Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками



Сьогодні ферми з профільної труби по праву вважаються ідеальним рішенням для будівництва гаража, житлового будинку і присадибних споруд. Міцні та довговічні, такі конструкції обходяться недорого, швидкі у виконанні, і з ними здатний впоратися будь-який, хто хоч трохи розбирається в математиці і має навички різання і зварювання.

А як правильно підібрати профіль, розрахувати ферму, зробити в ній перемички і встановити, ми зараз детально розповімо. Для цього ми підготували для вас докладні майстер-класи виготовлення таких ферм, відео-уроки і цінні поради від наших експертів!

Етап I. Проектуємо ферму і її елементи

І так, що таке ферма? Це конструкція, яка пов’язує опори разом в одне єдине ціле. Іншими словами, ферма відноситься до простих архітектурних конструкцій, серед цінних переваг якої виділимо такі: висока міцність, відмінні показники експлуатації, невисока вартість і хороша стійкість до деформацій і зовнішніх навантажень.

Завдяки тому, що такі ферми мають високу несучу здатність, їх ставлять під будь-які покрівельні матеріали, незалежно від їх ваги.

Використання в будівництві металевих ферм з нових або прямокутних замкнутих профілів вважається одним з найбільш раціональних і конструктивних рішень. І неспроста:

  1. Головний секрет – в економії завдяки раціональній формі профілю і з’єднання всіх елементів решітки.
  2. Ще одна цінна перевага профільних труб для використання їх виготовленні ферми – це рівна стійкість в двох площинах, чудова обтічність і зручність експлуатації.
  3. При всій своїй малій вазі такі ферми витримують серйозні навантаження!

Відрізняються кроквяні ферми за обрисами поясів, типу перетину стрижнів і видам решітки. І при правильному підході ви самостійно зможете зварити і встановити ферму з профільної труби будь-якої складності! Навіть таку:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Етап II. Купуємо якісний профіль

Отже, перед тим, як скласти проект майбутніх ферм, спочатку потрібно визначитися з такими важливими пунктами:

  • контури, розмір і форма майбутньої даху;
  • матеріал виготовлення верхнього і нижнього пояса ферми, а також її решітки;
  • кут нахилу і планована навантаження.

Запам’ятайте одну просту річ річ: у каркаса з профільної труби є так звані точки рівноваги, які важливо визначити для стійкості всієї ферми. І дуже важливо підібрати під це навантаження якісний матеріал:



Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Будують ферми з профільної труби таких видів перетинів: прямокутного або квадратного. Такі випускаються різного розміру перетину і діаметра, з різною товщиною стінок:

  • Ми рекомендуємо ті, які спеціально продаються для малогабаритних будівель: такі йдуть до 4,5 метрів завдовжки і мають перетин 40х20х2 мм.
  • Якщо ви будете виготовляти ферми довше 5 метрів, тоді вибирайте профіль з параметрами 40х40х2 мм.
  • Для повномасштабного будівництва даху житлового будинку вам знадобляться профільні труби з такими параметрами: 40х60х3 мм.

Стійкість всієї конструкції прямо пропорційна товщині профілю, тому для виготовлення ферм не використовуйте труби, для які призначені тільки для сварок стійок і каркасів – тут інші характеристики. Також зверніть увагу, яким саме методом було виготовлено виріб: електрозварні, гарячодеформовані або холодним деформування.

Якщо ж ви беретеся виготовляти такі ферми самостійно, тоді беріть заготовки квадратного перетину – з ними працювати простіше всього. Придбайте квадратний профіль 3-5 мм завтовшки, який буде досить міцним і за своїми характеристиками близький до металевих брусів. Але якщо ферму ви будете виготовляти всього лише для козирка, тоді можете віддати перевагу більш бюджетного варіанту.

Обов’язково враховуйте при проектуванні снігові і вітрові навантаження у вашій місцевості. Адже велике значення при виборі профілю (в плані навантаження на нього) має кут нахилу ферм:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Більш точно спроектувати ферму з профільної труби ви зможете за допомогою онлайн-калькуляторів.

Відзначимо тільки, що найпростіша конструкція ферми з профільної труби є кілька вертикальних стійок і горизонтальні рівні, на які можна кріпити крокви для даху. Придбати такий каркас можна в готовому самостійно, навіть під замовлення в будь-якому місті Росії.

Етап III. Розраховуємо внутрішнє напруження ферм

Найважливіше і відповідальне завдання – це правильно зробити розрахунок ферми з профільної труби і підібрати потрібний формат внутрішньої решітки. Для цього нам знадобиться калькулятор або подібне йому інше програмне забезпечення, а також деякі табличні дані СНиПов, які за це:

  • СНиП 2.01.07-85 (впливу, навантаження).
  • СНиП п-23-81 (дані по сталевим конструкціям).

По можливості ознайомтеся з цими документами.

Форма даху і кут нахилу

Ферма потрібна для якої конкретно покрівлі? Односхилої, двосхилим, купольної, арочна або шатрового? Найпростіший варіант, звичайно ж, це виготовлення стандартного односхилого навісу. Але і досить складні ферми ви також здатні розрахувати і виготовити самостійно:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Стандартна ферма складається з таких важливих елементів, як верхній і нижній пояс, стійки, розкоси і допоміжні підкоси, які ще називають шпренгелів. Усередині ферм розташовується система решіток, для з’єднання труб використовується зварні шви, клепки, спеціальні парні матеріали і косинки.



І, якщо ви збираєтеся виготовити складну за формою дах, то такі ферми стануть для неї ідеальним варіантом. Їх дуже зручно виготовляти за шаблоном прямо на землі, і тільки потім піднімати наверх.

Найчастіше при будівництві невеликого дачного будиночка, гаража або битовки застосовуються так звані ферми полонсо – особлива конструкція трикутних ферм, з’єднаних затяжками, і нижній пояс тут виходить піднесеним.

По суті, в цьому випадку, щоб підвищити висоту конструкції, нижній пояс роблять ламаним, і він тоді становить 0,23 від довжини польоту. Для внутрішнього простору приміщення дуже зручно.

Отже, всього є три основні варіанти виготовлення ферми в залежності від нахилу даху:

  • від 6 до 15 °;
  • від 15 до 20 °;
  • від 22 до 35 °.

У чому різниця запитаєте ви? Наприклад, якщо кут конструкції буде невеликий, всього до 15 °, тоді ферми раціонально робити трапецієподібної форми. І при цьому цілком можна зменшити вагу самої конструкції, беручи в висоту від 1/7 до 1/9 від загальної довжини польоту.

Тобто керуйтеся таким правилом: чим менше вага, тим більше повинна бути висота ферми. А ось якщо ми вас матиме вже складну геометричну форму, тоді потрібно вибрати інший тип ферми і решіток.

Види ферм і форми даху

Ось приклад конкретних ферм для кожного виду даху (односкатной, двосхилим, складної):

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Давайте розберемося з видами ферм:

  • трикутні ферми – класика виготовлення основи для крутих схилів даху або навісів. Перетин труб для таких ферм потрібно підбирати з урахуванням ваги покрівельних матеріалів, а також експлуатації самої будівлі. Трикутні ферми хороші тим, що володіють простими форми, прості в розрахунку і виконанні. Їх цінують за подкровельное забезпечення природним світлом. Але відзначимо і недоліки: це додаткові профілі і довгі стрижні в центральних сегментах решітки. А також тут вам доведеться зіткнутися з деякими труднощами при зварюванні гострих опорних кутів.
  • Наступний вид – полігональні ферми з профільної труби. Вони незамінні при спорудженні великих площ. Сварка у них вже більш складної форми, а тому для полегшених конструкцій їх не проектують. Зате такі ферми відрізняються більшою економією металу і міцністю, що особливо добре для ангарів з великими прольотами.
  • Міцної вважається також ферма з паралельними поясами. Відрізняється від інших така ферма тим, що у неї все деталі – повторювані, з однаковою довжиною стрижнів, поясів і грат. Тобто тут мінімум стиків, а тому розраховувати і варити таку з профільної труби найпростіше.
  • Окремий вид – це односхилий трапециевидная ферма з опорою на колони. Така ферма ідеальна, коли необхідна жорстка фіксація споруди. У неї є ухили (розкоси) по бічних сторонах і відсутні довгі стрижні верхньої обрешітки. Підходить для дахів, яким особливо важлива надійність.

Ось приклад виготовлення ферм з профільної труби як універсального варіанту, який підходить для будь-яких садових будівель. Йдеться про трикутних фермах, і ви напевно їх вже бачили багато разів:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Трикутна ферма з ригелем теж досить проста, і цілком підходить для будівництва альтанок і побутівки:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

А от арочні ферми в виготовленні вже набагато складніше, хоча і мають ряд своїх цінних переваг:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Головне ваше завдання – центрувати елементи ферми з металу від центра ваги в усіх напрямках, кажучи простою мовою, мінімізувати навантаження і грамотно її розподілити.

Тому вибирайте той вид ферм, який підходить для цієї мети більше. Крім перерахованих вище, популярністю користуються також ферма-ножиці, асиметрична, П-образна, двухшарнирная, ферма з паралельними поясами і мансардні ферма з опорами і без них. А також мансардний вид ферми:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Типи решіток і точкова навантаження

Вам буде цікаво дізнатися, що певний дизайн внутрішніх грат ферм підбирається зовсім не з естетичних міркувань, а цілком практичних: під форму даху, геометрію стелі і розрахунок навантажень.

Вам потрібно спроектувати свою ферму таким чином, щоб всі сили зосереджувалися саме в вузлах. Тоді в поясах, розкосах і шпренгелів згинальних моментів не буде – вони стануть працювати тільки на стиск і розтяг. І тоді перетин таких елементів зменшують до необхідного мінімуму, значно при цьому економлячи на матеріалі. І саму ферму до всього ви спокійно можете зробити шарнірної.



В іншому випадку, на ферму будуть постійно діяти розподілена по стрижнях сила, і з’явиться згинальний момент, на додаток до загального напрузі. І тут тоді важливо грамотно прорахувати максимальне изгибающее значення для кожного окремого стержня.

Тоді перетин таких стрижнів має бути більше, ніж якщо б сама ферма була навантажена точковими силами. Підіб’ємо підсумок: ферми, на яких розподілене навантаження діє рівномірно, виготовляють з коротких елементів з шарнірними вузлами.

Давайте розберемося, в чому перевага того чи іншого виду решітки в плані розподілу навантаження:

  • трикутна система решітки завжди застосовуються в фермах з паралельними поясами і трапецеидальной фермі. Її основна перевага в тому, що вона дає найменшу сумарну довжину решітки.
  • раскоснимі система хороша при невеликій висоті ферм. Але витрата матеріалу на неї чималий, адже тут весь шлях зусилля йде через вузли і стержні решітки. А тому при проектуванні важливо закласти максимум стрижнів, щоб довгі елементи виявилися розтягнутими, а стійки – стислими.
  • Ще один вид – шпренгельних решітка. Її виготовляють у разі навантажень верхнього пояса, а також тоді, коли потрібно зменшити довжину самої решітки. Тут перевага в дотриманні оптимального відстані між елементами всіх поперечних конструкцій, яке, в свою чергу, дозволяє зберегти нормальне відстань між прогонами, що буде практичним моментом для монтажу елементів покрівлі. Але створювати такий грати своїми руками – досить трудомістке заняття з додаткових витрат металу.
  • хрестоподібна решітка дозволяє розподілити навантаження на ферму відразу в обох напрямках.
  • Ще один вид решітки – перехресна, де розкоси кріпляться прямо до стіни ферми.
  • І наостанок напіврозкісних і ромбическая решітки, найжорсткіша з перерахованих. Тут взаємодіє відразу дві системи розкосів.

Ми підготували для вас ілюстрацію, де зібрали всі види ферм і їх решіток разом:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Ось приклад того, як виготовляють ферму з трикутної гратами:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Виготовлення ферми з розкосу гратами виглядає так:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Не можна сказати, що якийсь із видів ферм безперечно краще або гірше іншого – кожен з них цінний меншою витратою матеріалів, більш легким вагою, що несуть здібностями і методом кріплення. Малюнок відповідає за те, яка схема навантажень буде на неї діяти. І від обраного типу решітки безпосередньо залежатиме те, якою буде вага ферми, зовнішній вигляд і трудомісткість її виготовлення.

Відзначимо ще такий незвичайний варіант виготовлення ферми, коли вона сама по собі стає частиною або опорою для іншого, дерев’яної:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Етап IV. Виготовляємо і встановлюємо ферми

Ми дамо вам кілька цінних порад, як самостійне без особливих складнощів зварити такі ферми прямо у себе на ділянці:

  • Варіант перший: можна звернутися до заводу, і вони зроблять на замовлення по вашому малюнку всі потрібні окремі елементи, які вам залишиться тільки зварити вже на місці.
  • Другий варіант: придбайте готовий профіль. Тоді вам залишиться тільки обшити ферми зсередини дошками або фанерою, а в проміжку укласти в разі потреби утеплювач. Але і обійдеться цей спосіб, звичайно ж, дорожче.

Ось, наприклад, хороший відео-урок, як подовжити трубу за допомогою зварювання і досягти ідеальної геометрії:

Ось також дуже корисне відео, як відрізати трубу під кутом 45 °:

Отже, тепер підходимо безпосередньо до збірки самих ферм. Справитися з цим вам допоможе така покрокова інструкція:

  • Крок 1. Спочатку підготуйте ферми. Краще їх заздалегідь зварювати прямо на землі.
  • Крок 2. Встановіть вертикальні опори для майбутніх ферм. Вкрай важливо, щоб вони були дійсно вертикальними, тому перевірте їх схилом.
  • Крок 3. Тепер візьміть поздовжні труби і приварити їх до опорних стійок.
  • Крок 4. Підніміть ферми і приварити їх до поздовжніх трубах. Після цього всі місця з’єднання важливо очистити.
  • Крок 5. Готовий каркас пофарбуйте спеціальною фарбою, попередньо очистивши і знежирити його. Особлива увага при цьому приділіть місцях з’єднання профільних труб.

З чим ще стикаються ті, хто виготовляє такі ферми в домашніх умовах? По-перше, заздалегідь продумайте опорні столики, на яких ви будете класти ферму. Далеко не найкращий варіант кинути її на землю – працювати буде дуже незручно.

Тому краще поставити невеликі мости-опори, які будуть трохи ширше, ніж нижній і верхній пояс ферми. Адже ви будете вручну заміряти і вкладати між поясами перемички, і важливо, щоб вони не провалювалися на землю.

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками
Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Наступний важливий момент: ферми з профільної труби важкуваті на вагу, а поетом вам знадобиться допомога мінімум ще одну людину. Крім того, не завадить підмога і в такий нудною і копіткій роботі, як зашкуріванія металу перед варінням.

Також в деяких конструкціях доводиться поєднувати різні види ферм, щоб приєднати дах до стіни будівлі:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Ще враховуйте, що нарізати ферми вам потрібно буде багато, для всіх елементів, а тому радимо вам або придбати, або спорудити саморобний верстат по типу того, що в нашому майстер-класі. Ось як він працює:

У так, крок за кроком, ви складете креслення, розрахуєте грати ферми, зробите заготовки і зваріть конструкцію вже на місці. Причому у вас у витраті будуть також і залишки профільних труб, тому, нічого не потрібно буде викидати – все це знадобиться для другорядних деталей навісу або ангара!

Етап V. Зачищаємо і фарбуємо готові ферми

Після того, як ви встановите ферми на їх постійне місце, обов’язково обробіть їх антикорозійними складами і забарвлення полімерними фарбами. Ідеально підійде для цієї мети фарба, яка відрізняється довговічністю і стійкістю до ультрафіолету:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Ось і все, ферма з профільної труби готова! Залишаються тільки фінішні роботи по обшивці ферм зсередини обробкою і зовні покрівельним матеріалом:

Ферми з профільної труби: розраховуємо і виготовляємо своїми руками

Повірте, виготовити металеву ферму з профільної труби для вас насправді не складе великих труднощів. Величезну роль грає грамотно складений креслення, якісна зварювання ферми з профільної труби і бажання все зробити правильно і акуратно.



ПЕРШИЙ КОМЕНТАР

Залишити коментар

Your email address will not be published.


*