Металлическая ферма для навесов и каркаса крыши: процесс изготовления, монтаж и устройство, правила крепления
Металлическая ферма – это удлиненная опорная кровельная конструкция, являющаяся составной частью общей стропильной системы крыши или навеса. Из теории сопротивления материалов известно, что любой удлиненный предмет является гораздо прочнее на изгиб в продольном направлении, чем в поперечном. Например, человек может без особых усилий сломать карандаш пополам, однако разорвать его или сжать вдоль до разрушения человек вручную уже не способен. Данный принцип заложен в фермах – важнейшим свойством фермы является способность замыкать все нагрузки внутри собственного контура без передачи на опоры и распирающих или сжимающих усилий. Благодаря таким особенностям ферм становится возможным перекрывать широкие пролеты сравнительно легкими конструкциями, и при этом существенно экономить строительные материалы.
В наши дни фермы могут быть изготовлены из различных материалов, однако наибольшую популярность получили фермы в виде конструкций из металла.
Конструктивные особенности металлических ферм
Длина конструкции ферм обычно кратна 3-м метрам, при этом стандартом являются металлические фермы с длиной пролетов 12м, 18м, 24м, 30м и 36м. Конструктивно металлическая ферма представляет собой систему стержней, соединенных между собой в узлах и формирующих составные элементы общей конструкции. Так, основными составными элементами фермы являются: стойки, раскосы, решетки.
Узловое соединение всех составляющих фермы осуществляется методом примыкания одних элементов к другим. Стержни решетки крепятся к поясам с помощью сварки или фасонных элементов.
В преобладающем большинстве металлоконструкций ферм в качестве элементарной составляющей используются треугольники, как наиболее «прочная» разновидность геометрических фигур. В стремлении улучшить свойства данных конструкций, разработчики пришли к нескольким основным видам ферм, среди которых выделяют фермы с плоской решеткой и пространственной конструкции. Если первая разновидность ферм воспринимает нагрузку только в одной плоскости, то второй тип – в любом направлении.
Изготовление и монтаж металлических ферм
Элементарные составляющие конструкции фермы, как правило, изготавливаются из сортового металлопроката различных, в том числе и замкнутых профилей. Для соединения составных частей фермы между собой могут применяться различные методы.
Процесс изготовления фермы начинают с получения ее составных элементов в строгом соответствии с детализированными чертежами, согласно проектно-конструкторской документации. Сборка ферм (частичная или полная) осуществляется непосредственно на предприятии-изготовителе металлоконструкций. Также часть сборочных работ может производиться на месте монтажа объекта.
Для соединения деталей металлической фермы используются следующие способы:
- Болтовое соединение (как разновидность – заклепками). Данный способ считается наиболее простым в реализации, поэтому он наиболее распространен на практике. С помощью болтов удается быстро устанавливать фахверки, прогоны, связи и остальные компоненты конструкции фермы. Надежность соединения во многом зависит от степени натяжения болтов. Оптимальным вариантом монтажных работ в данном случае является параллельная работа пары монтажников, с использованием соответствующего пневмоинструмента и специальных ключей с рукоятками.
- Сварка. В ходе изготовления (монтажа) металлических ферм применение сварки целесообразно в том случае, если необходимо получить соединение высокой прочности и надежности. Для этого детали металлической фермы предварительно скрепляются друг с другом монтажными болтами, а наиболее ответственные узлы фиксируются заклепками, после чего производится узловая сварка.
После завершения процесса сборки отдельных элементов, вся стропильная система (или ее составные части) передаются на участок сборки. Конструкцию металлической фермы монтируют на заранее подготовленное основание, то есть зацементированные и скрепленные колонны. Особенности сборки конструкции фермы во многом определяются параметрами основания. Если в качестве основания выбраны железобетонные колонны или кирпичные стены, элементы фермы закрепляют анкерными болтами. В случае, когда длина фермы превышает 10 м, конструкцию крыши рассматривают как спаренную систему, при этом стропильные ноги и перемычки будут состоять из двух частей, а сборка такой конструкции должна производиться непосредственно на объекте.
Правила техники безопасности при монтаже металлических ферм для навесов и каркасов крыш
Установка стропильных металлических ферм требует соблюдения определенных правил техники безопасности, а именно:
- К монтажным работам допускаются только высококвалифицированные высотники и стропальщики (должны иметь соответствующий допуск для данных видов работ);
- Перед началом монтажа все участники работ проходят инструктаж по технике безопасности;
- Персонал монтажников может работать только в специальной экипировке, включающей в себя каску, рукавицы, монтажный пояс, спецодежду.