Легкие фермы для навеса

Как производится расчёт фермы для навеса?

Навес является простой архитектурной конструкцией, которая применяется в самых различных целях. В большинстве случаев его изготавливают при отсутствии гаража с накрытием на даче или для того, чтобы защитить площадку для отдыха от сильных лучей солнца. Для обеспечения надежности и прочности подобной постройки небольших размеров понадобится произвести расчет навеса. В конечном итоге можно будет получить данные, которые смогут показать, какие фермы будут использоваться и как их нужно будет варить.

Схему закрепления профильных труб можно увидеть на рис. 1.

На рисунке 1 изображена схема закрепления труб

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:

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

При произведении расчетов следуйте таким советам:

1. 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;
2. 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:

1. Для конструкций небольших размеров, ширина которых составляет до 4,5 м, понадобится использовать трубу из металла 40х20х2 мм;
2. Для конструкций, ширина которых составляет менее 5,5 м, нужно использовать трубу с размерами 40х40х2 мм;
3. 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

1. 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;
2. 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;
3. 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;
4. 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.

Как рассчитать ферму для навеса из поликарбоната?

Навес является сложной конструкцией, поэтому перед приобретением определенного количества материала понадобится смета. Каркас для опоры должен иметь возможность выдерживать любые нагрузки.

Для того чтобы произвести профессиональный расчет конструкции из поликарбоната, рекомендуется обратиться за помощью к инженеру с опытом подобной работы. Если навес являет собой отдельную конструкцию, а не пристройку к частному дому, то расчеты усложнятся.

Уличная кровля состоит из столбиков, лаг, ферм и покрытия. Именно эти элементы и нужно будет рассчитывать.

Если планируется изготовить навес из поликарбоната арочного типа, то не получится обойтись без использования ферм. Фермы являются приспособлениями, которые связывают лаги и опорные столбики. От подобных элементов будут зависеть размеры навеса.

Навесы из поликарбоната, в качестве основы которых применяются металлические фермы, изготавливать достаточно сложно. Правильный каркас сможет распределять нагрузку по опорным столбикам и лагам, при этом конструкция навеса не будет разрушаться.

Для монтажа поликарбоната лучше всего использовать профильные трубы. Основной расчет фермы — учет материала и уклона. К примеру, для односкатной навесной конструкции с маленьким уклоном применяется неправильная форма фермы. Если конструкция имеет маленький угол, то можно использовать металлические фермы в форме трапеции. Чем больше радиус структуры арки, тем меньше существует возможностей задержки снега на кровле. В данном случае несущая способность фермы будет большой (рис. 2).

На рисунке 2 изображен будущий навес покрытый поликарбонатом

Если используется простая ферма домиком размерами 6х8 м, то расчеты будут такими:

• Шаг между столбиками для опоры — 3 м;
• Количество металлических столбиков — 8 шт;
• Высота ферм под стропами — 0,6 м;
• Для устройства обрешетки крыши понадобится 12 профильных труб с размерами 40х20х0,2 см.

В некоторых случаях можно сэкономить путем уменьшения количества материала. К примеру, вместо 8-ми стоек можно установить 6. Можно также сократить обрешетку каркаса. Однако не рекомендуется допускать потерю жесткости, так как это может привести к разрушению сооружения.

Подробный расчет фермы и дуги для навеса

В данном случае будет производиться расчет навеса, фермы которого устанавливаются с шагом 1 м. Нагрузка на подобные элементы от обрешетки передается исключительно в узлах фермы. В качестве материала для кровли используется профнастил. Высота фермы и дуги может быть любой. Если это навес, который примыкает к основной постройке, то главным ограничителем является форма кровли. В большинстве случаев сделать высоты фермы больше 1 м не получится. С учетом того, что понадобится делать ригеля между колоннами, максимальная высота составит 0,8 м.

Схему навеса по фермам можно увидеть на рис. 3. Голубым цветом обозначаются балки обрешетки, синим цветом — ферма, которую нужно будет рассчитывать. Фиолетовым цветом обозначаются балки или фермы, на которые будут опираться колонны.

В данном случае будет использоваться 6 ферм треугольной формы. На крайние элементы нагрузка будет в несколько раз меньше, чем на остальные. В данном случае металлические фермы будут консольными, то есть их опоры располагаются не на концах ферм, а в узлах, которые изображены на рис. 3. Такая схема позволяет равномерно распределять нагрузки.

На рисунке 3 изображена схема укрытия по фермам

Расчетная нагрузка составляет Q = 190 кг, при этом снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Благодаря сечениям возможно произвести расчет усилий во всех стержнях конструкции, при этом нужно учитывать тот факт, что ферма и нагрузка на данный элемент является симметричной. Следовательно, понадобится рассчитывать не все фермы и дуги, а лишь некоторые из них. Для того чтобы свободно ориентироваться в большом количестве стержней в процессе расчета, стержни и узлы промаркированы.

Формулы, которые понадобится использовать при расчете

Понадобится определить усилия в нескольких стержнях фермы. Для этого следует использовать уравнение статического равновесия. В узлах элементов шарниры, потому значение моментов изгиба в узлах фермы равно 0. Сумма всех сил по отношению к оси x и y тоже равна 0.

Понадобится составить уравнение моментов по отношению к точке 3 (д):

М3 = -Ql/2 + N2-a*h = 0, где l — расстояние от точки 3 до точки приложения силы Q/2, которое составляет 1,5 м, а h — плечо действия силы N2-a.

Ферма имеет расчетную высоту 0,8 м и длину 10 м. В таком случае тангенс угла a составит tga = 0,8/5 = 0,16. Значение угла a = arctga = 9,09°. В конечном итоге h = lsina. Из этого следует уравнение:

N2-a = Ql/(2lsina) = 190/(2*0,158) = 601,32 кг.

Таким же образом можно определить значение N1-a. Для этого понадобится составить уравнение моментов по отношению к точке 2:

М2 = -Ql/2 + N1-a*h = 0;

N1-a = Q/(2tga) = 190/(2*0,16) = 593,77 кг.

Проверить правильность вычислений можно путем составления уравнения сил:

EQy = Q/2 — N2-asina = 0; Q/2 = 95 = 601,32 * 0,158 = 95 кг;

EQx = N2-acosa — N1-a = 0; N1-a = 593,77 = 601,32 * 0,987 = 593,77 кг.

Условия статистического равновесия выполнены. Любое из уравнений сил, которые использовались в процессе проверки, можно использовать для того, чтобы определить усилия в стержнях. Дальнейший расчет ферм производится таким же образом, уравнения не изменятся.

Стоит знать, что расчетную схему можно составить, так чтобы все продольные силы направлялись от поперечных сечений. В таком случае знак «-» перед показателем силы, который получен при расчетах, покажет, что подобный стержень будет работать на сжатие.

Для того чтобы определить усилие в стержне з-и, понадобится первым делом определить значение угла у: h = 3siny = 2,544 м.

Подробную информацию о том как рассчитать навес с помощью программы вы сможете узнать просмотрев это видео:

Ферма для навеса своими руками рассчитывается несложно. Понадобится лишь знать основные формулы и уметь их использовать.

Источник статьи: http://vashibesedki.ru/canopy/raschyot-fermyi-dlya-navesa.html

Назначение ферм для навесов и их разновидности

Ферма для навеса – это конструкция, которую вполне можно соорудить своими руками. Однако при этом следует тщательно соблюдать технологию изготовления, чтобы в итоге получить желаемый результат. Сегодня в нашей статье мы подробнее рассмотрим сферы использования ферм для навесов, существующие виды таких конструкций, а также правила установки каркасов своими руками.

Описание и назначение

По сути, фермы для навесов представляют собой каркас, который состоит из нескольких элементов. Так, основой данной конструкции являются два пояса (один верхний и один нижний). Эти пояса являются укрепительными установками по отношению к вертикально расположенным стойкам.

Кроме того, основа усиливает раскосы, которые имеют диагональное расположение. Объединение всех элементов фермы осуществляется путем процесса сварки. Если данная конструкция создана по всем правилам, то она отличается высоким уровнем надежности, безопасностью и длительным сроком службы.

Фермы для навесов используются для осуществления самых разных целей. Рассмотрим некоторые из них.

• Организация и обустройство стоянок для автомобильного транспорта. В данном случае фермы для навесов могут стать более бюджетным аналогом капитальных построек гаражного типа. Кроме того, их возведение потребует у вас значительно меньше времени и усилий.
• Устройство козырьков. Фермы для навесов можно использовать для создания козырьков для торговых предприятий, остановок и т. д. Кроме того, конструкции активно используются для создания козырьков над порогом в частных постройках.
• Возведение беседок. Обустройство беседок посредством ферм – один из самых популярных способов использования данных конструкций. Так, вы можете создать беседку как у себя в саду и на даче, так и в рамках общественной парковой зоны.
• Создание навесов для бассейна. Такие конструкции обезопасят ваш бассейн от попадания в него лишнего мусора, а также от осадков, которые могут загрязнить обработанную воду в бассейне.
• Организация навесов в хозяйственных целях. Посредством данных конструкций вы можете обустраивать различные загоны для домашнего скота: например, для куриц или свиней.

Как вы можете убедиться, сфера использования ферм для навесов довольно широка – благодаря этому конструкции распространены и популярны среди хозяев частных домовладений, а также часто используются для обустройства общественных территорий. Вообще говоря, фермы для навесов могут изготавливать из самых разных материалов. Однако наиболее подходящим сырьем считается металл. Именно он обеспечивает высокую прочность, безопасность и надежность конструкций.

Так, чаще всего используют металлическую трубную продукцию, для которой характерно прямоугольное или квадратное сечение. Это связано с тем, что данный материал обладает большим количеством преимуществ.

К основным из них следует отнести следующие характеристики.

• Высокий уровень прочности. Данная характеристика обеспечивается благодаря наличию специально предназначенных ребер жесткости. На это в большой степени влияет тот факт, что сечение металлических труб является квадратным или прямоугольным, а не круглым (последний вариант при желании можно легко согнуть).
• Доступная стоимость. Благодаря тому, что данный материал является относительно бюджетным (что обусловлено достаточно простой технологией его производства), его покупка доступна практически каждому человеку даже с небольшим доходом. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение горячекатаным изделиям.
• Комфорт использования. В связи с тем, что сечение металлических труб является квадратным или прямоугольным, оно отличается высоким уровнем удобства в процессе эксплуатации. Это связано, в первую очередь, с использованием соединительных болтов и специализированного сварочного оборудования. Помимо металлических труб, для создания ферм для навесов можно использовать пиломатериалы. Несмотря на то что данный вариант имеет безусловные преимущества (среди них – простата изготовления), он используется на практике достаточно редко.

Обзор видов

Деревянные фермы или конструкции, изготовленные из металлических дуг (или просто из металла), бывают самых разных видов. Так, например, популярными являются кованые фермы для навесов, а вот сооружения из дерева обычно используются реже. Следует иметь в виду, что фермы для навесов могут обладать различными размерами. Рассмотрим самые популярные из них.

Прямоугольные

Они актуальны в том случае, если на металлический каркас будет оказываться довольно большая нагрузка. Для того чтобы соорудить подобное сооружение, необходимо будет соединить 4 трубы. При этом между трубами в обязательном порядке необходимо расположить распорки. В качестве объединяющего материала могут использоваться болтовые соединения или специальные коннекторы. Также может использоваться сварка.

Как было сказано выше, прямоугольная конструкция рассчитана на большие нагрузки. В связи с этим фермы могут объединяться, например, в трибуны. Для создания прямоугольных ферм можно использовать как обычные металлические трубы, так и надежный нержавеющий материал.

Арочные

Арочный тип конструкции считается самым удобным. Благодаря форме сооружения существует возможность скрывать изгибающие линии в поперечных сечениях каркаса.

Если вы решили строить подобную ферму для навеса, то должны учесть тот факт, что материал арки подвергается сжатию, в связи с чем все расчеты нужно будет производить по особенному принципу.

Вес кровли, обрешетки и снежной нагрузки будет одинаково распределяться по всему навесу.

Плоские

Плоские фермы для навесов являются одними из самых бюджетных в производстве. Максимальная нагрузка по площади составляет 50 квадратных метров, соответственно, подобная конструкция предназначается исключительно для домашнего использования.

Треугольные

Обустраивая треугольную ферму для навеса, необходимо помнить о том, что данная конструкция по своим характеристикам является двускатной, при этом уклон сторон составляет 22-30 градусов. Установка подобной фермы актуальна в тех регионах, где выпадает большое количество снеговых осадков.

В то же время стоит помнить о том, что для данной конструкции свойственны некоторые недостатки, а именно – наличие острого узла, который расположен в основании, а также присутствие длинных центральных опор. Данные элементы значительно усложняют составление чертежа и схемы постройки.

Таким образом, при обустройстве собственной фермы для навеса следует внимательно подойти к выбору оптимальной формы конструкции.

Расчет

Перед тем как начинать обустраивать ферму для навеса, следует внимательно рассчитать все необходимые расстояния (например, высоту и длину сооружения). Следует действовать по стандартной инструкции.

• Стоит удостовериться в том, что длина каркаса фермы для навеса является такой же, как и длина пролета, который перекрывает профиль.
• Высота конструкции определяется на основании выбранного вами угла и формы фермы. Так, например, если вы хотите построить треугольный тип сооружения, то его высота должна находиться в диапазоне от 1/5 до ¼ от длины, для прямоугольного типа данный показатель должен составлять 1/8.
• Решетка по отношению к поясу должна устанавливаться под углом, причем этот угол может составлять от 35 до 50 градусов.
• Для того чтобы корректно рассчитать промежуток между узлами, необходимо учитывать ширину панели. Данные показатели в обязательном порядке должны быть одинаковыми.
• Если ферма является весьма длинной (более 25 метров), вам придется соорудить специальный строительный подъем. Для него необходимо осуществлять отдельные расчеты для того, чтобы определить уровень нагрузки и подобрать наиболее подходящую величину профильных труб.

При этом следует иметь в виду, что в некоторых случаях вам придется проводить не только стандартные, но и специальные расчеты, которые основаны на ваших индивидуальных проектах.

Как сделать своими руками?

Правильно сварить ферму для навеса из профильной трубы, из арматуры или других материалов можно попробовать своими руками (причем размер фермы может быть разным: например, 4, 5, 6 или даже 8 метров). При этом главное, чтобы процесс изготовления соответствовал заранее составленным чертежам и схемам.

Если вы решили создать навес самостоятельно и в домашних условиях, то вам следует внимательно ознакомиться с таким документом, как СНиП 2.01.07-85. В нем подробно освещены и урегулированы все вопросы, которые касаются создания навеса. Для того чтобы получить удовлетворительный итоговый результат, нельзя пренебрегать правилами приведенного выше официального документа – это может привести к неточностям и дефектам.

Кроме того, перед тем как переходить к практическим действиям, следует произвести предварительную теоретическую подготовку. Так, например, следует определиться с формой фермы, а также с размером сечения трубы. При этом специалисты рекомендуют обязательно ориентироваться на климатические условия того региона, в котором вы проживаете.

Также следует определиться с размерами (длиной, высотой, шириной и т. д.), показателями наклонов и углов и т. д. После того как предварительная работа окончена, а также проведены все необходимые расчеты, следует заняться составлением чертежа и схем, которые станут основой вашего будущего сооружения.

При этом документацию нужно составить максимально тщательно и внимательно, чтобы потом не переделывать конструкцию.

В процессе постройки фермы для навеса своими руками нужно следовать простой инструкции, составленной специалистами. Для примера приведем поэтапный план постройки прямоугольной фермы размером 4 на 6 метра.

• В первую очередь, вам следует нарезать стойки, которые будут являться основой и удерживать всю конструкцию. Так как длина фермы составляет 6 метров, то вам понадобится и 6 стоек (по 1 стойке на 1 метр). При этом специалисты рекомендуют отдавать предпочтение профильной трубе размером 80 на 80 мм или 100 на 100 мм.
• На данном этапе подготовленные опоры необходимо поместить в почву (приблизительно на глубину в 80 сантиметров). Также их нужно укрепить посредством бетона. Что касается непосредственного расположения стоек, то 4 из них должны располагаться по краям, а оставшиеся 2 нужно поставить в центре длинных балок. При этом следует позаботиться о том, чтобы нагрузка распределялась максимально равномерно. Так, для достижения данного результата стойки рекомендуется устанавливать не на самых углах, а предварительно немного отступив.
• Что касается высоты стоек, то она зависит от ваших индивидуальных потребностей. В первую очередь, необходимо учитывать то, для каких целей вы будете использовать навес в дальнейшем. В процессе установки опорных стоек важно выставить их на одинаковом уровне – только так в итоге вы получите максимально ровную крышу навеса.
• В некоторых случаях уместно установить навес рядом с кирпичной стеной дома. В таком случае функцию опор со стороны данной стены могут выполнять закладные, которые располагаются в несущей конструкции на том же уровне, что и забетонированные опоры с другой стороны.
• Непосредственно ферма должна собираться на земле. Так, объединяются такие элементы, как нижняя и верхняя балки, а также вертикальные стойки, которые необходимо закрепить путем сварки. Также важно приварить раскосые перемычки.
• Так как навес является шестиметровым, он должен состоять из 6 ферм. После того как все конструкции созданы, между их опорами нужно протянуть длинные продольные балки, которые объединяют три стойки в ряд.
• Фермы поднимаются и привариваются на расстоянии 1,5 метров друг от друга.
• Следующим этапом необходимо произвести скрепление ферм с помощью специально предназначенных поперечных перемычек. Их следует закреплять через каждые 0,5 метра по всей длине верхнего пояса.
• В конце необходимо аккуратно зачистить швы – это нужно сделать посредством болгарки.
• Далее всю конструкцию нужно покрасить.

В следующем видео вас ждет изготовление фермы для навеса.

Источник статьи: http://stroy-podskazka.ru/naves/fermy/