- Лазерная резка металла
- Гибка металла
- Сварка и сборка
- Порошковая покраска
Металлические фермы представляют собой стержневые конструкции треугольной формы, воспринимающие внешние изгибающие воздействия через осевые силы (растяжение/сжатие) в стержнях при минимальном расходе материала. Применяются для перекрытия пролетов от 6 до 36 метров в промышленных, складских и сельскохозяйственных зданиях.
Основные преимущества:
Наиболее распространенный тип для скатных кровель. Угол наклона поясов определяется снеговой нагрузкой региона и конструктивными требованиями кровельного покрытия.
Пролет, м | Рекомендуемый угол наклона | Высота в коньке, м |
6 | 18–22° | 1,0–1,2 |
9 | 20–25° | 1,6–2,0 |
12 | 22–28° | 2,4–3,2 |
18 | 25–30° | 4,2–5,4 |
24 | 26–32° | 6,0–7,6 |
Примечание: Для Санкт-Петербурга (IV снеговой район, расчетная нагрузка 180 кг/м²) рекомендуется угол наклона не менее 22° для обеспечения естественного схода снега.
Применяются для навесов, пристроек и кровель с односторонним уклоном. Эффективны при пролётах 6–18 м, высота принимается равной 1/8–1/10 от пролёта. При расчёте необходимо учитывать несимметричность ветровых и снеговых нагрузок, а также горизонтальную распорную реакцию на опорах.
Предназначены для плоских кровель и междуэтажных перекрытий. Удобны для размещения инженерных коммуникаций и обеспечивают равномерный шаг установки прогонов. Типичные пролёты — 6–24 м, высота фермы составляет 1/10–1/12 от пролёта. Требуют качественной гидроизоляции кровли из-за малого уклона.
Применяются при необходимости снижения высоты конструкции в середине пролёта. Эффективны для пролётов 12–30 м. Ломаная конфигурация верхнего пояса позволяет снизить расход металла на 8–12% по сравнению с фермами с параллельными поясами при сохранении жёсткости.
Криволинейное очертание поясов приближает форму фермы к эпюре изгибающих моментов, что обеспечивает равномерное распределение усилий. Оптимальны для пролётов 18–36 м (до 42 м). Обладают высокой пространственной жёсткостью, но требуют точного раскроя элементов и контроля геометрии при сборке.
Ломаный контур верхнего пояса, приближённый к параболе — экономия металла под равномерной нагрузкой. Пролёты 18–30 м; чувствительны к неравномерному снегу — закладывайте связи/прогоны с запасом.
Специализированное решение для кровель с светоаэрационными фонарями (шедовые покрытия типа «северный свет»). Шаг ферм составляет 6–12 м. При проектировании учитывается аэродинамическая асимметрия воздействий и необходимость усиления узлов в местах примыкания фонарей.
Применяются для больших общественных зданий — залов, атриумов, выставочных павильонов с пролётами 24–72 м. Представляют собой объёмную стержневую систему, работающую как единое целое. Изготовление осуществляется по индивидуальным конструкторским решениям (КМ, КМД) с высокоточной обработкой узлов.
Расчет выполняется в соответствии с:
Элемент фермы | Сечение профильной трубы | Сталь |
Верхний пояс | 80×80×4 – 120×120×6 | Ст3сп/пс, 09Г2С |
Нижний пояс | 80×80×4 – 100×100×5 | Ст3сп/пс, 09Г2С |
Раскосы | 60×60×3 – 80×80×4 | Ст3сп/пс, 09Г2С |
Стойки | 50×50×3 – 60×60×3 | Ст3сп/пс |
Важно: Толщина стенки менее 3 мм не рекомендуется из-за сложности обеспечения качественного сварного шва и коррозионного запаса.
Современные производства используют лазерную резку профильной трубы для высокоточной подготовки элементов фермы. Преимущества лазерной технологии:
Пример производственных возможностей: Компания МПИ (Санкт-Петербург) оснащена станками лазерной резки SENFENG SF6015M (стол 6000×1500 мм) с возможностью обработки труб диаметром до 200 мм и профильных труб до 150×150 мм. Максимальная толщина реза углеродистой стали — 18 мм, что покрывает весь диапазон сечений для изготовления ферм пролетом до 24 метров.
Узлы ферм выполняются методом дуговой сварки в среде защитных газов (MIG/MAG) с использованием сварочной проволоки СВ-08Г2С диаметром 1,0–1,2 мм.
Толщина стенки, мм | Сила тока, А | Напряжение, В | Катет шва, мм |
3 | 120–140 | 22–24 | 3–4 |
4–5 | 160–180 | 24–26 | 4–5 |
6 | 200–220 | 26–28 | 5–6 |
Контроль качества: Сварные швы проверяются визуальным осмотром (100% швов), ультразвуковым контролем (выборочно для ответственных узлов — верхний пояс, коньковой узел), гидравлическими испытаниями готовых ферм при нагрузке 1,25× от расчетной.
Стальные фермы эксплуатируются в условиях переменной влажности, перепадов температур, что требует надежной защиты от коррозии.
Условия эксплуатации | Система покрытия | Срок службы, лет |
Внутри отапливаемых помещений | Грунт ГФ-021 + эмаль ПФ-115 (2 слоя) | 15–20 |
Неотапливаемые помещения, навесы | Грунт ЭП-0199 + эмаль ПФ-115 (3 слоя) | 10–12 |
Открытые конструкции | Грунт ЭП-0199 + эмаль УР-5101 (3 слоя) или порошковая покраска | 12–15 |
Агрессивные среды (прибрежные зоны, химические объекты) | Цинкование горячее + грунт ЭП-0199 + эпоксидная эмаль | 20–25 |
Порошковая покраска: Современная технология с применением полиэфирных или эпоксидных порошков. Преимущества: равномерная толщина покрытия 60–120 мкм, отсутствие подтеков, высокая адгезия. МПИ располагает камерой порошковой покраски 3200×1800×1500 мм, что позволяет обрабатывать отдельные элементы ферм перед сборкой.
Фермы опираются на стальные или железобетонные колонны через опорные узлы. Требования:
Монтаж выполняется автокраном грузоподъемностью от 5 до 25 тонн в зависимости от пролета фермы:
Внимание: До установки кровли обязательна проверка геометрии каркаса. Отклонение фермы от плоскости более 1/300 длины пролета может привести к неравномерному распределению нагрузок и преждевременному разрушению.
Металлические фермы из профильной трубы — технически обоснованное решение для объектов гражданского и промышленного назначения. Применение современных технологий изготовления (лазерная резка, автоматизированная сварка, порошковая покраска) позволяет выпускать конструкции с высокой точностью геометрии и надежной антикоррозионной защитой.
Для обеспечения долговечности конструкции критически важны:
При соблюдении данных требований расчетный срок службы металлических ферм составляет 50–75 лет в зависимости от условий эксплуатации и своевременности профилактических осмотров.
Примечание: расчётные значения снеговой нагрузки в примерах приведены для иллюстрации. Окончательно их необходимо принимать по актуальной редакции СП 20.13330 с учётом адреса и коэффициентов. Проверяйте по карте районов СП 20 для конкретного объекта.
Примечание к подбору сечений: приведённые диапазоны носят ориентировочный характер. Окончательный выбор выполняется расчётом прочности/устойчивости. Для сжатых элементов контролируйте гибкость λ (ориентировочно λ ≤ 150–200 в зависимости от категории по СП 16).
Примечания к расчёту и нормам
Сварочное производство (WPS/PQR)
Коррозионная защита (ISO 12944)
Монтаж и допуски
Документация в поставке
• Инструкция по монтажу и эксплуатации.
По расчёту и рекомендациям производителя кровли; ориентиры от 5° для лёгких покрытий.
При корректной подготовке и достаточном DFT: 10–15 лет до первого ремонта.
Пролёт, шаг, тип настила, регион/адрес, дополнительные нагрузки.