Как выполнить расчет ферм перед постройкой навесов?

  • Дата: 06-09-2015
  • Просмотров: 2355
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 23
Оглавление: [скрыть]
  • Плюсы использования ферм из металла
    • Элементы ферм для навеса
    • А если угол уклона больше 20 градусов: как быть?
  • Как выполнить расчеты?
  • Как не ошибиться при расчетах?

Навес — это простая архитектурная конструкция, которая используется в самых различных целях. Чаще всего его сооружают при отсутствии крытого гаража на дачном участке либо для защиты площадки для отдыха от ярких солнечных лучей. Чтобы обеспечить надежность и прочность такого небольшого строения, необходимо выполнить расчет навеса, данные которого покажут, какие именно фермы будут использоваться, как они будут крепиться.

Схема соединения профильных труб

Схема соединения профильных труб.

Плюсы использования ферм из металла

Для изготовления ферм для навеса рекомендуется использовать металлические профильные трубы, которые отличаются многочисленными преимуществами:

  • прочность их высокая, сроки эксплуатации намного выше, чем для остальных материалов;
  • возможность сооружения даже очень сложных конструкций, затрачивая на это минимум усилий. В данном случае требуется только предварительный расчет навеса, который можно сделать при помощи специального калькулятора и данных, полученных их справочника (учитывая тип трубы, размеры навеса, материал кровельного покрытия, угол уклона);
  • относительно невысокая стоимость ферм;
  • небольшой вес, так как профильные трубы внутри полые;
  • высокая устойчивость к деформациям, различным внешним нагрузкам, ударам и прочему.

После монтажа трубы обрабатываются антикоррозионными составами, после чего их можно окрасить полимерными красками, отличающимися долговечностью, внешней привлекательностью, устойчивостью к ультрафиолету, осадкам.

Вернуться к оглавлению

Элементы ферм для навеса

Чертеж навеса

Чертеж навеса.

Чаще всего фермы для навеса выполняются из металлических профильных труб, которые обеспечивают необходимую надежность. С ними достаточно просто работать, а несущая способность позволяет для покрытия использовать самые разнообразные кровельные материалы, включая металлические листы.

Конструкция таких металлических ферм включает в себя два пояса, нижний и верхний, и такие элементы, как стойка, раскос, шпренгель, то есть опорный раскос. Форма конструкции может быть самой различной, так же как и ее размеры. Все это оказывает сильное влияние на проведение расчетов перед началом строительства.

При расчете ферм для навесов необходимо учитывать не только материал, из которого они изготавливаются, но и то, какой уклон будет иметь будущая конструкция, какая ферма будет применяться. Применимы три варианта:

  • 6-15 градусов;
  • 15-22 градуса;
  • 22-35 градусов.

Если угол конструкции небольшой, то необходимо использовать фермы трапециевидной формы. При этом обеспечить уменьшение веса можно, если принять высоту за 1/7 или 1/9 от общей длины для пролета.

Если навес будет иметь сложную геометрическую форму, то в средней части его надо приподнимать над всеми опорами, часто специалисты рекомендуют использовать фермы Полонсо. Но когда требуется большая высота конструкции, стоит предпочтение отдать многоугольной ферме, чей нижний пояс будет приподнятым.

Схема навеса из металла и поликарбоната

Схема навеса из металла и поликарбоната.

Чаще всего используется конструкция для односкатного навеса с небольшим уклоном, ферма здесь имеет асимметричную форму. При проведении расчетов в данном случае требуется учесть, что для стропил будет применяться швеллер с сечением балки в виде «П», тавр в виде буквы «Т», металлический «Г»-образный уголок. Все элементы будут свариваться, то есть собирать фермы для навеса можно прямо на месте.

При выполнении расчета надо учитывать, что металлические профильные трубы, которые могут быть использованы для строительства, бывают холодно- и горячекатаными. В последнем случае используется стальная лента с толщиной до 5 мм, сечение такой трубы квадратное либо прямоугольное, но первый случай предпочтительнее (с такой трубой проще работать).

Вернуться к оглавлению

А если угол уклона больше 20 градусов: как быть?

Сделать расчет фермы при уклоне в 15-22 градуса не так сложно. Учитывается, что высота фермы будет составлять одну седьмую от общей длины пролета, который может составлять все 20 метров. Чтобы увеличить высоту конструкции на 0,23 от длины пролета, необходимо нижний пояс сделать ломаным.

Согласно расчетам специалистов, такой тип ферм имеет вес, примерно на 30 процентов меньший, чем обычные треугольные, но для использования такого типа с восемью панелями необходимо обеспечить пространство для их крепления. В остальном расчет проводится согласно табличным данным.

Сделать расчет фермы при уклоне в 22-30 градусов можно с помощью специальной онлайн-программы. Обычно такой угол используется для железа, шифера и других подобных материалов, ферма в данном случае должна иметь треугольную форму с высотой в одну пятую от длины всего пролета. Вес такой фермы относительно небольшой.

При общей длине пролета конструкции в 14-20 м необходимо выбирать ферму с раскосами, идущими вниз.

Схемы козырьков с уклоном

Схемы козырьков с уклоном.

Тогда верхняя часть будет иметь панель, длина которой составит от полутора до двух с половиной метров, в обоих поясах количество панелей будет четным. Обычно их количество составляет восемь.

Фермы рекомендуется монтировать при помощи подстропильных конструкций из металла, которые одновременно являются и связующими для опор. Длина одного пролета может быть значительной, до двадцати метров. Ферма имеет так называемую форму Полонсо, то есть состоит из двух отдельных элементов треугольной формы, которые соединяются затяжками. В таком случае конструкция получает возможность отлично противостоять продольному изгибу, сохраняя небольшой вес. Если покрытие будет крепиться прямо к фермам, надо делать затяжку в верхних узлах.

При расчетах учитывается, что верхняя часть может разбиваться на 12 либо 16 отдельных панелей.

Вернуться к оглавлению

Как выполнить расчеты?

Чтобы сделать расчет фермы для навеса, необходимо приготовить:

  • калькулятор и специальные программы;
  • СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки). Можно взять из специальных справочников;
  • СНиП П-23-81 (данные по стальным конструкциям). Можно взять из специальных справочников.

При проведении расчетов необходимо выполнять такие действия:

  1. Выбрать схему ферм, для чего определить будущие контуры. Очертания должны выбираться исходя из общих функций навеса, материала, угла наклона конструкции.
  2. Выбрать размеры будущей конструкции. Высота зависит от типа кровли и материала, минимального веса, угла наклона навеса.
  3. При превышении размеров пролета в 36 метров необходимо провести расчет для строительного подъема, то есть обратный погашаемый изгиб от нагрузок на конструкцию.
  4. Следует определить панельные размеры конструкции, которые соответствуют расстояниям между отдельными частями, обеспечивающими передачу нагрузок.
  5. Определить расстояние между узлами, которое, как правило, равно ширине панели.
Схема деревянного навеса

Схема деревянного навеса.

При выполнении расчетов необходимо следовать таким простым советам:

  • необходимо все цифры высчитывать в точности, так как даже небольшая погрешность может привести к ошибкам при проведении работ. Если вы не уверены в своих силах, то лучше сразу обратиться к специалистам за проведением таких расчетов;
  • чтобы облегчить работу, можно взять уже готовые проектные решения, просто подставив свои значения.

Выполняя расчет фермы, надо помнить, что при ее увеличивающейся высоте увеличивается и несущая способность. В зимний период снег на таком навесе почти не будет скапливаться. Чтобы сделать прочность более высокой, можно запланировать дополнительное количество ребер жесткости.

Для изготовления фермы рекомендуется использовать профильную металлическую трубу, которая отличается малым весом при достаточно высокой прочности и жесткости. При выборе размеров для такой трубы, необходимо руководствоваться следующими данными:

  • для небольших навесов, ширина которых будет составлять до четырех с половиной метров, необходимо брать металлическую трубу 40*20*2 мм;
  • для навесов, ширина которых будет составлять до пяти с половиной метров, рекомендуется брать профильную трубу с размерами 40*40*2 мм;
  • если ширина навеса будет составлять больше пяти метров, то рекомендуется брать трубу 60*30*2 миллиметра либо 40*40*3 мм.

https://www.youtube.com/watch?v=t31Eqf9RGG0

При планировании шага ферм надо учитывать, что максимальное расстояние между ними может составлять 1,7 м, что позволяет сохранить надежность и прочность.

Вернуться к оглавлению

Как не ошибиться при расчетах?

Теперь можно приступать к самим расчетам конструкции, основываясь на всех полученных данных и справочной информации:

Схема крыши навеса

Схема крыши навеса.

  • допустим, что планируется сооружение навеса с уклоном в восемь градусов, при пролете в 4 м 70 см и с шириной в 9 м. Снеговые нагрузки для региона находятся на уровне 84 кг/кв.м;
  • общий вес фермы будет составлять около 150 кг (берем небольшой запас на прочность), при этом вертикальная нагрузка составит 1,1 тонну на одну стойку с высотой в 2 м 20 см;
  • одним своим концов ферма опирается на кирпичную стену строения, другим — на опорную колонну навеса при помощи анкеров. Труба для фермы берется квадратного сечения 45*4 мм, так как в данном случае с ней удобнее работать, а прочность будет оптимальной;
  • самым лучшим решением является использование ферм с параллельными поясами, высота каждой будет равна 40 см. Для раскосов лучше брать трубу с сечением 25*3 мм, а для нижнего и верхнего пояса — 35*4 мм. Все элементы будут привариваться друг к другу, поэтому толщина стенки тут рекомендуется в четыре миллиметра.

https://www.youtube.com/watch?v=F6NYA-T3dzY

При выполнении расчетов применяются такие данные, как:

  • расчетное сопротивление для стали Ry= 2.45 Т/см2;
  • коэффициент надежности — 1;
  • пролет для фермы — 4,7 метра;
  • высота одной фермы — 0,4 метра;
  • количество панелей для верхнего пояса фермы — 7;
  • крепление улов — через один.

Все необходимые данные предоставляются в справочниках, но специалисты рекомендуют выполнять такие расчеты только с использованием специальных расчетных программ. Если вы допустите ошибку, то ваши фермы просто «сложатся» под воздействием снеговых либо ветровых нагрузок. Еще раз отметим: если у вас нет опыта, лучше довериться специалистам либо взять уже готовые типовые решения, подходящие для вашего конкретного случая.