Calcul de la structure d'une charpente métallique. Calculs à faire soi-même et nuances de fabrication de structures métalliques pour les fermes. Structure métallique chevron : travaux d'installation

06.03.2020

Une variété de fermes de tuyaux en métal

En règle générale, un profilé métallique est utilisé pour fabriquer des fermes à partir d'un tuyau profilé. Sa forme est ovale, ronde, carrée, mais le plus souvent, un tuyau à profil rectangulaire est utilisé.

Selon la structure de la structure du tube profilé, ils sont divisés en deux types: les éléments structurels du cadre peuvent être fixés dans un plan; la ferme peut être composée de membrures inférieures et supérieures.

De plus, la classification des fermes de tuyaux rectangulaires est basée sur des facteurs tels que le niveau de charge sur le profil, l'angle d'inclinaison des éléments, la pente globale de la structure, la longueur des portées individuelles et la nature de l'emplacement. des planchers.

Sur la base de ces paramètres, toutes les fermes de tuyaux profilées typiques se composent des groupes suivants :

Fermes dont l'angle de pente atteint environ 22-30º. Pour qu'une telle conception soit stable, sa hauteur doit être égale à 1/5 de la longueur du produit ou légèrement inférieure. En règle générale, cette norme est prise comme base pour calculer la hauteur requise de la structure, c'est-à-dire que la longueur donnée du produit est simplement divisée par 5. Ce type de ferme est préférable si la structure doit être aussi légère que possible . Si la longueur estimée du bâtiment est supérieure à 14 mètres, la position des contreventements dans la structure en treillis à partir du tuyau profilé de la verrière sera verticale. L'essentiel ici est de faire le calcul correct de la canopée, de prendre en compte toutes les nuances. Sur le niveau supérieur, des pièces d'un profilé de 150 à 250 cm de long sont fixées, de sorte que l'ensemble du cadre sera composé de deux ceintures, le nombre de panneaux étant un multiple de deux. Faites attention au fait que si la ferme est très longue - plus de 20 mètres, vous aurez besoin de poteaux de support supplémentaires qui soutiendront le système de ferme et vous permettront de redistribuer la charge dans toute la structure. Souvent, pour la construction d'un cadre pour les sols, le schéma de la ferme Polonso est utilisé. C'est une structure triangulaire dont la connexion a la forme d'une bouffée. Lors de sa construction, les croisillons ne sont pas très longs, ce qui facilite grandement la masse de l'ensemble de la ferme. En raison de cette qualité, les fermes de tuyaux profilées Polonso sont utilisées assez souvent.
La pente du toit de la ferme atteint 15-22º. Ce type de structure est à privilégier pour les bâtiments dont la longueur n'excède pas 20 mètres. En hauteur, une telle structure ne doit pas dépasser 1/7 de la longueur du bâtiment. S'il est nécessaire d'augmenter la hauteur de la ferme, sa ceinture inférieure doit être constituée de segments cassés.
Cadres avec une pente totale ne dépassant pas 15º. En règle générale, si nous parlons de ce type de ferme, elle se présente sous la forme d'un trapèze. En fonction de la destination du bâtiment, ainsi que de l'angle de pose du toit, le propriétaire détermine indépendamment la hauteur de la structure. Vous devez partir d'indicateurs entre 1/7 et 1/12 de la longueur du bâtiment. Un cadre pour un toit en forme de trapèze est fabriqué à l'aide de panneaux métalliques dont la longueur doit être comprise entre 1,5 et 2,5 mètres. Si le dessin d'une ferme à partir d'un tuyau profilé ne prévoit pas de faux plafond, un treillis triangulaire peut être utilisé à la place des contreventements.

Selon la forme de la ferme en acier, les tubes profilés peuvent être divisés en:

droit;
arqué;
simple face et double face.

Le type de fermes profilées en acier le plus populaire et le plus fréquemment utilisé est arqué. Leur conception est assez durable et efficace. De plus, une telle ferme peut être recouverte de feuilles de polycarbonate. Cependant, afin d'obtenir la répartition la plus uniforme de la charge sur le profil de la ferme cintrée, les calculs doivent être effectués avec soin. Pour la construction de fermes de type arc, des tubes à profil unique et pré-soudés ensemble peuvent être utilisés.

Dessin de ferme de profil en acier

L'élaboration d'un dessin et le calcul d'une ferme à partir d'un tuyau profilé sont effectués conformément à la méthodologie suivante:

Tout d'abord, vous devez effectuer les calculs de la longueur prévue ou réelle de la pièce, par exemple un garage, un hangar, une grange ou un auvent d'été à partir d'un tuyau profilé. Les données reçues seront prises en compte lors du calcul de la hauteur de la ferme à partir du profil. Mais la longueur de la charpente en acier peut varier en fonction de l'angle du toit.
L'étape suivante consiste à déterminer quelle forme le profil sera utilisé. Le choix dépend en grande partie de l'objectif fonctionnel du hangar, de l'angle de la pente du toit et du type de matériau de couverture.
Après avoir effectué toutes les mesures, il reste à voir s'il sera possible de transporter la ferme sur le site d'installation si elle est assemblée sur le chantier.
Vous devrez également veiller à équiper le mécanisme de levage de la construction du toit si la longueur de l'objet atteint des valeurs comprises entre 12 et 36 mètres.
Ensuite, les paramètres des panneaux sont calculés en fonction du niveau des charges prévues auxquelles le bâtiment sera soumis de manière permanente ou périodique. Pour une ferme à profil triangulaire, la pente sera de 45º.
Au stade final, une marche est posée entre les nœuds et un dessin de la future ferme est réalisé à partir d'un tuyau profilé, sur la base des données obtenues.

Notez que pour obtenir les calculs les plus corrects lors de la préparation des dessins d'une ferme cintrée, il est préférable d'utiliser une calculatrice d'ingénierie. De plus, des programmes informatiques et des algorithmes spéciaux ont maintenant été développés pour aider les concepteurs, il n'est donc pas nécessaire de calculer manuellement.

Comment calculer une ferme à profil arqué

Afin d'analyser la méthodologie de calcul d'une ferme cintrée à partir d'un tuyau profilé, nous donnerons un exemple avec des nombres spécifiques.

Des sections séparées de la ferme seront placées à une distance de 105 cm, la charge maximale tombant sur les points nodaux. Dans ce cas, la hauteur de l'arc ne dépassera pas 3 mètres. De plus, il est souhaitable de créer une arche d'une hauteur de 1,5 m, ce qui la rendra plus durable, plus sûre et d'apparence assez attrayante. La longueur de la ferme (L) sera de 6 mètres et la flèche de la membrure inférieure (f) sera de 1,3 mètre. Au niveau inférieur, le rayon du cercle (r) sera égal à 4,1 mètres et l'angle entre les rayons sera α=105,9776º.

Pour calculer la longueur du profil pour le niveau inférieur, nous utilisons la formule :

mn=π×Rα/180, où

mn - longueur du profil pour le niveau inférieur ;

R est le rayon du cercle ;

π est une valeur constante.

Ainsi, nous obtenons le calcul suivant :

mn \u003d 3,14 × 4,1 × 106 / 180 \u003d 7,58 mètres.

Dans ce cas, dans la ceinture inférieure, le pas entre les points d'angle sera de 55,1 cm, mais pour les segments extrêmes des deux côtés de la ceinture, le pas doit être déterminé indépendamment. Vous pouvez utiliser une valeur arrondie de 55 cm, cependant, dans tous les cas, il n'est pas souhaitable d'augmenter la longueur du pas.

Si une ferme profilée est requise pour une construction de petite taille, vous pouvez vous limiter au nombre de travées de 8 à 16 pièces. Si nous prenons un plus petit nombre de travées, les panneaux atteindront 95,1 cm de long avec un pas entre les courroies de 87 à 90 cm.Avec le plus grand nombre de segments, le pas sera de 40 à 45 cm.

Lignes directrices pour le calcul du profil de la ferme

Pour le bon choix de profil, surtout s'il sera utilisé dans de grandes structures, il faut partir des indicateurs de SNiP :

07-85 - informations sur la nature de la relation entre le poids des éléments structuraux de la structure et l'impact des charges de neige;
P-23-81 - la séquence de travail avec des tubes profilés en acier.

Pour plus de clarté, considérons un exemple réel de calculs pour une ferme à un seul pas à partir d'un tuyau profilé. Un auvent aux dimensions de 4,7 × 9 mètres sera construit. Dans la partie avant, il devrait reposer sur des piliers de support et la partie arrière sera fixée sur un immeuble résidentiel. Le bâtiment sera situé dans le territoire de Krasnodar, où le niveau de charge de neige en hiver est de 84 kg / m 2. La pente globale de la structure ne sera que de 8 degrés.

Chacun des racks aura une hauteur de 2,2 mètres et pèsera environ 150 kg. Dans ce cas, la charge sur eux atteindra 1100 kg. Dans ce cas, les tubes profilés ronds ou ovales ne sont pas acceptables. Vous devez utiliser des produits profilés carrés de 45 mm avec une épaisseur de paroi de 4 mm.

Alternativement, la conception de la ferme peut être légèrement modifiée en ajoutant 2 ceintures parallèles avec un treillis oblique entre elles, auquel cas les profils avec une paroi de 3 mm et une section de 25 mm peuvent être supprimés. La hauteur de la ferme de 40 cm implique l'utilisation de tubes profilés d'une section de 35 mm et de parois de 4 mm.

Le rapport entre la section du profil et l'épaisseur de la paroi en fonction de la charge peut être trouvé dans GOST 30245.

Pour que les profilés de fermes en arc soient respectueux de l'environnement et fiables, ils doivent être fabriqués dans un matériau de qualité, de préférence en acier allié avec suffisamment d'inclusions de carbone.

Lors du développement d'un projet de ferme métallique, vous devez faire attention à un certain nombre de nuances:

pour alléger le poids total de la ferme métallique, il est possible d'installer des grilles auxiliaires lors de la construction du hangar - une option est acceptable si la pente du toit est suffisamment faible;
la forme brisée de la ceinture inférieure contribuera à réduire considérablement le poids de la structure avec un angle de pente moyen;
La résistance du toit peut être assurée si les fermes sont placées par incréments ne dépassant pas 175 cm.

L'assemblage et le soudage des fermes à partir de tubes métalliques profilés doivent être effectués conformément aux normes suivantes :

Pour une connexion solide de toutes les parties structurelles de la structure, des coins et des clous jumeaux sont utilisés.
Dans la membrure inférieure, des coins équilatéraux sont utilisés pour souder les éléments.
Pour la membrure supérieure de la ferme, des poutres en I sont utilisées pour le soudage. Ils sont fixés bout à bout sur les plus petits côtés, ayant des longueurs différentes.
Pour que la charge soit répartie uniformément dans toute la structure, des canaux et des plaques de revêtement appariés sont utilisés. En règle générale, cette technique est utilisée lorsque vous devez allonger la canopée.
Toutes les soudures doivent être soigneusement revérifiées à la fin des travaux. Après cela, vous pouvez nettoyer.
Si nécessaire, à la fin, la ferme est peinte avec un composé anti-corrosion. Si le profilé est en acier allié, il n'est pas nécessaire de le peindre.

Ainsi, pour de nombreux bâtiments à usage économique ou industriel, les fermes sont souvent réalisées à partir de tubes profilés. En raison de la complexité et de la pénibilité importantes du processus de calcul, il est préférable de confier la conception et la création d'un dessin à des professionnels.

Les verrières sur une armature en métal facilitent la vie. Ils protégeront la voiture des intempéries, couvriront la véranda d'été, le belvédère. Ils remplaceront le toit de l'atelier ou l'auvent au-dessus de l'entrée. En vous tournant vers des professionnels, vous obtiendrez tout type d'auvent. Mais beaucoup s'occuperont eux-mêmes des travaux d'installation. Certes, vous aurez besoin d'un calcul précis de la ferme à partir du tuyau profilé. Vous ne pouvez pas vous passer de l'équipement et du matériel appropriés. Bien sûr, des compétences en soudage et en coupage sont également nécessaires.

matériau du cadre

La base des auvents est en acier, polymères, bois, aluminium, béton armé. Mais, le plus souvent, le cadre est constitué de fermes métalliques à partir d'un tuyau profilé. Ce matériau est creux, relativement léger, mais résistant. En coupe ça ressemble à :

rectangle;
carré;
ovale (ainsi que figure semi-ovale et plate-ovale);
polyèdre.

Lors du soudage à partir d'un tuyau profilé en treillis, une section carrée ou rectangulaire est souvent choisie. Ces profils sont plus faciles à traiter.

Variété de profils de tuyaux

Les charges admissibles dépendent de l'épaisseur de la paroi, de la qualité du métal et de la méthode de fabrication. Le matériau est souvent de l'acier de construction de haute qualité (1-3ps/sp, 1-2ps(sp)). Pour les besoins spéciaux, des alliages faiblement alliés et la galvanisation sont utilisés.

La longueur des tubes profilés varie généralement de 6 m pour les petites sections à 12 m pour les grandes. Paramètres minimaux de 10×10×1 mm et 15×15×1,5 mm. Avec une augmentation de l'épaisseur de la paroi, la résistance des profilés augmente. Par exemple, sur les sections 50 × 50 × 1,5 mm, 100 × 100 × 3 mm et plus. Les produits de dimensions maximales (300 × 300 × 12 mm ou plus) conviennent mieux aux bâtiments industriels.

En ce qui concerne les paramètres des éléments de cadre, il existe les recommandations suivantes:

pour les auvents de petite taille (jusqu'à 4,5 m de large), un matériau de tuyau d'une section de 40 × 20 × 2 mm est utilisé;
si la largeur est inférieure à 5,5 m, les paramètres 40 × 40 × 2 mm sont recommandés ;
pour les auvents de plus grandes tailles, il est conseillé de prendre des tuyaux 40 × 40 × 3 mm, 60 × 30 × 2 mm.

Qu'est-ce qu'une ferme

La ferme est appelée le système de base, la base de la structure du bâtiment. Il est constitué d'éléments rectilignes reliés aux nœuds. Par exemple, nous considérons la conception d'une ferme à partir d'un tuyau profilé, dans laquelle il n'y a pas de désalignement des tiges et il n'y a pas de charges hors nœuds. Alors seules des forces de traction et de compression apparaîtront dans ses parties constituantes. La mécanique de ce système lui permet de rester géométriquement inchangé lors du remplacement de nœuds rigidement attachés par des nœuds articulés.

La ferme se compose des éléments suivants :

ceinture supérieure;
ceinture inférieure;
se tenir perpendiculaire à l'axe;
entretoise (ou entretoise), inclinée sur l'axe;
attelle de soutien auxiliaire (sprengel).

Le système de réseau peut être triangulaire, diagonal, semi-diagonal, croisé. Pour la connexion, des foulards, des matériaux appariés, des rivets, des soudures sont utilisés.

Options de montage en nœuds

La fabrication de fermes à partir d'un tube profilé implique l'assemblage d'une ceinture avec certains contours. Par type ce sont :

segment;
polygonal;
pignon (ou trapézoïdal);
avec des courroies parallèles ;
triangulaire (d-i);
avec une ceinture inférieure cassée surélevée;
appentis;
console.

Certains systèmes sont plus faciles à installer, d'autres sont plus économiques en termes de consommation de matériel et d'autres sont plus faciles en termes de nœuds de support.

Fondamentaux du calcul agricole

Influence de l'angle d'inclinaison

Le choix de la conception des fermes de canopée à partir d'un tuyau profilé est associé à la pente de la structure conçue. Il y a trois options possibles :

de 6° à 15° ;
de 15° à 22° ;
de 22° à 35°.

Avec un angle minimum (6°-15°), des contours trapézoïdaux des courroies sont recommandés. Pour réduire le poids, une hauteur de 1/7 ou 1/9 de la longueur totale de la portée est autorisée. Lors de la conception d'un auvent en pente de forme géométrique complexe, il est nécessaire de l'élever dans la partie médiane au-dessus des supports. Profitez des fermes Polonso recommandées par de nombreux experts. Ils sont un système de deux triangles reliés par une bouffée. Si vous avez besoin d'une structure haute, il est préférable de choisir une structure polygonale avec une membrure inférieure surélevée.

Lorsque l'angle d'inclinaison dépasse 20°, la hauteur doit être égale à 1/7 de la longueur totale de la portée. Ce dernier atteint 20 m.Pour augmenter la structure, la ceinture inférieure est faite cassée. Ensuite, l'augmentation sera jusqu'à 0,23 longueur de portée. Les données tabulaires sont utilisées pour calculer les paramètres requis.

Tableau pour déterminer la pente du système de fermes

Avec une pente de plus de 22 °, les calculs sont effectués selon des programmes spéciaux. Les auvents de ce type sont plus souvent utilisés pour les toitures en ardoise, en métal et en matériaux similaires. Ici, des fermes triangulaires d'un tuyau profilé sont utilisées avec leur hauteur de 1/5 de la longueur totale de la travée.

Plus l'angle d'inclinaison est grand, moins les précipitations et la neige abondante s'accumuleront sur la canopée. La capacité portante du système augmente avec sa hauteur. Des nervures de renforcement supplémentaires sont fournies pour une résistance supplémentaire.

Options d'angle de base

Pour comprendre comment calculer une ferme à partir d'un tuyau profilé, il est impératif de connaître les paramètres des nœuds de base. Par exemple, les dimensions de la portée doivent généralement être spécifiées dans les termes de référence. Le nombre de panneaux, leurs dimensions sont pré-assignés. Calculer la hauteur optimale (H) au milieu de la portée.

Si les ceintures sont parallèles, polygonales, trapézoïdales, H=1/8×L, où L est la longueur du treillis. La bande supérieure doit avoir une pente d'environ 1/8xL ou 1/12xL.
Pour le type triangulaire, en moyenne, H=1/4×L ou H=1/5×L.

Les entretoises en treillis doivent avoir une pente d'environ 45° (entre 35° et 50°).

Utilisez un projet standard prêt à l'emploi, vous n'avez alors pas à faire le calcul

Pour que la verrière soit fiable et dure longtemps, son projet nécessite des calculs précis. Après le calcul, les matériaux sont achetés, puis le cadre est monté. Il existe un moyen plus coûteux - d'acheter des modules prêts à l'emploi et d'assembler la structure sur place. Une autre option est plus difficile - faire les calculs vous-même. Ensuite, vous aurez besoin de données provenant d'ouvrages de référence spéciaux sur le SNiP 2.01.07-85 (impacts, charges), ainsi que du SNiP P-23-81 (données sur les structures en acier). Vous devez faire ce qui suit.

Décidez du schéma fonctionnel en fonction des fonctions de la verrière, de l'angle d'inclinaison, du matériau des tiges.
Sélectionnez les options. Tenez compte de la relation entre la hauteur et le poids minimum du toit, son matériau et son type, sa pente.
Calculez les dimensions du panneau de la structure en fonction de la distance des différentes parties responsables du transfert des charges. La distance entre les nœuds adjacents est déterminée, généralement égale à la largeur du panneau. Si la portée est supérieure à 36 m, l'ascenseur du bâtiment est calculé - le coude d'extinction inverse, qui agit en raison des charges sur la structure.

Parmi les méthodes de calcul des fermes statiquement déterminées, l'une des plus simples consiste à découper des nœuds (zones où les tiges sont articulées). D'autres options sont la méthode Ritter, la méthode de remplacement de la tige Henneberg. Ainsi qu'une solution graphique en établissant un diagramme de Maxwell-Cremona. Dans les programmes informatiques modernes, la méthode de découpage des nœuds est plus souvent utilisée.

Pour une personne qui a des connaissances en mécanique et en résistance des matériaux, ce n'est pas si difficile de calculer tout cela. Le reste doit tenir compte du fait que la durée de vie et la sécurité de la voilure dépendent de la précision des calculs et de l'ampleur des erreurs. Il serait peut-être préférable de contacter les experts. Ou choisissez une option parmi des solutions de conception prêtes à l'emploi, où vous pouvez simplement substituer vos valeurs. Lorsqu'il est clair quel type de treillis est nécessaire à partir d'un tuyau profilé, un dessin correspondant sera sûrement trouvé sur Internet.

Facteurs importants de sélection du site

Si l'auvent appartient à une maison ou à un autre bâtiment, il faudra une autorisation officielle, qui devra également être prise en charge.

Tout d'abord, un site est sélectionné où la structure sera située. Qu'est-ce qui est pris en compte ?

Charges constantes (poids fixe des lattes, toitures et autres matériaux).
Charges variables (impact des facteurs climatiques : vent, précipitations, dont la neige).
Un type particulier de charge (y a-t-il une activité sismique dans la région, des tempêtes, des ouragans, etc.).

Les caractéristiques du sol, l'influence des bâtiments voisins sont également importantes. Le concepteur doit tenir compte de tous les facteurs significatifs et des coefficients de clarification qui sont inclus dans l'algorithme de calcul. Si vous envisagez de faire les calculs vous-même, utilisez 3D Max, Arkon, AutoCAD ou des programmes similaires. Il existe une option de calcul dans les versions en ligne des calculatrices de construction. Assurez-vous de connaître pour le projet envisagé l'étape recommandée entre les supports de roulement, la caisse. Ainsi que les paramètres des matériaux et leur quantité.

Un exemple de calcul logiciel pour un auvent recouvert de polycarbonate

Séquence de travail

L'assemblage du cadre à partir de profilés métalliques ne doit être effectué que par un spécialiste des travaux de soudage. Ce métier responsable nécessite une connaissance et un maniement habile de l'outil. Il est nécessaire non seulement de comprendre comment souder une ferme à partir d'un tuyau profilé. Il est important de savoir quels nœuds sont les plus corrects à assembler au sol, puis de les élever aux supports. Si la structure est lourde, un équipement sera nécessaire pour l'installation.

Généralement, le processus d'installation se déroule dans l'ordre suivant :

Le balisage de la zone est en cours. Des pièces encastrées, des supports verticaux sont installés. Souvent, des tuyaux métalliques sont immédiatement placés dans les fosses, puis bétonnés. La verticalité de l'installation est vérifiée par un fil à plomb. Pour contrôler le parallélisme, une corde ou un fil est tendu entre les racks extrêmes, le reste est placé le long de la ligne résultante.
Les tuyaux longitudinaux sont fixés aux supports par soudage.
Au sol, les nœuds et les éléments de fermes sont soudés. À l'aide d'accolades et de cavaliers, les ceintures de la structure sont connectées. Ensuite, les blocs doivent être élevés à la hauteur souhaitée. Ils sont soudés aux tubes longitudinaux dans les zones où sont placés les supports verticaux. Les linteaux longitudinaux sont soudés entre les fermes le long de la pente pour une fixation supplémentaire du matériau de toiture. Ils font des trous pour les attaches.
Toutes les zones de connexion sont soigneusement nettoyées. Surtout les bords supérieurs du cadre, où le toit se trouvera à l'avenir. La surface des profilés est nettoyée, dégraissée, traitée avec un apprêt et peinte.

En utilisant le projet fini, vous commencerez rapidement à assembler la verrière

Les experts conseillent d'effectuer un tel travail responsable uniquement avec une expérience pertinente. Il ne suffit pas de savoir en théorie comment souder correctement une ferme à partir d'un tube profilé. Ayant fait quelque chose de mal, ignorant les nuances, le maître de maison risque. La verrière va s'effondrer et s'effondrer. Tout ce qui sera dessous en souffrira - voitures ou personnes. Alors prenez vos connaissances à cœur !

Vidéo: comment souder une ferme à partir d'un tuyau profilé

Les structures métalliques constituées de tiges de treillis et d'un tuyau profilé sont appelées fermes. Pour la production, une paire de matériaux est utilisée, reliée par des foulards spéciaux. Pour assembler une telle structure, le soudage est principalement utilisé, mais le rivetage est parfois utilisé.

La ferme aide à bloquer toute travée. La longueur n'a pas vraiment d'importance. Mais pour effectuer correctement une telle installation, un calcul compétent est nécessaire. Si le travail de soudage est effectué avec une grande qualité et que le plan est fait sans erreur, il ne reste plus qu'à livrer les assemblages de tuyaux à l'étage. Ensuite, installez-les en fonction du harnais supérieur, strictement en fonction du balisage.

Les auvents peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux :

Bois;
Béton;
aluminium;
Plastiques.

Cependant, dans la plupart des cas, le cadre en treillis est constitué d'un tuyau profilé spécial. Cette structure creuse se distingue des autres par sa grande résistance et en même temps sa légèreté. La section transversale d'un tel tuyau peut être:

Rectangle;
carré;
ovale;
Polyèdre.

Pour les fermes de soudage, ils utilisent le plus souvent une section rectangulaire ou carrée. Un tel profil est moins laborieux en traitement.

Les charges maximales qu'un tuyau peut supporter dépendent de plusieurs facteurs :

épaisseur du mur;
Type d'acier ;
Méthode de préparation.

Les tubes métalliques profilés sont fabriqués à partir d'acier de construction spécial (1-3ps/sp, 1-2ps(sp)). Parfois, lorsque certaines circonstances surviennent, de l'acier galvanisé ou des alliages faibles sont utilisés.

Les tuyaux de petite section sont disponibles en longueurs de 6 mètres. La longueur des grandes sections atteint 12 mètres. Le diamètre du tuyau peut être très différent. Sont considérés comme minimaux :

10x10x1mm;
15x15x1,5 mm.

Plus le mur est épais, plus la résistance du profil est élevée. Par exemple, les produits de très grandes dimensions (300x300x12 mm) sont principalement utilisés pour la construction de bâtiments industriels.

Dimensions des pièces du cadre

Les auvents de petite taille, dont la largeur est inférieure à 4,5 mètres, sont constitués d'un tube profilé aux dimensions de 40x20x2 mm.

D'une largeur d'environ 5,5 m, les artisans conseillent d'installer un tuyau d'une section de 40x40x2 mm.

Si la longueur de la canopée est grande, il est recommandé d'utiliser des tuyaux :

40x40x3mm;
60x30x2 mm.

À quoi faire attention lors du calcul

Avant de commencer à calculer la section du tuyau, vous devez déterminer le type de toit optimal. Le choix est influencé par ses dimensions, l'angle d'inclinaison du toit et le contour des ceintures.

Ces composants ci-dessus dépendent de plusieurs conditions :

Fonctionnalité du bâtiment ;
De quel matériau sont fabriqués les sols ?
Angle de toit.

Ensuite, les dimensions du tuyau sont déterminées. En fonction de l'angle d'inclinaison, la longueur est sélectionnée. La qualité du matériau à partir duquel le chevauchement sera réalisé affecte la détermination de la hauteur.

Les dimensions des tuyaux dépendent également du mode de transport et du poids total de l'ensemble de la structure métallique.

Dans le cas où le calcul d'une ferme à partir d'un tuyau profilé a déterminé que la longueur dépassera 36 mètres, il est nécessaire de calculer en plus l'ascenseur de construction.

Ensuite, les dimensions des panneaux sont déterminées. Tous les calculs sont basés sur la valeur de la charge que la structure doit supporter. Pour un toit de type triangulaire, le biseau doit atteindre 45 degrés.

Le calcul est complété en déterminant la distance exacte entre les éléments de la structure métallique et le tube profilé.

Il est assez difficile de tout planifier avec précision en nombre sans connaissances particulières. Dès lors, mieux vaut se tourner vers des professionnels qui le réaliseront sur ordinateur. Ils garantissent toujours la haute qualité de leurs services.

Avant de procéder à la construction, il convient de revérifier tous les calculs, en tenant compte de la charge maximale que la structure peut subir.

Outre les calculs effectués, la qualité de l'installation dépend de l'exactitude et de la précision des dessins prévus.

Programmes gratuits pour le calcul

Le site http://rama.sopromat.org/2009/?gmini=off propose de calculer la ferme à l'aide d'un programme en ligne, en utilisant la méthode des éléments finis. Cette calculatrice peut être utilisée par les étudiants et les ingénieurs. Le programme a une interface claire qui vous aidera à effectuer rapidement les actions nécessaires. Le calcul peut également être effectué partiellement par un programme gratuit sur le site http://sopromatguru.ru/raschet-balki.php

Dans quel ordre sont exécutés les travaux ?

Pour assembler le cadre, vous devez utiliser les services d'un soudeur expérimenté. L'assemblage d'une ferme est considéré comme une entreprise très responsable. Il est nécessaire de pouvoir cuisiner avec compétence et de comprendre la technologie du soudage à la ferme.

Il est très important de savoir exactement quels nœuds sont les meilleurs à assembler en bas, puis à soulever et à fixer aux supports. Pour travailler avec une structure lourde, vous devrez utiliser un équipement spécial.

Tout d'abord, le site est marqué ;
Les pièces embarquées sont montées ;
Des supports verticaux sont en cours d'installation.

Très souvent, les tuyaux métalliques sont descendus dans une tranchée, puis coulés avec du béton. Un fil à plomb vérifie la verticalité de l'installation. Pour contrôler le parallélisme, une cordelette est tirée entre les derniers montants. Tout le reste est défini en fonction de la ligne reçue.

Par soudage, des tuyaux longitudinaux sont soudés aux supports.

Les pièces de la ferme sont soudées au sol. Les ceintures de la structure sont reliées par des cavaliers et des entretoises spéciales. Ensuite, les blocs finis montent à une certaine hauteur. Ils sont soudés aux tuyaux posés, sur les sites d'installation des supports verticaux.

Les linteaux longitudinaux sont soudés entre les fermes directement le long de la pente afin que le matériau de couverture puisse être fixé. Les trous de montage sont pré-percés dans les cavaliers.

Les zones de liaison sont bien nettoyées. C'est notamment le cas de la partie supérieure de la charpente, sur laquelle le toit viendra ensuite s'appliquer. Ensuite, le traitement de surface des profilés est effectué. Réalisé :

nettoyage;
Dégraissage;
Apprêt;
Coloration.

Porte d'entrée et auvent

Pour calculer les dimensions de l'auvent en porte-à-faux, vous devez prendre en compte la taille du porche. Selon les normes établies, la taille de la plate-forme supérieure doit nécessairement dépasser la largeur de la porte (1,5 fois). Avec une largeur de bande de 900 mm, il s'avère : 900 x 1,5 = 1350 mm. Cela devrait être la profondeur du toit situé au-dessus de l'entrée. Dans ce cas, la largeur de la verrière doit dépasser la largeur des marches de 300 millimètres des deux côtés.

Les auvents en porte-à-faux sont le plus souvent installés sur toute la surface du porche. Ils doivent fermer les escaliers. Le nombre de marches affecte la profondeur du toit. La valeur moyenne est déterminée conformément aux normes établies de SNiP: 250-320 mm. A cette dimension s'ajoute la valeur de la plateforme supérieure. De plus, la largeur de la canopée a une valeur régulée. La largeur des marches est prise dans la plage (800-1200 millimètres), 300 mm y sont ajoutés de deux côtés opposés.

Nous calculons les dimensions:

Visière en porte-à-faux standard - 900-1350 mm par 1400-1800 mm.
Auvent en porte-à-faux au-dessus du porche, exemple de calcul pour 3 marches et une plate-forme : profondeur (900/1350 + 3 * 250/320) = 1650 - 2410 mm, largeur 800/1200 + 300 + 300 = 1400-1500 mm.

Comment sont calculées les vérandas ?

Habituellement, ces structures sont situées le long du mur du bâtiment. Pour eux, plusieurs types de structures restent pertinentes :

Poutre-support ;
Console.

La plus petite profondeur est de 1200 mm. 2000 mm est considéré comme idéal. Cette distance correspond à l'emplacement de la colonne de support.

Le calcul du toit selon la perpendiculaire ressemblera à 2000 + 300 mm. Cependant, un toit plat est plus adapté aux zones où les précipitations sont minimes.

Si l'angle de pente = 30 o. la jambe qui lui est adjacente (la profondeur du toit de la verrière le long de la perpendiculaire) est de 2300 mm, le deuxième angle est de 60 o. Prenons 2 jambes pour X, il est opposé à l'angle de 30 o. et selon le théorème, il est égal à la moitié de l'hypoténuse, donc l'hypoténuse est 2 * X, nous substituons les données dans la formule :

(2*X) 2 = 2300 2 + X 2

4*X 2 - X 2 = 5290000

X2 (4-1) = 5290000

3*X 2 = 5290000

X 2 \u003d 5290000. 3

X 2 \u003d 1763333, (3)

X \u003d √1763333, (3) \u003d 1327 mm - la jambe, qui sera adjacente au mur de la maison.

Calcul de l'hypoténuse (la longueur du toit avec une pente):

C 2 \u003d 1327 2 + 2300 2 \u003d 1763333 + 5290000 \u003d 7053333

С = √7053333 = 2656 mm

A partir de là, nous calculons la hauteur totale de l'auvent : 2000-2400 mm - c'est la hauteur ergonomique minimale, nous calculons en tenant compte de la pente : 2000/2400 + 1327 = 3327/3737 mm - la hauteur du mur de l'auvent près du maison.

Comment calculer le parking

Habituellement, des structures de poutres sont installées. Afin de créer un auvent pour votre voiture de vos propres mains, vous devez d'abord faire un dessin, qui doit tenir compte de la classe de la voiture. La largeur du parking doit être égale à la taille de la voiture, plus un mètre de part et d'autre. Si deux voitures seront garées, il est nécessaire de prendre en compte la distance entre elles - 0,8 mètre.

Un exemple de calcul d'un auvent pour une voiture de classe moyenne, largeur - 1600 -1750 mm, longueur - 4200-4500 mm:

1600/1750 + 1000 + 1000 = 3600/3750 mm - largeur de canopée ;

4200/4500 + 300 +300 = 4800/5100 mm - longueur ergonomique pour que les précipitations n'inondent pas le site.

Calcul de la largeur de la verrière pour deux voitures :

3600/3750 + 800 = 4400/4550 mm.

belvédères

Habituellement, un tel auvent est fait dans les profondeurs d'une parcelle personnelle. Ces structures sont installées sur une fondation, qui peut être :

pile;
de colonne;
Ruban adhésif;
Carrelé.

Le choix du type de fondation est influencé par la taille de la structure, ainsi que par la nature du sol. Ces valeurs doivent être indiquées sur le dessin. Le gazebo installé peut avoir plusieurs tailles:

3x4 mètres;
4x4 mètres;
4x6 mètres.

Pour l'auto-calcul d'une telle conception, pour la conception d'un dessin, plusieurs paramètres doivent être pris en compte.

Pour qu'une personne puisse se reposer confortablement, 1,6 à 2 mètres carrés sont nécessaires. mètres de surface au sol.

Lors de l'installation d'un brasier directement sous un auvent, la zone de loisirs doit en être séparée par une zone libre. Sa largeur est de 1000-1500 mm.

La largeur du siège confortable est de 400 à 450 mm.

Taille du tableau 800x1200. Le calcul est effectué pour une personne (600 -800 mm). Pour un grand nombre de personnes, la taille peut atteindre 1200x2400 mm.

Pour assembler une ferme à partir d'un tuyau profilé, il est nécessaire d'utiliser des tiges de treillis. Le processus lui-même est assez laborieux par rapport aux structures constituées de poutres solides, mais il convient également de prêter attention à leur efficacité. C'est le matériau apparié qui est utilisé pour fabriquer la structure en treillis, tandis que les écharpes agissent comme un matériau pratique et d'assez haute qualité en utilisant le rivetage et le soudage.

Ainsi, il est possible de bloquer la portée de presque n'importe quelle longueur, mais n'oubliez pas la nécessité de travaux d'installation sérieux, qui nécessiteront une expérience considérable et des connaissances spécifiques. Sans calculs préliminaires correctement effectués des fermes elles-mêmes, de nombreuses erreurs et coûts ultérieurs découleront du tuyau profilé.

Si toutes les conditions précédentes ont été correctement remplies et que la qualité des travaux de soudage a été effectuée au niveau approprié, il est nécessaire d'installer la structure dans un endroit préalablement préparé et d'effectuer les travaux d'installation visant la garniture supérieure en suivant les marquages précédemment appliqués .

Avantages caractéristiques des fermes porteuses à partir d'un tube profilé:

Longue durée de vie ;
Économies importantes, tant en temps personnel qu'en argent ;
Poids assez insignifiant;
Le matériau vous permet de construire une structure de presque n'importe quelle forme;
Une telle conception est conçue pour des charges importantes de type constant ;
Endurance.

La structure principale de la ferme à partir d'un tuyau profilé

Des structures telles que des fermes à partir d'un tuyau profilé sont divisées en plusieurs types. Les sous-espèces sont basées sur des sélections de divers paramètres. L'un des principaux est le nombre de ceintures.

Structures suspendues, qui reposent sur plusieurs ceintures. Selon l'emplacement, ils sont appelés supérieurs ou inférieurs;
Un certain nombre de structures dont les composants principaux sont dans un seul plan.

Selon la forme, les structures peuvent être séparées :

Type arqué, basé sur une forme inhabituelle et convexe;
Ils peuvent aussi être droits ;
Structures à pignon et à un seul versant constituées d'un tube profilé.

En fonction de la variabilité des contours, on distingue :

Ces types de fermes sont divisés en fonction de l'angle d'inclinaison, il existe trois groupes principaux:

Si l'angle est égal à 22*-30*. Le rapport entre la longueur et la hauteur est égal à un pour cinq. Ils sont très populaires dans la construction domestique, comme l'un des moyens les plus acceptables de couvrir des portées de petite hauteur. Un poids relativement insignifiant peut être appelé l'un des avantages indéniables. Pour les autres analogues, il est préférable d'utiliser des fermes triangulaires.
Portées, dont la longueur dépasse la marque de 14 m, il est recommandé d'utiliser en plus des entretoises installées dans le sens de haut en bas. Sur la couche supérieure, il y aura un panneau dont la longueur peut varier de 150 à 250 cm.En conséquence, les données initiales seront un dessin, qui comprendra plusieurs ceintures. Le nombre de panneaux restera pair.
Mais si la portée est supérieure à 20 m, il vaut la peine d'utiliser une structure de sous-chevron dont les composants auxiliaires peuvent être appelés colonnes de support.

Je voudrais porter une attention particulière à la conception de la ferme de type Polonso. Avec son aide, il est possible d'éliminer le défaut des accolades dites longues, qui entraînent une diminution du poids total. La ferme de tuyau profilé se compose de deux systèmes triangulaires ou plus, qui sont reliés les uns aux autres par serrage.

Moins de 15*. La pratique a montré que pour obtenir une efficacité maximale d'une ferme à partir d'un tuyau profilé, il est préférable d'utiliser des chevrons trapézoïdaux en métal durable. La présence de crémaillères courtes aidera à éviter la formation ultérieure d'un coude longitudinal;
Pas plus de 22*. Les parités de longueur et de hauteur doivent être égales à sept pour un. La longueur maximale d'une ferme à partir d'un tuyau profilé ne doit pas dépasser 20 m. Si, pour une raison quelconque, cette marque doit être augmentée, la ceinture inférieure se casse.

Accorder une attention particulière!

La forme asymétrique est conservée si l'angle du toit de la ferme par rapport au tube profilé fluctue entre 6 et 10 *.

La hauteur même de la ferme peut être déterminée par la formule de division de la longueur de la travée elle-même en sept, huit ou neuf parties, ce chiffre dépendra de la caractéristique de conception que vous avez choisie.

Tous les calculs nécessaires de la ferme doivent être effectués en suivant les instructions établies de SNiP :

la base de tout calcul est un calcul correctement effectué de la ferme elle-même constituée d'un tuyau profilé. La préparation d'un schéma de fermes à partir d'un tuyau profilé implique le calcul et une indication supplémentaire du rapport de la pente du toit et de la longueur de la structure.

Si la longueur de la ferme est supérieure à 36 m, le niveau de l'ascenseur de construction doit également être pris en compte dans les calculs.

La taille des panneaux sélectionnés doit dépendre directement du type et du volume des charges supplémentaires sur la structure. Il convient de rappeler que les angles des entretoises dépendront directement des chevrons utilisés, mais le panneau doit les respecter pleinement. Pour un réseau triangulaire familier à tous, l'angle sera égal à 45 *, mais pour un réseau diagonal seulement 35 *.

La dernière étape du calcul de la ferme à partir du tuyau profilé doit être un indicateur caractérisant l'écart entre les angles obtenus. Idéalement, il devrait s'adapter parfaitement à la largeur totale du panneau.

Absolument tous les calculs d'une ferme à partir d'un tube profilé doivent être effectués de manière à ce que, par conséquent, même la moindre augmentation de hauteur entraîne une augmentation de la caractéristique d'appui de l'ensemble de la structure métallique. Si vous choisissez le bon angle d'inclinaison, les masses de neige ne resteront pas longtemps à sa surface. L'installation de raidisseurs supplémentaires aidera à renforcer la ferme elle-même, ce qui est l'un des moyens les plus acceptables d'augmenter l'efficacité de la structure dans son ensemble.

Pour prendre des décisions précises concernant les dimensions de l'appareil pour les auvents, vous devez être guidé par les informations suivantes :

Pour les structures dont les dimensions seront de 4,5 m, dans ce cas, des composants seront utilisés dont les dimensions seront de 40x20x2 mm;
Sur 5,5 m, les dimensions des produits seront de 40x40x2 mm ;
Pour les bâtiments dont les dimensions sont supérieures à 5,5 m, le plus acceptable serait l'utilisation de structures dont les dimensions sont de 40x40x3 mm. Mais il est possible d'utiliser 60x30x2 mm.

En ce qui concerne la mesure de la marche, la longueur maximale autorisée entre la verrière et l'un des supports est de 1,7 m.Si ce principe n'est pas suivi, des indicateurs tels que la fiabilité et la résistance de la structure resteront en question.

Le calcul d'une ferme à partir d'un tuyau profilé peut être effectué à l'aide de notre calculateur en ligne.

Après avoir obtenu toutes les valeurs, à l'aide d'appareils spéciaux et des formules mentionnées précédemment, vous pouvez obtenir un schéma fini pour une future ferme à partir d'un tuyau profilé. Par la suite, vous devriez penser à poursuivre les travaux de soudage nécessaires afin de souder correctement la ferme du tube profilé.

Comment faire le bon choix et fabriquer correctement une ferme à partir d'un tuyau profilé:

Lors du choix d'une certaine taille en fonction des types établis, pour commencer, il est préférable d'opter pour des fermes carrées ou rectangulaires à partir d'un tube profilé, qui ont plusieurs raidisseurs, qui à leur tour offriront une stabilité maximale;
Il vaut la peine d'utiliser uniquement des produits de haute qualité et des produits achetés auprès de fournisseurs de confiance. De telles structures ne sont pas sujettes à la corrosion et sont suffisamment résistantes aux divers facteurs climatiques. Les dimensions et l'épaisseur des murs sont faites sur la base des données établies dans le projet initial. Ce n'est qu'en effectuant toutes ces manipulations que la capacité portante nécessaire des chevrons eux-mêmes peut être assurée;
Des coins polyvalents de type I sont utilisés pour la ceinture supérieure. L'amarrage est effectué dans la direction basée sur le plus petit mur;
En tant qu'appariement, il est d'usage d'utiliser des coins appariés et des punaises spéciales;
Afin de fixer les pièces situées dans la ceinture inférieure, des coins équilatéraux sont utilisés;
Les pièces restantes peuvent être connectées à l'aide de plaques aériennes de différents diamètres.

Les entretoises doivent être installées à un angle de 45*, mais les crémaillères sont exclusivement à angle droit. Après avoir terminé l'étape initiale d'assemblage d'une ferme à partir d'un tuyau profilé, vous pouvez passer à la ferme.

La qualité de chacune des coutures formées est contrôlée séparément, car elles seules peuvent garantir le niveau de fiabilité nécessaire de l'ensemble de la structure du futur bâtiment ou structure. Une fois les travaux de soudage terminés, les chevrons sont traités avec une substance contenant une composition anticorrosion et ouverts avec de la peinture.