Металлическая ферма – это система, изготовленная из металлопрофиля, которая способна выдерживать сильные нагрузки. Системы могут различаться по форме и размерам, что и определяет условия их производства: непосредственно на месте или на специализированном предприятии. Наиболее распространенная форма профиля для металлической фермы имеет прямоугольное или квадратное сечение.
Из каких материалов изготавливают металлические фермы
Выбор материала для металлической фермы во многом определяет назначение конструкции. Для общих условий используется углеродистая сталь. Для ответственных конструкционных решений применяют низколегированную или антикоррозийную сталь. Если эксплуатация металлической фермы подразумевается в агрессивных условиях, то для профиля используется углеродистая сталь высокого качества, которая покрывается дополнительным цинковым слоем для большей защиты. Если вес металлической фермы играет важную роль при возведении той или иной конструкции, то лучше выбирать профильную систему из легких и надежных алюминиевых сплавов.
Длина профиля зависит от размера сечения: изделия с малым сечением продаются длиной до 6 метров, изделия с большим сечением – до 12 метров. Размер сечения вместе с показателем толщины стенки профиля выбирается индивидуально в зависимости от области назначения и условий дальнейшей эксплуатации.
Конструкционные особенности металлической фермы
Металлическая ферма состоит из нижнего и верхнего поясов, а также решетки, которая находится между этими поясами. Пояса образуют, своего рода, контур, к которому с помощью сварки или фассоных деталей крепятся элементы решетки. Сама решетка включает в себя раскосы, устанавливаемые под наклоном, стойки, устанавливаемые перпендикулярно, и шпренгели, выполняющие роль дополнительных раскосов.
Пояса по форме могут быть:
- Сегментными. Наиболее часто используются для кровельных сооружений из поликарбоната.
- Треугольными односкатными и треугольными двускатными. Первые способны выдерживать значительную нагрузку при небольших показателях материалоемкости. Вторые преимущественно устанавливаются на кровельных конструкциях с большим углом ската.
- Полигональными. Несмотря на сложный монтаж, пользуются спросом за счет экономичного расхода профиля, а также возможности выдерживать достаточно большие нагрузки от внушительного снежного покрова или какого-то другого тяжелого настила на кровле.
- Параллельными. Применяются для мягкой и светопрозрачной кровли. Такие конструкции имеют одинаковые по размеру стойки и раскосы и минимальное количество стыковочных узлов, благодаря чему монтаж не требует много сил и времени.
- Арочными. Зачастую используют в строительстве кровельных навесов для автотранспорта, беседок и даже тепличных комплексов.
- Трапециевидными. По типу идентичны полигональной форме поясов, но отличаются чуть более легким процессом монтажа.
К стандартным формам решетки следует отнести:
- Треугольную. Чаще всего используется в сочетании с параллельными поясами.
- Раскосную. Отличается большой материалоемкостью и сложным процессом монтажа.
Как выбрать металлическую ферму в зависимости от ската кровли
Угол ската зачастую является определяющим фактором для выбора той или иной металлической фермы. Треугольные фермы, как правило, используют для кровли с уклоном 22-30 градусов. При этом высота конструкции рассчитывается из показателя длины пролета, разделенного на 5. Для ската с углом 15-22 градусов также применяют треугольные фермы, но высота при этом рассчитывается из показателя длины пролета, разделенного на 7. Трапециевидные фермы используются для небольшого уклона ската, не более 15 градусов. При этом для вычисления правильной высоты обычно делят показатель длины пролета на число от 7 до 9.
Расчет и проектирование металлической фермы
Расчет металлической фермы – это довольно сложный процесс, от которого будет зависеть не только функциональность и внешний вид кровельной конструкции, но и ее безопасность. Поэтому работу по проведению расчетных действий лучше доверить опытному профессионалу. Если объем собственных знаний и умений позволяет произвести расчет самостоятельно, то для этого можно воспользоваться специализированными компьютерными программами, например, «Автокад» или любыми другими с аналогичным функционалом.
Проектирование можно начинать только после составления точных расчетов и выявления имеющихся особенностей кровли. На первом этапе производится измерение длины пролета, а также определение формы и уклона крыши. При этом во внимание берется материал для запланированной кровли, возможные снеговые и ветровые нагрузки и даже тип грунтового основания всего сооружения. Кроме этого учитываются все дополнительные нагрузки, которые могут возлагаться на конструкцию: климатические и сейсмологические факторы, атмосферные явления, характерные для данного региона. На следующем этапе проектирования осуществляется выбор формы и типа металлической фермы. После чего определяется вариант производства и сборки профильной системы – на предприятии целиком, на предприятии в виде изготовления отдельных элементов, которые потом будут собираться в единую конструкцию непосредственно на месте строительства, или полностью на площадке строительных работ.
Процесс установки металлической фермы
Важно помнить, что производство, сборка и монтаж профильной системы для кровли должны осуществляться только специалистами, имеющими необходимые навыки и опыт, а также подходящие инструменты. Еще до начала установки нужно определить, какие работы осуществляются внизу, а какие – наверху уже после подъема металлической фермы, и понадобится ли для этого строительная техника.
Поэтапно процесс монтажа ферменной конструкции выглядит следующим образом:
- Производится расчистка и разметка участка;
- Устанавливаются металлические опоры;
- Привариваются поперечные связи;
- Собираются и свариваются профильные заготовки фермы;
- Поднимаются и устанавливаются готовые блоки конструкции;
- К установленным блокам привариваются специальные перемычки с заранее заготовленными отверстиями, к которым в дальнейшем будет крепиться кровельный материал;
- Зачищаются сварные швы;
- Если профиль неоцинкованный, то производится обезжиривание и окрашивание металлоконструкции.
На сегодняшний день металлическая ферма – это лучшее решение для строительства кровли, которое оптимальным образом сочетает правильное распределение нагрузки, устойчивость к агрессивным внешним факторам, простоту сборки и установки, а также долговечность и надежность.