Фермы металлические для навесов

Опубликовано: 16 февраля 2025

Металлические фермы являются наиболее распространенным видом несущих строительных металлоконструкций для кровель и навесов. Их используют для строительства складов, ангаров, жилых домов, сельскохозяйственных сооружений, торговых и выставочных павильонов, тентов, козырьков, промышленных цехов, спортивных сооружений, автостоянок. В конструктиве сочетается высокая прочность, устойчивость к большим механическим нагрузкам и минимальный вес по сравнению со сплошными балками.

Строительные фермы просты в монтаже и транспортировке, имеют небольшую материалоемкость. Для строительства сооружений с пролетами большой длины наиболее экономически целесообразным решением является установка металлических ферм, ведь при минимальных затратах на материалы и монтажные работы удается обеспечить надежность сооружения, минимизировать количество опор, снизить нагрузку на фундамент.

Что такое металлическая ферма

Фермы металлические — это решетчатые конструкции из металлического профиля со сварными или разъемными узловыми соединениями. Фермы опираются на вертикальные колонны из металла или железобетона и служат несущей конструкцией для кровли или навеса. Между верхним и нижним поясами рашташтована решетка из комбинации металлических стержней — наклонных раскосов и вертикальных стояков из профильной трубы или уголка. Стержни образуют треугольники — прочную геометрическую фигуру, которая способна воспринимать и правильно распределять нагрузку. Прочность и высокая несущая способность ферм достигается за счет образования особой геометрической системы:

• металлический профиль не подвергается изгибающим нагрузкам, поэтому не деформируется и не ломается;
• основные эксплуатационные нагрузки приходятся на узлы соединения стержней и равномерно распределяются по всей конструкции.

Ферма построена таким образом, чтобы на каждый сегмент металлического профиля действовали не изгибающие нагрузки, а сжимающие и растягивающие силы — такой вид нагрузки не способен деформировать или сломать металлическую конструкцию. Сочетание таких физико-механических особенностей делает геометрическую систему ферм максимально выгодной, надежной и выносливой в различных строительных применениях.

Функции металлических ферм

Металлические фермы для крыши и навесов выполняют целый комплекс важных функций, актуальных в строительном деле:

• снижают общий вес сооружения, уменьшают нагрузку на фундамент;
• равномерно распределяют нагрузку, устраняют риски локальных деформаций и поломок;
• служат усиленным несущим каркасом, обеспечивают жесткость сооружения;
• выдерживают вес конструктивных составляющих кровли, перекрытия, навеса;
• делают сооружение устойчивым к снеговым и ветровым нагрузкам;
• позволяют монтировать длинные пролеты без дополнительных опор;
• упрощают монтаж и транспортировку строительных конструкций.

Использование ферм позволяет оптимизировать бюджет проекта благодаря экономии на материалах, монтаже, транспортировке. Расчет ферм выполняется по типовым алгоритмам с возможностью адаптации под заданные технические условия, благодаря чему сокращаются сроки подготовки проектов и повышается точность проектных решений.

Виды металлических ферм для навесов и крыш

Фермы из металла делятся на несколько типов в зависимости от способа размещения поясов и стержней, которые формируют геометрию решетчатого конструктива. Проектировщик выбирает тип фермы на основе инженерных расчетов по следующим критериям:

• конструктивные особенности кровли или навеса;
• рабочие нагрузки от собственного веса, ветра, снега;
• ширина пролета;
• условия эксплуатации сооружения;
• требования к архитектурному оформлению.

По геометрии внешнего контура фермы делятся на треугольные, арочные, трапецеидальные, параллельные, многоугольные.

Треугольные фермы

Треугольные металлические фермы используются для строительства двухскатных и односкатных кровель, навесов с различными углами наклона, крыш мансардных помещений. Верхний пояс подвергается сжимающим нагрузкам, нижний — растягивающим. Треугольные фермы оптимально подходят для эксплуатации в условиях повышенных снеговых нагрузок и частых осадков.

Арочные фермы из металла

Один или оба пояса имеют арочную форму, которая оптимально распределяет нагрузку и делает конструкцию более надежной в эксплуатации. Формовка профиля для изготовления арки требует больших затрат по сравнению с треугольным конструктивом. Но навесы и крыши в форме арки являются более эстетичными и популярными в современной архитектуре.

Трапецеидальные фермы из металла

Фермы трапецеидальной конфигурации схожи по функционалу с треугольными — более просты в изготовлении, но выдерживают меньшие нагрузки по сравнению с арочными и полигональными. Такой вариант вполне подходит для строительства гаражей, навесов, ангаров со скатной кровлей.

Параллельные фермы металлические

Особенность таких ферм — параллельное расположение верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой вертикальными и наклонными стержнями. Прямоугольные фермы просты в монтаже и проектировании, используются для строительства плоских навесов и крыш без наклонных поверхностей.

Многоугольные фермы

В многоугольных полигональных фермах верхний пояс изготавливается из нескольких прямых сегментов, соединенных между собой вертикальными и наклонными стержнями. Такие фермы наиболее сложные в проектировании и изготовлении, но выдерживают максимальные нагрузки и подходят для строительства масштабных сооружений с широкими пролетами.

Итак, выбор типа фермы зависит от назначения сооружения и условий эксплуатации. Для стандартных скатных крыш и навесов используются треугольные, трапецеидальные, параллельные фермы. Более масштабные сооружения с широкими пролетами строятся на арочных и полигональных фермах, если нужно обеспечить максимальную устойчивость к нагрузкам. При ограниченном бюджете и невысоких требованиях к грузоподъемности плоских крыш и навесов устанавливаются параллельные фермы.

Проектирование металлических ферм

Важным этапом изготовления металлических ферм является разработка проекта и расчет конструкции на прочность. Расчеты ферм основываются на теории сопротивления материалов и имеют целью подобрать профиль и материал, определить размеры и оптимальную геометрию расположения поясов, стоек и раскосов. Разработанный конструктив должен отвечать требованиям технологичности — то есть не предусматривать сложностей на этапах изготовления и монтажа.

Для повышения точности проектных решений используются компьютерные системы автоматизированного проектирования. В специальных программах рассчитываются эксплуатационные нагрузки, строится цифровая 3D модель фермы, формируются чертежи металлоконструкций и узлов (раздел КМ) с детализацией (раздел КМД). Это более точный и производительный метод разработки по сравнению с устаревшими ручными расчетами. Важным преимуществом является гибкость проектирования — возможность внесения изменений в конструктив с быстрым автоматическим пересчетом данных.

Учет нагрузок — снег, ветер, вес конструкции

Проектирование ферм выполняется с учетом всех видов эксплуатационных нагрузок:

• Снеговые нагрузки. В районах с обильными снегопадами отдается предпочтение треугольным и арочным кровельным фермам, геометрия которых способствует лучшему отводу снежных масс. Например, крыши под углом более 60° не накапливают снег и имеют минимальную снеговую нагрузку. Если конструктив предусматривает плоскую крышу, принимаются меры для усиления металлоконструкции фермы.
• Ветровая нагрузка. Влияние силы ветра может быть критичным для открытых металлических ферм в конструктиве решетчатых опор ЛЭП, навесов, башен. Но решетчатая конструкция фермы имеет минимальную парусность и свободно пропускает воздух между стержнями. Для увеличения стабильности и устойчивости к ветровым нагрузкам можно усилить пояса, включить в конструктив дополнительные раскосы, уменьшить шаг стоек и высоту фермы, усилить крепления металлоконструкции к колоннам или фундаменту.
• Собственный вес. Ферма должна выдерживать нагрузку от собственного веса, веса кровельного материала и крепления. При проектировании фермы важно обеспечить баланс между высотой фермы, весом выбранных материалов, весом и шагом расположения металлического профиля, ведь чрезмерное усиление конструкции может привести к ее перегрузке.

Антикоррозийное покрытие

Оптимальным методом защиты ферм от коррозии является горячее цинкование. Металлоконструкция проходит этапы очистки и химической подготовки, после чего погружается в большую ванну с расплавленным цинком, в результате формируется равномерное цинковое покрытие с усиленными защитными свойствами. Цинк свободно обволакивает решетчатый конструктив фермы со всех сторон, формирует защиту равномерной толщины, в том числе в местах пересечения профиля, на угловых участках, в местах сварки. Горячецинковое покрытие не требует обновления и реставрации в течение нескольких десятков лет, может работать в тяжелых условиях эксплуатации — на открытом воздухе, в контакте с влагой, грунтом, химическими веществами. Если нужно улучшить эстетические характеристики фермы, применяется порошковое полимерное покрытие в широкой палитре цветов.

Изготовление металлических ферм для крыши

Технология изготовления металлических ферм для навесов и крыш состоит из нескольких операций:

• раскрой профиля на заготовки нужной длины;
• формирование арочных поясов, если это предусмотрено конструктивом;
• сварка или болтовое соединение узлов;
• контроль геометрии;
• антикоррозионная защита горячим цинкованием;
• доставка, монтаж конструкции на объекте;
• контрольные испытания — оценка точности монтажа, тестирование в нагруженном режиме.

Преимущества производства ферм из уголка и трубы

Для изготовления металлических ферм используется профильный прокат — уголок, прямоугольная и круглая труба. Преимущества применения таких материалов:

• легкие металлоконструкции из уголка и трубы просты в транспортировке и монтаже;
• минимальный вес фермы уменьшает нагрузку на опорные конструкции;
• фермы из профильного проката равномерно распределяют эксплуатационные нагрузки;
• труба и уголок оптимально подходят для изготовления ферм со сварными и болтовыми соединениями.

Металлические фермы из трубы являются более устойчивыми к нагрузкам, выдерживают больший вес, поэтому их выбирают для строительства крупных ответственных сооружений, работающих в сложных условиях эксплуатации. Уголок имеет меньший вес, поэтому лучше подходит для производства легких ферм для навесов, козырьков, тентов, павильонов.

Способы монтажа и крепления

Полная или частичная сборка ферм выполняется в производственных условиях на заводе металлоконструкций. При частичной сборке окончательные сборочные работы проводятся на объекте, ферма собирается из нескольких готовых узлов по модульному принципу. Модульный конструктив упрощает монтажные работы и снижает затраты на транспортировку, что особенно актуально в работе с масштабными сооружениями. Для сборки используются технологии сварки и болтового соединения. Фермы сложной конфигурации могут изготавливаться в комбинации обоих типов монтажа.

Сварные соединения

Сварка используется для изготовления неразборных ферм при максимальных требованиях к жесткости конструкции и устойчивости к нагрузкам. Сварка требует высокой квалификации, ведь мастер должен обеспечить не только прочность соединения, но и точность взаимного расположения профиля. Сварные фермы применяются преимущественно в строительстве масштабных стационарных сооружений промышленного, логистического, сельскохозяйственного, инфраструктурного, торгового назначения.

Болтовые соединения

Профиль металлической фермы стягивается болтами и гайками — это более простой способ монтажа, который позволяет строить мобильные конструкции, которые можно при необходимости разобрать и установить в другом месте, регулировать положение стержней и общей геометрии фермы. Болтовые соединения менее жесткие по сравнению со сварными, со временем могут ослабляться, требуют периодического контроля, поэтому их сфера применения ограничивается временными сооружениями, легкими навесами и павильонами, быстроразборными модульными конструкциями.

Обратившись в нашу компанию ДП-Украина, вы можете получить консультацию и заказать услуги проектирования, производства, горячего цинкования и монтажа строительных металлических ферм любой сложности. Чтобы получить расчет стоимости изготовления ферм из металла в Киеве, Харькове, Одессе, Львове, Днепре и по всей Украине — оставьте заявку через форму на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время.

FAQ