Как применяют металлические фермы?

Современные сооружения изготавливаются с учетом определенных характеристик. Так если здание имеет деревянные фермы перекрытия, то его износостойкость не соответствует высокотехнологичным требованиям. Чтобы повысить срок службы конструкции, все чаще их стали изготавливать из металла.

Ферма из профильной трубы

Навес с фермами в конструции

Ферма из профильной трубы изготавливается из металлопрофиля путем прокатывания и обработки металла специальными станками.

Такие профили делятся на несколько видов:

  • С овальным сечением;
  • С прямоугольным сечением;
  • С квадратным.

Трубы из профиля производят из высококачественной стали. Изначально трубы имеют округлую форму. Затем их переформировывают при помощи горячего или охлажденного метода, и они принимают требуемую форму.

Труба из профиля отличается своими размерами. Самое маленькое сечение 150?150 мм, а самое большое 450?50 мм. В толщину труба может иметь размер 1 мм, а в длину более 6000 мм.

Если сравнивать деревянные фермы перекрытия и профильные материалы, то вторые имеют следующие преимущества:

  • Максимальная прочность труб;
  • Возможность монтирования самых сложных строений;
  • Приемлемая цена;
  • Легкость таких объектов;
  • Устойчивость к деформации и различным повреждениям;
  • Антикоррозийная способность конструкции;
  • Возможность покраски в любой необходимый цвет.

Изготовление и сварка

Металлические фермы

Изготовление металлических ферм — это трудоемкий и длительный процесс.

Для сборки основных элементов и деталей металлической стропильной кровли используются специальные прихватки. Для монтажа верхнего пояса применяют тавровые балки разной длины. Их состыковывают друг с другом наименьшими сторонами. При установке нижнего пояса используют такие же соединения, но уже с одинаковыми сторонами.

Чтобы изготовить длинную панель, для соединения применяются накладные пластинки. А для правильного соотношения нагрузки вставляются специальные швеллеры.

Наклонные соединения устанавливаются под острым углом, а вертикальные узлы под уклоном в 90 градусов. При этом все также монтируют тавровые балки с одинаковыми сторонами, которые скреплены пластинками.

При изготовлении целостного сварочного полотна применяют тавровые балки из горячекатаного металла.

Когда сборка конструкции завершена, при помощи прихваточного устройства производят сварочные операции. Эти работы можно делать вручную или применять автоматическую установку. После окончания сварочных операций, необходимо тщательно зачистить образовавшиеся швы.

Важно знать, что если сборку стропильной системы можно произвести своими руками, то для сварки лучше пригласить специалиста. Деревянные фермы перекрытия в этом случае намного удобнее.

На окончательном этапе проводят обработку конструкции антикоррозийным раствором или полимерной краской. Это зависит от будущего назначения здания.

Назначение ферм

Фермы для крыши

В основном профильные фермы приобретаются для обустройства:

  • Металлических навесов;
  • Мостовых сооружений;
  • Перекрытий промышленных или частных зданий.

Также фермы можно применять:

  • На связном объекте;
  • В энергоснабжении;
  • В дорожной инфраструктуре;
  • В возведении фабрик, заводов, спортивных и сценических площадок.

Для перекрытия больших пролетов используют сборную конструкцию. Она состоит профильных труб, крепко соединенных между собой узлами или шарнирами. Такая подвесная стропильная система из металла дешевле, чем деревянная, и применяется в возведении большого количества зданий и сооружений.

Если ферму необходимо соорудить для личного применения, то можно приобрести готовые стропильные системы.

Расчет металлической фермы и стропильного перекрытия делать самостоятельно не нужно.
Это очень удобный вариант для тех, кто боится ошибиться в расчетах. Ведь от правильности рассчитанной нагрузки будет зависеть прочность всей стропильной системы.

Стропильные и подстропильные фермы из профильной трубы необходимо выбирать в соответствии с формой верхних перекрытий, уклона кровли и длины пролетов.

Если предполагается обустроить сложные геометрические потолки, то лучше выбирать профильный материал в виде треугольника с опорами ломаной формы.

Элементы и узлы

Известно, что деревянные фермы перекрытия значительно дороже, чем металлические, но более удобны в монтаже. Однако для длинных зданий больше подойдут стальные варианты.

Основные элементы фермы:

  • Пояса — верхние и нижние;
  • Наклонные детали или раскосы;
  • Стойки;
  • Узловые фасонки;
  • Листовые накладки;
  • Несущий профиль;
  • Крепежи.

Пояса образуют очертания фермы и примыкают к ее решетке из наклонных деталей и стоек. Все элементы соединяются с помощью узлов или фасонок при непосредственной состыковке одних составляющих с другими. Элементы располагают по центру фермы для работы стержней на осевых усилиях.

Промежутки между узлами называются панелями, а промежутки между стойками — пролеты.
Каркасы берут на себя продольную нагрузку, а решетка нагрузку.

Изготовление металлических ферм используется во многих строительных областях. Что значительно экономит бюджет и позволяет конструкции увеличить срок ее службы.

Разновидности конструкций

Металлические фермы разделяют на несколько типов:

  • Висячие — состоят из нескольких каркасов;
  • Плоские — все составляющие стропильной системы находятся на одной плоскости.

Перед выбором конструкции нужно учитывать следующие факторы:

  • Загруженность опор;
  • Угол уклона конструкции;
  • Область размещения перекрытия;
  • Пролетная длина.

Если брать за основу расчет наклона, то ферма может быть:

  • С наклоном опор от 22 до 30 градусов. Для такого варианта наклона подойдет треугольная ферма из профильной трубы. Чтобы определить ее высоту нужно протяженность пролета поделить на 5. Если длина окажется более 14 м, то нужно подобрать такую конструкцию, где раскосы будут идти сверху вниз. В верхнем поясе сооружается панель размером от 1,5 до 2,5 м;
  • Если наклон составляет от 15 до 22 градусов, то высота ферм высчитывается делением протяженности пролета на 7. Для увеличения высоты конструкции можно сделать выбор в пользу ломаного нижнего каркаса;
  • Если наклон менее 15 градусов, то ферма изготавливается в форме трапеции. При расчете ее высоты делят пролетное расстояние на 7 или 9.

По форме профильная конструкция подразделяется на:

  • Односкатную;
  • Двухскатную;
  • Прямую;
  • Арочную.

По очертанию пояса фермы бывают:

  • С параллельным каркасом;
  • Односкатные;
  • Многоугольные;
  • Треугольные.
Вид фермыЕго плюсы
С параллельным каркасомЛегкость монтажных работ; возможность обустройства для мягкой кровли; унификация составных элементов.
ОдноскатныеОтсутствуют длинные стержни в центре механизма; экономичность материала; оборудование каркаса жесткими узлами.
МногоугольныеПодходят для тяжелых сооружений; экономичны; имеют оригинальный вид.
ТреугольныеПросты в изготовлении; подходят для крутых кровель.

По обустройству решетки фермы можно разделить на такие виды, как:

  • Треугольные;
  • Раскосные;
  • Персонализированные.