Проектирование и расчет металлических ферм всех разновидностей
Проектирование металлической фермы (систем) со всеми расчетами (сбор нагрузок, точная расчётная модель и сочетания нагрузок). Именно за счёт этого получаются лёгкие конструкции. В реальности небольшая вероятность что вам, как заказчику, будут просчитывать ферму полностью -«это ни кому не нужно (недоплачивают)»! Чаще всего, берется стропильная ферма по серии и интуитивно увеличиваются сечения элементов. Если повезет то сделают расчет элементов и будет точнее к совершенной.
Итак субъективно: на первом месте почти все фермы тяжелее чем должны быть (более 15%), на втором месте с недостающей несущей способностью — со слабым местом (1-10%) и на третьем месте это идеальные — стальные Легкие (5%). Все проектируют как умеют не более, подобно врачам — лечат как умеют.
Содержание
Расчет металлических ферм любой формы и габаритов
- Каждый проект уникальный — соответственно индивидуальный подход.
Проектирование и расчет металлических ферм без применений типовых серийных решений:
а) определение оптимальной геометрии стропильной конструкции;
б) проектирование системы связей — задание расчётных длин элементов
в) Определение сечений элементов
г) Расчёт узлов ферм (узел примыкания элементов решётки, фланцевый узел, опорный узел)
д) Проверка сечений элементов связей
е) расчет прогонов, с учётом наклона и промежуточных связей - Легкость (экономичность). Обеспечивается достаточным опытом всех требуемых расчетов
- Быстрота выполнения проекта. Определяется профессиональным подходом, как правило до 5 дней
- Доступная цена ообеспечивается работой без посредников, а так же нет необходимости платить за печать (СРО)
- Проектирование стропильных (подстропильных) ферм любой конфигурации и сложности!
- Пример расчета фермы и чертежей
Проектирование и расчет металлических ферм без применений типовых серийных решений:Стоимость расчета и чертежей фермы
Цена проекта КМ (КМД) зависит главным образом от её ширины! А именно 75% её габарита, пример если стропильная конструкция имеет ширину 20м, то купить документацию за 15тр:
Некоторые показательные примеры
Виды проектируемых стальных ферм
Фермы профильной трубы
На мой взгляд это самые оптимальные вид стропильных систем, которые и просты в изготовлении.
При пролётках 15-35м независимо от нагрузок, если округлить, получаются стропильные фермы стальные легкие. При расчёте данной фермы обычно возникает трудность, от лени проектировщиков, с расчётом узла примыкания решётки к поясу. Есть в СП 294.1325800.2017СП 16.3330.2011 точный алгоритм расчёта, но он весьма ёмкий. Обычная лень проектировщика копаться и разбираться с формулами. Есть программы которые это дело считают, но могу сказать что между ними есть отличия, хотя в том что они разработаны по разным рекомендациям.
Проектировщики пользуются серией по типу Молодечно и стараются применять серийные фермы в проектах. Но бывает часто что необходимо сконструировать ферму с нестандартной геометрией и здесь включается у проектировщиков интуиция и творчество…
Фермы из круглой трубы
Не приходилось проектировать. да они чуть легче чем из серии Молодечно, но изготовление трудоёмкое. Изготавливать качественно их могут только мощные обеспеченные автоматикой заводы
Фермы из ЛСТК
Как-то поступило мне предложение спроектировать покрытие (пролет 18,0м) из ЛСТК.
Заказчику промыли уши что мол легкие конструкции и тд. Я согласился — и мне пришлось поднимать материал на эту тему. начал делать расчеты и выходи что физически не хватает сечения самого тяжелого профиля. Плюс ко всему, сейчас можно скачать рекомендации НИИ по проектированию конструкций из ЛСТК. В разделе ферм, там найдете что рекомендации применять фермы до 15,0м. Да ещё оптимальная геометрия — треугольная.
Вывод: фермы стальные легкие самые из ЛСТК, когда у них оптимальный пролёт и есть возможность устанавливать с частным шагом. Такое применение возможно если такие фермы монтируются на существующие стены, или в летних сооружениях, где не нужно делать фундаментов. Основной эффект экономический это снижение массы на прогонах, так же на самом деле стропильная система легкая, просто потому, что если делать сварную конструкцию то по рекомендациям нужно брать стенку не менее 3мм (нормы), а здесь можно на болтах брать стенку 1,5мм.
Проектирование фермы из гнутых тонкостенных сечений имеет подводный камень — сложность расчётов.
Вышло только недавно официальный российский документ по расчёту. И выходит что сам расчёт по объему раз в 5-10 может быть объемный. Автоматизированных программ халявных нет — проектируют интуитивно. Мне уже дважды предлагали посредники с предложением проектировать (заводы изготовители ищут исполнителей которые будут строго делать расчёты по СП 260.1325800.2016 Конструкции стальные тонкостенные )
Фермы из парных уголков
Классические фермы. Трудоёмкие в изготовлении, да тяжеловатые получаются. Если сейчас и вводят в проект, то только потому, что на них есть готовые серийные проекты. Суть чем проще тем лучше для проектировщика. Их применяются проектировщики старой закалки, которые сидят как правило в проектных организациях советского времени.
Фермы из двутавров
Проектировать пока не было возможности, но можно сказать, применяются при больших пролётах или с огромными нагрузками.
Фермы с поясами из двутавров и решёткой из профильной трубы
При высоких нагрузках, можно спроектировать ферму из двутавров, но элементы решётки которые менее нагруженные, можно заменить на профильную трубу, для облегчения конструкции.
Геометрические типы
| Схема стропильный конструкции | Описание |
|---|---|
| Можно сказать что трапецевидная самая оптимальная геометрия фермы, при малых уклонах. Такая ферма (из профильной) трубы получается легче чем другие типы | |
| С параллельными поясами применяется при плоских рулонных кровлях | |
| Односкатная (возможно консольная) При применение кровельных сэндвич панелей, необходимо соблюдать требование по уклону верхнего пояса , а также более частый шаг прогонов. и как не крути при больших пролётах получается такая односкатная ферма. | |
| Треугольная ферма с классическим уклоном скатов. Проектируют видимо при холодных кровлях. Хотя тут увеличенное пространство которое нужно отапливать. Это ферма к тому же обещает быть тяжелее чем трапециевидная Особенность расчёт металлической фермы, в том что на опорах пояса загибаются при малых уклонах, и верхний пояс здесь перенапряжён.  | |
| Такие арочные фермы не встречал. видимо из-за сложности материала покрытия, напрашивается тент — ПВХ ткань. Затруднительно видимо гнуть проф. настил, что бы потом сделать мембранное покрытие. Минус дополнительный распор на оголовок колонны. | |
| Арка — распространённый вид основных несущих конструкций ангаров в сельском хозяйстве — покрытие тентовое. | |
| Полигональная — Применяется в качестве при строительстве ангарных сооружений с профнастилом | |
| Хорошо работает при больших высотах и пролётов, при условии что ветровые нагрузки (эстрадное здание на открытой местности или на берегу). Особенность сильный распор на фундамент Отличительная черта — хитрая связевая система и интересный узел примыкания рамной фермы с «колонной» |
Расчет и чертежи металлических ферм — информационные статьи СЗМК
Металлоконструкции > Новости > Статьи > Расчет и чертежи металлических ферм
Металлические фермы покрытий служат в качестве основы и каркаса для устройства кровли.
Форма металлоконструкций задает форму и архитектуру крыши, соответственно и всему строению. Покрытия металлических ферм производятся на основе СНиП в части «О несущих и ограждающих конструкциях».
Что такое ферма?
В частном домостроении металлические фермы применяются крайне редко, но они востребованы в промышленном и коммерческом строительстве, при возведении навесов, ангаров, складских помещений.
Фермы комплектуются из профильной трубы, или парного уголка, изготовленных из углеродистой и низколегированной стали.
Нижний пояс фермы – прямолинейный и обеспечивает расстояние между точками опоры (между стенами). Верхний пояс формирует собой очертания крыши и, как правило, монтируется под определенным углом.
Металлические фермы по форме представляют собой:
- треугольную конструкцию, внутри которой размещены ребра жесткости – для двухскатных крыш;
- Полукруглую конструкцию для арочных крыш. Такую форму нередко применяют для навесов в частных домовладениях, открытых кафе и ресторанов;
- Фермы в форме неправильного четырехугольника изготавливаются для односкатных крыш. Угол наклона верхних поясов обеспечивают угол ската крыши.
Угол наклона верхних поясов обеспечивают угол ската крыши.Внутри фермы крепятся стойки и скосы, которые соединяют нижний и верхний пояса и представляют собой ребра жесткости и опоры стальной конструкции. Расположение стоек и скосов тоже является одной из особенностей ферм. Внутренние элементы могут располагаться:
- М-образно,
- W- образно,
- Е – образно,
- Ножницами,
- П-образно. Такое размещение стоек называют мансардной.
Соединение металлоконструкций осуществляется посредством:
- сварки,
- болтового соединения (сборные конструкции)
- клепания.
В соединении облегченных профильных труб применяются фасонки из толстой листовой стали.
Расчеты металлической фермы
Расчеты для изготовления ферм выполняются на основе Строительных правил и нормативов, касающихся стальных конструкций и учитывающих нагрузки и воздействия на эти конструкции.
Прежде всего, рассчитывается угол наклона скатов.
Он должен быть тем круче, чем больше осадков выпадает в рассматриваемой климатической зоне. В расчетах учитывается:
- постоянная нагрузка, которую обеспечивает вес самих ферм, их стоек, связей, вес кровельного пирога, тяжесть конструкций, монтируемых на крыше;
- нагрузка временная, связанная с силой ветров, тяжестью снежной массы, скапливающейся на крыше, временно монтируемых установок различного назначения.
Способность металлоконструкций выдерживать постоянные и временные нагрузки зависит от марок сталей, из которых изготовлены фермы, толщины стенок профилей, крепления. Фасонки, добавляемые в местах соединения уменьшают напряжение профилей, тем самым повышают их прочность.
В расчеты входит количество ферм, устанавливаемых на конкретное здание и расстояние между отдельными металлоконструкциями.
Крыша дома, строения – не менее важная архитектурная часть, чем его фундамент, и поэтому от соблюдения технических требований к производству и монтажу ферм покрытий и перекрытий зависит качество и долговечность всего строения.
Сколько весит ферма?
Новинка! Почтовый ящик Pole Barn Guru переполнен вопросами. Из-за высокого спроса он отвечает на вопросы по субботам и понедельникам.
Добро пожаловать на сайт Ask the Pole Barn Guru, где вы можете задавать вопросы о строительных темах, ответы на которые публикуются по понедельникам. У вас есть много вопросов, на которые нужно ответить, пожалуйста, будьте терпеливы, чтобы дождаться своего ответа в будущем сегменте в понедельник или субботу. Если вы хотите получить быстрый ответ, пожалуйста, не забудьте указать «ответный» адрес электронной почты.
по электронной почте все вопросы: [email protected]
Дорогой полюс вес фермы и вес деревянной фермы 24 фута?
Пожалуйста, мне срочно нужен ответ. РАСЧЕТ В КАЛАМАЗУ
УВАЖАЕМЫЙ РАСЧЕТ: Приятно, что эту колонку читают студенты-инженеры!
Не зная параметров грузоподъемности, расстояния между фермами или уклона крыши, я просто выдвигаю ответ.
Для деревянных ферм с общей нагрузкой около 180 фунтов на линейный фут (30 фунтов на квадратный фут, один на расстоянии шести футов или два на расстоянии 12 футов), вес одной фермы с пролетом 24 фута и уклоном 4/12 должен составлять около 125 фунтов. .
Я никогда не имел дела со стальными фермами, однако смог найти несколько формул, а также таблицу для расчета веса стальной фермы, где W — вес на горизонтальный квадратный фут, S = пролет в футах, P = грузоподъемность фермы в фунтах на горизонтальный квадратный фут, а A расстояние между центрами ферм в футах:
Charles Evan Fowler, P.E., для ферм Fink:
W = 0,06S + 0,6 для тяжелых нагрузок; W= 0,04S + 0,4 для легких грузов.
H.G. Tyrrell, P.E.:
W = 0,05S+ расстояние от центра до центра.
C.W. Bryan, PE:
W = 0,04S + 4.
M.S. Ketchum. ЧП:
+ Для ножничных ферм увеличьте одну треть. вес
на квадратный фут поверхности крыши для стальных ферм
| 6/12 Склон | 4/12 Наклон | Уклон 3/12 | |||
| До | 40 футов | 5,25 | 6,3 | 6,8 | 7,6 |
| » | 50 футов | 5,75 | 6,6 | 7,2 | 8,0 |
| » | 60 футов | 6,75 | 8,0 | 8,6 | 9,6 |
| » | 70 футов | 7,25 | 8,5 | 9,2 | 10,2 |
| » | 80 футов | 7,75 | 9,0 | 9,7 | 10,8 |
| » | 100 футов | 8,5 | 10,0 | 10,8 | 12,0 |
| » | 120 футов | 9,5 | 11,0 | 12,0 | 13,2 |
| » | 140 футов | 10,0 | 11,6 | 12,6 | 14,0 |
Как видите — мнений по стальным фермам множество (как и, наверное, огромное количество вариантов их конфигурации).
УВАЖАЕМЫЙ ГУРУ СТАНКОВОГО САЛОНА: Мы только что построили (в лесу) стальной сарай размером 40 футов на 60 футов для хранения классических автомобилей. У нас был строитель, который установил и утеплил каркас стекловолокном. Мы сами устанавливаем стеновые панели OSB. Хотите знать, должны ли мы покрыть стекловолокно «Visqueen» для пароизоляции или нам будет лучше установить панели OSB, облицованные фольгой?
Спасибо ОБЕСПЕЧЕННЫЙ В КОКОМО
УВАЖАЕМЫЙ : Чаще всего утеплитель из стекловолокна, который используется в стенах, имеет бумажную (или «крафт») облицовку с внутренней стороны, которая при правильной установке служит пароизоляцией. Если использовались необлицованные войлочные панели, то с внутренней стороны следует установить прозрачный пластиковый пароизоляционный слой. Панели OSB, облицованные фольгой, предназначены для размещения под кровлей, чтобы помочь сохранить прохладу на чердаках в теплом климате, они не предназначены для использования в качестве пароизоляции в стенах или ее замены.
Похожие сообщения:
Как определить прочность фермы
Одним из основных соображений при строительстве ферменной крыши является то, насколько прочными будут фермы. Прочность измеряется не только тем, какую нагрузку может выдержать крыша, но и тем, насколько хорошо фермы выдерживают сдвиг, кручение и другие факторы. Чем прочнее ферма, тем выше скорость ветра и скручивающие усилия, которые она может выдержать.
Как рассчитать прочность фермы крыши
Фермы создаются из деревянных элементов. Элементы представляют собой куски дерева, которые соединены между собой металлическими пластинами, образуя треугольники. Места, где встречаются части, называются «узлами».
Чтобы стропильные фермы создавали стабильное распределение нагрузки, важно, чтобы в ферме были опорные узлы. Это делается путем назначения двух узлов на каждой ферме в качестве «опорных узлов». После определения этих двух узлов их можно использовать для расчета несущей способности фермы.
Один из узлов поддержки функционирует как «фиксированный» узел. Это означает, что ферма будет закреплена и не будет двигаться в этой точке. Другой обозначается как «катящийся» узел, который может двигаться при ветре, землетрясении или других факторах стресса. Важно иметь некоторую гибкость в фермах, чтобы предотвратить их разрушение при приложении нагрузки.
Теперь к ферме применяется формула для расчета нагрузки. Формула, которую можно записать как M+3=2*N, говорит, что количество элементов фермы плюс 3 должно равняться удвоенному количеству узлов. Когда обе части этого уравнения равны, крыша устойчива и может выдерживать стрессовые нагрузки. Если эти числа не равны, ферма будет неустойчивой. Это означает, что для достижения стабильности необходимо добавить больше узлов.
После установления устойчивости любая нагрузка, приложенная к несущему узлу, будет компенсироваться равной силой от других узлов.
Почему фермы лучше, чем стропила, для прочности крыши?
Стропила были основным выбором для проектирования крыш на протяжении многих веков, и они, очевидно, работали.
Однако, как только инженеры поняли, насколько более прочными могут быть фермы, ферменная крыша быстро превзошла традиционные стропила из стержней по проценту домов и предприятий, которые их используют.
Ферменная крыша предлагает ряд преимуществ, помимо большей прочности и устойчивости по сравнению со стропилами. Ферменная крыша часто значительно экономит затраты на строительство, потому что фермы намного проще предварительно построить и доставить на строительную площадку, где их можно установить быстро и с меньшим количеством рабочих, чем требуется для стропил из стержней. Кроме того, избегание затрат на хранение и проблем на строительной площадке за счет заказа ферм, сброшенных на определенную дату, является большим преимуществом для многих строителей.
Если вы хотите узнать больше о заказе сборных ферм для вашего следующего строительного проекта, свяжитесь с Stone Truss сегодня. Наши специалисты помогут вам выбрать подходящие фермы для ваших строительных нужд и изготовят их на заказ, а также доставят в назначенное время.