Calculul unei ferme dintr-o țeavă profilată. Ferpile din țevi profil: le calculăm și le facem noi înșine. Avantajele utilizării căpriorii metalice

Constructii metalice, formată din tije de zăbrele și conductă de profil se numesc ferme. Pentru producție se folosește material pereche, legat prin eșarfe speciale. Pentru a asambla o astfel de structură, se folosește în principal sudarea, dar uneori se folosește nituirea.

Armatura ajută la acoperirea oricărei deschideri. Lungimea nu are de mare importanta. Dar pentru a efectua corect o astfel de instalare, este necesar un calcul competent. Dacă lucrările de sudare sunt finalizate eficient și planul este realizat fără erori, nu mai rămâne decât să livram ansamblurile de conducte până sus. Apoi instalați-le în funcție de ornamentul superior, strict conform marcajelor.

Copertinele pot fi realizate dintr-o varietate de materiale:

• Copac;
• Beton;
• Aluminiu;
• Materiale plastice.

Cu toate acestea, în cele mai multe cazuri, cadrul fermei este realizat dintr-o țeavă cu profil special. Această structură goală diferă de altele prin rezistența ridicată și ușurința simultană. Secțiunea transversală a unei astfel de țevi poate fi:

1. Dreptunghi;
2. Pătrat;
3. Oval;
4. Poliedru.

Pentru sudare, fermele folosesc cel mai adesea o secțiune transversală dreptunghiulară sau pătrată. Acest profil necesită mai puțină muncă de procesat.

Sarcinile maxime pe care le poate suporta o țeavă depind de mai mulți factori:

• Grosimea peretelui;
• Tip de oțel;
• Metoda de preparare.

Profil tevi metalice din oțel structural special (1-3ps/sp, 1-2ps(sp)). Uneori, când apar anumite circumstanțe, se utilizează oțel galvanizat sau aliaje slab aliate.

Conductele cu o secțiune transversală mică sunt disponibile în lungimi de 6 metri. Lungimea secțiunilor mari ajunge la 12 metri. Diametrul conductei poate fi foarte diferit. Următoarele sunt considerate minime:

• 10x10x1 mm;
• 15x15x1,5 mm.

Cu cât peretele este mai gros, cu atât rezistența profilului este mai mare. De exemplu, produsele cu dimensiuni foarte mari (300x300x12 mm) sunt utilizate în principal pentru construcția clădirilor industriale.

Dimensiunile pieselor cadrului

Copertinele de dimensiuni mici, a căror lățime este mai mică de 4,5 metri, sunt realizate din țeavă de profil cu dimensiunile 40x20x2 mm.

Cu o lățime de aproximativ 5,5 m, meșterii recomandă instalarea unei țevi cu o secțiune transversală de 40x40x2 mm.

Dacă lungimea copertinei este dimensiuni mari, se recomandă utilizarea conductelor:

• 40x40x3 mm;
• 60x30x2 mm.

La ce să fii atent când calculezi

Înainte de a începe să calculați secțiunea transversală a țevii, trebuie să determinați tipul optim de acoperiș. Alegerea este influențată de dimensiunile sale, de unghiul acoperișului și de conturul curelelor.

Aceste componente de mai sus depind de mai multe condiții:

• Functionalitatea cladirii;
• Din ce material sunt realizate podelele?
• Unghiul de pantă a acoperișului.

Apoi se determină dimensiunile conductei. În funcție de unghiul de înclinare, lungimea este selectată. Determinarea înălțimii este influențată de marca materialului din care va fi realizat tavanul.

Dimensiunile conductei depind și de metoda de transport și de greutatea totală a întregii structuri metalice.

În cazul în care calculul unei ferme realizate dintr-o țeavă de profil a determinat că lungimea va depăși 36 de metri, este necesar să se calculeze suplimentar ridicarea construcției.

Apoi se determină dimensiunile panourilor. Toate calculele se bazează pe sarcina pe care trebuie să o suporte structura. Pentru un acoperiș triunghiular, panta ar trebui să ajungă la 45 de grade.

Calculul se finalizează prin determinarea distanței exacte dintre elementele structurii metalice de la conducta de profil.

Este destul de dificil să planificați cu exactitate totul în cifre fără cunoștințe speciale. Prin urmare, este mai bine să apelați la profesioniști care o vor realiza pe un computer. Ei garantează întotdeauna calitatea înaltă a serviciilor lor.

Înainte de a începe construcția, merită să verificați din nou toate calculele, ținând cont de sarcina maximă pe care o poate experimenta structura.

Pe lângă calculele efectuate, calitatea instalării depinde de corectitudinea și acuratețea desenelor de plan.

Programe de calcul gratuite

Site-ul http://rama.sopromat.org/2009/?gmini=off oferă calcularea fermei folosind programe online, metoda elementului finit. Acest calculator poate fi folosit de studenți și ingineri. Programul are o interfață clară care vă va ajuta să efectuați rapid acțiunile necesare. Calculul se poate face și parțial folosind un program gratuit de pe site-ul web http://sopromatguru.ru/raschet-balki.php

În ce succesiune sunt executate lucrările?

Pentru a asambla cadrul, trebuie să apelați la serviciile unui sudor cu experiență. Asamblarea unei ferme este considerată o sarcină foarte responsabilă. Trebuie să fiți capabil să gătiți în mod competent și să înțelegeți tehnologia de sudare prin sârmă.

Este foarte important să știți exact care unități sunt cel mai bine asamblate în partea de jos, apoi ridicate și fixate pe suporturi. Pentru a lucra cu o structură grea, va trebui să utilizați echipamente speciale.

• În primul rând, zona este marcată;
• Părțile încorporate sunt montate;
• Se instalează suporturi verticale.

Destul de des, țevile metalice sunt coborâte într-un șanț și apoi umplute cu beton. Un fir de plumb este utilizat pentru a verifica verticalitatea instalației. Pentru a controla paralelismul, se trage un cordon între ultimii stâlpi. Toate celelalte sunt setate conform liniei primite.

Prin sudare, conductele longitudinale sunt sudate pe suporturi.

Părțile fermei sunt sudate pe sol. Centurile structurii sunt legate prin jumperi și bretele speciale. Apoi blocurile finite sunt ridicate la o anumită înălțime. Ele sunt sudate la țevile așezate în locurile în care sunt instalate suporturi verticale.

Juperii longitudinale sunt sudați între ferme direct de-a lungul pantei, astfel încât să poată fi fixate material de acoperiș. Găurile de montare sunt făcute în avans în jumperi.

Zonele de legătură sunt bine curățate. Acest lucru este valabil mai ales pentru partea superioară a cadrului, pe care apoi va fi aplicat acoperișul. Apoi suprafața profilelor este prelucrată. Efectuat:

• curatenie;
• Degresare;
• Grund;
• Colorare.

Ușă de intrare și baldachin

Pentru a calcula dimensiunile baldachinului în consolă, trebuie să țineți cont de dimensiunea pridvorului. Conform standardelor stabilite, dimensiunea platforma superioara trebuie neapărat să depășească lățimea ușii (de 1,5 ori). Cu o lățime a lamei de 900 mm, rezultă: 900 x 1,5 = 1350 mm. Aceasta ar trebui să fie adâncimea acoperișului situat deasupra intrării. În acest caz, lățimea copertinei ar trebui să depășească lățimea treptelor cu 300 de milimetri pe ambele părți.

Copertinele cantilever sunt cel mai adesea instalate pe întreaga zonă a verandei. Ar trebui să acopere treptele. Numărul de trepte afectează dimensiunea adâncimii acoperișului. Valoarea medie se determină conform standardelor SNiP stabilite: 250-320 mm. La această dimensiune se adaugă dimensiunea platformei superioare. Mai mult, lățimea copertinei are o valoare reglementată. Lățimea treptelor este luată în intervalul (800-1200 milimetri) și i se adaugă 300 mm pe două laturi opuse.

Calculăm dimensiunile:

• Vizor cantilever standard – 900-1350 mm pe 1400-1800 mm.
• Baldachin susținut în consolă peste pridvor, exemplu de calcul pentru 3 trepte și o platformă: adâncime (900/1350 + 3*250/320) = 1650 – 2410 mm, lățime 800/1200 + 300 + 300 = 1400-1500 mm.

Cum se calculează verandele?

De obicei, astfel de structuri sunt situate de-a lungul peretelui unei clădiri. Mai multe tipuri de structuri rămân relevante pentru ei:

• Susținut de grinzi;
• Consolă.

Cea mai mică adâncime este de 1200 mm. 2000 mm este considerat ideal. Această distanță corespunde locației stâlpului de sprijin.

Calculul acoperișului în funcție de perpendiculară va arăta ca 2000+300 mm. in orice caz acoperis plat mai potrivite pentru zonele în care precipitațiile sunt minime.

Dacă unghiul de pantă = 30 o. piciorul adiacent acestuia (adâncimea perpendiculară a acoperișului baldachinului) este de 2300 mm, al doilea unghi este de 60 de grade. Să luăm al 2-lea picior ca X, se află opus unghiului de 30 de grade. și conform teoremei este egală cu jumătate din ipotenuză, deci ipotenuza este egală cu 2*X, înlocuim datele în formula:

(2*X) 2 = 2300 2 + X 2

4*X 2 - X 2 = 5290000

X 2 (4-1) = 5290000

3*X 2 = 5290000

X 2 = 5290000,3

X 2 = 1763333, (3)

X = √1763333, (3) = 1327 mm – picior care va fi adiacent zidului casei.

Calculul ipotenuzei (lungimea acoperișului cu pantă):

C 2 = 1327 2 + 2300 2 = 1763333 + 5290000 = 7053333

C = √7053333 = 2656 mm, verificăm: piciorul situat vizavi de unghiul de 30° este egal cu jumătate din ipotenuză = 1327*2 = 2654, prin urmare, calculul este corect.

De aici calculăm înălțimea totală a baldachinului: 2000-2400 mm este înălțimea ergonomică minimă, o calculăm ținând cont de panta: 2000/2400 + 1327 = 3327/3737 mm – înălțimea peretelui baldachinului din apropierea casei .

Cum se calculează parcarea

De obicei, sunt instalate structuri de grinzi. Pentru a face un baldachin pentru mașina dvs. cu propriile mâini, trebuie mai întâi să faceți un desen, care ar trebui să țină cont de clasa mașinii. Lățimea parcării ar trebui să fie egală cu dimensiunea mașinii, plus un metru pe ambele părți. Dacă sunt parcate două mașini, este necesar să se țină cont de distanța dintre ele - 0,8 metri.

Un exemplu de calcul al unui baldachin pentru o mașină de clasă mijlocie, lățime – 1600-1750 mm, lungime – 4200-4500 mm:

1600/1750 + 1000 + 1000 = 3600/3750 mm – lățimea baldachinului;

4200/4500 + 300 +300 = 4800/5100 mm – lungime ergonomică pentru ca precipitațiile să nu inunde șantierul.

Calculul lățimii copertinei pentru două mașini:

3600/3750 + 800 = 4400/4550 mm.

Foișoare

De obicei, un astfel de baldachin este realizat în adâncurile unui complot personal. Aceste structuri sunt instalate pe o fundație, care poate fi:

• Morman;
• Columnar;
• Bandă;
• Tiglat.

Alegerea tipului de fundație este influențată de dimensiunea clădirii, precum și de natura solului. Aceste valori trebuie afișate pe desen. Foișor montat poate avea mai multe dimensiuni:

• 3x4 metri;
• 4x4 metri;
• 4x6 metri.

Pentru a calcula independent o astfel de structură, pentru a proiecta un desen, trebuie să luați în considerare mai mulți parametri.

Pentru ca o persoană să se relaxeze confortabil este nevoie de 1,6-2 metri pătrați. metru suprafata podelei.

Când instalați un grătar direct sub un baldachin, zona de recreere ar trebui să fie separată de aceasta printr-o zonă liberă. Lățimea sa este de 1000-1500 mm.

Lăţime scaun confortabil- 400-450 mm.

Dimensiuni masa 800x1200. Calculul este pe persoană (600 -800 mm). Pentru un număr mare de persoane, dimensiunea poate ajunge la 1200x2400 mm.

O ferme este un sistem de tije de obicei drepte care sunt conectate între ele prin noduri. Aceasta este o structură neschimbabilă din punct de vedere geometric cu noduri articulate (considerată ca articulată într-o primă aproximare, deoarece rigiditatea nodurilor nu afectează în mod semnificativ funcționarea structurii).

Datorită faptului că tijele suferă doar tensiune sau compresie, materialul de ferme este utilizat mai pe deplin decât într-o grindă solidă. Acest lucru face ca un astfel de sistem să fie economic din punct de vedere al costurilor materialelor, dar cu forță de muncă intensivă pentru fabricare, așa că la proiectare trebuie să se țină cont de faptul că fezabilitatea utilizării fermelor crește direct proporțional cu deschiderea acestuia.

Fermele sunt utilizate pe scară largă în construcții industriale și civile. Sunt utilizate în multe industrii de construcții: acoperirea clădirilor, poduri, suporturi pentru liniile electrice, pasaje aeriene de transport, macarale de ridicare etc.

Dispozitiv de construcție

Elementele principale ale fermelor sunt curelele care alcătuiesc conturul fermei, precum și o zăbrele formată din stâlpi și bretele. Aceste elemente sunt conectate la noduri prin rezemare sau prin gușoane nodurilor. Distanța dintre suporturi se numește deschidere. Coardele truss funcționează de obicei sub forțe longitudinale și momente încovoietoare (cum ar fi grinzile solide); zăbrelele de zăbrele absoarbe în principal forța transversală, la fel ca panza din grindă.

În funcție de locația tijelor, fermele sunt împărțite în plan (dacă totul este în același plan) și spațial. Sarpante plate capabile să preia sarcina doar în raport cu propriul lor avion. prin urmare, acestea trebuie asigurate de planul lor folosind legături sau alte elemente. Ferme spațiale sunt create pentru a prelua sarcina în orice direcție, deoarece creează un sistem spațial rigid.

Clasificare după curele și grile

Pentru tipuri diferite sarcini aplicate tipuri diferite ferme Există multe clasificări ale acestora, în funcție de diferite caracteristici.

Să luăm în considerare tipurile în funcție de conturul curelei:

a - segmentar; b - poligonală; c - trapezoidal; g - cu dispunerea paralelă a curelelor; d - și - triunghiulară

Coardele armatei trebuie să corespundă sarcinii statice și tipului de sarcină care determină diagrama momentului încovoietor.

Conturul curelelor determină în mare măsură eficiența fermei. In ceea ce priveste cantitatea de otel folosita, sarpanta segmentata este cea mai eficienta, dar este si cea mai dificil de fabricat.

În funcție de tipul de sistem de zăbrele, fermele sunt împărțite în:

a - triunghiular; b - triunghiular cu rafturi suplimentare; c - contraventat cu bretele ascendente; g - contraventat cu bretele descendente; d - împletită; e - cruce;

g - cruce; z - rombic; și - semi-diagonală

Caracteristici de calcul și proiectare ferme tubulare

Pentru producție folosește oțel cu o grosime de 1,5 - 5 mm. Profilul poate fi rotund sau pătrat.

Profilul tubular pentru bare comprimate este cel mai eficient din punct de vedere al consumului de otel datorita distributiei favorabile a materialului fata de centrul de greutate. Cu aceeași secțiune transversală, are cea mai mare rază de rotație în comparație cu alte tipuri de produse laminate. Acest lucru vă permite să proiectați tije cu cea mai mică flexibilitate și să reduceți consumul de oțel cu 20%. De asemenea, un avantaj semnificativ al conductelor este raționalizarea lor. Din acest motiv, presiunea vântului în astfel de ferme este mai mică. Țevile sunt ușor de curățat și vopsit. toate acestea fac ca profilul tubular să fie avantajos pentru utilizarea în ferme.

Când proiectați ferme, ar trebui să încercați să centrați elementele la nodurile de-a lungul axelor. Acest lucru se face pentru a evita stresul suplimentar. Conexiunile nodale ale țevilor trebuie să asigure o legătură strânsă (este necesar să se prevină apariția coroziunii în cavitatea internă a țevii).

Cele mai raționale pentru fermele tubulare sunt unitățile neformate cu tijele de zăbrele conectate direct la coardele. Astfel de unități sunt realizate folosind tăierea în formă specială a capetelor, ceea ce permite reducerea la minimum a costului forței de muncă și al materialului. Tijele sunt centrate de-a lungul axelor geometrice. Dacă nu există un mecanism pentru o astfel de tăiere, capetele rețelei sunt aplatizate.

Astfel de unități nu sunt permise pentru toate tipurile de oțel (doar oțel cu conținut scăzut de carbon sau altele cu ductilitate ridicată). Dacă grila și țevile curelei au același diametru, atunci este recomandabil să le conectați pe un inel.

Calculul fermelor în funcție de unghiul de înclinare al acoperișului

Construcție la un unghi de acoperiș de 22-30 de grade

Unghiul acoperișului este considerat optim pentru acoperiș în fronton 20-45 grade, pentru o singură pantă 20-30 grade.

Structura acoperișului clădirilor constă de obicei din ferme de acoperiș așezate una lângă alta. Dacă sunt conectate între ele doar prin rulări, atunci sistemul devine variabil și poate pierde stabilitatea.

Pentru a asigura imuabilitatea structurii, proiectanții furnizează mai multe blocuri spațiale de ferme adiacente, care sunt ținute împreună prin legături în planurile coardelor și legături transversale verticale. Alte ferme sunt atașate unor astfel de blocuri rigide folosind elemente orizontale, ceea ce asigură stabilitatea structurii.

Pentru a calcula acoperișul unei clădiri, este necesar să se determine unghiul de înclinare al acoperișului. Acest parametru depinde de mai mulți factori:

• vedere sistem de căpriori
• plăcintă pentru acoperiș
• învelitoare
• material de acoperiș

Dacă unghiul de înclinare este semnificativ, atunci folosesc ferme de tip triunghiular. Dar au unele dezavantaje. Acesta este un ansamblu de susținere complex care necesită o conexiune cu balamale, ceea ce face ca întreaga structură să fie mai puțin rigidă în direcția transversală.

Încărcați colectarea

De obicei, sarcina care acționează asupra structurii este aplicată în locațiile nodurilor de care sunt atașate elementele structurilor transversale (de exemplu, tavan suspendat sau pane de acoperiș). Pentru fiecare tip de sarcină, este indicat să se determine separat forțele din tijă. Tipuri de încărcări pentru ferme de acoperiș:

• constantă (greutatea proprie a structurii și a întregului sistem susținut);
• temporar (sarcină de la echipament suspendat, sarcină utilă);
• pe termen scurt (atmosferic, inclusiv zăpadă și vânt);

Pentru a determina sarcina de proiectare constantă, trebuie mai întâi să găsiți zona de încărcare din care va fi colectată.

Formula pentru determinarea sarcinii pe acoperiș:

F = (g + g1/cos a)*b ,

unde g este masa moartă a fermei și a legăturilor sale, proiecția orizontală, g1 este masa acoperișului, a este unghiul de înclinare a coardei superioare față de orizont, b este distanța dintre fermele

Pe baza acestei formule, cu cât unghiul de înclinare este mai mare, cu atât sarcina care acționează asupra acoperișului este mai mică. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că o creștere a unghiului implică și o creștere semnificativă a prețului datorită creșterii volumului materialelor de construcție.

De asemenea, la proiectarea acoperișului se ține cont de regiunea de construcție. Dacă este de așteptat o sarcină semnificativă de vânt, atunci unghiul de înclinare este setat la minim și acoperișul este înclinat.

Zăpada este o sarcină temporară și încarcă doar parțial ferma. Încărcarea unei jumătăți de ferme poate fi foarte neprofitabilă pentru cadre medii.

Sarcina totală de zăpadă pe acoperiș este calculată folosind formula:

Sp – valoarea calculată a greutății zăpezii la 1 m2 de suprafață orizontală;

μ – coeficient calculat pentru a lua în considerare panta acoperișului (conform SNiP, este egal cu unu dacă unghiul de înclinare este mai mic de 25 de grade și 0,7 dacă unghiul este de la 25 la 60 de grade)

Presiunea vântului este considerată semnificativă doar pentru suprafete verticaleși suprafețe, dacă unghiul lor de înclinare față de orizont este mai mare de 30 de grade (relevant pentru catarge, turnuri și ferme abrupte). Sarcina vântului, ca și celelalte, este redusă la o sarcină nodă.

Definiţia effort

La proiectarea fermelor tubulare, ar trebui să se țină cont de rigiditatea lor crescută la îndoire și de influența semnificativă a rigidității conexiunilor în noduri. Prin urmare, pentru profilele tubulare, calculul fermelor folosind o schemă cu balamale este permis cu un raport dintre înălțimea secțiunii și lungimea de cel mult 1/10 pentru structurile care vor fi operate la o temperatură de proiectare sub -40 de grade.

În alte cazuri, este necesar să se calculeze momentele încovoietoare ale tijelor care apar din cauza rigidității nodurilor. În acest caz, forțele axiale pot fi calculate folosind diagrama balamalei, iar momentele suplimentare pot fi găsite aproximativ.

Instrucțiuni pentru calcularea unei ferme

• se determină sarcina de proiectare (folosind SNiP „Încărcări și impacturi”)

• forțele sunt situate în tijele ferme (ar trebui să decideți asupra schemei de proiectare)

• se calculează lungimea estimată a tijei (egal cu produsul dintre coeficientul de reducere a lungimii (0,8) și distanța dintre centrele nodurilor)

• testarea tijelor comprimate pentru flexibilitate

• După ce a specificat flexibilitatea tijelor, selectați secțiunea transversală în funcție de zonă

La selecția preliminară pentru curele, valoarea flexibilității este luată de la 60 la 80, pentru grătare 100-120.

Să rezumam

Cu un design adecvat al sistemului de căpriori, puteți reduce semnificativ cantitatea de material utilizată și puteți face construcția acoperișului mult mai ieftină. Pentru calcul corect este necesar să se cunoască regiunea de construcție și să se decidă tipul de profil în funcție de scopul și tipul de obiect. Prin aplicarea metodologiei corecte pentru găsirea datelor de proiectare, puteți obține echilibrul optim între costul construcției unei structuri și caracteristicile de performanță ale acesteia.

Calculul structurilor metalice a devenit o piatră de poticnire pentru mulți constructori. Folosind exemplul celor mai simple ferme pentru un baldachin stradal, vă vom spune cum să calculați corect sarcinile și, de asemenea, să împărtășiți în moduri simple auto-asamblare fără utilizarea unor echipamente scumpe.

Metodologia generală de calcul

Fermele sunt utilizate acolo unde utilizarea unei grinzi solide portante este nepractică. Aceste structuri se caracterizează printr-o densitate spațială mai mică, menținând în același timp stabilitatea pentru a absorbi impacturile fără deformare din cauza locația corectă Detalii.

Din punct de vedere structural, sarpanta este formată dintr-o coardă externă și elemente de umplere. Esența funcționării unei astfel de rețele este destul de simplă: deoarece fiecare element orizontal (condițional) nu poate rezista la sarcina completă din cauza secțiunii sale transversale insuficient de mare, două elemente sunt situate pe axa influenței principale (gravitația) într-un astfel de astfel încât distanța dintre ele să asigure o secțiune transversală suficient de mare a întregii structuri. Poate fi explicat și mai simplu după cum urmează: din punct de vedere al absorbției sarcinii, sarpanta este tratată ca și cum ar fi fost dintr-un material solid, în timp ce umplutura oferă o rezistență suficientă pe baza greutății aplicate calculate.

Structura unei ferme din țeavă de profil: 1 - coarda inferioară; 2 - bretele; 3 - rafturi; 4 - centura laterala; 5 - centura superioara

Această abordare este extrem de simplă și este adesea mai mult decât suficientă pentru construcția de structuri metalice simple, dar consumul de material într-un calcul grosier se dovedește a fi extrem de mare. O analiză mai detaliată a influențelor actuale ajută la reducerea consumului de metal de 2 sau de mai multe ori, această abordare va fi cea mai utilă pentru sarcina noastră - să proiectăm o ferme ușoară și destul de rigidă și apoi să o asamblam.

Principalele profile de ferme pentru un baldachin: 1 - trapezoidal; 2 - cu curele paralele; 3 - triunghiular; 4 - arcuit

Ar trebui să începeți prin a determina configurația generală a fermei. Are de obicei un profil triunghiular sau trapezoidal. Elementul inferior al centurii este așezat preponderent orizontal, cel superior este înclinat, asigurând panta corectă a sistemului de acoperiș. Secțiunea transversală și rezistența elementelor centurii trebuie alese aproape astfel încât structura să își poată susține propria greutate cu sistemul de sprijin existent. În continuare, jumperii verticale și conexiunile oblice sunt adăugate într-o cantitate arbitrară. Designul trebuie afișat pe o schiță pentru a vizualiza mecanica interacțiunii, indicând dimensiunile reale ale tuturor elementelor. În continuare, intră în joc Majestatea Sa Fizica.

Determinarea influențelor combinate și a reacțiilor de sprijin

Din secțiunea de statică a cursului de mecanică școlară, vom lua două ecuații cheie: echilibrul forțelor și momentelor. Le vom folosi pentru a calcula reacția suporturilor pe care este așezată grinda. Pentru simplitatea calculelor, vom considera suporturile ca fiind articulate, adică neavând conexiuni rigide (încastre) în punctul de contact cu grinda.

Exemplu de ferme metalice: 1 - ferme; 2 - grinzi de înveliș; 3 - acoperiș

Pe schiță, trebuie să marcați mai întâi pasul învelișului sistemului de acoperiș, deoarece în aceste locuri ar trebui să fie localizate punctele de concentrare a sarcinii aplicate. De obicei, în punctele de aplicare a sarcinii se află nodurile de convergență ale bretelelor, ceea ce facilitează calcularea sarcinii. știind greutate totală acoperișuri și numărul de ferme din copertina, nu este dificil să se calculeze sarcina pe o ferme, iar factorul de uniformitate a acoperirii va determina dacă forțele aplicate la punctele de concentrare vor fi egale sau diferite. Acesta din urmă, apropo, este posibil dacă într-o anumită parte a copertinei un material de acoperire este înlocuit cu altul, există o scară de trecere sau, de exemplu, o zonă cu o încărcătură de zăpadă distribuită neuniform. De asemenea, impactul asupra diferitelor puncte ale fermei va fi neuniform dacă grinda sa superioară are o rotunjire, în acest caz, punctele de aplicare a forței trebuie conectate prin segmente, iar arcul trebuie considerat ca o linie întreruptă.

Când toate forțele efective sunt indicate pe schița fermei, se procedează la calcularea reacției suportului. În ceea ce privește fiecare dintre ele, ferma poate fi reprezentată ca nimic mai mult decât o pârghie cu suma corespunzătoare de influențe asupra ei. Pentru a calcula momentul forței în punctul de sprijin, trebuie să înmulțiți sarcina în fiecare punct în kilograme cu lungimea brațului de aplicare a acestei sarcini în metri. Prima ecuație spune că suma influențelor din fiecare punct este egală cu reacția suportului:

• 200 1,5 + 200 3 + 200 4,5 + 100 6 = R 2 6 - ecuația de echilibru a momentelor despre nod A, unde 6 m este lungimea brațului)
• R 2 = (200 1,5 + 200 3 + 200 4,5 + 100 6) / 6 = 400 kg

A doua ecuație determină echilibrul: suma reacțiilor celor două suporturi va fi exact egală cu greutatea aplicată, adică cunoscând reacția unui suport, puteți găsi cu ușurință valoarea pentru celălalt:

• R 1 + R 2 = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
• R1 = 800 - 400 = 400 kg

Dar nu vă înșelați: regula efectului de pârghie se aplică și aici, deci dacă fermecata are o extensie semnificativă dincolo de unul dintre suporturi, atunci sarcina în acest loc va fi mai mare proporțional cu diferența de distanțe de la centrul de masă la suporturi.

Calculul diferenţial al forţelor

Să trecem de la general la specific: acum trebuie să instalați valoare cantitativă forțe care acționează asupra fiecărui element al fermei. Pentru a face acest lucru, listăm fiecare segment de centură și inserții de umplere într-o listă, apoi considerăm fiecare dintre ele ca un sistem plat echilibrat.

Pentru ușurința calculului, fiecare nod de conectare al fermei poate fi reprezentat sub forma unei diagrame vectoriale, unde vectorii de influențe se află de-a lungul axelor longitudinale ale elementelor. Tot ce aveți nevoie pentru calcule este să cunoașteți lungimea segmentelor care converg la nod și unghiurile dintre ele.

Trebuie să începeți de la nodul pentru care, în timpul calculului reacției de suport, a fost stabilit numărul maxim posibil de valori cunoscute. Să începem cu elementul vertical cel mai exterior: ecuația de echilibru pentru acesta afirmă că suma vectorilor sarcinilor convergente este zero, respectiv, rezistența la forța gravitațională care acționează de-a lungul axei verticale este echivalentă cu reacția suportului, egală. ca amploare dar opus ca semn. Rețineți că valoarea rezultată este doar o parte reacție generală suport care acționează pentru această unitate, restul sarcinii va cădea pe părțile orizontale ale centurii.

Nod b

• -100 + S 1 = 0
• S 1 = 100 kg

În continuare, să trecem la cel mai jos nod de colț, unde converg segmentele verticale și orizontale ale centurii, precum și bretele înclinate. Forța care acționează asupra segmentului vertical a fost calculată în paragraful anterior - aceasta este greutatea de presare și reacția suportului. Forța care acționează asupra unui element înclinat se calculează din proiecția axei acestui element pe axa verticală: scădem efectul gravitației din reacția suportului, apoi împărțim rezultatul „net” la sinul unghiului la pe care bretele este înclinată față de orizontală. Accent pe element orizontal se gaseste si prin proiectie, dar pe axa orizontala. Înmulțim sarcina tocmai obținută asupra elementului înclinat cu cos al unghiului de înclinare al bretelei și obținem valoarea impactului asupra segmentului orizontal cel mai exterior al centurii.

Nod A

• -100 + 400 - sin(33.69) S 3 = 0 - ecuația de echilibru pentru axă la
• S 3 = 300 / sin(33,69) = 540,83 kg - tija 3 comprimat
• -S 3 cos(33.69) + S 4 = 0 - ecuația de echilibru pentru axă X
• S 4 = 540,83 cos(33,69) = 450 kg - tija 4 întins

Astfel, deplasându-se secvențial de la nod la nod, este necesar să se calculeze forțele care acționează în fiecare dintre ele. Vă rugăm să rețineți că vectorii de influență contradirecționați comprimă tija și invers - o întindeți dacă sunt direcționați opus unul față de celălalt.

Definiţia section of elements

Când toate sarcinile efective sunt cunoscute pentru fermă, este timpul să se determine secțiunea transversală a elementelor. Nu trebuie să fie egal pentru toate piesele: cureaua este fabricată în mod tradițional din produse laminate cu o secțiune transversală mai mare decât piesele de umplere. Acest lucru asigură o marjă de siguranță pentru proiectare.

Unde: F tr este aria secțiunii transversale a părții întinse; N— forța de la sarcinile de proiectare; Ry γ s

Dacă totul este relativ simplu cu sarcini de rupere pentru piesele din oțel, atunci calculul tijelor comprimate se efectuează nu pentru rezistență, ci pentru stabilitate, deoarece rezultatul final este cantitativ mai mic și, în consecință, este considerat o valoare critică. O puteți calcula folosind un calculator online sau o puteți face manual, după ce ați determinat anterior coeficientul de reducere a lungimii, care determină pe ce parte din lungimea totală este capabilă să se îndoaie tija. Acest coeficient depinde de metoda de fixare a marginilor tijei: pentru sudarea la capăt este unitate, iar în prezența unor ghișeuri rigide „ideal” se poate apropia de 0,5.

Unde: F tr este aria secțiunii transversale a piesei comprimate; N— forța de la sarcinile de proiectare; φ — coeficientul de încovoiere longitudinală al elementelor comprimate (determinat din tabel); Ry— rezistența calculată a materialului; γ s— coeficientul condițiilor de muncă.

De asemenea, trebuie să cunoașteți raza minimă de inerție, definită ca rădăcina pătrată a momentului de inerție axial împărțit la aria secțiunii transversale. Momentul axial este determinat de forma și simetria secțiunii, este mai bine să luați această valoare din tabel.

Unde: eu x— raza de rotație a secțiunii; J x— momentul de inerție axial; F tr este aria secțiunii transversale.

Astfel, dacă împărțiți lungimea (ținând cont de coeficientul de reducere) la raza minimă de rotație, puteți obține o valoare cantitativă pentru flexibilitate. Pentru o tijă stabilă, este îndeplinită condiția ca raportul sarcinii împărțit la aria secțiunii transversale să nu fie mai mic decât produsul dintre sarcina de compresiune admisă și coeficientul de flambaj, care este determinat de flexibilitatea unei anumite tije și materialul fabricării sale.

Unde: l x— lungimea de proiectare în planul fermei; eu x— raza minimă de rotație a secțiunii de-a lungul axei x; te iubesc— lungimea estimată din planul fermei; eu y— raza minimă de rotație a secțiunii de-a lungul axei y.

Vă rugăm să rețineți că în calculul tijei comprimate pentru stabilitate se reflectă întreaga esență a funcționării fermei. Daca sectiunea transversala a unui element este insuficienta pentru a-i asigura stabilitatea, avem dreptul sa adaugam conexiuni mai fine prin schimbarea sistemului de prindere. Acest lucru complică configurația fermei, dar permite o stabilitate mai mare cu o greutate mai mică.

Realizarea de piese pentru fermă

Precizia ansamblului fermei este extrem de importantă, deoarece am efectuat toate calculele folosind metoda diagramei vectoriale, iar un vector, după cum știm, nu poate fi decât absolut drept. Prin urmare, cele mai mici tensiuni care apar din cauza curburii din cauza ajustării necorespunzătoare a elementelor vor face ca sarpanta să fie extrem de instabilă.

Mai întâi trebuie să decideți cu privire la dimensiunile părților exterioare ale curelei. Dacă totul este destul de simplu cu fasciculul inferior, atunci pentru a găsi lungimea celui de sus puteți folosi fie teorema lui Pitagora, fie raportul trigonometric al laturilor și unghiurilor. Acesta din urmă este de preferat atunci când se lucrează cu materiale precum oțel unghiular și țevi profilate. Dacă se cunoaște unghiul pantei fermei, acesta poate fi făcut ca o corecție la tăierea marginilor pieselor. Unghiurile drepte ale curelei se unesc prin tundere la 45°, cele înclinate prin adăugarea la 45° a unghiului de înclinare pe o parte a îmbinării și scăderea lui din cealaltă.

Detaliile de umplere sunt decupate prin analogie cu elementele centurii. Principala captură este că sarpanta este un produs strict standardizat și, prin urmare, fabricarea sa va necesita detalii precise. Ca și în cazul calculului impacturilor, fiecare element trebuie luat în considerare individual, determinând unghiurile de înclinare și, în consecință, unghiurile de tăiere ale marginilor.

Destul de des, fermele sunt realizate cu ferme cu rază. Astfel de structuri au o metodă de calcul mai complexă, dar o rezistență structurală mai mare datorită unei percepții mai uniforme a sarcinii. Nu are rost să faceți elementele de umplere rotunjite, dar pentru părțile curelei acest lucru este destul de aplicabil. În mod obișnuit, fermele arcuite constau din mai multe segmente care sunt conectate la punctele de convergență ale bretelelor de umplere, care trebuie luate în considerare în timpul proiectării.

Asamblare pe feronerie sau sudura?

În concluzie, ar fi bine să subliniem diferența practică dintre metodele de asamblare a unei ferme prin sudare și utilizarea conexiunilor detașabile. Ar trebui să începem cu faptul că forarea găurilor pentru șuruburi sau nituri în corpul unui element nu are practic niciun efect asupra flexibilității acestuia și, prin urmare, nu este luată în considerare în practică.

Când a fost vorba despre metoda de fixare a elementelor de ferme, am constatat că, în prezența gușurilor, lungimea secțiunii tijei capabile să se îndoaie este semnificativ redusă, datorită căruia secțiunea transversală a acesteia poate fi redusă. Acesta este avantajul asamblării fermei pe ghișee, care sunt atașate pe partea laterală a elementelor fermei. În acest caz, nu există o diferență specială în metoda de asamblare: lungimea cordonurilor de sudură va fi garantată a fi suficientă pentru a rezista la tensiuni concentrate în noduri.

În cazul în care sarma este asamblată prin îmbinarea elementelor fără gușeuri, sunt necesare abilități speciale. Rezistența întregii ferme este determinată de unitatea sa cea mai puțin puternică și, prin urmare, un defect în sudarea a cel puțin unuia dintre elemente poate duce la distrugerea întregii structuri. Dacă abilitățile de sudare sunt insuficiente, se recomandă asamblarea cu șuruburi sau nituri folosind cleme, colțuri sau plăci de suprapunere. În acest caz, fiecare element trebuie fixat pe unitate în cel puțin două puncte.

Mai devreme sau mai târziu, proprietarii unei case private trebuie să construiască un carport sau o vacanță de vară pe proprietatea lor, un foișor, un mic gard cu un acoperiș pentru animale de companie sau un baldachin peste o grămadă de lemne. Pentru ca acoperișul peste o astfel de structură să fie fixat în siguranță, este necesar să proiectați și să instalați corect structurile metalice de susținere.

Salutăm dragul nostru cititor și îi oferim un articol despre ce sunt țevile profilate, cum să le calculăm și să le instalăm corect.

O ferme este o structură de elemente rectilinii conectate între ele la noduri într-un sistem durabil de formă geometrică neschimbată. Cel mai comun modele plate, dar în structurile mari încărcate se folosesc ferme volumetrice (spațiale). Aproape în casele private, fermele sunt făcute din lemn și metal. Structurile mici de căpriori, copertine și foișoare sunt realizate din lemn. Dar metalul durabil și de înaltă tehnologie este un material aproape ideal pentru structurile metalice portante.

Pentru fabricarea structurilor complexe se folosesc secțiuni solide și țevi laminate. Țevile profilate (pătrate, dreptunghiulare) au o rezistență mai mare la strivire și îndoire. structurile mici pentru casă sunt montate fără sudură, prin urmare, pentru clădirile conacului, se folosește cel mai des o țeavă de profil.

Caracteristicile structurale ale fermelor

Componentele structurii fermei:

• centura.
• Suportul este un element vertical care conectează curelele superioare și inferioare.
• Acolada (acolada).
• Sprengel - bretele de sprijin.
• Grile, suprapuneri, ghișeuri, nituri, șuruburi - tot felul de materiale auxiliare și de fixare.

Înălțimea fermei este calculată de la punctul cel mai de jos al coardei inferioare până la punctul cel mai înalt. Span - distanța dintre suporturi. Creșterea este raportul dintre înălțimea fermei și deschiderea. Panoul este distanța dintre nodurile centurii.

Tipuri de ferme din țevi profesionale

Fermele sunt împărțite în funcție de conturul centurilor. Există soiuri cu două și trei benzi. În structurile mici, se folosesc ferme mai simple cu două centuri. Fiecare soi are o anumită înclinație și înălțime în funcție de lungimea travei și de forma șarpantei.

Tipuri de ferme după contururile coardelor: grinzi cu coarde paralele (dreptunghiulare), triunghiulare (gable și cu pas), trapezoidale (gable și cu un singur pas), segmentare (parabolice), poligonale (poligonale), cantilever; cu o centură inferioară înălțată sau concavă ruptă și o formă variată a centurii superioare; arcuit cu centură inferioară orizontală și arcuită; forme complexe combinate.

Ferpile se disting și prin tipuri de grătare - vezi în figură. În clădirile private, se găsesc cel mai des grilaje triunghiulare și diagonale - mai simple și mai puțin intense în metal. Gratarele triunghiulare sunt de obicei folosite in structuri dreptunghiulare si trapezoidale, in timp ce grilajele diagonale sunt folosite in cele triunghiulare.

Înainte de a ridica orice structură, ar trebui să decideți asupra alegerii materialului. Când achiziționați un profil metalic sau țevi, ar trebui să inspectați cu atenție piesele de prelucrat pentru a vedea dacă există crăpături, cavități, înclinări, inconsecvențe de-a lungul cusăturilor sau un număr mare de piese de prelucrat îndoite sau îndoite. Când achiziționați materiale galvanizate, este recomandabil să verificați calitatea acoperirii - dacă există decojiri sau căderi.

La cumpărare, trebuie să solicitați o copie a certificatului și o chitanță. Este imperativ să vă asigurați că grosimea peretelui țevii corespunde cu cea menționată în documente. Nu puteți face țevi într-un garaj în genunchi și nu există falsuri, dar puteți întâlni materiale de proastă calitate, așa că este mai bine să cumpărați în magazine destul de mari.

Ce material sa alegi pentru cadru

În cele mai multe cazuri, oțelul este ales pentru cadrul clădirilor conacului sau pentru acoperișul unei case. Pentru structurile foarte mici se foloseste uneori aluminiul, de obicei in produsele achizitionate (copertine, balansoare). Pentru construcția structurilor metalice, puteți utiliza țevi cu secțiune goală și profile cu secțiune solidă (cerc, bandă, pătrat, canal, grindă în I).

Un avantaj uriaș al țevilor dreptunghiulare și pătrate în comparație cu un profil de aceeași greutate este rezistența lor mare la strivire și alte deformații. Prin urmare, profilele solide pot fi înlocuite cu țevi ondulate mult mai ușoare - acest lucru simplifică foarte mult (de 2 ori sau mai mult) și reduce costul designului de tip tubular.

Dimensiunile secțiunii transversale ale țevilor sunt selectate în funcție de lungimea travei și de distanța dintre suporturi și ferme. În proprietățile private, șopronele și alte structuri nu sunt foarte mari și puteți lua sfatul experților sau puteți găsi desene gata făcute pe Internet.

Cu o distanță între suporturi de până la 2 m, pentru copertine mici cu deschideri de până la 4 m lungime sunt potrivite profile de 40x20x2 mm, pentru deschideri de până la 5 m - 40x40x3, 60x30x3 mm; deschideri mai mari de 5 m – 60×40x3, 60×60x3 mm. Dacă planificați un carport pentru două mașini cu o lățime de 8-10 m, atunci va fi necesar un profil de la 60x60 la 100x100 cu o grosime a peretelui de 3-4 mm. Dimensiunile profilului depind de distanța dintre ferme.

Țevile ondulate se vând în lungimi de 6 și 12 m Cu o lungime de 12 m, metalul se consumă mai economic, dar transportul unor astfel de țevi necesită o lungime mare. Înainte de a cumpăra materiale, ar trebui să vă gândiți cum veți tăia semifabricatele și câte dintre ele vor încăpea într-o țeavă de 6 m sau 12 m lungime și să calculați de câte secțiuni de țeavă ondulată veți avea nevoie.

Nu vă puteți baza pe greutatea nominală - greutatea este de 1 m.p. într-un anumit lot va diferi de cel nominal și, cel mai probabil, în sus (este mai profitabil pentru vânzători să producă produse cu un perete mai gros - prețul este pe tonă). La achiziționarea la greutate, materialul va trebui achiziționat și transportat - iar aceasta este o cheltuială suplimentară.

Avantajele și dezavantajele diferitelor metale

În practică, următoarele tipuri de oțel sunt utilizate pentru țevile cu profil structural: carbon de calitate obișnuită și de înaltă calitate, structural, aliat. Țevile vin cu un strat protector de zinc. Se folosește și aluminiul - dar rar, pentru structuri mici, adesea sezoniere. Profile din aluminiu folosit pentru structuri mici.

În mod tradițional, pentru structurile mici de pe o proprietate privată, oțelul carbon St3sp, St3ps și uneori galvanizat este utilizat pentru construcția de structuri din oțel cu ferme. Acest oțel are o rezistență suficientă pentru a asigura fiabilitatea structurii, practic nu există nicio diferență de rezistență la coroziune între toate cele trei tipuri de oțel.

Dacă structurile sunt expuse la precipitații, mai devreme sau mai târziu atât produsele structurale, cât și cele din oțel aliat vor rugini. O cantitate mică de elemente de aliere nu protejează împotriva coroziunii (pentru structuri, oțelurile slab aliate, cum ar fi 30KhGSA, 30KhGSN, 38KhA pot fi utilizate - conținutul de elemente de aliere din ele este de 2-4%, iar această cantitate nu afectează coroziunea rezistenţă).

În ceea ce privește rezistența, oțelurile structurale și aliate ar trebui să fie puțin mai durabile decât oțelurile carbon - sunt mai rezistente la sarcini ciclice. Dar această calitate a oțelurilor se manifestă după tratamentul termic - iar călirea și revenirea pot deforma țevi și, de obicei, un astfel de tratament termic nu produse terminate nimeni nu face. Recoacerea poate fi efectuată pe țevi fără sudură - după recoacere, tensiunile reziduale din metal sunt îndepărtate (întărire), dar devine mai moale.

Otelurile de structura (20A, 45, 40, 30A) au o calitate superioara si un pret mai mare. Oțelurile aliate sunt și mai scumpe (și există șansa să vă vândă țevi din oțel 3 în loc de oțel aliat). Prin urmare, atunci când instalați structuri cu lățime mai mică de 20 m, nu are sens să cumpărați țevi profesionale din oțel aliat sau structural. Cu siguranță are sens să folosiți țeavă ondulată galvanizată dacă instalarea va fi efectuată folosind sisteme de crab.

Dacă instalarea se realizează prin sudare, sudurile vor rugini la fel de repede ca metalul obișnuit neacoperit. Dar dacă monitorizați cu atenție cusăturile și efectuați în mod regulat un tratament anticoroziv (curățare, amorsare, vopsire), atunci este de preferat o țeavă galvanizată. Dacă aveți nevoie de o magazie temporară timp de 10 ani pentru materiale de construcție și apoi veți demola magazia, nu vă deranjați, cumpărați țevi obișnuite din oțel carbon fără acoperire.

Dacă intenționați să construiți un baldachin sau un hangar foarte mare, cu o lungime mare pe șantier, ar trebui să contactați constructori profesionistiși faceți un proiect - ei vor determina ce oțel ar trebui să alegeți.

Faceți-l singur sau comandați-l

Fermele pentru un carport sau un foișor sunt de dimensiuni mici și design simplu– de cele mai multe ori triunghiular cu mai multe bare și suporturi. Puteți finaliza singur un astfel de design dacă aveți cel puțin abilități de sudură de bază și nu vă este frică să învățați noi locuri de muncă.

Dar fabricarea fermelor necesită precizie, prezența unui asistent, o zonă foarte plată pe proprietate - pentru așezarea și sudarea structurilor, prezența aparat de sudura si timpul. Puteți comanda structuri gata făcute de la o fabrică sau o companie de construcții și să le instalați singur.

Cerințe pentru calcularea unei țevi de profil pentru construcția unei ferme

La calcularea dimensiunilor și grosimii peretelui țevilor de profil necesare pentru construcția structurilor dumneavoastră metalice; se iau in considerare urmatoarele conditii:

• Dimensiunile structurii metalice și, în special, lungimea, distanța dintre suporturi - distanța dintre suporturi.
• Înălțimea suporturilor și fermelor.
• Forma fermei.
• Posibile caracteristici ale condițiilor geologice (activitate seismică, posibilitate de alunecări de teren).
• Greutatea acoperirii.

Ce se întâmplă dacă calculezi greșit

Dacă calculele sunt incorecte, sunt posibile următoarele consecințe:

• Structurile fermei vor fi deformate sub greutatea zăpezii și a frunzelor umede.
• În cel mai rău caz, structurile se vor deforma sub propria greutate.
• Întreaga structură se poate prăbuși în cazul vântului puternic.
• Deformarea va duce mai devreme sau mai târziu la distrugerea fermei și a întregii structuri, ceea ce este periculos pentru oameni și poate deteriora obiectele situate sub baldachin - o mașină, de exemplu.
• O structură fragilă și mobilă va duce la distrugerea acoperișului așezat pe ferme.
• La utilizarea unui profil prea puternic și greu, costurile materialelor și lucrărilor în timpul construcției structurilor metalice cresc în mod nejustificat.

Proiectăm o fermă și elementele ei

Un calcul complet și precis al sarcinii pe o ferme, împreună cu diagrame, este complex, iar pentru a-l efectua trebuie să contactați specialiști.

Atunci când proiectați copertine mari, hangare și garaje din structuri metalice, este necesar un calcul precis al profilului necesar, dar pentru construirea de copertine sau foișoare nu prea mari într-o proprietate privată, puteți utiliza recomandările binecunoscute ale experților. .

Pentru structuri foarte mici (un baldachin într-un incintă pentru animale, un baldachin peste un depozit de lemne de foc), este suficient să folosiți țevi de 40x20 mm cu grosimea peretelui de 2 mm; pentru foișoare și copertine peste mese, grătare sau zone de odihnă - 40x40 mm cu grosimea peretelui de 3 mm; baldachin peste un loc pentru o mașină - de la 60x40 la 100x100 mm cu o grosime a peretelui de 3-4 mm.

Dacă baldachinul are mai multe ferme și suporturi și distanța dintre suporturi este mai mică de 2 m, puteți lua o țeavă mai subțire dacă există doar 4 suporturi și două ferme și lungimea travei este de 6-8 m sau mai mult; unul mai gros.

Sarcinile admisibile pe ferme sunt prezentate în tabel:

Desene și diagrame

La fabricarea structurilor metalice este obligatoriu desenul cu dimensiuni exacte! Acest lucru vă va permite să cumpărați cantitatea necesară material, va economisi timp la asamblarea și pregătirea pieselor de prelucrat și vă va permite să controlați cu ușurință dimensiunile structurii metalice în timpul instalării și structura finită. În acest caz, siguranța dvs. și a gospodăriei dvs. depinde de precizia ansamblului - o structură care se prăbușește din cauza zăpezii sau a vântului poate aduce multe probleme.

Bazele calculului truss

Tipurile de ferme depind de forma acoperișului, iar forma acoperișului unei structuri pe o proprietate se alege în funcție de scopul și amplasarea structurilor metalice. Fermele cantilever și fermele adiacente casei sunt, de obicei, realizate cu cele triunghiulare cu un singur pas, copertine de sine stătătoare - cu structuri și arcade poligonale, triunghiulare, segmentare. Foișoarele pot avea un acoperiș cu șase sau opt pante sau un acoperiș fantezie cu ferme cu un design nestandard.

Pentru a calcula ferme, este necesar să se calculeze sarcina pe acoperiș și pe o ferme. Calculele iau în considerare încărcarea stratului de zăpadă, acoperiș de acoperiș, strung, greutatea structurilor în sine. Calculele precise sunt o sarcină pentru un constructor profesionist. Baza pentru calcul este SP 20.13330.2016 „Încărcări și impacturi. Ediția actualizată a SNiP 2.01.07-85” și SP 16.13330.2011 „Steel structures. Ediție actualizată a SNiP II-23-81".

Pentru calcule se folosește metoda de tăiere: tăierea nodurilor (zonele în care tijele sunt conectate articulat); metoda Ritter; Metoda de înlocuire a tijei Henneberg. În programele de calculator moderne, metoda de tăiere a nodurilor este mai des folosită.

Este mai bine să folosiți unul gata făcut proiect standard sau recomandările noastre pentru alegerea profilurilor. Asamblarea unei ferme cu o structură trapezoidală sau triunghiulară simplă nu este prea dificilă și dacă aveți experiență în sudarea și instalarea structurilor metalice autoinstalare copertinele și foișoarele sunt destul de posibile. Dacă doriți să construiți un șopron mare cu o lungime a fermei de 10 m sau mai mult, trebuie să finalizați proiectul cu specialiști.

Influența unghiului de înclinare

Designul fermei este afectat în primul rând de unghiul de înclinare al rampelor (rampa). Unghiul de înclinare este selectat în primul rând în funcție de forma acoperișului și de amplasarea structurii metalice. Magaziile adiacente clădirilor ar trebui să aibă un unghi mai mare al acoperișului pentru a permite zăpezii care alunecă de pe acoperiș să se rostogolească mai repede și apa curgătoare să se scurgă.

Pentru structurile individuale, panta acoperișului poate fi mai mică. Unghiul de înclinare depinde și de cantitatea de precipitații care cade în regiunea dvs. - cu cât precipitații sunt mai mari, cu atât ar trebui să fie mai mare unghiul de înclinare al acoperișului. Cu cât acoperișul este mai abrupt, cu atât reține mai puține precipitații.

O pantă ușoară a pantei - până la 15° - este utilizată pe magazii mici de sine stătătoare. Înălțimea pantei este aproximativ egală cu 1/7-1/9 din lungimea travei. Se folosesc ferme trapezoidale.

Pantă de la 15° la 22° - înălțimea pantei este de 1/7 din lungimea travei.

Pantă de la 22° la 30°-35° - înălțimea pantei este egală cu 1/5 din lungimea travei cu această pantă, se folosesc de obicei structuri triunghiulare, uneori cu o coardă inferioară ruptă pentru a face structura mai ușoară.

Opțiuni de unghi de bază

Pentru a calcula corect numărul și lungimile elementelor individuale ale unei ferme din țeavă ondulată, este necesar să se determine unghiuri de bazăîntre elemente. În general, coarda inferioară este perpendiculară pe suporturi, coarda superioară este înclinată pe orizontală în funcție de unghiul acoperișului. Unghiul optim de înclinare a bretelelor față de orizontală/verticală este de 45°, rafturile trebuie să fie strict verticale.

Unghiul exact de înclinare al acoperișului este fie specificat de proiect, fie se găsește conform relațiilor date mai sus ( pentru o pantă de până la 15° - înălțimea pantei este aproximativ egală cu 1/7-1/9 din lungimea travei; pentru o pantă de la 15° la 22° - 1/7 din lungimea travei; pentru o pantă de la 22° la 30° - 35° - înălțimea pantei este egală cu 1/5 din lungimea travei).

După ce s-a determinat unghiul exact de înclinare al acoperișului, se determină lungimile semifabricatelor pentru realizarea fermei - aceste informații vor fi necesare la efectuarea lucrării.

Factori importanți pentru selecția site-ului

Dacă aveți de ales, ar trebui să alegeți o zonă plată pentru instalarea structurilor metalice, care nu este predispusă la alunecări de teren și aglomerarea cu apă. Dar în mic comploturi personale Cel mai adesea nu există de ales - un carport este plasat chiar în spatele porții, o verandă lângă casă, un foișor în adâncurile site-ului. Este posibil ca zona să fie nivelată și uneori drenată.

Dacă există pericolul de alunecare a straturilor de sol sau dacă locuiți într-o zonă predispusă la cutremur, proiectarea oricărei structuri deasupra unei cașe ar trebui lăsată în seama profesioniștilor pentru a vă asigura siguranța.

Cum se calculează sarcina

Sarcina de zăpadă pe 1 m² de acoperiș se calculează conform SP 20.13330.2017 „Încărcări și impacturi. Versiunea actualizată a SNiP 2.01.07-85" in functie de regiune. Când se calculează, nu se ia suprafața acoperișului, ci aria proiecției acoperișului pe orizontală. Greutatea învelișului și a acoperișului este calculată în același mod. Conform desenului, greutatea unei ferme este calculată și înmulțită cu numărul lor.

Sarcina pe o ferme se calculează împărțind suma încărcăturii totale de pe acoperișul de zăpadă, greutatea învelișului și a acoperirii, greutatea structurilor în sine, la numărul de ferme.

Ușă de intrare și baldachin

Vizoarele peste usa din fata Au dimensiuni mici și sunt în consolă.

Lățimea baldachinului ar trebui să fie egală cu lățimea pridvorului + 300 mm pe fiecare parte. Adâncimea copertinei ar trebui să acopere treptele. Lungimea baldachinului este egală cu suma lungimii platformei și treptelor. Lungimea platformei superioare ar trebui să fie de o dată și jumătate mai largă decât ușa, adică 0,9 × 1,5 = 1,35 m Plus 250 mm pentru fiecare treaptă.

De exemplu:

pentru un pridvor cu două trepte și o lățime de 1200 mm, dimensiunile zonei acoperite (proiecția orizontală a baldachinului) sunt egale cu:

lungime (adâncimea vizorului) = 1,35 + 2×0,25 = 1,85 m;

lățime = 1,2 + 0,3×2 = 1,8 m.

Programe de calcul gratuite

• Pe site http://sopromatguru.ru/raschet-balki.php.
• Pe site http://rama.sopromat.org/2009/?gmini=off.

Exemplu de calcul

Un exemplu de calcul al fermei unui carport de sine stătător pentru o mașină de clasă mijlocie (D):

Lățimea mașinii este de 1,73 m, lungimea de 4,6 m.

Lățimea minimă a fermei între suporturi:

1,73 + 1 = 2,73 m, pentru ușurarea deschiderii ușilor luăm o lățime de 3,5 m.

Lățimea fermei, inclusiv protuberanțe de acoperiș:

3,5 + 2×0,3 = 4,1 m.

Lungimea baldachinului:

4,6 + 1 = 5,6 m, luați o lungime de 6 m.

Cu această lungime este posibil să se instaleze suporturi la fiecare 2 m sau mai puțin. Pentru a ușura structurile portante, considerăm că distanța dintre suporturi este de 1,5 m.

Adoptăm o formă triunghiulară de acoperiș cu fronton - este cel mai ușor de fabricat și în același timp economic din punct de vedere al consumului de material. Considerăm unghiul de înclinare a acoperișului ca fiind de 30° - la acest unghi de înclinare, zăpada și frunzele căzute nu vor rămâne pe acoperiș.

Înălțimea fermei în centru (stâlp central) va fi egală cu:

Total: lungimea coardei inferioare a fermei este de 4,1 m; centura superioară - două jumătăți de 2,355 m fiecare, lungime totală 4,71 m, standul din centru are o înălțime de 1,16 m.

Pentru astfel de ferme scurte, este suficient să folosiți o țeavă pătrată de 40x40 mm cu o grosime a peretelui de 3 mm.

Principalele etape ale lucrării la fabricarea și instalarea fermelor cu propriile mâini

Inainte de montarea sarpantelor se lucreaza la amenajarea santierului, montarea suporturilor, betonarea fundatiilor de sustinere, sudarea braturilor laterale sau a grinzilor laterale. Apoi sunt instalate ferme transversale.

Procedura de efectuare a lucrărilor la fabricarea și instalarea fermelor:

• Fermele sunt sudate pe o suprafață plană.
• Fermele sunt tratate cu un grund anticoroziv și vopsite de două ori. Nu vopsiți zonele în care fermele sunt sudate pe suporturi. Această lucrare se poate face după instalarea fermelor, dar vopsirea la înălțime este incomodă.
• Ele ridică fermele, le instalează pe suporturi, verifică unghiurile și orizontalitatea și le sudează pe suporturi. Această lucrare este efectuată de o echipă formată din mai multe persoane.
• Vopsea peste zonele de sudura.
• Învelișul este instalat și acoperișul este așezat.

Cum se sudează fermele

Ferpile sunt asamblate pe o zonă plană. Înainte de asamblare, piesele de prelucrat sunt tăiate, curățate de rugină, iar bavurile de pe tăieturi sunt șlefuite. Elementele fermei sunt fixate cu cleme, se verifică dimensiunile, unghiurile și planeitatea. Sudați structura pe o parte, lăsați-o să se răcească și întoarceți-o pe cealaltă parte. Scoateți clemele și fierbeți cealaltă parte. Apoi mărgeaua de pe cusătură este șlefuită. Puteți vedea caracteristicile fermelor de sudură în videoclipul nostru:

Dacă aveți abilități limitate ca sudor și instalator, puteți comanda fabricarea unei ferme de la o organizație sau echipă specializată.

Concluzie

Construcția unui baldachin și instalarea fermelor este o muncă complexă, calificată. Copertinele și foișoarele mici pot fi realizate independent cu ajutorul membrilor familiei.

Este mai bine să încredințați instalarea de structuri metalice mari unei echipe de profesioniști. Dar profesioniștii au nevoie și de supraveghere. Ne luăm rămas bun de la dragul nostru cititor și sperăm că articolul nostru vă va ajuta să înțelegeți tipurile de ferme, alegerea designului, materialul și procedura de construire a copertinelor și foișoarelor pe site-ul dvs. Abonați-vă la newsletter-ul site-ului nostru, aduceți prieteni, împărtășiți informații interesante cu interlocutorii dvs. de pe rețelele de socializare.

Determinarea forțelor interioare de ferme

Ra+Rb-100-200-200-200-100=0;
200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6-Rb*6=0;

Rb=(200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6) / 6;
Rb=400 kg

Ra=100+200+200+200+100-Rb;
Ra=800-400=400 kg;

Dacă se dovedește că forțele din tijă sunt direcționate din centru, atunci tija noastră tinde să se întindă (revenire la poziția inițială), ceea ce înseamnă că ea însăși este comprimată. Și dacă forțele tijei sunt îndreptate spre centru, atunci tija tinde să se comprime, adică este întinsă.

Deci, să trecem la calcul. În nodul 1 există doar 2 cantități necunoscute, așa că să luăm în considerare acest nod (setăm direcțiile eforturilor S1 și S2 din motivele noastre; în orice caz, vom înțelege corect în final).

S2 * sin82,41 = 0; - pe axa x
-100 + S1 = 0; - pe axa y

Deoarece valoarea lui S1 s-a dovedit a fi pozitivă, înseamnă că am ales corect direcția efortului! Dacă s-a dovedit a fi negativ, atunci direcția ar trebui schimbată și semnul schimbat în „+”.

100 + 400 – sin33.69 * S3 = 0 - pe axa y
- S3 * cos33,69 + S4 = 0 - pe axa x

100 + S13 = 0 - pe axa y
-S11 * cos7.59 = 0 - pe axa x

S13 = 100 kg (tija #13 comprimată)
S11 = 0 (tija zero, nicio forță în ea)

100 + 400 – S12 * sin21.8 = 0 - pe axa y
S12 * cos21,8 - S10 = 0 - pe axa x

S12 = 807,82 kg (tija #12 comprimată)

S10 = 750,05 kg (tija #10 întinsă)

200 + 540,83 * sin33,69 – S5 * cos56,31 + S6 * sin7,59 = 0 - pe axa y
540,83 * cos33,69 – S6 * cos7,59 + S5 * sin56,31 = 0 - pe axa x

S5 = 360,56 kg (tija #5 întinsă)
S6 = 756,64 kg (tija #6 comprimată)

200 – S8 * sin7.59 + S9 * sin21.8 + 807.82 * sin21.8 = 0 - pe axa y
S8 * cos7.59 + S9 * cos21.8 – 807.82 * cos21.8 = 0 - pe axa x

S8 = 756,64 kg (tija #8 comprimată)
S9 = 0 kg (tija nr. 9 zero)

200 + S7 – 756,64 * sin7,59 + 756,64 * sin7,59 = 0 - pe axa y
756,64 * cos7,59 – 756,64 * cos7,59 = 0 - pe axa x

S7 = 200 kg (tija #7 comprimată)

200 + 360,56 * sin33,69 = 0 - pe axa y
-360,56 * cos33,69 – 450 + 750,05 = 0 - pe axa x

În a 2-a ecuație:

Această eroare este acceptabilă și este cel mai probabil legată de unghiuri (2 zecimale în loc de 3).
Ca rezultat, obținem următoarele valori:

Selectarea secțiunii transversale a elementelor de ferme