Расчет металлических ферм: Расчет фермы

Содержание

Расчет и чертежи металлических ферм — информационные статьи СЗМК

Металлоконструкции > Новости > Статьи > Расчет и чертежи металлических ферм

Металлические фермы покрытий служат в качестве основы и каркаса для устройства кровли. Форма металлоконструкций задает форму и архитектуру крыши, соответственно и всему строению. Покрытия металлических ферм производятся на основе СНиП в части «О несущих и ограждающих конструкциях».

Что такое ферма?

В частном домостроении металлические фермы применяются крайне редко, но они востребованы в промышленном и коммерческом строительстве, при возведении навесов, ангаров, складских помещений.

Фермы комплектуются из профильной трубы, или парного уголка, изготовленных из углеродистой и низколегированной стали.

Нижний пояс фермы – прямолинейный и обеспечивает расстояние между точками опоры (между стенами). Верхний пояс формирует собой очертания крыши и, как правило, монтируется под определенным углом.

Металлические фермы по форме представляют собой:

треугольную конструкцию, внутри которой размещены ребра жесткости – для двухскатных крыш;
Полукруглую конструкцию для арочных крыш. Такую форму нередко применяют для навесов в частных домовладениях, открытых кафе и ресторанов;
Фермы в форме неправильного четырехугольника изготавливаются для односкатных крыш. Угол наклона верхних поясов обеспечивают угол ската крыши.

Внутри фермы крепятся стойки и скосы, которые соединяют нижний и верхний пояса и представляют собой ребра жесткости и опоры стальной конструкции. Расположение стоек и скосов тоже является одной из особенностей ферм. Внутренние элементы могут располагаться:

М-образно,
W- образно,
Е – образно,
Ножницами,
П-образно. Такое размещение стоек называют мансардной.

Соединение металлоконструкций осуществляется посредством:

сварки,

болтового соединения (сборные конструкции)
клепания.

В соединении облегченных профильных труб применяются фасонки из толстой листовой стали.

Расчеты металлической фермы

Расчеты для изготовления ферм выполняются на основе Строительных правил и нормативов, касающихся стальных конструкций и учитывающих нагрузки и воздействия на эти конструкции.

Прежде всего, рассчитывается угол наклона скатов. Он должен быть тем круче, чем больше осадков выпадает в рассматриваемой климатической зоне. В расчетах учитывается:

постоянная нагрузка, которую обеспечивает вес самих ферм, их стоек, связей, вес кровельного пирога, тяжесть конструкций, монтируемых на крыше;
нагрузка временная, связанная с силой ветров, тяжестью снежной массы, скапливающейся на крыше, временно монтируемых установок различного назначения.

Способность металлоконструкций выдерживать постоянные и временные нагрузки зависит от марок сталей, из которых изготовлены фермы, толщины стенок профилей, крепления. Фасонки, добавляемые в местах соединения уменьшают напряжение профилей, тем самым повышают их прочность.

В расчеты входит количество ферм, устанавливаемых на конкретное здание и расстояние между отдельными металлоконструкциями.

Крыша дома, строения – не менее важная архитектурная часть, чем его фундамент, и поэтому от соблюдения технических требований к производству и монтажу ферм покрытий и перекрытий зависит качество и долговечность всего строения. На основании всех вышеперечисленных расчетов и факторов выпускаются чертежи ферм металлических.

опирание, монтаж и расчет прогонов

При возведении промышленных, технических, хозяйственных, спортивных объектов или коммерческих сооружений со сложными конструктивными особенностями, в проекте которых заложены высокие показатели прочности кровли, используются металлические фермы с конструктивными горизонтально расположенными балками перекрытия — прогонами.

У нас вы можете приобрести прогоны железобетонные.

Прогоны устанавливаются на каркас металлических ферм с большими пролётами, которые опираются на несущие конструкции постройки, создают и распределяют равномерную нагрузку на основание, служат связующим звеном частей здания и обеспечивает безопасность объекта.

Опирание прогонов на ферму

Фермы – современные объёмные несущие металлоконструкции, обладают высокой степенью жёсткости и надёжности и выполняют роль каркаса.

Прогон, опираясь на основу постройки, несёт на себе продольную нагрузку от балок, обрешётки и кровельного покрытия крыши, создаёт прочность опорам и стропильной системе.

Металлические прогоны различаются по конфигурации:

решетчатые;
сквозные;
сплошного сечения.

Монтажные работы по установке строительной конструкции с использованием прямолинейных металлических опор производятся согласно ГОСТу 23118-2-12 по техническим чертежам и монтажным схемам.

Опорами металлических кровельных построек являются армированные основания из железобетона, отклонение закладных от проектных положений допускается на 2мм.

Металлические стропильные опорные элементы перекрытия изготавливаются из профилей прямоугольного сечения. В зависимости от эксплуатационных требований к конечному продукту сооружения, подбираются виды металлических консолей и места сопряжений.

Прогоны сплошного или решетчатого сечения крепятся к каркасу прямоугольных подстропильных металлических несущих конструкций. Чтобы создать жёсткое соединение по верхнему поясу металлических ферм в узловых местах используются стальные уголки, двутавровый профиль, строительный металлопрокат.

На узел опирания приходится максимальная нагрузка от прогона. Техническая задача узла опирания – точная центрация усилия относительно точки пересечения осей, проходящих по центрам тяжести фермы.

Расчёт прогонов для металлических ферм

Стальной конструктивный элемент горизонтального расположения: швеллер, двутавр и профильная труба – несущая деталь конструкции масштабного сооружения, принимает и перераспределяет физическую нагрузку от кровельных материалов, страдающих от воздействия ветра, снежного налегания. Вес цельных прогонов, без сварных соединений передаётся через монтажные узлы соединения на фермы.

Для расчёта размеров прогонов и его длины, которые опираются на ферму и служат основой для перекрытий, необходимы точные геометрические данные конструкции:

шаг установки опорного вертикально стержня;
расчётные данные снеговой нагрузки на 1 кг/м²
вес кровельного настила;
уклон ската фермы в градусах;
место расположения узлов опирания;
собственная масса балки.

В зависимости от конструктивных особенностей постройки выбирается балка сплошного или решётчатого сечения.

Расчётная схема должна учитывать:

усилие на стержень, передаваемое в узле прогона;
горизонтальную нагрузку на опорную балку;
конструкцию прогона.

Количество и длина несущего элемента конструкции зависит от протяжённости пролёта. При шаге стержневой системы не более 6 метров используются сплошной металлический несущий элемент, он тяжелее решётчатого, но более экономичен и прост в монтаже. При длине пролёта от 9 до 30 метров применяют решётчатые или сквозные типы балочных перекрытий.

Технология монтажа

Началом монтажных работ по установке металлических несущих деталей может служить техническая готовность опорных кровельных конструкций. Укладка прогонов на стержни ферм выполняется только при наборе прочности их соединения с фундаментом.

Монтаж стропильных опорных конструкций осуществляется по типовой технологической карте с помощью современных средств механизации и специальной строительной техники повышенной грузоподъёмности – самоходным монтажным стреловым краном. Ручные парные оттяжки исключают раскачивание конструкции при подъёме и обеспечивают их направленность.

Металлические прогоны монтируются в узлах ферм, которые служат основой для накладки крыши или покрытия. Они являются элементами связи в узлах ферм.

Монтаж балки к каркасу конструкции выполняется с помощью болтов или методом сварки. Наиболее распространённым способом соединения конструктивных элементов является механическая сварка.

Конструкция узла опирания состоит из:

уголка приваренного к основе;
прогона, закреплённого болтами соединения к уголку.

Монтаж конструкции выполняется в следующей последовательности:

Подготовка мест опирания.
Подъём габаритной конструкции.
Установка на верхнем поясе опорных поверхностей и их закрепление в проектном положении.
Выверка временных соединений и окончательная фиксация деталей.
Закрепление с помощью сварки.

Создание жёстких соединений достигается после укладки ребристых поперечных перекрытий по верхнему поясу ферм. В случае большого размера крыши, горизонтальная балка усиливается системой продольных и поперечных элементов и подкосов. Работы выполняются профессиональными монтажниками, стропальщиками, имеющими допуск работы на высоте.

Завод ЖБИ — место, где вы сможете приобрести все необходимые материалы.

О компании

ООО «Новотех-Строй» реализует широкий ассортимент материалов для капитального строительства: железобетонные изделия, нерудные материалы, керамзит, бетон, цементный раствор, стеновые блоки, тротуарная плитка и многое другое.

В своей работе мы ориентируемся на постоянно растущий спрос со стороны участников строительного рынка.

Ищете железобетонные изделия в Казани с доставкой в кратчайшие сроки? Тогда спешите оставить зявку по телефонам: +7 (843) 290-57-41, +7 (843) 226-77-00!

Гарантии оплата и прочее

Гарантии

«Новотех-Строй» гарантирует качество поставляемой продукции. С каждым клиентом мы заключаем договор, подтверждающий обязательства с обеих сторон.

Оплата

Мы принимаем оплату как на рассчетный счет, так и наличными.

Доставка

Мы производим доставку нашей продукции по Казани и Республике Татарстан.

Каталог продукции

Ознакомьтесь с нашим каталогом. Если Вы по какой-то причине не нашли того, что искали, обратитесь к менеджеру.

Заказать звонок

Мы используем cookie-файлы. С их помощью мы заботимся о Вас, улучшая работу этого сайта

[Решено] Собственный вес стальной фермы крыши в Н/м2 можно вычислить

(l/3) + 5
[(l/3) + 5] × 10
(l/3) — 5
[(l/3) — 5] × 10

Вариант 2: [(l/3) + 5] × 10

Бесплатно

RSMSSB JE Общие знания Бесплатный пробный тест

10,8 тыс. пользователей

10 вопросов

10 баллов

8 минут

Фермы крыши:
Это элементы конструкции, состоящие из элементов, подвергающихся прямые напряжения . Фермы также называются Open web beam.

Теоретически элементы фермы подвергаются только прямому сжатию и прямому растяжению . Но в действительности сдвиг и момент всегда присутствуют в стыке , которым пренебрегают.

Различные типы ферм: ферма Финка, плоская ферма Пратта, ферма Уоррена, треугольная ферма Пратта, решетчатая ферма, бельгийская ферма и т. д.

Нагрузки на ферму крыши:

A) Собственные нагрузки:

Простая формула для расчета приблизительного собственного веса фермы крыши в Н/м ² равно

\({\rm{Собственный вес}} = \left ( {\frac{{\rm{L}}}{3} + 5} \right) \times 10\)

где, L = Пролет фермы

B) Временные нагрузки:

Согласно При расчете промышленного здания следует принять IS 875 после динамических нагрузок

Скат крыши	Доступ	Активная нагрузка
≤ 10°	Предоставляется	1,5 кН/м ² площади в плане
≤ 10°	Не предусмотрено	0,75 кН/м ² площади в плане
≥ 10°		Для листов кровельной мембраны или прогонов 0,75 кН/м ² меньше 0,02 кН/м ² на каждый градус увеличения уклона более 10 градусов Не менее 400 Н/м ²

C) Снеговая нагрузка:

Если конструкция подвергается снеговой нагрузке, рассматриваемой нагрузкой является максимальная временная нагрузка и снеговая нагрузка.

Снеговая нагрузка может быть принята равной 2,5 Н/м ² на мм толщины снега . Если уклон крыши больше 50° , снеговая нагрузка равна без учета .

D) Ветровая нагрузка:

Это наиболее критическая нагрузка на промышленное здание.

Сила ветра F получается по формуле

F = (C _pe – C _pi ) A P _d

C _pe = Коэффициент внешнего давления

C _pi = Коэффициент внутреннего давления

A = площадь поверхности рассматриваемого элемента

P _d = расчетное давление ветра

Скачать решение PDF

Поделиться в WhatsApp

Последние обновления RSMSSB JE

Последнее обновление: 15 мая 2023 г.

Дата сдачи экзамена на младшего инженера РСМССБ в цикле 2023 года! Экзамен планируется провести в январе 2024 года. Ранее были опубликованы итоговые результаты RSMSSB JE и отсечение для цикла 2022 года. Отборочный совет подчиненных и министерских служб Раджастхана объявил в общей сложности 189вакансии для РСМССБ СП (Сельское хозяйство). Окончательно назначенные кандидаты будут иметь право на 10-й уровень матрицы оплаты труда. Подробное уведомление о цикле 2023 года будет опубликовано в ближайшее время. Подготовьтесь к экзамену с RSMSSB JE за предыдущий год.

Как определить прочность фермы

Одним из основных соображений при строительстве ферменной крыши является то, насколько прочными будут фермы. Прочность измеряется не только тем, какую нагрузку может выдержать крыша, но и тем, насколько хорошо фермы выдерживают сдвиг, кручение и другие факторы. Чем прочнее ферма, тем выше скорость ветра и скручивающие усилия, которые она может выдержать.

Как рассчитать прочность фермы крыши

Фермы состоят из деревянных элементов. Элементы представляют собой куски дерева, которые соединены между собой металлическими пластинами, образуя треугольники. Места, где встречаются части, называются «узлами».

Чтобы стропильные фермы создавали стабильное распределение нагрузки, важно, чтобы в ферме были опорные узлы. Это делается путем назначения двух узлов на каждой ферме в качестве «опорных узлов». После определения этих двух узлов их можно использовать для расчета несущей способности фермы.

Один из узлов поддержки функционирует как «фиксированный» узел. Это означает, что ферма будет закреплена и не будет двигаться в этой точке. Другой обозначается как «катящийся» узел, который может двигаться при ветре, землетрясении или других факторах стресса. Важно иметь некоторую гибкость в фермах, чтобы предотвратить их разрушение при приложении нагрузки.

Теперь к ферме применяется формула для расчета нагрузки. Формула, которую можно записать как M+3=2*N, говорит, что количество элементов фермы плюс 3 должно равняться удвоенному количеству узлов. Когда обе части этого уравнения равны, крыша устойчива и может выдерживать стрессовые нагрузки. Если эти числа не равны, ферма будет неустойчивой. Это означает, что для достижения стабильности необходимо добавить больше узлов.

После установления устойчивости любая нагрузка, приложенная к несущему узлу, будет компенсироваться равной силой от других узлов.

Почему фермы лучше, чем стропила, для прочности крыши?

Стропила были основным выбором для проектирования крыш на протяжении многих веков, и они, очевидно, работали. Однако, как только инженеры поняли, насколько более прочными могут быть фермы, ферменная крыша быстро превзошла традиционные стропила из стержней по проценту домов и предприятий, которые их используют.

Ферменная крыша предлагает ряд преимуществ, помимо большей прочности и устойчивости по сравнению со стропилами. Ферменная крыша часто значительно экономит затраты на строительство, потому что фермы гораздо проще предварительно построить и доставить на строительную площадку, где их можно установить быстро и с меньшим количеством рабочих, чем требуется для стропил из стержней.