Фермы из профильной трубы: расчет, сварка, самостоятельное изотовление

Оглавление

Металлический козырек, его достоинства и недостатки

Рассмотрим достоинства металлического козырька над крыльцом:

Прочность, способность выдерживать значительные нагрузки;
Возможность создания козырьков любой формы и величины;
Декоративные качества металлических козырьков зависят только от квалификации мастера и могут быть самого высокого уровня;
Долговечность определяется качеством ухода и может составлять значительные сроки;
При возникновении новых идей конструкция козырька может быть изменена или дополнена без изготовления нового сооружения;
Возможность создания своими руками.

К недостаткам следует отнести:

Высокий вес.
Предрасположенность к коррозии требует от владельца производить периодический уход за козырьком.
Для изготовления или ремонта конструкции требуется специальный инструмент или приспособления.
Монтаж из-за большой тяжести затруднен и требует участия нескольких помощников или спецтехники.

Недостатки материала известны и вполне преодолимы, имеется немало средств для защиты от коррозии, монтажные работы также вполне выполнимы при должном подходе и понимании техники выполнения работ. Широкие возможности, которые открывает материал перед пользователем, позволяют мириться с некоторыми особенностями и свойствами металла.

Онлайн калькулятор односкатной крыши

Данный калькулятор упростит комплектацию материалов для стропильной системы и финишного кровельного покрытия, позволит просчитать угол наклона ската, количество обрешетки и размер стропил.

Перед проведением расчетов настоятельно рекомендуется:

Изучить особенности стропильной системы под конкретный кровельный материал. В большей степени это относиться к обрешетке. Так, для битумной черепицы обрешетка должна быть сплошной (доску можно заменить на листы ОСП или фанеры). Для металлочерепицы обрешетка монтируется с учетом размера волны.
Проверить надежность выбранного угла и шага стропил. В этом поможет программа «Стропила 1.0.1.».

Результаты расчетов:

Угол наклона крыши: 0 градусов.

Преимущества профильной трубы для изготовления каркасов

Каркасное строительство из профтрубы набрало популярность и не сдает позиций. Профилированные трубы позволяют создать красивые и крепкие конструкции самого различного назначения – от зонтика над песочницей до жилого, промышленного или коммерческого здания.

Рекомендуем ознакомиться: Металлорукав в оболочке с ПВХ изоляцией для защиты кабеля

Профильная труба имеет массу преимуществ перед другими материалами, используемыми для каркасного строительства:

Прочность. Металл значительно прочнее дерева, а особая формы сечения делает профилированные трубы менее подверженными деформации, чем круглые.
Пожаробезопасность. Трубопрофиль не горит, не плавится, не выделяет токсичных веществ при нагревании.
Легкость. Полые трубы просты в транспортировке и монтаже. Кроме этого, малый вес конструкции из профилированного металла позволяет обойтись без возведения монолитного фундамента.
Вариативность способов соединения. Металл хорошо поддается как сварке, так и сверлению, поэтому для сборки можно использовать сварное соединение встык и внахлест, сопряжение при помощи уголков или фитингов в сочетании с обычными болтами и гайками.
Сочетаемость с кровельными и отделочными материалами. Трубопрофиль поддается окрашиванию, не оказывает негативного воздействия на материалы, используемые для отделки стен и оборудования кровли. Кроме того, фермы из профилированных труб способны выдержать нагрузку не только от любого кровельного покрытия, но и толстого слоя снега в зимний период.
Разнообразие форм профиля. Сечение профтрубы может быть прямоугольным, квадратным, овальным, треугольным. Под заказ металлопрокатные организации изготавливают и трубы с более сложным сечением. Такое многообразие трубопрофилей позволяет не только возводить конструкции различных размеров и форм, но и оригинально их декорировать.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Навесы схемы чертежи. Сфера применения и устройство навеса из профильной трубы

Металлический профиль сегодня стал одним из самых популярных и востребованных материалов для изготовления навесов различных видов и типов с поликарбонатным покрытием, так как главным его преимуществом является длительный срок службы. Если за такой постройкой ухаживать должным образом, то она сможет простоять не один десяток лет. Такие навесы могут применяться в самых различных местах:

на автостоянках;
в загородных частных домах для создания больших крытых участков территории;
в различных общественных местах.

Область применения навесов из металлического профиля достаточно обширна, так как они являются универсальными конструкциями, имеющими большое количество различных модификаций.

Наиболее популярным на сегодняшний день является арочный тип изделия. Сделать его намного сложнее, чем одно- или двускатный, но зато смотрится он очень эффектно. Такой навес строится отдельно от дома или примыкают его боковой частью.

Выбирая тип кровли, необходимо учитывать тот факт, чтобы снег не задерживался на ней, а свободно спадал на землю, не создавая большой нагрузки на крышу.

Кроме этого, существуют навесы купольной, дуговой, пирамидальной формы, а также односкатные и двухскатные.

Помимо поликарбоната, для устройства крыши можно использовать шифер или металлический профнастил. Поэтому, можно сказать, что сложность возведения навеса из профтрубы напрямую зависит от выбора конструкции каркаса и материалов, выбранных для устройства кровли.

Опоры и узлы ферм

Стропильные системы опирают не на стены дома, а на специальный брус. Он равномерно распределяет нагрузку. Поэтому она действует не точечно на стену, где с ней соприкасается каждая стропильная нога.

Специальный брус называется мауэрлатом. Он не используется при строительстве крыши, если стены дома созданы из бревен. Его функцию выполняет верхний венец. Если у дома кирпичные стены, тогда при возведении кровли обязательно монтируются подстропильные фермы. С их помощью осуществляется равномерная передача нагрузок на несущие стены здания. В качестве таких конструкций могут использоваться фермы из металла. Ведь они обладают наибольшей прочностью.

Каждая ферма строительная состоит из узлов. Они представляют собой места, где соединяются минимум 2-а элемента. Узлы являются слабыми участками конструкций. Их обязательно собирают без зазоров. Иначе ферма не будет иметь требуемый уровень жесткости.

К узлам относится:

места, где стропильные ноги опираются на мауэрлат;
точки крепления дополнительных усиливающих элементов;
места соединения двух стропил при необходимости увеличения их длины.

Вариант удлинения стропильной ноги Источник m-strana.ru Элементы фермы соединяются между собой разными способами. Имеется возможность выполнить скользящий или жесткий узел. При создании второго варианта необходимо учитывать, что дереву свойственно расширяться и сжиматься в зависимости от погоды. Поэтому при жестком креплении деревянные элементы могут деформироваться.

При таком варианте детали намертво соединяются между собой. Из-за этого для ферм используют пиломатериал, изготовленный исключительно из высококачественной древесины. Дополнительно его обязательно обрабатывают специальными водоотталкивающими составами. Если для жесткой состыковки использовать элементы из некачественного пиломатериала, тогда соединение может разорваться в результате деформации деталей. Такой вариант выполняют путем врубки, глубина которой не должна превышать 1/3 высоты детали. Жестко стыковаться элементы также могут путем нашивки подпорных брусков на стропильные ноги.

Несущие стены дома воспринимают все нагрузки, которые действуют на крышу. Поэтому они должны иметь усиленную конструкцию. При этом рекомендуется покрывать крышу максимально легким материалом.

Стены дома воспринимают все нагрузки, действующие на крышу Источник wixstatic.com

Этапы строительства

Сделать навес с односкатной кровлей своими руками несложно, если заранее ознакомиться со всеми нюансами

Весьма важно создать правильный чертеж, и подобрать оптимальные материалы. Желательно действовать согласно определенным этапам строительства

Например, он может быть большой 5 на 6 или компактный 4 на 3 метра. Оптимальным считается размер 4х6 м

Далее важно произвести расчет нагрузок на опоры

Теперь можно рассчитать, сколько и каких материалов понадобится, выбрать угол наклона. При расчете материалов можно воспользоваться специальной программой. Она еще поможет с вычислением числа несущих конструкций и узлов. После этого можно переходить к закупке необходимых материалов и инструментов.

Стоит уточнить, что, когда создается схема, следует как можно лучше продумать систему водостока. Ведь односкатный навес предполагает, что осадки будут стекать только в одном направлении

Для сильных нагрузок важно предусмотреть фермы, представляющие собой металлический каркас. Последний имеет особенности в виде поясов вверху и внизу, которые привариваются и образуют вертикальные стойки и раскосы. При строительстве навеса из трубы следует подбирать их так, чтобы длина верхней трубы была больше, чем нижней

При строительстве навеса из трубы следует подбирать их так, чтобы длина верхней трубы была больше, чем нижней.

Следующим этапом являются подготовительные работы на участке, где будет реализовываться проект навеса. На нем надо нанести разметку согласно чертежу. После чего можно сооружать опорные конструкции.

Теперь можно построить опорные конструкции. Для этого роются ямы глубиной 80 см. На дно ям наливается раствор бетона в 5 сантиметров, в который необходимо поместить трубы. Снаружи их также надо зафиксировать при помощи раствора.

После этого трубы надо выровнять, подпереть досками и оставить застывать на трое суток. Доски с использованием саморезов монтируются с выступом за край столба на 3 сантиметра. Финальное закрепление выполняется распорками, обрезанными под углом в 45 градусов, и саморезами. Далее можно крепить фермы, а на них кровлю. В зависимости от выбранного материала для этого используются обычные саморезы или с термошайбами.

Завершающий этап — установка водостока. Это позволит не скапливаться воде рядом с построенным навесом.

Обзор односкатного навеса из профиля смотрите далее.

Строительство навеса

Этапы строительства навеса следующие:

подготовка фундамента. В местах, где предполагается расположение опорных столбов, вынимается грунт. На дно каждой ямы укладывается слой щебня. Устанавливается закладная, к которой приварены болты для крепления стоек. Для придания конструкции дополнительной прочности можно использовать арматуру. Оставшееся место засыпается цементным раствором;

все материалы нарезаются согласно чертежу конструкции. Изготавливаются фермы. Ферма из профильной трубы для навеса может быть нескольких видов. Форма фермы выбирается исходя из вида навеса;

собираются боковые стенки конструкции. Связующие фермы и опорные столбы крепятся между собой выбранным способом;
готовые секции соединяются с кровельными фермами. Если собирается односкатный навес из профильных труб, то перед установкой кровельных ферм боковые секции устанавливаются на фундамент;
при помощи уровня и рулетки проверяется правильность собранной конструкции. При необходимости вносятся соответствующие изменения;

Следить за вертикальностью и соответствием конструкции чертежу рекомендуется на всех этапах сборки навеса.

конструкция навеса из труб устанавливается на подготовленное место и надежно закрепляется;
крепится дополнительная обрешетка кровли;
все металлические поверхности обрабатываются защитными средствами: краской, специальным составом и так далее;
подготавливается материал для обшивки крыши. Листы нарезаются с небольшим запасом, чтобы исключить возможность ошибки в размерах;
кровельный материал закрепляется специальными болтами, соблюдая правила;

лишние части кровельного материала аккуратно обрезаются;
производится благоустройство окружающей территории.

Весь процесс сборки и обшивки садового навеса можно посмотреть на видео.

Можно приобрести готовую конструкцию и собрать постройку на участке или изготовить все части навеса самостоятельно. Если конструкция изготавливается своими силами, то требуется умение пользоваться сварочным аппаратом. Самодельный навес будет стоить намного дешевле, чем покупная конструкция.

Навесы с металлическим каркасом можно встретить как во дворах частных домов, так и в общественных местах. Это крытые стоянки для автомобилей, козырьки крылец и балконов, укрытия для грилей, мангалов, дровников и многого другого.

В этой статье мы расскажем, почему конструкции такого типа на столько популярны и где они чаще всего используются. Также вы узнаете, как рассчитать и построить навес своими руками из металла.

Расчет количества материала для арочного навеса

Посчитать количество кровельного материала для арочного навеса сложнее, чем для обычного укрытия с односкатной или двускатной крышей. Для таких кровель расчет материала начинают с вычисления площади ската. Для арочной крыши это не первый этап — сначала ее нужно «развернуть» на плоскость, чтобы получился прямоугольник, площадь которого нас и интересует. Одна сторона этого прямоугольника известна — это длина навеса. Вторая сторона — это длина дуги арки, и ее нужно рассчитать.

Если арочная кровля — часть окружности, то рассчитать дугу арки для навеса можно по формуле:

где:

— длина дуги, м;

— угол сегмента, рад;

— радиус окружности, м.

Обычно угол сегмента и радиус окружности неизвестен. Зато можно напрямую измерить высоту арки h

и хордуl — ширину навеса. Тогда:

Сложновато выглядит, не правда ли? Особенно пугающе смотрится арксинус, с которым и ученики выпускных классов не так часто встречаются. Поэтому мы решили облегчить вам задачу и сделали онлайн-калькулятор, который за вас рассчитает длину дуги арки для навеса:

Онлайн-калькулятор для расчета длины дуги арочного навеса

Просто введите высоту арки и ее ширину и нажмите на кнопку «Рассчитать», а остальное программа сделает за вас. Калькулятор считает только простые арки, высота которых меньше или равна половине ширины. Если у вас арочный навес с вертикальными участками по бокам, то считайте длину самой арки и длину этих стенок отдельно.

Теперь наконец, о непосредственном расчете материала на арочный навес из металлопрофиля. Рассчитанную длину дуги нужно умножить на длину навеса. Так мы получим площадь поверхности навеса, которую и будем застилать кровельным материалом. Дальше ее просто нужно разделить на полезную площадь листа

выбранной марки профнастила. В отличие от полной площади, которую получают простым перемножением ширины листа на его длину, для расчета полезной площади используют размеры с учетом боковых нахлестов. Но если будут еще и поперечные нахлесты, то количество материала нужно будет увеличить на15% .

Пример

Продолжим расчеты. Ширина нашего навеса — 4 м , высота арки — 1 м, следовательно, длина дуги равна4,64 м . При длине навеса6 м площадь поверхности кровли будет равна4,64×6=27,84 м . Допустим, для перекрытия навеса будет использоваться профнастил С21. Длину листа берем с небольшим запасом —4,7 м . Поскольку полезная ширина выбранной марки профнастила ровно1 м , для навеса понадобится6 таких листов.

Количество профильных труб для навеса зависит от проекта. Как правило, это:

4–6 опорных труб80×80 или100×100 мм ;
профиль 40×40 мм для дуг по одной штуке на каждый метр длины навеса;
профиль 60×30 мм или40×40 мм для раскосов и боковых ферм.

Советуем считать профильные трубы в штуках, а не в метрах — так меньше вероятность ошибиться. Кроме того, при заказе готового комплекта профилей, вам не нужно будет тратить время на разметку труб и самостоятельную резку. Нужно будет просто собрать каркас навеса как конструктор.

Как рассчитать фермы для навеса своими руками?

Для того чтобы произвести расчет подобной конструкции для навеса, понадобится подготовить:

Калькулятор и специальное программное обеспечение;
СНиП 2.01.07-85 и СНиП П-23-81.

При проведении расчетов надо будет выполнить следующие действия:

Прежде всего понадобится выбрать схему фермы. Для этого определяются будущие контуры. Очертания нужно выбирать исходя из основных функций навеса, материала и других параметров;
После этого надо будет определить габариты изготавливаемой конструкции. Высота будет зависеть от типа кровли и используемого материала, веса и других параметров;
Если размеры пролета превышают 36 м, понадобится произвести расчет для строительного подъема. В данном случае имеется ввиду обратный погашаемый изгиб от нагрузок на ферму;
Необходимо определить размеры панелей сооружения, которые должны соответствовать расстояниям между отдельными элементами, которые обеспечивают передачу нагрузок;
На следующем этапе определяется расстояние между узлами, которое чаще всего равняется ширине панели.

При произведении расчетов следуйте таким советам:

Понадобится все значения высчитать в точности. Следует знать, что даже малейший недочет приведет к ошибкам в процессе произведения всех работ по изготовлению конструкции. Если нет уверенности в собственных силах, то рекомендуется сразу же обратиться к профессионалам, которые имеют опыт в проведении подобных расчетов;
Для облегчения работы можно использовать готовые проекты, в которые останется лишь подставить имеющиеся значения.

На этом фото изображено металлическое укрытие В процессе выполнения расчета фермы следует помнить, что в случае ее увеличивающейся высоты будет увеличиваться и несущая способность. В зимнее время года снег на подобном навесе практически не будет накапливаться. Для того чтобы увеличить прочность конструкции, следует установить несколько прочных ребер жесткости.

Для сооружения фермы лучше всего использовать трубу из железа, которая имеет небольшой вес, высокую прочность и жесткость. В процессе определения размеров для подобного элемента понадобится учитывать следующие данные:

Для конструкций небольших размеров, ширина которых составляет до 4,5 м, понадобится использовать трубу из металла 40х20х2 мм;
Для конструкций, ширина которых составляет менее 5,5 м, нужно использовать трубу с размерами 40х40х2 мм;
Если ширина фермы составит более 5,5 м, лучше всего применить трубу 60х30х2 мм или 40х40х3 мм.

В процессе планирования шага ферм следует учитывать, что максимально возможное расстояние между трубами навеса составляет 1,7 м. Только в таком случае можно будет сберечь надежность и прочность конструкции.

Пример расчета ферм для навеса

В качестве примера будет рассмотрен навес шириной 9 м уклоном в 8°. Пролет сооружения составляет 4,7 м. Нагрузки снега для региона находятся на уровне 84 кг/м²;
Вес фермы составляет приблизительно 150 кг (следует взять маленький запас на прочность). Вертикальная нагрузка составляет 1,1 т на стойку с высотой 2,2 м;
Одним концом ферма будет опираться на стенку постройки из кирпича, а вторым — на колонну для опоры навеса с помощью анкерных болтов. Для изготовления фермы используется квадратная труба 45х4 мм. Следует заметить, что с подобным приспособлением достаточно удобно работать;
Лучше всего изготавливать фермы с параллельными поясами. Высота каждого из элементов составляет 40 см. Для раскосов используется труба сечением 25х3 мм. Для нижнего и верхнего пояса применяется труба 35х4 мм. Козырьки и другие элементы нужно будет сварить друг с другом, потому толщина стенки будет 4 мм.

В конечном итоге можно будет получить следующие данные:

Расчетное сопротивление для стали: Ry = 2,45 T/см²;
Коэффициент надежности — 1;
Пролет для фермы — 4,7 м;
Высота фермы — 0,4 м;
Число панелей для верхнего пояса конструкции — 7;
Углы нужно будет варить через один.

Все нужные данные для расчетов можно будет найти в специальных справочниках. Однако профессионалы рекомендуют производить расчеты подобного типа с помощью использования программного обеспечения. Если будет допущена ошибка, то изготавливаемые фермы сложатся под воздействием нагрузок снега и ветра.

Расчет ферм для односкатного навеса

Односкатный навес один из наиболее часто встречающихся видов подобных конструкций, которые строят своими руками и применяемых для временного хранения техники и других нужд. Стандартные размеры навеса, как правило, имеют размеры6 ширина 4 метра, длина 6 метров. Стандартные ширина плит поликарбоната 2,1 м.

Расположение ферм под плитами поликарбоната будет следующим: в середине и под краем листа. Ферма для навеса, как уже говорилось выше, будет изготовлена из квадратной профильной трубы из металлопрофиля сечением 30 мм. Длина верней трубы будет 4000 мм, нижней — 3200 мм. Квадратные трубы, играющие роль распорок должны иметь сечение 20 мм. Их соединяют с верней и нижней трубами в виде зигзага, под углом равным 25°. Далее фермы соединяются своими руками между собой, их приваривают к направляющим, изготовленным из квадратного профиля, сечение которого равно 30 мм.

Небольшое количество ферм можно соединить внизу и затем поднять наверх. Это достаточно легко сделать, но для более тяжелых конструкций придется привлечь дополнительную технику и прибегнуть к помощи третьих лиц.

Производство

Что касается металлических ферм, то строительный опыт показывает, что гораздо проще и быстрее заказать набор необходимых элементов каркаса для крыши на заводе, предоставив ранее разработанный чертеж.

Изготавливать детали для каркаса самостоятельно требует опыта, грамотной подготовки к процессу, что под силу не каждому хозяину частного дома.

При изготовлении деревянных конструкций их предварительно обрабатывают спецсоставами, предупреждающими гниение и поражение насекомыми.

Если же и вовсе нет времени заниматься проектированием, установкой каркаса, то можно заказать монтаж крыши под ключ у строительной компании.

Выбор фермы, в зависимости от уклона ската

Выбор конструктивного варианта во многом определяется уклоном ската:

22-30°. Для формирования скатов со значительным уклоном обычно используются треугольные фермы. Их высоту – длина пролета, разделенная на 5.
15-22°. Высота принимается равной длине пролета, разделенной на 7. Для возможности увеличения высоты ферменной конструкции используют варианты с ломаным нижним поясом.
До 15°. Обычно применяют каркасы трапециевидной формы с решеткой треугольной конфигурации. Высота ферменного блока в таких случаях определяется делением длины пролета на число, находящееся в диапазоне от 7 до 9.

Калькулятор расчета размера профильной трубы для навеса