Ферма металлическая

1. Определение

Ферма металлическая — это стержневая строительная конструкция, состоящая из прямолинейных элементов (поясов, раскосов и стоек), соединенных в узлах в геометрически неизменяемую систему. В отличие от сплошностенчатых балок, ферма работает преимущественно на осевые усилия (растяжение-сжатие), что позволяет перекрывать значительные пролеты при минимальном расходе материала. В контексте возведения каркасов навесов и промышленных зданий, ферма является ключевым несущим элементом покрытия.

2. Классификация и типы

Металлические фермы классифицируются по геометрии поясов, типу решетки и назначению. Ниже представлена матрица основных видов конструкций:

Критерий классификации	Типы конструкций	Особенности применения
Очертание поясов	Параллельные, трапециевидные, треугольные, полигональные, арочные	Выбор зависит от требуемого уклона кровли и архитектурной формы навеса.
Тип решетки	Треугольная, раскосная, полураскосная, ромбическая	Определяет жесткость конструкции и сложность изготовления узлов.
Тип профиля	Профильная труба (квадрат/прямоугольник), уголок, швеллер, двутавр	Профильные трубы наиболее популярны для частных навесов из-за эстетики и легкости.
Способ соединения	Сварные, болтовые, клепаные	Сварные соединения типичны для заводского изготовления; болтовые — для крупногабаритных сборных систем.

3. Технические характеристики

При проектировании и монтаже навесов учитываются следующие параметры:

• Пролет (L): Расстояние между опорами. Для стандартных навесов варьируется от 3 до 30 и более метров.
• Высота фермы (h): Оптимальное отношение высоты к пролету для треугольных ферм составляет 1/4–1/5, для ферм с параллельными поясами — 1/8–1/12.
• Уклон: Угол наклона верхнего пояса, обеспечивающий сток осадков и сход снежных масс.
• Материал: Преимущественно конструкционные стали (Ст3сп, 09Г2С). Для защиты от коррозии применяется горячее цинкование или полимерно-порошковое окрашивание.
• Расчетная нагрузка: Сумма собственного веса, веса кровельного материала (профнастил, поликарбонат), а также снеговой и ветровой нагрузок согласно СП 20.13330.

4. Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая несущая способность: Возможность перекрытия больших площадей без промежуточных опор.
• Экономичность: Снижение веса конструкции на 20-50% по сравнению со сплошными балками.
• Жесткость: Минимальные деформации под воздействием динамических и статических нагрузок.
• Вариативность: Возможность создания сложных архитектурных форм (арок, куполов).

Недостатки:

• Трудоемкость изготовления: Большое количество сварных швов и необходимость точной подрезки элементов.
• Габариты: Сложность транспортировки неразрезных ферм большой длины.
• Коррозийная уязвимость: Большая площадь поверхности требует тщательной антикоррозийной обработки, особенно в узлах.

5. Применение и монтаж

Металлические фермы являются основой для:

1. Каркасов навесов: Для автомобилей, складских площадок, входных групп.
2. Промышленных зданий: Ангаров, цехов, логистических центров.
3. Гражданских объектов: Торговых павильонов, спортивных сооружений.

Особенности монтажа: Монтаж навеса начинается с установки опорных колонн и проверки их соосности. Фермы поднимаются крановым оборудованием или лебедками. Крепление к колоннам осуществляется через опорные пластины (фланцы) с помощью болтовых соединений или сварки. После установки основных ферм монтируются прогоны (связи), которые объединяют конструкцию в единый пространственный блок, обеспечивая общую устойчивость каркаса.