Интернет-магазин 
Использование стропил из труб
Как правило, металлические стропила из профтрубы используют при строительстве габаритных промышленных и общественных зданий. Это могут быть гипермаркеты, спорткомплексы, цеха, склады.
В индивидуальном жилищном строительстве металл для крыш домов практически не применяется. Это дорого, есть сложности с монтажом и перевозкой. В этом случае рациональнее использовать древесину. Однако в частном строительстве отведена ниша и для стропил из профильной трубы (ферм). Используют их при возведении различных навесов – для автомобилей (крытые стоянки), дворовых площадок, бассейнов.
Среди достоинств металлических ферм можно выделить:
- высокую прочность, позволяющую выдерживать значительные нагрузки;
- способность перекрывать большие пролеты;
- возможность применения на объектах сложной конфигурации;
- долговечность и эстетичность.
Однако металлические фермы не свободны от недостатков, к которым можно отнести:
- значительный вес, требующий при монтаже эксплуатации специальной техники;
- высокую цену;
- низкую огнестойкость: при пожаре металлические стропила (фермы) провисают и обваливаются примерно за 15 минут.
Профильная труба — наш вариант
Металлические фермы выполняются из различных изделий, а также их комбинаций. Например, из швеллеров, уголков, двутавров и так далее и, конечно, из профильных труб.
Чем хороша профильная труба для крыши? Профильные трубы легко окрашивать, на их стенках не задерживается влага (снег, иней, вода), поэтому их стойкость к коррозии выше, чем у других профилей фасонного проката. Соответственно, выше и долговечность.
Профильные трубы легче обрабатывать по сравнению с другими сечениями, потому что их плоские поверхности обеспечивают удобство резки, сварки и соединения, а также упрощают разметку и фиксацию при монтаже.
Несмотря на кажущуюся массивность, профильные трубы лёгкие, ведь внутри них – пустота. Это качество позволяет снизить нагрузку от конструкции покрытия на стены и фундамент. Но вызывает необходимость в герметизации этих полостей с торцов изделий для предотвращения попадания влаги вовнутрь и, как следствие, возникновения коррозии.
Металлические профильные трубы для стропил изготавливают путем прокатки и обработки металла на специальных станках. Сечение полученных таким образом труб может быть круглым, прямоугольным, квадратным.
Материалом для профильных труб обычно служит конструкционная сталь. Но в некоторых случаях при строительстве конструкций специального назначения, применяют легированную сталь или сплавы на основе алюминия.
Нагрузки, которые способна выдержать профильная труба, зависят от марки металла, размеров сечения, толщины стенок, геометрических характеристик элемента.
Длина профильной трубы на крышу варьируется в пределах от 6 м (для малых сечений) до 12 м (для больших сечений). Минимальные сечения – 10х10 мм и 15х15 мм (с толщинами стенок 1 мм и 1,5 мм соответственно). Трубы с таким сечением применяются для лёгких малогабаритных конструкций (например, небольших навесов). Увеличение толщины стенок и размеров сечения приводит к увеличению веса и прочности профилей. Поэтому трубы максимальных сечений (начиная с 300х300х12 мм и выше) применяют преимущественно для большепролетных ферм промышленных зданий.
Строение ферм из труб
Единицей стропильной металлической системы покрытия является ферма – плоская конструкция, собранная из нескольких прямых стержней. Контур фермы формируют верхний и нижний пояса. Между ними находится решётка, состоящая из раскосов и стоек.
Элементы фермы – прямые профильные трубы – соединяют или непосредственно между собой, или через узловые фасонки. Для крепления используют сварку, болты, заклепки.
Металлические фермы стандартных размеров и конструкций можно купить уже в готовом виде или же собрать из труб самостоятельно. Однако изготовление стропильной системы из профильной трубы своими руками требует высокого профессионализма, умения работать с металлоконструкциями и знания методики выполнения расчетов. Поэтому для частного застройщика намного удобнее вариант приобретения готовых ферм, которые останется только правильно смонтировать.
Варианты конструкций ферм
Металлические фермы могут иметь разные очертания, отличаться по назначению и способности воспринимать нагрузки.
Основными несущими элементами фермы являются пояса – верхний и нижний. Они создают контур конструкции, то есть очерчивают ее сверху и снизу. Пояс – это прямой или ломаный стержень, состоящий из одной или нескольких сращенных труб.
В соответствии с контуром поясов фермы из профиля бывают:
- сегментные;
- полигональные;
- трапецеидальные;
- с параллельными поясами (плоская кровля);
- треугольные.
Сегментные фермы встречаются редко по причине своей сложности. Обладают арочной формой, с криволинейным, полукруглым контуром верхнего пояса. Это очертание повторяет эпюру моментов, поэтому у сегментной фермы пониженный расход металла. Однако трудоемкость производства, связанная со сложными узлами конструкции, делает ее крайне непопулярной.
Полигональные фермы имеют сложные очертания, напоминающие арку с ломаным верхним контуром. Обладают повышенной прочностью, поэтому применяются для перекрытия больших пролетов зданий с тяжелым режимом работы. Благодаря особой схеме расположения элементов полигональные фермы позволяют сэкономить значительное количество металлопрофиля, но только при использовании их для большепролетных строений. Легкие конструкции при выборе полигонального варианта не дадут ожидаемой экономии.
Трапецеидальные фермы имеют форму трапеции (или двух сомкнутых трапеций). Используются при возведении крыш с небольшим углом наклона. Узлы фермы характеризуются повышенной жёсткостью и прочностью. В центральной части стропильной системы двухскатной крыши из профильной трубы отсутствуют длинные стержни, поэтому трапецеидальный вариант считается довольно экономичным по расходу металла.
Фермы с параллельными (горизонтальными) поясами — простейшие конструкции прямоугольной формы с горизонтальными поясами, одинаковыми по длине. Содержит множество однотипных деталей решётки одинаковой длины. Конструкция полностью унифицирована. Так как пояс данного типа ферм выставлен горизонтально, их применяют для сооружения плоских кровель, включая мягкие и эксплуатируемые.
Треугольные фермы по форме похожи на треугольник, они используются для сборки стропильной системы одно- и двухскатных крыш (навесов). Угол наклона значения не имеет, возможно применение для крутых скатов. При сборке треугольных ферм следует тщательно рассчитать и закрепить опорные узлы, имеющие сложное устройство. Еще одна особенность: в центральной части конструкции используются удлиненные стержни. Чем круче стороны «треугольника», тем стержни длиннее. Поэтому для их изготовления требуется повышенное количество трубы.
Кроме поясов, в конструкции фермы предусмотрена решётка – сочетание прямых элементов (стоек, раскосов), которые располагаются в определенной последовательности между поясами и скрепляют их между собой. От вида решётки зависит прочность фермы, её вес, внешний вид и степень сложности изготовления.
Распространены следующие системы решеток:
- треугольная;
- раскосная;
- шпренгельная;
- крестовая;
- ромбическая;
- полураскосная.
Треугольная система решётки состоит из элементов, выставленных в виде повторяющихся треугольников. Подходит для ферм с параллельными поясами и трапецеидальной формы. Опорные раскосы в конструкции могут быть восходящими и нисходящими. Треугольная система характеризуется минимальной суммарной длиной решётки, а также минимальным количеством узлов при кратчайшем пути прохождения усилия от точек приложения нагрузки до опоры. В решетке присутствуют длинные раскосы, работающие на сжатие. Чтобы конструкция с такими раскосами приобрела необходимую устойчивость, при расчёте требуется увеличивать количество используемого металла. Повышенный расход профиля в треугольных решётках является практически единственным их минусом.
Раскосная решётка состоит из большого числа раскосов и небольшого количества стоек. Усилие от места прилагаемой нагрузки до опоры проходит длинный путь, минуя все линии и узлы решётки. Раскосы при этом должны работать на растяжение, а стойки – на сжатие. По причине использования большого количества длинных раскосов, конструкция требует использования повышенного количества профиля. Используются такие решётки в фермах небольшой высоты, которые должны воспринимать значительные усилия.
Шпренгельная решётка – сложная по конструкции и трудоёмкая. Применяется для высоких треугольных ферм (4-5 м), которые предназначаются для перекрытия больших пролетов (20-24 м). Расположение элементов в ней позволяет снизить длину сжатых стержней.
Крестовая решётка – раскосы в ней установлены крест-накрест, между ними располагаются стойки. Используются такие решётки в фермах, воспринимающих двухстороннюю нагрузку. Такой тип нагрузки характерен для горизонтальных связевых ферм крыш производственных сооружений и мостов, вертикальных ферм башен и мачт.
Полураскосная и ромбическая решётки – в этих конструкциях используются две отличные друг от друга системы расположения раскосов. Это придаёт им повышенную жёсткость. Используются такие решётки в конструкциях мостов, мачт, башен.
Основные узлы ферм из труб
Соединения элементов фермы между собой называют узлами. Часто они представляют собой непосредственное примыкание решётки к поясам, без применения промежуточных деталей – фасонок. При соединении должна обеспечиваться полная герметичность внутренних полостей труб, для предупреждения коррозии.
В узлах необходима фигурная обработка торцов труб. Если специальных станков для обработки нет, а трубы изготовлены из пластичной стали (например, низкоуглеродистой), допустимо выполнять сплющивание торцов в узлах. В некоторых случаях соединение элементов фермы выполняют на фасонках.
По длине трубы скрепляют сваркой. Трубы одинакового диаметра соединяют встык и сваривают ровным сварочным швом на подкладочном кольце. Если наплавляемый металл характеризуется низким расчётным сопротивлением, сварочный шов выполняют по косой. Для соединения труб встык также применяют парные кольцевые накладки, которые сгибают из металлического листа или вырезают из труб с тем же или большим диаметром, чем скрепляемые детали. Толщина сварного шва и используемых накладок должна быть на 20% больше толщины соединяемых труб.
При стыковке труб разных диаметров возможно применение торцевых прокладок. Также при монтаже практикуются фланцевые соединения с помощью болтов.
Таким образом, расчёт, изготовление и монтаж ферм из профильных труб являются сложными, ответственными мероприятиями, требующими профессионального подхода. Но при строительстве торговых павильонов, цехов, складов такие фермы являются незаменимыми. Только они смогут обеспечить долговечность и безопасность протяжённых, габаритных объектов с тяжёлой конструкцией кровли.
Данная информация носит исключительно информационный (ознакомительный) характер и не является рекомендацией.
