Навес ширина 20 метров ферма

Как выполнить расчет ферм перед постройкой навесов?

Навес — это простая архитектурная конструкция, которая используется в самых различных целях. Чаще всего его сооружают при отсутствии крытого гаража на дачном участке либо для защиты площадки для отдыха от ярких солнечных лучей. Чтобы обеспечить надежность и прочность такого небольшого строения, необходимо выполнить расчет навеса, данные которого покажут, какие именно фермы будут использоваться, как они будут крепиться.

Схема соединения профильных труб.

Плюсы использования ферм из металла

Для изготовления ферм для навеса рекомендуется использовать металлические профильные трубы, которые отличаются многочисленными преимуществами:

• прочность их высокая, сроки эксплуатации намного выше, чем для остальных материалов;
• возможность сооружения даже очень сложных конструкций, затрачивая на это минимум усилий. В данном случае требуется только предварительный расчет навеса, который можно сделать при помощи специального калькулятора и данных, полученных их справочника (учитывая тип трубы, размеры навеса, материал кровельного покрытия, угол уклона);
• относительно невысокая стоимость ферм;
• небольшой вес, так как профильные трубы внутри полые;
• высокая устойчивость к деформациям, различным внешним нагрузкам, ударам и прочему.

После монтажа трубы обрабатываются антикоррозионными составами, после чего их можно окрасить полимерными красками, отличающимися долговечностью, внешней привлекательностью, устойчивостью к ультрафиолету, осадкам.

Элементы ферм для навеса

Чаще всего фермы для навеса выполняются из металлических профильных труб, которые обеспечивают необходимую надежность. С ними достаточно просто работать, а несущая способность позволяет для покрытия использовать самые разнообразные кровельные материалы, включая металлические листы.

Конструкция таких металлических ферм включает в себя два пояса, нижний и верхний, и такие элементы, как стойка, раскос, шпренгель, то есть опорный раскос. Форма конструкции может быть самой различной, так же как и ее размеры. Все это оказывает сильное влияние на проведение расчетов перед началом строительства.

При расчете ферм для навесов необходимо учитывать не только материал, из которого они изготавливаются, но и то, какой уклон будет иметь будущая конструкция, какая ферма будет применяться. Применимы три варианта:

Если угол конструкции небольшой, то необходимо использовать фермы трапециевидной формы. При этом обеспечить уменьшение веса можно, если принять высоту за 1/7 или 1/9 от общей длины для пролета.

Если навес будет иметь сложную геометрическую форму, то в средней части его надо приподнимать над всеми опорами, часто специалисты рекомендуют использовать фермы Полонсо. Но когда требуется большая высота конструкции, стоит предпочтение отдать многоугольной ферме, чей нижний пояс будет приподнятым.

Схема навеса из металла и поликарбоната.

Чаще всего используется конструкция для односкатного навеса с небольшим уклоном, ферма здесь имеет асимметричную форму. При проведении расчетов в данном случае требуется учесть, что для стропил будет применяться швеллер с сечением балки в виде «П», тавр в виде буквы «Т», металлический «Г»-образный уголок. Все элементы будут свариваться, то есть собирать фермы для навеса можно прямо на месте.

При выполнении расчета надо учитывать, что металлические профильные трубы, которые могут быть использованы для строительства, бывают холодно- и горячекатаными. В последнем случае используется стальная лента с толщиной до 5 мм, сечение такой трубы квадратное либо прямоугольное, но первый случай предпочтительнее (с такой трубой проще работать).

А если угол уклона больше 20 градусов: как быть?

Сделать расчет фермы при уклоне в 15-22 градуса не так сложно. Учитывается, что высота фермы будет составлять одну седьмую от общей длины пролета, который может составлять все 20 метров. Чтобы увеличить высоту конструкции на 0,23 от длины пролета, необходимо нижний пояс сделать ломаным.

Согласно расчетам специалистов, такой тип ферм имеет вес, примерно на 30 процентов меньший, чем обычные треугольные, но для использования такого типа с восемью панелями необходимо обеспечить пространство для их крепления. В остальном расчет проводится согласно табличным данным.

Сделать расчет фермы при уклоне в 22-30 градусов можно с помощью специальной онлайн-программы. Обычно такой угол используется для железа, шифера и других подобных материалов, ферма в данном случае должна иметь треугольную форму с высотой в одну пятую от длины всего пролета. Вес такой фермы относительно небольшой.

При общей длине пролета конструкции в 14-20 м необходимо выбирать ферму с раскосами, идущими вниз.

Тогда верхняя часть будет иметь панель, длина которой составит от полутора до двух с половиной метров, в обоих поясах количество панелей будет четным. Обычно их количество составляет восемь.

Фермы рекомендуется монтировать при помощи подстропильных конструкций из металла, которые одновременно являются и связующими для опор. Длина одного пролета может быть значительной, до двадцати метров. Ферма имеет так называемую форму Полонсо, то есть состоит из двух отдельных элементов треугольной формы, которые соединяются затяжками. В таком случае конструкция получает возможность отлично противостоять продольному изгибу, сохраняя небольшой вес. Если покрытие будет крепиться прямо к фермам, надо делать затяжку в верхних узлах.

При расчетах учитывается, что верхняя часть может разбиваться на 12 либо 16 отдельных панелей.

Как выполнить расчеты?

Чтобы сделать расчет фермы для навеса, необходимо приготовить:

• калькулятор и специальные программы;
• СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки). Можно взять из специальных справочников;
• СНиП П-23-81 (данные по стальным конструкциям). Можно взять из специальных справочников.

При проведении расчетов необходимо выполнять такие действия:

1. Выбрать схему ферм, для чего определить будущие контуры. Очертания должны выбираться исходя из общих функций навеса, материала, угла наклона конструкции.
2. Выбрать размеры будущей конструкции. Высота зависит от типа кровли и материала, минимального веса, угла наклона навеса.
3. При превышении размеров пролета в 36 метров необходимо провести расчет для строительного подъема, то есть обратный погашаемый изгиб от нагрузок на конструкцию.
4. Следует определить панельные размеры конструкции, которые соответствуют расстояниям между отдельными частями, обеспечивающими передачу нагрузок.
5. Определить расстояние между узлами, которое, как правило, равно ширине панели.

Схема деревянного навеса.

При выполнении расчетов необходимо следовать таким простым советам:

• необходимо все цифры высчитывать в точности, так как даже небольшая погрешность может привести к ошибкам при проведении работ. Если вы не уверены в своих силах, то лучше сразу обратиться к специалистам за проведением таких расчетов;
• чтобы облегчить работу, можно взять уже готовые проектные решения, просто подставив свои значения.

Выполняя расчет фермы, надо помнить, что при ее увеличивающейся высоте увеличивается и несущая способность. В зимний период снег на таком навесе почти не будет скапливаться. Чтобы сделать прочность более высокой, можно запланировать дополнительное количество ребер жесткости.

Для изготовления фермы рекомендуется использовать профильную металлическую трубу, которая отличается малым весом при достаточно высокой прочности и жесткости. При выборе размеров для такой трубы, необходимо руководствоваться следующими данными:

• для небольших навесов, ширина которых будет составлять до четырех с половиной метров, необходимо брать металлическую трубу 40*20*2 мм;
• для навесов, ширина которых будет составлять до пяти с половиной метров, рекомендуется брать профильную трубу с размерами 40*40*2 мм;
• если ширина навеса будет составлять больше пяти метров, то рекомендуется брать трубу 60*30*2 миллиметра либо 40*40*3 мм.

При планировании шага ферм надо учитывать, что максимальное расстояние между ними может составлять 1,7 м, что позволяет сохранить надежность и прочность.

Как не ошибиться при расчетах?

Теперь можно приступать к самим расчетам конструкции, основываясь на всех полученных данных и справочной информации:

Схема крыши навеса.

• допустим, что планируется сооружение навеса с уклоном в восемь градусов, при пролете в 4 м 70 см и с шириной в 9 м. Снеговые нагрузки для региона находятся на уровне 84 кг/кв.м;
• общий вес фермы будет составлять около 150 кг (берем небольшой запас на прочность), при этом вертикальная нагрузка составит 1,1 тонну на одну стойку с высотой в 2 м 20 см;
• одним своим концов ферма опирается на кирпичную стену строения, другим — на опорную колонну навеса при помощи анкеров. Труба для фермы берется квадратного сечения 45*4 мм, так как в данном случае с ней удобнее работать, а прочность будет оптимальной;
• самым лучшим решением является использование ферм с параллельными поясами, высота каждой будет равна 40 см. Для раскосов лучше брать трубу с сечением 25*3 мм, а для нижнего и верхнего пояса — 35*4 мм. Все элементы будут привариваться друг к другу, поэтому толщина стенки тут рекомендуется в четыре миллиметра.

При выполнении расчетов применяются такие данные, как:

• расчетное сопротивление для стали Ry= 2.45 Т/см2;
• коэффициент надежности — 1;
• пролет для фермы — 4,7 метра;
• высота одной фермы — 0,4 метра;
• количество панелей для верхнего пояса фермы — 7;
• крепление улов — через один.

Все необходимые данные предоставляются в справочниках, но специалисты рекомендуют выполнять такие расчеты только с использованием специальных расчетных программ. Если вы допустите ошибку, то ваши фермы просто «сложатся» под воздействием снеговых либо ветровых нагрузок. Еще раз отметим: если у вас нет опыта, лучше довериться специалистам либо взять уже готовые типовые решения, подходящие для вашего конкретного случая.

Источник статьи: http://otente.ru/naves/fermy-dlya-navesov-raschet.html

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