Как провести расчет металлической фермы

Ферма металлическая – это конструкция, состоящая из стержней с разным сечением, которые жестко скреплены друг с другом. Часто для соединения элементов применяется сварка, иногда – крепеж. Ферма выступает в роли каркаса жесткости для кровли. Например, если в обустройстве крыши нужно полностью отказаться от колонн, но построить широкое здание. Однако строительство ферм сопряжено с такой проблемой, как расчет металлической фермы. Об этом мы поговорим чуть позже.

Виды металлических ферм

Конструкции широко используются в современном строительстве. Для разных целей применяются виды металлических ферм:

  • Параллельные – самые простые в вопросе обустройства, так как состоят из нескольких однотипных деталей;
  • Арочные – стандартные конструкции, состоящие внутренней и внешней арки, которые скреплены ребрами жесткости (радиус поверхности может быть разным);
  • Треугольные – могут быть в виде односкатной конструкции. Также встречаются двухскатные разновидности (они применяются для обустройства крыш, в которых поверхности расположены под углом по отношению друг к другу);
  • Полигональные – обустраиваются в случаях, когда речь идет о тяжелом настиле (они характеризуются сложностью монтажа);
  • Трапециевидные – применяются в тех же ситуациях, что и полигональные, но отличаются простотой формы;
  • Сегментные – самая сложная разновидность ферм.

Это не все, но самые распространенные виды конструкций.

Виды металлических конструкций

Особенности конструкции ферм

Расчет металлической фермы основывается на ее составе:

  • У каждой конструкции есть верхняя и нижняя поверхность (пояса);
  • Поверхности крепятся решетками, связанными друг с другом;
  • Перпендикулярно поясам расположены ребра жесткости (стойки);
  • Далее идут раскосы – ребра жесткости, которые монтируются под углом по отношению к поверхности (необходимы для укрепления конструкции);
  • Шпренгеля – разновидность раскосов, которые нужды для дополнительной фиксации.

Точка, в которой два или больше ребер соприкасаются, называется узлом. Панель – это расстояние между соседствующими узлами. Пролет – это отрезок между опорами конструкции. Принято считать, что чем больше решеток используется в ферме, тем она прочнее.

Отдельно стоит изучить схему расположения внутренних элементов. При расчете решеток пытаются найти компромисс между расходом металла и прочностью фермы.

Для внутреннего устройства конструкции используется несколько типов:

  1. Треугольное размещение решеток – не самый прочный, но экономичный вариант расхода сырья;
  2. Шпренгельная схема – подходит для случаев, когда нагрузка распределяется на верхнюю арку. Решетки расположены так, чтобы под воздействием не было нарушено основание между прогонами.
  3. Раскосная схема – обустраивается при нагрузке, в равной степени влияющей на оба прогона.
  4. Крестовая схема – применяется в случае, когда нагрузка распределяется не только в вертикальном, но сразу в нескольких косых направлениях.
  5. Тавровые – характеризуются перекрестной системой размещения решеток.
  6. Полукаркасные – используется для монтирования ферм с вертикальной ориентацией (например, мачты, мосты и др.).

Существуют фермы, разработанные для кровельного дела (прямые, одно-, двухскатные и др.). Они считаются более прочными и не деформируются даже на значительных пролетах. В нашей компании вы можете заказать металлические конструкции любой сложности.

Что нужно для проведения расчета

Расчет металлических ферм необходим для эффективного строительства. При проектировании нужно учесть моменты:

  • Рациональный расчет обеспечит прочность фермы и сэкономит металл для обустройства;
  • Конструкция будет более устойчивой во всех направлениях (хорошая обтекаемость, структура обеспечивает эффективность эксплуатации);

Перед работой нужно определить опирание металлических ферм, вес и тип конструкции.

Этап проектирования

Проектирование металлической фермы

При определении длины, веса и размеров металлической фермы нужно действовать поэтапно:

  1. Подобрать материал – обычно это профильная металлическая труба (прямоугольная или квадратная труба. Небольшие фермы – сечение 40х20х2 мм, длина в 4,5 м. Если конструкция больше 5 метров, то нужен профиль не менее 40х40х2 мм. Для больших ферм — 40х60х3 мм. 
  2. Учесть погодные условия в местности (дожди, ветер). Для удобства лучше воспользоваться калькулятором расчета фермы.
  3. Выбор формы крыши. Если проектированием занимается не профессионал, то лучше остановиться на односкатной схеме. Нельзя забывать об угле наклона верхнего пояса крыши по отношению к нижнему (применяются градусные диапазоны: 6-15, 15-20, 22-35).
  4. Выбор распорок крыши. Могут быть применены формы: треугольная, полигональная, параллельные, трапециевидные односкатные. При монтаже фермы нужно распределить опоры так, чтобы нагрузка на конструкцию была минимальной.
  5. Подбор типа опорных решеток. Нужно учитывать форму потолка и геометрию крыши. Для расчета также можно воспользоваться специальным калькулятором. Решетки должны быть обустроены так, чтобы напряжение приходило на те места, где расположены опоры. Если получится это обустроить, то в ферме не будут образовываться изгибы.

После того, как основные параметры будут подобраны, расчет производится при помощи специального программного обеспечения. В процессе применяются данные из таблиц, приведенных в документации:

  • СНиП 2.01.07-85 – содержит сведения для расчета нагрузки;
  • СНиП п-23-81 – содержит данные, характеризующие разные металлические конструкции.

Прежде чем провести расчет и заказать металлический навес, нужно обязательно ознакомиться с приведенными документами.