Здравейте скъпи читатели! В тази статия реших да използвам информацията, която вече беше публикувана по-рано и онлайн изчисленияза изчисляване на навес от метални конструкции.
Навесът за кола може да се използва за различни цели, но нека бъде навес.
Първоначални данни:

- град на строителство - Гродно ( - Република Беларус, област Гродно)
- размер по отношение на 3х6 метра
- носещи конструкции (стелаж - профилна тръба, греда - I-лъч, релси - канал)
- височина до дъното на гредата - 2,7 метра
- наклон на покрива - 10%
- покривен материал - профилиран лист NS35x1000x0,5 (тегло 1 m2 - 5,4 kg)
- стомана клас C255
Така че нашата основна задачае да се определи размера на секцията на нашата носещи конструкции. Ще съберем натоварванията за всяка конструкция и ще изчислим отделно. Ще изчислим отгоре надолу., т.е. веднага тече, след това греди и стелажи. Това се прави, така че при изчисляване на стелажите вече знаем теглото на надлежащите конструкции (греди и греди).

Изпълнете изчисление

Ще разчитаме на бягането за сила и отклонение
За да изчислим бяганията, ще трябва да знаем линейното равномерно разпределен товарвърху него и изчислителната схема.
Прогонът ще бъде заварен на мястото на полагане към гредата, което означава, че ще бъде шарнирно съединение и проектна схема, съответно „панта-панта“.
Натоварванията от теглото на профилирания лист, собственото тегло на бягането и натоварването от сняг ще действат върху бягането.
Фигурата показва площта на натоварване на изчисления пробег.

За да заредите квадратен метърпреобразуваме в линейни, ще трябва да го умножим по ширината на товарното пространство. = 5,4 kg/m2 * 1,003 m = 5,42 kg/m
За да получим проектното натоварване, умножаваме стандартното натоварване по коефициента на безопасност за товара (за метални конструкциие равно на 1,05). = 5,42 kg/m * 1,05 = 5,69 kg/m
След това по същия начин намираме изчисленото линейно натоварване от сняг (коефициентът на надеждност за натоварване от сняг е 1,4):

50 кг/м2 * 1,003 м * 1,4 = 70,21 кг/м

Крайната стойност на линейното натоварване ще бъде следната:

5,69 kg/m + 70,21 kg/m = 75,9 kg/m

След това, избирайки една или друга секция с малък марж (онлайн изчислението вече включва натоварването от собственото тегло на конструкцията).
В резултат на изчислението на силата получихме канал No 5P съгласно GOST 8240-89.

Сега нека изчислим това движение за отклонение. Разглеждайки SP 20.13330.2016 "Натоварвания и удари", виждаме, че максималното отклонение за нашето 3-метрово бягане се изчислява като l/150=3000/150=20 mm.

Замествайки всички стойности ​​открити в калкулатора на отклонението, виждаме, че отклонението се оказа 18,9 mm и не е повече от максимално допустимото отклонение от 20 mm.

Така че заключаваме, че бягането от канал 5 ни устройва както по отношение на сила, така и по отношение на отклонението.

Изчисляване на I-лъч

Ще изчислим гредата, която лежи на ос 2, тъй като товарната площ и следователно натоварването ще бъдат най-големите за нея.

Гредата ще лежи върху наслагването в края на стелажа. Облицовката е заварена към стълба и гредата ще бъде заварена към облицовката. Това означава, че опората отново е шарнирна и проектната схема "панта-панта".

Натоварвания, които ще действат върху гредата:
- натоварване от сняг = 50 кг/м2 * 3 м * 1,4 = 210 кг/м
- натоварване от профилиран лист = 5,4 кг/м2 * 3 м * 1,05 = 17,01 кг/м
- натоварване от теглото на гредите (12 метра от носачите попадат в товарната зона, масата на един метър е 8,59 кг) = 12 m * 8,59 kg / m * 1,05 = 108,23 kg. Записваме това натоварване като линейно разпределено над 3 метра : 108,23 кг / 3 м = 36,08 кг/м.
- натоварване от собственото тегло на гредата (взето под внимание при онлайн изчислението)
Крайното натоварване на гредата ще бъде:

210 кг/м + 17,01 кг/м + 36,08 кг/м = 263,09 кг/м

След това отново, според нашите, избираме секцията:

Според изчислението виждаме, че този лъч преминава с добър запас по отношение на якост. Сега нека го изчислим за отклонение (максималното допустимо отклонение за лъч, равен на 3m, отново е 3000/150 = 20 mm).

Въз основа на две изчисления може да се види, че лъчът 10B1 преминава с добър марж. По принцип напречното сечение може да бъде намалено, но като пример ще оставим тази греда
Имам I-лъч No 10B1 съгласно STO ASChM 20-93.

Изчисляване на стелаж от профилна тръба

От всички стелажи ще изчислим най-неблагоприятните (най-високите и най-натоварените). Това ще бъде 2-B стълб. Височината му ще бъде 2700 мм, а товарната площ ще бъде 3 м * 1,5 м = 4,5 м2.

Това товарно пространство ще бъде засегнато от концентрирани проектни натоварвания от:
- профилиран лист = 5,4 кг / м2 * 4,5 м2 * 1,05 = 25,52 кг
- тежести на пергати = 6 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 54,12 кг (6 метра перли попадат в товарната зона)
- масата на гредата (може да се изчисли в, като се има предвид факта, че 1,5 метра от гредата попадат в товарната зона) \u003d 11,92 kg * 1,05 \u003d 12,52 kg

- натоварване от сняг = 50 кг/м2 * 4,5 м2 * 1,4 = 315 кг
- натоварване от собственото тегло на стелажа (ще вземем 3% от общото натоварване на стелажа)
Окончателното натоварване на стелажа ще бъде както следва:

(25,52 кг + 54,12 кг + 12,52 кг + 315 кг) * 1,03 = 419,4 кг

Преобразуване в килонютони: 419,4 kg * 10 N / kg / 1000 \u003d 4,194 kN.
Отдолу стелажът е заварен към плоча, която е прикрепена към бетон с 4 анкера, така че връзката ще бъде шарнирна, а отгоре, както вече разбрахме, също е шарнирна връзка с греда. Това означава, че дизайнерската схема ще бъде "панта-панта".
След това на нашия изчисляваме сечението на стелажа от профилната тръба, например 40x1,5:

Въз основа на изчислението може да се види, че стелажът 40x1,5 не преминава през гъвкавост (формула за гъвкавост = изчислена_дължина / радиус_на инерция), което означава, че е необходимо или да се намали изчислената дължина на стелажа чрез добавяне на връзки на две равнини, или за увеличаване на радиуса на въртене чрез увеличаване на напречното сечение. Ще увеличим напречното сечение до 50x2.

Както може да се види на фигурата, профилна тръба сечение 50х50 и дебелина на стената 2 мм.

Пространствена твърдост

Дори ако нашата рамка няма да бъде обшита от всички страни и, следователно, няма значителеннатоварвания от вятър, все още трябва да се погрижим пространствена твърдост на сенника.
За да направите това, и в двете посоки ще организираме връзки от профилна тръба (същата, както се използва за стелажи). По оси A и B ще има кръстосана връзка, а по оси 1, 2 и 3 ще поставим хоризонтална връзка, за нормалното преминаване на автомобила.

За да опростим разбирането на много изчисления, пренебрегнахме следните неща:
1. Натоварване от вятър: ако сенникът не е облицован отстрани, натоварването от вятъра ще се отрази само на покрива на сенника, но при лек наклон ще бъде пренебрежимо малко.
2. При изчисляване на гредите и гредите за отклонение беше необходимо да се зададе стандартното натоварване, но няма да бъде по-лошо от изчисленото.

Ако ви е харесала тази статия - пишете коментари, споделете я с приятелите си и определено ще напишем още!

Видео за това как да използвате калкулатора:

Профилът на стълбовете се избира в зависимост от ширината на сенника (от страната на фермата, отдолу в скицата в размер "B")

За ширина на сенника:

до 4000 мм профил на стълб 60x60x2.5

над 4000 мм до 6000 мм профил на стълб 80x80x3

над 6000 мм до 8000 мм профил 100x100x3

над 8000 мм до 10000 мм профил 120x120x4

Определяне на напречната греда за якост:

калкулаторът ще покаже положителен процент коефициент на безопасност, ако профилът е правилен, и отрицателен коефициент на безопасност за профил, който не може да се използва.

Определяне на силата на частта "юфка":

детайлът "юфка" с правоъгълно сечение се взема предвид в "плоска" позиция, а не "на ръба"

Определяне на сложна ферма за здравина:

Най-слабата точка на фермата е нейната среда, фермите се счупват в средата, когато навесът не може да издържи натоварването от сняг, следователно калкулаторът ще покаже силата на фермата при счупване в средата на фермата.слаба точка

Размер "А" за всяка ферма, която имате предвид, триъгълна, квадратна и т.н., се взема в средата на общата дължина на фермата между горната и долната тръба.

Определение за обикновена ферма за здравина:

Фермата за навес може да бъде направена от една връзка - професионална тръба или I-лъч. Натоварванията на тази връзка са колосални от падналия сняг. Проверката на натоварването от сняг е задължителна тук!

I-лъчът ще се разглежда само в положение "като релса към земята", размерите му съгласно GOST 26020-83 (I-лъч № 10 - височината му е 100 мм, № 14 - височината му е 140 и т.н. .), и ще разглеждаме професионалните тръби като „плоски“ и „на ръба“

Ъгълът на наклон се пренебрегва, можете ръчно да добавите процент от ъгъла на наклон или да го оставите такъв, какъвто е, тъй като това влияе само върху увеличаването на силата.

Определяне на якостта на системата

напречна греда + напречна греда

Често се случва разстоянието между стълбовете да се увеличи, а напречната греда, без значение колко мощна е, не преминава изчислението на натоварването от сняг. Този проблем се решава чрез инсталиране на допълнителна ферма, а тръбите на фермата могат да бъдат направени от много по-малък участък от профила. Появява се задачата - какъв е параметърът на профила и каква трябва да бъде широчината на подгредината ферма, за да се постигне достатъчна здравина без надплащания, без да се създават ненужни купчини в навеса. Разбира се, говорим за кръстосана ферма, изпълнени с триъгълни форми, както е показано на фигурата, а не квадрати. Калкулаторът ще покаже здравината на системата, като добави съпротивлението на огъване на главния лост плюс съпротивлението на долната тръба на долната греда към границата на провлачане на опън, а не устойчивостта на огъване на долната греда, когато тя е неправилно запълнена с квадратни форми , което прави фермата безполезна.

Забележка: този раздел вече взе предвид коефициента на безопасност (1.3), тоест, например, калкулаторът показа коефициент на безопасност от 0%, което означава, че фермата се изчислява нормално, с коефициент на безопасност (1.3)..

Без използване на каквито и да било формули, инженерни изчисления, програми, таблици!

Ние не заблуждаваме читателя с фрази - "тук е необходимо да се вземе предвид ...", "изчислете ...", "изберете от инженерни таблици ...", както правят на всички сайтове! Всички формули, счетоводство, селекции, изрезки, гости, асортименти са скрити вътре в калкулатора.

Ето вашия сенник - ето вашите планирани размери! Въведете желаните от Вас размери и калкулаторът ще Ви покаже процентната граница на безопасност на избраните профилни тръби. При положителна стойност на границата на безопасност частта от сенника ще се счита за изчислена по законите за якостта на материалите, като се използват всички SNP, GOST, асортименти и акопоръчвайки продукт в нашето производство, ние ще потвърдим резултатите от този калкулатор с доп с връзка към GOST асортименти от професионални тръби.

​

Нашият калкулатор е насочен към клиенти на градински асоциации, вилни селища и други частни собственици, които се нуждаят от бърз и разумен избор на професионални тръби за навеси на стопански постройки, навеси за автомобили и пристройки към сгради. Тъй като често, при липса на такъв калкулатор, липса на опит, клиентите на Garden и Ogorod се захващат със строителство без никакво оправдание, или под ипотекиране, или обратно, харчат допълнителни пари, преипотекиране. Следователно целта на калкулатора е само да ориентира клиента правилна посока. За изграждането на промишлени сгради и цехове, промишлени хангари и други големи конструкции е необходимо по-подробно изчисление. Например, в индустриална конструкция, всяка връзка на фермата трябва да бъде изчислена (освен като се вземе предвид границата на провлачване на опън и огъване в този калкулатор) за гъвкавост на натиск и усукване, чийто параметър се взема предвид, преди тази връзка да влезе в изработка на фермата, преди валцуване на тръбоогъвач и запълване с триъгълни елементи и други параметри с техните изчисления. Но във всеки случай, ако искате да изградите „нещо“, разчитайки само на „опит“, а не на изчисления, тогава е по-добре да използвате този калкулатор. Освен това на този калкулатор можете сами да зададете границата на безопасност, например 50%, 80%, като сами избирате силата спрямо бюджета си. Например фермите на нашия производствен цех имат резерв от 80% и могат да издържат не само на сняг, но и на кранна греда, която носи тежки товари. Във всеки случай, разбира се, човек трябва да се придържа към елементарни правила по време на строителството, например, не може да се използват натоварвания през връзките, само покрай тях. Например, в ферма мястото, където се опира на напречната греда, не трябва да е празно, тоест без запълване (тоест над напречната греда в фермата трябва да има връзка за запълване на фермата!, много често ферми прекъсване поради тази причина!). За да монтирате частта "юфка", е по-добре да предвидите под нея в фермата вертикални връзки за запълване или пресечната точка на триъгълни пълнежи. По-добре е фермата да се запълни от по-тънък профил и по-често, отколкото от мощен и рядък, тъй като не трябва да забравяте, че натоварването на триъгълните връзки за пълнене е по оста и е незначително, а хоризонталните тръби на фермите имат компонент на натоварването при огъване и натоварванията върху хоризонталните тръби са огромни, в сравнение с незначителните натоварвания на тръбите за пълнене на ферми.

​

Навесът е проста архитектурна конструкция, която се използва за различни цели. В повечето случаи се прави при липса на гараж с покритие в страната или за да се предпази зоната за отдих от силните слънчеви лъчи. За да се гарантира надеждността и здравината на такава малка сграда, ще е необходимо да се изчисли сенника. В крайна сметка ще бъде възможно да се получат данни, които могат да покажат кои ферми ще се използват и как ще трябва да бъдат приготвени.

Схемата за фиксиране на профилни тръби може да се види на фиг. един.

Фигура 1 показва схемата за фиксиране на тръбата

Как да изчислим ферми за балдахин със собствените си ръце?

За да изчислите подобен дизайн за навес, ще трябва да подготвите:

• Калкулатор и специален софтуер;
• SNiP 2.01.07-85 и SNiP P-23-81.

Когато правите изчисления, ще трябва да изпълните следните стъпки:

1. На първо място, трябва да изберете схема за ферма. За това се определят бъдещите контури. Очертанията трябва да бъдат избрани въз основа на основните функции на сенника, материала и други параметри;
2. След това ще е необходимо да се определят размерите на произведената конструкция. Височината ще зависи от вида на покрива и използвания материал, теглото и други параметри;
3. Ако размерите на педя надвишават 36 m, ще е необходимо да се направи изчисление за строителния асансьор. В този случай имаме предвид обратното погасимо огъване от натоварванията върху фермата;
4. Необходимо е да се определят размерите на строителните панели, които трябва да съответстват на разстоянията между отделните елементи, осигуряващи пренасянето на товари;
5. На следващия етап се определя разстоянието между възлите, което най-често е равно на ширината на панела.

Когато правите изчисления, следвайте тези съвети:

1. Трябва да изчислите всички стойности точно. Трябва да сте наясно, че дори и най-малкият недостатък ще доведе до грешки в процеса на извършване на цялата работа по производството на конструкцията. Ако няма доверие в собствени сили, препоръчва се незабавно да се свържете с професионалисти, които имат опит в извършването на такива изчисления;
2. За да улесните нещата, можете да използвате готови проекти, в който остава само да се заменят наличните стойности.

Тази снимка показва метален подслон

В процеса на изчисляване на фермата трябва да се помни, че в случай на нарастваща височина, носещата способност също ще се увеличи. IN зимно времегодина сняг върху такъв навес практически няма да се натрупва. За да се увеличи здравината на конструкцията, трябва да се монтират няколко здрави усилвателя.

За изграждането на ферма е най-добре да използвате желязна тръба, която има малко тегло, висока якост и твърдост. В процеса на определяне на размерите за такъв елемент ще трябва да вземете предвид следните данни:

1. За малки конструкции, чиято ширина е до 4,5 м, ще трябва да използвате метална тръба 40x20x2 мм;
2. За конструкции, чиято ширина е по-малка от 5,5 m, трябва да използвате тръба с размери 40x40x2 mm;
3. Ако ширината на фермата е повече от 5,5 м, най-добре е да използвате тръба 60x30x2 mm или 40x40x3 mm.

В процеса на планиране на стъпката на фермата трябва да се има предвид, че максималното възможно разстояние между тръбите на сенника е 1,7 м. Само в този случай ще бъде възможно да се запази надеждността и здравината на конструкцията.

Пример за изчисляване на ферми за навес

1. Като пример ще бъде разгледан навес с ширина 9 m и наклон от 8 °. Обхватът на конструкцията е 4,7 м. Натоварванията от сняг за района са на ниво 84 kg/m²;
2. Теглото на фермата е приблизително 150 кг (трябва да вземете малка граница за здравина). Вертикалното натоварване е 1,1 t на колона с височина 2,2 m;
3. В единия край фермата ще се опира на стената на тухлена сграда, а в другия край на колона за поддържане на навеса с анкерни болтове. За производството на фермата се използва квадратна тръба 45х4 мм. Трябва да се отбележи, че е доста удобно да се работи с такова устройство;
4. Най-добре е да направите ферми с успоредни колани. Височината на всеки от елементите е 40 см. За скоби се използва тръба със сечение 25х3 мм. За долния и горния колан се използва тръба 35х4 мм. Козирките и другите елементи ще трябва да бъдат заварени заедно, тъй като дебелината на стената ще бъде 4 мм.

В крайна сметка ще получите следните данни:

• Проектна устойчивост за стомана: Ry = 2,45 T/cm²;
• Коефициент на надеждност - 1;
• Размах за фермата - 4,7 м;
• Височина на фермата - 0,4 м;
• Броят на панелите за горния пояс на конструкцията - 7;
• Ъглите ще трябва да се приготвят през един.

Всички необходими данни за изчисления могат да бъдат намерени в специални справочници. Въпреки това, специалистите препоръчват да се правят изчисления от този тип с помощта на софтуер. Ако се направи грешка, тогава произведените ферми ще се срутят под въздействието на натоварвания от сняг и вятър.

Как да изчислим ферма за навес от поликарбонат?

Сенникът е сложна конструкция, така че ще е необходима оценка преди закупуването на определено количество материал. Рамката за опората трябва да може да издържи всяко натоварване.

За да направите професионално изчисление на поликарбонатна конструкция, се препоръчва да потърсите помощта на инженер с опит в такава работа. Ако навесът е отделна конструкция, а не разширение към частна къща, тогава изчисленията ще станат по-сложни.

Покривът на улицата се състои от колони, трупи, ферми и покрития. Именно тези елементи ще трябва да бъдат изчислени.

Ако планирате да направите навес от поликарбонат тип арка, тогава няма да можете да правите без използването на ферми. Фермите са устройства, които свързват дървени трупи и поддържащи постове. Размерите на сенника ще зависят от такива елементи.

Сенници, изработени от поликарбонат, които са базирани на метални ферми, са доста трудни за производство. Правилната рамка ще може да разпредели натоварването върху опорните стълбове и изоставания, докато конструкцията на сенника няма да се срути.

За монтажа на поликарбонат най-добре е да използвате профилни тръби. Основното изчисление на фермата е отчитане на материала и наклона. Например, за едностранна шарнирна конструкция с малък наклон се използва неправилна форма на ферма. Ако дизайнът има малък ъгъл, тогава могат да се използват метални ферми с трапецовидна форма. Колкото по-голям е радиусът на сводовата конструкция, толкова по-малко са възможностите за снегозадържане на покрива. В този случай носещата способност на фермата ще бъде голяма (фиг. 2).

Фигура 2 показва бъдещ навес, покрит с поликарбонат

Ако се използва проста ферма с къща с размери 6x8 m, тогава изчисленията ще бъдат както следва:

• Стъпката между стълбовете за опора е 3 м;
• Броят на металните стълбове - 8 бр.;
• Височината на фермите под сапаните е 0,6 m;
• За да монтирате покривната обшивка, ще ви трябват 12 профилни тръби с размери 40x20x0,2 cm.

В някои случаи могат да се спестят чрез намаляване на количеството материал. Например, вместо 8 стелажа, можете да инсталирате 6. Можете също да скъсите щайгата на рамката. Не се препоръчва обаче да се допуска загуба на твърдост, тъй като това може да доведе до разрушаване на конструкцията.

Подробно изчисление на фермата и дъгата за сенника

В този случай ще бъде изчислен навес, чиито ферми се монтират на стъпки от 1 м. Натоварването върху такива елементи от щайгата се прехвърля изключително върху възлите на фермата. Като материал за покрива се използва велпапе. Височината на фермата и дъгата могат да бъдат всякакви. Ако това е навес, който граничи с основната сграда, тогава основният ограничител е формата на покрива. В повечето случаи височината на фермата повече от 1 м няма да работи. Като се има предвид факта, че ще е необходимо да се направят напречни греди между колоните, максималната височина ще бъде 0,8 m.

Схемата на сенника във фермите може да се види на фиг. 3. Гредите на щайгата са обозначени в синьо, фермата, която ще трябва да бъде изчислена, е обозначена в синьо. Лилавоса посочени гредите или фермите, върху които ще се опират колоните.

В този случай ще се използват 6 триъгълни ферми. На екстремните елементи натоварването ще бъде няколко пъти по-малко, отколкото на останалите. В този случай металните ферми ще бъдат конзолни, тоест техните опори са разположени не в краищата на фермите, а във възлите, показани на фиг. 3. Тази схема ви позволява да разпределите равномерно натоварването.

Фигура 3 показва диаграма на навес от ферми

Изчисленото натоварване е Q = 190 kg, докато натоварването от сняг е 180 kg/m². Благодарение на секциите е възможно да се изчислят силите във всички пръти на конструкцията, като се вземе предвид фактът, че фермата и натоварването върху този елемент са симетрични. Следователно ще е необходимо да се изчислят не всички ферми и дъги, а само някои от тях. За да се ориентирате свободно в големи количествабарове в процеса на изчисление, прътите и възлите са маркирани.

Формули, които да се използват при изчисленията

Ще трябва да определите силите в няколко пръта на фермата. За да направите това, използвайте уравнението на статичното равновесие. В възлите на елемента има панти, следователно стойността на огъващите моменти във възлите на фермата е 0. Сумата от всички сили по отношение на осите x и y също е 0.

Ще трябва да съставите уравнение на моментите във връзка с точка 3 (d):

M3 = -Ql / 2 + N2-a * h = 0, където l е разстоянието от точка 3 до точката на приложение на сила Q / 2, което е 1,5 m, а h е рамото на силата N2 -а.

Фермата има прогнозна височина от 0,8 м и дължина 10 м. В този случай тангенсът на ъгъла a ще бъде tga = 0,8/5 = 0,16. Стойността на ъгъла a = arctga = 9,09°. В крайна сметка h = lsina. От това следва уравнението:

N2-a = Ql / (2lsina) = 190 / (2 * 0,158) = 601,32 кг.

По същия начин може да се определи стойността на N1-a. За да направите това, трябва да съставите уравнение на моментите по отношение на точка 2:

М2 = -Ql/2 + N1-a*h = 0;

N1-a = Q / (2tga) = 190 / (2 * 0,16) = 593,77 кг.

Можете да проверите правилността на изчисленията, като съставите уравнението на силите:

EQy = Q/2 - N2-азина = 0; Q / 2 = 95 = 601,32 * 0,158 = 95 кг;

EQx = N2-acosa - N1-a = 0; N1-a = 593,77 = 601,32 * 0,987 = 593,77 кг.

Условията на статистическото равновесие са изпълнени. Всяко от уравненията на силата, използвани в процеса на проверка, може да се използва за определяне на силите в прътите. По-нататъшното изчисляване на фермите се извършва по същия начин, уравненията няма да се променят.

Струва си да се знае, че проектната схема може да бъде съставена така, че всички надлъжни сили да са насочени от напречните сечения. В този случай знакът "-" пред индикатора за сила, който е получен при изчисленията, ще покаже, че такъв прът ще работи при компресия.

За да се определи силата пръчка, първо ще трябва да определите стойността на ъгъла y: h = 3siny = 2,544 m.

Направи си сам ферма за балдахин е лесно да се изчисли. Просто трябва да знаете основните формули и да можете да ги използвате.

Изчисляването на металните конструкции се превърна в спънка за много строители. Използвайки най-простите ферми за уличен навес като пример, ще ви кажем как правилно да изчислите натоварванията, а също и да споделите прости начини самостоятелно сглобяванебез използване на скъпо оборудване.

Обща методика за изчисление

Фермите се използват там, където е непрактично да се използва твърда носеща греда. Тези структури се характеризират с по-ниска пространствена плътност, като същевременно поддържат стабилност за възприемане на удари без деформация поради правилно местоположениеподробности.

Конструктивно фермата се състои от външен колан и пълнежи. Същността на работата на такава решетка е доста проста: тъй като всеки хоризонтален (условно) елемент не може да издържи пълното натоварване поради недостатъчно голям участък, два елемента са разположени върху оста на основното влияние (гравитацията) по такъв начин че разстоянието между тях осигурява достатъчно голямо напречно сечение на цялата конструкция . Може да се обясни още по-просто, както следва: от гледна точка на приемането на товари, фермата се счита, че е изработена от твърд материал, докато пълнежът осигурява достатъчна здравина, въз основа само на изчисленото приложено тегло.

Дизайнът на фермата от профилна тръба: 1 - долен колан; 2 - скоби; 3 - стелажи; 4 - страничен колан; 5 - горен колан

Този подход е изключително прост и често е повече от достатъчен за изграждането на прости метални конструкции, но консумацията на материал с грубо изчисление се оказва изключително висока. По-подробното разглеждане на съществуващите влияния помага да се намали консумацията на метал с 2 или повече пъти и този подход ще бъде най-полезен за нашата задача - да проектираме лека и доста твърда ферма и след това да я сглобим.

Основните профили на ферми за навес: 1 - трапецовидни; 2 - с успоредни колани; 3 - триъгълна; 4 - сводест

Трябва да започнете с дефиниране на общата конфигурация на фермата. Обикновено има триъгълен или трапецовиден профил. Долният елемент на колана е поставен предимно хоризонтално, горният е наклонен, осигурявайки правилния наклон на покривната система. Напречното сечение и якостта на елементите на колана трябва да бъдат избрани близо до такива, че конструкцията да може да издържи собственото си тегло със съществуващата опорна система. След това се добавят вертикални джъмпери и наклонени връзки в произволно количество. Дизайнът трябва да бъде показан на скица, за да се визуализира механиката на взаимодействието, като се посочат действителните размери на всички елементи. Тогава Нейно Величество физиката влиза в игра.

Определяне на комбинирани действия и поддържащи реакции

От раздела за статиката на училищния курс по механика ще вземем две ключови уравнения: баланса на силите и моментите. Ще ги използваме, за да изчислим реакцията на опорите, върху които е положена гредата. За опростяване на изчисленията ще считаме, че опорите са шарнирни, тоест нямат твърди връзки (вграждане) в точката на контакт с гредата.

Пример за метална ферма: 1 - ферма; 2 - летви греди; 3 - покривно покритие

На скицата първо трябва да маркирате стъпката на обшивката на покривната система, тъй като именно на тези места трябва да бъдат разположени точките на концентрация на приложеното натоварване. Обикновено възлите на конвергенция на скобите се поставят в точките на приложение на товара, така че е по-лесно да се изчисли натоварването. Знаейки общото тегло на покрива и броя на фермите в навеса, не е трудно да се изчисли натоварването на една ферма, а коефициентът на еднородност на покритието ще определи дали приложените сили в точките на концентрация ще бъдат равни или ще се различават . Последното, между другото, е възможно, ако в определена част от навеса един покривен материал се смени с друг, има проходна стълба или, например, зона с неравномерно разпределен сняг. Също така, въздействието върху различни точки на фермата ще бъде неравномерно, ако горната му греда има закръглене, в този случай точките на приложение на силата трябва да бъдат свързани чрез сегменти и дъгата трябва да се разглежда като прекъсната линия.

Когато всички действащи сили са прикрепени към скицата на фермата, пристъпваме към изчисляване на опорната реакция. По отношение на всеки от тях фермата може да бъде представена само като лост със съответното количество влияния върху него. За да изчислите момента на сила в опорната точка, трябва да умножите натоварването на всяка точка в килограми по дължината на рамото на приложение на това натоварване в метри. Първото уравнение гласи, че сумата от ударите във всяка точка е равна на реакцията на опората:

• 200 1,5 + 200 3 + 200 4,5 + 100 6 \u003d R 2 6 - уравнение на равновесието на моментите спрямо възела но, където 6 m е дължината на рамото)
• R 2 = (200 1,5 + 200 3 + 200 4,5 + 100 6) / 6 = 400 кг

Второто уравнение определя равновесието: сумата от реакциите на двете опори ще бъде точно равна на приложеното тегло, тоест, знаейки реакцията на една опора, можете лесно да намерите стойността за другата:

• R 1 + R 2 = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
• R1 = 800 - 400 = 400 кг

Но не се заблуждавайте: тук важи и правилото на лоста, така че ако фермата има значително разширение отвъд една от опорите, тогава натоварването на това място ще бъде по-високо пропорционално на разликата в разстоянията от центъра на масата до поддържа.

Изчисляване на диференциална сила

Преминаваме от общото към частното: сега е необходимо да се установи количествената стойност на силите, действащи върху всеки елемент от фермата. За да направите това, изброяваме всеки сегмент от колана и пълнежните вложки в списък, след което разглеждаме всеки от тях като балансирана плоска система.

За удобство на изчисленията всеки свързващ възел на фермата може да бъде представен като векторна диаграма, където векторите на действие лежат по надлъжните оси на елементите. Всичко, което е необходимо за изчисленията, е да се знае дължината на сегментите, които се събират във възела, и ъглите между тях.

Трябва да започнете от възела, за който по време на изчисляването на реакцията на подкрепа е установен максималният възможен брой известни стойности. Нека започнем с екстремния вертикален елемент: уравнението на равновесието за него казва, че сумата от векторите на сближаващите се натоварвания е равна на нула, съответно противодействието на силата на гравитацията, действаща по вертикалната ос, е еквивалентна на опорната реакция, равно по величина, но противоположен по знак. Имайте предвид, че получената стойност е само част от общата опорна реакция, действаща за даден възел, останалата част от натоварването ще падне върху хоризонталните части на колана.

възел б

• -100 + S 1 = 0
• S 1 = 100 кг

След това нека преминем към крайния долен ъглов възел, където се сближават вертикалните и хоризонталните сегменти на колана, както и наклонената скоба. Силата, действаща върху вертикалния сегмент, е изчислена в предишния параграф - това е тежестта на натискане и реакцията на опората. Силата, действаща върху наклонен елемент, се изчислява от проекцията на оста на този елемент върху вертикалната ос: изваждаме ефекта на гравитацията от реакцията на опората, след което разделяме „чистия“ резултат на грех на ъгъла, при който скобата е наклонена към хоризонталата. Натоварването върху хоризонтален елемент също се намира чрез проекция, но вече по хоризонталната ос. Умножаваме току-що полученото натоварване върху наклонения елемент по cos на ъгъла на наклон на скобата и получаваме стойността на удара върху крайния хоризонтален сегмент на колана.

възел а

• -100 + 400 - sin (33.69) S 3 \u003d 0 - уравнение на равновесието за оста в
• S 3 = 300 / sin (33,69) = 540,83 кг - прът 3 компресиран
• -S 3 cos (33.69) + S 4 \u003d 0 - уравнение на равновесието по оста х
• S 4 = 540,83 cos (33,69) = 450 кг - прът 4 разтегнат

По този начин, последователно преминавайки от възел към възел, е необходимо да се изчислят силите, действащи във всеки от тях. Моля, имайте предвид, че противоположно насочените вектори на действие притискат пръта и, обратно, го разтягат, ако са насочени противоположно един от друг.

Дефиниция на сечение на елементи

Когато всички действащи натоварвания са известни за фермата, е време да се определи сечението на елементите. Не е задължително да е еднакъв за всички части: лентата традиционно се изработва от валцувани продукти с по-голямо сечение от пълнежните части. Това гарантира границата на безопасност на дизайна.

където: Ф tr е площта на напречното сечение на напрегнатата част; н- сила от проектни натоварвания; Рай γ с

Ако всичко е сравнително просто с натоварванията на скъсване за стоманени части, тогава изчисляването на компресирани пръти се извършва не за здравина, а за стабилност, тъй като крайният резултат е количествено по-малък и съответно се счита за критична стойност. Можете да го изчислите с помощта на онлайн калкулатор или можете да го направите ръчно, като предварително сте определили коефициента на намаляване на дължината, който определя при каква част от общата дължина пръчката може да се огъне. Този коефициент зависи от метода на закрепване на ръбовете на пръта: за крайно заваряване той е един, а при наличие на "идеално" твърди шалове може да се доближи до 0,5.

където: Ф tr е площта на напречното сечение на компресираната част; н- сила от проектни натоварвания; φ е коефициентът на изкривяване на компресираните елементи (определен съгласно таблицата); Райе проектната устойчивост на материала; γ с— коефициент на условия на труд.

Трябва също да знаете минималния радиус на въртене, дефиниран като корен квадратен от частното от разделянето на аксиалния момент на инерция на площта на напречното сечение. Аксиалният момент се определя от формата и симетрията на секцията, по-добре е да вземете тази стойност от таблицата.

където: i xе радиусът на инерция на сечението; J хе аксиалният момент на инерция; Ф tr е площта на напречното сечение.

По този начин, ако разделите дължината (като се вземе предвид коефициента на намаляване) на минималния радиус на въртене, можете да получите количествена стойност на гъвкавостта. За стабилен прът се спазва условието коефициентът на разделяне на натоварването на площта на напречното сечение не трябва да бъде по-малко продуктдопустимо натоварване на натиск върху коефициента на изкривяване, който се определя от стойността на гъвкавостта на определен прът и материала на неговото производство.

където: л х- прогнозна дължина в равнината на фермата; i xе минималният радиус на въртене на сечението по оста x; л у- прогнозна дължина от равнината на фермата; аз уе минималният радиус на въртене на сечението по оста y.

Моля, имайте предвид, че при изчисляването на компресирания прът за стабилност се показва цялата същност на работата на фермата. Ако сечението на елемента е недостатъчно, което не позволява да се гарантира неговата стабилност, имаме право да добавим още тънки връзкичрез смяна на монтажната система. Това усложнява конфигурацията на фермата, но ви позволява да постигнете по-голяма стабилност с по-малко тегло.

Производство на части за фермата

Точността на сглобяването на фермата е изключително важна, тъй като извършихме всички изчисления, използвайки метода на векторните диаграми, а векторът, както знаете, може да бъде само абсолютно прав. Следователно, най-малките напрежения, възникващи от изкривявания поради неправилно монтиране на елементите, ще направят фермата изключително нестабилна.

Първо трябва да определите размерите на детайлите на външния колан. Ако всичко е доста просто с долната греда, тогава, за да намерите дължината на горната, можете да използвате или Питагоровата теорема, или тригонометричното съотношение на страните и ъглите. Последното е предпочитано при работа с материали като ъглова стомана и профилна тръба. Ако ъгълът на наклона на фермата е известен, той може да се приложи като корекция при подрязване на ръбовете на частите. Десните ъгли на колана се свързват чрез рязане на 45 °, наклонените - чрез добавяне на ъгъла на наклон до 45 ° от едната страна на фугата и изваждане от другата.

Детайлите за пълнене се изрязват по аналогия с елементите на колана. Основната уловка е, че фермата е строго унифициран продукт и затова се изисква прецизно детайлизиране за неговото производство. Както при изчисляването на действията, всеки елемент трябва да се разглежда поотделно, като се определят ъглите на сближаване и съответно ъглите на подрязаните ръбове.

Доста често фермите се правят радиус. Такива конструкции имат по-сложен метод на изчисление, но по-голяма здравина на конструкцията, поради по-равномерно възприемане на натоварванията. Няма смисъл да се правят заоблени елементи за пълнене, но за детайлите на колана това е доста приложимо. Обикновено сводовите ферми се състоят от няколко сегмента, които се свързват при сближаването на скоби за пълнеж, което трябва да се вземе предвид при проектирането.

Монтаж върху хардуер или заваряване?

В заключение би било хубаво да се очертае практическата разлика между методите за сглобяване на ферма чрез заваряване и използване на разглобяеми съединения. Трябва да започнете с факта, че пробиването на отвори за болтове или нитове в тялото на елемента практически няма ефект върху неговата гъвкавост и следователно не се взема предвид на практика.

Когато стана дума за метода на закрепване на елементите на фермата, установихме, че при наличие на шалове, дължината на секцията на пръта, която може да се огъва, е значително намалена, поради което напречното му сечение може да бъде намалено. Това е предимството на сглобяването на фермата върху шалове, които са прикрепени отстрани на елементите на фермата. В този случай няма голяма разлика в метода на сглобяване: дължината на заваръчните шевове ще бъде гарантирано достатъчна, за да издържи на концентрираните напрежения във възлите.

Ако фермата е сглобена чрез съединяване на елементи без шалове, тук са необходими специални умения. Силата на цялата ферма се определя от нейния най-малко издръжлив възел и следователно бракът при заваряването на поне един от елементите може да доведе до разрушаване на цялата конструкция. При недостатъчни умения за заваряване се препоръчва сглобяване на болтове или нитове с помощта на скоби, ъглови скоби или наслагващи плочи. В този случай закрепването на всеки елемент към възела трябва да се извърши най-малко в две точки.

Сенник от профилна тръба е много често срещан дизайн, който може да се намери в почти всеки двор. От профилни тръби можете да направите както малък навес над верандата, така и голям покрив за паркиране - и във всеки случай дизайнът ще бъде достатъчно здрав, красив и лесен за подреждане. Тази статия ще разгледа изчисляването на навес от профилна тръба и нейното инсталиране.

Изчисляване и чертеж на навес

Компетентното изчисление и създаването на добър чертеж предполагат спазване на редица стандарти и изисквания за конструкции, изработени от профилни тръби. Въпреки това, малък навесни сенницине е нужно да изчислявате толкова точно - малка козирка, изработена от профилна тръба, не се различава по тегло, така че този вид конструкция не представлява никаква опасност. Големите навеси за паркинги или басейни трябва да бъдат изчислени, за да се избегнат проблеми.

Чертежът на навес от професионална тръба винаги започва със скица - проста скица, която показва вида на конструкцията, основните й характеристики и приблизителни размери. За да определите точно размерите на бъдещия навес, струва си да направите измервания в района, където ще бъде разположена конструкцията. В случай, че навесът ще бъде прикрепен към къщата, тогава е необходимо също да се измери стената, за да се знаят точно размерите на профилната тръба за навеса.

Можете да разгледате метода на изчисление, като използвате примера на конструкция, разположена на площадка 9x7 m, разположена пред къща с размери 9x6 m:

• Дължината на сенника може да бъде равна на дължината на стената (9 м), а надвесът на конструкцията е с един метър по-къс от ширината на обекта - т.е. 6 м;
• Долният ръб може да има височина от 2,4 m, а високият трябва да бъде повдигнат до 3,5-3,6 m;
• Ъгълът на наклона на склона се определя в зависимост от разликата във височините на долния и горния ръб (в този пример се получават около 12-13 градуса);
• За да изчислите натоварванията върху конструкцията, трябва да намерите карти, които показват нивото на валежите в даден регион, и да надградите върху тях;
• Когато се изчисли размерът на конструкцията и очакваните натоварвания, остава да се изготви подробен чертеж, вземете материали и започнете да сглобявате сенника.

Чертежи на ферми от профилна тръба за навес трябва да се показват отделно с всички подробности. Също така си струва да запомните това минимален наклоннадвесът е 6 градуса, а оптималната стойност е 8 градуса. Твърде малкият наклон няма да позволи на снега да се плъзне сам.

След като приключите с чертежите, се избира подходящият материал и неговото количество. Изчислението трябва да се извърши точно и преди закупуването си струва да добавите около 5% от толеранса - по време на работа много често възникват малки загуби и бракът не е необичаен. Според подобни изчисления е възможно да се направи гаражна рамка от профилна тръба, която е доста търсена.

Създаване на навес от профилна тръба

Дизайнът на сенника не е особено труден. Ако чертежът на сенника и материалите, необходими за неговото сглобяване, вече са налице, тогава можете да продължите директно към подреждането на конструкцията.

Производството на навес от профилна тръба се извършва по следния алгоритъм:

1. Първо се маркира и подготвя парцел за навес. Необходимо е да се намери място за фундаментните ями и да се изкопаят, а след това да се напълни дъното на всички ями с развалини. В ямите се монтират вградени елементи, след което основата се излива с циментов разтвор.
2. Стоманените части са заварени към долните части на стелажите за сенници квадратна форма, чийто размер съвпада с размерите на вградените части, както и диаметъра на отворите за болтове. Когато разтворът се втвърди, стълбовете за навеса от профилната тръба се завинтват към вградените части.
3. Следващата стъпка е сглобяването на рамката. Профилната тръба на този етап се маркира и нарязва на необходимите парчета и едва след това може да се извърши производството на ферми от профилната тръба за навеса. Първо, страничните ферми се закрепват с болтове, след това челните прегради и накрая, ако е необходимо, са оборудвани диагонални решетки. Сглобена рамкамонтирани на стелажи и фиксирани по избрания начин.

Преди монтажа на покрива, навесът трябва да бъде боядисан или покрит с антикорозионна смес, за да се предотврати възможно разрушаване на материала - по време на монтажа основното покритие се поврежда и в резултат на това металните части губят устойчивостта си на корозия . Освен това трябва да разберете, че външната обработка не предпазва конструкцията от разрушаване отвътре, така че ръбовете на тръбите трябва да бъдат затворени с тапи.

Видове крепежни елементи за елементи на сенника и техните размери

За сглобяване на елементите на сенника от профилна тръба могат да се използват различни методи:

1. Един от най-често срещаните начини за фиксиране на сенници от гофрирани тръби е болтова връзка. Качеството на такава връзка е доста високо, докато не се различава по сложност. За да работите, ще ви трябва бормашина с бормашина за метал, както и болтове или самонарезни винтове, чийто диаметър зависи от сечението на тръбата.
2. Друг начин, по който се закрепват елементите на сенника, е заварено съединение. Заваряването изисква определени умения, а оборудването ще бъде по-скъпо, отколкото за болтови връзки. Резултатът обаче си заслужава - заваряването осигурява висока якост на конструкцията, без да я отслабва.
3. За да фиксирате малки навеси от тръби с диаметър до 25 мм, можете да използвате системата за раци, която е специална скоба различни форми(повече информация: ""). Най-често при монтаж на сенници се използват Т-образни и Х-образни скоби за свързване съответно на три или четири тръби. За затягане на скобите са необходими болтове със съответните гайки, които често трябва да се купуват отделно. Основният недостатък на системите за раци е възможността за сглобяване на конструкцията само под ъгъл от 90 градуса.

Изборът на профилни тръби за производство на ферми

При избора на тръби за подреждане на голям навес от профилна тръба е необходимо да се проучат следните стандарти:

• SNiP 01.07-85, който описва връзката между степента на натоварвания и теглото на съставните конструктивни елементи;
• SNiP P-23-81, описващ метода на работа със стоманени части.

Можете да разгледате подреждането на конструкцията, като използвате примера на стенен навес с размери 4,7x9 m, базиран на външни стелажи отпред и прикрепен към сградата отзад. Когато избирате ъгъла на наклон, най-добре е да спрете на индикатор от 8 градуса. Изучавайки стандартите, можете да разберете нивото на натоварване от сняг в региона. В този пример навесен покривот профилна тръба ще бъде подложена на натоварване от 84 kg / m2.

Един 2,2-метров стелаж от профилна тръба има тегло около 150 кг, а степента на натоварване върху него е около 1,1 тона. Като се има предвид степента на натоварване, ще трябва да изберете здрави тръби - стандартна кръгла профилна тръба с 3 мм стени и диаметър 43 мм няма да работи тук. Минималните размери на кръгла тръба трябва да бъдат 50 мм (диаметър) и 4 мм (дебелина на стената). Ако като материал се използва тръба с диаметър 45 мм и дебелина на стената 4 мм. С помощта на такъв материал може да се направи порта "направи си сам" от профилна тръба, която ще бъде доста надеждна и издръжлива.

Когато избирате ферми, си струва да спрете на дизайн от два успоредни контура с диагонална решетка. За ферма с височина 40 см можете да използвате квадратна профилна тръба с диаметър 35 мм и дебелина на стената 4 мм (прочетете също: ""). За производството на диагонални решетки тръбите с диаметър 25 mm и дебелина на стената 3 mm ще работят добре.

Заключение

Сглобяването на навес от професионална тръба със собствените си ръце не е толкова трудно. За успешна работа е необходимо правилно да се проектира бъдещата структура и да се подходи отговорно към всеки етап от изпълнението на проекта - и тогава резултатът ще бъде надеждна структура, която може да издържи много години.