Металлические фермы

В строительной индустрии существует немало приспособлений для поддержания кровли и монтирования перекрытий. Одна из них – система стержней, которая остается геометрически неизменной при условной замене любого жесткого узла на шарнирную опору. И называется такие каркасы фермами. Они изготавливаются из ровных отрезков и соединяются в точках, называемых местами приложения нагрузки. Наиболее устойчивой считается система, состоящая из треугольников.

В переводе с латыни «ferme» означает надежную, жесткую конструкцию, потому для ее создания требуется выполнить два условия – получить надежно скрепленный металлический каркас и распределить вес так, чтобы вся нагрузка сосредотачивалась в крепежных узлах. Потому такие инженерные сооружения характеризуются высокой прочностью и невероятной устойчивостью.

Фермы – классификация и области применения

Фермы из различных конструкционных материалов сегодня широко используются в различных отраслях промышленности для перекрытий заводских цехов, зрительных залов кинотеатров, художественных галерей, изготовления мостов, электрических опор, телевизионных и радиомачт, а также в изготовлении подъемно-транспортных механизмов.

По сути, это силовые и каркасные элементы строительных комплексов. Для их классификации используется несколько принципов:

  1. Конструктивное исполнение. Двух видов: легкие – наиболее распространенные и тяжелые, применяемые для особых задач, а именно мостостроении, производстве ангаров для воздушных лайнеров и также при проектировании кранов.
  2. Очертание поясов. Существуют треугольные фермы, с сегментными и трапециевидными поясами, параболическими и параллельными поясами.
  3. Подтип решеток. Бывают треугольными, крестовыми, треугольными с применением дополнительных стоек, треугольными со специальными шпрен-гелями и ромбическими.
  4. Статическая схема – неопределимая либо определимая. Все зависит от того, какие конструктивные элементы заложены в узел для соединения опор – шарнирный он или жесткий.
  5. Вид сечения стержней. Зависит от расположения и количества двутавров, полых труб, швеллеров, уголков и прочих профилей – одиночные и двух симметричные.

Существует еще несколько видов классификаций, но они имеют специфический характер и мало распространены. Например, по наличию стропил, в зависимости от пролетности здания, материала стен, скатности крыши, вида крана и прочее.

Металлические фермы в строительстве

Перекрытия из металлопроката различного сечения – наиболее распространенный способ быстро и качественно построить здание. Такой свод имеет невысокую массу в отличие от цельнометаллической балки, но при этом выдерживает большую нагрузку, чем швеллер, что покажут любые расчеты. Изделия из железа используются там, где бессильны двутавровые перекрытия – для пролетов более 6 метров. Стоимость металлической фермы на порядок ниже деревянных или цельнометаллических частей аналогичного размера. Собирать такое изделие можно на месте установки.

Помимо названных достоинств, у стандартных стержневых перекрытий есть дополнительные преимущества:

  • продолжительный срок эксплуатации – до ста лет, поскольку модуль не поражает плесень, грибок и гниль. Дополнительную коррозионную стойкость обеспечивает оцинковка;
  • изделие не нуждается в ежегодной обработке антисептиками и антипиренами;
  • пожаробезопасность – отсутствуют горючие элементы, что обеспечивает сохранность крыши;
  • безотходность – обеспечивается высокоточными замерами элементов сооружения:
  • круглогодичность – температурные и атмосферные условия практически не влияют на целостность изделия;
  • экологичность – металл подлежит утилизации и переработке;
  • токсическая безопасность – фермы из металла не нуждаются в обработке химреагентами, способными оказать негативное влияние на человека.

Ко всем имеющимся положительным моментам, у железных построек присутствует несколько недостатков:

  • тщательный выбор материала – сталь, алюминий нержавейка и прочее;
  • логистика и складирование отдельных элементов;
  • большая масса готовой фермы, что обуславливает необходимость спецтехники для подъема и установки;
  • осторожность при работе в условиях повышенных температур – цельные конструкции подвержены расширению: при пожарах вызывает обрушение кровли;
  • необходимость использования профессионалов, способных производить сварочные и монтажные работы на высоте, что приводит к удорожанию.

ВОПРОС ЭКСПЕРТУ

Задайте вопрос или приложите свои чертежи, мы свяжемся с Вами в ближайшее время.

Проектирование металлических ферм

На первой стадии производства осуществляется планирование и выработка проекта, куда закладывается желаемый результат. Аналогичным образом осуществляется проектирование металлических ферм – готовятся чертежи, производятся расчеты будущих нагрузок, строятся макеты с учетом мест постановки изделия. Кроме того, подбираются материалы с указанными свойствами и желаемыми характеристиками.

Дабы изделие получилось устойчивым, надежным и долговечным, над проектом должны трудиться грамотные инженеры. Любой просчет или элементарная ошибка в технологическом процессе изготовления-монтажа способны привести к обрушению конструкции с возможными человеческими жертвами. Потому проект создания опор из металла – дело трудоемкое и дорогостоящее.

Проект подразделяется на две части – пояснительную записку и набор чертежей. Согласно ГОСТу в комплект чертежей входит:

  • схема установки деталей;
  • узлы крепления стержней;
  • габаритные размеры;
  • привязочные параметры;
  • схемы монтажа;
  • общие виды сводов;
  • деталировки элементов;
  • чертежи метизов, если они не стандартизованы.

В пояснительной записке основное место занимают расчеты. Они могут быть аналитическими и с построенными диаграммами сил. Первый метод основан на принципе рассечения – «сквозном сечении» или «вырезании узлов». Такой способ годится для любой статически определяемой опоры. Второй способ сложней и не столь универсальный. Его недостаток – накопление ошибок по мере рассмотрения равновесных состояний узлов, потому выходит на высокий уровень математического анализа. Большинство современных компьютерных расчетов базируются на всех имеющихся способах.

Изготовление металлических ферм

После завершение и утверждения проект направляется на производство. Здесь согласно стандартам и подготовленным чертежам будет проведено:

а) полноценное изготовление приспособления, разработанного для конкретного здания;

б) подобраны материалы для монтажа на месте установки.

Первый вариант предполагает выплавку отдельных частей, ковку, фрезеровку и финишную обработку деталей, то есть создание базовых компонентов и подбор крепежа. Второй – предусматривает приобретение готовых узлов спроектированного изделия у поставщика с последующим созданием устойчивых блоков, секций и модулей.

Перед тем как изготовить железную ферму, необходимо знать какое сооружение в какой конструкции нуждается:

  • для зданий, мостов через небольшие преграды и транспортных эстакад – балочно разрезанные, поскольку они просто монтируются и не требуют сложных узлов;
  • навесы, башни, опоры ЛЭП – консольные;
  • здания с большими пролетами – рамные;
  • для увеличения объемности помещения – арочные;
  • для мостов с большими пролетами – вантовые.

Монтаж металлических ферм

металлическая ферма

Прежде чем приступить к монтажу фермы, необходимо ее собрать. Это завершающий этап, осуществляемый на месте установки всего стержневого комплекса. Для сборки применяют заклепки либо сварку. Оба соединения считаются неразъемными, потому перед началом работ необходимо точно подогнать элементы системы.

Клепаные опоры из скрепленных треугольников собирают из отдельных частей на земле, после чего краном поднимают всю конструкцию и устанавливают на подготовленную поверхность. Второй вариант предусматривает предварительную сборку деталей на земле при помощи сварки с финальной компоновкой по месту. Строительная компания «БашСтрой» в большинстве случаев использует оптимальный способ монтажа – полноценную сборку с применением механической сварки на площадке и ее постановку на указанное в проекте основание в полностью готовом виде.

Металлические фермы сегодня нашли самое широкие применение. Их монтируют не только в промышленных цехах и на стоянках, но в частном строительстве в качестве стропил и перекрытий. Простота и надежность стали теми составляющими, которые более всего устраивают людей сегодня.

Популярные объекты

Обратный звонок

ВОПРОС ЭКСПЕРТУ

Задайте вопрос или приложите свои чертежи, мы свяжемся с Вами в ближайшее время.

×