Стропильные фермы металлические: опорная конструкция кровли

Содержание

  • Конструкция из металла
  • Виды: по поясам и решеткам
  • Расчет треугольной фермы и его особенности
  • Изготовление и соединение элементов
  • Стропильные фермы металлические в основном изготавливают из стальных профилей, чаще из уголка. Для более тяжелых конструкций профиль имеет тавровое или двутавровое сечение, а для гидротехнических сооружений – круглое, профильная труба. Стальная стропильная ферма широко используется в конструкциях для покрытия и перекрытия зданий, чаще с шириной пролетов больше 24 м.

    Конструкция из металла

    стальной каркас крыши

    Прочность и жесткость этих элементов несущей конструкции обеспечивает их форма. Классический вариант металлической фермы состоит из прутьев – два параллельных и еще между ними, сваренные зигзагообразно. Благодаря такой компоновке даже при относительно малом расходе материала сопротивляемость конструкции из металла повышается.

    Основные конструктивные элементы:

    • пояса, верхний и нижний,образующие контур;
    • решетка, собранная из раскосов и стоек.

    узловое соединение элементов фермыУзловое соединение элементов выполняют непосредственным примыканием одного к другому. Стержни решетки фиксируют к поясам либо сваркой, либо посредством фасонных элементов. Помимо стропильных могут быть и подстропильные. Их используют как опоры для несущих конструкций и перекрытий, если расстояние между колоннами превышает шаг балок или у колонн неодинаковый шаг.

    Виды: по поясам и решеткам

    обзор изнутри

    Их классифицируют по геометрии поясов и типу решетки.

    По очертанию пояса

    ферма с параллельными поясами

    • с параллельными поясами – имеют достаточно конструктивных преимуществ. Наибольшая повторяемость деталей, связанная с равными длинами стержней для поясов и решетки, одной и той же схемой узлов, минимальным количеством стыков поясов, позволяет унифицировать конструкции, что дает возможность индустриализации их производства. Они оптимальны для мягких кровель.

    трапецеидальные и полигональные фермы

    • трапецеидальные (односкатные) – в сопряжении с колоннами дает возможность устраивать жесткие узлы рам, повышающих жесткость здания. В середине пролета на решетке этих ферм нет длинных стержней. Для них не требуются большие уклоны.
    • полигональные – подходят для тяжелых строений, используемых для больших пролетов, при этом они дают существенную экономию стали. Полигональное очертание для легких вариантов нерационально, поскольку получение незначительно экономии несоизмеримо с усложнением конструкции.

    треугольные фермы

    • треугольные – обычно их используют для крутых крыш или, исходя из условий эксплуатации здания или вида кровельного материала. Хотя они просты в исполнении, однако имеют определенные конструктивные недостатки, скажем, сложность острого опорного узла, повышенный расход материалов при изготовлении слишком длинных стержней в центральной части решетки. Использование треугольных систем в ряде случаев обязательно, например, в строениях, где необходимо обеспечить с одной стороны значительный и равномерный приток естественного света.

    Системы решетки

    • треугольная – самая эффективная в случае параллельных поясов и трапецеидального очертания, возможно их использование в системе с треугольным очертанием;
    • раскосная – раскосы, самые длинные элементы, должны быть растянутыми, стойки же, наоборот, сжатыми. Такая решетка по сравнению с треугольной более трудоемка и имеет больший расход материала;
    • специальные – шпренгельные, крестовые и другие.

    Расчет треугольной фермы и его особенности

    При расчете учитываются требования СНиП  по «Стальным конструкциям» и «Нагрузкам и воздействиям». Грамотно рассчитать стропильные системы из металла можно только при наличии специальных знаний. При этом учитываются многочисленные факторы, поэтому проектировщики, как правило, обращаются при расчетах к помощи специальных программ.

    Что же лежит в основе расчетов треугольной фермы: пример

    Фермы находятся под постоянным воздействием таких нагрузок, как вес кровли, фонарей, подвесных водосточных систем, вентиляторов, собственный вес несущей конструкции и других. К временным нагрузкам относят давление ветра, снега, вес людей, находящихся на крыше, подвесного транспорта.

    На заметку
    Ветровую нагрузку учитывают при уклоне фермы, начиная с 30⁰.

    Принимаются во внимание также особые или периодические нагрузки, типа сейсмических, урагана и т. д.

    Пример расчета в программе SCAD

    Изготовление и соединение элементов

    стропильные металлические фермы

    • Сборка. Собирают их поэтапно из деталей на прихватках.
    • Связку поясов производят, используя один или два спаренных уголка:
    • верхние пояса изготавливают из неравнобоких двух уголков, имеющих тавровое сечение, стыковку проводят по меньшим сторонам;
    • для нижних поясов используют, соответственно, равнобокие уголки.
    • Если элемент большой длины, применяют соединительные и накладные пластины. В случае нагрузок, образованных в границах ее панелей, используются парные швеллеры.
    • Угол установки раскосов – 45°, а стоек – 90°. Для их изготовления применяют равнобокие уголки, скрепляя элементы посредством пластин. Уголки в сечении либо крестообразное, либо тавровые.
    • Полностью сварные системы изготавливают с использованием тавр.
    • Сварка. Когда сборка на прихватках закончена вручную или полуавтоматическим способом выполняют сварочные работы, после чего каждый шов зачищают.
    • Окраска. В стропильной конструкции на завершающем этапе сверлят отверстия и покрывают ее антикоррозийными составами.
    На заметку
    Большое распространение в индивидуальном строительстве получили фермы, выполненные из профильных труб. У них значительно меньший вес, и собирают их прямо на площадке, используя сварку.

    Некоторые правила устройства

    Вид и конструкция металлических стропил во многом зависит от уклона кровли. Рассмотрим связь между уклоном кровли и устройством стропильных систем:

    • 6–15° – ферма трапециевидной формы, высота 1/7– 1/9 ее длины. Для обустройства чердака либо ее стены должны иметь соответствующую высоту, либо проектируемая крыша должна иметь переломы у опор. Размер панелей нижнего и верхнего пояса должен быть одинаковым. Для облегчения используют решетку.
    • 15–22°– высота конструкции из металла равна 1/7 длины, нижний пояс должен быть ломаным – это позволяет снизить вес по сравнению с обычной треугольной порядка 30%. При этом один пролет по длине не должен превышать 20 м.
    • 22–30° – система треугольной формы, высота 1/3 длины. Поскольку вес ее получается относительно небольшим, опорой могут служить наружные стены, возведенные на небольшую высоту.
    • При длине пролета в 14-20 м, в каждой ее половине должно быть четное количество панелей длиной 1,5-2,5 м. Оптимальным для такой длины считается восемь панелей. Полонсо
    • Если длина пролета больше (20–35 м) используют фермы Полонсо, две треугольные, соединенные затяжками. В этом случае длинные раскосы центральных панелей можно убрать и уменьшить тем самым вес. Верхний пояс разделяют в этом случае на 12-16 панелей по 2,0–2,75 м в длину.

      Серия 1.263.2-4. Выпуск 1. Фермы пролетами 18, 21 и 24 м из прокатных уголков. Чертежи КМ (7,1 MiB, 4 120 hits)

    Описание

      Серия 1.263.2-4. Выпуск 2. Фермы пролетом 27, 30 и 36 м из прокатных уголков. Чертежи КМ (8,8 MiB, 1 610 hits)

    Описание

      Серия 1.263.2-4. Выпуск 3. Фермы пролетом 18, 21, 24, 27, 30 и 36 м из прокатных уголков под облегченную кровлю (11,6 MiB, 2 153 hits)

    Описание

      Серия 1.263.2-4. Вып-4. Фермы пролетом 15, 18, 21, 24, 27 и 30 м из сварных гнутозамкнутых профилей (с пониженной высотой) (6,8 MiB, 3 450 hits)

    Описание

    © 2017 stylekrov.ru

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Загрузка...