Стропильная система из профильной трубы

Стропильная система: типовые узлы и схемы для разных видов крыш

Металл — материал достаточно дорогой и тяжелый, но при этом ему можно придать любую форму, а его прочность хорошо известна. В некоторых ситуациях при создании кровельной конструкции металл удобнее, чем привычная и дешевая древесина. Чаще всего металлические конструкции для кровли используют, если:

  • при монтаже стропильной системы необходим длинный брус, более десяти метров;
  • если необходимо придать кровле дополнительную жесткость.

Стропильные системы из металла чаще всего применяют не в частном жилищном строительстве (хотя случается и такое), а при возведении промышленных объектов: ангаров, складов, цехов и т. п. Известно, что почти двести лет назад при возведении знаменитого Зимнего Дворца использовались металлические балки. Однако, что хорошо для царственных особ, не всегда подходит для частных домов рядовых граждан Российской Федерации. У металлических стропил есть коварный враг — конденсат.

строи крышу

Стропильная система из металла для каркасно-щитового дома

Металлические стропила для кровли: плюсы и минусы

20 Октября 2021 Немного о стропилах

Стропила — это несущая система скатной кровли состоящая из наклонных стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов.

Стропила могут быть наслонными и висячими.

Наслонные стропила концами опираются на стены здания, а средней частью — на промежуточные опоры. Висячие стропила опираются только концами на стены здания. Висячие стропила устраивают в том случае, если ширина дома достаточно большая, а промежуточные опоры отсутствуют.

В индивидуальном строительстве используют деревянные либо металлические стропила.

Конструкцию из металла, как правило, применяют в том случае, когда необходимо сделать крышу более жесткой и прочной. Еще один безусловный случай выбора металлических стропил — когда дом строится из бруса, длина которого составляет более 10 м.

В последней ситуации металлическими будут не только сами стропила, прогоны и опоры коньков. Вместо деревянного мауэрлата — бруса, уложенного сверху по периметру стены и служащего нижней опорой для стропил, — укладывают мощный швеллер. Стропильные ноги к нему крепят сваркой.

При этом металл никоим образом не должен соприкасаться с деревом: при изменении температурного режима металлом выделяется конденсат, который при попадании на древесину вызывает ее гниение. Дерево от металла изолируют с помощью рубероида.

Плюсы металлических стропил

Помимо обеспечения металлическими стропилами высокой прочности и жесткости кровли, у таких стропил есть и другие преимущества.

По сравнению с деревянными они гораздо более долговечны, срок их службы — более ста лет.

Металлические стропила не подвержены гниению, не боятся ни грызунов, ни грибка и плесени. От коррозии их защищает оцинковка.

Существенный плюс такой стропильной системы — ее негорючесть и пожаробезопасность. В случае пожара металлические стропила будут какое-то время сдерживать огонь и предотвращать обрушение кровли.

Металлические стропила можно устанавливать в любое время года.

Высокие прочностные характеристики металлических стропил позволяют при их использовании выбирать любые, даже очень тяжелые кровельные материалы.

Минусы металлических стропил

Металлические стропила обладают значительной массой. Отсюда — дополнительные сложности при транспортировке и необходимость использования специальной техники для их подъема на нужную высоту и установки.

Металлические стропила существенно утяжеляют здание в целом, значит, ему потребуется более мощный фундамент, что, в свою очередь, ведет к удорожанию строительства.

И сами по себе металлические стропила — дорогое удовольствие для индивидуального застройщика.

Наслонные металлические стропила фиксируются сваркой, и в области сварных швов впоследствии появляется ржавчина.

В промышленном строительстве стропильные системы делаются из цельного металла: балок, уголка, швеллера. Индивидуальные застройщики для облегчения веса конструкции вместо цельного металла нередко применяют квадратную «трубу». Эта «труба» способна усиливать звуковые волны, поэтому в таком случае вполне можно получить «поющую» крышу. Кроме того, в металлической трубе, как ее ни изолируй, — все равно будет скапливаться конденсат, приводящий к деформации и разрушению металла.

Металлические детали в любой постройке — это «мостики холода», через которые идут теплопотери.



Конденсат водяных паров и другие проблемы ↑

В жилом помещении стропильная система испытывает переменное воздействие горячего и холодного воздуха. Поэтому появление конденсата водяных паров на поверхности металлической стропильной системы практически неизбежно. В результате начинаются коррозионные процессы и металл ржавеет. Без правильной обработки и надлежащего ухода уже через несколько лет понадобится серьезный ремонт кровли, поэтому при монтаже стропильных систем из металла следует строго придерживаться технологического процесса. Все металлические части нужно обработать антикоррозийной грунтовкой и покрасить.

Кроме того, металлическая стропильная система — удовольствие достаточно дорогое. Помимо стоимости собственно конструкции следует учесть расходы на ее доставку к месту строительства, подъем довольно тяжелых элементов к месту монтажа, расходы на обработку металла защитными составами, покраску и т. п. Наконец, необходимо просчитать, выдержит ли основание дома нагрузку в виде металлических стропил.

Тяжелый вес металлических ферм, из которых делают стропила, может сыграть злую шутку с владельцами строения в случае пожара. Уже через четверть часа после возгорания в здании тяжелые кровельные балки могут обрушиться, после чего понадобятся масштабные восстановительные работы.

крыша с металлическими стропилами

Крепление металлических стропил между собой

ВЫВОДЫ:

  • Стропильная система на основе металла применяется в основном при возведении зданий общественного или промышленного назначения.
  • Металлические конструкции обладают значительной прочностью и могут выдерживать большие нагрузки.
  • Нередко устраивается комбинированный тип стропильных систем, в которых наряду с металлом используются также деревянные детали.
  • Второй вариант – стропильные системы полностью на основе металла.
  • Сегодня самой передовой технологией применения металлических элементов является технология с использованием легкого стального каркаса.
  • Основные достоинства металлических систем: пожаробезопасность, экологичность, длительность эксплуатационного срока.
  • Недостатки конструкции: неспособность сохранять тепло, тяжелый вес, трудоемкость работы, дороговизна.
  • Главные элементы ферм: верхний и нижний пояса, решетка.
  • Фермы отличаются в соответствии с формами поясов и особенностями решеток.
  • Материалом для изготовления элементов ферм, как правило, является парный облегченный оцинкованный профиль.
  • Точность расчетов определяет надежность конструкции.
  • Вид металлических систем и их конструкция определяются величиной кровельного уклона.

Метки: крыша, профильный, скатный, стропило, труба

Монтаж стропильной системы из металла ↑

Если возникает необходимость применения металлических стропил, то обычно все остальные элементы кровельной конструкции выполняют из металла:

  • мауэрлат;
  • прогоны;
  • коньковые опоры и т. п.

В качестве мауэрлата обычно используется мощный швеллер, который укладывают на стены. К швеллеру уголками приваривают металлические стропильные ноги. Длина металлических стропил может составлять от семи до тридцати метров, поэтому их обычно используют для длинных строений. Такую кровельную систему можно изготовить самостоятельно или приобрести уже готовую. Кроме того, выполняются стропильные системы из металла по индивидуальному проекту для конкретного дома.

Совет: При самостоятельном изготовлении металлической кровельной конструкции следует особое внимание уделить качеству сварочных работ. Все швы необходимо старательно зачистить, поскольку даже небольшое количество шлака приведет к быстрому началу коррозионных процессов.

металлические стропила

Стропильная система сложной конфигурации из металла

В верхней части стропильного «треугольника» следует обязательно предусмотреть крепление ригелем, чтобы предотвратить распирающее воздействие на стены дома. Значительные снеговые нагрузки без такого дополнительного крепления могут даже обрушить стены дома. Обязательны также специальные подпорки, которые укрепят кровельную конструкцию и позволят перенести часть нагрузки с наружных стен дома на внутренние несущие стены.

При монтаже металлических стропил на каменном строении рекомендуется залить железобетонный антисейсмический пояс поверх бетонной кладки. В тело пояса монолитно устанавливаются анкеры для крепления стропильных ног. Сверху на анкеры приваривают анкерные площадки. В качестве крепления используют гайки, которые позволят при необходимости демонтировать систему. Однако допускается и крепление с помощью сварки.

Альтернативой железобетонному антисейсмическому поясу может стать монтаж анкерных креплений прямо в кладке. В просверленные отверстия заливается цементно-песчаный раствор, затем в них фиксируют анкерные крепления.

Нюансы крепления стропильных ног

Как вы уже знаете, узлы деревянных крыш самая важная составляющая возведения здания, а что может быть важнее крепления кровельного каркаса. Стропильные ноги могут крепиться к опорному брусу двумя способами.

В первом случае вы получите максимально устойчивое соединение, которое лишает конструкцию всевозможных сдвигов, колебаний, поворотов и тому подобных манипуляций. Достигнуть этого можно при помощи запила или врубки. После того, как нога будет вставлена в созданную прорезь ее фиксируют при помощи гвоздей, проволоки, анкеров или любых других крепежных деталей.

Скользящая стыковка выглядит совсем иначе. Она насчитывает три степени свободы сопряжения. Стоит сразу отметить, что такой способ крепежа наиболее рационально использовать в деревянных домах, так как им свойственна большая усадка, в результате чего жесткие узлы могут серьезно пострадать. Для создания такого крепления вам потребуется упереть стропильную ногу в мауэрлат, где заранее было устроено зубовое соединение или прибит дополнительный брус. Соединяются такие детали при помощи уголка из металла. Что касается верхней части, то здесь соединение происходит той же врубкой, а край спиливается по косой так, чтобы обеспечивалось скользящее соединение.

ВАЖНО: Если вас не устраивает жесткая или полужесткая свобода, вы можете установить специальные гибкие пластины, тем самым вы добьетесь полностью скользящей стыковки.

Союз дерева и металла ↑

Использовать металлические стропильные системы для деревянных строений обычно не рекомендуется, но иногда такая необходимость все же возникает. В этом случае просверливают отверстия на всю ширину мауэрлата и еще на один или два венца сруба. В отверстия вставляют анкерные крепления, затем к ним приваривают анкерные площадки.

соеденения

В местах соединения металла с деревом требуется надежная гидроизоляция

В местах соединения металла с деревом следует тщательно обработать природный материал гидроизоляционными материалами. Можно использовать рубероид в несколько слоев. Это делается для того, чтобы конденсат с металла не повредил древесину.

Совет: Если предполагается проведение сварочных работ, помимо гидроизоляции следует укрыть деревянные поверхности листом асбеста.

Другой вариант монтажа металлических стропил на деревянный сруб предполагает монтаж швеллера поверх сруба с помощью анкерных креплений. Швеллер следует уложить полками вниз и соединить в общую систему. Предварительно в швеллере просверливают отверстия для болтов крепления стропильных ног. Чтобы анкерные болты не прокручивались, их прихватывают сваркой в процессе монтажа.

Теплоизоляция металлической стропильной системы ↑

Конденсат представляет опасность не только для стропильной системы, но и для утеплителя. При намокании большинство теплоизоляционных материалов теряют свои полезные свойства, поэтому утеплитель кладут не между стропилами, а под металлическими элементами или же над ними.

теплоизоляция

Правильный монтаж теплоизоляции поможет избежать образования мостиков холода.

Если утеплитель размещают под стропилами, следует все элементы кровельного пирога размещать выше утеплителя, чтобы избежать образования мостиков холода.

Качественно провести работы с металлом может только специалист. При создании металлической кровельной конструкции следует обратиться к профессиональным кровельщикам, имеющим соответствующий опыт.

Основные достоинства односкатных крыш

Несмотря на то что не всем нравится эстетика здания, над которым смонтирована односкатная кровля (хотя сам по себе вопрос – неоднозначный), многие хозяева загородных участков при возведении построек, а иногда даже — и жилого дома, выбирают именно такой вариант, руководствуясь целым рядом достоинств подобной конструкции.

Односкатные кровельные системы подкупают своей понятностью, простотой расчетов и монтажа

Односкатные кровельные системы подкупают своей понятностью, простотой расчетов и монтажа

  • Материалов для односкатной стропильной системы, тем более, если она возводится над небольшой хозяйственной пристройкой, потребуется совсем немного.
  • Самой «жесткой» плоской фигурой является треугольник. Именно он лежит в основе практически любой стропильной системы. В односкатной системе этот треугольник – прямоугольный, что существенно упрощает проведение расчетов, так как все геометрические соотношения известны каждому, кто заканчивал среднюю школу. Но эта простота никак не сказывается на прочности и надежности всей конструкции.
  • Даже если ведущий самостоятельное строительство владелец участка ни разу ранее не сталкивался с возведением крыши, монтаж односкатной стропильной системы не должен вызвать у него чрезмерных трудностей – он достаточно понятен, не столь сложен. Нередко, при перекрытии небольших хозпостроек или иных придомовых сооружений вполне возможно обойтись не то что без вызова бригады специалистов, но даже и без приглашения помощников.
  • При возведении конструкции крыши всегда важна скорость проведения работ, естественно, без потери качества – хочется как можно быстрей обезопасить строение от капризов погоды. По этому параметру односкатная крыша однозначно является «лидером» — в ее конструкции практически нет сложных соединительных узлов, забирающих массу времени и требующих высокоточной подгонки.

Насколько существенны недостатки односкатной стропильной системы? Увы, они есть, и с ними тоже приходится считаться:

  • Чердака при односкатной кровле или не предполагается вовсе, или он получается настолько маленьким, что о его широкой функциональности приходится забыть.

В подавляющем большинстве случаев односкатная крыша не предполагает наличия «полезного» чердачного помещения

В подавляющем большинстве случаев односкатная крыша не предполагает наличия «полезного» чердачного помещения

  • Исходя из первого пункта – есть определенные сложности в обеспечении достаточной термоизоляции расположенных под односкатной крышей помещений. Хотя, конечно, это можно исправить – ничто не мешает утеплить сам скат кровли или же расположить под стропильной системой утепленное чердачное перекрытие.
  • Односкатные крыши, как правило, делаются с небольшим уклоном, до 25÷30 градусов. Это влечет за собой два последствия. Во-первых, не все виды кровельных покрытий подойдут для таких условий. Во-вторых, резко возрастает значимость потенциальной снеговой нагрузки, что следует обязательно учесть при проведен расчетов системы. Но зато при таких уклонах значительно снижается влияние ветрового давления на кровлю, особенно если правильно расположить скат – в наветренную сторону, в соответствии с преобладающими ветрами на данном участке местности.

В сети можно отыскать немало проектов жилых домов, в которых основной акцент делается именно на односкатную системы крыши

В сети можно отыскать немало проектов жилых домов, в которых основной акцент делается именно на односкатную системы крыши

  • Еще один недостаток, пожалуй, можно отнести к очень условным и субъективным – это внешний вид односкатной крыши. Он может не прийтись по душе любителям архитектурных изысков, дескать, очень упрощает облик постройки. На это тоже можно возразить. Первое – простота системы и экономичность возведения часто играют все же решающую роль при строительстве подсобных сооружений. А втрое – если посмотреть обзор проектов жилых домов, то можно встретить очень интересные дизайнерские варианты, в которых упор сделан именно на односкатной крыше. Так что, как говорится, о вкусах не спорят.

Главными элементами стропильных металлических ферм являются:

  • нижний, верхний пояса – образуют контур;
  • собранная на основе раскосов и стоек решетка.

Элементы соединяются в узлах прямым примыканием друг к другу. Крепление стержней решетки к поясам осуществляется сваркой или с помощью фасонных элементов.

Кроме стропильных, бывают также подстропильные. Они служат опорами несущих конструкций и перекрытий в тех случаях, когда расстояние между колоннами больше шага балок или колонны имеют неодинаковый шаг.

Стропила из трубы: виды и особенности конструкций ферм из профильных труб

Наиболее распространенным материалом для стропил является дерево, то есть деревянный брус или доски. Однако, при возведении габаритных зданий с длиной пролетов более 24 м и длиной скатов более 10 м, использовать деревянные стропила нецелесообразно, а, зачастую, и невозможно. Они не выдержат нагрузки от собственного веса и кровельного материала.

Читайте также:  Угловой мангал из кирпича своими руками: чертежи и фото, пошаговая инструкция по строительству такого барбекю

Поэтому в этом случае для кровли применяют металлические стропила, которые могут быть изготовлены из различных профилированных изделий. Одним из наиболее распространенных вариантов являются стропила из трубы, которые способны перекрыть пролет любой необходимой длины.

Содержание

Использование стропил из труб

Как правило, металлические стропила используют при строительстве габаритных промышленных и общественных зданий. Это могут быть гипермаркеты, спорткомплексы, цеха, склады.

В индивидуальном строительстве металл для крыш жилых домов практически не применяется. Дорого, есть сложности с монтажом и перевозкой. Да и не нужно. В этом случае рационально использовать древесные материалы. Однако в частном строительстве отведена ниша и для металлических стропил (ферм). Используют их при возведении различных навесов – для автомобилей (крытые стоянки), дворовых площадок, бассейнов.

Среди достоинств металлических ферм можно выделить:

  • высокую прочность, позволяющую выдерживать большие нагрузки;
  • способность перекрывать большие пролеты;
  • возможность применения на геометрически сложных объектах;
  • долговечность.

Недостатки при этом такие:

  • большой вес, при поднятии ферм на высоту требуется применение специальной техники;
  • высокая цена;
  • низкое сопротивление высокой температуре, вследствие чего при пожаре металлические стропила (фермы) провисают и обваливаются за 15-30 минут.

Профильная труба — наш вариант

Вообще металлические фермы выполняются из различных изделий, а также их комбинаций. Например, из швеллеров, уголков, двутавров и т.п. И, конечно же, профильных труб.

Чем хороша труба? Ее контуры обладают высокой степенью обтекаемости, что минимизирует ветровое давление. Это важно для высоких объектов, подверженных ветровым нагрузкам. Также профильные трубы легко окрашивать, на их стенках не задерживается влага (снег, иней, вода), поэтому их стойкость к коррозии выше, чем у альтернативных изделий. Соответственно, выше и долговечность.

Несмотря на кажущуюся массивность, профильные трубы легкие, ведь внутри их – пустота. Это качество позволяет снизить нагрузку кровельной конструкции на стены и фундамент. Но вызывает необходимость в герметизации этих полостей с торцов изделий для предотвращения попадания влаги вовнутрь и, как следствие, возникновения коррозии.

Металлические профильные трубы изготавливают путем прокатки и обработки металла на специальных станках. Сечение полученных таким образом труб может быть овальным, прямоугольным, квадратным.

Виды профильных труб, подходящих для конструкций ферм

Материалом для профильных труб обычно служит конструкционная сталь. Но в некоторых случаях, при строительстве конструкций специального назначения, применяют оцинкованную сталь или алюминиевые сплавы.

Нагрузки, которые способна выдержать профильная труба, зависят от марки использованного металла, толщины стенок изделия, способа изготовления.

Длина труб варьируется в пределах от 6 м (для малых сечений) до 12 м (для больших сечений). Минимальные сечения – 10х10 мм и 15х15 мм (с толщинами стенок 1 мм и 1,5 мм соответственно). Трубы с таким сечением применяются для легких малогабаритных конструкций (например, небольших навесов). Увеличение толщины стенок и размеров сечения приводит к увеличению веса и прочности профилей. Поэтому трубы максимальных сечений (начиная с 300х300х12 мм и выше) применяют преимущественно для промышленных зданий.

Строение ферм из труб

Единицей стропильной металлической системы является ферма – плоская конструкция, собранная из нескольких прямых стержней. Контур фермы формируют верхний и нижний пояса. Между ними находится решетка, состоящая из раскосов и стоек.

Элементы фермы – прямые профильные трубы – соединяют или непосредственно между собой, или через узловые фасонки. Для крепления используют сварки, болты, клепки.

Металлические фермы стандартных размеров и конструкций можно купить уже в готовом виде или же собрать из труб самостоятельно. Однако самостоятельное изготовление требует высокого профессионализма, умения работать с металлоконструкциями и правильно произвести расчет. Поэтому для частного застройщика намного удобнее вариант приобретения готовых ферм, которые останется только правильно смонтировать.

Конструктивные элементы металлической фермы

Варианты конструкций ферм

Металлические фермы могут иметь разные очертания, отличаться по назначению и способности воспринимать нагрузки.

Основополагающими элементами фермы являются пояса – верхний и нижний. Они создают контур конструкции, то есть очерчивают ее сверху и снизу. Пояс – это прямой или ломаный стержень, состоящий из одной или нескольких срощенных труб.

В соответствии с контуром поясов фермы из профиля бывают:

  • с параллельными поясами (плоская кровля);
  • трапецеидальные;
  • треугольные;
  • полигональные;
  • сегментные.

Фермы с параллельными (горизонтальными) поясами — простейшие конструкции прямоугольной формы с горизонтальными поясами, одинаковыми по длине. Содержит множество однотипных деталей решетки одинаковой длины. Конструкция полностью унифицирована. Так как пояс данного типа ферм выставлен горизонтально, их применяют для сооружения плоских кровель. В том числе и для мягких кровельных покрытий.

Трапецеидальные конструкции имеют форму трапеции (или двух сомкнутых трапеций). Используются при возведении крыш с небольшим углом наклона. Узлы фермы характеризуются повышенной жесткостью и прочностью. В центральной части отсутствуют длинные стержни, поэтому трапецеидальный вариант считается довольно экономичным по расходу металла.

Треугольные фермы по форме похожи на треугольник, они используются для сборки стропильной системы двухскатных крыш (навесов). Угол наклона значения не имеет, возможно применение для крутых скатов. При сборке треугольных ферм следует тщательно рассчитать и закрепить опорные узлы, имеющие сложное устройство. Еще одна особенность: в центральной части конструкции используются удлиненные стержни. Чем круче стороны «треугольника», тем стержни длиннее. Поэтому для их изготовления требуется повышенное количество трубы.

Полигональные фермы имеют сложные очертания, напоминающие арку с ломаным верхним контуром. Обладают повышенной прочностью, поэтому применяются для тяжелых громоздких сооружений, возводимых над большими пролетами. Благодаря особой схеме расположения элементов, полигональные фермы позволяют сэкономить значительное количество профиля. Но только при использовании их для тяжелых строений. Легкие конструкции при выборе полигонального варианта не выиграют в получаемой экономии.

Сегментные фермы встречаются редко по причине своей сложности. Обладают арочной формой, с криволинейным, полукруглым контуром верхнего пояса. Это очертание повторяет эпюру моментов, поэтому для сегментной фермы требуется сниженное количество металла. Однако, опять же, трудоемкость производства, связанная со сложными узлами конструкции, делает ее крайне непопулярной.

Очертания поясов ферм

Кроме поясов в конструкции фермы предусмотрена решетка – сочетание прямых элементов (стоек, раскосов), которые располагаются в определенной последовательности между поясами и скрепляют их между собой. От вида решетки зависит прочность фермы, ее вес, внешний вид и степень сложности изготовления.

Распространены следующие системы решеток:

  • треугольная;
  • раскосная;
  • шпренгельная;
  • крестовая;
  • ромбическая;
  • полураскосная.

Треугольная система решетки состоит из элементов, выставленных в виде повторяющихся треугольников. Подходит для ферм с параллельными и трапецеидальными поясами. Опорные раскосы в конструкции могут быть восходящими и нисходящими. Треугольная система характеризуется минимальной суммарной длиной решетки, а также минимальным количеством узлов при наименьшем пути усилия от точек приложенной нагрузки до опоры. В решетке присутствуют длинные раскосы, работающие на сжатие. Чтобы конструкция с такими раскосами приобрела необходимую устойчивость, при расчете требуется увеличивать количество используемого металла. Повышенный расход профиля в треугольных решетках является практически единственным их минусом.

Раскосная решетка – состоит из большого числа раскосов и небольшого количества стоек. Усилие от места прилагаемой нагрузки до опоры проходит длинный путь, минуя все линии и узлы решетки. Раскосы при этом должны работать на растяжение, а стойки – на сжатие. По причине использования большого количества длинных раскосов, конструкция требует использования повышенного количества профиля. Используются такие решетки в невысоких фермах, которые должны выдерживать большие усилия.

Шпренгельная решетка – сложная по конструкции и трудоемкая. Применяется для высоких треугольных ферм (4-5 м), которые конструируются для больших пролетов (20-24 м). Расположение элементов в ней позволяет снизить длину сжатых стержней.

Крестовая решетка – раскосы в ней установлены крест-накрест, между ними располагаются стойки. Используются такие решетки в фермах, воспринимающих двухстороннюю нагрузку. Такой тип нагрузки характерен для горизонтальных связевых ферм крыш производственных сооружений и мостов, вертикальных ферм башен и мачт.

Полураскосная и ромбическая решетки – в этих конструкциях используются две отличные друг от друга системы расположения раскосов. Это придает им повышенную жесткость. Используются такие решетки в конструкциях мостов, мачт, башнях.

Системы решеток ферм из трубы

Основные узлы ферм из труб

Соединения элементов фермы между собой называют узлами. Обычно они представляют собой непосредственное примыкание труб решетки к поясам, без применения промежуточных деталей – фасонок. При соединении должна обеспечиваться полная герметичность внутренних полостей труб, для предупреждения коррозии.

Если толщина трубы пояса небольшая, возможно его усиление при помощи металлических накладок. Их можно вырезать из трубы, диаметр которой совпадает с диаметром пояса. Или же использовать в этом качестве согнутый лист металла, толщиной в 1-2 толщины стенки пояса.

В узлах необходима фигурная обработка торцов труб. Если специальных станков для обработки нет, а трубы изготовлены из пластинчатой стали (например, низкоуглеродистой), допустимо выполнять сплющивание торцов в узлах. В некоторых случаях соединение элементов фермы выполняют на фасонках.

По длине трубы скрепляют сваркой. Трубы одинакового диаметра соединяют встык и сваривают ровным сварочным швом на подкладочном кольце. Если наплавляемый металл характеризуется низким расчетным сопротивлением, сварочный шов выполняют по косой. Для соединения труб встык также применяют парные кольцевые накладки, которые сгибают из металлического листа или вырезают из труб с тем же или большим диаметром, чем скрепляемые детали. Толщина сварного шва и используемых накладок должна быть на 20% больше толщины соединяемых труб.

При стыковке труб разных диаметров возможно применение торцевых прокладок. Также при монтаже практикуются фланцевые соединения с помощью болтов.

Узлы ферм из профильных труб

Полный цикл работ по сварке и монтажу ферм из профильных труб для навеса и подвесных ворот показан в видео:

Таким образом, расчет, изготовление и монтаж ферм из профильных труб являются сложными, ответственными мероприятиями, требующими профессионального подхода. Но при строительстве торговых павильонов, цехов, складов такие фермы являются незаменимыми. Только они смогут обеспечить долговечность и безопасность протяженных, габаритных объектов с тяжелой конструкцией кровли.

Монтажные работы

Монтажные работы

Кровельные материалы

Проектирование и документы

Проектирование и документы

Монтажные работы

Стропила из трубы это не новая технология, но все равно применяется редко. Конечно, при использовании таких стропил прочность увеличивается в несколько раз и надежность конструкции возрастает. В строительстве частных домов нет необходимости использовать такие стропила, это хороший вариант для стройки промышленного масштаба. Например, в супермаркете, в цехах на заводе.

Интересно было бы почитать про расчет нагрузки кровли и сечение труб. И про сварку с примыканием элементов. Вообще я слышал, что стропила из профильных труб могут ухудшать сотовый сигнал или например вай-фай будет покрывать меньшее расстояние. И не понятно, надо ли заземлять или какую-нибудь защиту от молний ставить. Собираюсь летний домик из профильных труб варить. Хорошо, что каркас предсказуем, не пойдет винтом, как брус.

Я из таких труб делал беседку в саду и навес. Показалась технология на редкость простой и надежной, по деньгам тоже вышло дёшево. Тогда подумал, что можно и при строительстве дома в качестве стропил использовать. Но когда подсчитал расход, оказалось, что деревянные стропила обойдутся дешевле. Вот уж не думал, что деревянный брус стоит меньше, чем железные трубы.

Как сварить ферму из профильной трубы – варианты и правила расчета

Используя профильные трубы для строительства ферм, можно легко создать конструкцию, которая способна выдержать значительные усилия. Подобные конструкции отличаются легкостью и подходят для постройки зданий, строительства каркасов под дымоходы, монтажа опор под кровли и козырьки. Формы и габаритные размеры ферм зависят от назначения конструкции и ее применения, независимо от того, домашнее это хозяйство или промышленный объект. В этой статье мы расскажем о том, как произвести правильный и точный расчет фермы из металлической профильной трубы. Если этого не сделать, то конструкция вряд ли выдержит необходимые нагрузки.

треугольная ферма из профильной трубы

Варианты конструкций ферм

Металлические конструкции из профильных труб характеризуются проведением масштабных работ, но они гораздо экономичнее и легче ферм, сооруженных из сплошных материалов. Профильные трубы получают из круглых труб по технологии горячей или холодной прокатки. В результате имеются трубы, напоминающие в поперечном разрезе различные геометрические фигуры, такие как прямоугольник, квадрат, многогранник, овал, полуовал и так далее. Для строительства фермы больше подходят квадратные трубы, поскольку они прочнее из-за наличия двух одинаковых ребер прочности.

Ферма – это конструкция из металла, которая характеризуется наличием верхнего и нижнего уровней, которые соединяются в виде решетки. Причем соединения не могут носить произвольный характер, а их количество рассчитывается по определенной формуле.

расчет металлической фермы из профильной трубы

В конструкцию решетки входят:

  • стойки, установленные вертикально;
  • раскосы (подкосы), установленные под углом по отношению к стойкам;
  • шпренгели (вспомогательные подкосы).

Фермы, в основном, предназначаются для соединения пролетов различного хозяйственного назначения. Благодаря наличию таких элементов как раскосы, они выдерживают значительные нагрузки без деформации даже при перекрытии больших по длине пролетов.

Как правило, фермы изготавливаются на земле или на специальных производственных площадях. Все элементы фермы соединяются между собой с применением сварки или клепки. Чтобы построить навес, козырек, крышу капитального строительного объекта или других построек, готовые, собранные на земле фермы поднимают и монтируют на конструкции соответствующей постройки, придерживаясь всех размеров.

Соединение пролетов осуществляется различными по форме фермами из металла, например:

  • односкатными;
  • двухскатными;
  • прямыми;
  • арочными.

Фермы, напоминающие треугольник и изготовленные из подобных труб, служат в качестве стропил, а так же элементами классических односкатных конструкций. Арочные фермы пользуются огромной популярностью из-за своей эстетичности, а также устойчивости против больших нагрузок. При этом арочные фермы собираются по более уточненным данным, для того, чтобы усилия распределялись равномерно по всем элементам фермы.

Особенности конструкции

Конструкция фермы для различных строительных объектов зависит от предполагаемых рабочих нагрузок, а также от ее хозяйственного назначения.

В зависимости от числа поясов бывают:

  • опорные конструкции, элементы которых состоят из одной плоскости;
  • подвесные конструкции, которые отличаются наличием верхнего и нижнего поясов.

стропильная система из профильной трубы

Строительные конструкции предполагают применение ферм с различным контуром:

  • с параллельным поясом (самый элементарный вариант, где используются одинаковые элементы);
  • односкатные треугольные (все опорные узлы отличаются повышенной прочностью, из-за чего конструкция способна противостоять значительным нагрузкам);
  • полигональные (выдерживают усилия от массивного настила, но отличаются сложностью в монтаже);
  • трапецеидальные (имеют схожие данные с полигональными, но не настолько сложные в монтаже);
  • двухскатные треугольные (используются для монтажа крутой двухскатной крыши из профильной трубы, но имеют большие затраты ресурсов);
  • Сегментные (годятся для конструкций, где предусмотрена установка светопрозрачной кровли; установка непростая, так как нужно изготавливать элементы с правильной геометрией для одинакового распределения нагрузки).

крыша из профильной трубы двухскатная

В зависимости от угла наклона, классические фермы относятся к таким видам:

  1. Угол от 22 до 30 градусов, когда отношение высоты к длине составляет 1:5. Годится для простых конструкций обычных навесов из профильной трубы.

Для накрытия пролетов малой и средней величины используются, в основном, треугольные виды ферм, сваренные из труб меньшего диаметра, так как они достаточно прочные и легкие.

Если длина пролета составляет больше 14-ти метров, то в конструкции предусматривают раскосы, закрепленные сверху вниз, а по верхнему поясу располагают панель, величиной 150-250 см, для получения двухпоясной конструкции, имеющей четное количество панелей.

Читайте также:  Что такое абиссинский колодец?

При величине пролетов больше 20-ти метров, во избежание прогиба фермы, предусматривается установка подстропильных элементов конструкции, с креплением к опорным колоннам.

  1. Особое внимание следует обратить на ферму «Полонсо», которая состоит из двух треугольных конструкций, скрепленных одна с другой оригинальным способом. В такой конструкции нет необходимости в монтировании длинных раскосов в средней части, что позволяет снизить общий вес конструкции.
  2. Угол от 15 до 22 градусов, с отношением высоты к длине, как 1:7. Позволяет изготавливать фермы для соединения пролетов, имеющих длину до 20-ти метров. Если нужно увеличить высоту фермы, то придется сформировать нижний уровень ломаным.
  3. Угол меньше 15 градусов. Подобный каркас должен состоять из трапециевидных элементов. Подобные фермы располагают короткими стойками, благодаря которым ферма выдерживает продольный изгиб. При углах наклона от 6 до 10 градусов фермы должны иметь ассиметричную конструкцию. Определяют высоту фермы с помощью деления длины пролета на 7, 8 или 9, в зависимости от конструкционных особенностей проекта.

Как рассчитывается ферма из стальной профильной трубы

Расчет любой металлической конструкции – это важный и ответственный этап, независимо от того, строительство какой конструкции предполагается.

Расчет стропильной системы из профильной трубы сводится к следующим моментам:

  1. Определению размера пролета конструкции, который планируется перекрыть, а так же выбору конфигурации скатной крыши, с эффективным углом наклона ската (скатов).
  2. Подбору оптимальных контуров поясов фермы с учетом характера постройки, формы и габаритов крыши, угла наклона, расчетных нагрузок.
  3. Определению оптимальной высоты конструкции в центре пролета (H), на основании следующей формулы (где L – это длина фермы). Для параллельных, полигональных и трапецеидальных поясов: H=1/8×L. При этом величина уклона верхнего пояса должна соответствовать 1/8×L или 1/12×L. Для фермы треугольной формы: H=1/4×L H=1/5×L.
  4. Выяснению условий сбора конструкции в зависимости от ее габаритов. Если размеры металлоконструкции внушительные, то лучше сварить ее тут же, на строительной площадке, и лишь затем с помощью строительного крана установить ее на место, а если размеры небольшие, то ферму лучше сварить в условиях заводских площадей, после чего доставить ее транспортом к месту установки. Хотя последний вариант и является более затратным, он более надежный, так как производить работы в неподготовленном месте весьма проблематично.
  5. Расчету величины панелей в зависимости от расчетных нагрузок, действующих на кровлю в процессе ее эксплуатации.
  6. Определению угла крепления раскосов решетки, который может находиться в пределах 35-50 градусов, хотя рекомендуется их устанавливать под углом в 45 градусов.
  7. Следующий этап – это определение удаления между крепежными узлами, хотя обычно расстояние равняется ширине панели. При размерах пролета 36 метров и больше необходимо вычислить величину строительного подъема – обратно погашаемого изгиба, которую испытывает конструкция в процессе эксплуатации.
  8. Учитывая все измерения и вычисления, рисуется технический чертеж с указанием всех необходимых размеров, по которым и будет осуществляться изготовление металлоконструкции из металлической трубы.

стропила крыши из профильной трубы

Чтобы не допускать большого рассогласования в расчетах, лучше воспользоваться строительным калькулятором. На основании специальной программы можно рассчитать любую конструкцию из металла, в том числе и стропила крыши из профильной трубы.

Арочная ферма – пример расчета

Во время сборки фермы в виде арки для обычного навеса потребуется осуществить правильные расчеты. На данном примере, соответствующем размеру пролета в 6 метров, промежутками между арками в 1,05 метра, высотой конструкции в 1,5 метра, что соответствует арочной ферме, показано, как осуществляются все необходимые расчеты. Подобная конструкция отличается не только своей прочностью, но и эстетичностью. Длина пролета нижнего уровня арочной фермы соответствует величине 1,3 метра(f), а радиус окружности в нижнем поясе составляет 4,1 метра(r). Угол между радиусами составляет 105, 9776º (а).

как сварить ферму из профильной трубы

Длина профильной трубы (mh) для обустройства нижнего пояса вычисляется по формуле:

mh – это длина профиля для нижнего пояса;

Pi – постоянная величина (3,14);

R – радиус окружности фермы;

a – угол между радиусами;

в итоге должно получиться:

Узлы конструкции устанавливают на участках нижнего пояса на расстоянии 55,1 см. Для простоты сборки желательно округлить это расстояние до 55 см, при этом, увеличивать шаг установки узлов не рекомендуется. Удаление между крайними точками следует рассчитать отдельно.

При длине пролета не больше 6 метров допускается не делать сложных расчетов и не использовать сварку. Достаточно использовать одинарную или двойную балку, осуществив изгиб элемента конструкции под нужным радиусом. Несмотря на это, нужно правильно подобрать толщину металлических элементов, чтобы арка смогла выдержать все нагрузки.

Профильная труба для строительства ферм – требования к материалу

Изготовление рабочих конструкций ферм, особенно больших по размеру, требует определенных характеристик трубопроката.

Поэтому профильные трубы выбираются:

  • на основании СНиП 07-85 (действие нагрузки снега на все элементы конструкции);
  • на основании СНиП П-23-81 (о технологии работ со стальными профильными трубами);
  • в соответствии с ГОСТ 30245 (соответствие диаметра профильных труб к толщине стенок).

Все основные данные занесены в определенные документы, что позволяет ознакомиться с информацией на предмет наличия видов профильных труб и подобрать те материалы, которые пригодны для конкретных проектов.

Как правило, для изготовления ферм применяется только качественная металлопродукция. Например, для прочных ферм берется только легированная сталь, которая более устойчива к атмосферным воздействиям. В связи с этим подобные конструкции не требуют дополнительной защиты от коррозии.

Полезные советы – как сварить правильно

Ознакомившись с технологией сборки решетчатых ферм, достаточно просто устанавливается легкий и прочный каркас для кровли или светопрозрачного материала.

При этом желательно учитывать некоторые нюансы:

  • Если требуется прочная и надежная конструкция, то больше подойдет металлическая труба в виде квадрата.
  • Для большей жесткости главные элементы фермы соединяются с применением металлических уголков и прихваток.
  • При креплении деталей фермы в верхнем поясе желательно применить двутавровые разносторонние уголки, соединяя детали с более узкой стороны.
  • При креплении деталей нижнего пояса используют равносторонние уголки (двутавровые).
  • Для соединения основных частей конструкции из металла большой длины используют накладные пластины из металла.

Ну и самое главное – это решить, как сварить ферму из профильной трубы. Особенно это актуально, если ее нужно сделать тут же, на строительной площадке. Подобные конструкции собираются с помощью сварки, а поскольку к качеству сварочных работ предъявляются высокие требования, то без хорошего сварщика и оборудования здесь никак не обойтись.

Стойки фермы крепятся под прямыми углами, а раскосы – под углами в 45 градусов. Для начала лучше заняться заготовкой основных и вспомогательных элементов фермы, порезав профильную трубу на отрезки, согласно размерам, указанным на рабочих чертежах. После этого приступают к сварке конструкции на земле, постоянно контролируя геометрические размеры.

В процессе сварки нужно контролировать качество каждого сварного шва. Это очень важно, поскольку ферма находится на высоте и несет определенную опасность для окружающих.

Крыша из профильной трубы

Профильные трубы используются при строительстве крупных, масштабных конструкций больших площадей, таких, как торговые центры, гипермаркеты, складские помещения, и т.д. Для сооружения частных жилых домов практически не применяются. Данные конструкции играют роль каркаса, и обладают высокой прочностью. Помимо этого, конструкции способны выдерживать большие нагрузки, с их помощью можно создавать геометрически сложные модели крыши. Крыши, сделанные из профильных труб, будут очень долговечны и способны покрывать большие по площади пролеты. Однако имеются и некоторые недостатки. Трубы не устойчивы к высоким температурам, а это значит, что если случится пожар, они мгновенно деформируются.

Чем хорош каркас крыши из профильной трубы

Существует множество вариантов, подходящих для монтажа крыши. Почему же стоит выбрать именно профильную трубу? Во-первых, она обтекаемая, что практически сводит к минимуму ветровое давление. Такой материал легко окрашивается и не задерживает влагу. Благодаря этому, профильные трубы устойчивы к коррозии. Однако стоит учитывать, что всю конструкцию нужно загерметизировать с тарцов, чтобы предотвратить попадание влаги вовнутрь.

Крыша из профильной трубы

Крыша из профильной трубы

Несмотря на то, что визуально они кажутся громоздкими, внутри они полые, а значит легкие. Это позволяет сократить нагрузку на фундамент.

При изготовлении труб их обрабатывают на специализированном станочном оборудовании, благодаря чему у них имеется различная форма сечения. Она может быть круглой, прямоугольной или квадратной.

Профильная труба производится из стали, ее диаметр может составлять от 6 до 12 мм.

Чтобы понять, как сделать крышу из профильной трубы, нужно изучить ее конструкцию.

Особенности строения крыши из труб

Основой данной конструкции является ферма. Она состоит из плоских линий верхнего и нижнего контуров. В промежутке между двумя контурами расположена своего рода решетка. Она представлена раскосами и стойками. Все детали данной фермы соединяются между собой с помощью специальных узловых фасонок. С целью фиксации этих элементов используются сварки и болты. Иногда применяются клепки.

В некоторых строительных торговых точках можно найти уже готовые сложенные конструкции со стандартными параметрами.

Крыша из профильной трубы

Крыша из профильной трубы

Можно изготовить крышу из профильной трубы своими руками. Однако для этого потребуется точность расчетов, наличие специальных навыков и умений работы с трубами. В данном случае намного проще приобрести готовые фермы, а потом их правильно смонтировать.

Разновидности конструкций

В зависимости от типа планируемой постройки и степени нагрузки, существуют разные варианты конструкций, которые с помощью труб можно построить.

  1. Плоская крыша.
  2. Трапециевидная.
  3. Треугольная.
  4. Сегментная.
  5. Полигональная.

В зависимости от проекта и формы крыши для фиксации и соединения элементов друг с другом используется сварка или сцепка с помощью болтов, клепов.

Крыша из профильной трубы

Крыша из профильной трубы

Крыши также классифицируются в зависимости от вида металлоконструкции:

  1. С параллельным поясом.
  2. Односкатные.
  3. Крыша из профильной трубы двухскатная.
  4. Треугольные.

Обычно процесс построения крыши из профильных труб протекает в несколько этапов:

  • Составление проекта.

На данном этапе важно предельно точно провести все расчеты и составить чертеж.

Разновидности металлических стропильных конструкций

Система стропил составляет основу для скатной крыши. Чаще всего для них используется дерево. Металлические стропила применяются в тех случаях, когда требуется придать несущей конструкции повышенную прочность. Рассмотрим подробно достоинства, недостатки, правила выбора материала и особенности монтажа конструкции, а также необходимые условия предпочтения именно металла для каркаса.

Роль стропил в постройке

Стропильный каркас представляет собой основу формирования ската крыши. Для того чтобы эта система выдерживала нагрузки, должны быть проведены соответствующие расчеты.

Каркас кровли выполняет следующие функции:

  • придание крыше требуемого уклона для лучшего стока дождевой воды;
  • формирование формы ската;
  • создание основы для монтажа кровли;
  • распределение нагрузки, которое зависит от расстояний между стропилами и их сечения.

Несущая конструкция каркаса должна выдерживать общий вес:

Кроме этого, следует учитывать нагрузки, которые могут возникать периодически. Например, сильный ураганный ветер, сейсмическая нестабильность.

От точности инженерных расчетов зависит внешний вид, функциональность и надежность стропильной конструкции Источник starer.ru

Какие бывают стропила

Существует несколько видов стропильных систем, включающих каркас и обрешетку. Чаще всего для этих целей применяется древесина, но при большой нагрузке и значительных площадях наклонных поверхностей этот материал не подходит.

Справиться с ситуацией, если применяется только дерево, можно большим количеством стропильных ног и увеличением площади сечения. При этом оказывается дополнительная нагрузка на несущие стены и фундамент. Снять нагрузку с основания строения и стен могут надежные сооружения из металла или комбинации металла с деревом.

Металлические конструкции

В качестве материала изготовления выбирается профиль из оцинкованной стали. Обрешетка и стропила из данного материала влагоустойчивы, прочны и достаточно легки.

Допустимый шаг может составлять до 200 см. Применяется этот вариант для скатов от 7 м. Кровля по металлическим балкам крепится при помощи специальных дополнительных деталей, сварки. Применение гнутого профиля позволяет минимизировать расход материала.

Деревянные стропила

Древесина подходит для скатов до 7-10 м.

Крепеж может выполняться при помощи металлических элементов, саморезов и гвоздей.

Допустимый шаг – порядка 0,8 м.

Комбинированные системы

Сочетание деревянных и металлических элементов позволяет построить стропильную систему, которая дешевле металлической. И имеет шаг стропил шире, чем у деревянной системы.

Комбинированная система монтируется с соблюдением определенных условий: специальной обработки используемых деревянных элементов и применения гидроизоляции. Это необходимо для увеличения эксплуатационных качеств древесины при ее близости к металлу.

Достоинства металлического каркаса

Металлоконструкции для кровли имеют следующие плюсы:

  1. Большой срок службы. При правильном подборе материала и качественном монтаже конструкция прослужит более века.
  2. Пожаробезопасность. Изготовление производится с применением негорючих материалов.
  3. При локальных возгораниях подобная система дольше сохраняет форму и удерживает крышу, чем дерево.
  4. Минимум отходов при монтаже.
  5. Простое обслуживание. Специальное покрытие стали выполняет защитную функцию, что предотвращает разрушение материала, и приводит к отсутствию необходимости ежегодной обработки.
  6. Отсутствует серьезная нагрузка на несущие стены и основание здания.
  7. Экологичность сооружения, отсутствие необходимости обработки химическими реагентами.

Недостатки применения металлоконструкций

Несмотря на большое число достоинств, каркас крыши из металла используется реже, чем деревянный. Минусы металлических стропил:

  1. Сложность монтажа, при котором зачастую требуется задействовать специальную технику для поднятия тяжелых элементов.
  2. Необходимы слесарные навыки для выполнения работ.
  3. Высокая цена, в сравнении с деревом.
  4. Неудобство транспортировки.
  5. Большая теплопроводность.
  6. При высоких температурах металл деформируется. Это может представлять опасность обрушения во время пожара.
  7. Возможно промерзание при низких температурах.

Разновидности металлических стропильных конструкций

Существует большое количество стропильных конструкций (ферм), которые отличаются друг от друга по качественным характеристикам:

Стропила подразделяются на следующие группы:

  • арочные (отличаются высокой эстетикой, с ними возможно создание сложных форм, что влияет на увеличении расходности материала);
  • винтовые;
  • балочные (имеют небольшой вес и требуют минимального расхода материала);
  • рамные.

Основные элементы конструкции

Существует определенный перечень конструкционных элементов стропильных систем. К нему относятся пояса, которые и образуют контур, а также решетка, собираемая из роскосов.

Металлические стропила для крыши изготовляются из таких элементов:

Все элементы должны хорошо примыкать друг к другу. Решетка крепится к поясам при помощи специальных элементов.Для опоры несущих сооружений служат подстропильные элементы. Их применяют в тех случаях, когда балки имеют неравномерный шаг.

К сведению! Правильный подбор конструкционных элементов и особенности монтажа должны учитывать временные и постоянные нагрузки.

Пояса

По форме поясов фермы бывают:

  1. Треугольные. Они оптимальны для большого угла наклона. Требуют значительного расхода материалов.
  2. Полигональные. Ориентированы на мощные строения и большие пролеты. Для небольших построек подобный вариант будет излишне усложненным и нерентабельным.
  3. Односкатные (трапециевидные). Имеют высокие показатели прочности с узлами рам высокой жесткости.
  4. Параллельно расположенные. Этот вариант подходит для мягкой кровли в качестве универсального варианта, включающего повторяющиеся узлы.

Решетки

Системы решеток подразделяются на 3 вида:

  1. Раскосные, требующие значительного расхода материала.
  2. Треугольные, применяемые чаще всего при монтаже параллельных или поясов-трапеций.
  3. Прочие специальные, например, крестовые.

Обоснованность выбора металла

Стропила из металла – это основательная конструкция, которая обладает повышенной прочностью к нагрузкам. Металл применяется в тех случаях, когда каркасу нужна высокая жесткость, используется брус от 7 или 10 метров, уклон ската от 1º.

Читайте также:  Установка карнизной планки—капельника под кровлю из металлочерепицы

Металлические стропила требуют наличия навыков и подходящих инструментов для монтажа. Крепление стропил должно быть особенно тщательным, с привариванием уголков.

Конструкция металлической кровли будет оправдана экономически только в том случае, когда проведены расчеты нагрузки, и она составляет не менее 450 кг. И скат имеет длину более 10 метров.

Материалом изготовления служит оцинкованный металл. Чаще всего это парный профиль. Для крепежа применяется:

При расчете металлоконструкции учитываются сечения элементов, просчитывается количество сварочных швов и количество дополнительных расходных материалов.

Профильные трубы – наиболее частый выбор для организации стропил частного дома. В сравнении с другими системами, эта выигрывает за счет более простого монтажа и меньшего веса. Размер сечения подбирается в зависимости от конкретной системы стропил, размера крыши, угла наклона ската, расчетной нагрузки и других параметров.

Видео описание

В видео можно увидеть стропильную систему с применением металлического каркаса:

Заключение

Если от каркаса крыши требуется повышенная прочность, то металл – именно тот материал, который способен выполнить это требование. Но надо помнить, что монтажные работы требуют определенных навыков и квалификации. При изготовлении каркасов из металла лучшим выходом будет доверить эту работу специалистам.

Как сварить ферму из профильной трубы – варианты и правила расчета

Ферма – это конструкция из металла, которая характеризуется наличием верхнего и нижнего уровней, которые соединяются в виде решетки. Причем соединения не могут носить произвольный характер, а их количество рассчитывается по определенной формуле.

В конструкцию решетки входят:

  • стойки, установленные вертикально;
  • раскосы (подкосы), установленные под углом по отношению к стойкам;
  • шпренгели (вспомогательные подкосы).

Фермы, в основном, предназначаются для соединения пролетов различного хозяйственного назначения. Благодаря наличию таких элементов как раскосы, они выдерживают значительные нагрузки без деформации даже при перекрытии больших по длине пролетов.

Соединение пролетов осуществляется различными по форме фермами из металла, например:

  • односкатными;
  • двухскатными;
  • прямыми;
  • арочными.

Как рассчитывается ферма из стальной профильной трубы

Расчет любой металлической конструкции – это важный и ответственный этап, независимо от того, строительство какой конструкции предполагается.

Расчет стропильной системы из профильной трубы сводится к следующим моментам:

Чтобы не допускать большого рассогласования в расчетах, лучше воспользоваться строительным калькулятором. На основании специальной программы можно рассчитать любую конструкцию из металла, в том числе и стропила крыши из профильной трубы.

Профильная труба для строительства ферм – требования к материалу

Изготовление рабочих конструкций ферм, особенно больших по размеру, требует определенных характеристик трубопроката.

Поэтому профильные трубы выбираются:

Все основные данные занесены в определенные документы, что позволяет ознакомиться с информацией на предмет наличия видов профильных труб и подобрать те материалы, которые пригодны для конкретных проектов.

Информация по назначению калькулятора

Д ля вальмовой конструкции подходят практически все популярные виды кровельных материалов, а их выбор чаще всего зависит от личных предпочтений и эксплуатационных характеристик самого материала.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами, как:

  • контуры, размер и форма будущей крыши;
  • материал изготовления верхнего и нижнего поясов фермы, а также ее решетки;
  • угол наклона и планируемая нагрузка.

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Профильные трубы для ферм бывают двух видов сечений: прямоугольного или квадратного. Выпускаются они разного диаметра, с разной толщиной стенок:

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

Итак, теперь подходим непосредственно к сборке самих ферм. Справиться с этим вам поможет такая пошаговая инструкция:

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Кстати! Будет интересно узнать: Деревянные двутавровые балки перекрытия: технические нюансы технологии строительства

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.

Также в некоторых конструкциях приходится сочетать разные виды ферм, чтобы присоединить крышу к стене здания:

Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Использование стропил из труб

Как правило, металлические стропила используют при строительстве габаритных промышленных и общественных зданий. Это могут быть гипермаркеты, спорткомплексы, цеха, склады.

Среди достоинств металлических ферм можно выделить:

  • высокую прочность, позволяющую выдерживать большие нагрузки;
  • способность перекрывать большие пролеты;
  • возможность применения на геометрически сложных объектах;
  • долговечность.

Недостатки при этом такие:

Строение ферм из труб

Единицей стропильной металлической системы является ферма – плоская конструкция, собранная из нескольких прямых стержней. Контур фермы формируют верхний и нижний пояса. Между ними находится решетка, состоящая из раскосов и стоек.

Элементы фермы – прямые профильные трубы – соединяют или непосредственно между собой, или через узловые фасонки. Для крепления используют сварки, болты, клепки.

Основные узлы ферм из труб

При стыковке труб разных диаметров возможно применение торцевых прокладок. Также при монтаже практикуются фланцевые соединения с помощью болтов.

Полный цикл работ по сварке и монтажу ферм из профильных труб для навеса и подвесных ворот показан в видео:

Расчет кровли онлайн калькулятор

Данный калькулятор производит расчет покрытия для двускатной кровли.

Прежде чем приступить к расчетам, в верхнем правом углу калькулятора нужно выбрать кровельное покрытие.

Ниже представлены калькуляторы для других видов крыш:

Обозначения полей калькулятора

Нагрузки, воздействующие на крышу

Вероятно, что когда дело доходит до выбора типа крыши и кровли, следует руководствоваться не только визуальными требованиями. В первую очередь необходимо уделить внимание изучению вопроса нагрузки на вальму.

Ветровая нагрузка не такая уж безобидная, как может показаться на первый взгляд. В некоторых случаях приходится говорить и о нагрузке из-за веса одного из элементов вальмы. Чаще всего в роли утяжелителя выступает обрешетка или кровля.

Все вышеперечисленные факторы воздействия не так просты в анализе, но к счастью, уже давно разработаны все необходимые СНиПы, к нормам которых можно обратиться в любой момент.

Расчет количества материалов для кровли на примере металлочерепицы

Специалисты утверждают, что 45 градусов — это оптимальный угол наклона.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере двускатной крыши:

Это число делим на эффективную ширину и получаем 5,45. Решение действия отображает количество нужных листов и поскольку число вышло не целым, по понятным причинам округляем в сторону увеличения.

Таким образом, нам понадобится 6 листов металлочерепицы для настила одного ряда по длине стрехи. Переходим к расчету количества листов по вертикали.

После этого результат 4,3 м поделим на эффективную длину и на исходе получим 5,05 листа. В таком небольшом отклонении от целого числа советуем округлить на уменьшение.

Кстати! Будет интересно узнать: Инструкция по монтажу мягкой кровли; подробная технология качественной установки покрытия

Конструкции ферм из профильной трубы ↑

В основе деления этих конструкций на конкретные виды лежат разные параметры. Начнем с главного –

    опоры, компоненты которой расположены в единой плоскости; висячие, в их состав входят два пояса, по расположению их называют соответственно нижним, верхним.
    Форма и контуры

По первому параметру различают:

    арочные фермы из профильной трубы, бывают и прямыми; односкатные либо двухскатные.

В соответствии с контуром различают:

    имеющие параллельный пояс. Это оптимальный вариант для обустройства мягкой кровли. Такая опора собирается очень просто, поскольку ее компонентами являются идентичные детали и, что немаловажно, размеры решетки совпадают с размерами стержней для пояса;

    Угол наклона. Типовые фермы из профильной трубы делят на три группы:
    22°- 30°. Высота и длина металлоконструкции в этом случае соотносятся, как один к пяти. Это оптимальный вариант для перекрытия небольших пролетов в бытовом строительстве. Главным их преимуществом является небольшой вес. Больше всего для подобного аналога подходят треугольные.

Если пролет превышает 20 м, то возникает необходимость в подстропильной металлоконструкции, связанной опорными колоннами.

    15°- 22°. Соотношение высоты и длины в этом случае равно один к семи. Наибольшая допустимая длина под подобный каркас составляет 20 м. Если по условиям эксплуатации необходимо увеличить ее высоту, то нижний пояс выполняют ломаным. меньше 15°. В подобный проектах рекомендуется использовать трапециевидные металлические стропила. Наличие в них коротких стоек способствует увеличению противодействия продольному изгибу.

Высоты определяют через деление длины пролета на семь, восемь либо девять частей, взяв за основу особенности заданной конструкции.

Рекомендации по правильному выбору и изготовлению металлоконструкций трубчатого типа ↑

      Выбирая типоразмер желательно остановить свой выбор на прямоугольных или квадратных изделиях, поскольку имеющиеся два ребра жесткости обеспечат готовой металлоконструкции наибольшую устойчивость. Используйте исключительно качественные изделия из высокоуглеродистой легированной стали, которая не корродирует и устойчива к агрессивным воздействиям внешней среды. Толщину стенок и диаметр подбирают в соответствии с заложенными в проекте. Таким образом будет обеспечена требуемая несущая способность металлических стропил. Для соединения основных компонентов фермы друг к другу используют прихватки и спаренные уголки. В верхнем поясе для смыкания каркаса необходимы разносторонние двутавровые уголки, причем стыковку выполняют по меньшей стороне. Для сопряжения деталей нижнего пояса применяют равносторонние уголки. Основные части длинных конструкций соединяют посредством накладных пластин.

    Изготовление металлических ферм для навеса на видео.

    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:

    Подведя итоги

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

    Стропильные фермы для различных типов крыши

    При строительстве определённого здания обязательно используются стропильные системы того или иного вида, причём тип крыши будет полностью зависеть от проекта будущего строения.

    Стропильная ферма для двускатной кровли

    Двускатная кровля считается наиболее простой системой для крыши, используют ее для жилых строений не более трёх этажей

    Кстати! Будет интересно узнать: Для чего нужна контробрешетка крыши правильное устройство и монтаж контррейки под металлочерепицу

    Стропильная система для двускатной кровли позволяет равномерно распределить нагрузку от крыши по периметру здания

    Стропильная система для вальмовой кровли

    При обустройстве системы для вальмовой кровли потребуется установка разных типов стропил:

    • нарожники (укорочённые);
    • боковые;
    • вальмовые основные;
    • накосные (диагональные элементы, которые формируют скат в форме треугольника).

    Для установки такого вида конструкции точно рассчитывается угол наклона, а также сечение накосных балок. От длины пролёта зависят и размеры деталей.

    Чтобы вальмовая кровля не деформировалась от сильной нагрузки, следует точно рассчитать угол наклона диагональных балок для стропил

    Соблюдайте симметричность при установке диагональных балок для стропил, иначе кровля деформируется от значительной нагрузки.

    Стропильная система для ломаной крыши

    Сборку стропил для ломаной двускатной кровли под силу выполнить и непрофессионалам, поскольку монтаж такой кровли очень прост

    «Кукушка» в стропильной ферме

    Основная сложность при установке подобной системы стропил — это расположение внутренних углов. В данных местах может скапливаться снег, а значит, возрастёт нагрузка, из-за чего изготавливают сплошную обрешётку.

    «Кукушкой» на крыше называют небольшой выступ на мансардном этаже, под которым расположено дополнительное окно

    Ферма стропил крыши-шале

    Чтобы вынести боковые карнизы, делается коньковый брус, после чего на уровне мауэрлата выносятся балки, которые должны быть идентичными длине конька. На данные детали конструкции опирается ферма, а в дальнейшем — стройматериал для кровли.

    Для крыши в стиле шале характерны козырьки, вынесенные на несколько метров за пределы дома

    Стропильная ферма, предназначенная под мягкую кровлю

    Если длины досок обрешёток не хватает, то стыки деталей необходимо располагать в различных местах. Таким способом можно правильно распределить участки, которые были ослаблены.

    Распространенные виды кровли

    Среди популярнейших типов упоминают:

    • керамическую черепицу;
    • цементно-песчаную черепицу;
    • битумную черепицу;
    • металлочерепицу;
    • шифер;
    • профнастил, алюминиевый фальц и другие металлические кровли;
    • битумный шифер;
    • сланцевое покрытие;
    • крыша, созданная на основе природных материалов.

    В состав стропильной системы входит множество строительных «запчастей», но главными в этом широком списке являются:

    • скаты (наклонные плоскости),
    • обрешетка,
    • стропила,
    • брус мауэрлат.

    Кроме того, определенную роль в процессе укрытия и дальнейшего функционирования крова занимает фронтон, желоб, аэратор, труба для водоотвода и другие.

    Результаты расчетов

    Регион снеговой нагрузки

    Расшифровка полей калькулятора

    Расчет площади покрытия

    В подобных условиях измерьте длину и ширину сооружения, сложите показатели условных свесов и затем два результата умножьте один на другой.

    Расчет площади кровли

    Следовательно, алгоритм решения во всех проектах, в которых используются скатные стрехи — аналогичен. По завершению отмеченных действий, для того чтобы узнать площадь домового купола Вам понадобится просуммировать полученные результаты.

    Расчет паро- и гидроизоляции

    Паро— и гидроизоляционный материал считается очень просто. Для этого нужно просто покрываемую площадь поделить на аналогичный параметр кровельного настила. К примеру, речь идет о двускатном навесе.

    Условно берем длину ската 5 метров, а ширину 4 м. Следовательно площадь одной единицы равна 20 кв. м, а общий показатель для двух скатов составит 40 кв. м. Паро- и гидроизоляционный материал принято считать по рулонам.

    Если один такой рулон содержит 80 кв. м, то даже с вычетом нахлестов и подобных отклонений, получим как минимум 65-70 кв. м, что для рассчитанной поверхности более чем достаточно. Вот и все, с чем нам хотелось поделиться на эту тему.

Ссылка на основную публикацию