Как сделать ферму для навеса: полевой справочник

Перед раскроем трубы нужно определить три параметра: расчетную нагрузку на кровлю, пролет фермы и шаг установки ферм. Суммарная нагрузка складывается из веса кровли (профнастил ~5–7 кг/м², мягкая кровля ~15 кг/м²), собственного веса фермы и нормативной снеговой нагрузки для вашего района по СП 20.13330. Ветровая нагрузка для низких навесов часто не goverнирует, но создает вырывные усилия в узлах крепления к столбам.

Для навесов шириной до 4 м оптимальна ферма с параллельными поясами (плоская балка) или треугольная с низким подъемом. При ширине 4–6 м единственно надежный вариант — треугольная ферма с высотой стрелы 1/8–1/10 пролета. Высота 1/10 дает более пологие стропы, снижая продольные силы в верхнем поясе, но требует более высоких столбов. Схемы с пролетным балок (трапеция, полигональ) усложняют узлы и не дают выигрыша в материале на малых пролетах.

Шаг ферм выбирают кратным шагу стропил кровли (обычно 600–1000 мм). Увеличение шага экономит металл на фермах, но требует усиления стропильной системы и увеличения сечения фермы. Рабочий компромисс — шаг 1000 мм для профнастила и 800 мм для мягкой кровли.

Основной материал — профильная труба прямоугольного сечения. Круглую трубу использовать неудобно: сложнее выдерживать углы сварки, хуже крепить обрешетку. Верхний пояс работает на сжатие — критичен к изгибу, поэтому сечение подбирают с запасом по моменту инерции. Нижний пояс работает на растяжение — достаточно меньшей толщины стенки, но удобно брать одинаковый профиль для упрощения закупки.

Для пролетов до 4 м: пояса 40х20х2 мм, решетка 20х20х2 мм или 25х25х2 мм. Для пролетов 4–6 м: пояса 60х30х3 мм (или 50х50х3 мм), решетка 40х20х2 мм. Стойки и стропы решетки лучше делать из трубы с толщиной стенки не менее 2 мм — тонкостенная труба (1.5 мм) сгорает при сварке и теряет несущую способность в зоне термического влияния.

Длину панелей (расстояние между узлами решетки) принимают равной высоте фермы или чуть больше, чтобы угол наклона строп был 35–50°. При углах ниже 30° растет продольная сила в стропе, выше 60° — снижается эффективность треугольника. Для фермы высотой 500 мм при пролете 5 м панель 500–600 мм дает угол ~45°.

Сборочный стол — это любая ровная поверхность (пол, балки, сшитые доски) длиной не менее пролета фермы + 500 мм на каждый конец. Ровность контролируется нитью или лазерным уровнем: перепад не более 2 мм на метр. На столе разметкой пером или угольником наносят ось фермы, линии осей поясов и узлов решетки. Все элементы подгоняют к разметке, а не «на глаз».

Узлы фермы делят на накатные (перекрытие пояса решеткой) и стыковые (перемычка между поясами). Накатные узлы надежнее: сварной шов работает на сдвиг, а не на разрыв. Верхний пояс собирают из двух элементов с накатом в центральном узле (на 300–500 мм) или сплошной трубой, если длина позволяет. Нижний пояс — сплошной или с накатом в зоне минимального момента (у опор).

В центральном узле (грифе) стропы сходятся в одной точке на оси верхнего пояса. Смещение даже на 10 мм создает эксцентриситет и изгибающий момент. Разметку узлов производят по центрам сечений: от оси фермы откладывают половину ширины пояса, от оси стропы — половину её ширины. Точки пересечения — центры будущих швов.

Грунтовка наносится на чистый, зачищенный до металлического блеска (Sa 2.5 по ГОСТ 9.402) или хотя бы до серого цвета (St 3) металл. Используют двухкомпонентные эпоксидные или цинксодержащие грунты (холодная оцинковка). Однослойная алкидная грунтка из баллончика дает защиту 1–2 года — недопустимо для несущих элементов. Краска сверху — полиуретановая или акрил-полиуретановая, 2 слоя по 40–60 мкм сухого остатка.

Перед укладкой кровли проверяют: вертикальность столбов (уклон ≤ 3 мм на 1 м), горизонтальность верхних поясов ферм (разница высот ≤ 5 мм на весь навес), отсутствие прогибов нижних поясов (проверка нитью по низу). Любое отклонение устраняют подкладками под опоры или подтяжкой болтов до укладки профнастила — после кровли доступ к узлам затруднен.