше прочность профиля. Например, изделия очень больших габаритов (300х300х12 мм) в основном используются для строительства промышленных зданий.

Размеры деталей рамы

Малогабаритные навесы, ширина которых не превышает 4.5 метров, изготавливаются из профильной трубы размером 40х20х2 мм.

При ширине около 5,5 м мастера советуют устанавливать трубу сечением 40х40х2 мм.

Если длина навеса большая, рекомендуется использовать трубы:

На что нужно обращать внимание при расчете

Прежде чем приступить к расчету сечения трубы, нужно определиться с оптимальным типом кровли. На выбор влияют ее габариты, угол наклона кровли и контур поясов.

Эти вышеупомянутые компоненты зависят от нескольких условий:

  • Функциональность здания;
  • Из какого материала сделаны полы;
  • Угол наклона крыши.

Затем определяются размеры трубы. В зависимости от угла наклона подбирается длина. На определение высоты влияет марка материала, из которого будет выполнено перекрытие.

Размеры трубы также зависят от способа транспортировки и общего веса всей металлоконструкции.

В случае, если расчет фермы из профильной трубы определил, что длина будет превышать 36 метров, необходимо дополнительно рассчитать строительный подъемник.

Затем определяются размеры панелей. Все расчеты основаны на величине нагрузки, которую должна выдержать конструкция. Для треугольных крыш скос должен составлять до 45 градусов.

Расчет завершается определением точного расстояния между элементами металлоконструкции от профильной трубы.

Без специальных знаний все спланировать точно в цифрах довольно сложно. Поэтому лучше обратиться к профессионалам, которые проведут его на компьютере. Они всегда гарантируют высокое качество своих услуг.

Перед началом строительства стоит еще раз проверить все расчеты с учетом максимальной нагрузки, которую может испытать конструкция.

Помимо произведенных расчетов качество монтажа зависит от правильности и точности чертежей планировок.

Бесплатная программа для расчетов

Сайт http://rama.sopromat.org/2009/?gmini\u003doff предлагает рассчитать ферму с помощью онлайн-программы, методом конечных элементов. Этим калькулятором могут пользоваться студенты и инженеры. Программа имеет интуитивно понятный интерфейс, который поможет быстро выполнить необходимые действия. Расчет также можно произвести с помощью частично бесплатной программы на сайте http://sopromatguru.ru/raschet-balki.php

В какой последовательности выполняются работы

Для сборки каркаса необходимо воспользоваться услугами опытного сварщика.Сборка фермы считается очень ответственным делом. Необходимо уметь грамотно готовить и разбираться в технологии сварки фермы.

Очень важно точно знать, какие узлы лучше всего собрать внизу, а затем поднять и закрепить на опорах. Для работы с тяжелой конструкцией придется использовать специальное оборудование.

  • Сначала сайт размечается;
  • Установлены закладные детали;
  • Выполняется установка вертикальных опор.

Нередко металлические трубы опускаются в траншею, а затем заливаются бетоном. Для проверки вертикальности установки используется отвес. Для контроля параллельности между последними стойками натягивается шнур. Все остальные выставляются согласно полученной строке.

Прямые трубы привариваются к опорам сваркой.

Детали фермы привариваются к земле. Ремни конструкции соединяются перемычками и специальными подтяжками.Затем готовые блоки поднимают на определенную высоту. Их приваривают к уложенным трубам, в местах установки вертикальных опор.

Продольные перемычки привариваются между фермами непосредственно по откосу, чтобы можно было закрепить рубероид. В перемычках заранее проделываются монтажные отверстия.

Соединительные секции хорошо очищены. Особенно это касается верхней части каркаса, на которую потом будет накладываться кровля. Затем обрабатывается поверхность профилей.Выполнено:

  • Очистка;
  • Обезжиривание;
  • Грунтовка;
  • Раскраска.

Передняя дверь и козырек

Для расчета габаритов консольного навеса нужно учесть размеры крыльца. По установленным нормам размер верхней площадки обязательно должен превышать ширину двери (в 1,5 раза). При ширине клинка 900 мм получается: 900 х 1,5 = 1350 мм. Это должна быть глубина крыши над входом.При этом ширина навеса должна превышать ширину ступеней на 300 миллиметров с обеих сторон.

Консольные навесы чаще всего устанавливаются по всей площади крыльца. Они должны закрыть ступеньки. Количество ступеней влияет на размер глубины кровли. Среднее значение определяется в соответствии с установленными нормами СНиП: 250-320 мм. К этому размеру прибавляется размер верхней площадки. Причем ширина навеса имеет регулируемую величину. Ширина ступеней берется в пределах (800-1200 миллиметров), к ней добавляется 300 мм с двух противоположных сторон.

Рассчитываем размеры:

  • Стандартный навес консольный 900-1350 мм на 1400-1800 мм.
  • Навес над крыльцом, пример расчета на 3 ступени и площадку: глубина (900/1350 + 3 * 250/320) = 1650 — 2410 мм, ширина 800/1200 + 300 + 300 = 1400-1500 мм.

Как рассчитываются веранды

Обычно такие конструкции располагаются вдоль стены здания. Для них актуальными остаются несколько типов конструкций:

  • Балочно-опорные;
  • Консоль.

Наименьшая глубина 1200 мм. Идеальным считается 2000 мм. Это расстояние соответствует расположению опорной стойки.

Расчет кровли по перпендикуляру будет иметь вид 2000 + 300 мм. Однако плоская крыша больше подходит для мест, где количество осадков минимально.

Если угол наклона = 30 о. прилегающая к нему ножка (глубина кровли навеса по перпендикуляру) — 2300 мм, второй угол — 60 °.За X возьмем 2 ножки, он лежит напротив под углом 30 o. и по теореме она равна половине гипотенузы, следовательно, гипотенуза равна 2 * X, подставляем данные в формулу:

(2 * Х) 2 = 2300 2 + Х 2

4 * Х 2 — Х 2 = 52

Х 2 (4-1) = 52

3 * Х 2 = 52

Х 2 = 52

,3

Х 2 = 1763333, (3)

Х = √1763333, (3) = 1327 мм — ножка, которая будет примыкать к стене дома.

Расчет гипотенузы (длина крыши с уклоном):

С 2 = 1327 2 + 2300 2 = 1763333 + 52

= 7053333

С = √7053333 = 2656 мм, проверяем: ножка, лежащая против угла 30 o, равна половине гипотенузы = 1327 * 2 = 2654, следовательно, расчет правильный.

Отсюда рассчитываем общую высоту навеса: 2000-2400 мм — минимальная эргономическая высота, рассчитываем с учетом уклона: 2000/2400 + 1327 = 3327/3737 мм — высота стены навеса около жилой дом.

Как рассчитать парковку

Обычно устанавливаются балочные конструкции. Для того чтобы сделать навес для своего автомобиля своими руками, необходимо предварительно составить чертеж, который должен учитывать класс автомобиля. Ширина парковки должна быть равна габаритам автомобиля плюс один метр с обеих сторон. Если планируется припарковать две машины, необходимо учитывать расстояние между ними — 0,8 метра.

Пример расчета навеса для автомобиля среднего класса, ширина — 1600-1750 мм, длина — 4200-4500 мм:

1600/1750 + 1000 + 1000 = 3600/3750 мм — ширина навеса;

4200/4500 + 300 +300 = 4800/5100 мм — эргономичная длина, чтобы осадки не затопляли участок.

Расчет ширины навеса на две машины:

3600/3750 + 800 = 4400/4550 мм.

Беседки

Обычно такой навес делают в глубине приусадебного участка. Эти конструкции устанавливаются на фундамент, который может быть:

  • Свая;
  • Столбчатый;
  • Лента;
  • Плиточный.

На выбор типа фундамента влияют размеры конструкции, а также характер грунта.Эти значения необходимо показать на чертеже. Установленная беседка может иметь несколько размеров:

  • 3х4 метра;
  • 4х4 метра;
  • 4х6 метров.

Для самостоятельного расчета такой конструкции, при оформлении чертежа необходимо учитывать несколько параметров.

Для комфортного отдыха одного человека, площадь 1,6-2 кв.м.

При установке мангала непосредственно под навесом зону отдыха следует отделить от него свободной зоной.Его ширина 1000-1500 мм.

Комфортная ширина сиденья — 400-450 мм.

Размер таблицы 800х1200. Расчет ведется на одного человека (600-800 мм). Для большого количества людей размер может достигать 1200х2400 мм.

[PDF] АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНОГО ТЕНА С ГОРЯЧИМ ЯСВАНТ ГОРАНТЛА

Скачать АНАЛИЗ И ДИЗАЙН СТАЛЬНОГО ПАЛАТА С ГОРЯЧИМ ЯСВАНТ ГОРАНТЛА …

Международный журнал инженерных тенденций и технологий (IJETT) — Том 25, номер 3, июль 2015 г.

АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНОГО ТЕНА С ГОРЯЧЕСВАРЕННЫМИ ТРУБАМИ Ясвант Горантла # 1, Dr.Б. Пандуранга Рао №2, В.Рамеш №3 №1,2,3 Департамент гражданского строительства Инженерный колледж В.Р. Сиддхартха Виджаявада, Индия Краткое содержание — Цель данной работы — расширить блокпосты прибытия и отправления в аэропорту Виджаявада путем соответствующего согласования существующие скаты кровли. Завершено подходящее расположение ферм крыши (пролет 12 м + консольная ферма 1,20 м на восточной стороне и 4,00 м на западной стороне) на расстоянии 2,775 м. Так как требование к свободной площади колонны с другой стороны (перпендикулярно пролёту фермы) составляет 16.65 м, предлагается с двумя трубными балками пролетом 16,65 м для устройства ферм пролетом 12 м. Эти трубопроводные балки будут поддерживать семь ферм с пролетом на 12 метров. Анализ подходящего расположения и проектирование ферм, балок, колонн и фундамента составляют основу данной диссертации. . Из литературного обзора1 было установлено, что наилучшей альтернативой является расположение труб из материала, и, соответственно, работа проводилась с использованием STAAD Pro. Для лучшей производительности результаты STAAD Pro фермы сравниваются с результатами ANSYS и признаются удовлетворительными.

3кН будет наложено на ферму. Поскольку аэропорт расположен в Ганнавараме, то есть рядом с Виджаявадой, который находится недалеко от прибрежной зоны, большое внимание уделяется ветровой нагрузке с учетом ущерба, нанесенного международному аэропорту Висакапатнам из-за недавней катастрофы: циклона худхуд. По словам Сагара Д. Ванкхаде, профессора П. С. Пайгаде, очевидно, что строительство стальных ферм с использованием секции трубы и PEB оказывается более экономичным по сравнению со строительством стальных ферм с использованием углового сечения. Поскольку PEB не может быть предпочтительным, потому что старый уклон существующего навеса аэропорта должен соответствовать новой конструкции, и оба должны быть соединены вместе.Конструктивное решение: Трубопроводные балки на пролете 16,65 м, которые поддерживают фермы (на пролете 12 м с шагом 2,77 м), поддерживаются трубными колоннами, опирающимися на прочный фундамент. Конструктивное устройство показано на рисунке 1

Ключевые слова: STAAD pro; Ansys; трубная ферма. I. ВВЕДЕНИЕ Фермы в целом бывают простыми, сложными и сложными. Простые конфигурации фермы начинаются с базового треугольника. Продолжая добавлять диаду (два элемента с общим соединением) к существующим соединениям, можно сгенерировать сложную простую ферму.Две простые фермы могут быть соединены вместе с общим шарниром, а элемент или две простые фермы, соединенные тремя непараллельными, не совпадающими элементами, может быть сформирована составная ферма. Сложность не бывает ни простой, ни сложной. Все соединения в ферме сварены или заклепаны, но, тем не менее, мы можем предположить, что соединения закреплены штифтами для целей анализа. Это делает заниженную оценку прочности материала, но все же является подходящим подходом. Предлагаемая работа заключается в том, чтобы временно увеличить площадь терминала аэропорта Виджаявада, чтобы он соответствовал требуемой пропускной способности людей в залах иммиграции, прибытия и отправления для обслуживания международного воздушного движения.Зал разделен на пять секций, каждая из которых имеет свободную от колонн площадь 16,65 м x 12,00 м от центра к центру с консольными выступами для ферм крыши 4 м на западной стороне и 1,28 м на восточной стороне.

Рис. 1 (а) План навеса, однопролетная конструкция

II. АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Анализ и проектирование конструкции выполняется в четыре этапа: 1. Анализ и проектирование ферм крыши 2. Анализ и проектирование трубопроводной балки 3. Анализ и проектирование трубопроводной колонны При проектировании рассматривались горячие сварные трубы. элементы фермы.Рассмотрены следующие секции: PIPE601.0L1 для верхней части 4. Анализ и проектирование фундамента и нижних поясов; PIPE483.0M для вертикальных и диагональных элементов. Соединение участков труб производится электродуговой сваркой достаточной толщины. Используются прогоны коробчатого типа 50 мм x 50 мм x 4 мм, а в качестве листового материала для покрытия стропильной фермы используется оцинкованный тонкий лист. Примерно нагрузка

ISSN: 2231-5381

Рис. 1 (б) Расположение фермы

http://www.ijettjournal.org

Page 130

Международный журнал инженерных тенденций и технологий (IJETT) — Том 25 Номер 3- июль 2015

А.АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРОВЕЛЬНЫХ ФЕРМ:

Устройство трубной балки:

Расчет и проектирование прогонов выполняется вручную. Собственная нагрузка, то есть вес обшивки и нагрузка от прогона, применяется как узловая нагрузка величиной 3 кН (рис. 2-а). Исходя из местоположения и высоты конструкции, ветровое давление было рассчитано по стандарту IS875, Часть-3, и оказалось, что оно составляет 1,39 кН / м 2. Из расчетного давления ветра ветровая нагрузка, действующая на стыки, получается равной 5,5 кН, и наносится на ферму в узлах (рисунок 2-б).Ферма анализируется для сочетаний нагрузок, указанных в IS 800. Секции труб предоставляются элементам на основе результатов анализа и проверки конструкции, выполненных с помощью STAAD.pro.

Прямоугольник с внешними и внешними размерами 600 мм x 750 мм с промежуточными соединениями через равные промежутки формируется с трубами вместе с диагональю, чтобы сделать балку более жесткой. Рис. 4. Пластина MS толщиной 12 мм, расположенная над балкой для размещения фермы

Рисунок 4: (a) Расположение трубной балки

Рисунок 2: (a) Статическая нагрузка на ферму Рисунок

Рисунок 4: (b) Нагрузка на трубную балку

Рисунок 2: (b) Ветровая нагрузка на ферму

Верхний пояс и нижний пояс — PIPE601.0L1 Вертикальные и диагональные элементы — PIPE483.0M B. АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРУБОПРОВОДНОЙ БАЛКИ:

По результатам анализа кровельных ферм, полученным от STAAD.pro, реакции опор со стороны ферм принимаются как нагрузки на трубопроводные балки. . Показано на Рисунке 3

Рисунок 4: (C): Опорные реакции от балки с трубопроводом.

C. АНАЛИЗ И КОНСТРУКЦИЯ ТРУБОПРОВОДНОЙ КОЛОННЫ:

Опорные реакции, полученные от балки с трубопроводом, принимаются, и эта нагрузка прикладывается к колонне с трубопроводом.Расположение колонны с трубопроводами:

Рисунок 3: Опорные реакции со стороны фермы

ISSN: 2231-5381

Квадрат с внешними и внешними размерами 600 мм x 600 мм с промежуточными соединениями через равные промежутки времени формируется вместе с трубами вместе с трубами

http://www.ijettjournal.org

Page 131

International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT) — Volume 25 Number 3- July 2015

диагональ, чтобы колонна могла эффективно передавать нагрузку, исходящую от колонны. к фундаменту FIGIRE 5.Осевая нагрузка была получена как 52,274 кН, а поперечная нагрузка была получена как 229,150 кН в результате опорных реакций трубной балки. Трубопроводная колонна безопасна только для осевой нагрузки, но из-за боковой нагрузки напряжения в нижней части труб должны принимать дополнительные напряжения, что делает колонну небезопасной. Чтобы противостоять этому, колонка закрывается MS-пластиной толщиной 12 мм до половины высоты и MS-пластиной толщиной 6 мм для оставшейся колонки. Пластина приварена по четырем краям колонны, чтобы сделать колонну более жесткой и устойчивой.Внизу колонна прикручена к основанию фундамента.

Рисунок 6 (a) Фундаменты на восточной стороне

Рисунок 5: Расположение колонн и нагрузка на колонну с трубопроводом Рисунок 6 (b) Фундаменты на западной стороне

D. АНАЛИЗ И ПРОЕКТ ФОНДА.

Для эффективной передачи нагрузки от колонны к грунту, спроектирована изолированная опора с пьедесталом, принимающая опорные реакции от колонны. Согласно геотехническим исследованиям, безопасная обнажающая способность почвы составляет 8 т / м2.Опоры размером 2,7 x 2,7 x 0,7 м на восточной стороне, 3,0 x 3,0 x 0,9 м на западной стороне изнашиваются. Размер фундамента больше на западной стороне из-за дополнительной нагрузки, создаваемой 4-метровым выступом консольной фермы. Глубина фундамента принимается 2 м от уровня земли. Выравнивающий слой толщиной 150 мм. Под фундамент укладывается простой цементный бетон (ПКС) пропорции 1: 4: 8. Постаменты размером 1м x 1м снабжены бетоном марки M20, заделанным фундаментными болтами диаметром 8–25 мм на глубине 1 м от верха постамента.Фундаментные болты закрепляются на конце анкерной пластиной 100 x 100 x 10 мм.

ISSN: 2231-5381

АНАЛИЗ ФЕРМ С ПОМОЩЬЮ ANSYS:

Та же самая ферма, которая была проанализирована и спроектирована в STAAD.pro, была рассмотрена и смоделирована с использованием программного обеспечения ANSYS. При анализе с использованием STAAD pro рассматриваются три сочетания нагрузок, и расчет выполняется для наихудшего сочетания нагрузок. В ANSYS анализ рассматривается для двух комбинаций: первая комбинация — это собственный вес конструкции и статическая нагрузка из-за прогонов.Вторая комбинация — статическая нагрузка и ветровая нагрузка. Ветровая нагрузка разделяется на компоненты X и Y, поскольку узловая нагрузка, перпендикулярная оси стержня, не может быть определена в ANSYS. Минимальное и максимальное напряжение для обеих комбинаций нагрузок показано на рисунках ниже.

http://www.ijettjournal.org

Page 132

Международный журнал инженерных тенденций и технологий (IJETT) — Том 25, номер 3 — июль 2015 г.

В ANSYS элемент pipe188 рассматривается для расчета фермы трубы.Свойства сечения определяются с помощью сечений труб. Используя ключевые точки и линии, создается ферма, затем каждый элемент фермы соединяется с однородными перегородками. К ферме применены условия опоры и условия нагрузки, проведен анализ. Получены силы и напряжение в членах. Рисунок 10: Напряжения в элементах для случая нагружения: 1

Напряжение (Н / мм2)

Вариант нагружения (D.L + L.L) x 1,0

Максимум 38,338

МИНИМУМ -38,207

(D.L + L.L + WL) x1,5

56,433

-17,640

Таблица 1: Сочетания нагрузок Рисунок 7: Модель фермы в ANSYS

Рисунок 8: Свойства и нагрузка для варианта нагружения: 1

Рисунок 9: Деформация фермы из-за нагружения: 1

ISSN: 2231-5381

Рисунок 11: Свойства и нагрузка для случая нагружения: 2

Рисунок 12: Силы стержня для случая нагружения: 1

http: //www.ijettjournal .org

Page 133

International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT) — Volume 25 Number 3 — July 2015

Рисунок 14: Напряжения в элементах для варианта нагружения: 2 Рисунок 13: Напряжения в элементах для варианта нагружения: 2

III.ВЫВОДЫ

Усилия стержней в элементах фермы при анализе в STAAD.Pro и ANSYS почти равны. 2. Усилия стержней в трубных колоннах в нижней панели очень велики из-за приложения ветровых нагрузок. Для удовлетворения требований к высоким напряжениям трубопроводные колонны закрываются пластинами из M.S. 3. Анализ проводился в четыре различных этапа отдельно для ферм, трубных балок, трубных колонн и фундаментов, без какого-либо прерывания взаимодействия между шарнирными соединениями и жесткими соединениями.4. Примерный расход конструкционной стали составляет 4,1 кг / фут. 1.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [1]

[2]

[3]

[4] [5] [6]

Сагар Д. Ванкхаде, профессор П.С. Паджгаде, «Дизайн и сравнение различных типов промышленных Buildings, ‖ Международный рецензируемый журнал инженерии и науки, том 3, выпуск 6 (июнь 2014 г.). МананД.Майсури, ХитешК.Дхамелия, Хитен Л.Хени — Обзор сравнения между традиционными стальными и трубчатыми стальными профилями для многопролетных промышленных навесов с фермами и портальной рамой ‖.Том 1, выпуск 12, декабрь -2014. Д-р К. Манджунат, Сантош Кумар.C.N, — Анализ надежности стальных стержней фермы, ‖ Международный журнал новейших технологий и передового машиностроения, том 2, выпуск 11, ноябрь 2012 г. IS 875 (часть 3) — 1987: Ветровые нагрузки. IS 800-2007 Стандартные нормы Индии для стальных конструкций общего назначения. IS 456-200 Обычный и железобетон — Индийский стандартный свод правил.

ISSN: 2231-5381

http://www.ijettjournal.org

Page 134

Продукция — Jiangsu Lanling Chemical Group Co., ООО

Главная страница Jiangsu Lanling Steel Structure Engineering Co., Ltd.

Jiangsu Lanling Steel Structure Engineering Co., Ltd.

Пространственная структура, которая формируется путем соединения узлов нескольких элементов фермы в определенной форме конфигурации сетки. Он обладает преимуществами космической силы, легким весом, большой жесткостью и хорошими сейсмическими характеристиками и может использоваться в качестве кровли больших арочных навесов, спортзалов, театров, выставочных залов, залов ожидания, навесов для стадионов, ангаров, двунаправленных. цеха с большим шагом колонн и другие здания.(На рисунке показана типичная структура сетки) Поперечное сечение элемента фермы решетчатой ​​конструкции должно быть рассчитано и определено в соответствии с прочностью и устойчивостью. Чтобы уменьшить расчетную длину компрессионного стержня и повысить его устойчивость, можно использовать дополнительные меры, такие как вспомогательный стержень и опорный стержень. Сетка пластинчатая из стали и узлы сетки с двойной оболочкой в ​​основном бывают трех видов: стыки поперечных пластин, сварные полые сферические стыки и стыки болт-сфера. Соединения поперечных пластин используются для решетчатой ​​конструкции стальных элементов фермы, соединение элемента фермы и узловых пластин осуществляется сваркой или высокопрочными болтами.Полые сферические соединения и соединения болт-сфера применяются к решетчатой ​​структуре стальных стержней. Узлы сетки с однослойной оболочкой должны выдерживать изгибающие внутренние силы, при нормальных обстоятельствах потребление стали узлом составляет 15 ~ 20% от количества стали, используемой для всей конструкции стальной сетки.

135000㎡Стальная сетка для проектов угольных шахт в Baotou Iron & Steel Group Проект стальной сетки в выставочном зале городского планирования Шанхая

Введение в высотные стальные конструкции:
Под высотным зданием понимаются жилые дома с более чем 20 этажей, а также общественные здания и интегрированные здания с общей высотой более 24 метров, стальная конструкция имеет высокую прочность, а по сравнению с бетонной конструкцией площадь поперечного сечения стальной колонны мала, что увеличивает эффективная полезная площадь здания, и может использоваться для строительства высоких, сверхпрочных зданий с большими нагрузками, по сравнению с площадью поперечного сечения колонны общей высотной стальной конструкции, почти половина площади поперечного сечения колонны высокой — высота бетонной конструкции снижена.Здание со стальной конструкцией имеет легкий вес, поэтому высотное здание с использованием стальной конструкции является новым типом энергосберегающей системы строительства, известной как «зеленое здание» 21 века, которая является энергосберегающей и экологически чистой. , многоразовая строительная конструкция.

Введение в трубную ферму и мостовую конструкцию:
Конструкция трубной фермы и ферменная конструкция относятся к решетчатой ​​конструкции, в которой элементы фермы соединены между собой на концах, ферменная конструкция трубы относится к конструкции, в которой все стержни представляют собой круглые стержни.В большинстве случаев стержни в трубной ферме подвергаются только осевому растяжению или давлению, и напряжение равномерно распределяется по поперечному сечению, чтобы в полной мере играть роль материалов. Эти особенности делают ферменную конструкцию экономичной из материалов и небольшой собственной массой. Легко сформировать различные формы для различных целей, например, из нее можно сделать простую ферму, арку, каркас и башню, поэтому ферменная конструкция широко используется во многих современных крупнопролетных объектах и ​​зданиях, таких как конвенции. центры, стадионы или другие крупные общественные здания.Стальные мосты — это мосты, построенные из стальной конструкции, общее количество стали, используемой в этом мосту, составляло 50% или более, называется «большим стальным мостом». Его основной корпус изготовлен из легированной стали, который собирается и сваривается после изготовления деталей и узлов. Это модный в настоящее время новый тип мостостроения. Преимущества моста из стальной конструкции: пластичность и прочность стали хорошие, поэтому сейсмические характеристики моста из стальной конструкции являются выдающимися; срок строительства короткий; качество стального моста легко гарантировать; мост из стальной конструкции легко реконструируется во время использования, например, путем усиления, увеличения высоты и расширения дороги, изменение которых является относительно простым и гибким; стальная конструкция — экологически чистая продукция; трубопровод легко устроить.

Проект генерального подряда на стадионе Тонглинг

Реконструкция станции Цишуян железной дороги Пекин-Шанхай

Введение в каркасную стальную конструкцию:
Основные преимущества каркасной конструкции: гибкое разделение пространства, легкий вес, экономия материала; обладает гибкостью, чтобы взаимодействовать с компоновкой строительной плоскости, что поможет организовать строительную конструкцию, требуя большего пространства; Компоненты балки и колонны из каркасной стали легко стандартизировать и дорабатывать, что облегчает сборку целостной конструкции и сокращает период строительства.Когда используется монолитный бетонный каркас, конструкция демонстрирует хорошую целостность и жесткость, при правильном проектировании и обработке она может обеспечить лучший сейсмический эффект, а балки или колонны могут быть отлиты в различные требуемые формы поперечного сечения. . Каркасная стальная конструкция обычно используется в крупнопролетных общественных зданиях, многоэтажных промышленных предприятиях и некоторых зданиях специального назначения, таких как театры, торговые центры, стадионы, железнодорожные станции, выставочные залы, верфи, ангары, автостоянки, мастерские легкой промышленности. , так далее.

Семизвездочный отель Hainan Atlantis Hotel Project

Hanbang (Jiangyin) Petrochemical Co., Ltd. Нефтехимический завод по производству металлоконструкций

Введение в обычную стальную конструкцию:
Легкая стальная конструкция (обычная стальная конструкция) — это молодая и жизненно важная система стальных конструкций, которая широко используется в общепромышленных, сельскохозяйственных, коммерческих и служебных зданиях, таких как офисные здания, виллы, склады, стадионы, развлекательные и туристические здания, а также низкие, многоэтажные жилые дома и другие области, его также можно использовать для надстройки этажей, реконструкции, усиления старых домов и построек в районах отсутствия строительных материалов, транспортных неудобств, плотных графиков и съемных построек, что очень приветствуется. собственниками.

Характеристики:
1) Использование эффективной легкой тонкостенной секции с легким весом, высокой интенсивностью и малой площадью основания.
2) Автоматическое, непрерывное и высокоточное производство компонентов и деталей, спецификации продукта последовательно, окончательно и в системе. Размер каждой части точный.
3) Конструктивное проектирование, рабочий проект, установка компьютерного моделирования, заводское производство, установка на месте и т. Д. Выполняются за меньшую разницу во времени.конг
4) Сухой метод строительства — это не влажная работа над фундаментом, внутреннюю отделку и т. Д. Легко установить раз и навсегда. После оцинковки и покрытия профиль становится красивым и антикоррозионным, что способствует снижению затрат на ограждение и отделку.
5) Облегчить расширение пространства колонн и обеспечить большее разделительное пространство, что может уменьшить высоту этажа и увеличить площадь здания (полезная площадь жилого дома до 92%).С очевидными преимуществами в этажности — пристройка, трансформация, усиление.
6) Широкий спектр применения новых материалов для стен, широкое использование ленты дневного света и хорошая вентиляция.

Команда разработчиков и разработчиков :
Дизайн-студия компании была создана в 1999 году, а в 2011 году Министерством строительства было присвоено квалификационный аттестат степени А. В компании работают 3 первоклассных инженера-строителя, 5 старших инженеров, 10 инженеров-проектировщиков, специализирующихся на проектировании порталов. каркас, структурный каркас, многослойная стальная конструкция и мост, длиннопролетная ферма, конструкция трубной фермы и другие типы стальных конструкций — проектировщики обладают зрелыми технологиями и богатым опытом.Компания имеет все виды профессионального программного обеспечения для проектирования, программное обеспечение MST для проектирования космических решеток Университета Чжэцзян, программное обеспечение для проектирования стальных конструкций 3d3s, разработанное Университетом Тунцзи, программное обеспечение PKPM, разработанное Институтом архитектурно-инженерного программного обеспечения Китайской академии строительных исследований, и другие отечественные и зарубежные передовые технологии. программное обеспечение для проектирования.

Место производства и обработки:

Транспортные весы

Строительная площадка


Испытания и испытания

Компания Jiangsu Lanling Steel Structure Engineering Co., Ltd. расположена в городе Хэншаньцяо, восточном пригороде города Чанчжоу, который является одним из основных направлений деятельности Jiangsu Lanling Chemical Group Co., Ltd. Он является членом Китайской ассоциации металлоконструкций с квалификационным сертификатом качества стали. конструкция конструкции в соответствии с классом A и инженерный проект стальной конструкции, выданный Министерством строительства, специализирующийся на производстве стальных конструкций, решетчатых конструкций и контурных пластин из окрашенной стали. Компания занимает площадь в 100000 квадратных метров с площадью застройки 40000 квадратных метров, годовая производственная мощность которой составляет 100000 тонн стальных решеток и стальных конструкций, у компании есть целая производственная и строительная система стальных конструкций, решеток и контурных пластин из цветной стали. , у компании есть ряд выдающихся профессиональных и технических кадров, опытная команда по производству и строительству стальных конструкций, первоклассное оборудование для механической обработки и испытательное оборудование отличного качества, компания производит стальные конструкции и сетки высочайшего качества.Компания установила отношения технического сотрудничества с научно-исследовательскими и проектными подразделениями, включая Пекинское центральное инженерное и исследовательское объединение черной металлургии (CERIS), MCC Beris Engineering and Research Co., Ltd. CISDI Engineering Co., Ltd. Shanghai Modern Architectural Design Group Co., Ltd. Luoyang Petrochemical Engineering Corporation Ltd, China United Engineering Corporation Limited, она сформировала и углубила комплексную систему проектирования, производства и строительства.Под руководством Чэнь Чуньюаня, председателя и генерального директора группы компаний, компания продвигает дух Lanling «новаторство и поиск истины, единство и преданность делу» и прилагает неустанные усилия, чтобы открыть новый мир строительных стальных конструкций на основе руководствуясь принципами совершенства, качества и прежде всего клиента, мы надеемся на совместную работу со всеми слоями общества для выполнения великого дела.

Китай Завод H-образных сварных ферм и производители

Профиль компании

Guangdong Honghua Construction Co., Ltd (далее Honghua) является строительным подразделением компании Группы, которая имеет два дочерних производственных предприятия — Guangdong Huayu Steel Structure Co., Ltd и Dongguan Hongfa Steel Materials Co., Ltd. Huayu — это база по переработке тяжелой стали, занимающая площадь 0,15 миллиона квадратных метров. Hongfa — это база по переработке легкой стали площадью 0,11 миллиона квадратных метров. Годовая производственная мощность двух баз может достигать 0,15 миллиона тонн.

Honghua может изготовить и установить как стальные конструкции высотных зданий (например, коммерческие офисные здания, отели, многоэтажные жилые дома), так и стальные конструкции космических зданий (например, аэропорт, выставочный центр и стадион).Более того, мы можем не только изготовить и установить многоэтажные легкие стальные конструкции (например, все виды промышленных предприятий, складов, супермаркетов), но также мы можем изготовить стальные автомобильные мосты, а также различные сложные типы навесных стен и стальных конструкций оборудования. .

Enterprise Основная информация

Адрес компании Промышленный парк Хуанань Город Ляобу Город Дунгуань Провинция Гуандун
Дата создания Дата установки 13 января 1998 г.
Банкролл зачисления 500 000,00 юаней
Квалификация Квалификация первого класса китайской стали Специализированное субподрядное строительство 2-го класса
S1 Квалификация для производства стальных конструкций в Сингапуре Квалификация 2-го разряда по специальному проектированию стальных конструкций
Производительность / год Тонна / мес 5500
Тонна / год 66000
Годовой оборот предприятия юаней 400,000,000
Сфера деятельности Изготовление и установка стальных конструкций и стеллажей.Осуществляет проектирование, изготовление и монтаж заводского цеха, логистического склада, многоэтажных и высотных зданий, общественных зданий, мостов, вилл, навесных стен и металлических конструкций оборудования, а также изготовление и продажу металлических материалов.

Квалификация

● Лицензия на промышленную и коммерческую деятельность
● Профессиональный контракт на производство стальных конструкций 2-го уровня квалификации ● Производство стальных конструкций 1-го уровня квалификации
● Квалификация уровня B специального проектирования стальной конструкции
● Квалификация S1 для производства стальных конструкций в Сингапуре
● Сертификация ISO9001: 2008 Компания
● Сертификация системы менеджмента безопасности и охраны труда
● Сертификация системы экологического менеджмента
● Сертифицированная компания EN 1090
● Лицензия на эксплуатацию автомобильного транспорта
● Качество, сервис, репутация Предприятие уровня AAA
● Член Китайской ассоциации строительных металлических конструкций
● Гуандун Провинциальная ассоциация подразделение пространственной структуры
● Лицензия на безопасность производства
● Сертификат кода организации
● Китайское подразделение целостности услуг по обеспечению качества
● Лицензия на здоровье
● Сертификат на импорт и экспорт
● Свидетельство о регистрации товарного знака
● Сертификат пожарной безопасности

Мы являемся профессиональным поставщиком стальных конструкций.Если вам нужно предложение проекта стальной конструкции, пожалуйста, свяжитесь с нами:

Контактное лицо: Olay Zou

Мобильный телефон: +86 188
203 или +86 13543742564

Электронная почта: [email protected]

Адрес: Промышленный парк Хуанань, город Ляобу, город Дунгуань, провинция Гуандун Почтовый индекс: 523406

Схемы каркаса — SteelConstruction.info

Большинство стальных каркасов, используемых в строительстве в Великобритании, можно сгруппировать следующим образом:

  • Стяжные рамы или «простая» конструкция, в которой балки и колонны рассчитаны на то, чтобы выдерживать только вертикальные нагрузки.Разъемы выполнены с номинальным контактом.
  • Жесткие или сплошные рамы, в которых каркасная конструкция спроектирована так, что соединения между элементами выдерживают моменты.
  • Арочные конструкции, в которых силы передаются на землю в основном за счет сжатия внутри конструкции.
  • Натяжные конструкции, в которых силы передаются на землю за счет растяжения (или цепного действия) и за счет сжатия в столбах или мачтах, как в палатке.


Стяжные рамы с номинально штифтовыми соединениями и вертикальными распорками предлагают очень конкурентоспособное по стоимости структурное решение и являются наиболее часто используемой структурной системой в зданиях.Конструкции с жестким каркасом предпочтительны, если нет возможности использовать вертикальные распорки, например, в полностью застекленных фасадах или в крупнопролетных конструкциях. В скрепленных рамах колонны рассчитаны на сопротивление главным образом усилиям сжатия. Колонны, используемые в жестких или сплошных каркасах, также спроектированы так, чтобы противостоять изгибу.

Арочные и натяжные конструкции зависят от свойств стали на сжатие и растяжение и следуют четко определенным принципам конструкции. Структуры напряжения обычно ассоциируются с выразительными внешними структурами.Натяжные элементы в виде тросов или стержней обычно крепятся к земле.

[вверх] Компоненты из конструкционной стали

Основные статьи: Стальные конструкции, Модульная конструкция, Композитная конструкция

 

Формы профилей стальных открытых горячекатаных

Архитектору и дизайнеру доступен широкий спектр стальных компонентов, в том числе:


Соединения на месте обычно выполняются болтовым соединением, в то время как сварка может быть предпочтительнее для заводских соединений.

Производится широкий ассортимент стандартных горячекатаных стальных профилей, из которых проектировщики могут выбрать профиль, размер и вес, соответствующие конкретному применению. Это секции балки (UB), секции колонн с широкими полками (UC), параллельный канал полки (PFC), конструкционные полые секции (SHS) и угловые секции.

 

Формы конструктивных полых профилей (СВС)

 

Компоненты стандартного открытого стального профиля

Современные открытые стальные профили имеют параллельные фланцы.Серийный размер изменяется с шагом примерно 50 мм по глубине для более мелких участков и около 75 мм для более глубоких участков. Внутренние размеры между фланцами определяются используемыми прокатными станами, поэтому внешние размеры могут изменяться в зависимости от веса секции. Стандартизация горячекатаных стальных профилей привела к принятию стандартных соединений, которые стали привычными в отрасли.

На рисунке поясняются термины, используемые в отношении открытых горячекатаных профилей.Подробные размеры и характеристики профиля горячекатаного профиля, поставляемого British Steel и Tata Steel, доступны здесь.

[вверху] Стальные балки

 

Балки рассчитаны на сопротивление изгибающим моментам и поперечным силам. Формы горячекатаных профилей предназначены для достижения оптимальных свойств изгиба при использовании стали. В расчетной схеме равномерно нагруженных стальных балок обычно используются секции с отношением пролета к глубине от 18 до 20, т.е.е. при пролете 8 м стальная балка будет иметь глубину примерно 450 мм. В таблице приведены типичные отношения пролета к глубине для различных типов балок, используемых в различных системах перекрытий. Первичные балки простираются между колоннами, а второстепенные балки — между первичными балками и напрямую поддерживают плиту перекрытия.

Типичное соотношение пролета / глубины
Форма постройки Отношение пролета / глубины для различных балок
Второстепенные балки Основные балки
Балка стальная 18-20 13-15
Балка композитная 22-25 16-18
Балка сотовой связи + 20-27 15-18
Балка перекрытия неглубокая 26-28
Стальная ферма + 15-18 12-15

Примечание:
+ Позволяет пропускать услуги через глубину балки

[вверх] Композитные балки

 

Балка кромочная композитная с композитным настилом

Стальные балки могут быть спроектированы так, чтобы действовать совместно с бетонной плитой с помощью соединителей, работающих на сдвиг, обычно в виде сварных стальных шпилек, которые привариваются с постоянным шагом к верхнему фланцу стальной балки.Показана составная краевая балка с настилом из оцинкованной стали, ориентированная параллельно балке.

Комбинированное действие значительно увеличивает прочность и жесткость стальной балки и, следовательно, может привести к более длинным пролетам для того же размера секции или, в качестве альтернативы, более легкие и мелкие секции могут использоваться для той же нагрузки и конфигурации пролетов. Для эффективного проектирования композитных балок отношение пролета к глубине балки находится в диапазоне от 22 до 25, поэтому композитная балка на 25–30% меньше стальной балки и на 30–40% легче по весу стали. .

Композитный настил выдерживает нагрузки во время строительства без временной подпорки на пролет примерно до 4 м, в зависимости от профиля настила. Пролеты могут достигать примерно 5 м, если плита подпирать во время строительства. Альтернативной формой композитной балки является использование сборных железобетонных плит с бетонным покрытием.

[вверх] Конструкционные системы в многоэтажных домах

Основные статьи: Многоэтажные офисные здания, Системы перекрытий, Длиннопролетные балки, Фермы, Стяжные рамы, Сплошные рамы, Композитная конструкция

 

Ростверк 7.Основные балки пролетом 5 м и второстепенные балки пролетом 9 м в композитной конструкции

Расположение балок перекрытий в зданиях во многом зависит от расстояния между колоннами. Колонны по периметру здания обычно расположены на расстоянии от 5 до 8 м, чтобы поддерживать элементы фасада. В большинстве зданий второстепенные балки спроектированы таким образом, чтобы перекрывать большее расстояние в решетке перекрытия, поэтому изгибающий момент, которому они сопротивляются, аналогичен моменту основных балок, и поэтому они могут иметь ту же глубину, что и основные балки.

Показана компоновка балок в сетке 7,5 м x 9 м, в которой основные балки охватывают меньшее расстояние сетки и выбираются такой же глубины, что и второстепенные балки. Когда соединители, работающие на срез, привариваются к стальному настилу, верхний фланец стальных балок не окрашивается. В идеале более тяжелые балки должны быть присоединены к полкам колонны, но это не всегда возможно, потому что более широкие балки, возможно, придется «надрезать», чтобы они поместились между полками колонны. При соединении широких балок с более узкими колоннами могут потребоваться специальные меры по детализации.

В зданиях с ограниченной высотой потолка, например, в проектах реконструкции, секции UC могут использоваться вместо секций UB в качестве неглубоких, хотя и более тяжелых балок.

 
Длинные пролеты, коммерческие офисные помещения открытой планировки — Vulcan House, Шеффилд

Во многих зданиях проектирование более длинных внутренних пролетов обеспечивает более гибкое планирование пространства. Для изготовления длиннопролетных первичных или вторичных балок могут использоваться различные системы конструкционной стали.Эти системы с большим пролетом обычно используют принципы композитной конструкции для увеличения их жесткости и прочности и часто обеспечивают интеграцию услуг в пределах их глубины через отверстия в перемычках балок.

Конструкция неглубокого перекрытия отличается от других стальных конструкций тем, что не требует дополнительных балок, кроме стяжных элементов для соединения колонн для обеспечения прочности и устойчивости конструкции во время строительства.

[вверх] Ячеистые балки

Корончатые или ячеистые балки являются примерами элементов с более длинными пролетами, которые имеют большие, как правило, правильные отверстия в пределах глубины стенки.Эти балки обеспечивают большую конструктивную эффективность за счет увеличения глубины сечения при заданном использовании стали и обеспечивают несколько маршрутов для обслуживания. Ячеистые балки имеют большую архитектурную привлекательность из-за своей кажущейся легкости и отличительного внешнего вида на длиннопролетных крышах и перекрытиях.

В зубчатой ​​балке стенка прокатанного профиля разрезается по длине балки в форме шестиугольной «волны». Две части разделяются, смещаются, а затем свариваются вместе, чтобы получить более глубокое сечение.

  • Изготовление ячеистой балки

(изображения любезно предоставлены Kloeckner Metals UK Westok)

 

В ячеистой балке стенка прокатанного профиля разрезается для образования круглых или удлиненных отверстий. Диаметр отверстий может варьироваться от 0,5 до 0,8 глубины балки.Ячеистые балки конструктивно эффективны и открывают множество архитектурных возможностей. При формировании из прокатных стальных профилей верхняя и нижняя части ячеистой балки могут быть разных размеров, а секции можно легко регулировать и изгибать перед процессом сварки. В этом процессе образуется очень мало отходов, и все обрезки стали на 100% перерабатываются. Пример системы перекрытия с использованием ячеистых балок показан справа.

Когда балки изготавливаются из трех стальных пластин, размеры полок могут варьироваться, но толщина стенки остается постоянной.Размеры проемов вдоль балок также можно изменять в соответствии с требованиями обслуживания.

Ячеистые балки наиболее целесообразно использовать для длинных пролетов с умеренными нагрузками, таких как второстепенные балки в ростверках перекрытий или в конструкциях крыш. Обычные круглые отверстия в ячеистой балке очень эффективны для распределения круглых воздуховодов в зданиях с тяжелым обслуживанием. Удлиненные отверстия можно разместить ближе к середине пролета (как показано на рисунке), где поперечные силы низкие.

 

Выпуклые ячеистые кровельные балки
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Westok)

[вверх] Балки с большими отверстиями в стенках

 

Большое прямоугольное отверстие в стенке с усилением в стальной балке

В составных балках в перегородке могут быть образованы большие отверстия для прохождения услуг в пределах глубины балки.Большие отверстия обычно имеют прямоугольную форму, но более правильные отверстия обычно имеют круглую форму. Сварные ребра жесткости, расположенные горизонтально над и под проемами, увеличивают размер и соотношение сторон проема, которые можно использовать. Для схемного расчета составных балок с разной формой проемов рекомендуется:

  • Глубина проема обычно должна составлять от 50 до 70% глубины балки
  • Круглые отверстия можно размещать на расстоянии половины их диаметра (как для ячеистых балок).
  • Большие прямоугольные проемы следует размещать в средней трети пролета балки и иметь отношение длины к глубине не более 2, если не используются горизонтальные ребра жесткости.
  • Расстояние между краями прямоугольных проемов или до соединений второстепенных балок, как правило, не должно быть меньше, чем наибольшая из глубины балки или длины проема.
  • Для широких прямоугольных проемов горизонтальные ребра жесткости должны выходить за проем как минимум на 150 мм.
 

Отверстия в стенках длиннопролетных балок для прохода служебных помещений

Показано поперечное сечение перфорированной балки. В этом случае глубина проема составляет 400 мм, а глубина балки 600 мм подходит для пролета до 15 м. Как показано, общая глубина пола с учетом фальшпола и подвесного потолка составляет приблизительно 1,05 м.

[вверх] Конструкция неглубокого перекрытия

 

В системах неглубокого перекрытия используются стальные балки, нижний фланец которых шире верхнего.Это могут быть собственные прокатные профили, USFB или плоская стальная пластина, приваренная к нижнему фланцу стандартной секции UC. Более широкий нижний фланец поддерживает плиту перекрытия, так что балка частично заключена в глубину перекрытия, что приводит к структурной системе без балок, выступающих вниз, что приводит к уменьшению высоты от пола до пола. Плита перекрытия может быть в виде сборных железобетонных блоков, пустотелых бетонных блоков или глубокого композитного стального настила, в обоих случаях поддерживающих монолитный бетон, который размещается на уровне или над верхней полкой балки.

Пролеты от 6 до 9 м могут быть достигнуты в обоих направлениях. Общая глубина пола обычно составляет от 300 до 350 мм, в зависимости от требований к контролю вибрации пола и обеспечению огнестойкости и звукоизоляции. Частичное покрытие стальной балки бетоном означает, что, как правило, обеспечивается огнестойкость в течение 60 минут, а огнестойкость в течение 90 или 120 минут может быть достигнута за счет использования дополнительной арматуры или защиты нижней стальной плиты.

Балка UC может быть заменена прямоугольной полой секцией (RHS) при использовании в качестве краевой балки из-за ее жесткости на кручение и аккуратной кромки, которую она обеспечивает на линии фасада.В некоторых случаях это может быть желательно визуально, например, для полностью застекленных фасадов. Кроме того, крепление облицовки к секции RHS может быть легче, чем к бетонной плите или закрытой стальной секции.

[вверху] Обзор пролетов конструктивных вариантов

Типичные пролеты и структурные глубины для различных стальных и бетонных конструкций показаны в таблицах. Общая глубина этажа включает служебную и потолочную зону и, при необходимости, фальшпол.Для систем с большими пролетами услуги обычно включаются в конструктивную глубину, то есть с отверстиями в стенках в балках. Общая глубина конструкции и обслуживания от 1 до 1,2 м (включая 120 мм для потолка) обычно используется при планировании многоэтажных зданий, в зависимости от пролета.

 

Диапазон различных вариантов конструкции

Для офисов и многих других типов зданий 3 м используется в качестве глубины от пола до потолка, и в этом случае зона от пола до пола составляет от 4 до 4.2м. Для некоторых типов зданий допустима внутренняя высота 2,7 м, в этом случае общая площадь пола составляет от 3,6 до 4 м.

Типичная высота пола
Тип проекта Типовая высота от пола до этажа + высота (мм)
Офис престижа 4,0 — 4,2 м
Спекулятивная контора 3,6 — 4,0 м
Проект реконструкции 3.5 — 3,9 м

Примечание:
+ Высота от пола до потолка плюс глубина пола, включая услуги

[вверху] Колонны

 

Деталь сращивания колонн высотного здания в Лондоне

Колонны в скрепленных каркасах обычно представляют собой секции UC, которые соединяются (соединяются) продольно в соответствующих точках, обычно каждые два или три этажа в высотных зданиях.Соединения балки с колонной выполняются либо с фланцами колонны (соединения по главной оси), либо с стенкой колонны (соединения по малой оси). Также может возникнуть необходимость в локальном усилении колонн в точках передачи нагрузки, например, для балок с моментными соединениями. Для 3–5-этажных зданий отправной точкой является колонна 254 x 254 UC, а для 6–8-этажных зданий предпочтительнее 305 x 305 UC.

Квадратные или круглые полые профили очень эффективны при сжатии из-за их повышенного сопротивления продольному изгибу по сравнению с открытыми профилями.Как круглые (CHS) секции, так и квадратные (SHS) широко используются в качестве тонких колонн. Основной проблемой конструкции является соединение с торцом колонны, которое часто представляет собой сварную пластину оребрения с болтами к стенке балки. Соединения на торцевой пластине можно использовать с расширяющимися анкерами или запатентованными «глухими» креплениями.

Колонны могут быть спроектированы для достижения большей прочности на сжатие и огнестойкость путем бетонирования (в случае H-образных секций) и бетонного заполнения (в случае пустотелых секций).Например, заполнение между фланцами колонны с Н-образным сечением без армирования может повысить ее огнестойкость до 60 минут при сохранении тех же внешних размеров сечения. Заполнение пустотелых профилей бетоном позволяет повысить их огнестойкость до 60 минут без армирования и до 120 минут с армированием.

В таких конструкциях, как портальные рамы, где изгибающие моменты являются преобладающей формой нагрузки, UB-секции обычно используются для колонн.

[вверх] Фермы и решетчатые балки

 
Длиннопролетные изогнутые фермы крыши
Robin Hood Airport, Doncaster
(Изображение предоставлено Tubecon)

Фермы и решетчатые фермы используются в длиннопролетных системах кровли и перекрытий. Термин «ферма» обычно применяется к крышам, которые могут быть скатными, тогда как решетчатые фермы обычно используются в качестве длиннопролетных балок перекрытия, которые более нагружены и не имеют ската.

Фермы и решетчатые фермы часто проектируются так, чтобы их было видно, поэтому выбор используемых элементов и их соединений важен для проектного решения.

Фермы и решетчатые фермы представляют собой треугольные или прямоугольные сборки элементов растяжения и сжатия. Слово «решетка» относится к использованию распорок N-типа или W-типа вдоль элемента. Верхние и нижние пояса обеспечивают сопротивление сжатию и растяжению при общем изгибе, а наклонные элементы жесткости противостоят силам сдвига.

Можно создавать самые разные кровельные фермы. Каждый из них может различаться по общей геометрии и по выбору отдельных элементов внутри них. Фермы могут быть спроектированы так, чтобы следовать профилю крыши, который также может быть изогнутым, тогда как решетчатые фермы используются как длинные перекрывающие балки. Фермы или решетчатые фермы могут иметь несколько основных форм, и они изготавливаются путем соединения стандартных секций болтами или сваркой. Для пролетов до 20 м достаточно использовать уголки, тройники и полые более легкие профили.Для очень длинных пролетов могут потребоваться полые профили UC или более тяжелые. Стяжки обычно легче хордовых.

 

Изогнутая треугольная ферма в аэропорту Гамбурга

Крепежные (диагональные) элементы обычно имеют W или N-образную форму. В N-образной форме ориентация элементов жесткости обычно изменяется в середине пролета, как показано ниже. В W-образной форме элементы часто изготавливаются из трубчатых секций, поскольку они эффективны в качестве элементов жесткости, которые действуют попеременно при растяжении и сжатии.В легких зданиях подъем ветра может быть значительным и может вызвать изменение сил, действующих на ферму.

Триангулированные фермы часто используются в длиннопролетных конструкциях, поскольку они очень устойчивы благодаря своей форме. Нормальная форма — треугольник, направленный вниз, так что второстепенные балки проходят между верхними поясами. Показан хороший пример изогнутой треугольной фермы в аэропорту Гамбурга. Эти фермы опирались на наклонные трубчатые кронштейны.

[вверху] Космические рамки

 

Двухслойная пространственная каркасная крыша, окружающая уличный пейзаж в центре Виктории в Белфасте

«Пространственная» рама — это форма конструкции, которая охватывает большие площади с использованием сборок небольших структурных компонентов, которые соединяются в заранее сформированных узлах.Они представляют собой трехмерные узлы, которые обычно состоят из элементов растяжения и сжатия, соединенных наклонными связями. Круглые полые секции (CHS) обычно используются в космических каркасах, поскольку их толщина стенок может варьироваться в соответствии с усилиями в элементах при сохранении постоянного внешнего диаметра. Существуют три основные формы поддержки пространственных рам, которые определяют силы, которым они подвержены:

  • Точечная поддержка столбцами в четырех и более позициях
  • Множественная поддержка по строкам столбцов или «деревьям столбцов».
  • Сплошная кромочная опора.


Показан пример многоточечной опоры для двухслойной пространственной рамы над пешеходной улицей в центре Виктории в Белфасте.

[вверх] Формы связей в раскосных рамах

 

Крестовины в Академии Всех Святых, Челтенхэм
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

Конструкционные рамы с точечным соединением должны быть закреплены в вертикальном и горизонтальном направлениях.Устойчивость здания зависит от формы и расположения распорок. Другие элементы, устойчивые к боковым силам, например бетонные стержни, могут быть соединены перекрытиями или горизонтальными связями. Для простоты вертикальные распорки размещаются в фасаде или внутренних перегородках. В идеале линия связи должна быть на центральной линии основных колонн, но это может противоречить расположению внутренней обшивки внешних стен, и поэтому может возникнуть необходимость объединить конструкции связи и стены, не вызывая тепловых мостиков.

Наиболее распространенным расположением распорок в многоэтажных зданиях является распорка «X», «V» или «K» с использованием стальных уголков или полых круглых профилей. Перевернутая V-образная распорка предпочтительна там, где большие отверстия, например двери, требуются в подпорном отсеке.

 

Анкерные стержни, соединенные с круговым кольцом в крестообразных связях для малоэтажного дома

В X-образной форме элементы могут быть спроектированы так, чтобы противостоять как растяжению, так и сжатию или только растяжению, что приводит к более тонким элементам.Натяжные стержни или плоские пластины неэффективны при сжатии, и, следовательно, при использовании этих элементов силам сопротивляется только растяжение. Показан пример X-образной связи с использованием анкерных стержней, соединенных с круглым кольцом. Этот тип деталей часто используется как в визуально открытых, так и в скрытых связях, но напряжение, которое может возникнуть в стяжке, ограничивается изгибом соединительного кольца.

 

Элементы полого профиля квадратного сечения, используемые в X-образных распорках в 10-этажном жилом доме

В формах K и V-образных распорок элементы должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать растяжение и сжатие.В этом случае натяжные стяжки невозможны. В X-образных рамах с круглыми или квадратными полыми профилями (SHS) элементы также спроектированы на сжатие, а детали стыковки позволяют соединять четыре стяжных элемента в точках пересечения. Показан пример открытой X-образной распорки с использованием секций SHS. Сдвиговые силы, которым может противостоять эта система, также зависят от сопротивления срезу болтов на стыке.

Плоские стальные пластины могут использоваться, когда они необходимы для размещения в полости кирпичной кладки или в двухслойных перегородках.Обычно в X-образных распорках используются плоские пластины, которые действуют при растяжении.

[вверх] Конструкционные системы в одноэтажных домах

Основные статьи: Одноэтажные промышленные здания, Портальные рамы, Моментостойкие соединения

 

Планировка одноэтажного дома

Самый экономичный способ ограждать большое пространство — использовать серию двухмерных «жестких» рам, которые расположены с равными интервалами вдоль одной оси здания.В одноэтажных зданиях устойчивость достигается в двух направлениях либо за счет использования жесткого каркаса, диагональной связи, либо за счет опорного действия бетонных стен или стержней. Жесткое обрамление может быть достигнуто в одном направлении за счет использования сопротивляющихся моменту соединений, но редко используется в другом направлении, которое, следовательно, фиксируется традиционными скобами.

[вверху] Открытие рамы

Рама может быть открытой, но также может выходить за пределы фасада или крыши, образуя внешнюю конструкцию.Если каркас полностью расположен вне облицовки, он выражается во внешнем облике здания. В качестве альтернативы рама может быть расположена полностью внутри ограждающей конструкции. Между этими двумя крайностями взаимодействие рамы и облицовки устанавливает дополнительный диапазон визуальных и пространственных отношений.

 

Показан простой пример рамной конструкции, которая продолжается за пределы оболочки здания для визуального эффекта.В этом случае перфорированные ячеистые балки увеличивают легкость конструкции, сохраняя при этом ее основную функцию в качестве жесткого каркаса.

Там, где стальная конструкция проникает через ограждающую конструкцию здания, следует позаботиться о минимизации потерь тепла через тепловые мосты.

[вверх] Каркасные конструкции портала

 
Рама портала с несколькими пролетами во время строительства
(Изображение любезно предоставлено компанией Severfield (Design & Build) Ltd.)

Каркасные конструкции портала представляют собой примеры жестких рам и являются наиболее распространенной формой ограждений для пролетов от 20 до 50 м. Рамы порталов обычно изготавливаются из горячекатаных открытых профилей, хотя они могут быть выполнены из решетчатых или сборных балок. Они закреплены условно (посредством X- или K-распорок) в ортогональном направлении в боковых стенках или иногда между внутренними колоннами.

Как правило, портальные каркасные конструкции используются в одноэтажных зданиях или ограждениях промышленного типа, где основным требованием является обеспечение большого закрытого объема, такого как спортивный зал или распределительный центр.Как таковые, эти сооружения не могут иметь архитектурного значения. Однако основные принципы могут быть использованы в ряде более интересных архитектурных приложений, например, при формировании изогнутых стропил или при использовании перфорированных балок.

Элементы каркаса обычно состоят из стропил и колонн с жесткими связями между ними. Суженные бедра вводятся для усиления стропил на карнизах и для создания соединений, устойчивых к моменту. Связи крыши и стен важны для общей устойчивости конструкции.Элементы рамы портала показаны на рисунке.

 

В таблице представлены некоторые общие рекомендации по проектированию конструкций портальной рамы. Минимальный уклон крыши с учетом прогибов обычно принимается равным 6 °. Колонны часто тяжелее стропил, а высота колонн составляет примерно одну пятую от пролета рамы. Расстояние между каркасами зависит от перекрывающих возможностей прогонов и снеговой нагрузки.

Указания по проектированию портальной рамы
Параметр Типичное значение
Пролет портальной рамы от 15 до 50 м
Расстояние между рамками от 5 до 8 мес.
Наклон крыши от 5 ° до 10 °
Глубина стропил от диапазона / 50 до диапазона / 60
Отношение пролета к высоте колонны от 4 до 7
Вес колонны (кг / м) 1.От 5 до 2 × вес стропил (кг / м)
Длина бура 10% диапазона
Глубина окантовки 2 × глубина стропил
Расстояние между прогонами от 1,5 до 2 м +

Примечания:

  • Без кранов и тяжелых дополнительных грузов
  • + Расстояние между прогонами уменьшено около бедра для обеспечения устойчивости бедра
 

Многоквартирный дом типа «Удачи и промахи» при строительстве

Двухпролетные порталы часто проектируются по принципу «ударил и промахнулся», в котором чередующиеся внутренние колонны заменены продольной стержневой балкой, которая проходит между «ударными» колоннами и поддерживает точечную нагрузку от недостающей колонны.

Форма мансардной крыши может быть создана из линейных элементов с помощью сварки или болтов. Этот подход может быть расширен за счет огранки более коротких линейных участков для образования «псевдодуги».

 

Вместо наклонных стропил можно использовать гнутые балки. Радиус изгиба обычно такой, чтобы облицовку можно было установить до кривизны крыши. Однако некоторые системы облицовки, такие как глубокие композитные панели, могут быть менее устойчивы к такому типу деформации на месте.

На изображении показано интересное архитектурное решение, в котором соединение закрепленной балкой с колонной в раме портала выполнено с сопротивлением моменту за счет использования связующего элемента с колонной. Таким образом, галстук передает момент колонне.

[вверх] Дополнительная литература

  • Руководство конструктора по металлу, 7-е издание. Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012
  • Архитектурный дизайн из стали — Требилкок П. и Лоусон Р. М., опубликованные Spon, 2004 г.

[вверху] Ресурсы

[вверху] См. Также

Длиннопролетная крыша — Designing Buildings Wiki

Длиннопролетные крыши обычно определяются как крыши, пролет которых превышает 12 м. Длиннопролетные крыши могут создавать гибкие внутренние пространства без колонн и могут снизить затраты на подконструкции и время строительства. Они обычно встречаются в самых разных типах зданий, таких как фабрики, склады, сельскохозяйственные постройки, ангары, большие магазины, общественные залы, спортивные залы и арены.

Их основные функции, как и у обычных крыш, обычно заключаются в защите от погодных условий, ограничении распространения огня, обеспечении звуко- и теплоизоляции и т. Д.Однако, поскольку они могут предложить единственную конструктивную систему, кроме стен по периметру, им, возможно, также придется обеспечивать поддержку строительных услуг, путей доступа, подъемного оборудования, освещения и т. Д.

Длиннопролетные крыши могут быть изготовлены из различных материалов, таких как сталь, алюминиевый сплав, древесина, железобетон и предварительно напряженный бетон. Часто предпочтение отдается стали из-за ее высокой прочности и потому, что она не распространяет огонь по своей поверхности. Проектирование длиннопролетных стальных и (железобетонных) композитных балок обычно выполняется в соответствии с BS 5950, BS EN 1993 или BS EN 1994.

[править] рама портала

Рамы порталов — это тип структурной рамы, которая в своей простейшей форме характеризуется балкой (или стропильной балкой), поддерживаемой с обоих концов колоннами, однако соединения между балкой и колоннами являются жесткими, поэтому изгиб момент в балке передается на колонны. Это означает, что балка может быть уменьшена в поперечном сечении и может охватывать большие расстояния.

Обычно стык между балкой и колоннами делается «жестким» путем добавления вута, кронштейна или углубления секции в местах стыков.Рамы порталов обычно изготавливаются из стали, железобетона или клееной древесины, иногда называемой «клееной древесиной».

См. Фрейм портала для получения дополнительной информации.

[править] Скрученная ферма

Скатные фермы представляют собой триангулированные плоские рамы, расположенные в подходящих центрах. Чтобы предотвратить расползание, стропила, образующие верхний край фермы, соединяются у их ног стяжным элементом. Крепление обеспечивается в пределах основного треугольника с помощью распорок и стяжек.Между фермами крепятся прогоны, к которым можно прикрепить кровельные покрытия.

Скатные фермы обеспечивают хороший сток дождевой воды, разумное распространение дневного света от потолочных фонарей и большой объем крыши благодаря треугольному формату.

Они часто изготавливаются из стальных профилей, соединенных вместе болтами или сваркой с фасонными пластинами, называемыми косынками. Стальные элементы фермы обычно представляют собой угловые секции, поскольку они экономичны и воспринимают как растягивающие, так и сжимающие напряжения. В качестве альтернативы можно использовать деревянные элементы, соединенные болтами и деревянными соединителями.

[править] Пила крыша

Крыши с зубьями состоят из ряда гребней, один уклон которых намного круче другого, и по профилю они похожи на зубья пилы. Они позволяют возводить скатную крышу с большим пролетом, не создавая очень высокой вершины. Более крутые поверхности часто обращены на север и застеклены, чтобы пропускать естественный свет в глубокое здание или фабрику, поэтому они также известны как «крыши северного света».

Исторически они использовались в промышленных и производственных зданиях до того, как было введено электрическое освещение, и когда стратегии дневного света были важны.Хотя они пришли в упадок с появлением искусственного освещения, архитекторы и дизайнеры начали повторно использовать их из-за их экологической эффективности и того факта, что их форма предлагает хороший потенциал для установки солнечных панелей.

[править] Стропильная балка

Стропила могут быть спроектированы для очень длинных пролетов от 15 до 45 м. Обычно они изготавливаются из дерева или стали и располагаются в подходящих центрах для несения прогонов. Обычно они имеют низкий угол наклона, чтобы обеспечить приемлемый сток дождевой воды, и могут обеспечивать разумное распространение дневного света от фонарей.Хотя они имеют то преимущество, что уменьшают объем крыши, глубина и, следовательно, объем увеличиваются с увеличением пролета.

[править] Космическая колода

Это модульная структурная кровельная система, основанная на простой пирамидальной единице, обычно изготавливаемой с использованием трубчатых диагоналей, приваренных к формующему поддону и вершинной бобышке. Конструкции с одним пролетом могут обеспечивать большие световые пролеты до 22 м, а конструкции с двумя пролетами могут обеспечивать до 33 м.

Составные части можно легко транспортировать на площадку и собирать в балки, при этом вся космическая палуба строится на уровне земли перед подъемом на верхние опоры по периметру.В качестве кровельного покрытия уместен любой легкий конструкционный настил. Потолочные светильники также могут быть установлены непосредственно на квадратные верхние палубы.

[править] Космический фрейм

По концепции аналогичен космической палубе, но имеет большую гибкость конструкции и компоновки. Космические рамы — это легкие жесткие кровельные системы, состоящие из ряда соединительных элементов, которые соединяют пояса (или распорки) и элементы распорки. Их сила проистекает из жесткости треугольника, при этом изгибающие нагрузки передаются как растягивающие и сжимающие нагрузки по длине каждого пояса.Большинство космических рам изготавливаются из труб из конструкционной стали или алюминиевого сплава.

Бакминстер Фуллер впервые применил космические каркасы в 1960-х годах для своих геодезических купольных конструкций.

[править] Структуры ткани

Архитектурные ткани, такие как стекло PTFE и полиэстер ПВХ, чрезвычайно прочны при растяжении и могут покрывать очень большие площади с минимальным использованием материала. Их можно подтолкнуть к растяжению с помощью опорных конструкций, потянуть за структурные тросы или надуть за счет давления воздуха.Как правило, они полупрозрачные и поэтому обеспечивают хорошее естественное освещение.

См. «История тканевых структур» для получения дополнительной информации.

[править] Монитор крыш

Крыша монитора — это плоская крыша с приподнятыми остекленными частями, называемыми «мониторами». Они обеспечивают хорошее равномерное распределение дневного света от мониторов, на которое не влияет ориентация здания. Они могут быть сконструированы с использованием легких длиннопролетных балок, поддерживающих рамы мониторов, или сборной железобетонной портальной рамы.

[править] Арка длиннопролетная

Длиннопролетные арки полностью самонесущие, без ферм, рам, опорных стоек или прогонов. Они также известны как ракушечные крыши. Они представляют собой структурную изогнутую оболочку, покрывающую заданную форму в плане и область, где силы в оболочке или мембране являются сжимающими, а в ограничивающих краевых балках — растягивающими.

Для получения дополнительной информации см. Хранилище стволов.

[править] Подвесные конструкции

Подвесные конструкции — это такие конструкции, в которых основные элементы, поддерживающие нагрузку, такие как провода, тросы, цепи и т. Д., Подвергаются только усилиям растяжения.В плоских (горизонтальных) конструкциях используется проволока, прикрепленная к опорам, на которых подвешиваются элементы, воспринимающие местные напряжения. Они используются в основном на мостах и ​​крышах.

[править] Вантовые конструкции

Это структурная система, заимствованная из мостостроения, где конструкция плоской крыши поддерживается сверху стальными тросами, расходящимися вниз от мачт, которые возвышаются над уровнем крыши. Тросы ведут себя как простые элементы подвески, в то время как конструкция крыши ведет себя как обычная несущая конструкция, подверженная воздействию моментов, сдвигов и других видов воздействия.Ожидается, что даже при ветровом подъеме из-за собственного веса крыши подвесные элементы останутся в напряжении.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *