Калькулятор фермы из профильной трубы

Расчёт фермы из профильной трубы для навеса: нагрузки по СП 20.13330, подбор сечений поясов и решётки по СП 16.13330, чертёж с длинами стержней, спецификация с углами резов и раскрой хлыстов.

1Ферма
Высота фермы между осями поясов700 мм
Число панелейпанель 762 мм

Практика — высота L/8…L/12 от длины пояса (сейчас 700 мм по правилу L/9). Авто-число панелей держит угол раскоса ближе к 45°.

2Сечения и металл
Сталь
Длина хлыста

Автоподбор перебирает профильные трубы ГОСТ 30245 от лёгких к тяжёлым и берёт первую пару, которая проходит все проверки. Задайте своё сечение — калькулятор покажет, хватает ли его.

3Навес и нагрузки
Шаг ферм
Тип местности
Шаг прогонов по верхнему поясу
Распорки по нижним поясам

Прогоны раскрепляют верхний пояс, распорки — нижний: при отсосе ветра нижний пояс сжимается, и его гибкость часто определяет сечение. Вторая распорка облегчает пояса.

Ферма проходит · запас 14 %
60×60×2 / 25×25×2
пояса / решётка, мм · С245 · 8 панелей
Масса одной фермы63,4 кг
Все фермы, 5 шт.317 кг
Хлыстов по 6 м24 шт.
Нагрузка на ферму19,5 кН
Коэффициент использования0,86
Замечания

Ветер отрывает опору: 0,5 кНПри отсосе ветра лёгкая кровля не удерживает ферму — крепление фермы к стойке и стойки к фундаменту считают на вырыв.

Пояс длиннее хлыстаЗаготовка пояса не помещается в хлыст 6 м — пояс сваривается из частей со стыком на накладках. Стык располагают у узла, в разных поясах вразбежку.

Проверки по СП 16.13330K ≤ 1 — проходит
Верхний пояс · 60×60×2сжатие 20,7 кН, растяжение 0,9 кН · λ 38 из 150K 0,25 ✓
Нижний пояс · 60×60×2сжатие 1,1 кН, растяжение 21,9 кН · λ 129 из 150K 0,86 ✓
Раскосы · 25×25×2сжатие 13,6 кН, растяжение 0,6 кН · λ 99 из 176K 0,57 ✓
Стойки решётки · 25×25×2сжатие 1,3 кН, растяжение 6,7 кН · λ 67 из 180K 0,37 ✓
Узлы решётки (прил. Л)грань пояса 0,70, срез 0,33, шов 0,27 · угол от 42,6°K 0,70 ✓
Прогиб в середине пролёта1,4 мм при пределе 30 ммK 0,05 ✓

K — коэффициент использования: усилие, делённое на несущую способность, по худшей из проверок (прочность, устойчивость, гибкость). Сечение сейчас определяет нижний пояс, проверка на гибкость (λ 129 при пределе 150).

Нагрузки по СП 20.13330221 кг/м²
Снег, район III: Sg × μ150 × 1 = 150 кг/м²
Снег расчётный, × 1,4210 кг/м²
Кровля + каркас, расчётная11,3 кг/м²
Ветер прижим, расчётный10,5 кг/м²
Ветер отсос, расчётный−18,9 кг/м²
Постоянная + снег221 кг/м²
На одну ферму (шаг 1,5 м)19,5 кН · 1 992 кг
Узловая сила на верхний пояс2,44 кН
Реакция на стойку10,6 кН
Отрыв опоры при отсосе0,5 кН

Расчёт фермы по СП 16 и СП 20 для подбора сечений. Стойки, фундаменты и узлы опирания считает калькулятор навеса, а полный комплект листов — чертежи навеса.

Пример формы — так клиент отправит заявку сразу с расчётом.

Чертёж фермы Ф1с параллельными поясами · L 6 000 · 8 панелей по 762 мм
Подписи на схеме
7627627627627627627627627627627627627627627627627007007007007007007007007001 0341 0341 0341 0341 0341 0341 0341 0346 000h = 700Длины стержней по осям, мм
63,4 кгмасса одной фермы1 034 ммраскос Р1 по осям42,6°наименьший угол раскоса24 шт.хлыстов по 6 м на 5 ферм

Спецификация фермы

МаркаНаименованиеСечениеПо осям, ммЗаготовка, ммУгол резаШт.Масса, кг
В1Верхний поясиз 2 частей, стык в узле60×60×26 0936 093 (5 331 + 762)90°121,5
Н1Нижний поясиз 2 частей, стык в узле60×60×26 0936 093 (5 331 + 762)90°121,5
Р1Раскос25×25×21 03497342,6°811,6
С1Стойка решётки25×25×270064090°98,8
Масса одной фермы63,4 кг
Все фермы навеса: 5 шт.317 кг

«По осям» — расстояние между узлами, по нему считается масса. «Заготовка» — что отрезать от хлыста: раскос и стойка короче на половину высоты пояса с каждого конца, а косой рез добавляет выступ на ширину раскоса. Пояс длиннее хлыста сваривается из частей со стыком в узле.

Раскрой хлыстов

ТрубаХлыстов по 6 мЗаготовки, мОбрезьМеталл, кг
60×60×21260,915 %254
25×25×21267,76 %101
Закупить металла на 5 ферм355 кг

Заготовки всех 5 ферм разложены по хлыстам 6 м с пропилом 3 мм. Прогоны, стойки и распорки сюда не входят.

Методика расчёта

Схема. Ферма считается шарнирно-стержневой системой: нагрузка с кровли через прогоны приходит в узлы верхнего пояса, усилия в стержнях находятся методом вырезания узлов. Одна опора — шарнир, другая — каток.

Нагрузки — СП 20.13330.2016. Снег S = Sg · μ · 1,4: вес снегового покрова по району, μ = 1 при уклоне до 30° и линейно до нуля к 60°. Отдельно — снег на половине пролёта: он меняет знак усилий в раскосах. Ветер — давление по району с коэффициентом высоты k(z) и аэродинамикой отдельно стоящего навеса: прижим и отсос. Постоянная — кровля (γf = 1,2) и каркас (γf = 1,05): собственный вес фермы уточняется по подобранным сечениям, прогоны и связи — 2 кг/м². Сочетания: постоянная + снег, постоянная + снег на половине, постоянная + снег + ветер (ψ = 0,9), минимальная постоянная + отсос; у стены дома — со снеговым мешком.

Проверки — СП 16.13330.2017. Прочность N/(A·Ry·γc), устойчивость сжатых стержней с коэффициентом φ по кривой «b» для гнутосварных профилей, предельная гибкость (пояса 180 − 60α, решётка 210 − 60α, растянутые 400). Расчётная длина пояса в плоскости — панель, из плоскости — шаг прогонов (верхний) и расстояние между распорками (нижний), решётки — 0,9 длины.

Узлы — приложение Л СП 16. Раскос из профильной трубы приваривается к грани пояса без фасонок, поэтому проверяется продавливание грани пояса, срез и шов, а также условия применимости: угол раскоса к поясу не меньше 30°, ширина раскоса 0,35…1 ширины пояса за вычетом стенок, расцентровка не больше четверти высоты пояса.

Прогиб — по Мору от нормативных нагрузок со снегом 0,5, предел по табл. Д.1 СП 20: 1/150 пролёта при 3 м, 1/200 при 6 м, 1/225 при 12 м.

Что не входит. Стойки, фундаменты, прогоны, опорные узлы и крепление фермы к стойке, местный изгиб верхнего пояса, если прогон лежит между узлами. Высота навеса для ветра принята 2,5 м до низа фермы. Для строительства нужен проект, проверенный инженером.

Роман Финк

Считаете это каждый день? Сделаю внутренний калькулятор под ваши нормы, прайс и бланки — с расчётом, спецификацией и документом в PDF или Excel. +7 (958) 580-10-15 finkroman@yandex.ru Telegram

Калькулятор фермы подбирает профильную трубу для поясов и решётки по нагрузкам СП 20.13330, проверяет каждый стержень и узел по СП 16.13330 и выдаёт то, что нужно сварщику: чертёж с длинами стержней, спецификацию с длинами заготовок и углами резов, массу и раскрой хлыстов. По умолчанию открыта ферма 6 метров для навеса над машиной.

Как рассчитать ферму

  1. Выберите тип фермы: с параллельными поясами, двускатную, треугольную или арочную.
  2. Задайте пролёт и уклон. Высоту и число панелей калькулятор подберёт сам, но их можно задать вручную.
  3. Оставьте автоподбор сечений или укажите свою трубу — калькулятор покажет, проходит ли она.
  4. Укажите шаг ферм, длину навеса, снеговой и ветровой район, кровлю и число распорок по нижним поясам.
  5. Переключайте подписи на чертеже: длины, углы раскосов, усилия или марки из спецификации. Расчёт можно скачать в PDF.

Пример: ферма 6 метров для навеса

Односкатный навес 6 × 6 м под поликарбонатом 8 мм, уклон 10°, фермы с шагом 1,5 м, Санкт-Петербург — III снеговой и II ветровой район. Калькулятор принимает высоту фермы 700 мм, делит пролёт на 8 панелей по 762 мм, раскосы ложатся к поясу под углом 42,6°. Автоподбор даёт пояса 60 × 60 × 2 и решётку 25 × 25 × 2.

МаркаЭлементПо осям, ммЗаготовка, ммРезШт.
В1Верхний пояс 60 × 60 × 26 0935 331 + 76290°1
Н1Нижний пояс 60 × 60 × 26 0935 331 + 76290°1
Р1Раскос 25 × 25 × 21 03497342,6°8
С1Стойка 25 × 25 × 270064090°9

Одна ферма весит 63,4 кг, пять ферм на навес — 317 кг. На них уходит 24 хлыста по 6 м: 12 труб 60 × 60 × 2 и 12 труб 25 × 25 × 2, металла к закупке — 355 кг вместе с обрезью. Коэффициент использования 0,86, то есть запас 14 %. Прогиб в середине пролёта — 1,4 мм при пределе 30 мм.

Какие нагрузки учитываются

Снег считается по формуле S = Sg × μ × 1,4. Для III района Sg = 150 кг/м², при уклоне до 30° коэффициент μ = 1, расчётный снег — 210 кг/м². Поликарбонат и собственный вес каркаса дают ещё 11,3 кг/м², вместе 221 кг/м². На одну ферму приходится полоса шириной в шаг ферм: 221 × 1,5 × 6 ≈ 1 990 кг, или 19,5 кН. Эта нагрузка передаётся через прогоны в узлы верхнего пояса.

Калькулятор проверяет четыре сочетания нагрузок:

  • постоянная + полный снег — даёт наибольшие усилия в поясах;
  • постоянная + снег на половине пролёта — меняет знак усилий в средних раскосах;
  • постоянная + снег + ветровой прижим с коэффициентом 0,9;
  • минимальная постоянная + ветровой отсос.

Последнее сочетание легко упустить. Расчётный отсос для навеса высотой 2,5 м во II ветровом районе — 18,9 кг/м², а поликарбонат весит 1,5 кг/м², поэтому ветер поднимает навес: опору отрывает с силой 0,5 кН, а нижний пояс из растянутого становится сжатым. Крепление фермы к стойке и стойки к фундаменту поэтому считают на вырыв.

Почему сечение часто определяет нижний пояс

Усилия в примере небольшие: верхний пояс сжат силой 20,7 кН, нижний растянут силой 21,9 кН. По прочности хватило бы и трубы 40 × 40 × 2. Но при отсосе нижний пояс сжат, а для сжатых поясов СП 16 ограничивает гибкость: не больше 150. Из плоскости фермы нижний пояс держит только распорка между фермами. Если она одна, посередине пролёта, расчётная длина пояса — 3 047 мм. У трубы 40 × 40 × 2 радиус инерции 15,5 мм, гибкость получается 196, и труба не проходит. У трубы 60 × 60 × 2 радиус инерции 23,7 мм, гибкость — 129.

Отсюда самый дешёвый способ облегчить ферму — добавить распорку. Две распорки в третях пролёта сокращают расчётную длину до 2 031 мм, и пояса 40 × 40 × 2 проходят: масса фермы падает с 63,4 до 48,6 кг, почти на четверть. По той же причине в I снеговом районе сечения фермы 6 м такие же, как в III: их определяет гибкость, а не снег.

Сечения ферм по пролётам

Автоподбор для навеса с уклоном 10° под поликарбонатом, III снеговой район, шаг ферм 1,5 м:

ПролётВысота1 распорка: пояса / решёткаМасса2 распорки: пояса / решёткаМасса
4 м450 мм40 × 40 × 2 / 25 × 25 × 234,2 кг40 × 40 × 2 / 25 × 25 × 234,2 кг
5 м550 мм50 × 50 × 2 / 25 × 25 × 248,6 кг40 × 40 × 2 / 25 × 25 × 242,4 кг
6 м700 мм60 × 60 × 2 / 25 × 25 × 263,4 кг40 × 40 × 2 / 25 × 25 × 248,6 кг
8 м900 мм80 × 80 × 3 / 30 × 30 × 2152 кг50 × 50 × 2 / 25 × 25 × 278,3 кг
10 м1 150 мм100 × 100 × 3 / 40 × 40 × 2235,5 кг60 × 60 × 2 / 40 × 40 × 2127,2 кг
12 м1 350 мм120 × 120 × 4 / 50 × 50 × 2440,8 кг80 × 80 × 3 / 40 × 40 × 2247,9 кг

Чем больше пролёт, тем сильнее выигрыш от второй распорки: у фермы 12 м масса падает на 44 %. Снег в северных районах сначала утяжеляет решётку, а не пояса. Ферма 6 м сохраняет пояса 60 × 60 × 2 вплоть до VIII района, а раскосы растут: 30 × 30 × 2 в V районе, 40 × 40 × 2 в VII, 50 × 50 × 2 в VIII. Масса фермы при этом увеличивается с 63,4 до 85,6 кг.

Какой тип фермы выбрать

  • С параллельными поясами — для односкатного навеса. Все раскосы одинаковые (одна марка Р1), такую ферму проще всего собрать на стапеле.
  • Двускатная — те же параллельные пояса, но по двум скатам и со стойкой в коньке. При уклоне 15° и пролёте 6 м получается 10 панелей и 68,6 кг.
  • Треугольная — классика для двускатной кровли. При уклоне 30° высота в коньке 1 732 мм, масса 60,4 кг, но решётка собирается из пяти разных марок, а её сечение определяет гибкость самой длинной стойки — 1 732 мм. При уклоне меньше 30° первый раскос у опоры примыкает к поясу под углом уклона, а приложение Л СП 16 требует не меньше 30°. На 20° и 25° калькулятор покажет ошибку узла — для пологой кровли берите двускатную ферму.
  • Арочная — под поликарбонат. При стреле L/6 подъём арки 6-метрового пролёта — 1 000 мм, нижний пояс по дуге 6 431 мм, верхний 7 331 мм. Пояса гнут на трубогибе, масса фермы 73,1 кг.

Высота фермы и шаг раскосов

Практика — высота от 1/8 до 1/12 длины пояса. Калькулятор берёт 1/9 и округляет до 50 мм: для пояса 6 093 мм это 700 мм. Число панелей подбирается так, чтобы угол раскоса к поясу был ближе к 45°. Ниже 30° узел не проходит по приложению Л СП 16, выше 55° раскосов становится слишком много.

Высота влияет в первую очередь на прогиб. Ферма 6 м высотой 500 мм получает 12 панелей и прогибается на 2,3 мм, высотой 900 мм — 6 панелей и 1,1 мм. Масса почти не меняется: 64,1 и 63,2 кг, потому что сечение и тут определяет гибкость нижнего пояса.

Длины заготовок и раскрой хлыстов

На чертеже длины указаны по осям — от узла до узла, по ним считается масса. Отрезать нужно меньше: раскос упирается в грани поясов, поэтому с каждого конца уходит половина высоты пояса, а косой рез добавляет выступ на ширину раскоса. В примере раскос 1 034 мм по осям — это заготовка 973 мм с резами 42,6°.

Пояс длиной 6 093 мм не помещается в хлыст 6 м. Калькулятор разбивает его в узле на 5 331 и 762 мм: стык на накладках ставят у узла, а короткие куски раскладываются по обрезкам других хлыстов. Стыки верхнего и нижнего пояса ставят вразбежку. Хлыст 12 м в этом примере невыгоден: две заготовки по 6 093 мм в него не входят, обрезь по поясам вырастает до 49 %, а металла к закупке — до 524 кг против 355.

Что ещё посчитать для навеса

Калькулятор фермы считает только ферму. Стойки, фундаменты, прогоны, опорные узлы и полный комплект материалов считает калькулятор навеса. Альбом рабочих листов с узлами и деталировкой — в разделе чертежи навеса. Снег для своего района и уклона можно проверить в калькуляторе снеговой нагрузки, покрытие — в калькуляторе поликарбоната. Вес и длину труб по сортаменту дают калькулятор профильной трубы и калькулятор веса трубы, размеры сечений — таблица квадратной профильной трубы.

Расчёт выполнен для подбора сечений и оценки металла. Для строительства нужен проект, проверенный инженером: в нём учитывают местные условия, крепление к стойкам и узлы опирания.

Вопросы

Частые вопросы

Какую профильную трубу взять на ферму 6 метров для навеса?

Для навеса под поликарбонатом с шагом ферм 1,5 м в III снеговом районе калькулятор подбирает пояса 60 × 60 × 2 и раскосы 25 × 25 × 2 при высоте фермы 700 мм. Ферма весит 63,4 кг, коэффициент использования 0,86. Если поставить по нижним поясам две распорки вместо одной, пояса уменьшаются до 40 × 40 × 2, а масса — до 48,6 кг.

Как рассчитать нагрузку на ферму навеса?

Расчётная нагрузка на квадратный метр умножается на шаг ферм и пролёт. В III снеговом районе снег даёт 150 × 1 × 1,4 = 210 кг/м², поликарбонат и каркас — ещё 11,3 кг/м². На ферму 6 м при шаге 1,5 м приходится 221 × 1,5 × 6 ≈ 1 990 кг, или 19,5 кН.

Какой высоты делать ферму из профильной трубы?

Обычно от 1/8 до 1/12 длины пояса. Калькулятор берёт 1/9 и округляет до 50 мм: для фермы 6 м это 700 мм, для 8 м — 900 мм, для 12 м — 1 350 мм. Низкая ферма сильнее прогибается: при высоте 500 мм прогиб фермы 6 м — 2,3 мм, при 900 мм — 1,1 мм.

Под каким углом ставить раскосы фермы?

Лучше всего около 45°: калькулятор подбирает число панелей так, чтобы угол был близок к нему. Меньше 30° нельзя — это условие приложения Л СП 16 для узлов из профильных труб без фасонок. Поэтому треугольная ферма с уклоном меньше 30° не проходит проверку, и для пологой кровли берут двускатную ферму с параллельными поясами.

Сколько металла уйдёт на фермы для навеса 6 × 6 м?

При шаге 1,5 м нужно 5 ферм по 63,4 кг — 317 кг металла по осевым длинам. Раскрой даёт 24 хлыста по 6 м: 12 труб 60 × 60 × 2 и 12 труб 25 × 25 × 2, к закупке 355 кг вместе с обрезью. Прогоны, стойки и распорки считаются отдельно в калькуляторе навеса.

Какой шаг ферм выбрать для навеса?

Под поликарбонат обычно от 1 до 2 м. На навесе длиной 6 м шаг 2 м даёт 4 фермы и 254 кг металла, шаг 1 м — 7 ферм и 444 кг. При шаге 2 м ферма 6 м остаётся в тех же сечениях 60 × 60 × 2 и 25 × 25 × 2, но запас уменьшается: коэффициент использования растёт с 0,86 до 0,93.

Зачем нужна распорка по нижнему поясу фермы?

При ветровом отсосе лёгкий навес поднимает, и нижний пояс из растянутого становится сжатым. Для сжатого пояса СП 16 ограничивает гибкость значением 150, а считается она по расстоянию между распорками. С одной распоркой посередине фермы 6 м нужна труба 60 × 60 × 2, с двумя распорками в третях хватает 40 × 40 × 2.

Можно ли сварить пояс фермы из двух кусков?

Можно: пояс длиннее хлыста сваривают со стыком на накладках у узла, стыки верхнего и нижнего пояса ставят вразбежку. У фермы 6 м с уклоном 10° пояс длиной 6 093 мм не помещается в хлыст 6 м, и калькулятор делит его в узле на 5 331 и 762 мм. Хлыст 12 м здесь невыгоден: в него входит только один пояс, и обрезь достигает 49 %.

Ещё по теме

Похожие калькуляторы

Калькулятор навеса

Рассчитайте навес онлайн — стойки, профильная труба, поликарбонат, снеговые и ветровые нагрузки по СП 20.13330. 5 типов навесов, 3D-модель, полная смета с PDF-отчётом.

Калькулятор прогиба балки

Прогиб, эпюры моментов и поперечных сил для шарнирной, консольной и защемлённой балки при любых нагрузках. Двутавр, профильная труба, брус, проверка по СП 20.

Калькулятор профильной трубы

Онлайн-калькулятор профильной трубы: рассчитайте вес трубы на погонный метр, общий вес по длине и запасу, количество прутков 6 м и стоимость материала. Поддержка квадратных и прямоугольных профилей от 20×20 до 100×100 мм.

Калькулятор колонны на устойчивость: сколько выдержит стойка

Расчёт металлической и деревянной стойки на устойчивость: профильная или круглая труба, брус; высота, закрепление концов, эксцентриситет. Гибкость, коэффициент φ по СП 16 и СП 64, наибольшая нагрузка в килограммах.

Калькулятор снеговой нагрузки

Онлайн-расчёт снеговой нагрузки на крышу по снеговому району и углу ската (СП 20.13330).

Калькулятор поликарбоната

Рассчитайте количество листов поликарбоната, H-профилей и торцевых профилей для навеса или теплицы онлайн.

Калькулятор навеса для автомобиля

Размеры навеса под 1 или 2 машины с местом на открывание дверей, высота под кроссовер и бокс на крыше, затем каркас, кровля, фундамент и стоимость материалов.

Чертежи навеса

Альбом КМ под ваш навес: ферма с длиной каждого элемента, узлы, спецификация металла и раскрой.

Все калькуляторы: Расчёт конструкций
Автоматизация КП

Готовый расчёт и КП в PDF —
за 2 минуты вместо часа в Excel

Ваши менеджеры считают в Excel по 30–60 минут? Я делаю системы, где тот же расчёт занимает 2–3 минуты.

Читать подробнее →
Внутренний калькулятор

Считаете это каждый день? Сделаю калькулятор под ваши процессы

Внутренний калькулятор под ваши нормы, прайс и бланки: сотрудники вводят параметры — получают расчёт, спецификацию и документ в PDF или Excel. Без ошибок в формулах и без таблиц, которые знает один человек.

Ваши нормы, справочники и бланки
Доступ для сотрудников, выгрузка в PDF и Excel

Автоматизация рутинных задач · Приложение для бизнеса

Роман Финк