Плоские металлические фермы — подробное описание и руководство по изготовлению из 2 этапов. Ферма размеры
виды конструкций, расчет, изготовление, видео и фото
Фермическую конструкцию навеса можно декорировать ажурной художественной ковкой.
Не знаете, как сделать легкое и жесткое перекрытие в строительных конструкциях с большой шириной пролета? В таких случаях лучше всего использовать плоские металлические фермы для крыши. Я расскажу, что такое ферма, и как ее можно сделать самому в условиях домашней мастерской.
Из чего состоит ферма
Реклама
По определению ферма — это строительная конструкция из жестких стержней, которые соединяются между собой в узлах и образуют геометрически неизменяемую систему. Единственная неизменяемая геометрическая фигура в системе координат — это треугольник, поэтому любая фермическая конструкция состоит из множества соединенных между собой треугольников.
Технические параметры ферм характеризуются следующими величинами:
- Длина пролета — расстояние между двумя ближайшими опорными точками;
- Панель нижнего пояса — расстояние между двумя смежными узлами на нижней продольной балке;
- Панель верхнего пояса — расстояние между ближайшими двумя узлами на верхней продольной балке;
- Высота — габаритный размер фермы с параллельными поясами по вертикали.
Если балка верхнего пояса расположена не параллельно балке нижнего пояса, то указывается два значения высоты Н1 и Н2. Измеряется от балки нижнего пояса, до самой нижней и самой верхней точки балки верхнего пояса.
На схеме показаны трапециевидная и параллельная фермы, а пояснение к чертежу написано ниже.
- Нижний пояс — продольная горизонтальная балка, которая связывает все соединительные узлы в нижней части фермической конструкции;
- Верхний пояс — продольная, наклонная или радиусная балка, связывающая все соединительные узлы в верхней части фермы;
- Стойки — вертикальные поперечные связи, которые соединяют все узлы нижнего и верхнего поясов. Воспринимают и распределяют по всей ферме основную нагрузку на сжатие;
- Раскосы — диагональные поперечные связи, соединяющие все узлы верхнего и нижнего поясов. Воспринимают нагрузку на сжатие и растяжение. Оптимальный угол наклона раскосов — 45°;
Непосредственное сварное соединение (а) и соединение через фасонку (б) в узлах фермы.
- Узлы — точки соединения вертикальных стоек и диагональных раскосов с горизонтальными балками нижнего и верхнего пояса фермы. В строительной механике условно принимаются как шарнирное сочленение;
- Узловые соединения. При изготовлении фермических конструкция применяется два способа соединения всех элементов в узлах:
- Сварное соединение с непосредственным примыканием всех элементов друг к другу;
- Болтовое или клепаное соединение — все пояса и решетки поперечных связей соединяются между собой при помощи фасонки из толстого листового металла.
На схеме показан расчет конструкции металлического навеса с прямоугольными и несимметричными треугольными фермами.
При изготовлении сварной фермы из тонкостенной стальной трубы или уголка, для сваривания элементов между собой также иногда применяются фасонки.
Разновидности фермических конструкций
Основное преимущество ферм перед сплошными балками — это высокая несущая способность при малом удельном весе и небольшом расходе материалов. По своему устройству и характеру распределения нагрузок, фермические конструкции делятся на два вида:
- Плоские фермы — это такие конструкции, в которых все стержни расположены в одной плоскости:
- Направление вектора приложенной нагрузки должно совпадать с плоскостью расположения фермы:
- Для противодействия боковым и сдвигающим нагрузкам плоские фермы нужно скреплять дополнительными продольными и диагональными связями.
- Пространственные фермы — собираются из набора стержней, которые ориентированы во всех трех плоскостях:
- Они немного сложнее в изготовлении, но в то же время способны выдерживать одновременное воздействие вертикальных, горизонтальных и боковых нагрузок;
- За счет этого пространственные металлические конструкции можно устанавливать без связей с другими конструкциями, поэтому их нередко используют для изготовления одиночных балок, опорных столбов, мачт и пр.
Пространственную конструкцию можно сварить из двух одинаковых плоских ферм.
В частном жилищном строительстве обычно используются плоские фермы, которые в свою очередь, также делятся на несколько видов:
- Полигональные фермы:
- Для изготовления нижнего пояса используется одна сплошная балка, а верхний радиусный пояс собирается из нескольких прямых отрезков;
- Полигональные стальные фермы применяются для строительства арочных ангаров или полукруглых навесов и козырьков с большой шириной пролета.
- Трапециевидные фермы:
- Нижний пояс изготавливается из одной сплошной балки, а верхний — из двух наклонных;
- Трапециевидная металлическая ферма чаще всего используется в промышленном строительстве при больших пролетах, поскольку способна выдерживать значительные весовые и ветровые нагрузки. Главный недостаток — большая высота.
- Параллельные или прямоугольные фермы:
- Из названия понятно, что верхний и нижний пояса изготавливаются из двух параллельных балок, а очертание конструкции имеет прямоугольную форму;
- Это наиболее распространённый вид ферм. Их несложно изготовить своими руками и они практически не имеют ограничения по использованию.
- Сегментные фермы:
- Изготавливаются по аналогии полигональной конструкции, только для верхнего пояса используются не прямые балки, а цельный сегмент окружности;
- Для изготовления сегментов я советую использовать прокатный станок для стальных труб;
- Симметричная треугольная ферма:
- Изготавливаются в виде равнобедренного треугольника с вертикальными стойками и диагональными связями;
- Применяются при строительстве двухскатной кровли, а наклонные балки верхнего пояса используются в качестве стропил.
- Несимметричные треугольные фермы:
- Имеют похожую конструкцию, но изготавливаются в виде прямоугольного треугольника;
- Применяются в качестве несущих стропильных ферм для односкатной наклонной кровли.
В домашнем строительстве чаще всего используются третий, пятый и шестой варианты.
Как сделать ферму для крыши
Ниже представлена инструкция по изготовлению плоской параллельной фермы. Если вам нужна фермическая конструкция другой формы, вы ее сможете изготовить аналогично.
Этап 1: подготовка инструментов и материалов
Для изготовления ферм и пролетов понадобится гараж или просторная домашняя мастерская, набор слесарных инструментов и сварочное оборудование:
| Иллюстрация | Описание работ |
 | Слесарные инструменты:
|
 | Электроинструменты:
|
 | Материалы:
|
Этап 2: изготовление плоской фермы
В большинстве случаев строительные конструкции собираются из нескольких плоских ферм одного или двух одинаковых типоразмеров. Ниже я приведу пример изготовления одной из них:
| Иллюстрация | Описание работ |
 | Инженерные расчеты:
|
 | Подготовка металла:
|
 | Изготовление металлических ферм:
|
Если вам нужно сварить много однотипных деталей, я рекомендую предварительно изготовить шаблон на листе плотного картона, оргалита или фанеры.
Заключение
Теперь вы знаете, для чего используются металлические фермы, и как их можно изготовить в гараже или в домашней мастерской. Советую также смотреть видео в этой статье, а все свои вопросы и пожелания оставлять ниже в комментариях.
krovlyakryshi.ru
Стропильные фермы: виды и расчет
30 ноября 2015
Просмотров: 7288
Устойчивость изготавливаемых крыш будет зависеть от качества ее несущей конструкции, в основе которой находится ферма стропильная. Данное изделие должно выдерживать существенные нагрузки, которые состоят из веса пирога кровли, а также массы снега, который накапливается в зимний период времени. Оказывает влияние и сильный ветер. Фермы нужны для того, чтобы распределять нагрузку, которая передается на кровлю и стенки здания. Данное сооружение изготавливается в большинстве случаев из древесины, однако есть и другие варианты.
Виды стропильных ферм.
Для сооружения ферм можно использовать рейки, бруски или лес-кругляк. Для скрепления некоторых деталей ферм из брусков можно использовать способ врубки, а если элементы изготавливаются из реек, то нужно будет использовать гвозди или болты.
В процессе строительства зданий больших габаритов, длина пролета которых составляет более 16 м, современные мастера используют фермы, которые имеют растянутые металлические стойки. При использовании подобных деталей из дерева проблематично выполнить скрепление узлов, поэтому допускается использовать исключительно металлические детали.
Стропильная ферма из дерева требует существенных трудовых затрат при установке. Если возводить комбинированную ферму, то процесс строительства пройдет гораздо быстрее.
В большинстве случаев в процессе строительства жилых построек не используется метод возведения крыши с открытыми элементами.
Выбор схемы фермы
Рисунок 1. Схема треугольной стропильной фермы.
Выбор формы конструкции нужно делать исходя из таких факторов:
- материал, который используется для покрытия;
- тип скрепления деталей фермы;
- схема расположения деталей.
Если будет устраиваться плоская кровля, уклон которой не превышает 12°, то ферма должна быть прямоугольной или трапециевидной.
При более существенных уклонах крыши и покрытиях с большим весом нужно использовать изделия треугольной формы.
Высоту фермы можно рассчитать по такой формуле:
- для треугольной конструкции — 1/5*L;
- для прямоугольной постройки — 1/6*L, где L — длина пролета фермы.
В большинстве случаев в строительстве используется стропильная ферма в форме треугольника. Выбор формы стропил будет зависеть от того, каким способом фермы будут закрепляться к стенкам здания. Если скомбинировать строительную ферму со стропилами под наклоном, то будет возможность создать односкатные или двускатные постройки с различным уклоном.
Чтобы добиться нужной устойчивости односкатной фермы, понадобится установить связывающие приспособления для нескольких поясов. Связки можно сделать из деревянных реек, их надо разместить в основании центральной стойки. Обыкновенная ферма треугольной формы изображена на рис. 1.
Рисунок 2. Варианты установки стропильных ферм.
Элементы, которые нужно будет подготовить:
- металлические стойки;
- деревянные бруски;
- болты;
- отвес;
- устройство для сварки;
- металлические уголки;
- антисептические средства;
- профильные трубки;
- скобы.
Вернуться к оглавлению
Конструкции в форме треугольника
Наиболее простое сооружение используют для частных домов с длиной пролета менее 6 м, в которых нет внутренней несущей стенки. В данном случае ферма будет опираться исключительно на стенки постройки с внешней стороны. Подобная ферма состоит из таких элементов: стропила, затяжки и 2 подкоса. Если ширина пролета превышает 6 м, то понадобится установить подкосы и деталь для опоры. Затяжки, которые закрепляются на фермах, в большинстве случаев затрудняют передвижение по чердаку.
В качестве опорных элементов чаще всего используются не стенки здания, а специально смонтированный брусок. Исключением являются лишь постройки из бревен, при строительстве которых брусок для опоры не будет использоваться, так как его функции будет выполнять верхний венец сруба. Если постройка возводится из железобетона, то установка подстропильной фермы является обязательным условием. Задача подобной конструкции — равномерно распределять нагрузки на стенки. Подстропильные фермы являются прочными постройками, которые сооружаются из металла. Детали фермы скрепляются с помощью болтов. Другой вариант — использование сварочного устройства. В исключительных случаях используются изделия из железобетона.
Вернуться к оглавлению
Как рассчитать систему стропил?
Схема стропильной системы.
Чтобы выполнить расчет системы стропил, понадобится учитывать все нагрузки, которые будут передаваться на стропила.
Нагрузки разделяются на следующие виды:
- Непрерывные (вес пирога кровли).
- Временные (нагрузка от ветра, вес снега, людей, которые поднимаются на крышу для выполнения ремонтных работ).
- Особые. К данному виду можно отнести, к примеру, сейсмическую нагрузку.
Определение нагрузки снега нужно выполнять исходя из климатических условий определенного региона. Понадобится использовать такую формулу: S = Sg * u, где u — коэффициент, который зависит от уклона кровли, а Sg — расчетный показатель веса нагрузки снега на 1 м² покрытия. Данный параметр надо определять по таблицам. В процессе определения нагрузки ветра надо учитывать следующие показатели:
- Высота конструкции.
- Тип местности.
- Нормативное значение нагрузки ветра.
Нужные таблицы и расчетные формулы можно найти в строительных нормах. В большинстве случаев данные расчеты производятся проектировщиками. Если планируется рассчитать ферму самостоятельно, то нужно знать, что малейшая ошибка может привести к тому, что система кровли будет ненадежной.
Вернуться к оглавлению
Как сделать фермы самостоятельно?
Инструменты для установки стропильных ферм.
Раньше фермы подобного типа сооружались на стройплощадках, однако сегодня подобные конструкции изготавливаются в заводских условиях.
Изготовление ферм выполняется на специальном оборудовании.
Если выполняются конструкции из дерева, то они должны пройти обработку защитными средствами, которые способны предотвратить гниение.
Благодаря применению новейших технологий можно соорудить изделия подобного типа для крыш различных форм.
Можно изготовить как фермы полностью, так и их отдельные детали, которые в дальнейшем будут собраны в единую конструкцию на стройплощадке.
Вернуться к оглавлению
Постройки из стали и железобетона
В приватном строительстве достаточно часто применяются и постройки из стали. Типы ферм могут быть следующими:
- треугольные;
- полигональные;
- с несколькими поясами.
Если в планах сооружение мягкой крыши, то можно использовать фермы двух последних типов. Для листовых материалов подходят изделия треугольной формы. В индустриальных условиях изготавливаются конструкции из стали стандартных размеров, которые подходят для пролетов, длина которых составляет 18, 24 и 36 м.
Пояса ферм и решетки изготавливаются из металлических уголков. Рациональной является постройка, пояса которой сооружаются из широкополочных балок. Подобные конструкции легко изготавливать. Чтобы соорудить такие элементы, понадобится лишь небольшое количество материалов. Однако изделия являются прочными и надежными.
Схема устройства фермы из профильной трубы.
Подстропильная ферма из стали отличается от стропильной наличием дополнительного пояса. Они имеют стандартные размеры. В процессе возведения частных домов в большинстве случаев используются стальные изделия, которые сооружаются из профильных трубок прямоугольного сечения. Подобные конструкции имеют меньший вес, чем изделия, которые сооружаются из металлического уголка.
Подобную конструкцию можно соорудить на стройплощадке с помощью сварочного устройства.
Чтобы сделать фермы, рекомендуется использовать гнутые трубки. Сталь должна иметь толщину приблизительно 2-4 мм.
В современных строительных работах используются и железобетонные фермы. Подобные фермы лучше всего монтировать на крыши построек небольшой высоты, которые испытывают существенные нагрузки на покрытия. Фермы из данного материала можно разделить на:
- Раскосные и безраскосные изделия.
- Конструкции для кровель с небольшим уклоном.
- Треугольные конструкции.
При возведении жилых построек изделия из железобетона используются редко. К недостаткам таких ферм можно отнести немалый вес и сложность установки.
Вернуться к оглавлению
Как установить подобные фермы?
Варианты установки ферм для крыши можно увидеть на рис. 2. На начальном этапе нужно рассчитать уровень перепада стенок. Для этого нужно использовать такую формулу: H = Ш * tg L, где H — перепад стенок, Ш — расстояние между стенками для опоры, tg L — тангенс уклона конструкции.
На следующем этапе нужно будет подготовить необходимое количество стропил из древесины и покрыть их специальными средствами для защиты. Далее устанавливается балка для опоры. Толщина планки должна соответствовать толщине стенки, ее нужно жестко зафиксировать и покрыть гидроизоляционным материалом. При закреплении опорной рейки надо следить за тем, чтобы ее основание было горизонтальным. После того как будет выполнена фиксация мауэрлата, на нем следует разметить места монтажа стропил и вырезать специальные углубления соответствующих размеров.
Далее монтируются стропильные ноги. Подготовленные стропильные фермы следует уложить так, чтобы они примерно на 25 см выступали за основание планки для опоры. Элементы рекомендуется укрепить с помощью скоб.
На следующем этапе выполняется монтаж подпорок и каркасной конструкции. Подпоры обязательно нужно установить в случае, если длина стропил превышает 4,5 м. Поверх смонтированных стропильных ног понадобится набить рейки обрешетки.
Фермы являются несущими конструкциями крыши. Поэтому к их сооружению надо отнестись ответственно.
Соблюдение правильной последовательности действий позволит исключить основные ошибки при монтаже подобных элементов крыши.
Автор:
Иван Иванов
Поделись статьей:
Оцените статью:
Загрузка... Похожие статьи
1pokryshe.ru
Стальные фермы. План. 1. Общие сведения. Типы ферм и генеральные размеры. 2. Расчет и конструирование ферм.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Тольяттинский политехнический техникум» (ГБОУ СПО «ТПТ»)
Стальные колонны. План. Колонной
Стальные колонны. План. 1.Обшие сведения. Область применения. 2.Расчет центрально-сжатых стальных колонн сплошного сечения 3.Правила конструирования центрально-сжатых стальных колонн 1.Обшие сведения.
Расчет элементов стальных конструкций.
Расчет элементов стальных конструкций. План. 1. Расчет элементов металлических конструкций по предельным состояниям. 2. Нормативные и расчетные сопротивления стали 3. Расчет элементов металлических конструкций
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО- СЖАТОЙ КОЛОННЫ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный
РАСЧЕТ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ СКВОЗНЫХ КОЛОНН
164 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Расчет металлических конструкций
Расчет металлических конструкций Расчет по СП 16.13330 "Стальные конструкции" Расчет по СНиП II-23-81 "Стальные конструкции" Расчет по СП 53-102-2004 "Общие правила проектирования стальных конструкций"
Содержание. Список литературы 15
2 Содержание Расчёт и конструирование плоской статически определимой фермы Задание........................................ 3 Выбор размеров фермы............................. 4 Расчёт усилий от действия
1. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
ОГЛАВЛЕНИЕ 1 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ 4 КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ КОЛОННЫ 5 1 Компоновка 5 Проверка устойчивости в плоскости изгиба 8 3 Проверка устойчивости из плоскости изгиба 8 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ
11 РАСЧЁТ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
11 РАСЧЁТ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 11.1 Общие сведения К сжатым элементам относят: колонны; верхние пояса ферм, загруженные по узлам, восходящие раскосы и стойки решетки ферм; элементы оболочек; элементы фундамента;
5. Расчет остова консольного типа
5. Расчет остова консольного типа Для обеспечения пространственной жесткости остовы поворотных кранов обычно выполняют из двух параллельных ферм, соединенных между собой, где это возможно, планками. Чаще
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3 Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания СОДЕРЖАНИЕ 1. Исходные данные на проектирование стальной балочной клетки. 2. Расчет стальной
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет А. А. МАКАРОВ В. С. БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ
5. Конструирование и расчет элементов ДК
ЛЕКЦИЯ 8 5. Конструирование и расчет элементов ДК из нескольких материалов ЛЕКЦИЯ 8 Расчет клееных элементов из древесины с фанерой и армированных элементов из древесины следует выполнять по методу приведенного
Металлические конструкции
Металлические конструкции 1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОПИЛЬНЫХ ФЕРМ При устройстве покрытий производственных и гражданских зданий, ангаров, вокзалов, выполняемых с прогонами и без прогонов, широкое
Расчет балки. 1 Исходные данные
Расчет балки 1 Исходные данные 1.1 Схема балки Пролет A: 6 м. Пролет B: 1 м. Пролет C: 1 м. Шаг балок: 0,5 м. 1.2 Нагрузки Наименование q н1, кг/м2 q н2, кг/м γ f k d q р, кг/м Постоянная 100 50 1 1 50
АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО
АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО УДК 69.58:728.48 Н.Н. Алешин, Д.Н. Алешин, А.В. Колесников Сибирский государственный индустриальный университет ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО
1. Цели и задачи вступительного экзамена
Программа дисциплины разработана в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования. Направление подготовки магистра 08.04.01 «Строительство» Программа подготовки
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Оборудование и технология сварочного производства» ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Методические
ЧЕРТЕЖИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический университет» ЧЕРТЕЖИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА Краткий курс
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА Л.Н.Шутенко, В.П.Пустовойтов, Н.А.Засядько СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА Краткий курс РАЗДЕЛ 1 СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМЫЕ
РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет Кафедра строительных конструкций РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ
Числовые данные к задаче 2
ЗАДАЧА Абсолютно жесткий брус АВ опирается на шарнирно-неподвижную опору и прикреплен с помощью шарниров к двум стальным стержням. ребуется подобрать сечения стержней по условию их прочности, приняв запас
Часть 1 Сопротивление материалов
Часть Сопротивление материалов Рисунок Правило знаков Проверки построения эпюр: Эпюра поперечных сил: Если на балке имеются сосредоточенные силы, то на эпюре, должен быть скачок на величину и по направлению
НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
СОДЕРЖАНИЕ Введение.. 9 Глава 1. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ 15 1.1. Классификация нагрузок........ 15 1.2. Комбинации (сочетания) нагрузок..... 17 1.3. Определение расчетных нагрузок.. 18 1.3.1. Постоянные
3. Расчет элементов ДК цельного сечения
ЛЕКЦИЯ 3 Деревянные конструкции должны рассчитываться по методу предельных состояний. Предельными являются такие состояния конструкций, при которых они перестают удовлетворять требованиям эксплуатации.
Программа дисциплины
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" Филиал г.чистополь
docplayer.ru
Металлические фермы | Промышленные металлоконструкции
СТРОПИЛЬНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ
ФЕРМЫ В ПОКРЫТИЯХ ЗДАНИЙ
Стропильные фермы. Общие положения.
Покрытия металлокаркасных зданий в своей основе состоят из стропильных и подстропильных конструкций, прогонов, фонарных световых конструкций (при необходимости), связей и ограждающих конструкций кровли. Наиболее широкое распространение в покрытиях промышленных зданий, ангаров, складов, спортивных комплексов, торговых центров, где требуется перекрытия больших пролетов, получили стальные стропильные фермы. Фермы экономичны по затратам металла и просты в изготовлении, им довольно легко можно придать любую форму в соответствии с заданными условиями архитектуры, технологией производства, требованиями расчетной работы под нагрузкой.
Стропильная ферма представляет собой решетчатую конструкцию, воспринимающую нагрузки от кровельного покрытия, перекрывающая поперечный пролет здания и опирающаяся на несущие элементы этого здания (колонны, стены). При разряженной сетке колонн, где расстоянии в продольном направлении 12 и более метров, между колоннами вдоль здания устанавливают дополнительные фермы, которые служат опорой для промежуточных стропильных ферм. Такие дополнительные фермы называются – подстропильными. Стропильные и подстропильные фермы различаются по очертанию поясов, видам решетки, марки прокатного профиля. Окончательный выбор типа фермы зависит от назначения здания, профиля кровли, системы водоотведения, климатического района, материала покрытия, и экономических факторов.
Типы стропильных ферм
Стропильные фермы различают по очертанию поясов, виду решетки и типу сечения стержней ферм.
— Очертания ферм зависят от назначения здания и принимаются в соответствии с проектной конструкцией сопряжения с примыкающими элементами, статистической схемой и видом нагрузок, условиями эксплуатации и типом покрытия кровли. В зависимости от очертания поясов, фермы подразделяются на сегментные, полигональные, трапецеидальные, с параллельными поясами и треугольные.
— Фермы треугольного очертания – применяются в консольных и балочных системах при сосредоточенной нагрузке в середине пролета, а так же в зависимости от условия эксплуатации при необходимости задать значительный уклон кровли. Треугольные фермы обладают рядом существенных недостатков, а именно сложность конструктивного исполнения опорного узла, что допускает только шарнирное сопряжение фермы с колонной, при котором снижается поперечная жесткость здания. Стержни решетки в средней части фермы получаются слишком длинные, их сечение подбирается по предельной гибкости, что в итоге приводит к перерасходу металла.
— Фермы с параллельными поясами — обладают равными длинами элементов решетки, одинаковыми схемами узлов, повторяемостью элементов и деталей, что позволяет унифицировать такую конструктивную схему, и способствует индустриализации их изготовления. В настоящий момент за счет своих преимуществ фермы с параллельными поясами получили наиболее широкое распространение и являются основным типом в покрытиях зданий. Однако стоит отметить, что по своему очертанию они далеки от эпюры моментов и по расходу стали не экономичны.
— Сегментные фермы – криволинейное очертание пояса полностью повторяет эпюру моментов, что в теории позволяет изготовить такую ферму со значительной экономией по расходу стали, но сложность изготовления такой конструкции повышает трудоемкость производства, в связи с чем, практически не применяются.
— Фермы полигонального очертания – достаточно близко соответствуют параболическому очертанию эпюры моментов, с переломом пояса в каждом узле, но без применения криволинейных участков. Применяются в основном только для конструирования тяжелых ферм больших пролетов и мостовых конструкциях.
— Фермы трапецеидального очертания – по сравнению с треугольными, имеют преимущества в более простой конструкции узлов, а также позволяют устроить жесткий рамный узел, что повышает жесткость всего каркаса здания. Решетки таких ферм не имеют длинных стержней в середине пролета, и своей формой ближе к очертанию эпюры моментов.
Типы решеток ферм – выбираются в зависимости от схемы приложения нагрузок, очертания поясов и конструктивных требований. От типа выбранной решетки зависит вес фермы, трудоемкость ее изготовления и внешний вид.
— Треугольная система решетки – применяется в фермах с параллельными поясами или трапецеидального очертания, дает наименьшую суммарную длину решетки и наименьшее число узлов при кратчайшем пути усилия от места приложения нагрузки до опоры. Различаются фермы с восходящими и нисходящими опорными раскосами. Недостатком данной системы является наличие длинных сжатых раскосов, что требует дополнительного расхода стали для достижения расчетной устойчивости.
— Раскосная система решетки – наиболее целесообразное ее применение при малой высоте ферм, а так же при условии, когда по стойкам передаются большие усилия. Изготовление раскосной решетки трудоемкое и требует большого расхода металла. Путь усилия от узла с приложенной нагрузкой до опоры длинный, идет через все узлы и стержни решетки, поэтому при проектировании по максимуму закладывается, чтобы наиболее длинные элементы – раскосы — были растянуты, а стойки – сжатыми.
— Шпренгельная решетка – применяется в случае сосредоточения нагрузок к верхнему поясу при их вне узловом приложении, а так же при необходимости уменьшения длины расчетного пояса. Устройство шпренгельной решетки дает возможность получить оптимальное расстояние между элементами поперечных конструкций при рациональном соблюдении угла наклона раскосов, с возможностью уменьшения расчетной длины сжатых стержней. В стропильных фермах шпренгельная решетка позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, удобное для поддержания элементов кровли, либо позволяет заложить промежуточный узел необходимый для опирания крупнопанельного настила кровли. Устройство шпренгельной решетки трудоемко, и в некоторых случаях требует дополнительного расхода металла. Если нагрузка на ферму действует в обоих направлениях, то целесообразно использовать крестовую решетку. В фермах с поясами, выполненными из тавров возможно применение перекрестной решетки, где раскосы крепятся непосредственно к стенке тавра.
— Ромбическая и полураскосная решетка – обладают большой жесткостью благодаря взаимодействию двух систем раскосов, оптимальны при работе конструкций на большие поперечные силы. В основном применяются в мостах, мачтах, башнях, связях и где требуется большая высота ферм.
Сечение стержней ферм – выбор определяется в основном назначением и конструкцией фермы. Стропильные фермы проектируют из парных горячекатаных уголков, из прямоугольных электросварных профилей, швеллеров, круглых труб, с поясами из тавров и широкополочных двутавров, в некоторых случаях возможно применение ферм из одиночных уголков.
Наиболее распространенный вид сечения элементов ферм — парные уголки, применяются во всех климатических районах в сочетании с легкими и тяжелыми ограждающими конструкциями, при пролетах зданий 18-42м. Такое решение, удобно для конструирования узлов на фасонках и узлов примыкания прогонов, покрытий и связей, обладает широкими возможностями при проектировании по подбору типа фермы, а так же разнообразием выбора площадей сечения элементов. Однако большое число дополнительных элементов (косынок, фасонок, накладок) увеличивает расход стали и трудозатраты на изготовление.
Более рациональным конструктивным решением, позволяющим снизить массу, трудоемкость изготовления и монтажа металлоконструкций, является применение в конструкции стропильных ферм круглых труб или прямоугольных гнутозамкнутых профилей. Экономия достигается благодаря рациональной форме профиля и безфасоночным соединениям элементов решетки с поясом фермы. Большим преимуществом трубчатых стержней так же является их равноустойчивость в двух плоскостях, хорошая обтекаемость, удобство окраски в эксплуатации и стойкость против коррозии.
Оптимальное конструкторское решение стропильной фермы – пояса из тавров с решеткой из горячекатаных уголков. Область применения такая же как и у ферм из парных уголков, но за счет крепления уголков на стенке тавров позволяет обойтись без фасонок, соответственно сокращается объем стали и упрощается процесс изготовления.
Особенности расчета и схемы стропильных ферм
Схемы ферм достаточно разнообразны и зависят от технологических условий эксплуатации здания, конструкции кровли, технико-экономических и архитектурных соображений. На основе этих данных определяется длина пролета, высота фермы, очертания пояса, величина уклона и т.д. При малоуклонных кровлях применяются фермы трапециевидного очертания для кровли уклоном 5-10% и с параллельными поясами для кровель, не заполняемых водой при уклоне 2,5%, решетка малоэлементная, простой формы. Кровли с большим уклоном проектируются из треугольных ферм или двухскатных с параллельными поясами. В многопролетных зданиях с наружным отводом воды в основном используются односкатные фермы.
При расчете в стропильных фермах определяются усилия в узлах и стержнях ферм в зависимости от нагрузок. На фермы действует несколько нагрузок для каждой, из которой необходимо определять усилия:
постоянная нагрузка, – в которую входит собственный вес фермы, вес прогонов, кровельного покрытия и утеплителя, фонарей, связей по покрытию;
временная нагрузка – от подвесного подьемно-транспортного оборудования, подвесных коммуникаций и оборудования, осветительных установок, вентиляции и т.п., при больших пылевыделениях учитывается нагрузка от пыли;
атмосферные нагрузки – снег, ветер. Снеговые нагрузки при расчете элементов покрытия являются основными, определяющими размеры сечения, особенно при легкой кровле. В некоторых случаях доля снеговой нагрузки в расчетных усилиях достигает 60-70%.
Генеральные размеры ферм – длина и высота. Длина пролета ферм оговаривается в техзадании и определяется эксплуатационными требованиями и компоновкой здания. Оптимальная высота принимается из условия наименьшего веса фермы с учетом обеспечения необходимой жесткости и возможности транспортировки укрупненных элементов, так же высота фермы может назначаться исходя из условия необходимости размещения техкоммуникаций в межферменном пространстве.
«ПРОМЫШЛЕННЫЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ»
«Промметкон»
ассоциация производителей металлоконструкции
промышленного и гражданского назначения.
г.Екатеринбург, ул.8-марта 51
тел. 8-(343)-344-89-82
8-(967)-639-19-82
e-mail: [email protected]
prommetkon.ru
Forestry/Мультиферма — Minecraft Wiki
Маленькая мультиферма (версия до 3.1)Мультиферма — это многоблочная структура, добавляемая модификацией Forestry, которая позволяет автоматически устанавливать/переустанавливать почву, сажать/пересаживать семена, собирать урожай.
Для работы мультифермы нужно: вода, минеральное удобрение, почва (см. раздел конфигурация), семена (см. раздел конфигурация), RF энергия. Энергию можно передавать непосредственно, поставив двигатель рядом с редуктором, или с помощью энергетических труб из BuildCraft или других модификаций.
Мультиферма состоит из центральной структуры и слоя поверхностных блоков.Центральная структура имеет высоту 4 блока и размер по горизонтали от 3х3 до 5х5. Для её постройки используются специальные блоки фермы и компонентные блоки для расширения функционала фермы (см. Блоки). Третий слой снизу должен быть только из блоков фермы, размещать компонентные блоки там нельзя. Нельзя размещать мультифермы вплотную друг к другу, иначе они не будут работать.Слой поверхностных блоков расположен вокруг центральной структуры. Он определяет рабочую зону фермы — область, где мультиферма должна сажать семена/саженцы и собирать урожай (подробнее ниже).Самая маленькая ферма размером 17x17, самая большая 27x27 (в устаревших версиях другие размеры)(см. таблицу).При строительстве вы можете совмещать блоки из разных материалов, как блоки фермы, так и поверхностные блоки, это влияет только на декоративный вид.
Во-первых, вам нужно выбрать схему фермы:
(Вид сверху. Чёрным обозначены блоки фермы, красным обозначены поверхностные блоки.) Виды показывают максимально возможный размер фермы. Вы можете установить меньше поверхностных блоков. Ферма будет работать, но менее эффективно. Кроме того, в конфигурации можно настроить квадратную форму укладки поверхностных блоков, вместо ромбической. Но дополнительных данных по такой схеме не удалось найти.
В роли поверхностных блоков могут быть использованы следующие блоки:
Поверхностные блоки могут быть расположены на разной высоте относительно структуры мультифермы: непосредствено под ней и на 4-х уровнях фермы. Выше фермы их располагать нельзя. Все поверхностные блоки должны располагаться на одной высоте.
| Да, для всех случаев правильно | Неправильно |
Таблица содержит вид сбоку на мультиферму и указывает, как можно, а как нельзя устанавливать поверхностные блоки. В данном примере использована маленькая ферма, для других размеров принцип тот же.
| Блок фермы | Основной структурный блок мультифермы. Количество необходимых для постройки фермы блоков зависит от размера фермы. | |
| Редуктор | Компонентный блок мультифермы. Необходим для автоматического сбора ресурсов и ухода за фермой. Данный компонент работает на RF энергии. Просто подведите к нему энергию по трубам BuildCraft или других модификаций, или поставьте источник RF энергии (например, двигатель) вплотную. Это единственный обязательный компонентный блок, поскольку нет других способов передать энергию мультиферме. | |
| Вентиль | Компонентный блок мультифермы. Необходим для автоматического снабжения фермы водой посредством жидкостных труб. | |
| Люк | Компонентный блок мультифермы. Он позволяет принимать ресурсы (почву, семена/саженцы или удобрение), а также обладает возможностью выталкивать весь собранный урожай в трубу для предметов из BuildCraft (кроме песчаной) или в сундук, если они расположены прямо под данным блоком. Сундук при этом нельзя будет открыть. Для извлечения урожая с другой стороны блока можно использовать деревянную транспортную трубу. При подаче ресурсов в ферму люк сам распределит их по нужным слотам; если какой-либо поданный ингредиент не поддерживается фермой, то он будет отброшен. Также возможно использовать трубы из RedPower 2, в этом случае минеральное удобрение нужно подавать с западной стороны, почву — с северной, семена/саженцы — сверху, а урожай извлекать снизу. | |
| Блок управления | Компонентный блок мультифермы. Он позволяет приостанавливать работу фермы при подаче сигнала красной пыли. Подача сигнала к боковой стороне данного блока отключит соответствующую сторону фермы. Подача сигнала сверху или снизу отключит всю ферму целиком. При прекращении сигнала ферма возобновит свою работу. |
По нажатию ПКМ на мультиферму открывается графический интерфейс:
Графический интерфейс разделён на семь областей:
I. Окно для ёмкостей с водой. Через него можно пополнять бак для воды.II. Бак для воды. Показывает текущий уровень воды в ферме. Может быть заполнен через (I) или через вентиль с использованием водопроводных труб из BuildCraft или других модификаций.III. Текущая конфигурация; Окно для печатной платы. Показывает текущую конфигурацию мультифермы, а также слот для печатной платы с прикреплёнными электронными лампами от которой зависит что будет выращивать мультиферма. Подробнее смотрите ниже в разделе конфигурация.IV. Окно для минерального удобрения. Большинство конфигураций требует минеральное удобрение, которое можно заменить удобрением из IndustrialCraft 2. Можно загружать через люк.V. Внутренний инвентарь для почвы на 6 мест. Можно загружать через люк.VI. Внутренний инвентарь для семян/саженцев и т. п. на 6 мест. Можно загружать через люк.VII. Внутренний инвентарь для урожая на 8 мест. Урожай может автоматически извлекаться через люк.
Мультиферма имеет конфигурацию, влияющую на режим работы фермы (Автоматическая/ручная) и на тип фермы (то, что будет выращивать мультиферма).Конфигурация режима задаётся в паяльнике, а конфигурация типа задается на 4 стороны фермы в зависимости от выбранного режима и установленных электронных ламп на печатную плату. Северная и южная стороны разрастаются строго от центральной структуры (при максимальном размере это прямоугольник 15х5). Западная и восточная стороны занимают остальную площадь, поэтому они больше.По умолчанию (без платы) все 4 стороны фермы работают в режиме управляемого дендрария.Конфигурирование сторон фермы зависит от порядка установки ламп на плату:
Слева: ПаяльникСправа: Мультиферма
N, S, W и E соответственно обозначают, Север (North), Юг (South), Запад (West) и Восток (East).
Автоматическая[править | править вики-текст]
Управляемая ферма (англ. Managed Farm) устанавливает/переустанавливает почву, сажает/пересаживает семена, собирает урожай. Возможны следующие настройки:
Милливедро (мВ) — 1/1000 (одна тысячная) ведра.Милличасть (мЧ) — 1/1000 (одна тысячная) минерального удобрения.
Ручная[править | править вики-текст]
Ручная ферма (англ. Manual Farms) только собирает урожай, но не пересаживает семена и не переустанавливает почву. Возможны следующие настройки:
minecraft-ru.gamepedia.com
Проектирование металлических ферм
Вернуться в раздел «Металлические конструкции»
Металлические фермы промышленных и гражданских зданий
Металлическая ферма – это стержневая строительная конструкция, которая передает нагрузки от кровли или перекрытия на колонны или стены зданий и сооружений. Ферма состоит из верхнего и нижнего пояса, раскосов и стоек. Раскосы и стойки называют решеткой фермы. Опорный раскос называют шпренгелем.
Более подробно о фермах можно прочитать на странице:
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФЕРМАХ
Проектирование любой фермы начинается с компоновка конструктивной схемы фермы. Подробную информацию о компоновке ферм можно почитать на странице:
КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ФЕРМЫ
После выбора общей компоновки, назначают предварительные генеральные размеры ферм. Подробно об этом написано на странице:
НАЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ФЕРМ
После того как назначены генеральные размеры фермы, следует назначить сечения ферм. Рекомендации читаем на странице:
ТИПЫ СЕЧЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ФЕРМ
Помимо компоновки фермы, необходимо обеспечить ее устойчивость из плоскости ферм. Как ее обеспечить, читаем на странице:
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ФЕРМ
На основе расчетной схемы выполняются все расчеты. Расчетную схему с указанием геометрических размеров и усилий показывают на чертеже. Зачем это нужно? Наверное, так эксперту удобнее проверять, но у него и так есть на руках все расчеты. Вероятно это дань советским традициям, когда использовались типовые серии. Брали расчетную схему из типовой серии, делали ссылку, а самих расчетов не требовалось. Возможно, это нужно проектировщику, который будет разрабатывать КМД.
Смотреть: пример оформления расчетной схемы фермы на чертеже.
Мы подробно рассмотрим следующий вид ферм:
1. Фермы из парных уголков;
2. Ферма с поясами из широкополочных тавров;
3. Фермы типа «Молодечно»;
4. Фермы из круглых труб;
5. Мало-элементные фермы.
Самый выгодный угол наклона раскосов к поясу составляет 45 — 50° (в раскосной решетке 35 — 50°).
Опорный раскос может быть восходящим или нисходящим. Нисходящие раскосы более предпочтительны, т.к. работают на растяжение.
Генеральными размерами фермы — это пролет фермы (т.е. длина фермы) и ее высота. Оптимальное отношение высоты фермы к ее пролету h/l ≈ 1/8, т.к. при этом отношении металлоемкость фермы будет минимальная.
Фермы эффективны при пролете от 6-8 метров. Использовать фермы меньше пролетом меньше 6 метров не целесообразно, т.к. проще использовать балки.
При назначении высоты фермы, следует учитывать условия транспортировки ферм:
— транспортировка ферм по железной дороге требует габарит конструкции по вертикали — не более 3,8 м по горизонтали — 3,2 м;
Пролеты ферм принимаются кратные 3 м (до 18 м.), а для больших пролетов — кратными 6 м (18, 24, 30, 36 м. и т.д.). Отступления от этих размеров допускаются при специальном обосновании.
Типы ферм.
Фермы в зависимости от очертания можно разделить на следующие типы:
— фермы с параллельными поясами;
— фермы с полигональными поясами;
— треугольные фермы. Применяют при крутых крышах.
Выбор типа фермы зависит от архитектуры здания, материала кровли, системы водоотвода и т.д.
Тип решётки
Геометрическая неизменяемость фермы достигается устройством решетки (Система поясов и раскосов).
— треугольная решетка;
— раскосная;
— ромбическая решетка;
— полураскосная.
При проектировании ферм, могут быть полезными следующие типовые серии:
| № п/п | Номер | Наименование | Примечания |
| 1 | Серия 1.460.2-10/88 | Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий с фермами из парных уголков. | Смотреть |
| 2 | Серия 1.460.2-11 | Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий с применением ферм с поясами из широкополочных двутавров. | Смотреть |
| 3 | Серия 1.460.3-14 | Стальные конструкции покрытий производственных зданий пролетами 18, 24 и 30 м с применением замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения типа «Молодечно». Чертежи КМ. | Смотреть |
| 4 | Серия 1.466-2 | Пространственные решетчатые конструкции из труб типа «Кисловодск». Рабочие чертежи. | Смотреть |
| 5 | Серия 1.263.2-4 | Унифицированные конструкции стальных ферм для покрытий зальных помещений общественных зданий. | Смотреть |
saitinpro.ru
