Меню

Конструкция каркаса из квадратной трубы

Как построить дом из профильной трубы по технологии каркасного строительства

Каркасное строительство является относительно новым направлением на российском рынке. Быстрое возведение каркаса дома из профильной трубы или деревянных балок делает популярной такую технологию строительства жилья и архитектурных форм небольшого размера.

Профильная труба имеет свои достоинства и особенности применения, а сооружения каркасного типа обладают множеством преимуществ.

Краткая информация о каркасном строительстве

На первых этапах развития металлокаркасное строительство находило применение только при возведении промышленных зданий. На каркасах из профильной трубы или швеллера возводились цеха, склады и ангары.

В процессе эволюции технологий стало возможным использование каркаса из профтрубы для строительства следующих объектов:

  • Жилых помещений малой этажности (допускается строительство не более 3 этажей).
  • Коттеджей.
  • Зданий для коммерческого использования (магазин, кафе, автозаправка, помещение для офиса).
  • Зданий общественного назначения.

Кроме того технология металлокаркасного строительства позволяет использовать конструкцию для надстройки этажей, возведения мансарды или флигеля. Популярны металлические каркасы для теплиц, навесов и гаражей. Отлично смотрится беседка, терраса или баня из профтрубы. Читайте также: «Как сделать беседку из профильной трубы – пошаговая инструкция».

Основные достоинства домов на металлическом каркасе

Технологию возведения домов на основе металлических каркасов используют во всем мире. Наибольшее распространение такая технология получила в США, Японии и Западной Европе. Жилые строения этих стран, возведенные по каркасной технологии, занимают в среднем около 60%, причем такое строительство продолжает расти.

Каркасные дома имеют следующие достоинства:

  • Низкая себестоимость. По сравнению со строениями, при возведении которых использовалась традиционная технология, каркасные дома не требуют больших затрат. Однако стоит помнить, что каркас из деревянных балок будет стоить дешевле, чем аналогичная конструкция из профильной трубы. Также стоимость металлических элементов для каркаса зависит от сечения трубы.
  • Быстрое возведение. Жилые дома с использованием каркасной технологии возводятся быстрее, чем при традиционном строительстве. Используя в качестве основного материала для каркаса профильную трубу, можно в несколько раз сократить срок возведения жилья.
  • Исключение мокрых процессов. Каркас дома из профильной трубы позволяет строить дома круглый год при любой погоде. Исключение составляет только обустройство фундамента. Хотя, можно сделать столбчатый фундамент из пластиковых труб своими руками, что весьма практично.
  • Отсутствие усадки. Каркасные дома не требуют времени на усадку ни при проведении строительных процессов, ни во время эксплуатации здания.
  • Низкие трудозатраты. Можно возвести каркас дома из профильной трубы своими руками. Для возведения дома по каркасной технологии понадобятся услуги всего нескольких помощников. При этом возможно выполнить основное строительство дома в течение одного месяца. Останется только отделка внутри дома. В тоже время традиционное строительство при таких условиях просто невозможно.

Наряду с множеством положительных характеристик у каркасных строений имеются и недостатки. Основным минусом технологии, по которой возводится дом из проф трубы, можно назвать сложное проектирование. Чтобы правильно рассчитать нагрузку на профильную трубу в определенном месте дома, понадобится помощь профессионала. Только он может точно рассчитать вес, который может выдержать профильная труба.

Также сложно самостоятельно выбрать сечение и толщину материала и высчитать размер профильной трубы. Стоит учесть, что расчет деревянных балок выполняется намного проще.

Еще один недостаток – цена. По сравнению с деревянным каркасом металлический остов стоит гораздо дороже. Дополнительные трудности могут возникнуть при непосредственном выборе трубы. Можно приобрести более толстый материал, с сечением 10*10 см и толщиной стенок 0,8 см, затратив при этом большее количество средств, но получив запас по прочности. Можно купить трубу тоньше, например сечением 6*6 см, сэкономив средства, но снизив прочностные характеристики дома. Читайте также: «Как сделать фермы из профильной трубы – виды и способы монтажа».

Нельзя не сказать о проблемах с теплоизоляцией. Являясь своеобразным мостиком холода, металлический каркас требует более качественного утепления. А это неизбежно приводит к дополнительным затратам.

Технология возведения металлокаркасного дома

Кажущая простота дома на металлическом каркасе – это всего лишь иллюзия. На самом деле конструкция таких строений достаточно сложная. Ее основными элементами можно назвать:

  • Основание дома. Можно использовать облегченные типы фундамента, но пренебрегать этой частью нельзя. Основание не требуется для транспортируемых строений, к которым можно отнести парники или теплицы. В этом случае расчет профильной трубы проводится с соответствующими корректировками.
  • Металлический каркас. Для возведения этой части здания подходит профильная труба, имеющая квадратное сечение 10*10 см или 6*6 см. Определить нужные габариты трубы можно с помощью калькулятора профильной трубы, взяв размеры строящегося дома.
  • Обшивка стен внутри дома. Оптимальным вариантом для внутренней отделки является шпунтованная доска шириной 4-6 см из хвойных деревьев. Материал должен в обязательном порядке пройти обработку антисептическими составами и растворами, препятствующими возгоранию.
  • Черновой пол и его отделка. Лаги настилаются из аналогичной профильной трубы, поверх них укладывают черновой пол из досок и застилают любым профильным покрытием.
  • Утеплитель. Самым популярным материалом для утепления каркасного дома является экструдированный пенополистирол толщиной 6-10 см. Для дополнительного утепления каркаса из профильной трубы можно использовать полоски пеноизола.
  • Отделка внешних частей дома. Для выполнения отделочных работ снаружи строения может использоваться фасадная штукатурка или сайдинг. При достаточном бюджете строительства не исключается возможность отделки дома натуральным деревом.
  • Кровля. Каркас крыши их профильной трубы может возводиться как отдельной конструкцией или как одним из элементов каркаса. В зависимости от кровельного материала и угла установки кровельных стропил выполняется расчет параметров трубы. Чем легче кровельный материал и больше угол между стропилами, тем более токая труба может использоваться.
Читайте также:  Как согнуть профильную трубу из алюминия в домашних

Этапы возведения каркасного дома

Дома из профильной трубы своими руками возводятся в определенной последовательности:

  • Фундамент. Для строительства каркасных домов можно использовать капитальное бетонокаркасное основание, а также некапитальное, например, на винтовых сваях. Дома на втором виде основания можно перевозить, так как являются транспортируемыми.
  • Монтаж каркаса. На этом этапе допускается использование готовых каркасов фабричного производства. Для сборки таких каркасов не требуется сварка, все элементы соединяются с помощью винтов. Не исключается самостоятельное возведение каркаса из профильной трубы. При этом важно не только следить за взаимным расположением элементов, но и контролировать качество соединений. Именно эти места считаются самым слабым местом при возведении каркасных домов из профильной трубы. Монтажные работы должны выполняться в направлении снизу вверх. При этом первыми устанавливаются стойки и колонны, для соединения которых используют горизонтальные элементы из трубок меньшего сечения. Для укрепления вертикальных элементов используют раскосы.
  • Монтаж кровли. Кровельная часть монтируется на самом последнем этапе основного строительства. При этом бригада строителей может быть разделена на две части: одна занимается кровлей, другая переходит к утеплению и отделке.
  • После окончания работ по монтажу каркаса можно приступать к внутренней отделке.

По мнению экспертов в области архитектуры металлокаркасные технологии в будущем займут лидирующие позиции. Это означает, что возведение каркасного дома из профильной трубы своими руками, позволяет получить определенные навыки, которые могут пригодиться не только в личных целях, но и в качестве дополнительной специальности.

Источник

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

Сегодня фермы из профильной трубы по праву считаются идеальным решением для строительства гаража, жилого дома и приусадебных построек. Прочные и долговечные, такие конструкции обходятся недорого, быстры в исполнении, и с ними способен справиться любой, кто хоть немного разбирается в математике и имеет навыки резки и сварки металла.

А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили подробные мастер-классы изготовления ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов.

Содержание

Этап I. Проектируем ферму и ее элементы

Итак, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры в единое целое. Среди ее преимуществ: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование в строительстве металлических ферм из прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных решений. И неспроста:

  1. Главный секрет в экономии, благодаря удобному соединению всех элементов решетки.
  2. Еще одно ценное преимущество профильных труб для ферм – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
  3. При своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки.

Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности. Даже такую:

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами, как:

  • контуры, размер и форма будущей крыши;
  • материал изготовления верхнего и нижнего поясов фермы, а также ее решетки;
  • угол наклона и планируемая нагрузка.

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Профильные трубы для ферм бывают двух видов сечений: прямоугольного или квадратного. Выпускаются они разного диаметра, с разной толщиной стенок:

  • Для малогабаритных построек мы рекомендуем трубы до 4,5 метров длиной, сечением 40х20х2 мм.
  • Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
  • Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, предназначенные для стоек и каркасов. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать фермы самостоятельно, берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом виде, даже под заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:

  • СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки).
  • СНиП п-23-81 (данные по стальным конструкциям).
Читайте также:  Трубы из сшитого полиэтилена чехия

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.

И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.

Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.

По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.

Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

  • от 6 до 15°;
  • от 15 до 20°;
  • от 22 до 35°.

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.

Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Виды ферм и формы крыши

Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):

Давайте разберемся с видами ферм:

  • Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
  • Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
  • Прочной считается также ферма с параллельными поясами. Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
  • Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.

Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:

Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:

А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.

Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

Типы решеток и точечная нагрузка

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.

Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.

В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

  • Треугольная система решетки всегда применяются в фермах с параллельными поясами и трапецеидальной ферме. Ее основное преимущество в том, что она дает самую маленькую суммарную длину решетки.
  • Раскосная система хороша при небольшой высоте ферм. Но расход материала на нее немалый, ведь здесь весь путь усилия идет через узлы и стержни решетки. А поэтому при проектировании важно заложить максимум стержней, чтобы длинные элементы оказались растянутыми, а стойки – сжатыми.
  • Еще один вид – шпренгельная решетка. Ее изготавливают в случае нагрузок верхнего пояса, а также тогда, когда нужно уменьшить длину самой решетки. Здесь преимущество в соблюдении оптимального расстояния между элементами всех поперечных конструкций, которое, в свою очередь, позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом для монтажа элементов кровли. Но создавать такой решетку своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительным расходам металла.
  • Крестовидная решетка позволяет распределить нагрузку на ферму сразу в обоих направлениях.
  • Еще один вид решетки – перекрестная, где раскосы крепятся прямо к стенке фермы.
  • И, наконец полураскосная и ромбическая решетки, самая жесткая из перечисленных. Здесь взаимодействует сразу две системы раскосов.
Читайте также:  Труба пвх 25мм ruvinil

Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.

Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

  • Вариант первый: можно обратиться к заводу, и они сделают на заказ по вашему рисунку все нужные отдельные элементы, которые вам останется только сварить уже на месте.
  • Второй вариант: приобретите готовый профиль. Тогда вам останется только обшить фермы изнутри досками или фанерами, а в промежутке уложить по необходимости утеплитель. Но и обойдется этот способ, конечно же, дороже.

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

Итак, теперь подходим непосредственно к сборке самих ферм. Справиться с этим вам поможет такая пошаговая инструкция:

  • Шаг 1. Сначала подготовьте фермы. Лучше их заранее сваривать прямо на земле.
  • Шаг 2. Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Крайне важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их отвесом.
  • Шаг 3. Теперь возьмите продольные трубы и приварите их к опорным стойкам.
  • Шаг 4. Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. После этого все места соединения важно очистить.
  • Шаг 5. Готовый каркас покрасьте специальной краской, предварительно очистив и обезжирив его. Особое внимание при этом уделите местам соединения профильных труб.

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.

Также в некоторых конструкциях приходится сочетать разные виды ферм, чтобы присоединить крышу к стене здания:

Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:

Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:

Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.

Источник

Adblock
detector