Расчет и строительство ферм для навеса

Расчет и строительство ферм для навеса

Навесы давно и прочно вошли в нашу жизнь. Под навесом ваша семья собирается летним вечером, чтобы посидеть за чашкой чая, под навесом вы безбоязненно можете оставить свой автомобиль, под навесом ваш бассейн остается чистым.

Несмотря на то, что навес является простейшим архитектурным сооружением, их конструктивные особенности могут иметь большие отличия. Самый простой и легко монтируемый своими руками навес представляет собой конструкцию на четырех или более опорах, с верхней обвязкой и стропильной системой. Но такой навес подойдет только для того, чтобы защищать небольшое пространство. Для более массивных сооружений понадобятся, так называемые, фермы для навеса.

Что подразумевает под собой понятие ферма для навеса? Ферма — это каркасная конструкция из металла, у которого есть два пояса сверху и снизу. При помощи сварочного аппарата эти пояса соединяют, посредством вертикальных стоек и раскосов. Применение ферм в строительстве своими руками навесов помогает строению выдерживать повышенные нагрузки.

Готовые фермы вы можете купить, но можно сделать их своими руками. Чтобы навес или другая конструкция, построенная своими руками, получились крепкими и прочными вам понадобятся некоторые расчеты.

Чтобы рассчитать нагрузку на фермы, вам потребуется:

  1. Калькулятор и специальные программы.
  2. Документы СНиП 2.01.07-85 и СНиП П-23-81
  3. Изобразите схематично конструкцию вашего будущего навеса. Это поможет вам определить не только форму навеса, но и те материалы. Которые будут применяться в создании строения.
  4. Определитесь с габаритными размерами сооружения, его высота будет определяться материалами, применяемых в строительстве.
  5. Для просчета угла ската вам потребуется сделать дополнительный расчет.
  6. Измерьте панели навеса, они должны соответствовать расстояниям между соседними элементами.
  7. Рассчитайте расстояние между соединениями, как правило, оно равно панели.

Чтобы правильно рассчитать нагрузку для фермы для навесов вы должны учесть следующие факторы:

  • Форма кровли навеса. Для каждых форм, односкатных, арочных, двускатных, шатровых расчет будет производиться свой, так как вид пояса будет индивидуален.
  • Еще одним важным фактором будет размер навеса. Помните, чем шире просвет между фермами, тем большую нагрузку, им придется выдерживать. Делая расчет определите у скатов крайние точки по вертикали. Чем более крутой угол ската, тем меньшее количество снега на нем останется.
  • Зная размеры панелей сотового поликарбоната, проще сделать расчет расстояния между фермами.
  • Сверяясь с картами, можно рассчитать предельную нагрузку от выпадающих осадков и ветра.

Вообще, сделать расчет ферм самостоятельно не так просто, если только вы не инженер. Не имея технического образования, вы можете, имея размеры навеса, найти подходящую схему и проект в интернете. Но все же наилучшим решением проблемы будет обращение к специалисту в строительной сфере. Он поможет вам составить расчет правильно, учитывая все допустимые нагрузки, а также проконсультирует, какие именно материалы подойдут для вашего типа навеса. Исходя из этого вы можете правильно рассчитать примерную стоимость навеса, а это один из основополагающих факторов, который всех интересует перед тем как начать изготовление навеса.

Лучшим материалом для изготовления ферм всегда считались профильные трубы. Профильные трубы из нержавеющей стали имеют свои преимущества:

  1. Профильные трубы не деформируются при больших нагрузках.
  2. Полость внутри снижает вес труб.
  3. Дешевизна.
  4. Возможность создавать прочные и долговечные сооружения.

Для кровли лучше применить один из видов поликарбоната – сотовый или литой. Листы поликарбоната крепят на саморезы. Покрытие из поликарбоната позволяет создавать кровлю не подверженную коррозии,

Разновидности ферм под навесы

В настоящее время спрос на навесы резко увеличился. Такие строения имеют приемлемую стоимость, а на их возведение тратится минимум времени. Степень долговечности навеса напрямую зависит от качества ферм. Производство ферм для навесов сегодня поставлено на поток.

Ферма представляет собой прочный каркас из металлических балок – прямолинейные стержни соединяются в узлах. Главная зона представлена совокупностью металлоконструкций, образующих контур (пояс). Основная часть системы – решетки разной конструкции:

– раскосные решетки – раскосы здесь чередуются со стойками;
– треугольные решетки – зигзаг образуется одними лишь раскосами, направленными в разные стороны;
– ромбические и крестовые решетки.

Узлы конструкции бывают как жесткими, так и шарнирными или болтовыми (первый вариант встречается чаще).

Ферма для навеса из поликарбоната или другого материала может быть плоской или пространственной. В первом случае элементы конструкции располагаются строго в одной плоскости. В случае с пространственными фермами конструкция имеет объем. Плоская ферма может быть элементом пространственной.

Фермы отличаются очертаниями и формой. Они могут быть односкатными и двускатными. Первый вариант имеет свои преимущества. Такая конструкция выдерживает большие нагрузки (за счет жестких узлов), и, что немаловажно, позволяет сэкономить (на ее изготовление идет меньше материала, чем в случае с двускатными фермами).

Основной разновидностью ферм для навесов являются конструкции треугольной формы. Находят применение полигональные, трапециевидные, сегментные фермы. Способ опирания может быть балочным, блочным, арочным, балочно-консольным.

На изготовление ферм для навесов обычно идут металлические трубы. Их сечение может быть как квадратным, так и прямоугольным. К разряду достоинств таких труб можно отнести:

– приемлемую стоимость;
– высокую прочность (присутствуют ребра жесткости);
– оптимальную для создания конструкций форму.

Основные характеристики ферм:

– прочность (предельная нагрузка на конструкцию);
– градус наклона (номинальный уклон);
– длина пролета.

Каркасы беседок

Металлический каркас беседки – это прочная конструкция, которая будет надежной основой вашей будущей беседки. Такой каркас можно обшить деревом и при желании даже украсить декоративными элементами, резьбой.

Почему имеет смысл делать каркас беседки из металла?

Вот несколько главных преимуществ металлического каркаса для беседки.

  • Малый вес готовой беседки. Благодаря этому, гораздо меньше расход времени и строительных материалов на строительство фундамента, а в некоторых случаях можно обойтись и без фундамента.
  • Прочность каркаса (беседки в целом). Жесткая металлическая конструкция может спокойно выдерживать сезонные подвижки грунта, надежно сохраняя свою первоначальную форму. Беседки с деревянным каркасом или кирпичной кладки такими качествами не обладают.
  • Возможность реализации почти любого дизайна. Если беседку проектируем профессионал, волноваться о том, всё ли будет устойчиво со временем, не придется даже при замысловатом дизайне.
  • Пожаробезопасность. Если Вы планируете устанавливать в беседке мангал, очевидно, этот плюс и так понятен.
  • Простота возведения беседки. Металлический профиль для каркаса нарезается в цехе металлообработки по чертежам. На месте фактически остается провести этап сборки.

Изготовление навеса для легковых автомобилей из деревянных ферм

После определения конструктива ферм из дерева, ДохтуР13 приступил к строительству навеса для автомобилей.

Процесс разбили на ряд последовательных шагов:

Стены поднимали с помощью пятерых рабочих.

2. Из оставшихся после строительства дома деревянных поддонов сделали стапель-шаблон, на котором собрали первую ферму — образец для изготовления шести остальных.

На одну ферму ушло 6 досок 145х45, и оставались два остатка по 0.5 метра.

3. Разобрав мастер-ферму, пользователь напилил на её основе заготовки и приступил к сборке всех деревянных ферм.

Читайте также  Как правильно уложить профнастил на крышу

Первичная сборка шла на «глухарях» 6х120 мм и ершеных гвоздях на 90 мм. Конечная — на шпильки диаметром 12 мм.

4. Фермы из дерева как следует покрасили.

Доски нарезались на торцовочной пиле.

Также покрасили брусовый каркас навеса.

5. Затем приступили к монтажу ферм.

Фермы ставили вручную с помощью четырех человек. Делали это так: брали деревянную ферму, переворачивали ее вверх «ногами». Закидывали сперва одну «ногу», потом другую. И в перевернутом виде выставляли по месту. Так проще, потому что центр тяжести внизу. Потом с помощью доски поднимали конек фермы и временно крепили её на 120-е уголки.

Как собирается каркас?

После того как будут полностью готовы фермы, имеющие оптимальные параметры и размеры, можно приступать к формированию металлического каркаса. Для этого выполняются действия:

  • Выбирается место, которое будет применяться для возведения конструкции. На него наносится разметка, на основании которой будут выполняться все последующие действия.
  • Производится грамотная установка опор, которые надежно бетонируются, причем они должны располагаться строго вертикально. Во время работы непременно надо пользоваться уровнем или отвесом, так как только эти инструменты гарантируют действительно получение ровной конструкции.
  • К стойкам присоединяются квадратные трубы, для чего придется пользоваться сварочным аппаратом.
  • Монтаж ферм осуществляется непосредственно на земле, причем к полученным поясам надо приварить перемычки и раскосы. Они должны находиться как вверху, так и внизу. Только после этого можно поднять готовые элементы, которые привариваются к опорам.
  • Для крепления поликарбоната в качестве основы выступают перемычки, причем они фиксируются к каждой ферме, а расстояние между ними должно быть равно примерно полметра.
  • После изготовления конструкции надо хорошо и тщательно зачистить металлические элементы, которые далее покрываются грунтовкой и красятся. Только тщательная и надежная защита обеспечит долговечность конструкции, так как на ней не начнется процесс коррозии.

Таким образом, создать каркас для навеса из ферм достаточно легко, для чего надо только заранее уделить внимание грамотным расчетам и точно следовать правильной инструкции для создания конструкции.

Видео по теме:


Виды креплений элементов навеса и их размеры

Для сборки элементов навеса из профильной трубы могут использоваться разные способы:

  1. Одним из наиболее распространенных способов фиксации навесов из профтруб является болтовое соединение. Качество такого соединения достаточно высокое, при этом сложностью оно не отличается. Для работы потребуется дрель со сверлом по металлу, а также болты или саморезы, диаметр которых зависит от сечения трубы.
  2. Еще один способ, которым крепятся элементы навеса – сварное соединение. Сварочные работы требуют определенных навыков, да и оборудование потребуется более дорогое, чем для болтового соединения. Впрочем, результат того стоит – сварка обеспечивает высокую прочность конструкции без ее ослабления.
  3. Для фиксации небольших навесов из труб диаметром до 25 мм можно использовать систему краб, которая представляет собой специальные хомуты разной формы (детальнее: «Какие бывают краб системы для профильных труб, правила выполнения соединений»). Чаще всего при монтаже навесов применяются Т-образные и Х-образные хомуты, обеспечивающие соединение трех или четырех труб соответственно. Для стяжки хомутов требуются болты с соответствующими гайками, которые часто приходится докупать отдельно. Главный недостаток краб-систем – возможность сборки конструкции только под 90-градусным углом.

Преимущества профильных труб

Выбор прямоугольного профиля для строительства навеса рекомендуется специалистами, так как он обладает следующими достоинствами:

  • не нуждается в обработке огнестойкими составами;
  • профиль легко без деформации гнется с помощью простых устройств, что позволяет создавать сложные формы;
  • защита от коррозии осуществляется простым окрашиванием;
  • доступность приобретения во всех регионах;
  • ошибка при раскрое исправляется привариванием отрезка на прежнее место;
  • малый вес по сравнению с другим металлопрокатом равной прочности;
  • длительный срок службы.

Выбор формы

Чтобы выполнить правильно сварку ферм из профильной трубы как можно быстрее, необходимо определиться с ее формой. Это зависит от типа будущей конструкции. Для навеса подойдет ферма-балка, у которой пояса расположены параллельно, или крыша имеет односкатный уклон. Более красиво смотрятся арочные фермы. Профиль гнется на трубогибе, а перекрытие выполняется из поликарбоната, который легко повторяет форму кровли.

Если нужно создать огромный навес для большого числа машин, то подойдет шедовая конструкция. А для беседки или бассейна более изыскано будет смотреться портальная или двухшарнирная ферма. Такие шатровые либо двухскатные варианты добавляют благородства в эту простую конструкцию, и вносят разнообразие в окружающие постройки.

Арочный каркас

Из-за особого строения арочная ферма для навеса также нуждается в точных расчетах. Они необходимы для того, чтобы действующая нагрузка распределилась равномерно по всей поверхности. А это возможно только благодаря правильной и ровной форме каркаса.

Изготовление каркаса по арочному типу длиной в 6 метров:

  1. Чтобы сооружение имело красивый внешний вид и при этом выдерживало высокие нагрузки, расстояние между арками делают в 105 см. При этом высота конструкции будет составлять 150 см.
  2. Формула длины сектора π × R × α ÷ 180 поможет рассчитать длину профиля по нижнему поясу. По чертежу: R = 410 см, α ÷ 160°. Подставив числа, получается: 3,14 × 410 × 160 ÷ 180 = 758 (см).
  3. Узлы каркаса размещают на нижнем поясе. Расстояние между ними должно быть не менее 55 см. Для установки крайних узлов требуется индивидуальный расчет.

Необходимо чётко придерживаться инструкции постройки фермы навеса

  • Если длина пролета не превышает 6 метров, вместо сложных конструкций используют простую (одинарную или двойную балку). Для этого металлическую трубу изгибают под определенным углом. Расчета такой тип арочного каркаса не требует. А насколько крепким получится каркас — зависит от сечения профиля. Поэтому важно подобрать подходящий материал.
  • Чтобы правильно рассчитать длину дуги арки, ее центр обозначают точкой М. Эта точка располагается на перпендикуляре СМ. Перпендикуляр проведен к хорде АВ и в ее центре отмечен точкой С. Хорды АВ и АМ измеряют. Затем расчет ведется по формуле Гюйгенса: p = 2 l × 1/3 × (2 l – L). При этом хорда АВ — L, хорда АМ — l. Если дуга АВ согнута на 60 градусов, то погрешность формулы составляет 0,5%. Она намного уменьшается при снижении угловой меры. Если градус дуги составляет 45, то погрешность достигает 0,02%.