Как сварить треугольник из профильной трубы

Обновлено: 07.07.2024

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Друзья, приветствую всех на нашем канале, посвящённому всем начинающим самоучкам в ручной дуговой сварке и слесарке.

Давайте разберём важную тему для новичков-как правильно делать прихватки при выставлении диагоналей, если мы свариваем рамку из профильных труб.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Сегодня на работе я сваривал рамку из профильной трубы 40 на 40 мм. Её толщина 1.5 мм, это будет заготовка для заднего борта Камазовского прицепа.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Первым делом режем заготовки в нужный размер и делаем запилы под 45 градусов. Чем точнее мы сделаем эти запилы, тем проще будет собирать саму рамку и тем точнее будет изначальные диагонали даже без подгонки.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Выложили заготовки в рамку и теперь мерим длину, ширину, и диагонали. Тут два варианта развития событий, диагональ сразу хорошая-в пределах 2 мм. И второй вариант, расхождение 2-5 мм. Прихватки ставим во внутренних углах рамки. Так конструкция будет как на шарнирах, будет легко подогнать нужные ровные диагонали.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Перед прихватками измеряем диагонали по внешним углам. А теперь сама суть.

Если диагонали разные, в пределах 2-5 мм, то ставим прихватки во внутренних углах по меньшей диагонали, сейчас буду обьяснять почему именно так.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Для примера взял у сына конструктор. Такой конструктор был у всех нас-Советских детей! Просто увидел в магазине игрушек такой и не удержался-купил.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Сначала чуть теории. Вот у нас две детали под прямым углом друг к другу. Ставим прихватку во внутренним углу этих деталей. Прихватка начинает остывать и начинает стягивать к себе эти детали. И у нас получится угол не прямой , а несколько меньше-меньше 90 градусов. Отталкиваясь от этого, идём дальше.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Вот рамка у которой диагонали немного не ровные, для примера я сделал конструкцию прям так с большой разницей, чтобы было нагляднее для вас. Ставим прихватки где диагонали меньше и смотрите что происходит.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Эти прихватки начинают стягивать на себя заготовки и происходит выравнивание общей конструкции. Рамка выпрямляется-диагонали стремятся к одинаковому значению. Зачастую не нужно больше подбивать ничего молотком.

Рассмотрим второй вариант, когда после сборки перед прихваткой диагонали отличные-разница в пределах 1-2 мм.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Если в рамке с ровными изначально диагоналями мы поставим прихватки также по диагонали. Смотрите что тогда получится.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Диагональные прихватки начинают тянуть на себя по две детали и получаем рамку с разными диагоналями. Просто прихватки второй диагонали не смогут компенсировать стягивающее усилие первых прихваток, это замечено давно в сварочной работе. А как правильно? Смотрите.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Делаем прихватки по часовой или против часовой стрелки. Но и тут есть небольшая хитрость. Как говорилось ранее вторая прихватка не компенсирует полностью первую. Значит первую прихватку делаем чуть поменьше, вторую чуть пожирней. Третью поменьше, четвёртую пожирней. В такой последовательности всё получится отлично.

Варю рамку из профильной трубы. Вначале правильно прихватим диагонали

Теперь сделаем по паре прихваток на внешних углах. Очередность также-по часовой или против часовой.

Вот теперь наша рамка готова к сварке, её диагонали правильно и ровно выставлены.

Почти каждую статью на канале я дублирую подробным видео. Видео также есть на канале.

Кто ставит лайк статье, тому чаще показывают наши материалы в Дзене. И наоборот, дизлайк-наши материалы не покажут больше. Прочитавший также напрямую своей оценкой влияет на развитие канала. Не оставляй статью без оценки.

Стропила из трубы: виды и особенности конструкций ферм из профильных труб

Наиболее распространенным материалом для стропил является дерево, то есть деревянный брус или доски. Однако, при возведении габаритных зданий с длиной пролетов более 24 м и длиной скатов более 10 м, использовать деревянные стропила нецелесообразно, а, зачастую, и невозможно. Они не выдержат нагрузки от собственного веса и кровельного материала.

Поэтому в этом случае для кровли применяют металлические стропила, которые могут быть изготовлены из различных профилированных изделий. Одним из наиболее распространенных вариантов являются стропила из трубы, которые способны перекрыть пролет любой необходимой длины.

Содержание

Использование стропил из труб

Как правило, металлические стропила используют при строительстве габаритных промышленных и общественных зданий. Это могут быть гипермаркеты, спорткомплексы, цеха, склады.

В индивидуальном строительстве металл для крыш жилых домов практически не применяется. Дорого, есть сложности с монтажом и перевозкой. Да и не нужно. В этом случае рационально использовать древесные материалы. Однако в частном строительстве отведена ниша и для металлических стропил (ферм). Используют их при возведении различных навесов – для автомобилей (крытые стоянки), дворовых площадок, бассейнов.

Среди достоинств металлических ферм можно выделить:

  • высокую прочность, позволяющую выдерживать большие нагрузки;
  • способность перекрывать большие пролеты;
  • возможность применения на геометрически сложных объектах;
  • долговечность.

Недостатки при этом такие:

  • большой вес, при поднятии ферм на высоту требуется применение специальной техники;
  • высокая цена;
  • низкое сопротивление высокой температуре, вследствие чего при пожаре металлические стропила (фермы) провисают и обваливаются за 15-30 минут.

Вообще металлические фермы выполняются из различных изделий, а также их комбинаций. Например, из швеллеров, уголков, двутавров и т.п. И, конечно же, профильных труб.

Чем хороша труба? Ее контуры обладают высокой степенью обтекаемости, что минимизирует ветровое давление. Это важно для высоких объектов, подверженных ветровым нагрузкам. Также профильные трубы легко окрашивать, на их стенках не задерживается влага (снег, иней, вода), поэтому их стойкость к коррозии выше, чем у альтернативных изделий. Соответственно, выше и долговечность.

Несмотря на кажущуюся массивность, профильные трубы легкие, ведь внутри их – пустота. Это качество позволяет снизить нагрузку кровельной конструкции на стены и фундамент. Но вызывает необходимость в герметизации этих полостей с торцов изделий для предотвращения попадания влаги вовнутрь и, как следствие, возникновения коррозии.

Металлические профильные трубы изготавливают путем прокатки и обработки металла на специальных станках. Сечение полученных таким образом труб может быть овальным, прямоугольным, квадратным.

Виды профильных труб, подходящих для конструкций ферм

Материалом для профильных труб обычно служит конструкционная сталь. Но в некоторых случаях, при строительстве конструкций специального назначения, применяют оцинкованную сталь или алюминиевые сплавы.

Нагрузки, которые способна выдержать профильная труба, зависят от марки использованного металла, толщины стенок изделия, способа изготовления.

Длина труб варьируется в пределах от 6 м (для малых сечений) до 12 м (для больших сечений). Минимальные сечения – 10х10 мм и 15х15 мм (с толщинами стенок 1 мм и 1,5 мм соответственно). Трубы с таким сечением применяются для легких малогабаритных конструкций (например, небольших навесов). Увеличение толщины стенок и размеров сечения приводит к увеличению веса и прочности профилей. Поэтому трубы максимальных сечений (начиная с 300х300х12 мм и выше) применяют преимущественно для промышленных зданий.

Строение ферм из труб

Единицей стропильной металлической системы является ферма – плоская конструкция, собранная из нескольких прямых стержней. Контур фермы формируют верхний и нижний пояса. Между ними находится решетка, состоящая из раскосов и стоек.

Элементы фермы – прямые профильные трубы – соединяют или непосредственно между собой, или через узловые фасонки. Для крепления используют сварки, болты, клепки.

Металлические фермы стандартных размеров и конструкций можно купить уже в готовом виде или же собрать из труб самостоятельно. Однако самостоятельное изготовление требует высокого профессионализма, умения работать с металлоконструкциями и правильно произвести расчет. Поэтому для частного застройщика намного удобнее вариант приобретения готовых ферм, которые останется только правильно смонтировать.

Конструктивные элементы металлической фермы

Варианты конструкций ферм

Металлические фермы могут иметь разные очертания, отличаться по назначению и способности воспринимать нагрузки.

Основополагающими элементами фермы являются пояса – верхний и нижний. Они создают контур конструкции, то есть очерчивают ее сверху и снизу. Пояс – это прямой или ломаный стержень, состоящий из одной или нескольких срощенных труб.

В соответствии с контуром поясов фермы из профиля бывают:

  • с параллельными поясами (плоская кровля);
  • трапецеидальные;
  • треугольные;
  • полигональные;
  • сегментные.

Трапецеидальные конструкции имеют форму трапеции (или двух сомкнутых трапеций). Используются при возведении крыш с небольшим углом наклона. Узлы фермы характеризуются повышенной жесткостью и прочностью. В центральной части отсутствуют длинные стержни, поэтому трапецеидальный вариант считается довольно экономичным по расходу металла.

Треугольные фермы по форме похожи на треугольник, они используются для сборки стропильной системы двухскатных крыш (навесов). Угол наклона значения не имеет, возможно применение для крутых скатов. При сборке треугольных ферм следует тщательно рассчитать и закрепить опорные узлы, имеющие сложное устройство. Еще одна особенность: в центральной части конструкции используются удлиненные стержни. Чем круче стороны «треугольника», тем стержни длиннее. Поэтому для их изготовления требуется повышенное количество трубы.

Полигональные фермы имеют сложные очертания, напоминающие арку с ломаным верхним контуром. Обладают повышенной прочностью, поэтому применяются для тяжелых громоздких сооружений, возводимых над большими пролетами. Благодаря особой схеме расположения элементов, полигональные фермы позволяют сэкономить значительное количество профиля. Но только при использовании их для тяжелых строений. Легкие конструкции при выборе полигонального варианта не выиграют в получаемой экономии.

Сегментные фермы встречаются редко по причине своей сложности. Обладают арочной формой, с криволинейным, полукруглым контуром верхнего пояса. Это очертание повторяет эпюру моментов, поэтому для сегментной фермы требуется сниженное количество металла. Однако, опять же, трудоемкость производства, связанная со сложными узлами конструкции, делает ее крайне непопулярной.

Очертания поясов ферм

Кроме поясов в конструкции фермы предусмотрена решетка – сочетание прямых элементов (стоек, раскосов), которые располагаются в определенной последовательности между поясами и скрепляют их между собой. От вида решетки зависит прочность фермы, ее вес, внешний вид и степень сложности изготовления.

Распространены следующие системы решеток:

  • треугольная;
  • раскосная;
  • шпренгельная;
  • крестовая;
  • ромбическая;
  • полураскосная.

Треугольная система решетки состоит из элементов, выставленных в виде повторяющихся треугольников. Подходит для ферм с параллельными и трапецеидальными поясами. Опорные раскосы в конструкции могут быть восходящими и нисходящими. Треугольная система характеризуется минимальной суммарной длиной решетки, а также минимальным количеством узлов при наименьшем пути усилия от точек приложенной нагрузки до опоры. В решетке присутствуют длинные раскосы, работающие на сжатие. Чтобы конструкция с такими раскосами приобрела необходимую устойчивость, при расчете требуется увеличивать количество используемого металла. Повышенный расход профиля в треугольных решетках является практически единственным их минусом.

Раскосная решетка – состоит из большого числа раскосов и небольшого количества стоек. Усилие от места прилагаемой нагрузки до опоры проходит длинный путь, минуя все линии и узлы решетки. Раскосы при этом должны работать на растяжение, а стойки – на сжатие. По причине использования большого количества длинных раскосов, конструкция требует использования повышенного количества профиля. Используются такие решетки в невысоких фермах, которые должны выдерживать большие усилия.

Шпренгельная решетка – сложная по конструкции и трудоемкая. Применяется для высоких треугольных ферм (4-5 м), которые конструируются для больших пролетов (20-24 м). Расположение элементов в ней позволяет снизить длину сжатых стержней.

Крестовая решетка – раскосы в ней установлены крест-накрест, между ними располагаются стойки. Используются такие решетки в фермах, воспринимающих двухстороннюю нагрузку. Такой тип нагрузки характерен для горизонтальных связевых ферм крыш производственных сооружений и мостов, вертикальных ферм башен и мачт.

Полураскосная и ромбическая решетки – в этих конструкциях используются две отличные друг от друга системы расположения раскосов. Это придает им повышенную жесткость. Используются такие решетки в конструкциях мостов, мачт, башнях.

Системы решеток ферм из трубы

Основные узлы ферм из труб

Соединения элементов фермы между собой называют узлами. Обычно они представляют собой непосредственное примыкание труб решетки к поясам, без применения промежуточных деталей – фасонок. При соединении должна обеспечиваться полная герметичность внутренних полостей труб, для предупреждения коррозии.

Если толщина трубы пояса небольшая, возможно его усиление при помощи металлических накладок. Их можно вырезать из трубы, диаметр которой совпадает с диаметром пояса. Или же использовать в этом качестве согнутый лист металла, толщиной в 1-2 толщины стенки пояса.

В узлах необходима фигурная обработка торцов труб. Если специальных станков для обработки нет, а трубы изготовлены из пластинчатой стали (например, низкоуглеродистой), допустимо выполнять сплющивание торцов в узлах. В некоторых случаях соединение элементов фермы выполняют на фасонках.

По длине трубы скрепляют сваркой. Трубы одинакового диаметра соединяют встык и сваривают ровным сварочным швом на подкладочном кольце. Если наплавляемый металл характеризуется низким расчетным сопротивлением, сварочный шов выполняют по косой. Для соединения труб встык также применяют парные кольцевые накладки, которые сгибают из металлического листа или вырезают из труб с тем же или большим диаметром, чем скрепляемые детали. Толщина сварного шва и используемых накладок должна быть на 20% больше толщины соединяемых труб.

При стыковке труб разных диаметров возможно применение торцевых прокладок. Также при монтаже практикуются фланцевые соединения с помощью болтов.

Узлы ферм из профильных труб

Полный цикл работ по сварке и монтажу ферм из профильных труб для навеса и подвесных ворот показан в видео:

Таким образом, расчет, изготовление и монтаж ферм из профильных труб являются сложными, ответственными мероприятиями, требующими профессионального подхода. Но при строительстве торговых павильонов, цехов, складов такие фермы являются незаменимыми. Только они смогут обеспечить долговечность и безопасность протяженных, габаритных объектов с тяжелой конструкцией кровли.

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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:

Как рассчитать металлическую ферму самостоятельно?

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:

Самостоятельный расчет фермы из профильной трубы

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).

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:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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):

Виды металлических ферм из профильной трубы

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:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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.

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

Виды ферм и решеток из профильной трубы

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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°:

  • 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.

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками
Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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:

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

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.

Как просто запилить болгаркой профтрубу для ее стыковки под любым углом

Друзья всех приветствую. Продолжим сегодня многогранную тему сварки и резки профильных труб. Как уже неоднократно говорилось в наших прошлых статьях-профильные трубы это самый массовый материал для сварки конструкций для наших бытовых нужд на участке, гараже, на даче и тд.

Вот посмотрите на фото качелей-их я сварил детям несколько лет назад. Конструкция больших боковых треугольников из профильной трубы имеет острый угол у вершины. Профильные трубы для такой стыковки пришлось запиливать определенным образом, и как это делать просто и без сложных вычислений я расскажу дальше.

Для примера возьму два куска профтрубы размером 40 на 20 и белым маркером произвольно начерчу угол, форму которого должны повторить эти 2 трубы после запила и стыковки. Пусть линии начерченного угла будут внешними границами состыкованных труб.

Полезная рама из профильных труб: советы сварщика

На днях, ко мне обратился знакомый, который занимается изготовлением мебели и попросил изготовить основание под столешницу. Металл на пару с деревом сейчас довольно распространённый вариант среди частных заказов, а называется этот стиль - "Loft" .

Фото автора. Техническое задание от товарища. Фото автора. Техническое задание от товарища.

На фото выше - техническое задание, которое я получил. Как видно, заказчик захотел сделать скрытые кольцевые соединения труб с резом торцов под 45° , а также пожелал зачистить все сварные швы, за исключением внутренних.

Кроме столешниц и прочих атрибутов мебели, таким же образом изготавливаются рамы под различные входные и технические двери .

Работа несложная, однако имеет множество подводных камней и уверен начинающим будет что почерпнуть полезного и научиться качественно изготавливать подобные рамы - самую настоящую нестареющую классику. Предлагаю детально разобраться на примере данной работы!

Разметка профильной трубы и рез под 45°:

Первое, что необходимо сделать - это ровно нарезать наш профиль. Режем строго по заданным размерам и укладываем прямоугольником (или квадратом в другом варианте) на ровной поверхности вот таким образом :

Фото автора. Подготовка к резке. Если у Вас нет стола, то разложите рамку на ровном участке пола. Фото автора. Подготовка к резке. Если у Вас нет стола, то разложите рамку на ровном участке пола.

На этом этапе у новичков, конечно, сложится закономерный вопрос: как ровно и быстро отрезать торцы труб, чтобы соединить их ровно под 90°❓

Фото автора. Соединение профильных труб "кольцом". Фото автора. Соединение профильных труб "кольцом".

На самом деле тут всё очень очень просто и не требует каки-то долгих замеров, специальных станин для болгарки и прочего лишнего арсенала. Всё что Вам нужно - это линейка с маркером и "болгарка" с отрезным кругом:

Фото автора. Разметка будущего реза. Фото автора. Разметка будущего реза.

Как видно на предыдущих фотографиях, я состыковал трубы таким образом, чтобы они образовали прямые углы (90 градусов), а торцы внутренних труб стали вровень с окончанием внешних. Таким образом, соединяя линейкой противоположные уголки обеих труб, мы получаем идеальную гипотенузу - это и будет линия нашего реза и будущего соединения .

Далее, убрав трубу в сторону, делаем глубокий рез болгаркой прямо по этой самой линии - сверху вниз под прямым углом:

Фото автора. Выполненный рез болгаркой по заранее отмеченной линии на полный вылет отрезного круга. *Советую использовать ТОНКИЕ отрезные круги (0.8 мм) - с ними погрешность реза не будет критически превышена, а скорость работы будет существенно выше. Фото автора. Выполненный рез болгаркой по заранее отмеченной линии на полный вылет отрезного круга. *Советую использовать ТОНКИЕ отрезные круги (0.8 мм) - с ними погрешность реза не будет критически превышена, а скорость работы будет существенно выше. Фото автора. Срезаем получившийся уголок. Трубу оставляем пока недорезанной. Фото автора. Срезаем получившийся уголок. Трубу оставляем пока недорезанной.

На фото Выше показано, что нам необходимо срезать уголочек от нашего незаконченного реза, который будет служить в качестве лекала к разметке всех остальных торцов труб. Такая небольшая хитрость сэкономит Вам кучу времени и позволит сделать точную разметку!

Фото автора. Просто прикладываем наше получившиеся лекало из уголочка вровень с гранями трубы и быстро размечаем линии реза! Фото автора. Просто прикладываем наше получившиеся лекало из уголочка вровень с гранями трубы и быстро размечаем линии реза!

Советую сделать разметку с помощью этого уголка полностью на одной стороне по периметру рамы, затем всё отпилить по разметке и уже приниматься за вторую сторону. Это нужно для того, чтобы Вы случайно не запутались и не отрезали не так как нужно, по собственной рассеянности (со сной бывает частенько:)).

Фото автора. Выполняйте рез с обоих сторон по разметкам, а середину между ними выпиливайте отдельно ровной линией "на глаз", поскольку они ровно друг с другом не "встретятся". Минутное дело! Фото автора. Выполняйте рез с обоих сторон по разметкам, а середину между ними выпиливайте отдельно ровной линией "на глаз", поскольку они ровно друг с другом не "встретятся". Минутное дело!

Если Вы подумали, что на этом дело сделано, то я могу сказать, что мы проделали лишь 50% работы и важные нюансы всё ещё впереди. Продолжим!

Подготовка к сварке:

После удачного и быстрого нарезания торцов труб - самое время их собрать во едино для сварки. Для этого нам также понадобится всё та же ровная поверхность и рулетка:

Фото автора. Подготовка к сварке. Выставление равных диагоналей. Фото автора. Подготовка к сварке. Выставление равных диагоналей.

Как видно на фото выше, все срезанные углы отлично соединились вместе и я подкрепил их прямоугольными монтажными магнитами, однако их наличие у Вас под ругой совсем необязательно - плоские стенки трубы и так отлично становятся на ровной поверхности.

Что действительно обязательно и хорошо знает любой опытный сварщик или слесарь - так это ПРОВЕРКА ДИАГОНАЛЕЙ и я не даром выделил это словосочетание заглавными буквами.

Чтобы прямоугольная (или квадратная) рама не получилась кривой, стремясь выполнить фигуру ромба, Вам необходимо выставить одинаковую длину диагоналей . По простому: измерить рулеткой крест-накрест, от кончика до кончика раму и добиться одинаковой длинны обоих диагоналей. Выставляя "на глаз" и даже используя подобные магниты, Вы с огромной долей вероятности можете досадно ошибиться.

Сварка

Теперь можно доставать "держак" с электродами или брать в руки горелку "полуавтомата" и начинать делать прихватки:

Фото автора. Прихватки лучше делать на углах или больших зазорах. Для того, чтобы будущий шов не лёг буграми, в случае если вы поленитесь зашлифовывать свои "точки". Фото автора. Прихватки лучше делать на углах или больших зазорах. Для того, чтобы будущий шов не лёг буграми, в случае если вы поленитесь зашлифовывать свои "точки".

После прихваток на одной стороне, нужно аккуратно перевернуть рамку и проверить все контрольные размеры на другой, потому-что обратная сторона может "сидеть" не совсем ровно.

После довариваем необходимые прихватки и снова сверяем диагонали, ведь после прихваток конструкцию могло повести.

Поверьте - глупее всего экономить время на проверке контрольных размеров, поэтому не поленитесь! "Сто раз отмерь, 50 раз прихвати и один раз завари!" :)

Фото автора. Стартовый шов на внешнем торце рамки. Фото автора. Стартовый шов на внешнем торце рамки.

Как правильно сваривать? Тут есть определённый классические нюансы, которые может не учесть новичок и пренебрегать которыми НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕЛЬЗЯ!

Профильная труба для таких работ, как правило, выбирается с тонкой стенкой, да и в моём примере стенка также не толстая - всего полтора миллиметра.

Сварочные швы при застывании, могут существенно "повести" в сторону основной металл и поэтому, если Вы не хотите по итогу получить из ровной рамки пропеллер Карлсона - сварку нужно производить ПО ДИАГОНАЛИ (крест - накрест).

Начинать лучше всего с внешних угловых швов, один из которых я показал на фото выше, а затем перевернуть рамку и сварить противоположный по диагонали угол и так далее. Да! Ворочать и кантовать рамку туда сюда придётся много раз, но это важный момент, который отразится на результате .

Фото автора. Внутренний шов полуавтоматом с отрывом дуги. Фото автора. Внутренний шов полуавтоматом с отрывом дуги.

К сварке внутренних угловых соединений (выше на фото) следует приступать после сварки внешних, а затем сваривать все остальные швы (в стык) - также "крест-накрест" (по диагонали).

Соединения скорее всего будут иметь небольшие зазоры в отдельных местах, что хорошо и плохо одновременно. Хорошо то, что шов с зазором получит обратный валик и будет крайне крепким, а плохо то, что если Вы забыли сваривать по правилу диагоналей - изделие значительно погнётся при остывании. Поэтому ещё раз заостряю на этом ваше внимание!

Фото автора. Заваренный зазор между кромками, выполненный с отрывом дуги. Фото автора. Заваренный зазор между кромками, выполненный с отрывом дуги.

Советую сваривать все швы на таком тонком металле - с отрывом дуги . Об этом, а также о лучшем и простом способе зачистки сварных швов - Вы можете прочесть и даже посмотреть видео в статье по этой ссылке . <-<-

* Правильный метод сварки с отрывом дуги, который я описал в этой статье, также подойдёт и для обычной ручной дуговой сварки электродом - принцип один и тот же.

Читайте также: