Как правильно сварить ферму из профильной трубы

Александр, спасибо за ваш комментарий. Мы рады, что наш материал оказался для вас полезным. Что касается видеофайла, то, к сожалению, правообладатель ограничил право на его распространение. Еще раз спасибо. Будем рады вашему визиту на наш сайт.

Металлические фермы: самостоятельные расчеты и особенности изготовления

Надежные и прочные металлические фермы – одна из разновидностей современного металлопроката. Это цельная форма, которая никогда не меняет своих геометрических параметров, даже если жесткие узлы заменяются шарнирными. С их помощью создаются прочные и надежные конструкции, такие как навесы, беседки, павильоны и даже целые крыши для жилых домов. Но являются ли такие конструкции более практичными, чем простые деревянные?

В этой статье мы расскажем о типах, особенностях и преимуществах металлических ферм. Надеемся, вы совершенно по-другому взглянете на долговечность стропильной системы, особенно если хотите забыть о занозах, жучках-точильщиках и постоянных хлопотах по обработке элементов крыши.

Преимущества и недостатки для частного строительства

Прочные металлические фермы сегодня активно используются для возведения частных домов и промышленных зданий. Также без такой надежной конструктивной системы невозможно обойтись при возведении складов, спортивных сооружений, торговых центров и выставочных павильонов, а также при строительстве многоэтажных офисных зданий. Это неудивительно, ведь металлические фермы особенно хороши, когда речь идет о перекрытии больших пролетов.

Металлические трубчатые фермы имеют много ценных преимуществ перед другими:

• Устойчивость к деформации под нагрузкой.
• Малый вес за счет полых конструкций.
• Доступная стоимость для частного строительства.
• Возможность строить безопасные, сложные конструкции без ущерба для прочности.
• Высокая пожарная безопасность.
• Долговечность, прочность и надежность.

С конструктивной точки зрения использование ферм даже более выгодно, чем балок. Ведь они несут значительно большие нагрузки, чем обычные двутавровые балки и швеллеры, при меньшем весе. В то же время фермы менее требовательны к износу металла.

Металлические фермы в чем-то схожи со стальными балками, но гораздо экономичнее в плане расхода материалов. В то же время их эксплуатационные характеристики сопоставимы. Отличие металлической фермы от простого стропильного соединения заключается в том, что готовая ферма прекрасно работает на растяжение и сжатие.

В отличие от деревянных стропил, металлические стропила не гниют, не плесневеют и не повреждаются грибками или насекомыми. Их гораздо труднее сломать тонной снега. Кроме того, такие стропила устанавливаются быстрее, чем изготовленные из других материалов.

Этап I. Проектирование фермы и ее элементов

Что же такое ферма? Это конструкция, которая соединяет между собой опоры. К ее преимуществам относятся высокая прочность, отличные эксплуатационные характеристики, низкая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Поскольку такие фермы обладают высокой несущей способностью, их укладывают под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование прямоугольных замкнутых металлических ферм является одним из наиболее рациональных решений. И не зря:

1. Главный секрет – экономичность, благодаря удобному соединению всех элементов фермы.
2. Еще одно ценное преимущество профилированных ферм – одинаковая устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и простота в обращении.
3. Благодаря своему небольшому весу эти фермы могут выдерживать большие нагрузки.

Фермы различаются по форме балок, типу сечения балок и типу фермы. При правильном подходе вы можете самостоятельно сварить и собрать фермы из профильной трубы любой сложности. Даже такого типа:

Этап II. Приобретение правильного профиля

Итак, прежде чем проектировать свои будущие фермы, необходимо сначала определиться с такими важными вопросами, как:

• Контуры, размер и форма будущей крыши;
• Материал для верхних и нижних хорд фермы и ее решетки;
• Угол наклона и планируемая нагрузка.

Помните одну простую вещь: каркас из профильной трубы имеет так называемые точки равновесия, от которых зависит устойчивость всей фермы. И очень важно выбрать качественный материал для этой нагрузки:

Профильные трубы для ферм бывают двух типов сечения: прямоугольные или квадратные. Они выпускаются различных диаметров и толщины стенок:

• Для небольших зданий мы рекомендуем трубы длиной до 4,5 метров с сечением 40 x 20 x 2 мм.
• Если вы будете делать фермы длиной более 5 метров, выбирайте профиль с сечением 40 x 40 x 2 мм.
• Для полноразмерной конструкции крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40x60x3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому не используйте для изготовления ферм трубы, предназначенные для колонн и рам. Также следует обратить внимание на метод, которым было изготовлено изделие: электросварка, горячая деформация или холодная деформация.

Если вы собираетесь изготавливать фермы самостоятельно, то проще всего работать с квадратными заготовками. Покупайте квадратный профиль толщиной 3-5 мм, который достаточно прочен и по своим свойствам похож на металлический пруток.

При проектировании необходимо учитывать снеговые и ветровые нагрузки в данной местности. Наконец, при выборе профиля большое значение имеет угол наклона ферм:

Почему профильная труба лучше

Сварные фермы из профильной трубы имеют ряд преимуществ перед фермами из других материалов:

• такие конструкции огнестойки и не требуют специальной обработки огнезащитой;
• каркас способен выдерживать нагрузки как от собственного веса, так и от давления ветра или снега;
• труба хорошо гнется в кронштейнах, что позволяет создавать разнообразные формы и узоры;
• достаточно покрасить материал для предотвращения коррозии;
• профиль легко купить в любом регионе страны;
• если при монтаже был сделан некачественный срез, балку можно отремонтировать с помощью сварки (что не получится с деревянными балками);
• профиль относительно легкий за счет своей полой структуры;
• Каркас не деформируется со временем и способен служить очень долго.

Выбор формы

Для того чтобы правильно сварить фермы из профильной трубы как можно быстрее, необходимо определиться с их формой. Это зависит от типа возводимой конструкции. Для навеса подойдет решетчатая ферма с параллельными балками или односкатной крышей. Изогнутые фермы более красивы. Профиль гнется на трубогибе, а перекрытие делается из поликарбоната, который легко адаптируется к форме крыши.

Если вы хотите создать огромное укрытие для большого количества автомобилей, то подойдет конструкция типа "пентхаус". Беседка или домик у бассейна будут выглядеть более элегантно с портальной или двускатной фермой. Такие шатровые или двускатные варианты придают благородство этой простой конструкции и вносят разнообразие в окружающие постройки.

Как сделать стропильную ферму для крыши из профильной трубы

Ферму для крыши из профилированной трубы можно заказать в сборном виде. Стропильную ферму можно заказать на заводе в соответствии с чертежами, с качественным соединением всех компонентов. Вам останется только правильно установить их на доме, сделать обрешетку и прикрепить кровельное покрытие.

Если вы хотите построить крышу из профильной трубы самостоятельно, вам необходимо знать, как соединить компоненты вместе.

Точки, в которых профильные трубы соединяются друг с другом при строительстве каркаса крыши из профильных труб, называются узлами. Соединения могут быть:

Прямыми. В этом случае соединительные трубы фермы крепятся непосредственно к хорде, без использования вспомогательных элементов.

При работе над каркасом из профильной трубы важно соблюдать следующие правила:

• Соединение между профильной трубой и хордой должно быть выполнено таким образом, чтобы соединение было герметичным. В противном случае влага, проникающая в полость металлической трубы, вызовет коррозию и повреждение металлических стенок с внутренней стороны.
• Толщина стенки профильной трубы для ферм должна выбираться с учетом нагрузок, которым будет подвергаться конструкция крыши. Участки, где ожидается повышенная нагрузка, должны быть усилены. Для этого можно использовать трубу с более толстой стенкой или усилить ее сваркой металлических пластин или уголков.
• Если верхние и нижние хорды изготовлены из нескольких профильных труб, их можно соединить только сваркой. Сварка концов должна быть выполнена как можно тщательнее, чтобы сварной шов был ровным. В противном случае нагрузка может распределяться неравномерно. В этом случае риск растрескивания сварного шва значительно возрастает.
• Допускается установка кольцевой муфты в стыковом соединении между двумя сваренными трубами по всей их длине. В связи с этим используется труба большего сечения, которая прижимается к трубе фермы.
• Вариантом соединения профильных труб по длине является установка фланцев. Они привариваются к концам труб, а само крепление прикручивается к фланцам.

Расчет материалов для кровли из профильной трубы

Крышу из профильных труб можно собрать своими руками, если правильно рассчитать несущую способность стропильной фермы и подобрать материалы нужного размера и формы. При проведении любых расчетов следуйте требованиям, изложенным в СНиП. Только так можно получить точные, а не приблизительные результаты. Для этого рекомендуется использовать следующие положения:

Не рекомендуется выполнять какие-либо расчеты кровли, если вы не разбираетесь в этой области. Гораздо дешевле заказать проект у специалиста, чем рисковать безопасностью. При неправильных расчетах высок риск обрушения металлоконструкции. Это особенно актуально, если крыша из профилированных труб шатровая или составная шатровая. Ремонт такой крыши обойдется дороже, чем установка специально рассчитанной фермы.

При проведении расчетов учитываются следующие параметры:

Расстояние между хордами (необходимая высота фермы). На этот параметр влияет нагрузка, возникающая от веса кровельного материала, а также условия работы. Обычно этот параметр составляет от 200 до 300 мм. Если длина крыши превышает 36 метров, это значение может увеличиться, и в центральной части можно использовать дополнительные опоры.

При монтаже односкатной крыши с профильной трубой необходимо учитывать высоту трубы в верхнем углу. Чем больше это расстояние, тем устойчивее будет подконструкция.

Расчеты

Все необходимые расстояния (напр. высота и длина конструкции) следует тщательно рассчитать, прежде чем приступать к возведению стропильных ферм. Следуйте стандартным инструкциям.

• Хорошо, если длина рамы фермы крыши будет равна длине пролета, перекрывающего профиль.
• Высота конструкции определяется выбранным углом и формой фермы. Например, если вы хотите построить треугольную конструкцию, высота должна составлять от 1/5 до ¼ длины, а для прямоугольной – 1/8.
• Решетка по отношению к хорде должна располагаться под углом, и этот угол может составлять от 35 до 50 градусов.
• Чтобы правильно рассчитать расстояние между узлами, необходимо учесть ширину панели. Важно, чтобы эти показатели были равны.
• Если ферма очень длинная (более 25 метров), то потребуется соорудить специальный строительный домкрат. Для этого необходимо провести отдельные расчеты, чтобы определить уровень нагрузки и выбрать наиболее подходящий размер профильных труб.

Имейте в виду, что в некоторых случаях вам потребуется выполнить не только стандартные расчеты, но и специальные, основанные на индивидуальных проектах.

Как я могу сделать это своими руками?

Вы можете попробовать правильно сварить ферму крыши из профильных труб, арматуры или других материалов своими руками (при этом размер фермы может быть различным: например, 4, 5, 6 или даже 8 метров). Самое главное, что процесс изготовления должен соответствовать заранее сделанным чертежам и схемам.

Если вы решили создать сарай самостоятельно и в домашних условиях, то вам следует внимательно ознакомиться с таким документом, как СНиП 2.01.07-85. В нем подробно освещены и регламентированы все вопросы, связанные с изготовлением навеса. Для достижения удовлетворительного конечного результата нельзя пренебрегать принципами вышеуказанного официального документа – это может привести к неточностям и дефектам.

Кроме того, перед началом практической работы необходимо провести теоретическую подготовку. Например, необходимо определиться с формой фермы и размером сечения трубы. При этом специалисты рекомендуют всегда ориентироваться на климатические условия региона, в котором вы проживаете.

Также необходимо определить размеры (длина, высота, ширина и т.д.), уклоны и углы и т.д. После того как вся предварительная работа выполнена и произведены все необходимые расчеты, следует приступить к рисованию планов и схем, которые лягут в основу будущего строительства.

Документация должна быть подготовлена как можно точнее и тщательнее, чтобы впоследствии не пришлось переделывать конструкцию.

При строительстве фермы для сарая своими руками следуйте простым инструкциям, разработанным специалистами. Ниже приведен пошаговый план строительства прямоугольной фермы размером 4 х 6 метров.

• Прежде всего, вырежьте столбы, которые будут составлять основу и удерживать всю конструкцию вместе. Поскольку длина фермы составляет 6 метров, вам также понадобится 6 столбов (1 столб на 1 метр). Для этой цели специалисты рекомендуют профильную трубу 80 x 80 мм или 100 x 100 мм.
• На этом этапе подготовленные опоры следует вбить в землю (на глубину около 80 см). Их также следует укрепить бетоном. Что касается непосредственного размещения опор, то 4 из них должны быть размещены по краям, а остальные 2 – в середине длинных балок. Следует позаботиться о том, чтобы нагрузка распределялась как можно более равномерно. Для этого рекомендуется размещать опоры не по углам, а на небольшом расстоянии друг от друга.
• Высота стоек зависит от индивидуальных потребностей. В первую очередь необходимо учитывать, для чего вы будете использовать маркизу в будущем. При установке стоек важно расположить их ровно, чтобы крыша маркизы была максимально ровной.
• В некоторых случаях целесообразно установить маркизу рядом с кирпичной стеной дома. В этом случае функцию опоры со стороны этой стены могут выполнять оклады, которые устанавливаются в несущей конструкции на том же уровне, что и бетонные опоры с другой стороны.
• Ферма должна быть установлена непосредственно на земле. Поэтому такие элементы, как нижние и верхние балки, а также вертикальные стойки соединяются друг с другом и должны быть закреплены сваркой. Сварка раскосов также имеет большое значение.
• Поскольку длина навеса составляет шесть метров, он должен состоять из шести ферм. Когда все конструкции установлены, между опорами необходимо натянуть продольные балки, чтобы соединить три опоры в ряд.
• Фермы поднимаются и свариваются на расстоянии 1,5 метра друг от друга.
• Следующим шагом является крепление ферм с помощью установленных поперечных балок. Прикрепите их через каждые 0,5 метра по всей длине верхней хорды.
• Наконец, тщательно зачистите стыки угловой шлифовальной машиной.
• Затем всю конструкцию следует покрасить.