Як розрахувати металеву ферму для навісу: створення арочної конструкції, особливості розрахунків

Металеві ферми для навісу – одні з найбільш елементарних будівель. Їх часто зводять на дачних ділянках і територіях заміських будинків. Це прості конструкції з каркаса, покриття і додаткових елементів. З них можна зробити навіс, що закриває місце, виділене під зберігання речей, або створити міні-стоянку для автомобіля. Всю збірку можна зробити самостійно, але щоб ферма вийшла міцною і довговічною, необхідні правильні розрахунки.

види конструкцій

Ферми виготовляють з профілів прямокутної форми або металевих куточків. Матеріал вибирається залежно від типу конструкції і виду поясів. Пояси – це основа ферми, вони розташовуються знизу і зверху споруди і формують його просторове обрис. Для виготовлення маленьких конструкцій використовують профільні труби.

Ферми мають кілька форм:

  1. Полігональні. Цей тип ферм призначений для установки на прольотах довжиною від 10 метрів і більше. Якщо встановлювати навіс на маленькій ділянці, то конструкцію комплектують додатковими деталями, що ускладнює її складання. Навіси, виготовлені на виробництві та мають дугоподібну форму, є винятком.
  2. Трикутні. Це двосхилий навіс з ухилом 22-30 градусів. Його часто встановлюють в тих регіонах, де випадає велика кількість снігових опадів. Недолік вироби – гострий вузол в підставі конструкції і довгі опори, розташовані в центрі. Ці ділянки потрібно правильно розрахувати і відзначити на кресленні. Полікарбонатні ферми для навісу маленьких розмірів мають пропорції по відношенню до висоті і ширині не більше?, 1/5.
  3. Паралельні. Згідно з кресленням, ухил готового виробу становить не більше 1,5%. При цьому співвідношення висоти і довжини варіюється від 1/6 до 1/8. Виріб використовують для плоского навісу, який планується обробляти рулонної облицюванням. Стрижні поясів, що створюють просторову решітку, мають рівномірну довжину, через це виходить мінімум сполучних вузлів.
  4. Арочні. Це найзручніша конструкція ферми. Вона дозволяє приховувати изгибающие лінії в поперечних перетинах каркаса. До того ж матеріал арки відчуває постійне стиснення. Тому всі розрахунки проводять за спрощеним шаблоном, так як вага від покрівлі, монтажної обрешітки і снігового навантаження буде однаково розподілятися по всьому навісу.
  5. Трапецієподібні. Кут нахилу каркаса становить від 6 до 150 градусів. При цьому його висота і довжина мають пропорції 1/6. Виріб характеризується жорсткою рамою.

Який рівень навантаження зможе витримати споруду – залежить від товщини профільної труби. Чим вона товщі, тим міцніше конструкція. Для великих конструкцій краще вибирати квадратний профіль з перетином 30-50? 30-50 мм. Труби з меншим перетином застосовують для маленького каркаса.

Металевий профіль має високу міцність і в порівнянні з цілісним металевим бруском важить набагато менше. Матеріал легко згинається, це дозволяє створювати арочні і куполоподібні конструкції.

Готові ферми для навісу з металопрофілю мають доступну ціну. Щоб матеріал прослужив довго, його фарбують або покривають ґрунтовкою, яка захистить його від корозії.

полікарбонатна ферма

Щоб зібрати ферму для навісу з полікарбонату, потрібно скласти детальну схему. Кожна деталь, зазначена в схемі, повинна мати точні розміри. Деталі зі складною конструкцією прорисовують в додатковому кресленні.

Щоб вибрати тип конструкції і кількість складових деталей, необхідно зробити розрахунки. Додатково вивчають рівень атмосферних опадів в своєму регіоні. Ці дані допоможуть створити конструкцію необхідної міцності. Сама спрощена різновид ферми – дуга (труба) з круглим або квадратним перетином. Незважаючи на те що це найдешевший варіант з усіх, труби з полікарбонату не дуже надійні.

Розподіл навантаження:

  1. Вся навантаження впливає на опори конструкції і прямує вниз. Через це відбувається її рівномірний розподіл. Отже, опорні стовпи мають гарний опір проти стиснення. Це дозволяє витримувати додатковий вага від снігового покриву.
  2. Так як дуги менш жорсткі, навантаження розподіляється нерівномірно. Через це під впливом навантаження вони розгинаються. В результаті з’являється сила, яка впливає на опори, розташовані вгорі конструкції.

Неправильний розрахунок ферми для навісу загрожує тим, що підстави стовпів стануть скривлюватися і деформуватися.

При розрахунку ферми з полікарбонату враховують висоту і довжину каркаса, а також кут нахилу решітки і відстань між модулями. Приклад розрахунку:

  1. Довжина каркаса повинна точно збігатися з довжиною прольоту (інтервал, який перекриває профіль).
  2. Залежно від розробленого кута і характеристик обриси визначають висоту конструкції. Якщо споруда трикутне, то його висота варіюється від 1/5 або? частини довжини. Співвідношення покрівлі прямої форми становить 1/8 частину.
  3. Кут нахилу решітки до поясу варіюється від 35 до 50 градусів. Середня величина становить 45 градусів.
  4. Ширина панелі допоможе правильно розрахувати проміжок між вузлами. Вони завжди ідентичні. Якщо каркас має велику довжину прольоту (25-30 метрів і більше), то для нього потрібно будівельний підйом. Його розраховують додатково. Ці розрахунки допоможуть визначити рівень навантаження і підібрати підходящу величину профільних труб.

Наприклад, розрахунок для односхилого каркаса розміром 4? 6 м відбувається наступним чином. Конструкцію створюють з профілю 3? 3 см. Його товщина становить 0,12 см. Довжина нижнього пояса становить 310 см, а верхнього – 390 см. Між поясами монтують вертикальні опори. Висота найбільшої становитиме 60 см, решта три рівномірно вкорочують. Після установки опор з’являються місця, які потрібно зміцнити. Їх оснащують розкосими перемичками (тонкий профіль з перетином 2? 2 см). У місцях, де з’єднуються пояса, стійки не встановлюють.

Якщо навіс довгий (6-7 метрів), то встановлюють 5 таких конструкцій. Їх розташовують з відстанню в 1,5 м. Кожен модуль закріплюють поперечними перемичками. Як перемичок застосовують профіль з перетином 2? 2 см.

Його розташовують на відстані 50 см один від одного і закріплюють на верхньому поясі. Обшивка з полікарбонату кріпиться до перемичках.

Це цікаво: Літні навіси з полікарбонату для дачі та відпочинку.

арочний каркас

Через особливого будови арочна ферма для навісу також потребує точних розрахунках. Вони необхідні для того, щоб діюча навантаження розподілилася рівномірно по всій поверхні. А це можливо тільки завдяки правильній і рівною формі каркаса.

Виготовлення каркаса арковий типу довжиною в 6 метрів:

  1. Щоб споруда мала гарний зовнішній вигляд і при цьому витримувало високі навантаження, відстань між арками роблять в 105 см. При цьому висота конструкції становитиме 150 см.
  2. Формула довжини сектора? ? R? ? ? 180 допоможе розрахувати довжину профілю по нижньому поясу. За кресленням: R = 410 см,? ? 160 °. Підставивши числа, виходить: 3,14? 410? 160? 180 = 758 (см).
  3. Вузли каркаса розміщують на нижньому поясі. Відстань між ними має бути не менше 55 см. Для установки крайніх вузлів потрібен індивідуальний розрахунок.
  4. Якщо довжина прольоту не перевищує 6 метрів, замість складних конструкцій використовують просту (одинарну або подвійну балку). Для цього металеву трубу згинають під певним кутом. Розрахунку такий тип арочного каркаса не вимагає. А наскільки міцним вийде каркас – залежить від перетину профілю. Тому важливо підібрати підходящий матеріал.

Щоб правильно розрахувати довжину дуги арки, її центр позначають точкою М. Ця точка розташовується на перпендикуляре СМ. Перпендикуляр проведений до хорди АВ і в її центрі відмічений крапкою С. Хорди АВ і АМ вимірюють. Потім розрахунок ведеться за формулою Гюйгенса: p = 2 l? 1/3? (2 l – L). При цьому хорда АВ – L, хорда АМ – l. Якщо дуга АВ зігнута на 60 градусів, то похибка формули становить 0,5%. Вона набагато зменшується при зниженні кутовий заходи. Якщо градус дуги складає 45, то похибка досягає 0,02%.

Ссылка на основную публикацию