Фермы навеса из профтрубы: пояса, решётка, прогоны, раскрой и вес

Фермы на навес заказывают тем же списком труб, что и остальной каркас, но считать их сложнее: стержней много, и почти все разной длины. Стойки решётки растут к высокому краю фермы, раскосы — тоже, а пояс может оказаться длиннее трубы. Поэтому ферму раскладывают на стержни и считают каждый.

Ниже — пример на пять ферм для односкатного навеса на две машины под профлист. Он показывает, как найти длины поясов и решётки, где сращивать пояс, сколько труб по 6 м купить, сколько весит одна ферма и весь металл и какую площадь потом красить. Стойки навеса, обвязку и основание считают так же, как в примере на односкатный навес, — здесь только фермы, прогоны и связи.

Из чего состоит ферма в счёте

• Верхний пояс — наклонная труба по скату, на её узлы ложатся прогоны.
• Нижний пояс — горизонтальная труба между опорами.
• Стойки решётки — вертикальные стержни между поясами, по одной в каждом узле.
• Раскосы — наклонные стержни, по одному в каждой панели между соседними стойками.
• Прогоны и связи — трубы поперёк ферм: прогоны по верхним поясам, распорки по нижним.

Что делает каждый стержень, разобрано в статье о фермах для навеса. Для счёта важно другое: у фермы с наклонным верхним поясом стойки и раскосы разной длины, и одной средней длиной их не посчитать.

Пример: пять ферм на навес 7,0 × 6,0 м

Числа в примере условные и не служат рекомендацией: сечения, высоту фермы, схему решётки, шаг ферм и прогонов и связи задаёт проект по снегу и ветру для места стройки.

Уклон здесь дают сами фермы: верхний пояс поднимается на 0,2 м на каждый метр, и на 7,0 м ферма у высокого края выше на 7,0 × 0,2 = 1,4 м. Это второй способ из раздела о форме фермы: стойки навеса одной высоты, а нижний пояс горизонтальный. Высоту под навесом считают до нижнего пояса, и у такой фермы она одинаковая по всей ширине. Почему под профлист уклон берут не меньше 20 %, разобрано в разделе об уклоне навеса из профнастила.

Машины заезжают с торца, вдоль рядов стоек, и встают рядом: между рядами 7,0 м, а прогоны с консолями дают 6,0 м покрытия по длине.

Верхний и нижний пояс

Нижний пояс горизонтальный, и его длина по осям равна расстоянию между опорами — 7,0 м. Верхний пояс лежит по скату и длиннее своей проекции во столько раз, во сколько скат длиннее плана:

Длина верхнего пояса = длина в плане × √(1 + уклон²)

√(1 + 0,2²) = √1,04 ≈ 1,0198, и пояс выходит 7,0 × 1,0198 ≈ 7,14 м. Каждая панель вдоль пояса — 1,0 × 1,0198 ≈ 1,02 м: это шаг узлов, а значит, и шаг прогонов по скату. Тот же счёт для стропила односкатного навеса — в разделе о стропилах.

На пять ферм поясов выходит 5 × (7,0 + 7,14) = 70,69 м.

Стык пояса

Оба пояса длиннее трубы 6 м, и их сращивают. Место и конструкцию стыка задаёт проект: стык должен передать усилие пояса, а не просто соединить куски. В примере стыки условно стоят в узлах:

• нижний пояс — 6,0 м из целой трубы и 1,0 м, одна панель у высокого края;
• верхний пояс — 5,10 м, пять панелей, и 2,04 м, две панели у высокого края.

Стык в узле привязывает длины кусков к панелям. Верхний пояс нельзя разрезать на 6,0 и 1,14 м: узла в 6,0 м по скату от края нет. Поэтому от каждой трубы под кусок 5,10 м остаётся 0,90 м, и короткий кусок 1,0 м в этот обрезок уже не помещается.

В обрезки уходит 7,31 м из 78 — около 9 %. Это плата за стыки, и при ширине навеса 7,0 м без них не обойтись. Поэтому стыки закладывают в раскрой до заказа — так же, как длину стропила сверяют с трубой в примере на односкатный навес.

Стойки решётки

Стойки решётки стоят в каждом узле, и их на одну больше, чем панелей: 7 + 1 = 8, включая две крайние над опорами. Высота каждой равна высоте фермы в своём узле: 0,4 м у низкого края и на 0,2 м больше в каждом следующем.

Сумма — 0,4 + 0,6 + … + 1,8 = 8,8 м на ферму. Её можно найти и короче: средняя стойка (0,4 + 1,8) ÷ 2 = 1,1 м, умноженная на 8, — потому что высота растёт равномерно. Но раскрой по средней стойке не сделать: резать придётся восемь разных длин.

Длины здесь и дальше — по осям поясов. Заготовка короче: стойка упирается в грани поясов, а не в их оси, а торцы раскосов срезают под углом. Для заказа металла длина по осям даёт небольшой запас, а точные размеры заготовок снимают с чертежа.

Раскосы

Раскос в каждой панели идёт по диагонали: от узла нижнего пояса к верху соседней стойки. Его длину находят по теореме Пифагора из ширины панели и высоты стойки, к которой он поднимается:

Раскос = √(ширина панели² + высота стойки²)

Со средним здесь уже ошибаются: раскос по средней высоте 1,2 м — 1,562 м, и семь таких дают 10,93 м вместо 11,09 м. Длина раскоса растёт быстрее, чем высота стойки, поэтому среднее занижает решётку — на пять ферм на 0,78 м.

Угол к поясу задаёт срез торца, и он у каждого раскоса свой: у высокого края раскос стоит круче, у низкого — положе. Направление раскосов задаёт расчёт: от него зависит, какие стержни растянуты, а какие сжаты. Развернуть раскосы — значит изменить и их длину: если каждый раскос поднимается к стойке у низкого края своей панели, решётка выходит 10,11 м вместо 11,09 м. Поэтому длины берут из своего чертежа, а не с похожей фермы.

На одну ферму решётки выходит 8,8 + 11,09 = 19,89 м, на пять — 99,45 м.

Прогоны на узлах

Прогоны кладут на узлы верхнего пояса — почему, разобрано в разделе о прогонах. Узлов 8, значит, и прогонов 8: от края до края ската с шагом около 1,02 м. Допустим ли такой шаг для выбранного профлиста, проверяют по инструкции производителя листа. Если лист требует шага меньше, панели фермы делают короче: шаг узлов и шаг прогонов согласуют ещё в чертеже.

Число ферм считают так же, как стропила: промежутки плюс одна. 5,6 ÷ 1,4 = 4 промежутка, ферм 5. Прогон проходит через все фермы: 5,6 м между крайними и по 0,2 м консоли с каждой стороны — ровно 6,0 м, целая труба. Восемь прогонов — 48 м, 8 труб без обрезков.

Связи и распорки

Какие связи нужны между фермами, решает расчёт, — зачем они, разобрано в разделе о связях. В примере условно две линии распорок по нижним поясам, в узлах 2 и 5. В каждой линии 4 распорки по 1,4 м, всего 8 штук и 11,2 м. Четыре распорки выходят из одной трубы 6 м, обрезок — около 0,4 м.

Распорки того же сечения, что и решётка, 40 × 40 × 2, поэтому их раскладывают по трубам вместе с ней.

Раскрой решётки по трубам 6 м

Решётку пяти ферм режут из одних труб: 75 стержней и 8 распорок. Если раскладывать каждую ферму отдельно, на неё уходит 4 трубы — 19,89 м деталей из 24 м, — и на пять ферм с распорками нужно 4 × 5 + 2 = 22 трубы. Если раскладывать все стержни вместе, длинные раскосы добирают короткими стойками, и хватает 19 труб.

По деталям — 110,65 м, куплено 19 труб — 114 м, в обрезки уходит 3,35 м, около 3 %. Пропил 3 мм на рез в раскрое уже учтён.

Вес фермы и всего металла

Массу 1 м берут из таблиц ГОСТ 8639 для квадратных труб и ГОСТ 8645 для прямоугольных или из калькулятора профильной трубы.

Одна ферма — 14,14 м поясов и 19,89 м решётки: 14,14 × 4,306 + 19,89 × 2,33 ≈ 60,9 + 46,3 = 107 кг. Эту цифру знают заранее: от неё зависит, как поднимать фермы на опоры.

Пояса дают 43 % веса: 304 кг из 704. Толщину стенки пояса задаёт не только общий расчёт, но и узлы, где в стенку упираются раскосы, — подробнее в разделе об узлах из профтрубы.

Площадь под окраску

Площадь считают по деталям: обрезки не красят. Формула поверхности на метр трубы есть в разделе о площади под окраску. Фермы грунтуют и красят ещё на земле, после сварки, — как разобрано в разделе о том, как варят фермы, — а на месте подкрашивают монтажные швы. Расход грунта и краски за слой берут из инструкции производителя и умножают на 40,1 м² и число слоёв.

Итог

Купить нужно 13 труб 60 × 40 × 3, 19 труб 40 × 40 × 2 и 8 труб 60 × 40 × 2 — 40 труб, 240 м, около 744 кг. В деталях — 229,34 м и около 704 кг, в обрезки уходит 10,66 м. Под окраску — 40,1 м². Открытые торцы прогонов закрывают заглушками — в примере их 16.

Что считают отдельно

• Стойки навеса, обвязку и основание — как в примере на односкатный навес.
• Опорные пластины, накладки на стыки поясов и закладные — листовой металл, его считают по чертежу узлов.
• Профлист, саморезы и планки — как в примере на профлист для навеса.
• Электроды или проволоку, круги для резки, грунт и краску.

Где ошибаются: сравнение

Те же условия, посчитанные с ошибками:

Счёт по метрам на сечение ошибается в обе стороны. У поясов короткие куски не встают в обрезки от длинных, и труб нужно больше, чем выходит по метрам. У решётки наоборот: когда все стержни раскладывают вместе, труб уходит меньше, чем при раскрое по одной ферме. Поэтому раскрой делают по списку стержней, а не по сумме метров.

Ошибки в расчёте

• Считают верхний пояс по ширине навеса и забывают наклон ската.
• Берут ферм и прогонов столько, сколько промежутков, и теряют крайние.
• Считают стойки и раскосы одной средней длиной, а раскрой по ней не сделать.
• Не проверяют, выходит ли пояс из трубы 6 м, и узнают о стыке на резке.
• Режут решётку по одной ферме и покупают лишние трубы.
• Переносят сечения с чужой фермы, а не берут их из расчёта на снег и ветер для своего места.

Чек-лист перед заказом

• Расстояние между опорами, шаг ферм и их число.
• Уклон и высота фермы у низкого и высокого края.
• Число панелей и шаг узлов — под шаг прогонов по инструкции производителя листа.
• Схема решётки и направление раскосов — из расчёта.
• Длина каждого стержня по осям: пояса, стойки решётки, раскосы.
• Место и конструкция стыков поясов — по проекту.
• Связи и распорки, которые задаёт расчёт.
• Сечение и толщина стенки каждой детали.
• Раскрой по трубам 6 м, масса по сечениям и площадь под окраску.