Fundamentele calculului fermelor: numărarea manuală și la mașină. Cum se face ferme dintr-o țeavă de profil - opțiuni de proiectare, selecție material Calculul unei ferme metalice online

Astăzi, fermele de țevi profilate sunt considerate a fi soluția ideală pentru construirea unui garaj, a unei clădiri rezidențiale și a anexe. Puternice și durabile, aceste modele sunt ieftine, rapid de construit și pot fi manipulate de oricine cu puține abilități de matematică și tăiere și sudură.

Și cum să alegeți profilul potrivit, să calculați ferma, să faceți jumperi în ea și să instalați, vă vom spune acum în detaliu. Pentru a face acest lucru, ți-am pregătit ateliere detaliate pentru realizarea unor astfel de ferme, tutoriale video și sfaturi valoroase de la experții noștri!

Deci, ce este o fermă? Aceasta este o structură care leagă suporturile împreună într-un singur întreg. Cu alte cuvinte, ferma aparține unor structuri arhitecturale simple, printre avantajele valoroase ale cărora evidențiem următoarele: rezistență ridicată, performanțe excelente, costuri reduse și rezistență bună la deformații și sarcini externe.

Datorită faptului că astfel de ferme au o capacitate portantă mare, acestea sunt plasate sub orice materiale de acoperiș, indiferent de greutatea lor.

Utilizarea în construcția fermelor metalice din profile închise noi sau dreptunghiulare este considerată una dintre cele mai raționale și solutii constructive. Și din motive întemeiate:

1. Secretul principal este în economii datorită formei raționale a profilului și conexiunii tuturor elementelor rețelei.
2. Un alt avantaj valoros al țevilor de profil pentru utilizarea în fabricarea lor de ferme este stabilitatea egală în două planuri, raționalizarea excelentă și ușurința în utilizare.
3. Cu toată greutatea lor redusă, astfel de ferme pot rezista la sarcini serioase!

Ferpile de acoperiș diferă prin forma curelelor, tipul de secțiune a tijelor și tipurile de zăbrele. Și cu abordarea corectă, puteți suda și instala în mod independent o ferme dintr-o țeavă de profil de orice complexitate! Chiar și acesta:

Etapa II. Dobândim un profil de calitate

Deci, înainte de a elabora viitoare ferme, trebuie mai întâi să decideți asupra unor astfel de puncte importante:

• contururile, dimensiunea și forma viitorului acoperiș;
• material pentru fabricarea coardelor superioare și inferioare ale fermei, precum și a zăbrelei acesteia;

Amintiți-vă un lucru simplu: cadrul țevii de profil are așa-numitele puncte de echilibru, care sunt importante de determinat pentru stabilitatea întregii ferme. Și este foarte important să alegeți sub această sarcină material de calitate:

Fermele sunt construite dintr-o țeavă de profil de astfel de tipuri de secțiuni: dreptunghiulare sau pătrate. Acestea sunt emise dimensiune diferită secțiune și diametru, cu diferite grosimi de perete:

• Le recomandam pe cele care se vand special pentru cladiri mici: acestea merg pana la 4,5 metri lungime si au o sectiune de 40x20x2 mm.
• Dacă veți face ferme mai lungi de 5 metri, atunci alegeți un profil cu parametrii 40x40x2 mm.
• Pentru o construcție la scară largă a acoperișului unei clădiri rezidențiale, veți avea nevoie de țevi de profil cu următorii parametri: 40x60x3 mm.

Stabilitatea întregii structuri este direct proporțională cu grosimea profilului, așa că nu utilizați țevi pentru fabricarea de ferme, care sunt destinate numai pentru sudura rafturi și cadre - iată și alte caracteristici. De asemenea, acordați atenție metodei de fabricare a produsului: prin sudare electrică, formată la cald sau formată la rece.

Dacă vă angajați să faceți singur astfel de ferme, atunci luați semifabricate cu secțiune pătrată - este cel mai ușor să lucrați cu ele. Obțineți un profil pătrat de 3-5 mm grosime, care va fi suficient de puternic și apropiat în caracteristicile sale de barele metalice. Dar dacă vei face o fermă doar pentru o vizor, atunci poți da preferință unei opțiuni mai bugetare.

Asigurați-vă că luați în considerare atunci când proiectați zăpadă și sarcinile vântuluiîn zona ta. La urma urmelor mare importanță atunci când alegeți un profil (din punct de vedere al sarcinii pe acesta), acesta are un unghi de înclinare a fermelor:

Puteți proiecta cu mai multă precizie o ferme dintr-o țeavă de profil folosind calculatoare online.

Remarcăm doar că cel mai simplu design al unei ferme dintr-o țeavă de profil este mai multe montantiși niveluri orizontale la care pot fi atașate căpriori de acoperiș. Puteți cumpăra un astfel de cadru gata făcut pe cont propriu, chiar și la comandă în orice oraș din Rusia.

Etapa III. Calculăm efortul intern al fermelor

Cea mai importantă și responsabilă sarcină este calcularea corectă a zăbrelei din conducta de profil și selectarea formatului dorit al zăbrelei interne. Pentru a face acest lucru, avem nevoie de un calculator sau ceva similar cu acesta. software, precum și câteva date tabelare ale SNiP-urilor, care pentru aceasta:

• SNiP 2.01.07-85 (impacturi, încărcări).
• SNiP p-23-81 (date privind structurile din oțel).

Vă rugăm să examinați aceste documente dacă este posibil.

Forma și panta acoperișului

Ferma este necesară pentru ce anume acoperiș? Şopron, fronton, cupolă, arcuit sau în şold? Cea mai ușoară opțiune, desigur, este fabricarea unui baldachin standard. Dar, de asemenea, puteți calcula și fabrica ferme destul de complexe:

Ferma standard este formată din: elemente importante, la fel ca curelele superioare și inferioare, rafturile, bretelele și luptele auxiliare, care mai sunt numite și sprengeli. În interiorul fermelor există un sistem de grilă; suduri, nituri, materiale speciale pereche și eșarfe sunt utilizate pentru conectarea țevilor.

Și, dacă aveți de gând să faceți un acoperiș cu o formă complexă, atunci astfel de ferme vor fi o opțiune ideală pentru el. Este foarte convenabil să le faceți conform unui șablon chiar pe pământ și abia apoi să le ridicați.

Cel mai adesea în construcția unui mic casa la tara, un garaj sau o casă de schimb, se folosesc așa-numitele ferme Polonso - un design special de ferme triunghiulare legate prin puf, iar centura inferioară aici iese ridicată.

De fapt, în acest caz, pentru a crește înălțimea structurii, coarda inferioară se face ruptă, iar apoi este de 0,23 din lungimea zborului. Pentru spațiul interior al camerei este foarte convenabil.

Deci, în total, există trei opțiuni principale pentru realizarea unei ferme, în funcție de panta acoperișului:

• de la 6 la 15°;
• de la 15 la 20°;
• de la 22 la 35°.

Care este diferența pe care o întrebi? De exemplu, dacă unghiul structurii este mic, doar până la 15 °, atunci este rațional să se facă ferme într-o formă trapezoidală. Și, în același timp, este destul de posibil să se reducă greutatea structurii în sine, luând înălțimea de la 1/7 la 1/9 din lungimea totală a zborului.

Acestea. urmați această regulă: cu cât greutatea este mai mică, cu atât este mai mare înălțimea fermei. Dar dacă avem deja o formă geometrică complexă, atunci trebuie să alegeți un alt tip de ferme și grătare.

Tipuri de ferme și forme de acoperiș

Iată un exemplu de ferme specifice pentru fiecare tip de acoperiș (singure, dublu, complex):

Să ne uităm la tipurile de ferme:

• triunghiular fermele sunt un clasic pentru realizarea bazei pentru pante abrupte de acoperiș sau șoproane. Secțiunea transversală a țevilor pentru astfel de ferme trebuie selectată ținând cont de greutatea materialelor de acoperiș, precum și de funcționarea clădirii în sine. Fermele triunghiulare sunt bune pentru că au forme simple sunt ușor de calculat și implementat. Sunt apreciate pentru că sub acoperiș oferă lumină naturală. Dar remarcăm și dezavantajele: acestea sunt profile suplimentare și tije lungi în segmentele centrale ale rețelei. Și tot aici va trebui să întâmpinați unele dificultăți atunci când sudați colțuri de referință ascuțite.
• Următoarea vedere este poligonal ferme dintr-o conductă de profil. Sunt indispensabile pentru construcția de suprafețe mari. Sudarea lor are deja o formă mai complexă și, prin urmare, nu sunt proiectate pentru structuri ușoare. Dar astfel de ferme se disting prin economii mai mari de metal și rezistență, ceea ce este deosebit de bun pentru hangarele cu deschideri mari.
• De asemenea, este considerat puternic ferme cu curele paralele. O astfel de fermă diferă de altele prin faptul că are toate detaliile - repetate, cu aceeași lungime de tije, curele și grătare. Adică, există un minim de îmbinări și, prin urmare, este cel mai ușor să calculați și să gătiți unul dintr-o țeavă de profil.
• O specie separată este trapezoidală cu o singură pantă ferme susținută de stâlpi. O astfel de fermă este ideală atunci când este necesară o fixare rigidă a structurii. Ea are pante (acolade) pe laterale și nu există tije lungi ale lăzii superioare. Potrivit pentru acoperișuri unde fiabilitatea este deosebit de importantă.

Iată un exemplu de realizare a fermelor dintr-o țeavă de profil ca opțiune universală care este potrivită pentru orice clădiri de grădină. Vorbim despre ferme triunghiulare și probabil că le-ați văzut deja de multe ori:

O ferme triunghiulară cu o bară transversală este, de asemenea, destul de simplă și este destul de potrivită pentru construirea de foișoare și case de schimb:

Si aici arcuit fermele sunt deja mult mai dificil de fabricat, deși au o serie de avantaje valoroase:

Sarcina ta principală este să centrați elementele fermei metalice din centrul de greutate în toate direcțiile, în termeni simpli, pentru a minimiza sarcina și a o distribui corect.

Prin urmare, alegeți tipul de fermă care este mai potrivit pentru acest scop. Pe lângă cele enumerate mai sus, sunt populare și o ferme de foarfece, asimetrică, în formă de U, cu două balamale, o ferme cu curele paralele și o ferme de mansardă cu și fără suporturi. Precum și vederea la mansardă a fermei:

Tipuri de grătare și sarcină punctuală

Veți fi interesat să știți că un anumit design al grilajelor interioare ale fermelor este selectat deloc din motive estetice, ci din motive destul de practice: pentru forma acoperișului, geometria tavanului și calculul sarcinilor.

Trebuie să vă proiectați ferma în așa fel încât toate forțele să fie concentrate în mod specific în noduri. Atunci nu vor exista momente de încovoiere în curele, bretele și ferme - acestea vor funcționa doar în compresie și tensiune. Și apoi secțiunea transversală a unor astfel de elemente se reduce la minim necesar economisind în același timp semnificativ materialul. Și ferma în sine, la orice, puteți face cu ușurință articulat.

În caz contrar, forța distribuită peste tije va acționa în mod constant asupra fermei, și va apărea un moment încovoietor, pe lângă solicitarea totală. Și aici, atunci este important să calculați corect valorile maxime de îndoire pentru fiecare tijă individuală.

Atunci secțiunea transversală a unor astfel de tije ar trebui să fie mai mare decât în ​​cazul în care fermul în sine ar fi încărcat cu forțe punctiforme. Pentru a rezuma: fermele, asupra cărora sarcina distribuită acționează uniform, sunt realizate din elemente scurte cu noduri articulate.

Să vedem care este avantajul unuia sau altui tip de zăbrele în ceea ce privește distribuția sarcinii:

• triunghiular Sistemele de zăbrele sunt întotdeauna utilizate în ferme cu cordoane paralele și ferme trapezoidale. Principalul său avantaj este că oferă cea mai mică lungime totală a grătarului.
• Diagonală sistemul este bun la înălțimi mici ale ferme. Dar consumul de material pentru acesta este considerabil, deoarece aici întreaga cale de efort trece prin nodurile și tijele rețelei. Și, prin urmare, atunci când proiectați, este important să așezați un maxim de tije, astfel încât elementele lungi să fie întinse și rafturile să fie comprimate.
• O alta vedere - îngrijit zăbrele. Se realizează în cazul încărcărilor centurii superioare, precum și atunci când este necesar să se reducă lungimea rețelei în sine. Aici, avantajul este de a menține distanța optimă între elementele tuturor structurilor transversale, ceea ce, la rândul său, vă permite să mențineți o distanță normală între curse, ceea ce va fi un moment practic pentru instalarea elementelor de acoperiș. Dar crearea unei astfel de zăbrele cu propriile mâini este o sarcină destul de laborioasă, cu costuri suplimentare de metal.
• cruciformă zăbrelele vă permite să distribuiți încărcătura pe fermă în ambele direcții simultan.
• Un alt tip de grilă cruce unde bretele sunt atașate direct de peretele fermei.
• Și, în sfârșit semi-diagonalăȘi rombic zăbrele, cele mai rigide dintre cele enumerate. Aici două sisteme de bretele interacționează simultan.

V-am pregătit o ilustrație, în care am adunat împreună toate tipurile de ferme și grilajele acestora:

Iată un exemplu despre modul în care este realizată o zăbrele triunghiulară:

Realizarea unei ferme cu o rețea diagonală arată astfel:

Acest lucru nu înseamnă că un tip de fermă este cu siguranță mai bun sau mai rău decât altul - fiecare dintre ele este valoros pentru un consum mai mic de material, greutate mai mică, capacitate portantă și metoda de fixare. Cifra este responsabilă pentru schema de încărcare care va acționa asupra acesteia. Și greutatea fermei va depinde direct de tipul de zăbrele ales, aspectși laboriositatea producției sale.

De asemenea, remarcăm o astfel de versiune neobișnuită a fabricării unei ferme, atunci când ea însăși devine o parte sau un suport pentru o altă, din lemn:

Etapa IV. Producem si instalam ferme

Vă vom oferi câteva sfaturi valoroase, cum să sudați independent astfel de ferme chiar pe site-ul dvs. fără dificultăți speciale:

• Opțiunea 1: puteți contacta fabrica, iar aceștia vor face la comandă toate elementele individuale necesare conform desenului dvs., pe care nu va trebui decât să le sudați pe loc.
• A doua opțiune: achiziționarea unui profil gata făcut. Apoi, va trebui să acoperiți fermele din interior doar cu plăci sau placaj și, dacă este necesar, să așezați izolație între ele. Dar această metodă va costa, desigur, mai scumpă.

Iată, de exemplu, un bun tutorial video despre cum să prelungești o țeavă prin sudare și să obții geometria perfectă:

Iată și un videoclip foarte util despre cum să tăiați o țeavă la un unghi de 45°:

Deci, acum ajungem direct la ansamblul fermelor în sine. Următoarele instrucțiuni pas cu pas vă vor ajuta să rezolvați acest lucru:

• Pasul 1: Pregătiți mai întâi fermele. Este mai bine să le sudați în avans direct pe sol.
• Pasul 2. Instalați suporturi verticale pentru viitoarele ferme. Este imperativ ca acestea să fie cu adevărat verticale, așa că testați-le cu plumb.
• Pasul 3. Acum luați țevile longitudinale și sudați-le la stâlpii de susținere.
• Pasul 4 Ridicați fermele și sudați-le pe țevile longitudinale. După aceea, este important să curățați toate joncțiunile.
• Pasul 5. Vopsiți cadrul finit cu vopsea specială, curățându-l și degresându-l în prealabil. Atentie specialaîn același timp, acordați atenție îmbinărilor țevilor profilate.

Cu ce ​​se mai confruntă cei care fac astfel de ferme acasă? Mai întâi, luați în considerare în prealabil mesele de susținere pe care veți așeza ferme. Este departe de a fi cea mai bună opțiune să-l arunci pe pământ - va fi foarte incomod să lucrezi.

Prin urmare, este mai bine să puneți poduri de susținere mici, care vor fi puțin mai largi decât coardele inferioare și superioare ale fermei. La urma urmei, vei măsura manual și vei introduce jumperi între curele și este important ca acestea să nu cadă la pământ.

Următorul punct important: țevile profilate au o greutate mare și, prin urmare, veți avea nevoie de ajutorul a cel puțin încă o persoană. În plus, ajutorul nu va strica într-o muncă atât de obositoare și minuțioasă precum șlefuirea metalului înainte de gătit. De asemenea, rețineți că va trebui să tăiați ferm fermele pentru toate elementele și, prin urmare, vă sfătuim să cumpărați sau să construiți mașină de casă ca cel din clasa noastră de master. Iată cum funcționează:

În acest fel, pas cu pas, veți întocmi un desen, veți calcula zăbrelele, veți face semifabricate și veți suda structura deja pe loc. Mai mult, veți avea și resturile de țevi de profil în consum, prin urmare, nu va trebui să aruncați nimic - toate acestea vor fi necesare pentru părțile secundare ale baldachinului sau hangarului!

Etapa V. Curățăm și vopsim sarpante finisate

După ce instalați fermele la locul lor permanent, asigurați-vă că le tratați cu compuși anticorozivi și vopsiți cu vopsele polimerice. Ideală în acest scop vopsea, care este durabilă și rezistentă la radiațiile ultraviolete:

Atât, ferma de țevi de profil este gata! Rămâne doar lucrările de finisare la învelișul fermelor din interior cu finisare și din exterior cu material de acoperiș:

Crede-mă, a face o ferme de metal dintr-o țeavă de profil nu este cu adevărat dificil pentru tine. Un desen bine proiectat, sudarea de înaltă calitate a unei ferme dintr-o țeavă de profil și dorința de a face totul corect și precis joacă un rol imens.

Mai devreme sau mai târziu, proprietarii unei case private trebuie să construiască un șopron pentru o mașină sau o vacanță de vară, un foișor, un mic gard cu un acoperiș pentru animale de companie, un baldachin peste o grămadă de lemne pe șantier. Pentru ca acoperișul deasupra unei astfel de structuri să fie fixat în siguranță, este necesar să proiectați și să instalați corect structurile metalice de susținere.

Salutăm stimatul nostru cititor și îi oferim un articol despre ce sunt ferme dintr-o țeavă de profil, cum să le calculăm și să le montem corect.

O ferme este o structură de elemente în linie dreaptă interconectate la noduri într-un sistem solid de neschimbat formă geometrică. Cel mai adesea există structuri plate, dar în structurile mari încărcate se folosesc ferme volumetrice (spațiale). Practic, în casele particulare, fermele sunt făcute din lemn și metal. Structurile mici de căpriori, copertine, foișoare sunt realizate din lemn. Dar metalul durabil și de înaltă tehnologie este un material aproape ideal pentru structurile metalice portante.

Pentru fabricarea structurilor complexe se folosesc secțiuni solide și țevi laminate. Țevile profilate (pătrate, dreptunghiulare) au o rezistență mai mare la strivire și îndoire, structurile mici pentru casă sunt montate fără utilizarea sudurii, prin urmare, o țeavă de profil este folosită cel mai adesea pentru clădirile imobiliare.

Caracteristicile structurale ale fermelor

Elementele constitutive ale structurii fermei:

• centura.
• Rack - un element vertical care leagă coardele superioare și inferioare.
• Brace (strut).
• Sprengel - bretele de sprijin.
• Decupaje, suprapuneri, eșarfe, nituri, șuruburi - tot felul de materiale auxiliare și de fixare.

Înălțimea fermei este considerată de la punctul cel mai de jos al centurii inferioare până la punctul cel mai înalt. Span - distanța dintre suporturi. Rise - raportul dintre înălțimea fermei și deschiderea. Panoul este distanța dintre nodurile centurii.

Tipuri de ferme dintr-o conductă profesională

Fermele sunt subdivizate după conturul benzilor. Există soiuri cu două și trei straturi. În structurile mici, se folosesc ferme mai simple cu două centuri. Fiecare soi are o anumită pantă și înălțime în funcție de lungimea travei și de forma zăbrelei.

Tipuri de ferme după contururile coardelor: grinzi cu coarde paralele (dreptunghiulare), triunghiulare (pas dublu și simplu), trapezoidale (pas dublu și simplu), segmentare (parabolice), poligonale (poligonale), cantilever; cu coarda inferioară ruptă ridicată sau concavă și o formă variată a coardei superioare; arcuit cu o centură inferioară orizontală și arcuită; forme complexe combinate.

Fermele se disting și prin tipurile de zăbrele - vezi figură. În clădirile private, cel mai adesea se găsesc grătare triunghiulare și diagonale - mai simple și mai puțin intense în metal. Gratarele triunghiulare sunt de obicei folosite in structuri dreptunghiulare si trapezoidale, grilajele diagonale - in cele triunghiulare.

Înainte de a construi orice structură, ar trebui să decideți asupra alegerii materialului. Când cumpărați un profil metalic sau țevi, ar trebui să examinați cu atenție piesele de prelucrat - pentru fisuri, cochilii, slăbiri, inconsecvențe de-a lungul cusăturii, un număr mare de piese de prelucrat îndoite și îndoite. Când cumpărați materiale galvanizate - este recomandabil să vă asigurați de calitatea acoperirii - dacă există delaminații și căderi.

La cumpărare, trebuie să solicitați o copie a certificatului și un cec. Asigurați-vă că grosimea peretelui țevii este menționată în documente. Nu puteți face țevi într-un garaj pe genunchi și nu există falsuri, dar puteți întâlni materiale de proastă calitate, așa că este mai bine să cumpărați în magazine destul de mari.

Ce material sa alegi pentru cadru

În cele mai multe cazuri, oțelul este ales pentru cadrul clădirilor conacului sau pentru acoperișul unei case. Pentru structurile foarte mici, aluminiul este uneori folosit și - de obicei în produsele achiziționate (copertine, balansoare). Pentru ridicarea structurilor metalice, pot fi utilizate țevi ale unei secțiuni goale și un profil al unei secțiuni solide (cerc, bandă, pătrat, canal, grindă în I).

Un avantaj uriaș al țevilor dreptunghiulare și pătrate în comparație cu un profil de aceeași greutate este rezistența ridicată la strivire și alte deformații. Prin urmare, profilele solide pot fi înlocuite cu țevi ondulate mult mai ușoare - acest lucru facilitează foarte mult (de 2 ori sau mai mult) și reduce costul construcției de tip tubular.

Dimensiunile secțiunii conductei sunt selectate în funcție de lungimea travei și distanța dintre suporturi și ferme. În proprietățile private, șopronele și alte structuri nu sunt foarte mari și puteți lua sfatul experților sau puteți găsi desene gata făcute pe Internet.

Cu o distanță între suporturi de până la 2 m, pentru copertine mici cu deschideri de până la 4 m lungime, este potrivit un profil de 40 × 20x2 mm, cu deschideri de până la 5 m - 40 × 40x3, 60 × 30x3 mm; se întinde mai mult de 5 m - 60 × 40x3, 60 × 60x3 mm. Dacă este planificat un carport pentru două mașini cu o lățime de 8-10 m, atunci profilul va fi necesar de la 60 × 60 la 100 × 100 cu o grosime a peretelui de 3-4 mm. Dimensiunile profilului depind de distanța dintre ferme.

Țevile profesionale ies la vânzare în lungimi de 6 și 12 m. Cu o lungime de 12 m, metalul se consumă mai economic, dar este nevoie de un gabarit de lungime pentru a transporta astfel de țevi. Înainte de a cumpăra materiale, ar trebui să luați în considerare modul în care veți tăia semifabricatele și câte dintre ele se vor potrivi într-o țeavă de 6 m sau 12 m lungime și să calculați de câte secțiuni de țeavă profesională veți avea nevoie.

Este imposibil să ne concentrăm asupra greutății nominale - greutatea este de 1 r.m. într-un anumit lot va diferi de cel nominal și, cel mai probabil, în sus (este mai profitabil pentru vânzători să fabrice produse cu un perete mai gros - prețul este pe tonă). La cumpărarea la greutate, materialul va trebui cumpărat și transportat - iar acestea sunt costuri suplimentare.

Avantajele și dezavantajele diferitelor metale

În practică, pentru țevile cu profil structural se folosesc următoarele tipuri de oțel: carbon de calitate obișnuită și de înaltă calitate, structural, aliat. Țevile vin cu un strat protector de zinc. Se folosește și aluminiul - dar rar, pentru structuri mici, mai des sezoniere. profile din aluminiu folosit pentru structuri mici.

În mod tradițional, pentru structurile mici dintr-o proprietate privată, pentru construcția de structuri din oțel cu ferme, se folosește oțel carbon St3sp, St3ps, uneori zincat. Un astfel de oțel are o rezistență suficientă pentru a asigura fiabilitatea structurii, practic nu există nicio diferență de rezistență la coroziune pentru toate cele trei tipuri de oțel.

Dacă precipitațiile cad pe structuri, mai devreme sau mai târziu atât produsele structurale, cât și cele din oțel aliat vor rugini. O cantitate mică de elemente de aliere nu protejează împotriva coroziunii (pentru structuri, oțelurile slab aliate, cum ar fi 30KhGSA, 30KhGSN, 38XA pot fi utilizate - conținutul de elemente de aliere din ele este de 2-4%, iar această cantitate nu afectează coroziunea rezistenţă).

În ceea ce privește rezistența, oțelurile structurale și aliate ar trebui să fie puțin mai durabile decât oțelurile carbon - sunt mai rezistente la sarcini ciclice. Dar această calitate a oțelurilor se manifestă după tratamentul termic - iar călirea cu călire poate deforma țevi și, de obicei, nimeni nu face un astfel de tratament termic pe produsele finite. Recoacerea poate fi efectuată pe țevi fără sudură - după recoacere, tensiunile reziduale (întărirea) sunt îndepărtate în metal, dar acesta devine mai moale.

Oțelurile de structură (20A, 45, 40, 30A) au mai multe calitate superioară si un pret mai mare. Oțelurile aliate sunt și mai scumpe (și există șansa să vi se vândă țevi din oțel 3 în loc de aliaje). Prin urmare, atunci când instalați structuri cu o lățime mai mică de 20 m, nu are sens să cumpărați țevi profesionale din oțel aliat sau structural. Cu siguranță are sens să folosiți o țeavă profesională galvanizată dacă instalarea va fi efectuată folosind sisteme de crab.

Dacă asamblarea urmează să fie realizată prin sudare, sudurile vor rugini la fel de repede ca metalul normal neacoperit.. Dar dacă monitorizați cu atenție cusăturile, efectuați în mod regulat un tratament anticoroziv (curățare, amorsare, vopsire), atunci este de preferat o țeavă galvanizată. Dacă aveți nevoie de o magazie temporară timp de 10 ani pentru materiale de construcție, apoi veți demola magazia - cu atât mai mult, nu vă deranjați, cumpărați țevi obișnuite din oțel carbon fără acoperire.

Dacă intenționați să construiți un șopron foarte mare sau un hangar de lungă durată pe șantier, ar trebui să contactați constructori profesioniști și să faceți un proiect - aceștia vor determina ce oțel alegeți.

Fă-o singur sau comandă

Au ferme pentru un baldachin peste o mașină sau un acoperiș de foișor mărime micăȘi design simplu- de cele mai multe ori triunghiular cu mai multe lupte și rafturi. De asemenea, puteți finaliza singur un astfel de design dacă aveți cel puțin abilitățile inițiale ale unui sudor și nu vă este frică să învățați noi locuri de muncă.

Dar fabricarea fermelor necesită precizie, prezența unui asistent, o zonă foarte plată în proprietate - pentru amenajarea și sudarea structurilor, prezența unei mașini de sudură și timp. Puteți comanda modele gata făcute din fabrică sau companie de constructii, și montați-l singur.

Cerințe pentru calculul unei țevi de profil pentru construcția unei ferme

La calcularea dimensiunilor și grosimii peretelui țevilor de profil necesare pentru construcția structurilor dumneavoastră metalice; se iau in considerare urmatoarele conditii:

• Dimensiunile structurii metalice și, în special, lungimea, pasul suporturilor - distanța dintre suporturi.
• Înălțimea suporturilor și a fermelor.
• Forma fermei.
• Caracteristici posibile ale condițiilor geologice ( activitate seismică, posibilitatea de alunecări de teren).
• Greutatea acoperirii.

Ce se întâmplă dacă calculezi greșit

În cazul calculelor incorecte, sunt posibile următoarele consecințe:

• Structurile fermei se vor deforma sub greutatea zăpezii, a frunzișului umed.
• În cel mai nefericit caz, structurile se vor deforma sub propria greutate.
• Întreaga structură se poate prăbuși în cazul vântului puternic.
• Deformarea, mai devreme sau mai târziu, va duce la distrugerea fermei și a întregii structuri, ceea ce este periculos pentru oameni și poate deteriora obiectele de sub baldachin - o mașină, de exemplu.
• O structură fragilă și mobilă va duce la distrugerea acoperișului așezat la fermă.
• Atunci când utilizați un profil prea puternic și greu, costul materialelor și al lucrării în timpul construcției unei structuri metalice crește în mod nerezonabil.

Proiectăm o fermă și elementele ei

Un calcul complet și precis al încărcăturii în fermă, împreună cu diagrame, este complex, iar pentru implementarea acestuia, ar trebui să contactați experții.

Atunci când proiectați șoprone mari, hangare, garaje din structuri metalice, este necesar un calcul precis al profilului necesar, dar pentru construcția de șoprone sau foișoare nu prea mari într-o proprietate privată, puteți utiliza recomandările binecunoscute ale specialiștilor.

Pentru structurile foarte mici (acoperă într-un incintă pentru animale, magazie peste un depozit de lemne de foc), este suficientă utilizarea țevilor de 40 × 20 mm cu grosimea peretelui de 2 mm; pentru foișoare și copertine peste mese, grătare sau locuri de odihnă - 40 × 40 mm cu o grosime a peretelui de 3 mm; baldachin peste un loc pentru o mașină - de la 60 × 40 la 100 × 100 mm cu o grosime a peretelui de 3-4 mm.

Dacă există mai multe ferme și suporturi la baldachin și treapta suporturilor este mai mică de 2 m, puteți lua o țeavă mai subțire, dacă există doar 4 suporturi și două ferme și o deschidere de 6-8 m sau mai mult - a unul mai gros.

Sarcinile permise pe ferme sunt prezentate în tabel:

Lățimea deschiderii, m Dimensiunea țevii pe grosimea peretelui, mm	1	2	3	4	5	6
Pentru teava profil
40x40x2	709	173	72	35	16	5
40x40x3	949	231	96	46	21	6
50x50x2	1165	286	120	61	31	14
50x60x3	1615	396	167	84	43	19
60x60x2	1714	422	180	93	50	26
60x60x3	2393	589	250	129	69	35
80x80x3	4492	1110	478	252	144	82
100x100x3	7473	1851	803	430	253	152
100x100x4	9217	2283	990	529	310	185
120x120x4	113726	3339	1484	801	478	296
140x140x4	19062	4736	2069	1125	679	429
Pentru o țeavă dreptunghiulară (când partea mai mare este verticală)
50x25x2	684	167	69	34	16	6
60x40x2	1255	308	130	66	35	17
80x40x2	1911	471	202	105	58	31
80x40x3	2672	658	281	146	81	43
80x60x3	3583	884	380	199	112	62
100x50x4	5489	1357	585	309	176	101
120x80x3	7854	1947	846	455	269	164

Desene și diagrame

La fabricarea structurilor metalice este obligatoriu un desen cu dimensiunile exacte! Acest lucru vă va permite să cumpărați suma corectă material, economisiți timp în timpul asamblarii și pregătirii semifabricatelor, vă permit să controlați cu ușurință dimensiunile structurii metalice în timpul instalării și structura finită. În acest caz, siguranța dvs. și a gospodăriei dvs. depinde de precizia ansamblului - o clădire care s-a prăbușit de zăpadă sau vânt poate aduce multe probleme.

Fundamentele calculului fermei

Tipurile de ferme depind de forma acoperișului, iar forma acoperișului clădirii din moșie se alege în funcție de scopul și amplasarea structurilor metalice. Consolă și fermele adiacente sunt de obicei realizate cu copertine triunghiulare cu o singură față, de sine stătătoare - cu structuri și arcuri poligonale, triunghiulare, segmentare. Arborurile pot avea un acoperiș cu șase și opt pante sau un acoperiș fantezie cu ferme personalizate.

Pentru a calcula ferme, este necesar să se calculeze sarcina pe acoperiș și pe o ferme. Calculele iau în considerare sarcina stratului de zăpadă, acoperișuri, șipci, greutatea structurilor în sine. Calculele precise sunt o sarcină pentru un constructor profesionist. Baza pentru calcul este SP 20.13330.2016 „Încărcări și impacturi. Versiunea actualizată a SNiP 2.01.07-85” și SP 16.13330.2011 „Steel structures. Versiune actualizată a SNiP II-23-81".

Pentru calcule se folosește metoda de tăiere - tăierea nodurilor (secțiuni în care tijele sunt articulate); metoda Ritter; Metoda de înlocuire a tijei Henneberg. În modern programe de calculator se folosește mai des metoda tăierii nodurilor.

Este mai bine să utilizați gata proiect standard sau recomandările noastre pentru alegerea profilurilor. Nu este prea dificil să asamblați o ferme cu un design simplu trapezoid sau triunghiular și dacă aveți experiență în sudarea și instalarea structurilor metalice auto-asamblare copertine și foișoare este destul de posibil. Dacă doriți să construiți un baldachin mare cu o lungime a fermei de 10 m sau mai mult, trebuie să finalizați proiectul cu specialiști.

Influența unghiului de înclinare

Designul fermei este afectat în primul rând de unghiul de înclinare al versanților (rampa). Unghiul de înclinare este selectat în primul rând în funcție de forma acoperișului și de amplasarea structurii metalice. Magaziile adiacente clădirilor ar trebui să aibă un unghi de înclinare mai mare al acoperișului - pentru rularea mai rapidă a zăpezii care alunecă de pe acoperiș și apă curgătoare.

Pentru structurile individuale, unghiul de înclinare al acoperișului poate fi mai mic. Unghiul de înclinare depinde și de cantitatea de precipitații care se încadrează în regiunea dvs. - cu cât precipitații sunt mai mari, cu atât ar trebui să fie mai mare unghiul de înclinare al acoperișului. Cu cât acoperișul este mai abrupt, cu atât mai puține precipitații persistă pe el.

O pantă ușoară a pantei - până la 15 ° - este utilizată pe copertine mici de sine stătătoare. Înălțimea pantei este aproximativ egală cu 1/7-1/9 din lungimea travei. Se folosesc ferme trapezoidale.

Pantă de la 15 ° la 22 ° - înălțimea pantei este de 1/7 din lungimea travei.

Pantă de la 22 ° la 30 ° - 35 ° - înălțimea pantei este de 1/5 din lungimea travei, cu o astfel de pantă, se folosesc de obicei structuri triunghiulare, uneori cu o centură inferioară ruptă pentru a facilita construcția.

Opțiuni de unghi de bază

Pentru calcul corect numărul și lungimile elementelor individuale ale unei ferme dintr-o țeavă profesională, este necesar să se determine unghiurile de bază dintre elemente. În general, coarda inferioară este perpendiculară pe suporturi, coarda superioară are o înclinare față de orizontală, în funcție de unghiul acoperișului. Unghiul optim de înclinare a bretelelor față de orizontală / verticală este de 45 °, stâlpii trebuie să fie strict verticali.

Unghiul exact de înclinare al acoperișului este fie stabilit de proiect, fie se găsește conform rapoartelor date mai sus ( pentru o pantă de până la 15 ° - înălțimea pantei este aproximativ egală cu 1/7-1/9 din lungimea travei; pentru o pantă de la 15 ° la 22 ° - 1/7 din lungimea travei; pentru o pantă de la 22 ° la 30 ° - 35 ° - înălțimea pantei este de 1/5 din lungimea travei).

După ce ați determinat unghiul exact al acoperișului, determinați lungimea semifabricatelor pentru fabricarea fermei - această informație va fi necesară la efectuarea lucrărilor.

Factori semnificativi de selecție a site-ului

Dacă există posibilitatea de a alege, pentru instalarea structurilor metalice, ar trebui să alegeți o zonă plată care nu este supusă alunecărilor de teren și îmbinării cu apă. Dar în mic parcele de gospodărie cel mai adesea nu există de ales - un carport este amplasat imediat în afara porții, o verandă lângă casă, un foișor în adâncurile site-ului. Este posibil ca locul să fie nivelat, uneori uscat.

Dacă există pericolul de alunecare a straturilor de pământ sau dacă locuiți într-o zonă predispusă la cutremure, proiectarea oricărei structuri de deasupra căsuței ar trebui lăsată în seama profesioniștilor pentru a vă asigura propria siguranță.

Cum se calculează sarcina

Sarcina de zăpadă pe 1 m² de acoperiș se calculează prin SP 20.13330.2017 „Încărcări și impacturi. Versiunea actualizată a SNiP 2.01.07-85" in functie de regiune. Când se calculează, nu aria acoperișului este luată, ci aria proiecției acoperișului pe orizontală. În mod similar, se calculează greutatea lăzii și a acoperișului. Conform desenului, greutatea unei ferme este calculată și înmulțită cu numărul lor.

Sarcina pe o ferme se calculează împărțind suma încărcăturii totale de pe acoperișul de zăpadă, greutatea lăzii și a capacului, greutatea structurilor în sine, la numărul de ferme.

Ușă de intrare și baldachin

Vizoarele peste usa din fata sunt de dimensiuni mici si sunt realizate in consola.

Lățimea vizierei trebuie să fie egală cu lățimea pridvorului + 300 mm pe fiecare parte. În profunzime, baldachinul ar trebui să acopere treptele. Lungimea vizierei este egală cu suma lungimii platformei și treptelor. Lungimea platformei superioare ar trebui să fie de o dată și jumătate mai largă decât ușa, adică 0,9 × 1,5 \u003d 1,35 m. Plus 250 mm pentru fiecare pas.

De exemplu:

pentru un pridvor cu două trepte și o lățime de 1200 mm, dimensiunile zonei acoperite (proiecția orizontală a baldachinului) sunt:

lungime (adâncimea vârfului) = 1,35 + 2 × 0,25 = 1,85 m;

lățime \u003d 1,2 + 0,3 × 2 \u003d 1,8 m.

Programe gratuite de calcul

• Pe site http://sopromatguru.ru/raschet-balki.php.
• Pe site http://rama.sopromat.org/2009/?gmini=off.

Exemplu de calcul

Un exemplu de calcul al fermei unui baldachin de sine stătător pentru o mașină de clasă medie (D):

Lățimea vehiculului 1,73 m, lungime 4,6 m.

Lățimea minimă a fermei între suporturi:

1,73 + 1 = 2,73 m, pentru comoditatea deschiderii ușilor, acceptăm o lățime de 3,5 m.

Lățimea fermei, inclusiv protuberanțe de acoperiș:

3,5 + 2 × 0,3 = 4,1 m.

Lungimea baldachinului:

4,6 + 1 = 5,6 m, luați o lungime de 6 m.

Cu această lungime, puteți instala suporturi în 2 m sau mai puțin. Pentru ușurarea structurilor de susținere, acceptăm distanța dintre suporturi de 1,5 m.

Acceptăm o formă triunghiulară de acoperiș cu fronton - este cel mai ușor de fabricat și în același timp economic în ceea ce privește consumul de material. Acceptăm unghiul de înclinare al acoperișului ca 30 ° - la acest unghi de înclinare, zăpada și frunzele căzute nu vor rămâne pe acoperiș.

Înălțimea fermei din centru (stâlp central) va fi:

Total: lungimea centurii inferioare a fermei este de 4,1 m; centura superioară - două jumătăți de 2,355 m fiecare, lungime totală 4,71 m, standul din centru are o înălțime de 1,16 m.

Pentru astfel de ferme scurte, este suficient să folosiți o țeavă pătrată de 40 × 40 mm cu o grosime a peretelui de 3 mm.

Principalele etape ale lucrării la fabricarea și instalarea fermelor cu propriile mâini

Inainte de montajul sarpantelor se efectueaza lucrari la amenajarea santierului, montajul suporturilor, betonarea fundatiilor suporturilor, sudarea braturilor laterale sau a grinzilor laterale. Apoi se montează fermele transversale.

Procedura de efectuare a lucrărilor la fabricarea și instalarea fermelor:

• Fermele sunt sudate pe o suprafață plană.
• Fermele sunt tratate cu un grund anticoroziv, vopsit de două ori. Nu vopsiți locuri pentru sudarea fermelor pe suporturi. Este posibil să se efectueze aceste lucrări după instalarea fermelor, dar este incomod să vopsiți la înălțime.
• Fermele se ridică, se instalează pe suporturi, se verifică unghiurile și orizontalitatea, se sudează pe suporturi. Aceste lucrări sunt efectuate de o echipă formată din mai multe persoane.
• Vopsea peste suduri.
• Montați lada, așezați acoperișul.

Cum se sudează fermele

Fermele sunt asamblate pe o zonă plană. Înainte de asamblare, piesele de prelucrat sunt tăiate, curățate de rugină, iar bavurile sunt șlefuite pe secțiuni. Elementele fermei se fixează cu cleme, se verifică dimensiunile, unghiurile, planeitatea. Structura este sudată pe o parte, lăsată să se răcească, răsturnată pe cealaltă parte. Scoateți clemele și fierbeți a doua parte. Apoi măcinați rola pe cusătură. Puteți vedea caracteristicile sudării în ferme în videoclipul nostru:

Dacă aveți puține abilități de sudor și montator, puteți comanda fabricarea unei ferme într-o organizație sau echipă specializată.

Concluzie

Instalarea unui baldachin, instalarea fermelor este o muncă complexă și calificată. Copertinele mici și foișoarele pot fi realizate independent cu ajutorul membrilor familiei.

Este mai bine să încredințați instalarea de structuri metalice mari unei echipe de profesioniști. Dar și profesioniștii au nevoie de control. Ne luăm rămas bun de la stimatul nostru cititor și sperăm că articolul nostru vă va ajuta să înțelegeți tipurile de ferme, alegerea designului, materialul și procedura de construire a șopronelor și a arborelor pe site-ul dvs. Abonați-vă la newsletter-ul site-ului nostru, aduceți prieteni, împărtășiți informații interesante cu interlocutorii dvs. din rețelele sociale.

În diferite sectoare ale construcțiilor, sunt adesea folosite fermele dintr-o țeavă de profil. Din punct de vedere structural, astfel de ferme sunt structuri metalice constând din tije individuale și având o formă de zăbrele. Fermele se deosebesc de structurile din grinzi solide prin costuri mai mici și intensitate mai mare a muncii. Pentru a conecta țevile profilate, se pot folosi atât metoda sudată, cât și niturile.

metal ferme de profil sunt potrivite pentru crearea oricăror trave, indiferent de lungimea lor - dar pentru a putea face acest lucru, structura trebuie calculată cu cea mai mare precizie înainte de asamblare. Dacă calculul fermei metalice a fost corect și toate lucrările de asamblare ale structurilor metalice au fost efectuate corect, atunci fermă finită va trebui doar să fie ridicată și instalată pe cablajul pregătit.

Avantajele utilizării căpriorii metalice

Fermele dintr-o țeavă de profil au multe avantaje, inclusiv:

• Design cu greutate redusă;
• Durată lungă de viață;
• Indicatori excelenti de putere;
• Abilitatea de a crea structuri de configurație complexă;
• Costul acceptabil al elementelor metalice.

Clasificarea fermelor dintr-o conductă profilată

Toate structurile de ferme metalice au câțiva parametri comuni, care asigură împărțirea fermelor în tipuri.

Aceste opțiuni includ:

1. Numărul de curele. Ferpile metalice pot avea o singură centură, iar apoi întreaga structură se va afla într-un singur plan sau două curele. În acest din urmă caz, ferma se va numi spânzurată. Designul fermei suspendate include două curele - superioară și inferioară.
2. Formă. Există o ferme arcuită, dreaptă, cu o singură pantă și cu dublă pantă.
3. Circuit.
4. Unghiul de înclinare.

În funcție de contururi, se disting următoarele tipuri de structuri metalice:

1. Sarpante cu centură paralelă. Astfel de structuri sunt cel mai adesea folosite ca suport pentru amenajarea unui acoperiș din materiale moi de acoperiș. O ferme cu o centură paralelă este creată din aceleași părți cu dimensiuni identice.
2. Șopârlii. Proiectele cu o singură pantă sunt ieftine, deoarece sunt necesare puține materiale pentru a le realiza. Structura finită este destul de durabilă, ceea ce este asigurat de rigiditatea nodurilor.
3. Ferme poligonale. Aceste structuri au o capacitate portantă foarte bună, dar trebuie să plătiți pentru aceasta - structurile metalice poligonale sunt foarte incomod de instalat.
4. ferme triunghiulare. De regulă, fermele cu contur triunghiular sunt utilizate pentru instalarea acoperișurilor situate pe o pantă mare. Dintre deficiențele unor astfel de ferme, merită remarcat un număr mare costuri suplimentare asociat cu masa deșeurilor în timpul producției.

Cum se calculează unghiul de înclinare

În funcție de unghiul de înclinare, fermele sunt împărțite în trei categorii:

1. 22-30 de grade. În acest caz, raportul dintre lungimea și înălțimea structurii finite este de 5:1. Ferpile cu o astfel de pantă, fiind ușoare, sunt grozave pentru amenajarea unor deschideri scurte în construcții private. De regulă, fermele cu o astfel de pantă au un contur triunghiular.
2. 15-22 de grade. Într-un design cu o astfel de pantă, lungimea depășește înălțimea de șapte ori. Fermele de acest tip nu pot avea o lungime mai mare de 20 m. Dacă este necesară creșterea înălțimii structurii finite, centura inferioară primește o formă ruptă.
3. 15 sau mai puțin. Cea mai bună opțiuneîn acest caz, vor exista căpriori metalici dintr-o țeavă de profil, conectate sub formă de trapez - rafturile scurte vor reduce impactul flambaj la proiectare.

În cazul traveelor ​​a căror lungime depășește 14 m este necesar să se utilizeze bretele. Centura superioara trebuie sa fie echipata cu un panou de aproximativ 150-250 cm lungime.Cu un numar par de panouri se va obtine o structura formata din doua curele. Pentru deschideri mai mari de 20 m, structura metalică trebuie să fie întărită cu elemente de sprijin suplimentare legate prin stâlpi de susținere.

Dacă trebuie să reduceți greutatea structurii metalice finite, ar trebui să acordați atenție fermei Polonso. Include două sisteme formă triunghiulară, care sunt conectate prin strângere. Folosind această schemă, puteți face fără bretele de dimensiuni mari în panourile din mijloc.

Când creați ferme cu o pantă de aproximativ 6-10 grade pentru acoperișuri de șopron, trebuie să rețineți că constructie terminata nu trebuie să fie simetric.

Calculul unei ferme metalice

La calcul, este necesar să se țină cont de toate cerințele pentru structurile metalice conform standardelor de stat. Pentru a crea cel mai eficient și mai fiabil design, este necesar, în etapa de proiectare, să pregătiți un desen de înaltă calitate, care va afișa toate elementele fermei, dimensiunile lor și caracteristicile conexiunii cu structura de susținere.

Înainte de a calcula o ferme pentru un baldachin, ar trebui să vă decideți asupra cerințelor pentru o ferme finită și apoi să începeți de la economii, evitând costurile inutile. Înălțimea fermei este determinată de tipul de podea, greutatea totală a structurii și posibilitatea deplasării ulterioare a acesteia. Lungimea structurii metalice depinde de panta așteptată (pentru structuri mai lungi de 36 m, va fi necesar și un calcul al liftului clădirii).

Panourile trebuie selectate astfel încât să poată rezista încărcăturilor care vor cădea pe fermă. Bretele pot avea unghiuri diferite, astfel încât acest parametru trebuie luat în considerare și la alegerea panourilor. În cazul grătarelor triunghiulare, unghiul este de 45 de grade, iar cu grătare înclinate - 35 de grade.

Calculul unui acoperiș dintr-o țeavă de profil se termină cu determinarea distanței la care vor fi create nodurile unul față de celălalt. De regulă, acest indicator este egal cu lățimea panourilor selectate. Indicatorul optim al pasului suporturilor întregii structuri este de 1,7 m.

Când calculați o ferme cu o singură pantă, trebuie să înțelegeți că, odată cu creșterea înălțimii structurii, capacitatea sa portantă va crește și ea. În plus, dacă este necesar, merită să completați schema de ferme cu mai multe elemente de rigidizare care pot întări structura.

Exemple de calcul

Atunci când alegeți țevi pentru ferme metalice, merită să începeți de la următoarele recomandări:

• Pentru amenajarea structurilor cu o lățime mai mică de 4,5 m sunt potrivite țevi cu o secțiune de 40x20 mm cu o grosime a peretelui de 2 mm;
• Cu o lățime de construcție de 4,5 până la 5,5 m, sunt potrivite țevi cu profil pătrat de 40 mm cu perete de 2 mm;
• Pentru structuri metalice mai mari se pretează aceleași țevi ca în cazul precedent, dar cu perete de 3 mm, sau țevi cu secțiunea de 60x30 mm cu perete de 2 mm.

Ultimul parametru, căruia trebuie acordată atenție la calcul, este costul materialelor. În primul rând, trebuie să luați în considerare costul țevilor (reținând că prețul țevilor este determinat de greutatea lor, nu de lungime). În al doilea rând, merită să întrebați despre costul lucrărilor complexe de fabricare a structurilor metalice.

Recomandări pentru selecția țevilor și fabricarea structurilor metalice

Înainte să gătești fermă și să culegi materiale optime pentru proiectarea viitoare, merită să vă familiarizați cu următoarele recomandări:

• Când se studiază gama de țevi disponibile pe piață, merită să se acorde preferință produselor dreptunghiulare sau pătrate - prezența rigidizatoarelor crește semnificativ rezistența acestora;
• Alegerea tevilor pentru sistem de ferme, cel mai bine ar fi să optați pentru produse inoxidabile din oțel de înaltă calitate (dimensiunile țevilor sunt determinate de proiect);
• La instalarea elementelor principale ale fermei se folosesc chinuri și colțuri duble;
• În coardele superioare, grinzile I cu laturi diferite sunt de obicei folosite pentru a conecta cadrul, dintre care cel mai mic este necesar pentru andocare;
• Pentru montarea centurii inferioare, colțurile cu laturile egale sunt destul de potrivite;
• Elementele principale ale structurilor de dimensiuni mari sunt atașate între ele cu plăci de deasupra capului;
• Bretele sunt montate la un unghi de 45 de grade, iar rafturile sunt montate la o înclinare de 90 de grade.
• Atunci când o ferme de metal pentru un baldachin este sudată, merită să vă asigurați că fiecare sudură este suficient de fiabilă (citiți și: "");
• După sudare, elementele structurale metalice rămân acoperite cu compuși de protecție și vopsea.

Concluzie

Structurile pentru țevi profilate sunt destul de versatile și potrivite pentru rezolvarea unei game largi de sarcini. Fabricarea fermelor nu poate fi numită simplă, dar dacă abordați toate etapele de lucru cu toată responsabilitatea, atunci rezultatul va fi un design fiabil și de înaltă calitate.

Proiecta structuri metalice- unul dintre cele mai importante domenii de activitate de constructii. Pentru a determina parametrii de profil necesari, se folosește un software costisitor cu licență, care necesită educație specializată și abilități de lucru cu un pachet software specific.

În același timp, există situații în care trebuie să faceți un desen „pe genunchi”, să selectați produsul rulat potrivit, să calculați greutatea grinzii pentru a determina costul și a comanda metalul. În cazurile în care nu este posibilă utilizarea programelor speciale, programele online și desktop gratuite pot deveni asistenți convenabil în calculul structurilor metalice:

• calculator cu role de metal Arsenal;
• calculator online Metalcalc;
• program online sopromat.org pentru calculul grinzilor și ferme;
• calculul grinzilor în Sopromatguru online;
• desktop-program „Fermă”.

1. Calculator de metal laminat Arsenal

Compania Arsenal oferă tuturor oportunitatea de a-și economisi timpul prin utilizarea proprietății program desktop pentru calcularea greutății teoretice a unui profil metalic de orice fel, inclusiv feros și inoxidabil, precum și a metalelor neferoase. Site-ul este disponibil și versiunea online a programului .

Pentru a calcula profilul, trebuie să introduceți informații despre grosimea metalului, lungimea segmentului, înălțimea și lățimea. De asemenea, puteți selecta o marcă de profil laminat din sortiment și puteți seta lungimea necesară. În acest caz, programul va determina automat dimensiunile și greutatea acestuia.

2. Calculator online Metalcalc

Calculator online metalcalc- o resursă convenabilă pentru determinarea greutății și lungimii metalului laminat. Atunci când setați principalii parametri tehnici ai produsului (numărul intervalului sau dimensiunile totale ale profilului, lungimea acestuia), programul va determina greutatea acestuia. Calculele sunt efectuate pe baza GOST-urilor actuale și sunt caracterizate de precizie maximă.

Programul are și o funcție de recalculare. Dacă specificați greutatea și dimensiunea profilului, serviciul va calcula lungimea acestuia. Resursa este absolut gratuită și ușor de utilizat.

3. Program online gratuit sopromat.org pentru calculul grinzilor și ferme

Pe site sopromat.org prezentat program online gratuit pentru calculul grinzilor și al zăbrelelor prin metoda elementelor finite. Calculul poate fi efectuat, printre altele, pentru cadre static nedeterminate.

Serviciul poate fi util atât pentru studenți pentru a finaliza lucrările trimestriale, cât și pentru inginerii practicanți pentru a determina parametrii structurilor metalice reale. Resursa online vă permite să:

• determina deplasari in noduri;
• calculați reacțiile suporturilor;
• parcela Q, M, N
• salvați rezultatele calculelor și schema încărcărilor;
• exportați rezultatele în format de desen DXF.

Site-ul conține întotdeauna cea mai recentă versiune a programului. Există o versiune Mini pentru a descărca și a lucra dispozitive mobile. Programul mobil are toate avantajele versiunii complete.

4. Calculul grinzilor în Sopromatguru

În viitorul apropiat, autorii intenționează să adauge programului o funcție de calcul a fermei. Astăzi, resursa online vă permite să setați parametrii unei grinzi, să susțineți, să încărcați gratuit și să obțineți o diagramă. Pentru acces la un calcul detaliat, autorii programului vă cer să transferați o plată simbolică. Este demn de remarcat faptul că serviciul online este frumos proiectat și echipat cu o interfață clară.

5. Program de desktop gratuit „Fermă”

program mic Fermă vă permite să calculați o sarpă plată determinată static și să salvați rezultatele. Pentru a începe, trebuie să specificați parametrii geometrici ai zăbrelei (dimensiunile barelor, înălțimi, pozițiile bretele, încărcături).

Calculul se realizează prin metoda nodurilor de tăiere. Se determină forțele din tijele ferme, precum și reacțiile suporturilor. Numărul maxim de panouri de ferme este de 16, numărul de sarcini nu este mai mare de 20. Pachetul software poate fi folosit și pentru a calcula ferme nedeterminate static.

Ministerul Științei și Educației al Federației Ruse Agenția Federală pentru Educație Instituție de învățământ de stat

superior învăţământul profesional„Universitatea de Stat de Construcții Rostov”

CALCULUL FERMELOR PLATE

Instructiuni metodice si sarcini de control pentru studentii catedrei corespondenta

Rostov-pe-Don

Calculul fermelor plate: Instructiuni metodologice si sarcini de control pentru studentii catedrei corespondenta.- Rostov-pe-Don: Rost. stat construieste. un-t, 2006 - 23 p.

Conceput pentru studenții departamentului de corespondență de toate specialitățile. Sunt date diverse metode se analizează calculul fermelor plate și soluțiile de exemple tipice.

Alcătuit de: T.V. Vilenskaya S.S. Savchenkova

Revizor: npof. I.F. Khrjiyants

Editor N.E. Gladkikh Templan 2006, poz. 171

Semnat pentru publicare la 24 mai 2006. Format 60x84/16. Hartie de scris. Risograf. Uch.-ed. l.. 1.4. Tiraj 100 de exemplare. Comanda Centrul editorial si editorial RSSU

344022, Rostov n/a, str. Socialist, 162

© Universitatea de Stat de Inginerie Civilă Rostov, 2006

INTRODUCERE

În construcția de poduri, macarale și alte structuri se folosesc structuri numite ferme.

O fermă este o structură formată din tije legate între ele la capete prin balamale și formând un sistem neschimbător din punct de vedere geometric.

Îmbinările articulate ale tijelor de împingere se numesc nodurile sale. Dacă axele tuturor tijelor se află în același plan, atunci armatura se numește plată.

Vom lua în considerare numai ferme plate. Presupunem că sunt îndeplinite următoarele condiții:

1) toate truss rods sunt drepte;

2) nu există frecare în balamale;

3) toate forțele specificate sunt aplicate numai în nodurile ferme;

4) greutatea tijelor poate fi neglijată.

În acest caz, fiecare truss rod este sub acțiunea a doar două forțe care o vor determina să se întindă sau să se comprima.

Lăsați fermecata să aibă „m” tije și „n” noduri. Să găsim relația dintre m și n, care asigură rigiditatea structurii (Fig. 1).

Pentru a conecta primele trei noduri, sunt necesare trei tije, pentru conectarea rigidă a fiecăruia dintre nodurile rămase (n-3) sunt necesare 2 tije, adică

sau m = 2n-3. (1)

Dacă m< 2n - 3, то конструкция не будет геометрически неизменяемой, если m >2n - 3, sarpanta va avea o tijă „în plus”.

Egalitatea (1) se numește condiție de rigiditate.

Ferma prezentată în fig. 1 este o structură rigidă

Orez. 1 Calculul fermei se reduce la determinarea reacțiilor de sprijin și a forțelor în

tije, adică forțele care acționează din nodurile asupra tijelor adiacente acestuia.

Să aflăm la ce raport dintre numărul de tije și noduri va fi determinată static. Dacă toate forțele necunoscute pot fi determinate din ecuațiile de echilibru, adică numărul de ecuații independente este egal cu numărul de necunoscute, atunci construcția este determinată static.

Întrucât un sistem plat de forțe convergente acționează asupra fiecărui nod de ferme, este întotdeauna posibil să se compună 2n ecuații de echilibru. Numărul total de necunoscute este m + 3, (unde m este efortul în tije și 3 susține reacțiile).

Condiția de definibilitate statică a fermei m + 3 = 2n

sau m = 2n - 3 (2)

Comparând (2) cu (1), vedem că condiția de definibilitate statică coincide cu condiția de rigiditate. Prin urmare, o ferme rigidă fără tije suplimentare este determinată static.

DETERMINAREA REACȚIILOR DE SUPORT

Pentru a determina reacțiile de susținere, considerăm echilibrul întregii ferme ca întreg sub acțiunea unui sistem planar de forțe arbitrar. Compunem trei ecuații de echilibru. După găsirea reacțiilor de suport, este necesar să se facă o verificare.

DETERMINAREA FORȚELOR ÎN TIJELE FERMEI Forțele în miriștele fermei pot fi determinate în două moduri:

decuparea nodurilor și metoda secțiunii (metoda Ritter).

Metoda de tăiere a nodurilor este următoarea:

echilibrul tuturor nodurilor fermei, care se află sub acțiunea forțelor externe și a reacțiilor tijelor tăiate, este considerat secvențial. Fiecărui nod se aplică un sistem plat de forțe convergente, pentru care se pot întocmi două ecuații de echilibru. Este recomandabil să începeți calculul de la nodul unde converg două tije. În acest caz, o ecuație de echilibru a penultimului nod și două ecuații ale ultimului nod sunt cele de testare.

Metoda Ritter este următoarea:

armatura, la care se aplică forțe externe, inclusiv reacțiile suporturilor, este tăiată în două părți de-a lungul a trei tije, dacă este posibil. Numărul de bare tăiate ar trebui să includă forțele pe care doriți să le determinați.

Una dintre părțile fermei este aruncată. Efectul piesei aruncate asupra părții rămase este înlocuit cu reacții necunoscute.

Se ia în considerare echilibrul părții rămase. Ecuațiile de echilibru sunt compilate astfel încât fiecare dintre ele să includă o singură necunoscută. Acest lucru se realizează printr-o alegere specială a ecuațiilor: la compilarea ecuației momentelor, se alege punctul moment în care se intersectează liniile de acțiune a două forțe necunoscute, care în acest moment nu sunt definite. La compilarea ecuației de proiecție, axa de proiecție este aleasă perpendicular

două eforturi paralele.

La compilarea ecuațiilor de echilibru prin ambele metode, se presupune că toate tijele sunt întinse. Dacă rezultatul este negativ, tija este comprimată.

Exemplu tipic: Determinați reacțiile și forțele de susținere în tijele ferme, dacă F=20 kH, P=20 kH, α=60°, Q=30 kN (Fig. 2, 3).

Determinăm reacțiile de susținere, luând în considerare echilibrul sistemului în ansamblu (Fig. 3).

∑ X \u003d 0: X A -F cos α + Q \u003d 0;

∑ H \u003d 0: Y A + YB - P - F sin α \u003d 0;

∑ M A \u003d 0: -Q a - P 2a - F sin α 3a + F cos α a + YB 4a \u003d 0.

Rezolvând aceste ecuații, găsim:

XA = -20 kH; YA = 9,33 kH; YB = 28 kH.

Să verificăm corectitudinea rezultatelor obținute. Pentru a face acest lucru, compunem suma momentelor forțelor în jurul punctului C.

∑ MS \u003d XA a - YA a - P a - F sin α 2a + YB 3a \u003d \u003d (-20 - 9,33 - 20 - 20 1,73 + 28 3) a \u003d 0.

Să trecem la determinarea forțelor din tijele truss.

Metoda de tăiere a nodurilor.

Începem calculul de la nodul A, unde două tije converg.

Ar trebui să descrieți nodul al cărui echilibru este luat în considerare (Fig. 4). Deoarece presupunem că toate tijele sunt întinse, direcționăm reacțiile tijelor departe de nod (S 1 și S 5 ). Apoi forțele din tije (reacții

Pentru nodul A, compunem două ecuații de echilibru:

∑ X \u003d 0: + X A + S5 + S1 cos 45 ° \u003d 0;

∑ Y \u003d 0: Y A + S1 cos 45 ° \u003d 0.

Se obține: S 1 13,2 kH;

S5 29,32 kH.

∑ X \u003d 0: Q + S 2 + S6 cos 45 ° - S1 cos 45 ° \u003d 0;

∑ Y = 0:- S 1 cos 45° - S6 cos 45° = 0.

Când înlocuim valoarea lui S1, ținem cont de faptul că forța este negativă.

Se obține: S6 13,2 kH;

S2 48,7 kH .

Alte noduri sunt calculate în mod similar (Fig. 6.7).

∑ X \u003d 0: - S 2 - S7 cos 45 ° - S3 cos 45 ° - F cos α \u003d 0;

∑ Y = 0:- S 7 cos 45° - S3 cos 45° - F sin α = 0.

Prin urmare: S3 39,6 kH;

S7 15,13 kH.

∑ X \u003d 0: - S 4 - S3 cos 45 ° \u003d 0;

A doua ecuație de testare:

∑ Y = +Y B + S3 cos 45° = 28-39,6 0,71 =0. S4 = 28,0 kH.

Pentru a verifica, luați în considerare echilibrul nodului E. (Fig. 8)

∑ X \u003d - S 5 + S4 - S6 cos 45 ° + S7 cos 45 ° \u003d 0;

∑ Y = S 6 cos 45° + S7 cos 45° - P = 0.

Deoarece ecuațiile s-au transformat în identități, calculul a fost făcut corect.

Metoda secțiunii (metoda Ritter).

Metoda Ritter este convenabilă de utilizat dacă este necesară determinarea forțelor nu în toate tijele și ca metodă de testare, deoarece vă permite să determinați fiecare efort independent de celelalte.

Determinăm forțele în tijele 2, 6, 5. Tăiem ferme în două părți de-a lungul tijelor 2, 6, 5. Aruncăm partea dreaptă și luăm în considerare echilibrul din stânga

Pentru a determina forța S5, întocmim o ecuație a momentelor în jurul punctului în care forțele S2 și S6 se intersectează (punctul C).

∑ MS = 0: ХА a – YA a + S5 a = 0;. S5 = 29,32 kH.

Pentru a determina forța S2, întocmim o ecuație a momentelor în jurul punctului E:

∑ ME \u003d 0: - Q a - S2 a - YA 2a \u003d 0; S2 = 48,64 kH.

Pentru a determina forța S6, trebuie să se întocmească o ecuație a proiecțiilor pe axa Y:

∑ Y = 0:-S6 cos 45° + YA = 0; S6 = 13,2 kH.

Rezultatele trebuie introduse în tabel. 1.

Forțe în tijele ferme, kN

numărul tijei, metodă
	decuparea
metoda lui Ritter

CALCUL FERMĂ FOLOSIND PRINCIPIUL POSIBILULUI MIȘCARE

Principiul posibilelor deplasări este principiul de bază al mecanicii analitice. Oferă cele mai generale metode de rezolvare a problemelor de statică și vă permite să determinați fiecare forță necunoscută independent de toate celelalte, constituind o singură ecuație de echilibru.

Principiul posibilelor deplasări (teorema lui Lagrange-Ostrogradsky):

Pentru echilibru sistem mecanic, supus unor constrângeri ideale, geometrice și staționare, este necesar și suficient ca suma muncii forțelor active care acționează asupra sistemului să fie egală cu zero la orice posibilă deplasare a sistemului:

A k ( a ) 0 . k 1

Comunicații fixe- conexiuni care sunt în mod explicit independente de timp.

Legăturile ideale sunt legături, suma muncii reacțiilor a căror deplasare posibilă a sistemului este egală cu zero.

Legături geometrice- legături care impun restricții doar asupra coordonatelor punctelor sistemului.

Forțe active - forțe care acționează asupra sistemului, cu excepția reacțiilor de cuplare.

Posibile mișcări ale sistemului

Deplasările posibile ale unui sistem mecanic sunt deplasări infinitezimale ale sistemului permise de constrângerile impuse acestuia.

Valorile posibilelor deplasări sunt indicate prin simboluri, de exemplu - δ S, δφ, δX.

Să dăm exemple de posibile deplasări ale sistemelor (ne limităm la luarea în considerare a sistemelor plate):

1. Corpul este fixat printr-o balama fixă, permițând corpului să se rotească în jurul unei axe care trece prin punctul O, perpendicular pe

planul de desenare (Fig. 10).

Posibilă mișcare a corpului - rotație în jurul axei la un unghi δφ.

2. Corpul este fixat cu două balamale mobile

Aceste conexiuni permit corpului să se miște translațional paralel cu planurile rolelor.

Posibila mișcare a corpului - δX.

3. Corpul este fixat și cu două balamale mobile (planele rolelor nu sunt paralele).

Aceste legături permit corpului plat să se miște numai în planul de desen. Posibila deplasare a acestui corp va fi o deplasare plan-paralela. Iar mișcarea plan-paralelă a corpului poate fi considerată momentan ca o mișcare de rotație în jurul unei axe care trece prin

centrul instantaneu al vitezelor corpului (m.c.s.) perpendicular pe planul desenului

Prin urmare, pentru a vedea o posibilă mișcare corp dat, trebuie să știi unde se află m.c.s. acest corp. Pentru a construi un MCS, trebuie să cunoașteți direcțiile vitezelor a două puncte ale corpului, să desenați perpendiculare pe vitezele din aceste puncte, punctul de intersecție al perpendicularelor va fi MCS. corp. În exemplu, cunoaștem direcțiile vitezelor punctelor A și B (sunt paralele cu planurile rolelor). Aceasta înseamnă că posibila deplasare a acestui corp este o rotație printr-un unghi δφ în jurul unei axe care trece prin punctul A perpendicular pe planul desenului.

CONCLUZIE: Deoarece mai jos sunt luate în considerare numai sistemele plate, pentru a vedea posibila deplasare a unui sistem format din corpuri solide plate, este necesar să se vadă sau să se construiască pentru fiecare corp solid

va fi o întoarcere în jurul m.c.s-ului său, sau corpul se va deplasa înainte dacă m.c.s. absent. Deplasările posibile ale sistemului sunt determinate doar de constrângerile impuse sistemului și nu depind de forțele care acționează asupra sistemului. În cazul conexiunilor geometrice și staționare, direcțiile posibilelor deplasări ale punctelor sistemului coincid cu direcțiile vitezelor acestor puncte în timpul mișcării reale.

Munca unei forțe asupra unei posibile deplasări

În problemele luate în considerare, corpurile solide vor putea fie să se miște translațional, fie să se rotească în jurul unei axe perpendiculare pe planul desenului. Să scriem formulele de găsire lucru posibil forțe în timpul unor astfel de mișcări ale corpurilor.

1. Corpul se deplasează înainte.

Apoi fiecare punct al corpului este mișcat de r . Prin urmare, punctul de aplicare al forței F se deplasează în r. Atunci A F r .

Cazuri speciale:

A0.

2. Corpul se rotește în jurul unei axe.

Lucrul forței F se găsește ca lucru elementar al forței aplicate corpului în rotație. Corpul se rotește printr-un unghi δφ.

δA \u003d Mz (F) δφ,

unde Mz (F) este momentul forței F relativ la axa de rotație a corpului (în problemele noastre, axa z este perpendiculară pe planul desenului și găsirea Mz (F) se reduce la găsirea momentului forței F raportat la punctul de intersecție a axei cu planul).

δA > 0, dacă forța creează un moment îndreptat în sensul de rotație al corpului;.

δA< 0 , если сила создаёт момент, направленный в сторону, противоположную вращению тела.