Металлические фермы: Ферма (конструкция) — Википедия – их конструкция, свойства, разновидности и схема — ЖК «Шотландия»

Содержание

Металлическая ферма. Металлические конструкции :: SYL.ru

Металлическая ферма изготавливается из стальных профилей, наиболее часто используется для этого уголок. Если предстоит обустроить более тяжелую конструкцию, то профиль должен иметь тавровое или двутавровое сечение. Для гидротехнических сооружений используется круглое сечение, а также профильная труба. Стропильная металлическая ферма достаточно широко применяется в конструкциях для перекрытия зданий, наиболее часто ширина пролета превышает 24 метра.

Конструктивные особенности стропильной металлической фермы

Металлическая ферма имеет качества жесткости и прочности, которые обеспечиваются формой. Наиболее распространенным считается вариант, который имеет в составе прутья, среди них располагаются параллельно направленные элементы, которые обладают зигзагообразной формой. Благодаря подобной компоновке даже при незначительном расходе материала сопротивляемость системы повышается во много раз.

Главные конструктивные элементы

Металлическая ферма состоит из стоек, раскосов, а также решетки. Узловое соединение составляющих производится методом примыкания одного элемента к другому. Стержни решетки крепятся к поясам с помощью сварки или фасонных элементов. Помимо стропильных, могут быть и подстропильные. Их применяют в качестве опоры для несущих перекрытий и конструкций, что верно, если между колоннами оказывается большее расстояние, чем между балками.

Разновидности ферм по решеткам и поясам

Металлическая ферма может быть классифицирована по геометрии поясов и разновидности решетки. Если говорить об очертаниях пояса, то он может иметь в составе элементы, расположенные параллельно, то есть обладать достаточным количеством конструктивных преимуществ.

Детали повторяются с наибольшей периодичностью, что связано с равномерными длинами стержней для решетки и поясов, одинаковыми схемами узлов, а также наименьшим числом стыков, что позволяет унифицировать конструкции. Это дает возможность индустриализировать их производство. Их используют наиболее часто при обустройстве мягких кровель.

Металлические фермы, чертежи которых составляются до начала монтажа, могут быть одинаковыми, то есть трапециевидными. Сопряжение с колоннами позволяет устраивать достаточно жесткие узлы рамы, которые повышают качества жесткости всей постройки. В центральной части пролета на решетке данных ферм не имеется длинных стержней. Они не предполагают необходимости устройства значительных уклонов. Что касается полигональных, они подходят для массивных построек, в которых применяются большие пролеты. При этом данные конструкции позволяют сэкономить материал. Подобное очертание для легких вариантов нерационально, так как получение незначительной экономии нельзя соизмерить с такими сложностями конструкции.

Можно выделить еще и треугольные, которые применяются для круглых крыш определенного вида. Они просты в исполнении, но обладают определенными конструктивными минусами, которые выражены в сложности опорного узла. Помимо прочего, получается перерасход материалов при изготовлении длинных стержней в центральной зоне решетки. Применение треугольных систем во многих случаях обязательно, например, там, где нужно обеспечить с одной стороны равномерный и значительный приток естественного света.

Системы решетки

Если вы решили обустроить металлические фермы, чертежи которых представлены в статье, то стоит воспользоваться треугольной системой, которая выступает в качестве наиболее эффективного варианта в случае с параллельно расположенными поясами. Это верно и для трапецеидального очертания. Возможно использование данной системы в решетке с треугольным очертанием, в котором наиболее длинные элементы растянуты в наибольшей степени. Подобная решетка по сравнению с треугольной наиболее сложна в устройстве, а также предполагает значительный расход материала.

Особенности проведения расчетов

Монтаж металлических ферм производится только после грамотного расчета системы, где учитывается нагрузка по типу веса кровли, водосточных систем, фонарей, а также вентиляторов. Важно учесть и собственную массу несущей конструкции. Среди временных нагрузок можно выделить давление ветра, вес людей, снега, подвесного транспорта. Ветровая нагрузка должна быть учтена в уклоне фермы, начиная с 30 градусов. Важно учесть и периодическую нагрузку по типу ураганов и сейсмических волнений.

Работа над изготовлением и соединением элементов

Монтаж металлических ферм производится поэтапно из элементов на прихватках. Связывание поясов осуществляется с применением уголка, который используется в количестве одного или двух штук. Верхние пояса выполняются из уголков, которые обладают неравными боками, а также имеют тавровое сечение. Сопряжение осуществляется по меньшим сторонам. Для нижних поясов применяются равнобокие уголки. Стропильные фермы металлические могут обладать значительной длиной, при этом используются накладные и соединительные пластины. При нагрузках, образованных в границах панелей, применяется парные швеллер.

Раскосы устанавливаются под углом в 45 градусов, что касается стоек, то их монтаж производится под прямым углом. Для их выполнения используется равнобокий уголок, а крепление деталей осуществляется с помощью пластин.

Если система полностью сварная, то ее выполняют с применением тавр. После того как монтаж на прихватках завершён полуавтоматическим или ручным способом, можно приступать к проведению сварочных работ, затем каждый шов должен быть зачищен. Проведение окрашивания производится на завершающем этапе, следует использовать антикоррозийные составы.

Правила проведения устройства

Стропильные фермы металлические будут устанавливаться в зависимости от уклона кровли. Необходимо перед началом работ понимать зависимость этого показателя от устройства системы. Таким образом, угол будет равен пределу от 6 до 15 градусов, если ферма обладает трапециевидной формой.

Для обустройства чердака голые стены должны обладать соответствующей высотой, в некоторых случаях для этого крыша снабжается переломами у опор. Габариты панели верхнего и нижнего пояса должны быть эквивалентны. Для облегчения процесса применяется решетка. Если угол наклона должен получиться равным 15-22 градусам, то высота конструкции должна быть равна 1/7 длины, узлы металлических ферм в нижнем поясе должны быть ломаными, это гарантирует снижение массы по сравнению с обычной треугольной на 30 процентов. При всем этом, один пролет не должен оказаться больше 20 метров в длину. Если необходим уклон в пределах 22-30 градусов, то система должна обладать треугольной формой, металлические конструкции фермы будут обладать высотой, которая равна 1/3 длины.

По той причине, что вес получится сравнительно небольшим, в качестве опоры можно использовать наружные стены, возведенные на незначительную высоту. Если длина пролета равна 14-20 метрам, в каждой ее половине следует сделать четное число панелей, длина которых равна 1,5-2,5 метра. В качестве наиболее подходящих для такой длины считается количество панелей, ограниченное восемью.

Если длина пролета превышает 35 метров, то следует применять фермы, которые предполагают использование двух треугольных элементов, соединенных между собой стяжками. В данном случае длинные раскосы центральных панелей допустимо устранить, уменьшив массу. Ферма треугольная металлическая в этом случае будет иметь верхний пояс, разделенный на 16 панелей, длина каждой из которых равна 2-2,75 метра.

Стальные профильные трубы

После того как вы поняли, как производится расчет металлической фермы, можно подумать о ее составляющих. Таким образом, конструкция, изготовленная из профильных труб, обладает менее внушительным весом по сравнению со швеллером или уголком. Такие детали легко собираются с использованием сварки. Профильные трубы можно покрывать легкими материалами по типу ондулина, прозрачного шифера, а также битумных гонтов. Стальные трубы выполняются из стали и алюминия. Такие материалы обладают своими преимуществами, их удобно складировать, перевозить, а также загружать. Материал будет способен претерпевать значительные тепловые и механические нагрузки, он легко поддается обработке.

В основе металлических ферм используются оцинкованные профильные трубы по той причине, что они не подвергаются коррозии, имеют отличные эксплуатационные качества, а также смотрятся привлекательно. Все данные факторы обязательно принимаются в расчет при выборе материала для обустройства стальных ферм. Помимо прочего, монтировать такие системы достаточно просто, с чем способен справиться любой мастер.

В заключение

Используются для этого и толстостенные профильные трубы, которые обладают более внушительной несущей способностью. Такие конструкции применяются еще и при строительстве заборов, детских площадок, а также перегородок.

Теперь вы знаете, как проводить монтаж металлических ферм разных форм.

Стропильные фермы металлические: расчет конструкции, изготовление

1.263-2-4.3КМ-1.1-1.4 Техническое описание

1.263-2-4.1КМ-2 Схемы ферм с маркировкой узлов. Разбивка ферм на отправочные марки

1.263-2-4.1КМ-3 Схема расположения ферм пролетом 18 м, прогонов и связей

1.263-2-4.1КМ-4 Схема расположения ферм пролетом 21 м, прогонов и связей

1.263-2-4.1КМ-5 Схемы расположения ферм пролетом 24 м, прогонов и связей

1.263-2-4.1КМ-6 Схемы расположения ферм пролетом 27 м, прогонов и связей

1.263-2-4.1КМ-7 Схемы расположения ферм пролетом 30 м, прогонов и связей

1.263-2-4.1КМ-8 Схемы расположения ферм пролетом 36 м, прогонов и связей

1.263-2-4.1КМ-9 Схема ферм с маркировкой элементов

1.263-2-4.1КМ-10 Сортамент ферм пролетом L=18 м; Н=1,2 м

1.263-2-4.1КМ-11 Сортамент ферм пролетом L=18 м; Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-12 Сортамент ферм пролетом L=21 м; Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-13 Сортамент ферм пролетом L=24 м; Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-14 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-15 Сортамент ферм пролетом L=27 м; Н=2,1 м

1.263-2-4.1КМ-16 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-17 Сортамент ферм пролетом L=30 м; Н=2,1 м

1.263-2-4.1КМ-18 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,1 м

1.263-2-4.1КМ-19 Сортамент ферм пролетом L=36 м; Н=2,4 м

1.263-2-4.1КМ-20 Схемы вертикальных связей В-1…В-4

1.263-2-4.1КМ-21 Узел 1

1.263-2-4.1КМ-22 Узел 2,3

1.263-2-4.1КМ-23 Узел 4

1.263-2-4.1КМ-24 Узел 5

1.263-2-4.1КМ-25 Узел 6

1.263-2-4.1КМ-26 Узел 7

1.263-2-4.1КМ-27 Узел 8

1.263-2-4.1КМ-28 Узел 9

1.263-2-4.1КМ-29 Узел 10

1.263-2-4.1КМ-30 Узел 11

1.263-2-4.1КМ-31 Узел 12-15

1.263-2-4.1КМ-32 Указание по расчету сварных швов узлов ферм

1.263-2-4.1КМ-33 Разметка отверстий по верхним поясам ферм L=18-24 м для крепления связей

1.263-2-4.1КМ-34 Разметка отверстий по верхним поясам ферм L=27-36 м для крепления связей

1.263-2-4.1КМ-35 Таблицы для выбора марок прогонов и профиля размеров настила

1.263-2-4.1КМ-36 Спецификация стали ферм пролетом L=18 м;Н=1,2 м;Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-37 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;L=24 м;Н=1,8 м

1.263-2-4.1КМ-38 Спецификация стали ферм пролетом L=27 м;Н=1,8 м;Н=2,7 м

1.263-2-4.1КМ-39 Спецификация стали ферм пролетом L=30 м;Н=1,8 м;Н=2,1 м

1.263-2-4.1КМ-40 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,1 м

1.263-2-4.1КМ-41 Спецификация стали ферм пролетом L=36 м;Н=2,4 м

Металлические фермы — расчет, изготовление, монтаж металлических ферм по выгодным ценам в Москве

Металлические фермы — строительные, стропильные, подстропильные

Ферма – это конструкция из соединенных в узлы стальных стержней, обеспечивающих жесткость и устойчивость фермы. Ее составляющими элементами являются пояс, формирующий контур фермы, и решетка, конструкцию которой составляют стойки и раскосы на сварке.

Металлическая ферма обладает надежностью и легким весом, поэтому удобна при транспортировке на объект. Изготовление фермы оптимально по расходам материалов, а сама конструкция выдерживает большие нагрузки, поэтому используется как опора и перекрытие. Преимущества металлической фермы очевидны. В строительстве промышленных и общественных зданий многие компании используют металлические конструкции, они экономически выгоднее, легче и более просты в производстве по сравнению с классическими железобетонными покрытиями. Из металлических конструкций можно более гибко формировать сложные конфигурации для кровли, они меньше весят, и поэтому монтировать такой элемент на высоте становится проще.

В «МК Монтеко» производственный цех оснащен современным высокоточным оборудованием, за счет чего есть возможность проектировать и быстро изготавливать металлоконструкции для уникальных архитектурных решений. Все выпускаемые нашей компанией металлические конструкции ферм для производственных сооружений и общественных зданий прошли все тесты на безопасность, а их крепеж и прочие элементы разработаны с соблюдением всех требований ГОСТ.

Конструкция фермы

Ферма – металлическая конструкция из стержней, соединенных между собой в узлах, и образующих геометрическую систему. Для конструкционных параметров фермы характерны определенные величины:

длина пролета – расстояние между двумя ближайшими опорными точками
панель нижнего пояса – расстояние между двумя смежными узлами на нижней продольной балке
панель верхнего пояса – расстояние между ближайшими двумя узлами на верхней продольной балке
высота – габаритный размер фермы с параллельными поясами по вертикали.

нижний пояс – продольная горизонтальная балка с соединительными узлами в нижней части фермы
верхний пояс – продольная, наклонная или радиусная балка с соединительными узлами в верхней части фермы
стойки – вертикальные поперечные связи с узлами нижнего и верхнего поясов, распределяющими по ферме нагрузку на сжатие
раскосы – диагональные поперечные связи с узлами верхнего и нижнего поясов, принимающими нагрузку на сжатие и растяжение.
узлы – точки соединения вертикальных стоек и диагональных раскосов с горизонтальными балками нижнего и верхнего пояса (шарнирное сочленение). Узловое соединение сварное – соединение с непосредственным примыканием всех элементов друг к другу
узловое соединение болтовое или клепаное – соединение, в котором все пояса и решетки поперечных связей соединяются фасонкой из листового металла.

Применение металлических ферм

Применение металлических ферм разнообразно из-за возможности создавать конструкции под назначение объекта, и в числе основных производятся:

Стандартные фермы для зальных помещений общественных зданий

Стандартные стропильные фермы для зальных помещений общественных зданий представлены в типовой серии (1.263.2-4 вып.4) конструкциями из гнутосварных профилей прямоугольного сечения или парных уголков (ширина пролета 30, 27, 24, 21, 18, 15 метров, наклон кровли – 3%). Готовый проект и отлаженное производство типовых серий удешевляют строительство. Пролеты до 18 метров шириной предусматривают монтаж кровли на железобетонные плиты, более широкие пролеты рассчитаны на легкую кровлю по способу «профлист плюс мягкая кровля».

Нестандартные фермы для промышленных и общественных зданий

Если по условиям заказчика необходимо перекрыть нестандартный пролет, или требуется сложная поверхность с перепадом высот не только в направлении продольной оси дома, то компания выполнит проектирование необходимых элементов и изготовит металлические фермы по разработанным чертежам. В общей практике фермы металлические могут быть с непараллельными поясами и различным уклоном. Расчет нагрузок специалисты «МК Монтеко» проводят по информации, имеющейся в ТЗ и справочных материалах, в соответствии с требованиями (СНИП II-23-81, СНИП 2.01.07-85).

Тип и номер проката в таких ситуациях подбирается, исходя из условий, полученных от заказчика, но в любом случае изделие будет соответствовать общему для строительных металлоконструкций ГОСТ 23118-2012.

В нестандартных ситуациях, связанных с индивидуальным проектированием, возможны оригинальные решения с применением материалов, не относящихся к строительным сталям. Концепция зданий в современных архитектурных стилях (например, «hi-tech») может предложить перекрытия каких-то объемов сложными конструкциями из нержавеющей стали или алюминия. Компания «МК Монтеко» готова рассчитать и изготовить металлические фермы для таких проектов, и наше производство располагает всеми необходимыми технологиями для сварки, резки алюминия и нержавеющих сталей.

Подстропильные фермы всех типов

Подстропильные фермы устанавливаются при неодинаковом шаге колонн внутри и по периметру здания. Компания «МК Монтеко» предлагает изготовление стандартных подстропильных ферм типовых серий, а также проектирование и изготовление любых нестандартных изделий. Готовая продукция отвечает требованиям, предъявляемым к строительным стальным металлоконструкциям, и требованиям регламентов по безопасности.

Фермы с повышенным запасом прочности

Металлические фермы с высоким запасом прочности и небольшим весом применяются как:

перекрытие объектов промышленного назначения
покрытие для жилых сооружений
пролетные конструкции при строительстве мостов
конструкции для наружной рекламы
конструкции для кровли павильонов, спортивных и торговых комплексов, центров и объектов самого различного назначения.

Виды ферм

Металлические фермы различают по очертанию поясов, виду решетки и типу сечения стержней ферм.

1 / 7

Сегментное

2 / 7

Полигональное

3 / 7

Трапецеидальное

4 / 7

С параллельными поясами

5 / 7

Треугольное

6 / 7

Треугольное — 2

7 / 7

Треугольное 3

фермы треугольного очертания с применением в консольных и балочных системах при сосредоточенной нагрузке в середине пролета, на кровлях с большим уклоном (двускатные) и с высокой нагрузкой (односкатные)
фермы с параллельными поясами с применением в покрытии кровли – экономичный вариант с использованием стоек и раскосов одинаковых размеров
сегментные фермы с криволинейным очертанием пояса эффективны при сооружении кровли со светопрозрачным покрытием
фермы полигонального очертания с применением в конструировании больших пролетов и мостовых конструкций выдерживают большие нагрузки от тяжелого настила и осадков
фермы трапецеидального очертания с применением для прочности каркаса здания.

Типы решеток ферм определяются от схемы приложения нагрузок, очертания поясов и конструктивных требований проекта. Тип решетки определяет будущий вес фермы, ее внешний вид и трудозатраты.

1 / 7

Треугольная

2 / 7

Раскосная

3 / 7

Шпренгельная

4 / 7

Крестовая

5 / 7

Перекрестная

6 / 7

Ромбическая

7 / 7

Полураскосная

треугольная система решетки применяется в фермах с параллельными поясами или трапецеидального очертания
раскосная система решетки применима при небольшой высоте ферм, а по стойкам передаются большие усилия
шпренгельная решетка применима при сосредоточении нагрузок к верхнему поясу и для уменьшения длины расчетного пояса
крестовая решетка применима при нагрузке на ферму в обоих направлениях
перекрестная решетка применима в фермах с поясами, выполненными из тавров
ромбическая решетка обладает большой жесткостью и применима в конструкциях на большие поперечные силы
полураскосная решетка обладает жесткостью и применима в конструкциях на большие поперечные силы (мосты, мачты, башни, вышки связи, высокие фермы).

Материалы для изготовления ферм

Двутавр

Швеллер

Профильная труба

Металлический уголок

Металлические фермы изготавливаются из прочных стальных материалов с применением дополнительных защитных покрытий.

Стропильные и подстропильные фермы

Стальные стропильные/подстропильные металлические фермы, производство которых налажено в «МК Монтеко», изготавливаются из стального профиля. Конструкция является несущей для кровли зданий производственного, торгового и жилого назначения, для ангаров и складских комплексов. Стропильная ферма – это сложное сочетание несущих балок и опорных элементов. В компании «МК Монтеко» освоено качественное изготовление стропильных и подстропильных ферм, выдерживающих высокие нагрузки внешней среды, веса, температуры и влажности. Стропильные металлические фермы из прямоугольного профиля помогают сделать кровлю более прочной. Их также используют для перекрытия в высоких и больших по площади постройках.

Оформить заказ

Компания «МК Монтеко» имеет большой опыт в производстве металлических ферм. Эти конструкции обеспечивают прочность и долговечность любого жилого или промышленного строения. Металлические стропильные фермы используют при возведении кровель промышленных и коммерческих зданий. «МК Монтеко» занимается производством металлических стропильных и подстропильных ферм 36, 30, 24 и 18 метров.

Стальные стропильные и подстропильные конструкции характеризует простота изготовления и высокая прочность. Металлические стропильные фермы из прямоугольного профиля производят из стальной трубы (гнутой или горячекатаной). Ее диаметр от 1,5 до 5 мм, а профиль имеет сечение в виде прямоугольника или квадрата. Данную ферму можно собирать прямо на месте строительного объекта с помощью обычной сварки. Мы проведем расчеты, изготовим и соберем вам металлические стропильные/подстропильные фермы любой сложности.

Изготовление и производство металлических ферм

Металлические фермы типовых серий для производственных сооружений:
типовая серия 1.460.2 -10/88.1,
типовая серия 1.460.3-23.98 «Молодечно».

Нестандартные металлические фермы для покрытия общественных зданий со сложной пространственной конфигурацией ГОСТ 23119-78 и ГОСТ 27579-88.

Металлические фермы типовых серий для покрытий общественных зданий.
Серия 1.263.2-4 вып.4 и другие серии.

Металлические фермы по индивидуальным проектам для покрытий производственных зданий. ГОСТ 23119-78 и ГОСТ 27579-88.

Подстропильные металлические фермы всех видов.

Монтаж всех видов металлических ферм.

В предлагаемых нами типовых сериях сосредоточен весь опыт изготовления и разработки ферм металлоконструкций, а также стальных конструкций для покрытия промышленных зданий. В них мы используем проверенные годами решения по ширине пролетов, возможность установки на конструкцию мостового крана или фонарей серии 1.464-11/82 и 1.464-13/82. Подобного рода конструкции обладают небольшой гибкостью, за счет чего становится возможным монтаж зданий на их основе в сейсмически активных районах.

В компании «МК Монтеко» освоено изготовление и строительство металлических ферм из уголка, из парных уголков (серия 1.460.2-10/88.1). Продукция соответствует требованиям ГОСТ 23119-78 и может использоваться в зданиях с шириной пролетов 12, 18, 24 и 36 метров. На ее основе могут создаваться кровельные конструкции одно- и многопролетных зданий, с перепадами высот и без них, уклоном кровли в 3,5%. С продукцией этого типа могут создаваться рулонные и мастичные кровли «по железобетонной плите», или рулонные, мембранные кровли разнообразных типов «на профлисте». Конструкция кровли на основе этой серии допускает применение мостовых кранов, и на кровле возможна установка вентиляционного оборудования.

Другим вариантом для промышленного здания могут стать широко распространенные металлические фермы серии 1.460.3-23.98 («Молодечно»). По основным характеристикам они идентичны серии 1.464-11/82 (Выпуск 2), но изготавливаются по ГОСТ 27579-88 из гнутых профилей прямоугольного сечения с шарнирной опорой на колонны. Ширина пролетов – 18, 24 и 30 метров, а пролеты шириной 30 метров предназначены для монтажа мягкой кровли на стальной профилированный лист.

К каждому клиенту мы разрабатываем индивидуальный подход и гарантируем сделать выгодное предложение по монтажу, усилению и установке металлических ферм покрытий любого вида. Доставкой всех элементов и монтажом конструкции занимаются наши квалифицированные специалисты, после согласования с вами всех моментом они быстро выполнят все необходимые работы.

Расчет металлических ферм

Расчет ферм основан на тщательном проектировании, включающем несколько основных этапов:

определение размера пролета строения, формы крыши, наклона скатов с учетом выбора кровельного материала, влияния нагрузок, атмосферных и погодных условий
выбор конструктивного типа фермы
расчет материалов для изготовления фермы
вариант изготовления фермы (на заводе или в месте объекта).

Проведение расчетных работ необходимо доверить специалисту, потому что правильная конструкция металлической фермы определяет функциональность и безопасность объекта.

Цены на металлические фермы

Стоимость металлической фермы, цены на изготовление конструкции складываются из множества факторов, поэтому точный расчет металлической фермы выполняется на основании проектной документации.

Указанные в таблице стоимость и цены могут отличаться, поэтому точную информацию уточняйте у наших менеджеров.

Некоторые выполненные нами проекты в этой области

Фермы металлические изготовление монтаж

Металлическая ферма — это опорная кровельная конструкция представляющая собой висячую конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего поясов, раскосов и стоек, входящая в общую стропильную систему крыши дома. Сегодня она может быть изготовлена из различного материала, но все большую популярность начинают приобретать конструкции, изготовленные из металла.

Изготовление

Стропильная ферма может быть изготовлена из различного материала, но все большую популярность начинают приобретать конструкции из металла. Конструкция металлической кровли выполняется по современной технологии, которая сегодня считается оптимальной для самых различных строений. Каркасные дома из металлических облегченных конструкций устойчивы к различным внешним условиям, они отличаются прочностью и надежностью.

Применяемые сегодня фермы из металла могут быть самыми различными, что сильно отличает их от прочих. Они отличаются по форме поясов, пролетов, размерами, схемами изготовления. Так, статические фермы могут быть рамными, балочными, вантовыми, арочными. Балочные в этом случае отличаются более экономным расходом материалов, меньшим весом, чем остальные, они могут применяться для изготовления конструкций, нуждающихся в устойчивости к большим, постоянным нагрузкам.

Главные конструктивные элементы металлических ферменных конструкций.

Фермы с устройством параллельного пояса отличаются такими преимуществами:

легкость монтажа из-за большого количества одинаковых деталей,
длина стержней, используемых при устройстве решетки и пояса одинакова,
наличие минимального количества стыков,
полная унификация конструкции,
использование при наличии мягкой кровли.

Односкатные фермы из профильной трубы имеют такие преимущества:

устройство жестких узлов,
отсутствие длинных стержней в середине фермы,
сложность, но в то же время экономичность конструкции.

Фермы поригонального типа отличаются особенностями:

используют для устройства строений, которые имеют большой вес,
обеспечивают экономичность использования профиля,
устройство поригональной фермы достаточно сложное и трудоемкое.

Фермы треугольной формы отличаются простотой изготовления и используются для крыш с крутым уклоном:

сложность в устройстве опорных узлов
большой расход профиля.

В зависимости от обустройства решетки в фермах разделяют на решетки треугольной формы, чаще всего используют в фермах с параллельными полюсами, иногда в фермах трапециевидной или треугольной форм, решетки раскосного типа отличаются трудоемкостью исполнения и большим расходом материала, индивидуальные решетки изготавливают исходя из размеров и особенностей фермы.

Использование металла для изготовления стропильных систем; это не такая и новинка. Известны такие конструкции еще с конца 19-ого века, хотя и применялись они крайне редко, в основном для строительства дворцов и храмов. Сегодня металл обрел вторую жизнь, из него делают надежные и очень прочные строения, жилые дома, промышленные объекты.

Расчет таких конструкций ферм должен осуществляться только специалистами и для этого существуют специальные программы. Крепления металлических ферм могут быть различными, так же как материал изготовления: это сварные стальные конструкции, облегченные оцинкованные, которые крепятся при помощи саморезов и болтов. Вид самих ферм и размеры во многом зависят от того, какой уклон кровли будет сделан, какие нагрузки предполагаются.

Изготовление металлоконструкций ферм своими руками и расчет металлической крыши

Для скатных крыш с большими площадями нужны металлические стропильные системы. К строениям такого типа относятся производственные цеха, павильоны, навесы для автостоянок и другие постройки промышленного и хозяйственного назначения. Такие стропила имеют форму треугольника или полукруга и выглядят как односкатные или двускатные сооружения с малым уклоном.

Для изготовления металлоконструкций ферм и их сборки нужны предварительные расчеты и соблюдение ряда условий.

Металлические фермы для цеха

Важно понимать, что удельная плотность металла больше, чем у дерева, но древесина окажется тяжелее за счет увеличения сечения профиля. Сечение профиля в основном зависит от нагрузки, а это мощность ветра и количество снега в данной местности, умноженное на площадь.

Общие понятия о стропильной ферме из металла ↑

Сборка из ферросплава

Прежде всего, следует разобраться с определением. Металлической стропильной фермой называется конструкция, состоящая из стропильных ног, распорок, ригелей, подкосов и стоек. Все эти элементы соединены (сварены) между собой и находятся в одной общей плоскости.

Устройство металлической фермы

Но если быть более точным, то такое понятие подразумевает висячую конструкцию из вышеперечисленных элементов с упором на стойки. Варианты могут отличаться между собой по количеству перемычек, наклону стропильных ног и общей длиной сборки.

Выбор ферм в первую очередь зависит от величины площади, кровельного материала и атмосферных механических нагрузок (снег, ветер).

В зависимости от очертаний, фермы подразделяют на четыре вида:

односкатная;
с параллельным поясом
полигональной конструкции;
треугольная.

Основные формы металлических конструкций

Элементы для стропильных систем чаще всего изготавливают из парного профиля (двух полуферм), где узловые соединения укрепляются косынками (распорками). Верхний пояс фермы изготавливают из двух неравносторонних уголков, которые после монтажа выглядят, как тавр. Между собой они скрепляются сваркой либо болтовым соединением.

При увеличенной нагрузке на стропильную систему в пределах панелей применяют парные швеллеры или двутавры. Стойки, раскосы и остальные перемычки делают в виде крестообразной тавровой конструкции. Но в том случае, когда все узлы на ферме соединяются при помощи сварки, лучше использовать тавр, так как это цельный (более мощный) профиль.

Трубные профили разного сечения

В частном строительстве обычно применяется профилированная труба – полые материалы значительно легче тавра, двутавра и швеллера.

Еще одним плюсом такой металлической конструкции является ее мобильность, то есть, ферму очень легко собрать на строительной площадке. Кроме того, из труб (круглых или профилированных) можно изготовить любую конструкцию.

Трубные профили, которые используются для таких ферм, могут быть либо гнутыми (шовными), либо горячекатаными. Толщина стенки у более прочных горячекатаных труб составляет от 1,5 до 5 мм, они изготавливаются с прямоугольным или квадратным сечением. Мощность трубы на изгиб не меньше, чем у тавра, но масса последнего больше.

Вне зависимости от того, какая возводится крыша (односкатная, двускатная или гнутая), фермы различают по углу их уклона. В общем понимании такие конструкции делятся на три категории: с уклоном 22-30ᵒ, 15-22ᵒ и 6-15ᵒ.

Требования к фермам с уклоном ската 22-30ᵒ ↑

Треугольные фермы

Односкатный навес из ферм

В тех случаях, когда проектом здания предусмотрен наклон ската 22-30ᵒ, обычно в качестве кровельного материала используется шифер, этернит (композитный шифер) или железо (фальцевое покрытие из жести). Высоту треугольной фермы по коньковой балке следует приравнивать к 1/5 длины пролета (при длине ноги 10 м высота конька составит 10/5=2 м или 200 см минимум).

Такая конструкция получится наиболее легкой и с нее быстрее стекут атмосферные осадки.

Для больших пролетов от 14 до 20 м предпочтительно выбирать конструкцию с нисходящими раскосами – она лучше всего переносит нагрузки от снега и ветра, следовательно, имеет меньший вес. Панель в верхнем поясе здесь составляет порядка 1,75-2,5 м длины и в каждой паре их количество должно быть четным. Это означает, что число пролетов при заданных размерах равно 8 (14/1,75=8; 20/2,5=8).

Кровля с углом наклона в 30 градусов

У зданий промышленного типа (производственных цехов, павильонов и так далее) длина пролета достигает 25-30 м, и в таком случае желательно применять фермы Полонсо. Это тоже парные конструкции, которые соединяются затяжкой. Здесь есть возможность избежать установки длинных раскосов в центральных панелях, это значительно сокращает общую массу конструкции, и как следствие – количество требуемого материала.

Верхний пояс в таком случае разбивают на 12 или 16 отсеков по 2-1,85 м (25/12=2,08 м; 30/16=1,85 м).
Нижний пояс приподнимают для увеличения угла. Нагрузка в поясах уменьшается, а опорные узлы получаются наиболее простыми. Подвесные потолки для таких конструкций не используют.

Конструкция фермы с уклоном ската 6-22ᵒ ↑

Конструкции с прямым и ломаным нижним поясом

Если стропильная металлическая ферма имеет уклон по скату 15-22ᵒ, то ее высота по коньковой балке должна равняться 1/7 длины пролета. Для увеличения высоты на 0,16-0,23 частей от длины пролета нижний пояс делают ломаного типа. Такой метод снижает массу фермы с обычной треугольной конструкцией до 30%, но длина пролета здесь допускается не более 20 м. В тех случаях, когда пролет увеличивается более 20 м, применяют конструкцию Полонсо.
Если крыша почти плоская и имеет уклон не более 6-15ᵒ, лучше всего использовать фермы в виде трапеции. Самый оптимальный вариант, это когда конек оказывается на высоте 1/7 или 1/9 суммы от общей длины пролета. Например, при длине ноги 10 м высота конька делается 10/7=1,42 м или 10/9=1,11 м.
Если подвеска потолка не предусмотрена к стропильной системе, раскосы устанавливают в виде треугольной решетки. Количество секций или панелей рассчитывается по такому же принципу, как и для обычных треугольных конструкций.

Важно, чтобы чердачные стены и опоры ферм имели достаточную высоту. В противном случае крыша проектируется с переломом у опор – это позволяет создать нужное пространство.

Для подвесных панелей их размеры должны соответствовать длине нижних и верхних элементов. То есть, их длина кратна 2 по длине стропил, но не более 1,5-2 м. Следует отметить – для потолков сложной формы более всего подходят фермы Полонсо.

Сборка парной металлической фермы (красным обозначена линия сварочного шва)

Самостоятельно рассчитать металлическую крышу, изготовить и установить фермы из металла очень сложно. Делать это целесообразно только для небольших навесов.

Особенности монтажа металлических стропил ↑

В тех случаях, когда длина ферм превышает 10-12 м, проводят расчет металлической крыши как спаренную систему. То есть, стропильные ноги вместе с перемычками должны складываться из двух частей, так как их сложно транспортировать целиком – это неудобно, да и накладно в экономическом отношении.

Гораздо проще разделить ферму по стропильным ногам на два фрагмента и позднее соединить их затяжками и сваркой, чем монтировать на строительной площадке такую конструкцию. Но здесь очень важно учитывать, чтобы составные части не делились на левую и правую – они должны быть одинаковыми. В противном случае, это грозит путаницей на месте сборки.

Соединения двух частей осуществляются при помощи накладок, которые закрепляются болтами и сварки по швам на стыках.

Каждый вариант отличается друг от друга, но чем больше болтовых соединений, тем прочнее будут узлы – затяжки помогут зафиксировать сварочные швы металлоконструкции фермы.

Советы по расчету ферм в домашних условиях ↑

Зависимость длины стропил от уклона ската

Для правильного расчета металлической крыши в домашних условиях необходимо опираться на СНиП П-23-81 и СНиП 2.01.07-85:

В первую очередь выберите подходящую схему стропильной системы, исходя из уклонов ската, вида кровельного материала и назначения сооружения.
Если типовые требования не предусматривают определенных контуров, то проектируйте конструкцию по принципу экономии материалов.
Высоту верхнего угла определите по прочности покрытия (наиболее тупым верхний угол делают для металлочерепицы, профнастила или фальцевой крыши).
Размеры панелей (секций) рассчитывайте в соответствии с уклоном, как это предложено в трех подзаголовках с разными углами ферм в этой публикации.
Чтобы избежать долгих и сложных расчетов, возьмите за основу любой типовой проект, который подходит к размерам здания.

Фермы из профильной трубы в устройстве крыши

Изготовление и монтаж ферм своими руками ↑

Чаще всего для изготовления металлических ферм своими руками выбирают профильные трубы, которые сваривают между собой.

Для навесов шириной до 4 м подойдет труба с сечением 40×20×2 мм.
Для крыши шириной до 5,5 нужны трубы 40×40×2 мм.
При ширине постройки более 5,5 м рекомендуются профили 40×40×3 мм, 60×30×2 мм.

Работу начинают внизу, а затем поднимают заготовки и приваривают их к стойкам. Для подъема и удерживания в нужном положении тяжелых конструкций потребуется техника.

Сборка крыши навеса своими руками

Порядок действий такой:

Уложить на земле продольные трубы и приварить их к опорным стойкам.
Соединить верхний и нижний пояс раскосами и перемычками.
Поднять металлоконструкцию и приварить к продольны трубам вертикальных стоек
После установки всех ферм соединить их продольными перемычками по скату. Расстояние должно составлять полметра. Эти перемычки в дальнейшем послужат опорой для монтажа кровельных листов. Все неровности важно тщательно зачистить, иначе кровельное покрытие не ляжет ровно и без зазоров.
Очистить поверхность конструкции, отшлифовать металл, обезжирить специальными составами, нанести слой грунтовки и окрасить.

Видео: Арочная крыша из труб ↑

В заключение следует обратить внимание на аккуратность – малейшая оплошность при расчетах металлической крыши приведет к перекосу, а значит, к ошибке во всей кровельной конструкции. Если не надеетесь на свои математические способности – обратитесь за помощью к специалистам.

Ферма металлическая, минусы и преимущества

Содержание статьи:

Стропила, выполненные из металла (ферма металлическая) намного прочней и надежнее, чем деревянные, потому что выносят очень большие нагрузки. Здесь вы получите информацию о достоинствах и недостатках металлических стропил, о том, как выбрать для них материал, а также узнаете о монтаже таких конструкций.

Предпочтение металлической системе стропил отдают потому, что она повышает жесткость кровли. Именно металлическая ферма используется в том случае, когда требуется монтаж бруса длиной свыше 10 м, тогда меняют не только стропильную систему, но мауэрлатный брус, прогоны и опору конька: укладывается стальной швеллер, а монтаж металлических ферм производят с помощью приварки уголков.

Зачастую практикуется применение комбинированных систем – металлические фермы комбинируют с деревянными конструкциями, но они имеют свои минусы. Очень важно не допустить взаимодействия металлических и деревянных деталей, так как при перепадах температур металл покрывается конденсатом, древесина, соприкасаясь с ним, начинает гнить. В таких случаях необходимо сделать изоляцию из рубероида и обработать деревянные поверхности конструкции влагоотталкивающими средствами.

Утепление кровли

Отдельно рассмотрим вопрос об утеплении помещения под кровлей. Если вы остановились на металлической стропильной системе, то утеплитель укладывается над- или под стропилами, а не между, как в случае со стропильными конструкциями из дерева. А для того, чтобы на материале не образовывался конденсат, между конструкцией и утеплителем оставляют просвет.

Если утеплитель кладется под металлической фермой, то изоляционный материал, внутренняя обшивка, непосредственно само покрытие кровли и вентиляционный просвет располагаются над утеплителем. Благодаря такой укладке слоев сохраняется тепло в помещении чердака и предотвращается образование прослоек из холодного воздуха.

Преимущества фермы металлической

Другое дело фермы кровельные – если вы устанавливаете только металлическую конструкцию, без деревянных элементов, опасаться гниения не стоит. Этот вариант крыши долговечен, при его монтаже можно применять стропила длиной от 7 до 30 метров.

Металлические фермы можно купить, а можно изготовить самостоятельно, с помощью парных уголков и классических профилей. Узлы металлических ферм соединены наклонно, образуя треугольник. С помощью таких конструкций можно перекрывать помещения большой площади с высокими потолками, поэтому их активно используют при строительстве промышленных сооружений и ангаров.

Стропильные системы из металла используются при строительстве жилых сооружений с металлическим каркасом крыши – в этом случае они делаются под заказ и доставляются непосредственно к объекту строительства. Монтаж таких конструкций производится вместе с основой.

Минусы стропильных ферм из металла

Говоря о достоинствах стропильной конструкции из металла нужно упомянуть и их недостатки.

В первую очередь – это сложность доставки и монтажа конструкций ферм металлических:

фермы стропильные из металла обладают большой массой, соответственно, для того чтобы их поднять на необходимую высоту, а затем установить, требуется специальная техника;
металлические фермы плохо сопротивляются повышенным температурам, поэтому в случае пожара, кровля провиснет, а затем обрушится уже в течение 15-30 минут;
возведение стропильной металлической конструкции обходится далеко недешево.

Как подобрать материал для фермы металлической

При изготовлении элементов составляющих конструкцию фермы стропильной, как правило, применяют парный профиль, совмещение узлов делают с помощью косынки. Все элементы соединяются путем клепки или сварки. До того, как приступить к изготовлению стропильной металлической системы, нужно сделать строгие расчеты сечения деталей, количество швов сварки, нужное количество заклепок и прочее.

Процесс изготовления металлических ферм

Изготовление металлических ферм выполняется в несколько этапов:

стыковка уголков с поперечным сечением, которые используются для изготовления верхнего пояса фермы, выполняется по их меньшей стороне;
при изготовлении нижнего пояса используются равнобокие уголки;
парные швеллеры применяются в случае переноса нагрузки фермы на панель;
уголки с равными сторонами с тавровым или крестообразным сечением используют при изготовлении стоек и раскосов;
полностью сварные металлические стропильные конструкции изготавливают, применяя тавровое сечение.

Изготовление стальных кровельных системы устройство фермы крыши

При изготовлении такой системы, как металлические фермы – гост и его соблюдение -обязательное требование. Стропильные фермы для стальных конструкций кровли имеют длинные пролеты. Изготавливаются металлические фермы пролетом 12 м, некоторые- до 30 м.

Ферма для односкатной крыши сделана из профиля с периодическим сечением или трубы квадратного и прямоугольного сечения, такой же профиль используют и для фермы из двух скатов, с углом ската меньше 20 градусов.Опорой им служат подушки или колонны из железобетона.

Прогонная балка, на уголки которой крепится обрешетка, монтируется путем сварки к стропилам из металла. Для повышения жесткости конструкции по поясу нижних ферм проходят связи из уголка.

Наиболее распространено применение металлических стропильных систем в строительстве общественных и промышленных объектов:

складов;
ангаров;
производств;
офисных многоэтажек.

При возведении индивидуальных построек используется легкий модульный каркас. Процесс производства стальных систем несложный, изготовить конструкцию можно на любом заводе.

Преимущества стальных модулей:

прочность и надежность;
перекрытие больших пролетов;
жесткость.

Минусы стальных ферм:

большая масса – до 30 килограммов на один квадратный метр, что требует использования спецтехники в процессе монтажа;
слабые огнеупорные качества, деформируется примерно через 20 минут при пожаре;
при отсутствии специальной обработки покрывается коррозией.

Монтаж фермы металлической

Треугольная ферма высотой в 20% длины пролета будет идеальным вариантом, это наглядно видно на фото. Благодаря ее невысокой массе рядом с опорами системы можно возводить стены до уровня чердака. Если пролет больше 14 метров, лучше остановить свой выбор на ферме с пологими раскосами, так как она будет иметь небольшой вес. Длину панели верхнего пояса нужно выбрать от 1.5 до 2.5 метров. При размерах пролета, приведенного в примере, нужно использовать 8 панелей.

При строительстве объекта промышленного назначения фермы стропильные металлические возводятся на подстропильных системах, которые соединяют опорные балки и являются основой при монтаже стропильных ферм.

В зданиях такого плана длина пролетов не бывает меньше 25 – 35 метров, поэтому целесообразней всего использовать определенные металлические конструкции (см. фото). Эти конструкции смонтированы путем соединения двух треугольных каркасов, которые соединяются с помощью затяжки. Такой монтаж дает возможность убрать длинные распорки, потому что их сечение приходится увеличивать для повышения сопротивления изгибу в длину, а это добавит вес всей системе фермы металлической.

Как изготовить ферму с помощью домкрата, подробно на видео:

Верхний пояс нужно разделить на панели, их должно быть 12 либо 16, длина каждой панели должна составлять от 2 до 2.75 метров. Если к ферме подшивается потолок, то узлы верхнего пояса крепятся затяжкой, длина затяжки колеблется от 4 до 6 панелей по их длине.

И хотя стропильные металлические конструкции сами по себе очень надежны и обладают высокой степенью жесткости по сравнению с деревянными, при возведении коттеджей, дачных домиков и загородных домов их применяют редко. Возведение таких конструкций не считается целесообразным по некоторым объективным причинам. Применение фермы из стропил металлических популярно при возведении строительных и промышленных объектов, так как в таких зданиях перекрытие монтируется из длинных пролетов. Читайте также: «Устройство металлической кровли: установка и монтаж».

Проектирование и расчет металлических ферм всех разновидностей

Проектирование металлической фермы (систем) со всеми расчетами (сбор нагрузок, точная расчётная модель и сочетания нагрузок). Именно за счёт этого получаются лёгкие конструкции стальных фермы. В реальности небольшая вероятность что вам, как заказчику, будут просчитывать ферму полностью -«это ни кому не нужно»! Чаще всего, берется ферма по серии и интуитивно увеличиваются сечения элементов. Если повезет то сделают расчет металлических ферм и будет точнее к совершенной.

Итак субъективно: на первом месте почти все фермы тяжелее чем должны быть (более 10%), на втором месте фермы со слабым местом (1-3%) и на третьем месте это идеальные — фермы стальные Легкие (5%). Все проектируют как умеют не более, подобно врачам — лечат как умеют.

Каждый проект уникальный — соответственно индивидуальный подход. Проектирование и расчет металлических ферм без применений типовых серийных решений:
а) определение оптимальной геометрии фермы;
б) проектирование системы связей — задание расчётных длин элементов
в) Определение сечений элементов после расчета металлической фермы
г) Расчёт узлов ферм (узел примыкания элементов решётки, фланцевый узел, опорный узел)
д) Проверка сечений элементов связей
е) расчет прогонов, с учётом наклона и промежуточных связей
Легкость (экономичность). Обеспечивается достаточным опытом всех требуемых расчетов
Быстрота выполнения проекта. Определяется профессиональным подходом, как правило до 5 дней
Доступная цена проектирования стальных ферм. Обеспечивается работой без посредников, а так же нет необходимости платить за печать (СРО)
Проектирование стропильных (подстропильных) ферм любой конфигурации и сложности.
Пример расчета фермы и чертежей

Фермы профильной трубы

На мой взгляд это самые оптимальные вид стропильных систем, которые и просты в изготовлении. При пролётках 15-35м независимо от нагрузок, если округлить, получаются стропильные фермы стальные легкие. При расчёте данной фермы обычно возникает трудность, от лени проектировщиков, с расчётом узла примыкания решётки к поясу. Есть в СП 294.1325800.2017СП 16.3330.2011 точный алгоритм расчёта, но он весьма ёмкий. Лень проектировщика в том что бы разобраться с расчётом. Есть программы которые это дело считают, но могу сказать что между ними есть отличия, хотя в том что они разработаны по разным рекомендациям.

Проектировщики пользуются серией по типу Молодечно и стараются применять серийные фермы в проектах. Но бывает часто что необходимо сконструировать ферму с нестандартной геометрией и здесь включается у проектировщиков интуиция и творчество…

Фермы из круглой трубы

Не приходилось проектировать. да они чуть легче чем из серии Молодечно, но изготовление трудоёмкое. Изготавливать качественно их могут только мощные обеспеченные автоматикой заводы

Фермы из ЛСТК

Как-то поступило мне предложение спроектировать покрытие (пролет 18,0м) из ЛСТК. Заказчику промыли уши что мол легкие конструкции и тд. Я согласился — и мне пришлось поднимать материал на эту тему. начал делать расчеты и выходи что физически не хватает сечения самого большого профиля. Плюс ко всему, сейчас можно скачать рекомендации НИИ по проектированию конструкций из ЛСТК. В разделе ферм, там найдете что рекомендации применять фермы до 15,0м. Да ещё оптимальная геометрия — треугольная.

Вывод: фермы стальные легкие самые из ЛСТК в том случае, если у них оптимальный пролёт и есть возможность устанавливать с частным шагом. Такое применение возможно если такие фермы монтируются на существующие стены, или в летних сооружениях, где не нужно делать фундаментов. Основной эффект экономический это снижение массы на прогонах, так же на самом деле стропильная система легкая, просто потому, что если делать сварную конструкцию то по рекомендациям нужно брать стенку не менее 3мм (нормы), а здесь можно на болтах брать стенку 1,5мм.

Проектирование фермы из гнутых тонкостенных сечений имеет подводный камень — сложность расчётов. Вышло только недавно официальный российский документ по расчёту. И выходит что сам расчёт по объему раз в 5-10 может быть объемный. Автоматизированных программ халявных нет — проектируют интуитивно как умеют. Мне уже дважды предлагали посредники с предложением проектировать (заводы изготовители ищут исполнителей которые будут строго делать расчёты по СП 260.1325800.2016 Конструкции стальные тонкостенные )

Фермы из парных уголков

Классические фермы. Трудоёмкие в изготовлении, да тяжеловатые получаются. Если сейчас и вводят в проект, то только потому, что на них есть готовые серийные проекты. Суть чем проще тем лучше для проектировщика. Их применяются проектировщики старой закалки, которые сидят как правило в проектных организациях советского времени.

Фермы из двутавров

Проектировать пока не было возможности, но можно сказать, применяются при больших пролётах с большими нагрузками.

Фермы с поясами из двутавров и решёткой из профильной трубы

При больших нагрузках, можно спроектировать ферму из двутавров, но элементы решётки которые менее нагруженные, можно заменить на профильную трубу, для облегчения конструкции.