Металлоконструкции из профильной трубы: фермы, каркасы, заборы, навесы. Конструкции из стальных труб

7.3. Конструкции металлических труб

На железных дорогах в условиях сурового климата широкое распространение получили металлические гофрированные трубы.

Металлические гофрированные трубы относят к типу бесфундаментных конструкций. По форме поперечного сечения они бывают круглые, овоидальные, арочные и эллиптические. В отечественной практике наибольшее применение нашли круглые металлические гофрированные трубы (МГТ) диаметром 1–3 м. Они предназначены для пропуска периодически действующих водотоков в обычных и суровых климатических условиях. Преимущественно МГТ применяются при высоте насыпи до 13 м [24].

В настоящее время разработан типовой проект МГТ: №ГС 3.501.3 – 133 – Трубы водопропускные круглые отверстием 1,5–3 м из гофрированного металла для железных и автомобильных дорог (Ленгипротрансмост, 1985 г.).

Основными конструктивными элементами данных труб являются грунтовая подушка основания, металлоконструкция тела трубы, грунтовая призма, оголовки (рис. 7.22) [24].

Рис. 7.22. Схема металлической гофрированной трубы: а – вид вдоль оси трубы; б – поперечное сечение трубы; 1 – верхняя отметка грунтовой призмы; 2 – гофрированная труба; 3 – бетонный блок; 4 – лекальный бетонный блок; 5 – гравийно-песчаная подушка; 6 – лоток; 7 – грунтовая призма

Грунтовая подушка и грунтовая призма обеспечивают совместную работу гибкой конструкции трубы с окружающим грунтом. Надежность конструкции «грунт–труба» зависит от технологически правильно сооруженной засыпки, грунт которой должен быть уплотнен с коэффициентом уплотнения не менее 0,95 [11, 24]. Размеры грунтовой призмы принимаются с учетом исследования взаимодействия труб с грунтом (рис. 7.22).

Металлические гофрированные трубы, как правило, выполняются без оголовков и выступают из насыпи с вертикальным или наклонным торцом. Вертикальный торец трубы выступает из насыпи на 0,2–0,3 м на уровне ее подошвы, а наклонный – на 0,5 м (рис. 7.23).

Т

Рис. 7.23. Общий вид металлической гофрированной трубы

Т

Рис. 7.24. Продольные стыки гофрированных листов

Для соединения гофрированных листов трубы применяются высокопрочные болты с фигурными головками и гайками или шайбами. Для защиты от коррозии металлические листы в заводских условиях выполняются с цинковым покрытием и толщиной слоя не менее 80 мкм.

Кроме того, в трубах устраивают лотки из монолитного или сборного бетона, а также асфальтобетона толщиной на 2 см выше гофр. Угол охвата трубы лотком предусматривают не менее 90о. Рекомендуют армировать бетон металлической сеткой с ячейками по 15 см из проволоки диаметром 3–4 мм. Сетки укладывают на гребни гофра и отгибают на 30 см у входного и выходного торцов трубы, а также закрепляют в отдельных местах непосредственно к лотку.

Засыпку МГТ осуществляют песчаными, супесчаными или суглинистыми грунтами послойно с тщательным уплотнением каждого слоя. Толщина засыпки над трубой на железных дорогах должна быть не менее 1,2 м [11, 24]. Типовые трубы применяются при высоте насыпи до 20 м.

Металл труб подвержен сложному воздействию нагрузок от собственного веса, подвижного состава, атмосферы, подводной и грунтовой коррозии. Протекающая через конструкцию вода вызывает абразию металла из-за наносов. Поэтому к металлу трубы предъявляют повышенные требования по антикоррозионной стойкости, особенно в условиях сурового климата. В этих целях применяется металл большей толщины [25].

За последние годы получили распространение металлические водопропускные трубы арочного сечения (рис. 7.25).

studfiles.net

Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном. Кикин А.И. и др. 1974

В книге содержатся данные о конструктивных формах сталетрубобетонных стержней, особенностях их работы под нагрузкой и способах изготовления. Приведены их технико-экономические характеристики. Описаны результаты теоретических и экспериментальных исследований работы трубобетонных стержней при центральном и внецентральном сжатии. Рассматривается влияние ползучести бетона на несущую способность стержней. Излагаются разработанные авторами практические методы расчета трубобетонных стержней на устойчивость. Даны примеры расчета. Книга рассчитана на инженеров-проектировщиков и научных работников.

Предисловие

Глава I. Особенности трубобетона и конструкций из негоОбласть применения трубобетонаОсобенности трубобетонных стержней и предпосылки к их применениюСопряжения трубобетонных стержнейТехнология заполнения труб бетономОсобенности трубобетопных конструкций

Глава II. Работа трубобетонных стержней при центральном сжатииПервое предельное состояние по прочностиНапряженное состояниеЭкспериментальные исследования несущей способности трубобетонных стержней при центральном сжатииРасчет прочностиПримеры расчета

Глава III. Работа трубобетонных стержней при внецентренном сжатииТеоретическое решение задачи устойчивостиУстойчивость составных трубобетонных стержней при кратковременном внецентренном сжатииЭкспериментальные исследования работы трубобетонных стержней при внецентренном сжатииРасчет несущей способностиПримеры расчета

Глава IV. Влияние длительного загружения на несущую способность трубобетонных стержнейПолзучесть бетона в трубеУстойчивость внецентренно-сжатого трубобетонного стержня при длительном загруженииВлияние ползучести на устойчивость составных колоннЭкспериментальные исследования работы внецентренно-сжатых трубобетонных стержней при длительном загруженииПримеры расчета

Список литературы

books.totalarch.com

Металлоконструкции из профильной трубы: фермы, каркасы, заборы, навесы

Исключительные свойства металлической профильной трубы позволяют применять ее во многих областях промышленности, в частности, это касается строительной сферы. Облегченные металлоконструкции устанавливают в качестве каркасов на промышленных объектах, в общественных зданиях, торговых центрах и выставочных павильонах. Из труб делают колонны и фермы, навесы и заборы, скамейки и беседки, лестницы и мостики. Сегодня полые профильные изделия достаточно часто используют в жилом секторе при возведении мансард, различного рода надстроек, флигелей и даже малоэтажных домов.

Способы изготовления профильной трубы, ее преимущества и виды

В строительстве, как правило, используют металлические профильные трубы квадратного и прямоугольного сечения. Благодаря своей форме и технологии изготовления они получаются:

• легкими – небольшой вес облегчает сборку конструкций;
• надежными – ребра жесткости придают дополнительную прочность;
• удобными в транспортировке и хранении – задействуется меньше места, по сравнению с круглыми изделиями, и не требуется специального закрепления;
• простыми в монтаже – стыковка с плоскими поверхностями не вызывает трудностей.

Металлоконструкции, выполненные из профильной трубы, позволяют:

• уменьшить себестоимость строительства за счет сокращения сроков возведения сооружения;
• производить работы в холодный период времени;
• ослабить нагрузки на фундамент;
• не опасаться просадки каркаса здания;
• выполнять сложные конструктивные элементы.

Недостатком использования профильной трубы для любой металлоконструкции может стать неверный расчет нагрузок. Поэтому для проектирования ферм, колонн, сводов и других элементов каркаса следует привлекать специалистов. Иначе здание в процессе эксплуатации может попросту «сложиться».

Стоит отметить, что толстостенные трубы, пригодные для изготовления несущих элементов каркасных зданий, обладают высокой стоимостью. Но отсутствие необходимости устройства массивного фундамента и быстрота возведения объекта во многих случаях материальную сторону отодвигают на второй план.

Кроме размеров и формы сечения профильной трубы, металлические изделия различаются по виду используемого материала. Они могут быть изготовлены из стали, алюминия и его сплавов, с оцинкованной или окрашенной, впоследствии, поверхностью. Алюминиевые трубы используются для устройства ограждений, фасадных систем, внутренних элементов интерьера и «легких» построек, а более прочные конструкции, например фермы и колонны, выполняют из стальных аналогов. Оцинкованные трубы устанавливают там, где требуется эстетичность и надежность – при возведении «открытых» каркасов, внутриусадебных строений, спортивных комплексов, а также при изготовлении заборных секций.

Область применения профильной трубы настолько широка, что ее сложно переоценить. Но вот в отопительных и водопроводных системах ее не используют. Для них существуют более подходящие варианты.

Стропильные металлоконструкции

Фермы из профильных труб имеют значительно меньший вес, чем выполненные из уголков, швеллеров, либо тавров. Их вполне можно собрать самостоятельно непосредственно на стройплощадке, но только при наличии соответствующего опыта.

При возведении капитального здания рекомендуется заказывать готовые металлоконструкции или приглашать профессионалов для их качественной сборки.

При неправильной технологии вполне может получиться искривленная крыша, которая будет смотреться не эстетично. А через время, если не сразу, она наверняка разрушится. Следует помнить и о том, что металлические фермы из профильных труб следует укладывать в том случае, если в качестве кровельного покрытия будут использоваться легкие современные материалы.

В зависимости от пролета и формы крыши, фермы выполняют:

• треугольными;
• ломаными;
• трапециевидными;
• с параллельными поясами;
• односкатными;
• арочными;
• асимметричными.

Из профильных труб можно воссоздать практически любые фермы – с разными формами косынок, видами раскосов и стоек, а также вариантами опирания. Сборку производят методом сварки с использованием на стыковочных узлах дополнительных усиливающих элементов. Кроме этого, в конструкции фермы могут присутствовать растяжки и распорки, а в качестве крепежей – болты и заклепки.

Форма и размеры металлоконструкции, расположение труб и количество добавочных элементов определяется по расчетам, учитывающим передачу и перераспределение возможных постоянных и переменных нагрузок.

Правильно спроектированные и собранные фермы из профильных труб допускается использовать на ответственных участках сооружений. Они могут служить беспроблемно на протяжении долгих лет, но высокая стоимость пока не добавляет им популярности среди частных застройщиков. Чаще владельцы используют профильные трубы для монтажа небольших строений на своих придомовых территориях.

Каркасные дома

Практически в каждом населенном пункте сегодня можно встретить быстровозводимые каркасные сооружения в виде торговых центров и кафе, выставочных залов и складских ангаров, остановочных павильонов, крытых автостоянок и заправочных станций. Ранее производственные цехастроилииз массивных металлических конструкций, а теперь швеллеры и уголки заменили легкими профильными трубами. Новые технологии позволили расширить границы каркасного строительства и обеспечили быстроту появления новых строений.

В европейских странах, Японии и США малоэтажные жилые дома с использованием конструкций из профильных труб строят достаточно интенсивно, но для наших сограждан приоритетными остаются более дешевые деревянные каркасы. Но если сравнить «западные» строения со зданиями, возведенными из традиционных материалов (кирпича, бетона, цельных бревен), то по финансовым и трудовым затратам последние обойдутся дороже металлокаркасных домов.

На самом деле, себестоимость строения из профильных труб напрямую зависит от используемых материалов. В частности, большую роль играет размер сечения и толщина стенки труб, способы утепления, а также варианты внутренней и наружной отделки.

Общие принципы

Вертикальные металлоконструкции устанавливают на фундамент. Его закладывают ниже уровня промерзания почвы, но выполняют в более легком варианте, чем потребовалось бы при возведении несущих стен из традиционных материалов. Допускается не устраивать капитальный фундамент лишь под временные постройки, которые иногда могут перемещаться с места на место или разбираться. Это касается, к примеру, оранжерей, сезонных навесов или теплиц.

Каркас монтируют поэтапно, соединяя профильные трубы между собой при помощи:

• сварки;
• резьбовых соединений;
• клепок.

Фабричные металлоконструкции собираются быстрее и проще, так как комплектуются специальными крепежами, а трубы имеют четкие фиксированные размеры. Сварные же соединения требуют постоянного контроля правильности расположения соседних элементов. В этом случае возведение каркаса нуждается в более тщательном и аккуратном подходе. Монтажные работы производят снизу вверх. Устойчивость вертикальных элементов обеспечивают горизонтальной обвязкой и раскосами из профильных труб меньшего сечения.

Кровельную часть строения возводят двумя способами, в зависимости от его конструктивных особенностей. В первом случае она будет являться одним из элементов общего каркаса, а во втором – отдельной конструкцией, состоящей из нескольких ферм, устанавливаемых на несущие стойки, колонны или балки.

Следует отметить, что чем больше будет выбран уклон скатов и легче кровельные материалы, тем тоньше профильные трубы потребуются для монтажа крыши.

Дальнейшим этапом возведения жилого дома являются работы по утеплению ограждающих конструкций. Для этих целей специалисты рекомендуют воспользоваться экструдированным пенопластом и советуют не забывать о дополнительной изоляции металлоконструкций, чтобы они не превратились в своеобразные мостики холода.

Простые и популярные металлоконструкции

На территории садовых участков хозяева часто устанавливают сараи для хранения инвентаря и летние кухни, души и уличные туалеты, используя металлические трубы профильного сечения. Такие сооружения быстро возводятся, а при необходимости – разбираются. Но существуют и более капитальные постройки, служащие годами.

Забор из профильных труб

Владельцы частных домов отдают предпочтение сплошнымограждениям, скрывающим участок от посторонних взглядов. А вот территории общественных заведений, парков и садов окружают заборами из профильных труб, устраняя затененность и обеспечивая прекрасный обзор. Такие ограды выглядят изящнее бетонных и кирпичных, а возводятся быстрее и проще.

Металлические конструкции заборов могут состоять из прямых или гнутых профилей, иметь простые формы или сочетаться с ажурными элементами ковки.

Наиболее популярным вариантом считается ограждающая конструкция, состоящая из полых столбов квадратного сечения, пары горизонтальных и множества вертикальных профильных труб прямоугольного сечения малого размера. Как и при сборке фермы, элементы сваривают между собой, но их, также, можно фиксировать при помощи муфт или кронштейнов.

Работы производят поэтапно.

1. По натянутому уровню на расстоянии около трех метров друг от друга намечают места установки столбов.
2. Трубы вкапывают и бетонируют, либо вбивают.
3. На столбы приваривают нижние и верхние поперечины.
4. На горизонтальных элементах равноудалено крепят вертикальные профили, имеющие одинаковую, либо разную длину.

На каркас из профильных труб навешивают, также, металлоконструкции, представляющие собой готовые заборные секции, изготовленные в промышленных условиях или самостоятельно. В качестве заполнения, в этом случае, могут использоваться те же профили, сетка или арматурные стержни. А скрыть участок от любопытных прохожих помогут листы профнастила.

Трубы прямоугольного сечения нередко устанавливают на полотна калиток или ворот даже при сплошном ограждении участка. Преимуществом подобного решения является снижение нагрузок на опорные столбы, что дает возможность расширения проезда. К тому же, хозяева всегда смогут заранее увидеть посетителей и пообщаться с ними, не открывая калитку и не пропуская внутрь нежданных гостей, что в некоторых случаях бывает очень важно.

Козырьки и навесы

Легкие металлоконструкции, предназначенные для устройства отдельно стоящих навесов, козырьков над входами, а также крыш для беседок, террас и гаражей также выполняют из профильных труб. По своей форме они напоминают металлические фермы, но меньшие по размеру и отличные по наполнению. Они не усиливаются большим количеством распорок и раскосов, а в некоторых случаях, когда конструкция состоит из отдельно расположенных труб, и вовсе их не имеют.

Для арочных навесов металлические профили гнут, а для скатных козырьков их сваривают с вертикальными или горизонтальными элементами под требуемым уклоном в соответствии с чертежами. На готовые конструкции настилают легкие кровельные материалы. Для этого часто используют тенты или прозрачные листы поликарбоната.

semidelov.ru

Трубчатая строительная конструкция

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям каркасов из стальных труб, заполненных бетоном. Технический результат: сокращение сроков возведения и стоимости каркаса из трубобетона, повышение его прочности и несущей способности. Трубчатая строительная конструкция, включающая соосно сопряженные стальные трубы с бетонным сердечником внутри и соединенные между собой и с горизонтальными несущими балками узловым соединительным элементом, заполняемым бетоном, узловой соединительный элемент выполнен в виде трех соединенных основаниями пустотелых стальных цилиндров: верхнего, среднего и нижнего каждый высотой 0,5-1,5 наружного диаметра сопрягаемых труб, при этом верхний и нижний цилиндры элемента выполнены с наружным диаметром 0,80-0,99 внутреннего диаметра сопрягаемых труб, а средний цилиндр с наружным диаметром 1,01-1,15 наружного диаметра нижней трубы выполнен с отверстиями, оси которых расположены на середине высоты боковой поверхности цилиндра для ввода концов горизонтальных балок внутрь среднего цилиндра на 0,4-0,8 его внутреннего радиуса, а концы балок снабжены перфорацией или прорезями для соединения концов балок стальными элементами, например стопорным металлическим кольцом. Кроме того, отверстия в боковой поверхности среднего цилиндра выполнены с резьбой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям каркасов домов из стальных труб, заполненных бетоном, и может быть использовано при возведении каркасов многоэтажных зданий жилого, общественного и промышленного назначения.

Известна трубчатая строительная конструкция, включающая соосно сопряженные стальные трубы с бетонным сердечником внутри и узловой соединительный элемент в виде фланцевого стыка со стыковым сварным швом (см., например, книгу А.И.Кикина и др. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном. М., Стройиздат, 1974 г., с.18). Заполнение стальной трубы бетоном повышает ее противокоррозионную стойкость, уменьшает гибкость составляющих металлическую конструкцию элементов, повышает сопротивление трубчатой оболочки вмятию в узлах сопряжений.

Однако повышенная трудоемкость изготовления узлов сопряжения трубчатых оболочек путем сварки фланцевых стыков стальных труб существенно снижает эффективность использования известного решения.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является трубчатая строительная конструкция, включающая соосно сопряженные стальные трубы с бетонным сердечником внутри, соединенные между собой и с горизонтальными несущими балками узловым соединительным элементом, заполняемым бетоном (см., например, патент США №4722156, кл. Е 04 С 3/34, 1988 г.)

Цель предлагаемого изобретения - повышение прочности трубчатой строительной конструкции, ускорение монтажа каркаса зданий, снижение стоимости строительства.

Поставленная цель достигается тем, что в трубчатой строительной конструкции, включающей соосно сопряженные стальные трубы с бетонным сердечником внутри, соединенные между собой и с горизонтальными несущими балками узловым соединительным элементом, заполняемым бетоном, последний выполнен в виде трех соединенных основаниями пустотелых стальных цилиндров: верхнего, среднего и нижнего, каждый высотой 0,5-1,5 наружного диаметра сопрягаемых труб, при этом верхний и нижний цилиндры элемента выполнены с наружным диаметром 0,80-0,99 внутреннего диаметра сопрягаемых труб, а средний цилиндр с наружным диаметром 1,01-1,15 наружного диаметра нижней трубы выполнен с отверстиями, оси которых расположены на середине высоты боковой поверхности цилиндра для ввода концов горизонтальных балок внутрь среднего цилиндра на 0,4-0,8 его внутреннего радиуса, а концы балок снабжены перфорацией или прорезями для соединения концов балок стальными элементами, например стопорным металлическим кольцом. Кроме того, отверстия в боковой поверхности среднего цилиндра выполнены с резьбой.

Трубчатая строительная конструкция изображена на фиг.1, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Трубчатая строительная конструкция содержит соосно сопряженные стальные трубы 1 (нижняя) и 2 (верхняя) с бетонным сердечником 3. Трубы соединены друг с другом посредством узлового соединительного элемента 4, выполненного в виде соединенных основаниями трех пустотелых стальных цилиндров: верхнего 5, среднего 6 и нижнего 7. Высота каждого цилиндра составляет 0,5-1,5 наружного диаметра сопрягаемых труб; верхний цилиндр 5 и нижний цилиндр 7 выполнены с наружным диаметром, равным 0,80-0,99 внутреннего диаметра труб, а средний цилиндр 6 имеет наружный диаметр, равный 1,05-1,15 наружного диаметра нижней стальной трубы 1. На боковой поверхности среднего цилиндра 6 имеются отверстия, оси которых расположены на середине высоты боковой поверхности цилиндра и в которые введены концы горизонтальных несущих балок 8, например, в виде квадратных труб или швеллеров. При этом глубина ввода горизонтальных балок внутрь среднего цилиндра 6 составляет 0,4-0,8 внутреннего радиуса цилиндра, а сечение отверстий имеет конфигурацию и размеры, обеспечивающие плотную установку несущих горизонтальных балок 8 в указанных отверстиях, при этом концы балок снабжены перфорацией или прорезями для соединения концов балок стальным элементом, например стопорным металлическим кольцом 9. В случае соединения горизонтальных балок со средним цилиндром с помощью опорных втулок, ввинчиваемых в отверстия среднего цилиндра, последние выполняются с резьбой.

Изготовление трубчатой строительной конструкции с параметрами, выходящими за пределы, приведенные в заявляемой конструкции, не позволяет достичь поставленной цели.

Монтаж предлагаемой трубчатой строительной конструкции производят следующим образом. Стальные трубы 1 (нижние) предварительно выставляют в проектное положение (вертикально) на возведенном фундаменте. Затем в верхний свободный конец нижних труб 1 вставляют нижние цилиндры 7 узловых соединительных элементов 4 таким образом, что они плотно прилегают к внутренней поверхности труб. В отверстиях среднего цилиндра 6 размещают горизонтальные несущие балки 8, концы которых соединяют механически стальными кольцами 9, и таким образом связывают трубы 1 и горизонтальные балки в единый каркас.

По готовности каркаса производят омоноличивание высокопрочным бетоном внутренних полостей труб до уровня верхнего основания цилиндра 5. После затвердевания бетона верхние цилиндры 5 соединительных элементов 4 сопрягают со стальными трубами 2 металлического каркаса следующего этажа здания, а в верхний свободный конец труб вновь вставляют узловые соединительные элементы 4 следующего этажа, и в дальнейшем возведение каркаса производят описываемым выше способом с применением предлагаемой конструкции.

Использование в предлагаемой трубчатой строительной конструкции узлового соединительного элемента позволяет снизить трудоемкость работ при возведении каркаса, исключить необходимость соблюдения большой точности обрезки торцов стальных труб для обеспечения предельно четкой их стыковки, существенно сократить сроки возведения и стоимость каркаса, повысить его прочность и несущую способность.

Формула изобретения

1. Трубчатая строительная конструкция, включающая соосно сопряженные стальные трубы с бетонным сердечником внутри, соединенные между собой с горизонтальными несущими балками узловым соединительным элементом, заполняемым бетоном, отличающаяся тем, что узловой соединительный элемент выполнен в виде трех соединенных основаниями пустотелых стальных цилиндров: верхнего, среднего и нижнего, каждый высотой 0,5-1,5 наружного диаметра сопрягаемых труб, при этом верхний и нижний цилиндры элемента выполнены с наружным диаметром 0,80-0,99 внутреннего диаметра сопрягаемых труб, а средний цилиндр с наружным диаметром 1,01-1,15 наружного диаметра нижней трубы выполнен с отверстиями, оси которых расположены на середине высоты боковой поверхности цилиндра для ввода концов горизонтальных балок внутрь среднего цилиндра на 0,4-0,8 его внутреннего радиуса, а концы балок снабжены перфорацией или прорезями для соединения концов балок стальными элементами, например стопорным металлическим кольцом.

2. Трубчатая строительная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что отверстия в боковой поверхности среднего цилиндра выполнены с резьбой.

РИСУНКИ

www.findpatent.ru

Конструкции ферм из круглых труб

Вернуться на страницу «Фермы металлические»

Конструкции ферм из круглых труб

Узловые соединения трубчатых элементов ферм выполняют без фасонок с герметизацией внутренних полостей замкнутых профилей от влаги и пыли, способствующих коррозии. Для этого открытые торцы поясов должны иметь заглушки с плотными внешними швами, а торцы раскосов решетки вырезают без или со снятием кромок для обеспечения плотности сварных швов. При отсутствии оборудования для фигурной резки торцов труб, фермы могут быть изготовлены со сплющиванием концов стержней решетки (рис. 2.1, а) или фасонкой (рис. 1, б).

Рис. 1. Узлы трубчатых ферм: а — из труб, содержащих сплющенные концы; б — на фасонке

В типичных фермах (рис. 2) раскосы приваривают к самому поясу с соблюдением зазора между кромками смежных элементов решетки не менее 20 мм. Если при этом узловые эксцентриситеты окажутся размещенными с одной стороны от оси пояса и не превышают 0,1D, то допускается не учитывать узловые моменты, которые возникают. В противном случае необходимо уточнять расчетные усилия за счет наличия узловых моментов.

Рис. 2. Узлы типовой трубчатой фермы: а, б — опоры; в, г, д — промежуточные; е, ж – монтажные

Стойки решетки, как правило, выполняют с предварительно сплющенными и обрезанными соответствующим образом торцами. Торец, примыкающей к верхнему поясу, сплющивается перпендикулярно к его оси и имеет полукруглый вырез диаметром, равным диаметра трубы пояса (рис. 2, д). Крепление стойки осуществляется сваркой, при этом крайняя кромка стойки размещается выше оси пояса. В узле нижнего пояса, где примыкают раскосы, утолщение торца стойки выполняют параллельно оси пояса, а его крайнюю кромку не доводят до края поясной трубы примерно на 10-20 мм (рис.2, г). Далее выполняют приварку стойки к стенкам раскосов, для чего в части, сплющенная, предусматривают наклонные резы, параллельные осям раскосов.

При наличии обработки кромок трубчатого раскоса, сварной шов, закрепляющий его до пояса, рассматривают как стыковой. В местах передачи на верхний пояс сосредоточенных сил от несущих элементов кровли предусматривают опорные столики с фигурными срезами нижнего торца и с горизонтальным резом верхнего торца(Для приварки опорной плиты).

Варьируя высотой столиков,можно обеспечить необходимый уклон кровли.

Расчет узлов, состоящих из трубчатого пояса и элементов заключается в проверке на местный изгиб (смятие) стенки пояса и прочности трубчатых элементов решетки.Монтажный стык верхнего пояса ферм из труб осуществляют на фланцах, а нижнего — на подкладном кольце (рис. 2, есть, ж). Подкладное кольцо представляет собой отрезок трубы диаметром, равным внутреннему диаметру пояса, который стыкуется. Подкладное кольцо забивают в поясной элемент одной полуфермы на половину его длины, равной 40-50 мм. Конец кольца служит для присоединения элемента другой полуфермы. После стыковки, шов на подкладном кольце заваривают, стык перекрывают накладками, конфигурация которых обеспечивает необходимую длину швов, определяя ее по формуле. По типовому проекту предусмотрено свободное опирания ферм на колонну (рис. 2, а, б).

saitinpro.ru

устройство, монтаж сэндвич-конструкции, инструкция с фото и видео

Отопительное оборудование, работающее на твердом или газообразном топливе, нуждается в установке дымохода. С его помощью продукты горения, образовавшиеся в топливной камере, выводятся в атмосферу.

Для сооружения дымоходов в частных домах применяются различные материалы начиная от жаростойкого кирпича и заканчивая высокопрочной керамикой. К наиболее универсальным решениям относятся конструкции из стальных сэндвич-труб, которые можно установить своими руками, без привлечения дорогостоящих специалистов.

Преимущества и недостатки стального дымохода

Внешний дымоход из стальной трубы

Дымоход из металла представляет собой вертикальную трубу цилиндрической формы, подсоединенную к патрубку отопительного оборудования. Для изготовления дымохода применяются трубы из нержавеющей и оцинкованной стали.

Для самостоятельного изготовления дымохода лучше использовать уже готовые изделия из нержавеющей стали. Такой материал имеет высокие антикоррозийные свойства и не боится высокой температуры, но его стоимость в несколько выше оцинковки. К примеру, труба из нержавейки диаметром 115×175 мм обойдется в 1500 рублей. Аналогичная труба из оцинкованного металла — в 1 тыс. рублей.

В свою очередь, трубы из оцинкованной стали приемлемый вариант, когда требуется соорудить дымоход, затратив минимальное количество средств. При монтаже требуется соблюдать аккуратность — любое повреждение оцинкованного покрытия приведет к образованию коррозии и снижению срока службы дымохода.

К достоинствам стальных дымоходов можно отнести:

• Сечение трубы — круглое сечение дымовой трубы является оптимальным, позволяя продуктам горения и газу беспрепятственно выходить наружу.
• Гладкость внутренней поверхности трубы — внутренние стенки дымового канала не имеют углов и лишних препятствий. Благодаря этому сажа и другие продукты горения меньше оседают на стенках.
• Универсальность — дымоход из стали подходит для большинства типов отопительного оборудования. При необходимости его можно установить даже в старый кирпичный дымоход, тем самый повысив срок его службы.
• Низкая стоимость — по сравнению с кирпичной конструкцией и системами из керамики стальной дымоход стоит в несколько раз дешевле. К тому же из-за своей формы его приходится реже чистить.
• Ремонтопригодность — средний срок службы дымоходов из нержавеющей стали не превышает 15–17 лет. При прогорании отдельного элемента можно выполнить быстрый ремонт дымохода, без разбора всей конструкции.

Среди существенных минусов стального дымохода можно выделить высокую теплопроводность металла, которая приводит к быстрому охлаждению выводимого дыма. Из-за этого при высоте трубы более 5 метров может наблюдаться существенная потеря тяги. Быстрое остывание продуктов горения создает разницу температур внизу и вверху трубы. Это приводит к образованию конденсата, снижающего эффективность работы отводящей системы.

Участок в месте подсоединения дымохода сильно нагревается, что может привести возгоранию прилегающих конструкций и материалов. Случайное прикосновение к такой трубе может вызвать серьезное поражение кожных покровов. Поэтому для решения этих проблем любой дымоход из стальных труб требуется утеплять и изолировать при помощи негорючих теплоизоляционных материалов.

Виды

Сэндвич-труба с базальтовым утеплителем

Дымоход, собранный на основе из стальных труб, имеет конструкцию трех типов:

1. Одностенный — дымовая труба из металла толщиной до 2 мм. Устанавливается в уже существующую дымоотводную систему с целью устранения каких-либо недостатков. Например, для ремонта повреждений в кирпичных или керамических дымоходах.
2. Сэндвич-дымоход — представляет собой двустенную конструкцию, изготовленную из труб различного диаметра. Между трубами располагается огнестойкий теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности.
3. Коаксиальный — двустенный дымоход с возможностью забора воздуха снаружи помещения. По конструкции похож на сэндвич-трубу с той лишь разницей, что через центральную трубу газы выходят наружу, а через внешнюю проводится забор холодного воздуха.

Все представленные виды стальных дымоходов можно изготовить самостоятельно. Коаксиальный дымоход, по сравнению с одностенным или сэндвич-дымоходом, имеет более сложное устройство, но при наличии правильно составленной схемы соорудить его не составит особых проблем.

Для изготовления своими руками лучше использовать дымоход на основе сэндвич-труб. Такая конструкция обеспечивает постоянный уровень тяги, безопасна, легко ремонтируется, не требует постоянной чистки внутреннего канала.

Конструкция и особенности

Элементы модульного дымохода из сэндвич-труб

Стальной дымоход из сэндвич-трубы по способу вывода подразделяет на два типа: внешний и внутренний. Внешний дымоход выводится через несущую стену наружу и закрепляется на плоскости с помощью специальных кронштейнов.

Внутренний дымоход представляет вертикальную систему, идущую от патрубка отопительного оборудования через потолок и кровлю. Способ вывода выбирается согласно размерам внутреннего помещения и личных предпочтений владельца.

Для сборки дымохода используются следующие элементы:

• соединитель/переходник для патрубка;
• сэндвич-труба длиной 50–100 см;
• труба с проверочной дверцей;
• отвод/колено с углом поворота 30–45º;
• стяжной/обжимной хомут;
• междуэтажное крепление;
• металлический короб для межэтажного выхода;
• металлическая пластина для защиты перекрытий;
• фартук и защитный конус;
• коническое окончание/дефлектор.

В конструкции некоторых модульных сэндвич-дымоходов предусмотрен сборник конденсата, глушитель, разнообразные тройники и заглушки. В зависимости от производителя и комплектности названия элементов могут различаться.

Общий принцип работы дымохода с цилиндрическим сечением дымового канала одинаков. За счет разницы температур воздуха внутри и снаружи трубы создается вентиляционный эффект, называемый тягой. Плотность горячего воздух в несколько раз меньше, чем холодного. Это вызывает разность давлений в основании трубы (патрубок) и снаружи помещения. Благодаря этому газ и продукты горения быстро поднимаются по дымовому каналу, закручиваясь по спирали, и выбрасываются через окончание трубы.

Эффект тяги напрямую зависит от сечения дымового канала, количества его изгибов и высоты. Для расчетов данных параметров следует использовать специальную таблицу, которая базируется на размер топки и сечение патрубка.

Видео по теме: процесс изготовления дымовых трубы

https://youtube.com/watch?v=IhD_aqRbQLM

Расчет параметров трубы

Схематичное изображение высоты дымохода относительно конька

Перед закупкой материала и монтажом дымохода проводятся расчетные операции, позволяющие вычислить оптимальное внутренне сечение трубы и ее высоту относительно конька.

Расчеты параметров трубы проводятся с учетом следующих правил:

• Сечение круглой трубы — площадь сечения отводящей канала цилиндрической формы должна быть больше сечения отводного патрубка печи или котла. Для печей на твердом топливе сечение рассчитывается с учетом объема топочной камеры. Оптимальное соотношение — 1:10, где 1 — это сечение дымоотводящей трубы, а 10 — размер камеры сгорания.
• Сечение квадратной трубы — рассчитывается по аналогии с предыдущим вариантов. Оптимальное соотношение — 1:1,5, но стоит помнить, что трубы квадратного или прямоугольного сечения менее пригодны для сооружения дымоходов.
• Длина дымохода — 5 метров и более начиная от выводного патрубка отопительного оборудования до оголовка.
• Высота наружной части дымового канала — зависит от места вывода дымохода относительно конька. Если дымоход располагается на расстоянии до 1,5 м от конька, то его минимальная высота над коньком должна составлять не менее 50 см. При расстоянии 1,5–3 м — равна высоте конька или превышать ее на 10–30 см (см. схему выше).
• Опоры — если высота наружной части дымохода от места его вывода до оголовка составляет 1–1,5 метра, то рекомендуется установить металлические опоры или растяжки. Для фиксации опор используется обжимной хомут. Крепление на саморезы и другие крепежи нежелательно.

Для удобства вычислений рекомендует составить схему на бумаге, где будет изображен вывод дымохода через перекрытия и кровлю, а также его высота относительно конька. Если рядом с баней или домом есть другие строения, то для смещения дымохода используются колена с нужным углом поворота.

Это позволит отвести конструкцию от кровельной системы рядом стоящих зданий. Важно, что наружная часть дымохода относительно близкорасположенных зданий должна возвышаться или быть равна высоте кровли этих строений.

Марка стали

Сэндвич-труба из стали марки AISI 321

Сегодня дымоходы из сэндвич-трубы являются самым популярным решением для устройства дымоотводной системы в бане и частном жилье. Повышенный спрос со стороны потребителей приводит к тому, что на рынке появилось много недоброкачественных производителей, выпускающих металлические трубы и доборные элементы из низкокачественных сплавов.

Существует масса свидетельств — достаточно почитать отзывы покупателей в интернете, когда качественная и прочная по внешнему виду стальная труба прогорела и деформировалась. Поэтому при покупке сэндвич-трубы обязательно проверяйте сертификат на предлагаемую продукцию, в особенности обратите внимание марку используемой стали.

В целом для изготовления металлических дымоходов применяются сплавы следующей марки:

• AISI 430 — нержавейка с низким содержанием углерода на основе хрома и железа. Имеет низкую свариваемость и прочность сварного шва. Подходит для изготовления наружной сэндвич-трубы, так как имеет высокое сопротивление коррозии и окислению при температуре 60–90 °C. Для изготовления внутреннего канала не используется из-за высокой температуры выводимых газов и продуктов горения.
• AISI 439 — сталь марки AISI 430 с добавлением титана. Имеет большую прочность и стойкость к коррозии. Подходит для изготовления дымоходов и сэндвич-труб, используемых совместно с котлами небольшой мощности (< 3,5 кВт).
• AISI 304 — нержавейка с включением легирующих добавок. Идеально подходит для сооружения дымоотводной системы для котлов и газовых колонок с температурой топочных газов менее 300 °C.
• AISI 316 — нержавейка с добавлением молибдена, титана и никеля. Обладает хорошей свариваемостью, термостойкостью и высокой антикоррозийной стойкостью даже в условиях высокой кислотности. Используется, когда температура топочных газов может достигать 300–500 °C.
• AISI 316i и AISI 321 — универсальные типы стали с хорошей пластичностью. Имеют высокую термостойкость и устойчивость к коррозии. Используются с котлами высокой мощности и дровяными печами. Максимальная рабочая температура нагрева не более 800 °C.
• AISI 310S — самая качественная и дорогая марка стали с термостойкостью 1000 °C. Применяется с бытовым отопительным оборудованием и печами высокой мощности.

Марка стали обязательно указывается в технической документации изделия. Если в документации пометка о материале отсутствует, и на самом изделии нет соответствующей маркировки, то приобретать такой дымоход или сэндвич-трубу не рекомендуется.

Для самостоятельной проверки качества стали достаточно приложить к трубе небольшой магнит. Если он проскальзывает, то в состав стали входит большое количество легирующих добавок. При большом содержании железа магнит будет прочно удерживаться на поверхности трубы — это значит, что изделие не подходит для сооружения дымохода и быстро прогорит под воздействием высокой температуры.

Подготовительные работы

Схема внутреннего и внешнего дымохода из стальной трубы

Подготовительные работы перед монтажом дымохода из металлической или сэндвич-трубы включают в себя: составление схемы отводящей конструкции, расчет количества соединяемых элементов, просчет узлов соединения и сопряжений с перекрытиями. После выполнения данных условий можно переходить к закупке материала и монтажу конструкции.

В процессе подготовки следует учитывать следующие условия:

• Сборный дымоход внутри помещения должен идти вертикально вверх. Допускается отвод на угол не более 45º. При отводе по горизонтали максимальная длина трубы не более одного метра.
• Длина элемента, идущего от выходного патрубка печи или котла, должна быть не более одного метра. Для кирпичных печей в качестве соединительного элемента используется одностенная металлическая труба с водонагревательным бачком.
• Не допускается стыковка отдельных частей сэндвич-дымохода в месте межэтажного и чердачного перекрытия, а также в конструкции кровли.
• Места прохода трубы через межэтажное и чердачное перекрытие дополнительно защищаются металлическим коробом или специальным сэндвич-кольцом. Расстояние от внешней поверхности трубы до стенок короба — не менее 15–17 см. При отсутствии разделки расстояние увеличивают до 50 см.
• Прочистки и вентиляционные отверстия должны располагаться в нижней части дымохода (от патрубка печи до потолка парной). При выходе из межэтажного перекрытия дымоход направляется вертикально вверх. Допускается установка отвода при попадании трубы на несущую балку или другой элемент кровли.
• Для кровли из горючих материалов (рубероид, изоспан, стеклоизол) на конце дымового канала устанавливается дефлектор с мелкоячеистым искрогасителем.

В целях профилактики дымоход должен осматриваться один раз в полгода. При частом использовании отопительного оборудования чистка дымохода проводится не реже одного раза в квартал.

Сборка сэндвич-дымохода своими руками

Схема соединения сэндвич-трубы «по дыму» и «по конденсату»

При самостоятельном изготовлении сэндвич-дымохода используются три типа комплектующих: стальной лист, одноконтурная стальная труба, готовая сэндвич-труба. Использование стальных листов с дальнейшим формирование трубы нужного диаметра не оправданно.

Это трудоемкий процесс, требующий соответствующих навыков. Для надежного соединения концов листа используется сварка и прессование шва. Далее, на конце трубы формируется углубления для установки насадки, на которую будет монтироваться труба меньшего диаметра (внутренний канал). Аналогичным образом изготавливается труба меньшего сечения. Пространство между трубами заполняется негорючим волокнистым утеплителем.

Использование одностенной стальной трубы более приемлемый вариант, так как после монтажа дымохода ее можно утеплить теплоизоляционным материалом в цилиндрах или рулонах. Но процесс сборки дымохода из одноконтурной трубы также проблематичен, так как придется докупать соответствующие фасонные элементы.

Оптимальный выбор — установка модульного дымохода из готовых сэндвич-труб. Конструкция дымохода и доборные элементы подбираются по необходимым параметрам, с учетом отопительного оборудования.

Особенности монтажа внешней конструкции

Процесс сборки внешнего сэндвич-дымохода состоит из следующих этапов:

1. Монтаж дымохода начинается от патрубка отопительного оборудования. Если сэндвич-труба монтируется на кирпичную печь, то в верхнюю часть топливной камеры устанавливается стальная труба толщиной 2–3 мм. Данный элемент необходим для установки переходника, соединяющего конструкцию печи с первым элементом дымохода.

   Проходной короб для вывода трубы через стены и перекрытия

2. На конец патрубка или трубы одевается переходник. Стенки переходника промазываются жаростойким герметиком и затягиваются обжимным хомутом. Термостойкость герметика не менее 1000 °C.
3. Для выведения трубы через стену в ней выпиливается отверстие под размер стального блока. Расстояние от внешней поверхности трубы до стенок короба должны быть более 170–80 мм. Стенки отверстия обшиваются базальтовым картоном.

   После вывода трубы дымохода через стену устанавливается кронштейн с опорой

4. От входного патрубка с переходником прокладывают горизонтальный участок трубы, который пропускают через отверстие в коробе. Длина трубы 50–100 см. Соединение трубы «по дыму» – последующая секция трубы одевается на раструб предыдущей. Для поворота или придания уклона используется колено с нужным углом.

   Обжимной хомут для сборки дымохода

5. Свободное пространство короба заполняется базальтовым утеплителем. Снаружи короб закрывается металлической пластиной соответствующего размера. У некоторых производителей предусмотрен специальный проходной элемент в виде сэндвич-кольца.
6. На внешней стороне стены монтируется несущий кронштейн с опорой. Для изготовления опоры используется стальной лист, подогнанный по размерам. В качестве опоры можно приобрести уже готовый элемент с баком для сбора конденсата.

   Кронштейн для крепления трубы дымохода к стене дома

7. После установки опоры начинается установка вертикальноuj участка дымовой трубы. Для этого используются трубы длиной один метр, которые соединяются «по конденсату». То есть внутренняя часть сэндвич-трубы вставляется в раструб нижней. Это позволит конденсату свободно стекать по дымовому каналу, не проникая в пространство, где расположен утеплитель.

   Опорные кронштейны крепятся к стене дома через каждые 1–1,5 м

8. Монтаж вертикальной трубы продолжается, пока дымоход не будет возведен на проектную высоту. Через каждый метр к стене крепятся кронштейны для удержания конструкции в вертикальном положении. Если высота дымохода более 5–6 м, то предусматривается установке разгрузочного кронштейна с опорой.

При соединении все элементы обрабатываются термостойким герметиком и затягиваются обжимным хомутом. По окончании монтажа на выходное отверстие дымохода устанавливается конус и защитный оголовок.

Видео: монтаж дымохода «Вулкан»

Руководство по установке внутренней конструкции

Технология монтажа стального дымохода внутри помещения следующая:

1. Как и в предыдущем случае, выполняется монтаж переходника и одностенной трубы. Для фиксации используется жаростойкий герметик и обжимной хомут. После к одностенной трубе подсоединяется термо-моно переходник и элемент с задвижкой-шибером.

   Элемент сэндвич-дымохода с задвижкой-шибером

2. Для вывода дымохода через потолочное перекрытие в нем выпиливается отверстие под металлический короб. Далее, монтируется сам короб, а через него пропускается сэндвич-труба, которая подсоединяется к элементу с задвижкой. Расстояние от дымовой трубы до стенок короба не менее 200 мм. Пустоты заполняются базальтовой ватой. Сверху проходной короб закрывается металлической пластиной с отверстием под трубу.

   Вывод трубы дымоходе через чердачное перекрытие

3. Если после вывода дымохода через перекрытие он упирается в конструкцию кровли, то на выходе из короба устанавливается отвод с углом поворота 30–45º. Важно, чтобы труба проходила строго между соседними балками перекрытия.

   Пространство между трубой и коробом заполняется негорючим базальтовым утеплителем

4. При выводе дымохода через кровлю в ней выпиливается отверстие прямоугольной или квадратной формы. Через него проводиться очередной элемент дымовой трубы. Для позиционирования трубы строго по центру, в нижней части крыши крепится стальной лист с отверстием.

   Вывод трубы дымохода через проем в кровле

5. Сверху на трубу одевается конусный элемент с углом наклона, соответствующим углу ската кровли. При отсутствии жесткой конструкции можно использовать крызу из эластичных негорючих материалов. По возможности нижняя пластина конусной крызы заводится под кровельный материал и уплотняется герметиком.

Сверху крыза закрывается окапником, который фиксируется обжимным хомутом или затяжным винтом. На конец дымовой трубы устанавливается оголовок и дефлектор с искрогасителем. При соединении труб разного диаметра используется термо-переходник. Внутреннее сечение переходника должно быть равно трубе меньшего диаметра и наоборот. Для уплотнения элемента стенки переходника промазываются термостойким герметиком.

Видео по теме: монтаж дымохода из сэндвич-трубы своими руками

https://www.youtube.com/embed/ZUFeXlfm5cw https://www.youtube.com/embed/L4j8Bi2Ns68

Как и чем утеплить

Негорючий теплоизоляционный материал в циллиндрах для утепления дымохода

Утепление дымохода проводится как на этапе его установки, если в качестве материала была выбрана одностенная стальная труба, так и после сооружения конструкции. Для утепления стальных дымоходов используются негорючие типы утеплителя: керамзит, минеральная и базальтовая вата.

При самостоятельном монтаже лучше использовать базальтовые теплоизоляционные цилиндры нужного сечения и толщины. Это утеплитель в виде трубы с продольным разрезом для удобного монтажа. Утеплитель огибает трубу по контуру и фиксируется с помощью металлических затяжек.

Толщина утеплителя зависит от температуры воздуха в зимний период и выбирается индивидуально под конкретный тип дымохода. К примеру, теплоизоляционный цилиндр от фирмы Rockwool толщиной 300 мм с сечением 133 мм обойдется в 275 рублей за погонный метр.

Альтернативой цилиндрам являются прошивные маты — это аналогичный по составу утеплитель в рулоне, который при монтаже придется подгонять под внешний диаметр дымохода. В зависимости от производителя маты имеют различные размеры. Например, прошивной мат фирмы ТехноНИКОЛЬ размерами 2400х1200х40 обойдется в 970–1000 рублей за упаковку.

Эксплуатация и уход

Диагностика корректной работоспособности и чистка внутренней поверхности дымового канала являются обязательными работами, особенно при круглогодичной эксплуатации дымохода. Это позволяет поддерживать постоянный вентиляционный эффект внутри конструкции, снижает риск ее прогорания и выброса дыма через топочную камеру.

Чистка от сажи

Ерш с грузом для чистки дымохода

Чистка от сажи выполняется раз в полгода. При частом использовании хвойных пород древесины желательна профилактическая чистка раз в три месяца. Для чистки дымового канала используется специальный инструмент и химические средства.

В качестве инструмента применяется стальная леска с грузилом, на конце которой закреплен металлический или пластиковый ерш с жестким ворсом. Диаметр ежа выбирается согласно внутреннему сечению канала. Ерш поступательно опускается в дымоход на всю длину канала, тем самым счищая нагар и сажу со стенок дымовой трубы.

Химические средства с содержанием солей помогают поддерживать и удалять сажу естественным образом. Средство высыпается на раскаленные угли. В процессе сгорания выделяет соли, размягчающие смолянистые наросты внутри дымовой трубы.

В качестве профилактики засоров рекомендуется проводить топку печи осиновыми дровами или картофельными очистками. Осиновые дрова дают хороший жар, что приводит к прогоранию самих засоров и сгоранию сажи. Использовать данный способ можно, только если конструкция и материалы дымохода рассчитана на работу при температуре свыше 1000 °C.

Картофельные очистки при горении выделяют крахмал, который также способствует размягчению сажи и копоти. Сам по себе этот способ малоэффективен, но если протопить печь очистками до механической чистки, то процесс очистки будет более легким.

Ремонт дымохода

Ручной тепловизор для диагностики технического состояния дымохода

Работы по ремонту дымохода любой конструкции состоят из трех этапов:

• чистка дымового канала;
• диагностика с помощью специального оборудования;
• замена проблемного элемента.

Как оговаривалось выше, чистка дымового канала выполняется с определенной периодичностью. Это позволяет исключить перегрев трубы и поддерживает постоянный уровень тяги внутри дымового канала. Если после чистки уровень тяги не восстановился, то выполняется диагностика дымохода при помощи видеоинспекционного оборудования и тепловизора. На этом этапе осматривается внутренняя поверхность дымового канала и места соединения отдельных элементов.

При обнаружении проблем проводится замена прогоревшего и поврежденного участка. Для этого проводится демонтаж определенного участка дымохода, а поврежденный элемент заменяется новой сэндвич-трубой.

Самостоятельная сборка дымохода из стальных и сэндвич-труб не вызывает особых сложностей, но требует внимательно изучения технологии работ и аккуратности. При работе на высоте обязательно соблюдайте осторожность и следите за качеством стыковочных соединений.

ultra-term.ru

Фермы из профильной трубы: конструкции, расчет и изготовление

Когда площадь сооружения достаточно большая, вопрос обеспечения надежности и прочности конструкции приобретает особую важность. Появляется необходимость в усилении стропильной системы, стропила которой могли бы перекрыть довольно длинные пролеты. Фермы из профильной трубы представляют собой металлоконструкции, собранные при помощи решетчатых стержней. Изготовление металлических ферм – процесс более трудоемкий, чем в случае сплошных балок, но более экономичный. В производстве используют парный материал, а в качестве соединяющей детали – косынки. Всю конструкцию собирают, используя сварку или клепки.

С их помощью можно перекрывать пролеты любой длины, однако, стоит отметить, что для правильного монтажа необходим грамотный расчет. Тогда при условии качественного выполнения сварочных работ остается только в дальнейшем перенести трубные сборки наверх и смонтировать по верхней обвязке, согласно разметке.

Несущие фермы из профильной трубы имеют немало неоспоримых преимуществ:

• минимальный вес;
• они долговечны;
• выносливы;
• узлы очень крепкие, поэтому способны противостоять высоким нагрузкам;
• с их помощью можно возводить конструкции со сложной геометрией;
• позволяют сэкономить финансовые средства, поскольку расценки на изготовление металлоконструкций из профильной трубы достаточно приемлемы для решения широкого круга задач.

Конструкции ферм из профильной трубы ↑

В основе деления этих конструкций на конкретные виды лежат разные параметры. Начнем с главного –

• Количества поясов.

Различают:

• опоры, компоненты которой расположены в единой плоскости;
• висячие, в их состав входят два пояса, по расположению их называют соответственно нижним, верхним.

• Форма и контуры

По первому параметру различают:

• арочные фермы из профильной трубы,
• бывают и прямыми;
• односкатные либо двухскатные.

В соответствии с контуром различают:

• имеющие параллельный пояс. Это оптимальный вариант для обустройства мягкой кровли. Такая опора собирается очень просто, поскольку ее компонентами являются идентичные детали и, что немаловажно, размеры решетки совпадают с размерами стержней для пояса;

• односкатные. Отличаются жесткими узлами, которые позволяют воспринять значительные внешние нагрузки. На их сооружение уходит небольшое количество материала, поэтому эти конструкции достаточно экономичны;
• полигональные. Хотя они в состоянии выдерживать большой вес, однако, их монтаж трудоемок и довольно сложен;
• треугольные. Они практически незаменимы при устройстве крыш с большим углом наклона. Единственный их минус в большом количестве отходов при сооружении.

• Угол наклона. Типовые фермы из профильной трубы делят на три группы:

• 22°- 30°. Высота и длина металлоконструкции в этом случае соотносятся, как один к пяти. Это оптимальный вариант для перекрытия небольших пролетов в бытовом строительстве. Главным их преимуществом является небольшой вес. Больше всего для подобного аналога подходят треугольные.

Для пролетов, имеющих длину более 14 м используют раскосы, которые устанавливаются сверху вниз. По верхнему поясу располагают панель (порядка 150 – 250 см в длину). Таким образом, при этих исходных данных мы имеем конструкцию, включающую два пояса. Количество панелей при этом четное.

Если пролет превышает 20 м, то возникает необходимость в подстропильной металлоконструкции, связанной опорными колоннами.

Совет

Отдельного упоминания стоит так называемая ферма Полонсо. В ее составе имеются две треугольные системы, соединенные одна с другой через затяжку. Такое конструктивное решение позволяет избежать установки в средних панелях длинных раскосов, что приводит к значительному снижению общего веса.

• 15°- 22°. Соотношение высоты и длины в этом случае равно один к семи. Наибольшая допустимая длина под подобный каркас составляет 20 м. Если по условиям эксплуатации необходимо увеличить ее высоту, то нижний пояс выполняют ломаным.
• меньше 15°. В подобный проектах рекомендуется использовать трапециевидные металлические стропила. Наличие в них коротких стоек способствует увеличению противодействия продольному изгибу.

Внимание!

Фермы из профильной трубы для односкатной крыши с углом наклона 6–10° должны иметь асимметричную форму.

Высоты определяют через деление длины пролета на семь, восемь либо девять частей, взяв за основу особенности заданной конструкции.

Расчет для навеса ↑

Проведение расчетов основывается на требованиях СниП:

Обязательным компонентом любого расчета и последующего монтажа конструкции является чертеж.

Подготавливается схема с указанием зависимости между длиной металлоконструкции и уклоном кровли.

• В ней также учитываются очертания поясов опоры. Контур пояса определяется назначением конструкции, типом покрытия кровли и углом наклона.
• При выборе размеров, как правило, следуют принципу экономии, если, конечно, ТТ не требуют иного. Высоту конструкции определяет тип перекрытия, минимальный общий вес, возможность перемещения, длину же – установленный уклон.

Рекомендуем

При длине фермы свыше 36 м дополнительно рассчитывают строительный подъем.

• Размеры панелей рассчитывают с учетом нагрузок, воспринимаемых конструкцией. При этом следует помнить, что углы раскосов у разных металлических стропил отличаются, панель же должна им соответствовать. Для треугольной решетки искомый угол равен 45°, для раскосой – 35°.
• Завершает расчет определение промежутка между узлами. Обычно он соответствует ширине панели.

Рекомендуем

Расчеты выполняют с учетом того, что увеличение высоты приводит к росту несущей способности. На подобном навесе снежный покров не будет задерживаться. Одним из способов усиления ферм из профильной трубы является установка нескольких прочных ребер жесткости.

Для определения размеров металлоконструкции для навесов следуют следующим данным:

• для сооружений шириной не более 4,5 м используют изделия размером 40 на 20 на 2 мм;
• менее 5,5 м – 40 на 40 на 2 мм;
• свыше 5,5 м оптимальными будут изделия размером 40 на 40 на 3 мм либо 60 на 30 на 2 мм.

При расчете шага необходимо учесть, наибольшее возможное расстояние от одной опоры навеса до другой равно 1,7 м. При нарушении этого ограничения прочность и надежность сооружения будет под вопросом.

Когда будут полностью получены необходимые параметры, при помощи формул и особых программ получают соответствующую схему конструкции. Теперь остается продумать, как сварить ферму правильно.

На заметку

При расчетах должны учитываться:

• закупочная стоимость одной тонны металла;
• расценки на изготовление металлоконструкций из профильной трубы (либо можно просуммировать взятые в отдельности расходы на сварку, антикоррозийную обработку, монтаж).

Рекомендации по правильному выбору и изготовлению металлоконструкций трубчатого типа ↑

• Выбирая типоразмер желательно остановить свой выбор на прямоугольных или квадратных изделиях, поскольку имеющиеся два ребра жесткости обеспечат готовой металлоконструкции наибольшую устойчивость.
• Используйте исключительно качественные изделия из высокоуглеродистой легированной стали, которая не корродирует и устойчива к агрессивным воздействиям внешней среды. Толщину стенок и диаметр подбирают в соответствии с заложенными в проекте. Таким образом будет обеспечена требуемая несущая способность металлических стропил.
• Для соединения основных компонентов фермы друг к другу используют прихватки и спаренные уголки.
• В верхнем поясе для смыкания каркаса необходимы разносторонние двутавровые уголки, причем стыковку выполняют по меньшей стороне.
• Для сопряжения деталей нижнего пояса применяют равносторонние уголки.
• Основные части длинных конструкций соединяют посредством накладных пластин.

• Раскосы устанавливаются под 45 градусов, а стойки – под прямым углом. Завершив сборку основной конструкции, переходят к сварке фермы из профильной трубы. Каждый из сварочных швов обязательно необходимо проверить на качество, поскольку именно они определяют надежность будущего сооружения. Металлические стропила после завершения сварки обрабатывают специальными антикоррозийными составами и покрывают краской.

Изготовление металлических ферм для навеса на видео.

© 2018 stylekrov.ru

stylekrov.ru

• 
  Переплавка стали в домашних условиях
• 
  Сталь швеллерная шп 60х35 мм перфорированная марки ст3
• 
  Гофрированная труба отожженная нержавеющая сталь
• 
  И сталь и бронза
• 
  Блистающая сталь это
• 
  Стальной окрашенный лист
• 
  Т10 сталь
• 
  Сталь оцинкованная рулонная с полимерным покрытием
• 
  Сталь 3 состав химический
• 
  Стальные водогазопроводные оцинкованные трубы
• 
  Оцинкованная сталь это