Ферма из спаренного уголка — это решётчатая конструкция, у которой пояса, раскосы и стойки собраны из двух уголков, поставленных «спиной к спине», а в узлах соединены через фасонки — стальные пластины, зажатые между уголками. Такая схема даёт симметричное сечение, выдерживает большие нагрузки и хорошо подходит для цехов, ангаров и складов с пролётами до 30 м. Платить за это приходится большей массой металла, объёмом сварки и более тщательной окраской.
Спаренный уголок — классика промышленного строительства: на таких фермах стоят корпуса заводов, построенные несколько десятилетий назад, и многие из них работают до сих пор. Сегодня у этой схемы сильный конкурент — профильная труба, и заказчик нередко не понимает, что выбрать. Ниже разберём, как устроена ферма из уголков, за что её ценят конструкторы, где у неё слабые места и в каких случаях она выигрывает у трубы.
Сразу оговоримся: тип сечения, номер уголка, схему решётки и шаг прокладок определяет расчёт в проекте. Статья помогает понять логику этих решений и задать проектировщику и изготовителю правильные вопросы.
Как устроена ферма из спаренного уголка
Любая ферма состоит из верхнего и нижнего поясов и решётки между ними. В схеме из спаренного уголка каждый стержень — это пара равнополочных или неравнополочных уголков, развёрнутых полками в разные стороны. Между уголками оставляют зазор, равный толщине фасонки, — именно в него заходят пластины узлов.
- Верхний пояс работает в основном на сжатие, на него опираются прогоны кровли. Это один из самых нагруженных элементов, и его сечение подбирают с учётом устойчивости.
- Нижний пояс растянут. К нему часто крепят подвесное оборудование, кабельные трассы, светильники, поэтому нагрузки на нижний пояс нужно сообщить проектировщику заранее.
- Раскосы и стойки передают усилия между поясами. Сечение у них меньше, чем у поясов, но тоже парное.
- Фасонки — плоские пластины в узлах. Все стержни, сходящиеся в узле, приваривают к одной фасонке.
- Соединительные прокладки, которые на производстве называют сухарями, — короткие пластины, вваренные между уголками по длине стержня. Они заставляют два уголка работать как одно сечение и не дают каждому из них терять устойчивость по отдельности.
- Опорные узлы — усиленные фасонки с опорными пластинами, через которые ферма передаёт нагрузку на колонну или стену.
Соединения в заводских узлах, как правило, сварные. Если ферму из-за длины или габаритов перевозки делают из нескольких отправочных марок, на монтажных стыках устраивают болтовые или сварные укрупнительные узлы — их тип тоже закладывает проект.
Почему конструкторы выбирают спаренный уголок
У схемы есть несколько практических преимуществ, из-за которых её до сих пор закладывают в проекты производственных зданий.
Симметричное сечение
Два уголка, развёрнутые полками, образуют тавровое сечение, симметричное относительно плоскости фермы. Усилия передаются по оси узла, без закручивания стержня. Меняя номер уголка и ширину зазора, конструктор подбирает нужную жёсткость сразу в двух направлениях — в плоскости фермы и из неё.
Простые и понятные узлы
Фасонка — плоская деталь, которую легко раскроить и разметить. Раскосы приходят к ней под любым углом, а сварные швы идут по прямым кромкам уголков. Такой узел проще проконтролировать глазами и измерительным инструментом, чем пересечение труб с фигурной резкой торцов, где часть шва плохо видна.
Большие нагрузки
Когда на ферму, кроме кровли и снега, вешают инженерные сети, подвесную кран-балку, вентиляцию или тяжёлые светильники, спаренный уголок даёт запас за счёт развитого сечения поясов и мощных узлов. Сортамент уголков широкий, поэтому сечение можно подобрать под расчётное усилие без заметного перерасхода на каждом стержне.
Ремонтопригодность и доработка
Открытое сечение видно со всех сторон. Повреждённый стержень можно осмотреть, усилить накладками или заменить, не разбирая половину фермы. К фасонкам удобно приварить дополнительные детали — крепления прогонов, подвесы, связи, — если планировка цеха поменялась через несколько лет эксплуатации.
Минусы, о которых стоит знать заранее
- Больше металла и сварки. Фасонки, прокладки, парные стержни — всё это добавляет массу и швы. При одинаковой схеме ферма из уголка обычно тяжелее трубчатой, а на её изготовление уходит больше времени сварщиков.
- Щели и коррозия. Зазор между уголками — место, куда попадают влага и пыль и куда трудно добраться кистью. Если его плохо очистить и окрасить, ржавчина начнётся именно там, причём заметят её не сразу.
- Трудоёмкая окраска. У открытого сечения больше площадь поверхности и много внутренних углов. Подготовка поверхности и расход лакокрасочных материалов выше, чем у трубы.
- Пыль на полках. На горизонтальных полках уголков оседает пыль. Для пищевых и других «чистых» производств это аргумент в пользу трубы.
Ни один из этих минусов не делает конструкцию плохой. Их нужно просто учесть: заложить в смету антикоррозионную защиту, оговорить способ подготовки поверхности и отдельно — обработку зазоров между уголками.
Спаренный уголок или профильная труба: сравнение
Чаще всего заказчик выбирает между этими двумя вариантами. Таблица ниже — не замена расчёту, а ориентир, по каким параметрам их сравнивать.
| Параметр | Спаренный уголок | Профильная труба |
|---|---|---|
| Сечение стержней | Открытое, тавровое из двух уголков | Замкнутое, квадратное или прямоугольное |
| Узлы | На фасонках, плоские, легко контролировать | Бесфасоночные, примыкание трубы к трубе с резкой торцов |
| Масса металла | Обычно больше за счёт фасонок и прокладок | Обычно меньше при той же схеме |
| Объём сварки | Больше: узлы и прокладки по длине | Меньше, но швы сложнее по форме |
| Тяжёлые и подвесные нагрузки | Сильная сторона схемы | Возможны, но сечение растёт быстрее |
| Коррозия и окраска | Зазоры требуют внимания, окраска трудоёмкая | Гладкая поверхность, важно заглушить торцы |
| Ремонт и доработка | Просто усилить или приварить деталь к фасонке | Сложнее, замкнутое сечение нельзя осмотреть изнутри |
| Внешний вид | Промышленный, «тяжёлый» | Аккуратный, лёгкий |
Если упростить: при умеренных нагрузках и требованиях к внешнему виду чаще выигрывает труба, при тяжёлых нагрузках, подвесном оборудовании и расчёте на долгую эксплуатацию с доработками — спаренный уголок. Окончательный выбор за расчётом. Мы изготавливаем фермы длиной до 30 м и из профильной трубы, и из спаренного уголка, поэтому не тянем заказчика к одной схеме, а работаем по той, что заложена в проекте.
Где применяют фермы из спаренного уголка
- производственные цеха с подвесными кран-балками, монорельсами и тяжёлыми инженерными сетями под кровлей;
- ангары для техники и склады с большими пролётами и значительной снеговой нагрузкой;
- каркасные здания, где ферма опирается на металлические колонны и входит в общую систему связей;
- реконструкция старых корпусов, где уже стоят уголковые фермы и новые нужно сделать в той же системе, чтобы узлы и прогоны совпали.
Ферма редко заказывается сама по себе. Если вы строите ангар или производственный цех на металлокаркасе, фермы считают вместе с колоннами, прогонами и связями: от того, как они опираются и раскрепляются, зависит сечение поясов.
Как изготавливают ферму из уголка на производстве
Порядок работ у разных заводов похож, отличаются оснастка и строгость контроля. У ТОО «Кирам У-КА» процесс выглядит так.
- Проверка документации. Изготовление идёт по чертежам КМД: в них указаны номера уголков, размеры фасонок, длины швов, шаг прокладок. Подробно о том, что должно быть в этих чертежах, — в материале про сварные фермы по КМ и КМД с паспортом и испытаниями.
- Раскрой. Уголок режут в размер, фасонки и опорные пластины вырезают из листа. От точности фасонок зависит геометрия всего узла, поэтому изготовление фасонок и металлических пластин — не второстепенная операция.
- Сборка на стенде. Стержни раскладывают по разметке, ставят фасонки и прокладки, прихватывают. Перед сваркой проверяют длину, высоту фермы, положение узлов и строительный подъём, если он задан проектом.
- Сварка. Чтобы швы выполнялись в удобном положении с обеих сторон, ферму переворачивают. Для этого на нашем производстве есть консольный кран — длинную ферму не приходится кантовать вручную или вторым погрузчиком.
- Контроль. Визуальный и измерительный контроль швов, повторная проверка геометрии. Если испытание фермы предусмотрено проектом или договором, его проводят на этом этапе.
- Защита от коррозии. Очистка, грунтование, окраска. Зазоры между уголками обрабатывают отдельно, иначе там останутся непрокрашенные участки.
- Маркировка и отгрузка. Каждую ферму маркируют по монтажной схеме. Готовые конструкции отгружаем по Казахстану.
Что проверить при приёмке фермы
Даже если вы не инженер-конструктор, часть проверок можно сделать самому или поручить технадзору.
- Номера уголков и толщина фасонок соответствуют чертежам КМД — это видно по маркировке металла и замерам.
- Соединительные прокладки стоят по всей длине стержней с шагом по чертежу, ни одна не пропущена.
- Швы непрерывные, без видимых трещин, прожогов, пор и незаваренных кратеров; длина швов в узлах не меньше указанной.
- Геометрия: длина, высота, отсутствие «пропеллера» — скручивания фермы из плоскости.
- Окраска есть в зазорах между уголками и в углах узлов, а не только на видимых гранях.
- Маркировка совпадает с монтажной схемой, к партии приложены документы о качестве.
Монтаж и эксплуатация
Ферму из уголка поднимают за узлы по схеме строповки, а не за середину раскоса: стержни тонкие из плоскости и легко гнутся при неправильном подъёме. До установки прогонов и постоянных связей фермы раскрепляют временно — пока они стоят «одни», они неустойчивы. Места, где краска повреждена при перевозке и монтаже, подкрашивают сразу. Подробнее о порядке работ на объекте — в разделе про монтаж металлоконструкций.
В эксплуатации раз в несколько лет стоит осматривать узлы и зазоры, особенно в неотапливаемых зданиях, где выпадает конденсат. Ржавчину в щели проще остановить на раннем этапе, чем потом усиливать стержень.
Частые вопросы
Можно ли заменить ферму из уголка на трубчатую в готовом проекте?
Технически можно, но это не замена «один к одному». Нужен перерасчёт фермы, проверка опорных узлов и крепления прогонов, а иногда и пересмотр связей. Решение принимает проектировщик, а не изготовитель.
Зачем нужны прокладки между уголками, если их и так приваривают к фасонкам?
Фасонки стоят только в узлах, а между узлами два уголка без прокладок работали бы по отдельности и теряли устойчивость при меньшей нагрузке. Прокладки связывают их в одно сечение. Их шаг задаёт расчёт, и пропуск даже одной прокладки — дефект.
Как защитить зазор между уголками от ржавчины?
Главное — качественная подготовка поверхности и окраска до сборки или с доступом к зазору после сборки. Способ защиты и тип покрытия зависят от условий эксплуатации и указываются в проекте или договоре. В помещениях с конденсатом этому стоит уделить особое внимание.
Какой длины фермы из спаренного уголка вы делаете?
Изготавливаем металлические фермы длиной до 30 м. Длинную ферму могут разбить на отправочные марки для перевозки — это решается на стадии чертежей, чтобы монтажный стык был удобным и надёжным.
Работаете ли вы с юрлицами по безналу?
Да. ТОО «Кирам У-КА» работает с 2004 года, с юрлицами и ИП — по договору, безналичным расчётом, с НДС 16 % и актами выполненных работ. Гарантия оговаривается в договоре.
Чтобы оценить изготовление ферм из спаренного уголка, пришлите чертежи КМ или КМД, а если их пока нет — техническое задание: пролёт, количество ферм, район строительства, тип кровли и данные о подвесном оборудовании. По этим данным подготовим расчёт стоимости и подскажем, чего не хватает.
