Типовой проект фермы из профильной трубы. Расчет и изготовление ферм из профильной трубы.

Перед созданием навеса арочной формы своими руками делается чертеж и расчет всех элементов и узлов крепления.

Арочный навес из поликарбоната

Чертеж и проект помогут решить вопросы относительно номенклатуры и количества приобретаемых строительных материалов, интерьера и экстерьера металлической конструкции и дизайна всего участка.

Чертеж навеса из поликарбоната

• Расчет прочности опор и ферм;

• Расчет сопротивления крыши ветровой нагрузке;

• Расчет нагрузки на кровлю в виде снега;

• Эскизы и общие чертежи металлического навеса арочной формы;

• Чертежи основных элементов с их габаритами;

• Проектно-сметная документация с расчетом количества и стоимости стройматериалов.

Основа конструкции металлического навеса по чертежу — стропильная ферма. Расчет формы, толщины, сечения и расположение откосов фермы сложен. Главные элементы фермы — пояса верхнего и нижнего вида, образующие пространственный контур. Сборка арочной фермы для навеса производится по арочным балкам. Особенность арочной фермы — минимизация изгибающих моментов в конструктивных поперечных сечениях. При этом материал арочной конструкции сжимается. Поэтому производимые чертеж и расчеты осуществляются по упрощенной схеме, где кровельная нагрузка, нагрузка крепежной обрешетки и снежной массы равномерно распределяются всей площади.

Проект навеса из поликарбоната

Проект навеса и его чертеж включают в себя следующие расчеты:

• Реакция горизонтальных и вертикальных опор, напряжение в поперечных направлениях, что повлияет на подбор сечения несущего профиля;

• Кровельные снеговые и ветровые нагрузки;

Районирование территории РФ по расчетному значению веса снегового покрова

• Сечение внецентренно сжатой колонны.

Таблица расчета арочной фермы

Ферма – это основа всего покрытия. Для ее установки потребуются прямые стержни, соединяемые в шарнирных или жестких узлах.

Установка арочной фермы

Ферма включает в себя пояса верхнего и нижнего вида, стойки и раскосы. В зависимости от оказываемых нагрузок на все элементы арочной фермы выбирается материал для нее. Нагрузки на сооружение определяются в соответствии с требованиями СНиП. Для чего выбирается схема строения, где указываются контуры поясов фермы. Схема зависит от того функции навеса, его крыши и ее угла размещения.

Таблица расчета арочной фермы

После определяются размеры фермы. Ее высота фермы зависит от кровельного материала и вида фермы — стационарная или передвижная. Ее длина – по желанию. При пролетах между стойками от 36 м рассчитывается строительный подъем — обратный изгиб фермы от ощущаемых нагрузок. После рассчитываются размеры панелей, которые зависят от промежутка между элементами, распределяющими нагрузку на конструкцию фермы. От этого зависит расстояние между узлами. Совпадение обоих показателей обязательно.

Строительный подъем арочной фермы

У арочной фермы направляющим является нижний пояс, выполненный в виде дуги. Профили соединяются ребрами жесткости. Радиус арки может быть любым и зависит от природных условий расположения фермы и ее высоты. От несущей способности конструкции фермы зависит ее качество. Чем выше ферма, тем меньшее снега будет задерживаться. Количество ребер жесткости помогает противостоять нагрузкам. Все детали навеса лучше сварить.

Количество ребер жесткости арочной фермы

Для начала рассчитывается коэффициент μ для каждого пролета пояса верхнего вида — переходящая нагрузка снежной массы на земле на его нагрузку на конструкцию. Для чего нужно знать угол наклона касательных. С каждым пролетом радиус угла становится меньше. Для вычисления нагрузки используются показатели Q — нагрузка от снега на 1-вый узел фермы, и l — длина стержней из металла. Для этого вычисляется cos угла расположения перекрытия.

Таблица общей нагрузки арочной фермы на почву

Нагрузка вычисляется по формуле — произведение l и μ и 180. Соединив все показатели вместе, рассчитывается общая нагрузка арочной фермы на почву и подбираются материалы и их габариты.

Изготовление обрешетки из профильной трубы и покрытие фермы поликарбонатом

Фермы из профильной трубы долговечны, прочны и экономичны. Профильная труба — профиль из металла, прокатанный и обработанный с помощью станков.

Профильные трубы

По типу сечения они классифицируются на профили овального, прямоугольного и квадратного сечений. Фермы из профильной трубы арочного типа обладают высокой прочностью, длительным сроком их эксплуатации, возможностью сооружения сложных конструкций, доступной стоимостью, небольшим весом, устойчивостью к деформациям и повреждениям, влаге и ржавчине и возможностью их отделки полимерными красками.

Разновидность профильных труб

Для сборки или крепежа элементов используются спаренные уголки. Конструируя верхний пояс, используют 2 тавровых уголка различной длины.

Уголки стыкуются сторонами с меньшим размером. Нижний пояс соединяется уголками с равными сторонами. Соединяя большие и длинные фермы используют накладные пластины.

Стыкование тавровых уголков

Парные швеллеры распределяют нагрузку равномерно. Раскосы монтируются под углом 45, а стойки — под 90.

Схема монтирования раскосов и стоек

После сборки приступают к сварочным работам, после чего каждый шов зачищается. Завершающий этап — обработка антикоррозийными растворами и краской.

Зачистка сварного шва

На готовую ферму устанавливаются листы поликарбоната — полупрозрачного пластика, который способен защитить от погодных осадков. При этом учитывается толщина и форма используемого листа. При большом радиусе изгиба используются сотовый поликарбонат от 8 до 10 мм в толщину. При малом радиусе — монолитный волновой до 6 мм.

Сотовый поликарбонат

Монолитный волновой поликарбонат

Фермы из профильной трубы предназначены для придания всей конструкции навеса жесткости и соединения стоек воедино. Образованные арки — основа для крепления поликарбоната. Рекомендуется использовать такие же уголки, как и при изготовлении ферм. Должна быть предусмотрена резиновая подложка, чтобы материал не контактировал напрямую с элементами из стали, что сохранит от быстрого износа козырька.

Смонтированная ферма под поликарбонат

Для установки стоек навеса делается столбчатое основание, чьи габариты на 5-7 см превышают размеров опоры. Для защиты от воды и влаги основание покрывается рубероидом. В процессе заливки фундамента производится установка крепежных штырей.

После монтажа навеса из поликарбоната производится крепление фермы, которая соединяет все элементы навеса в общий каркас. Нарезая и устанавливая листы поликарбоната:

• Используют термошайбы, компенсирующие расширение пластика от высоких температур.

Монтаж поликарбоната с помощью термошайб

• Осуществляется обработка торцов сотового поликарбоната паропроницаемой лентой.

Обработка торцов сотового поликарбоната паропроницаемой лентой

• Наружная сторона должна остаться в заводской упаковке для ее защиты от выцветания.

• Расположение ребер жесткости по дуге. При использовании монолитного волнового поликарбоната направление изгибов совпадает с арками.

При строительстве помещения большой площади огромное внимание стоит уделить прочности кровли. Для этого во время перекрытия используют фермы.

Правильный расчет и изготовление ферм из профильной трубы – главное условие качественного монтажа будущей кровли.

Далее нужно определиться с размерами. Длина определяется углом скоса крыши, а ее высота зависит от вида материала, который будет использоваться для перекрытия, метода перевозки и общей массы металлоконструкции.

Если расчет фермы из профильной трубы показал, что ее общая длина должна быть больше 36 метров, то дополнительно рассчитывается строительный подъем.

Далее определяются размеры панелей. Проведение подсчетов зависит от нагрузки, что по плану должна на нее возлагаться. Если архитектура кровли планируется треугольного вида, тогда ее скос будет составлять 45 градусов.

Итоговым этапом расчетов считается определение оптимального расстояния между узлами металлоконструкции.

Если вы не уверены в своих силах, тогда лучше доверить подсчеты специалистам, которые владеют специальными компьютерными программами и смогут гарантировать качество предоставляемых услуг.

Перед началом строительства стоит несколько раз перепроверить все результаты с учетом возможной максимальной нагрузки на строение. Также запомните, что помимо расчетов на качество монтажа влияет наличие плановых чертежей.

А теперь мы вам представим несколько бесплатных программ которыми можно воспользоваться для расчета.

Процесс соединения отдельных элементов своими руками

Изготовление фермы из профильной трубы своими руками предполагает в процессе объединения всех составляющих использование таких соединительных элементов как спаренный уголок или прихватка.

При сборке верхнего пояса оптимальным соединительным элементом считается пара тавровых уголков, что соединяются друг с другом меньшей стороной. Нижний пояс соединяется уголками с ровными сторонами.

В случае соединения фермы больших размеров обязательно используются накладные пластины, а чтобы равномерно распределить давление по всей конструкции применяются двойные швеллеры.

Установка раскосов осуществляется под наклоном в 45 градусов, тогда как стойки монтируются перпендикулярно к основанию. Для установки фермы в качестве соединителей используются крестообразные или тавровые уголки, которые хоть и имеют ровные стороны, но дополнительно поддерживаются пластинами.

После того так конструкция собрана можно переходить к осуществлению сварочных работ. Как сварить ферму из профильной трубы? Приветствуется как использование ручной сварки, так и автоматической, .

Видео

После того как сварка завершена все полученные швы аккуратно зачищаются после чего все строение обрабатывается антикоррозийным раствором и покрывается несколькими слоями краски.

Для того чтобы уменьшить давление конструкции при минимальном скате кровли лучше применять дополнительные решетки. Если уклон не более 25 градусов, то для уменьшения массы рекомендуется изготовить нижний пояс ломаного вида.

Во время изготовления фермы большой длины применяйте только парное количество панелей. А если ее длина превышает два десятка метров, то желательно использовать фермы Полонсо.

Выбор диаметра профиля обусловлен размером будущего навеса и градуса его уклона, но в любом случае расстояние от одной фермы до другой не должно превышать 1,7 м.

Возведение арочной фермы

При планировании изготовления каркаса арочного вида использование ферм является обязательным условием. Ее изготовление из профильной трубы по технологии несколько сложнее создания обычного каркаса.

Данные конструкции служат связующим звеном для лаг, столбов и опор. Если она правильно собрана, то это добавит ей надежности и предупредит его преждевременное разрушение и деформацию.

Изготовление арочных ферм из профильной трубы является самым лучшим решением, так как этот материал отличается прочностью и хорошо соединяется с листами поликарбоната, что используются для перекрытия.

Видео

При выборе конструкции нужно учесть факт, что для навеса важно использовать такую форму, которая позволит не задерживать на себе осадки.

В противном случае большое скопление воды или снега может спровоцировать деформацию или даже поломку. От величины радиуса арки зависит, будут ли на ней задерживаться осадки.

Односкатные виды из . Его особенностью является то, что более высокой стороной такой навес присоединяется к основному строительному объекту. Его покрытие подбирается исходя из внешних характеристик и конструктивных особенностей.

Давайте подробнее рассмотрим устройство односкатного навеса, для которого будет использоваться ферма односкатная на 12 метров из профильной трубы, чертежи конструкции также должны прилагаться к расчетам и другой строительной документации.

Для перекрытия односкатного навеса лучше использовать листы поликарбоната двухметровой ширины. Конструкция должна собираться таким образом, чтобы край кровельного материала попадал именно на ферму.

Сегодня существует большое количество программ, которые позволяют не только провести все нужные подсчеты, но и наглядно увидеть каждый элемент будущей постройки. Ведь она станет хорошим решением для создания летней веранды или летнего гаража для личного автотранспорта.

Видео

В процессе строительства рекомендуется использовать профиль с диаметром сечения 3х3 см, а для наклонных распорок, которые привариваются под углом 25 градусов можно использовать образцы меньшего диаметра сечения 2х2 см. Они привариваются зигзагом между верхним и нижним основанием строения.

Основой металлического каркаса служит пара профилей с сечением 3х3 см. Между фермами обязательно использование полуметровых продольных перемычек, которые направлены на снижение снеговой нагрузки.

Для вертикальных стоек используется профиль большего сечения. Стойки устанавливаются с обеих сторон возле каждой фермы. Они закапываются в землю не менее чем на полметра и дополнительно заливаются бетоном. Таким образом, каркас укрепляется и приобретает способность выдерживать большое давление.

Видео

Заметьте, что к сварочным работам можно допускать лишь человека, который имеет соответствующее образование и опыт работы сварщиком, так как от его профессионализма зависят эксплуатационные характеристики навеса.

В любом случае изготовление ферм из профильной трубы любого вида и их использование является важным моментом в строительстве навесов любого вида, поэтому неплохо будет изучить несколько схем изготовлений по фотографиям и просмотреть пример расчета для любой формы. После чего можно приступать к своим расчетам.

Прежде чем приступать к созданию навеса своими руками, необходимо сделать чертеж и рассчитать все элементы и узлы крепления, это позволит возвести надежное сооружение при минимальных финансовых и трудовых затратах. Чертеж и проект навеса из металлических конструкций поможет в решении целого ряда вопросов, начиная от номенклатуры и количества закупаемых стройматериалов и заканчивая экстерьером здания и общим дизайном участка.

В статье будет предоставлен список требований к сооружению, примеры расчетов наиболее распространенных конструкций и общие рекомендации по проектированию навеса для автомобиля своими руками, чертежи и схемы.

Что должен содержать проект навеса

• Расчет прочности несущих конструкций – опор и ферм;
• Расчет парусности крыши (сопротивление ветровой нагрузке);
• Расчет снеговой нагрузки на кровлю;
• Эскизы и общие чертежи навеса;
• Чертежи основных конструкционных элементов с указаниями габаритных размеров;
• Проектно-сметная документация, включающая расчет количества строительных материалов каждого вида и их стоимости. В зависимости от опытности разработчика могут учитываться нормы на расход (обрезки при монтаже) или просто добавляется 10-15% к метражу металлопроката.

Навес к дому – проекты, фото конструкций выполняющих различные функции

Общие требования к навесу для автомобиля

Сооружения, которые возводятся для защиты автомобиля, должны следующим отвечать эксплуатационным и техническим требованиям:

• Размеры навеса по чертежу должны быть достаточными для свободного размещения авто;
• Форма навеса, обеспечивающая защиту от попадания влаги, по возможности в расчетах учитывается преобладающий ветер;
• Конструкция предохраняет от воздействия прямых солнечных лучей на протяжении всего светового дня;
• Беспрепятственный, достаточной ширины подъезд к навесу, по возможности без поворотов на всем пути следования;
• К машине должен быть обеспечен свободный доступ со всех сторон;
• Достаточная простота чертежа, несущих конструкций и каркаса для навеса из профильной трубы или другого материала;
• Гармоничное сочетание с домом и сооружениями на приусадебном участке;
• Минимизация затрат на приобретение стройматериалов и проведение монтажных работ.

Наиболее простой для устройства односкатный навес из металлопрофиля своими руками, чертеж с основными размерами

Разновидности форм навесов и их эксплуатационные особенности и чертежи

Основной пространственной конструкцией навеса, в соответствии с чертежом, является стропильная ферма. Расчет ее формы, толщины и сечения металла, а так же чертеж размещения откосов вызывает наибольшие сложности.

Главными конструкционными элементами фермы для навеса являются верхний и нижний пояс, которые образуют пространственный контур. Материалами для сборки могут служить прокатные или сварные двутавры, уголки, швеллера или профтрубы квадратного и круглого сечения. Сборка фермы для навеса своими руками может производиться по следующим формам:

1. Параллельные пояса. Уклон готового навеса в соответствии с чертежом не превышает 1,5%, подходят для плоских кровель с рулонным покрытием. Соотношение высоты и длинны от 1/6 до 1/8. Каркас такого типа имеет несколько преимуществ:

• Все стержни поясов для пространственной решетки имеют одинаковую длину;
• Минимальное количество соединительных узлов;
• Простой расчет сопряжения конструкций.

Создание беседки – навеса из поликарбоната своими руками, чертеж, фото готового сооружения

1. Трапециевидные (односкатные). Угол уклона по чертежу составляет от 6-15 0 . соотношение высоты и длины в центре изделия 1/6. Обладает повышенной жесткостью рамы
2. Полигональные – используются исключительно для удлиненных пролетов на 10 м и более, их применение для небольших навесов нерационально в связи с неоправданным усложнением чертежа и самого изделия. Исключения могут составлять навесы с изогнутыми (дуговыми) фермами заводского изготовления.

Устройство консольного, полигонального навеса из металлопрофиля своими руками, чертеж

1. Треугольные. Применяются при увеличенных снеговых нагрузках, уклон двускатного навеса составляет 22-30 0 . Основным конструктивным недостатком является сложность чертежа и выполнения острого узла в основании изделия, а так же слишком длинные стержни в центре. Соотношение высоты с шириной в небольших фермах для навеса из поликарбоната, по чертежу не превышает 1/4, 1/5.

Монтаж треугольного навеса из профнастила своими руками, чертеж конструкции с указанием основных размеров

1. Арочные балки. Наиболее эргономичный вид фермы. Ее особенностью является возможность минимизировать изгибающие моменты в поперечных сечениях конструкции. При этом материал арки подвергается воздействиям на сжатие. То есть чертеж и расчеты фермы для навеса, расчет конструкции навеса допускается производить по упрощенной схеме, при которой нагрузка от кровельного покрытия, крепежной обрешетки и снега будет приниматься, как равномерно распределенная по всей площади.

Пример расчета навеса для автомобиля

При проектировании навеса и создании его чертежа необходимо рассчитать:

1. Горизонтальные и вертикальные опорные реакции фермы, определить действующие напряжения в поперечных направлениях и на основании полученных данных осуществить подбор величины сечения несущего профиля;
2. Снеговые и ветровые нагрузки на кровельное покрытие;
3. Величину сечения внецентренно сжатой колонны.

Расчет арочной фермы

Чертеж расчета фермы из профильной трубы для навеса оптимальной – арочной формы

Для примера принимаем расстояние между опорами 6м, а высота арки 1,3 м. На перекрытие навеса действуют поперечные и продольные силы, которые формируют касательные и нормальные напряжения. Расчет сечения профильной трубы использующейся в конструкции производим по формуле:

σ пр = (σ 2 +4τ 2) 0.5 ≥ R/2, где

R – прочность стали марки С235 — 2350 кгс/см 2 ;

σ – нормальное напряжение, рассчитывающееся по формуле:

σ = N/F, где

F – искомая площадь поперечного сечения трубы.

N – сосредоточенная нагрузка на замок арки (принимаем 914,82 кгс из таблицы нагрузок строительных конструкций «Справочником проектировщика» под ред. А.А. Уманского).

τ – касательное напряжение, которое рассчитывается по формуле:

τ = QS отс /b×I, где

I – момент инерции;

b – ширина сечения (принимается равной по всей рассчитываемой высоте);

QS отс – статический момент, который определяется по формуле:

S отс = ∑у i F i .

Используя метод аппроксимации (последовательного подбора показателей из имеющегося массива данных), выбираем сечения из сортамента стройматериалов имеющихся у реализаторов металлопроката. Используем наиболее ходовой профиль – металлическую трубу квадратного сечения 30х30х3,5 мм. Следовательно, поперечное сечение равняется F = 3.5 см 2 . А момент инерции I = 3.98 см 4 . ∑у i – показатель рассчитываемой отсекаемой части (чем больше данных показателей в различных точках конструкции рассчитывается, тем точные получаемые показатели прочности всего изделия) для упрощения принимаем коэффициент 0,5 (вычисления производятся для средины арки – места наибольшего сопряжения нагрузок).

Подставляем данные в формулу:

S отс = 0,5х3,5=1,75см 3 ;

Первичная формула после подстановки будет иметь следующий вид:

σ пр = ((914.82/3.5) 2 + 4(919.1·1.854/((0.35 + 0.35)3.98) 2)0.5 = 1250.96 кг/см 2

Следовательно, выбранного сечения трубы квадратного профиля 30х30х3,5 мм из стали марки С235, вполне достаточно для устройства 6 м арочной фермы покрытой поликарбонатом, профнастилом, металочерепицей или металооприфилем.

Расчет колонн

Расчет производится согласно СНиП II-23-81 (1990). Согласно методики расчета металлических колонн, при устройстве навеса для машины своими руками, чертежи должны учитывать, что приложить сосредоточенную нагрузку точно к центру поперечного сечения фактически невозможно. Поэтому формула определения площади опоры будет иметь следующий вид:

F = N/ φR y , где

F – искомая площадь сечения;

φ – коэффициент продольного изгиба;

N – сосредоточенная нагрузка прилагаемая к центру тяжести опоры;

R у – расчетное сопротивление материала, определяется по справочникам.

φ — зависит от материала (марки стали) и гибкости конструкции – λ, определяющееся по формуле:

λ = l ef /i, где

l ef – расчетная длина колоны, зависящая от способа закрепления концов, определяется по формуле:

l ef = μl , где

l – реальная длина колонны (3м);

μ – коэффициент из СНиП II-23-81 (1990), учитывающий способ закрепления.

Коэффициент закрепления колонны согласно, чертежа навеса из профильной трубы

Подставляем данные в формулу:

F = 3000/(0,599·2050) = 2,44 см², округляем до 2,5 см².

В таблице сортамента профильных изделий ищем значение радиуса инерции больше полученного. Необходимым показателям соответствует стальная труба с поперечным сечением 70×70 мм и толщиной стенки 2 мм, которая имеет радиус инерции 2,76.

Снеговые и ветровые нагрузки на кровельное покрытие

Усредненные данные ветровой и снеговой нагрузки по регионам берутся из СНиПа «Нагрузки и воздействия». Возьмем для примера максимальное значение для Москвы и Московской области, оно составляет 23кг/м 2 . Однако это ветровая нагрузка на сооружение, которое имеет стены. В нашем случае несущими конструкциями выступают колонны, следовательно, коэффициент положительного ветрового давления на внутреннюю поверхность крыши будет составлять 0,34. При этом, показатель, учитывающий изменения ветровой нагрузки по высоте здания для навесов 3 м составляет 0,75. Подставляя данные в формулу, получим:

W m = 23·0.75·0.34 = 5.9 кг/м 2 .

Максимальная снеговая нагрузка для того же региона составляет Sg = 180 кг/м 2 , но для арки необходимо рассчитывать распределенную нагрузку по формуле:

S = S g ·μ, где

μ – значение коэффициента перехода, которое принимается отдельно для центра арки и крайних опор.

Расчет снеговой нагрузки при создании навеса из поликарбоната своими руками, чертежи направления воздействия давления в двух позициях

Значение коэффициента µ для центра арки, согласно чертежу, равно µ 1 = cos1.8·0 = 1, а для крайних опор µ 2 = 2.4sin1.4·50 = 2,255. Подставляя рассчитанные данные в формулу получаем совокупную нагрузку на кровельное покрытие:

q = 180·2.255·cos 2 50 о + 5.9 = 189.64 кг/м 2 = 1,8964 кг/см 2 .

Согласно полученных данных толщина кровельного материала вычисляется по формуле:

I тр = ql 4 /(185Ef), где

l – длина пролета;

Е – модуль упругости при изгибе (для поликарбоната он составляет 22500 кгс/см 2);

f – коэффициент прогиба при максимальной нагрузке (согласно данным производителей поликарбоната составляет 2 см);

Подставив данные в формулу, получим допустимое значение инерции:

I тр = ql 4 /(185Ef) = 1.8964·63 4 /(185·22500·2) = 3,59 см 4

При этом, из данных производителей поликарбоната показатель момента инерции для сотового поликарбоната шириной 1м и толщиной 0,8 мм составляет 1,36 см 4 , а для толщины 16 мм 9,6 см 4 . Методом корреляции определяем необходимое значение 3,41см 4 для сотового поликарбоната толщиной 12 мм.

Методика расчета справедлива для любого листового кровельного материала: профлиста, металлочерепицы, шифера и т.п. Но при этом следует учитывать крайне ограниченный сортамент указанных изделий.

Подводя итоги

Производить указанные расчеты и создавать чертеж вручную имеет смысл, если возводимый навес должен соответствовать уникальным условиям эксплуатации и оригинальной планировке. Для проверки элементов типовых металлоконструкций на соответствие и создания чертежей конструкций существует множество программ: Astra WMs(p), SCAD Offise 11, ArkaW, GeomW и многие другие или онлайн калькуляторы. Правила работы с таким ПО достаточно подробно описывают различные видео инструкции, к примеру, расчет и чертежи арки в SCAD:

Определение внутренних усилий фермы

Ra+Rb-100-200-200-200-100=0;
200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6-Rb*6=0;

Rb=(200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6) / 6;
Rb=400 кг

Ra=100+200+200+200+100-Rb;
Ra=800-400=400 кг;

Если получилось так, что усилия в стержне направлены от центра, значит наш стержень стремится растянуться (вернуться в первоначальное положение), а значит сам он сжат. А если усилия стержня направлены к центру, значит стержень стремится сжаться, то есть он растянут.

S2 * sin82,41 = 0; - на ось х
-100 + S1 = 0; - на ось y

Поскольку значение S1 у нас получилось положительным, значит направление усилия мы выбрали правильно! Если же оно бы получилось отрицательным, то направление стоит поменять и знак изменить на «+».

100 + 400 – sin33,69 * S3 = 0 - на ось у
- S3 * cos33,69 + S4 = 0 - на ось х

100 + S13 = 0 - на ось у
-S11 * cos7,59 = 0 - на ось х

S13 = 100 кг (стержень №13 сжат)
S11 = 0 (нулевой стержень, никаких усилий в нем нету)

100 + 400 – S12 * sin21,8 = 0 - на ось у
S12 * cos21,8 + S10 = 0 - на ось х

Рассмотрим графическое оформление чертежей различных элементов металлических конструкций. На рис. 12.6.1 приведен чертеж металлической сплошностенчатой двутавровой балки. Металлические сплошностенчатые конструкции изображают детально с необходимыми конструктивными подробностями. Сечения элемента и марка металла могут быть показаны у изображения элемента или в таблице. Кроме этого, на чертежах сплошностенчатых элементов показывают основные размеры, сечения, опорные реакции, расположение и сечение ребер жесткости, размеры расчетных сварных швов, диаметр болтов и заклепок, их расчетный шаг и другие данные.

Положение элементов конструкций на чертеже должно соответствовать их положению в готовом сооружении. Исключения делаются только для элементов большой длины (колонны, стойки). Эти элементы допускается изображать горизонтально, базой справа.

Основным видом для наклонного элемента следует принимать вид на основной плоскости (рис. 12.6.2).

При выполнении чертежей подкрановых балок указывают положение, размеры и сечения подкрановых упоров.

На чертежах элементов листовых металлических конструкций (например, бункера) должны быть показаны расположение листов и других элементов, основные размеры и характеристика сварных швов, положение и размеры лазов, патрубков, отверстий и мест примыкания оборудования.

Пример оформления чертежа листовой конструкции дан на фрагменте чертежа бункера (рис. 12.6.3). Таблицы к чертежам элементов листовых конструкций не составляют.

На чертежах марки КМ решетчатые конструкции показывают схематично (рис. 12.6.4). На таких чертежах указывают основные размеры, расчетные опорные реакции, усилия в стержнях, сечение стержней, толщину фасонки и т.д. К таким конструкциям относятся фермы. Ферма - решетчатая конструкция, состоящая из отдельных прямолинейных стержней. Стержни, связанные в узлах друг с другом и с верхним и нижним поясом, образуют геометрически неизменяемую стержневую систему.

Ферма состоит из поясов и решетки. Верхний и нижний элементы фермы называют, соответственно, верхним и нижним поясами (рис. 12.6.5). Стержни, заключенные между поясами, называют решеткой фермы, которая состоит из вертикальных элементов - стоек и наклонных элементов - раскосов. Стойки и раскосы связываются между собой и с верхним и нижним поясами с помощью металлического листа - фасонки. Фермы, перекрывающие поперечный пролет здания и опирающиеся непосредственно на несущие элементы (колонны, стены), называют стропильными.

Познакомимся с составом и графическим построением детального чертежа стропильной фермы. Основой для детальных чертежей марки КМД служат чертежи марки КМ.

На конструктивных чертежах различных металлоконструкций, в том числе и на чертежах ферм, вычерчивают геометрическую схему - это чертеж конструкции, выполненный в одну линию.

Схему делают в 1:200, 1:400 и мельче. На геометрической схеме металлоконструкций указывают расстояния между точками пересечения осевых линий (линий центров тяжести сечений). Размерные числа ставят над линиями схемы на расстоянии 2 мм без выносных и размерных линий {рис, 12,6.6). Иногда для нанесения размеров пролета и нижних панелей фермы используют выносные линии. При необходимости на геометрическую схему, кроме размеров, наносят расчетные усилия с соответствующими знаками. При этом на левой половине схемы проставляют размеры, а на правой указывают усилия (см. рис. 12.6.6) со знаком плюс растянутых, со знаком минус - сжатых элементов, причем цифры, являющиеся геометрическими размерами, располагают в левой части схемы над линиями, обозначающими элементы фермы, а цифры, обозначающие усилия, под линиями в правой части (см. рис, 12.6.6). Схему вычерчивают линиями толщиной 0,6-0,8 мм. Над схемой пишут: «Геометрическая схема и схема усилий фермы». Иногда над левой частью схемы располагают надпись: «Геометрическая схема фермы», а над правой - «Усилия».

Чертеж фермы выполняют в нижеследующем порядке:

1. Сначала тонкими линиями толщиной 0,3-0,4 мм вычерчивают сетку геометрических осей элементов фермы (рис. 12.6.7, а) в масштабах 1:20, 1:25, реже в масштабах 1:40. Масштаб сетки выбирают в зависимости от геометрических размеров фермы и сечений поясов и решетки.

При вычерчивании сетки геометрических осей элементов фермы следует осевые линии стержней, сходящихся в узле, пересекать в одной точке.

Сетку геометрических осей располагают на листе так, чтобы над главным видом фермы можно было разместить изображение верхнего пояса, а под главным видом - проекцию нижнего пояса, Слева и справа от главного вида следует оставлять место для видов и сечений.

Теперь необходимо определить размеры изображений элементов фермы. Нужно помнить, что для построения элементов фермы используют двухмасштабное изображение. Так, длину элемента решетки фермы, стойки и раскоса изображают в более мелком масштабе (в том же масштабе, в котором построена сетка геометрических осей), а поперечные размеры этих же элементов строят в более крупном масштабе. Например, если длину стойки строим в масштабе 1:20, то ширину ее принимаем уже в масштабе 1:10. Причем поперечный масштаб (т.е. масштаб ширины элемента) должен быть больше масштаба длины элемента не более, чем в 2 раза.

2. Затем вдоль сетки геометрических осей в соответствии с размерами сечений уголков или других профилей проката линиями толщиной 0,5-0,6 мм вычерчивают контуры стержней поясов и решетки фермы (рис. 12.6.7" б). При этом линии сетки геометрических осей должны совпадать с осями, проходящими через центры тяжести уголков или других профилей проката, из которых выполнена ферма на сварке (см. рис. 12.1.1.). В клепаных конструкциях сетка геометрических осей должна совпадать с рисками (линиями, на которых располагаются центры заклепок) заклепок.

При вычерчивании контуров элементов следует иметь в виду, что в верхнем поясе утолки должны быть обращены полками вверх, а в нижнем - полками вниз. В раскосах уголки располагают полками вверх, в опорных стойках - полками наружу. Уголки промежуточных стоек ориентируют по уголкам опорных.

3. Далее приступают к конструированию узлов фермы. Необходимо помнить, что стойки и раскосы не доводят до контура верхнего и нижнего поясов на 40-50 мм. Это расстояние обеспечивает место для размещения сварных швов и элементов решетки (чаще всего уголков) в случае неточности в их обрезке, а также позволяет избежать концентрации сварочных напряжений. Для удобства построений на расстоянии 40-50 мм от контура верхнего или нижнего пояса проводим тонкую линию, параллельную этому контуру (рис. 12.6.7, в). Эта линия ограничивает длину уголков стоек и раскосов, Концы уголков стоек и раскосов обрезают под прямым углом к оси.

Последовательность построения отдельного узла фермы приведена на рис. 12.6.8 и понятна из чертежа.

4. Элементы фермы пояса, раскосы и стойки соединяют с помощью металлического листа-фасонки или косынки, к которой их приваривают или приклеивают. Толщину фасонки принимают в зависимости от усилий в стержнях в пределах 8-25 мм.

От торца уголков вдоль обушка и пера откладывают длину сварных швов, полученных по расчету или принятых конструктивно (см. рис. 12.6.7, в). Сварной шов изображают штрихами по ГОСТ 21.107-78*. Толщина линий штрихов 0,3 мм, длина 1,5 мм, расстояние между ними 1 мм. Следует указать размеры шва, проставляя их или над, или под условными обозначениями шва по типу «6-80», где первая цифра обозначает высоту катета шва, а вторая, после тире - длину шва. Если из конструктивных соображений длина шва принимается больше расчетной, или шов проходит по всей длине элемента, указывают только высоту шва (рис. 12.6.8е). Точки а-г на рис. 12.6.7, в и точки а-е на рис. 12.6.8, показывающие конец сварного шва, позволяют определить контур фасонки. Фасонка должна иметь наиболее простую форму (прямоугольника или трапеции). Чтобы получить фасонку простейшей конфигурации, без входящих углов, длину сварных швов можно изменить. Так, длины швов, полученные по расчету, не обеспечили простейшей формы фасонки. В связи с этим их длина была изменена.

При расположении фасонки в узле следует ее верх в сварных фермах утапливать между уголками верхнего пояса на 10-12 мм, а в нижнем поясе выпускать за обушок на 10-20 мм для удобства сварки.

5. Элементы решетки фермы, состоящие из двух уголков или швеллеров, необходимо соединять специальными планками (планками жесткости), которые проходят между уголками. Эти планки приваривают к уголкам с двух сторон. Планки выполняют из листовой стали толщиной, равной толщине фасонки. Ширину планки можно принимать 60-80 мм, а длину на 20-30 мм больше ширины уголка. В каждом стержне фермы, независимо от длины, должно быть установлено не менее двух соединительных планок. Расстояние между планками, а отсюда и их число, зависят от того, в каком состоянии находится элемент фермы (рис. 12.6.9).

1. После выполнения графической части работы проставляют размеры и делают маркировку элементов (рис. 12.6.10).

8. Затем вычерчивают спецификацию, таблицы сварных швов, отправочных марок и условные обозначения. На рис. 12.6.11 приведена спецификация стали С245 по ГОСТ 27772-88. Буквы «Т» и «Н» обозначают положение парных деталей «так» и «наоборот» (рис. 12.6.11). Такая спецификация составляется на каждый отправочный элемент отдельно. Маркировку деталей начинают для каждого чертежа с единицы. Позиция 1 присваивается деталям, составляющим основное сечение, В фермах последовательность маркировки такая: верхний и нижний пояс, опорные раскосы, элементы решетки, фасонки.

Масса наплавленного металла, указываемого на чертеже, составляет до 1,5 % массы элементов фермы, вошедших в спецификацию. Спецификацию и таблицы рекомендуется размещать над основной надписью.

9. Текстовые указания объединяют в примечании, которые могут быть записаны так:

1. материал конструкций;
2. сварку вести электродами типа Э-42;
3. все отверстия диаметром 23 мм под болты диаметром 20 мм;
4. детали поз. 10 и И выполнить из уголков поз. 1 и 2, обушок строгать;
5. соединительные прокладки ставить на равных расстояниях;
6. все неоговоренные швы принять толщиной 6 мм.

На рис. 12.6.3 дан пример оформления чертежа металлической колонны, а на рис, 12.6.11 приведено возможное расположение чертежей колонн на листе.

Для уменьшения объема чертежей марки КМ допускается изображение элементов конструкций (колонны, стропильные фермы и т.п.) совмещать с чертежами видов и разрезов здания (рис. 12.6.14).

Изображения узлов приводят в чертежах марки КМ, если надо показать сложные соединения элементов конструкций (рис. 12.6.15), например:

• башмаки колонн и стоек и расположение анкерных болтов;
• места перемены сечения ступенчатых колонн;
• детали опирания подкрановых балок на колонны;
• укрупнительные и монтажные стыки колонн, стоек, балок, ферм;
• детали соединения стропильных и подстропильных балок и ферм с колоннами и между собой.

На изображениях деталей соединений наносят соответствующие назначению узла привязочные размеры (до оси элемента, до координационных осей и отметок уровня); усилия, используемые для расчета крепления элементов при разработке деталировочных чертежей, если эти усилия не приведены в таблицах; толщины фасок на ответственных узлах, типы и размеры сварных швов; тип, диаметр и число болтов, расположение и диаметр отверстий и т.п.

На изображениях узлов приводят только те размеры и данные, которые не указаны на схемах или чертежах отдельных элементов.

Обозначение узлов дают на чертежах видов конструкций.

Маркировку деталей узлов делают сквозной по всем листам. Если в конструкции применяют типовые детали соединений, их на чертеже не изображают, а делают только ссылку на соответствующую марку.