Изготовление металлических ферм: чертежи и инструкции.

Назначение и материал металлических ферм

Металлическая ферма – это готовая или собранная по месту установки сварная (реже болтовая сборка, клепка) стропильная конструкция. В обычных трактовках металлическими треугольными фермами называют плоский элемент, включающий только опорные детали будущей кровли (собственно несущие откосы, ноги, распорки, ригели и т.д.). По другой версии – тот же жесткий стропильный треугольник, привязанный к нижнему поясу, с установленными раскосами и стойками.

Собственно, назначение таких конструкций легко читается в их определении. Быстрый монтаж крыши любого промышленного здания или жилого дома с минимальными трудозатратами на планировку и обустройство стропильной системы. При правильном расчете металлической фермы из профильной трубы и качественном исполнении сварочных работ дальнейшие кровельные работы сводятся к минимуму: плоские трубные сборки надо только поднять на верхнюю обвязку сооружения и установить по разметке.

В качестве основного материала чаще всего выбирается черная или оцинкованная сталь в следующих вариантах проката:

• профильные трубы, о превосходных механических свойствах мы уже рассказывали отдельно; выбор квадратного или прямоугольного сечения для фермы зависит от того, как правильно ее удалось рассчитать;
• тавровый прокат, швеллер для кровли с особыми нагрузками; вес таких цельнометаллических сборок намного больше, поэтому сфера применения ограничена производственным строительством;
• уголок: противоположный вариант изготовления металлических ферм для временных или хозяйственных построек (навесов, гаражей, хозблоков и т.п.), выполнить который можно и своими руками при наличии сварочного оборудования.

Для изготовления готовых ферм для облегченных покрытий кровли, например, поликарбоната, иногда используют алюминиевые профили, что существенно упрощает монтаж готовых изделий.

Как рассчитать и выбрать металлическую ферму

Сначала следует обратиться к техническим условиям эксплуатации стропильных систем, где определяющими становятся два важнейших параметра: угол наклона и ширина пролета. В зависимости от этих величин подбирается не только сечение несущих труб, но и вид металлоконструкции. Доверить проектирование и изготовление таких серьезных конструктивных элементов мы рекомендуем профессионалом, но иметь о них самые общие представления необходимо.

Основных конструкционных вариантов исполнения металлических ферм двухскатной кровли всего четыре:

• классический треугольник на стропильных распорах;
• треугольная конструкция на лобовых врубках;
• пятиугольный сегментный элемент с дополнительными ребрами жесткости;
• многоугольное исполнение для пролетов свыше 24 метров с потенциально высокими внешними нагрузками.

Соответственно, выбор схемы задается проектным заданием.

1. Наклон двухскатной крыши 22-30^о - идеальный вариант, который позволяет без особых проблем монтировать изделия первой категории в типоразмере 6 – 12 м. Соотношение высоты и ширины принимается 1/5.
2. Уклон кровельных покрытий необходимо уменьшить до 15-22^о при той же разноске металлических ферм по длине: проблема, решаемая изломанной линией нижнего пояса и соответствующим повышением жесткости стропильного элемента.
3. При небольших уклонах крыши имеет смысл применять односкатные трапециевидные фермы, высота которой по верхней кромке должна рассчитываться из соотношения 1/7 или даже 1/9 от ширины накрываемого помещения.

Недостатки конструкций из стальной профильной трубы

Понятно, что изготовление металлических ферм по заданным вами или рассчитанными архитектором параметрам постройки берут на себя производители подобной продукции, причем в рыночных условиях они могут предлагать такой спектр услуг, от которого закружится голова. Но товара без скрытых изъянов не бывает, таковы законы рынка.

Что имеем в реальной жизни:

• Металлические фермы даже при изготовлении из тонкостенного стального профиля на перекрытии 15 м могут весить до 5 тонн. Пересчитайте на габариты своего дома и задумайтесь о доставке. При этом учитывайте линейные размеры изделия. Профессиональный расчет, сборка, транспортировка и погрузка-разгрузка стальных конструкционных элементов влетает в копеечку.
• Установка стропильной системы: без специальной подъемной техники и сварочного оборудования здесь не обойтись, а хороших специалистов еще надо поискать.
• Наконец, без специальной антикоррозионной обработки металлические фермы из профильной квадратной стальной трубы через два-три года начнут ржаветь от элементарного скапливания конденсата в чердачной зоне.

Но ложка меда все-таки есть: такие стропила при любых наружных и внутренних условиях эксплуатации переживут не только вас, но ваш дом.