24artstroy.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Строительные металлические фермы особенности конструкций

Строительные металлические фермы особенности конструкций

Строительная ферма — это металлическая структура, состоящая из отдельных наклонных раскосов или вертикальных стоек, которые соединены между собой в отдельные узлы, расположенные на нижнем и верхнем поясе фермы с помощью сварных соединений, их совокупности образуют жесткую конструкцию. Связанные стойки равномерно распределяют нагрузку по всей конструкции фермы, которая передает ее через опорные колоны на фундамент. При этом верхний пояс работает на осевое сжатие, а нижний на растяжение.

  • Виды и разновидности
    • Элементы ферм
    • Разновидности изделий
  • Конструкционные особенности
    • Контуры и формы ферм
    • Виды решеток
    • Зависимость конструкции от угла наклона
    • Преимущества строительных ферм
  • Изготовление конструкций
    • Общие требования
    • Правильный расчет
    • Сборка конструкции

Назначение и конструкции навесов

Основная цель строительства навеса – защита части придомовой территории от осадков и прямых солнечных лучей. Закрытый участок может использоваться как беседка или место для барбекю. Отдельно стоящий навес можно построить на придомовой парковке или рядом с гаражом. В таком случае автомобиль будет защищен от дождя и снега.

Навесы часто используют в личном подсобном хозяйстве, для обустройства летнего выгула скота, места для кормления и ночлега. Преимущества использования такой конструкции в ЛПХ очевидны:

  • низкая стоимость материалов;
  • высокая скорость строительства;
  • возможность реконструкции.

Что касается конструктивных особенностей навесов, то форма и внешний вид навеса полностью зависят от фантазии строителя, дизайнера. Конструкция легкая, поэтому воплотить в жизнь можно практически любые, даже самые причудливые формы.

Основные виды металлических ферм

Соединенные друг с другом раскосы создают треугольник, считающийся наиболее надежной геометрической фигуркой. По этой причине почти каждая конструктивная схема ферм, несмотря на ее вид, основан из перечне некого числа постоянных геометрических фигурок как треугольники.

Треугольная металлическая ферма основана из таких элементов, как:

  • Верхний пояс основан из горизонтальных, наклонных, радиусных либо ломаных балок, к которой прикрепляется все верхние объединенные узелки стойки.
  • Нижний пояс. По горизонтали продольная балка, где находятся нижние соединяющиеся детали стойки.
  • Стойки. Детали, которые находятся вертикальным образом друг к другу верхним и нижним поясам.
  • Раскос. Монтируются под углом около 45 градусов.
  • Узелки. Точки, находящиеся на поясе ферм, где объединяются диагонального типа раскосы.

Любое узловое соединение бывает:

Сварным — все конструктивные детали связываются друг с другом благодаря сварке.

Болтовое соединение либо клепаное является элементами, соединяющиеся друг с другом болтами либо заклепками на единой закладной из стали, произведенной из толстых прокатных листов.

Ферма металлическая треугольная, сравнивая с цельной балкой, отличается легким весом, на ее производство затрачивается минимум металлов, к тому же она имеет высокую несущую способность. А по собственным конструктивным особенностям и распределению вертикальной нагрузки фермы стропильные металлические принято делить на следующие категории:

Плоская является структурой, в которой ее пояс, стойка и раскосы располагаются в единственной рабочей области. К тому же она способна нести лишь нагрузку вертикально. Для надежности против бокового воздействия плоские постройки к тому же крепятся друг с другом с помощью поперечных прогонов.

Тяжелые стропильные металлические фермы устраиваются из раскосов, расходящиеся из единственного узлового соединения по 3 либо 4 областям и обычно имеют пару поясов сверху и снизу.

Структурные характеристики очень труднее во время сборки, однако с помощью собственным конструктивным способностям, могут носить и вертикальные, и боковые нагрузки. К тому же для них не нужно обустраивать дополнительные прогоны, чтобы связать с иными металлоконструкциями, по этой причине их в основном применяют для единственного перекрытия огромных и очень обширных пролетов, где мало колонн для опор.

Требования к монтажу ферм

Монтаж металлических стропильных систем в соответствии с ГОСТ 23118-78 и СНиП III-18-75.предусматривает соблюдение расстояния шага, который должен составлять не менее 3 метров.

Учитывая ряд технических и эксплуатационных преимуществ, металлические фермы находят широкое применение при возведении зданий хозяйственного, производственного и коммерческого назначения, если проект предусматривает повышенные показатели прочности крыши или конструктивные особенности повышенной сложности.

Читать еще:  Допустимый прогиб металлической балки

При достаточно большой длине (до 50 метров) стропила из металла монтируются со строгим соблюдением деталировочных чертежей, содержащих монтажные схемы и обозначения марок отдельных элементов конструкции. Удобство и скорость монтажа обеспечивает наличие специальных отверстий на всех элементах ферм. Благодаря этим отверстиям, при сборке металлоконструкции можно произвести подготовку стыков для сварки, не используя струбцины, клинья или хомуты. Надежную фиксацию деталей ферм обеспечивают конусные и проходные оправки.

При отсутствии отверстий применяется самый простой способ предварительной фиксации соединяемых элементов путем образования прихватки для короткого шва с помощью струбцин.

Расчеты ферм из стальных профильных труб

Ферма перекрытия – ответственный конструктивный элемент, перед изготовлением которого обязательно проводят расчеты и составляют проект. Проведение расчетных работ необходимо доверить специалисту, поскольку правильная конструкция фермы из профильных труб во многом определяет функциональность не только крыши, но и всего строения. При наличии определенных знаний и создании небольших объектов можно воспользоваться специальными компьютерными программами «Автокад», 3D MAX, Arcon.

Этапы проектирования

  • Определяют размер пролета строения, форму крыши, наклон скатов. При этом учитывают запланированный кровельный материал, снеговые и ветровые нагрузки, характерные для данного региона, тип грунта. Также принимаются во внимание вероятные особые нагрузки, которые может испытывать ферма, изготовленная из профильных труб, – штормы, ураганы, землетрясения.
  • С учетом принятых выше параметров выбирают конструктивный тип фермы.
  • После примерного определения габаритов и конструкции определяют вариант изготовления – в заводских условиях, сборку на месте из заготовок, заказанных на предприятии, или проведение полного цикла заготовочных и сборочных мероприятий на строительной площадке.

Схема производства профильных труб.

Основные сферы их применения: строительство, с/x машиностроение, производство мебели. Из них делаются разные металлоконструкции, каркасы для будущих построек, разнообразные перекрытия, опоры и пролеты. Также трубы используют в конструкциях рекламных постеров.

Из этого материала строятся павильоны для выставок, торговые комплексы, сооружения для спорта, складские помещения, промышленные конструкции и здания, мосты, эстакады, подъемники и др.

Область применения труб зависит от их формы. Плоскоовальные трубы гибкие, их используют для изготовления мебели, а также элементов декора. Из труб прямоугольной и квадратной форм делают конструкции, которые кладутся на плоскую поверхность (строительные арматуры, рамные распорные конструкции).

Трубы профильные нужны в строительных конструкциях как опоры и крепежи, например, в строительных фермах, о которых речь пойдет ниже.

Соединение металлоконструкций болтами

Болтовые соединения могут выполняться болтами различной точности в зависимости от назначения соединений и воспринимаемых им нагрузок. В основном используются крепежные изделия нормальной и повышенной точности. Для соединений, которые подвергаются нагрузке на срез, запрещено использовать болты нормальной и грубой точности.

Отверстия под болты высверливают или продавливают таким образом, чтобы диаметр отверстия превышал внешний диаметр болта на 2-3 мм. Это упрощает сборку, однако делает их менее стойкими к деформациям. По этой причине болты, относящиеся к грубым и нормальным по классу точности, используются только тогда, когда один элемент непосредственно опирается на другой. Примеры – соединения на опорных столиках, планках и фланцах.

Соединения, в которых используются болты повышенной точности, являются альтернативой заклепочным соединениям в труднодоступных местах. Для таких соединений диаметр отверстий выполняется больше диаметра болта на величину до 0,3 мм. При соблюдении этого требования болты сидят в отверстиях весьма плотно и хорошо выдерживают сдвигающую нагрузку.

Высокопрочные болты являются наиболее эффективными крепежными элементами. В них сочетается высокая несущая способность со значительной устойчивостью к деформациям. Такие болты могут использовать вместо заклепок практически во всех соединениях. Затяжка гаек для таких болтов производится ключами с храповым механизмом, что позволяет контролировать усилие затяжки.

Монтаж металлических конструкций ферм

Специфической проблемой при монтаже ферм является их повышенная гибкость. Это делает конструкцию фермы крайне уязвимой при подъеме и монтаже. Ферма состоит из тонких стержней, рассчитанных на перераспределение усилий от равномерной нагрузки верхнего пояса фермы при опорах на концах нижнего пояса. Вследствии больших габаритов, закрепление фермы стропами за опорные части невозможно. Поэтому напряжение в стержнях фермы при монтаже отличается от предусмотренного проектом. Поэтому для монтажа ферм практикуют следующие методы.

Читать еще:  Нагрузка на металлический двутавр

  • Монтажное усиление фермы дополнительными стержнями.
    Стержни крепят таким образом, чтобы они воспринимали вес фермы от точек закрепления строп. Стропы крепятся в двух или четырех точках верхнего пояса в зависимости от пролета ферм.
  • Использование плоскостной траверсы.
    Эта рамная конструкция фиксирует ферму по поясам, придавая ей необходимую жесткость.

Монтаж ферм выполняют после полного закрепления колонн со всеми предусмотренными проектом пространственными связями. Первую смонтированную ферму крепят расчалками. Каждую последующую крепят пространственными связями к предидущей. После монтажа и раскрепления ферм, выполняют покрытие ребристыми железобетонными плитами, укладывая их поперек ферм. Таким образом образуется жесткий диск по верхнему поясу ферм и их окончательная фиксация.

В настоящее время фермы получили широкой распространение в строительной механике при сооружении различных зданий и сооружений.

Определение, что же такое ферма, выходит из самого значения слова от латинского «firmus», что означает «прочный». Металлические фермы обладают высокой степенью жесткости и надежности.

Ферма представляет собой несущую решетчатую конструкцию из наклонных плеч (угол уклона около 20°) в виде треугольника, являющуюся геометрически неизменной. Главным назначением ферм является восприятие нагрузок от перекрытия. Такие конструкции используются для устройства крыш, кровель, перекрытий и покрытий промышленных и гражданских зданий и сооружений, например, заводов, ангаров, складов, объектов общественного назначения, стадионов, бассейнов, применяются для устройства инженерных сетей, электроразводки или вентиляционных шахт зданий.

Изготовление и устройство металлоконструкций ферм

Материал, способ изготовления, стыковки элементов и конструкция ферм подбираются в зависимости от эксплуатационных требований к конечному сооружению.

Традиционно несущие фермы производят из стали или алюминиевых сплавов парного профиля. Основой фермы являются стержни, которые сопряжены в местах креплений косынками. Металлические стержни расположены треугольником, за счет чего достигается высокая жесткость безраспорной конструкции.

Элементами конструкции ферм являются пояс, т.е. контур фермы, и решетка из раскосов и стоек.

Чертеж элементов конструкции металлической фермы

1 – верхний пояс; 2 – нижний пояс; 3 – раскосы; 4 — стойки

Длина между узлами пояса называется панелью. Расстояние между опорами — это пролет, а расстояние между наружными гранями поясов — высота фермы. Пояс фермы воспринимает продольные нагрузки, решетка фермы — поперечные нагрузки.

Верхние пояса фермы производятся из двух уголков с тавровым сечением, имеющих неравные длины сторон. Стыковка уголков осуществляется по меньшим сторонам. Уголки равнобокие используются для производства нижних поясов. Уголки с тавровым или крестообразным применяются для изготовления раскосов или стоек.

Существуют сварные фермы, которые изготавливаются из тавров.

Ферма является геометрически неизменной конструкцией, т.к. ее элементы соединены жестко, а не шарнирно. Стальные стержни фермы воспринимают нагрузки от растяжения-сжатия.

Для частного строительства используют стропильные фермы из профильных гнутых или горячетканных труб, которые свариваются на месте.

Саратовский резервуарный завод изготавливает фермы в жестких кондукторах. Высокая точность изготовления достигается путем фрезеровки ребер монтажных фланцев.

Завод САРРЗ производит металлические фермы в соответствии с ГОСТ 23118-99. Данный стандарт регулирует требования к материалу, к соединениям элементов, к маркировки конструкций.

Виды металлоконструкций ферм

Основными видами металлических ферм являются плоские и пространственные: плоские фермы, стержни которых лежат в одной плоскости, воспринимают нагрузки только в одной плоскости, в то время как пространственные фермы образуют пространственный брус и воспринимают нагрузки в любых направлениях. Пространственная ферма состоит из граней в виде плоских ферм.

Плоские фермы крепятся к другим элементам каркаса здания при помощи связей.

Читать еще:  Изготовление металлических конусов

Чертеж плоской и пространственной металлоконструкции фермы

а) плоские фермы, б) пространственные фермы

По назначению фермы в основном используются как стропильные и подстропильные: подстропильные фермы связывают опорные колонны и являются основанием для крепления стропильных ферм.

Также существуют классификации:

по величине максимального усилия (тяжелые, легкие);

по очертанию поясов (сегментные, с параллельными поясами, с ломаными поясами, треугольные, трапецевидные, полигональные);

Классификация металлоконструкций фермы по очертанию поясов

а – с параллельными поясами; б – полигональным; в – треугольным; г – с узлами на параболе или дуге круга для одного пояса; д – то же для обоих поясов

по системе решетки (крестовые, треугольные, ромбические, раскосные);

по статической схеме/типу опирания (балочные разрезанные/неразрезанные, балочные консольные, рамные, арочные, комбинированные, вантовые);

Классификация ферм по типам решётки и типам опирания

а — балочная раскосная; б — балочная с треугольной решёткой; в — балочно-консольная с треугольной решёткой и дополнительными стойками; г — консольная полураскосная; д — консольная двухраскосная; е — балочная двухрешётчатая; 1 — верхний пояс; 2 — нижний пояс; 3 — раскос; 4 — стойка

по способу соединения элементов (болтовые, клепаные, сварные);

по назначению фермы (стропильная, ферма Пратта со сжатыми стойками и растянутыми раскосами, ферма Уорренна с решеткой из треугольников, Бельгийская треугольная ферма, ферма с перекрестными подкосами, ферма по верхний свет, подстропильная, мостовая, крановая, башенная).

Здания, мосты и транспортные галереи строятся из балочных разрезанных ферм, т. к. их монтаж достаточно прост, нет необходимости в сложных опорных узлах. Балочные неразрезанные фермы применяются при строительстве сооружений из двух и более пролетов. Такой выбор обусловлен тем, что неразрезные фермы имеют большую жесткость по сравнению с неразрезанными и меньшую высоту. Для строительства навесов, башен и таких конструкций, как опоры воздушных линий электропередач, используют консольные фермы. Рамные фермы менее металлоемки, поэтому их применяют для строительства большепролетных зданий и сооружений. Использование арочных ферм увеличивает объем сооружения. Применение такой конструкции фермы обусловлено архитектурными требованиями. Вантовые фермы воспринимают нагрузки только от растяжения, поэтому они выбираются для строительства большепролетных конструкций и мостов.

Очертание поясов фермы диктуется экономичностью и выбирается в соответствии с графиком расчета нагрузок на объект.

Количество решеток и других элементов влияет на энерго- и трудозатраты, на стоимость конструкции и сложность монтажа. Наиболее экономически выгодной фермой является ферма с треугольной решеткой. Раскосная решетка применяется для строительства зданий и сооружений малой высоты с большими действующими узловыми нагрузками. Крестовая решетка используется в фермах, которые воспринимают нагрузки во всех направлениях. Ромбическая решетка фермы обладает наибольшей жесткостью, поэтому подобную конструкцию используют при возведении мостов, башен, мачт.

Наиболее распространенный способ крепления элементов фермы является механическая сварка. Высокопрочные болтовые соединения находят свое применение при соединении монтажных узлов.

Таким образом, использование ферм в каркасе здания или сооружения обусловлено необходимостью строительством конструкций с большой шириной пролетов и высокими действующими нагрузками.

Саратовский резервуарный завод изготавливает фермы различных конструктивных форм в соответствии с требованиями к условиям эксплуатации, назначению здания и сооружения и другим пожеланиям Заказчика. Все производимые нашим Заводом конструкции ферм характеризуются высокой прочностью и жесткостью. На всех стадиях производства металлоконструкций ферм наши специалисты руководствуются существующими нормами и правилами, регулирующими производственный и монтажно-строительные процессы. Все выполняемые работы соответствуют требованиям регулирующих органов.

Как заказать изготовление металлических ферм на Саратовском резервуарном заводе?

Для расчета стоимости производства металлических ферм, Вы можете:

  • связаться с нами по телефону 8-800-555-9480
  • написать на электронную почту технические требования к металлоконструкциям
  • воспользоваться формой «Запрос цены», указать контактую информацию, и наш специалист свяжется с Вами

Специалисты Завода предлагают комплексные услуги:

  • инженерные изыскания на объекте эксплуатации
  • проектирование объектов нефтегазового комплекса
  • производство и монтаж различных промышленных металлоконструкций
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector