- Рабочий чертёж фермы — это геометрическая схема с усилиями, спецификация труб по ГОСТ 30245-2003 и чертежи узлов; картинка с размерами из интернета чертежом не считается.
- Высота фермы — 1/7–1/9 пролёта, панели верхнего пояса под прогоны 1,5–3 м, раскосы под 35–50° к поясу.
- Пролёт 12 м, шаг ферм 6 м, III снеговой район: пояса 100×100×4, решётка 60×60×3, опорные раскосы 80×80×4, масса около 430 кг.
- Изготовление ферм с металлом — от 120 000 ₽/т; ферма на 12 м обходится от ≈ 52 000 ₽ за штуку.
Что обязано быть в рабочем чертеже фермы
Комплект КМ на ферму из профильной трубы собирается из четырёх частей. Первая — геометрическая схема: оси, пролёт, отметки опор, разбивка поясов на панели, углы раскосов. На неё же наносят расчётные усилия в стержнях в тоннах или килоньютонах — по ним подбирали сечения. Вторая часть — спецификация: каждый элемент с номером позиции, профилем, длиной и массой. Третья — узлы в крупном масштабе: опорный, коньковый, монтажный стык пояса, примыкания раскосов. Четвёртая — примечания: марка стали, категория швов, требования к контролю сварки, антикоррозионная защита.
Изготовление и приёмку ведут по ГОСТ 23118-2019, проектирование — по СП 16.13330.2017. Если на листе нет усилий и расчётного сочетания нагрузок, перед вами эскиз, а не чертёж. Разницу между стадиями мы разбирали в статье про КМ и КМД. По картинке с габаритами из поисковика цех сварит «что-то похожее», но за несущую способность такой фермы никто не ответит.
Геометрия: высота, панели, уклон
Высоту фермы с параллельными или трапециевидными поясами берут в пределах 1/7–1/9 пролёта: для 12 м это 1,3–1,7 м, для 18 м — 2,0–2,6 м. Заниженная ферма раздувает усилия в поясах и расход металла на них, завышенная — тяжелеет решёткой и хуже держит сжатый пояс из плоскости. У треугольных ферм под скатную кровлю высоту в коньке задаёт уклон, обычно это 1/4–1/5 пролёта.
Панель верхнего пояса привязывают к шагу прогонов или обрешётки — 1,5–3 м. Смысл жёсткий: сосредоточенная нагрузка от прогона должна приходить в узел, а не в середину панели. Прогон между узлами добавляет поясу местный изгиб, и труба 100×100×4, посчитанная на чистое сжатие, начинает работать как балка и не держит расчётную нагрузку.
Раскосы ставят под 35–50° к поясу; удобнее всего варится диагональ около 45°. Уклон верхнего пояса под малоуклонную кровлю — 1,5–5 %, в типовых сериях его набирают разной высотой опорных столиков под прогоны. Под профлист и сэндвич-панели берут от 5 %, чтобы вода не застаивалась в прогибах.
Типы решёток: что рисовать на схеме
Решётка объединяет пояса и передаёт поперечную силу. Пять рабочих вариантов:
| Решётка | Где применяется | Особенность |
|---|---|---|
| Треугольная | Навесы, склады, ангары 6–18 м | Наименьшая суммарная длина решётки и меньше узлов; при длинных панелях добавляют стойки |
| Раскосная | Фермы малой высоты, большие узловые нагрузки | Больше элементов и узлов; длинные раскосы ставят растянутыми, сжатыми остаются короткие стойки |
| Шпренгельная | Шаг прогонов 1,5 м при панелях 3 м | Стойки-шпренгели разбивают длинные панели под прогоны |
| Полонсо (двойная треугольная) | Пролёты 24–36 м | Две малые фермы внутри большой, экономия металла на длинных пролётах |
| Крестовая | Подвесные пути, знакопеременная нагрузка | Раскосы работают в обе стороны |
На навесах и складах до 18 м в нашем цехе в Тамбове чаще всего варим треугольную решётку: она самая короткая по метражу, и ошибиться в узлах с ней сложнее. Полонсо имеет смысл тогда, когда пролёт переваливает за 24 м и металл на поясах начинает решать.
Сечения поясов и решётки: какую трубу закладывать
Материал — квадратные и прямоугольные трубы по ГОСТ 30245-2003 из стали С245 или С255 (про С245 у нас отдельная статья). У того же типоразмера по старому ГОСТ 8639-82 масса немного отличается из-за другого радиуса скругления углов. При заказе металла и подсчёте веса пользуйтесь одним стандартом, иначе спецификация не сойдётся — о самом подсчёте массы мы писали в статье как рассчитать вес металлоконструкции.
Стенку пояса тоньше 3 мм не закладывают: узлы бесфасоночные, и стенка работает на продавливание от раскосов. Прямоугольную трубу в поясах ставят высокой стороной в плоскости фермы — так выше момент сопротивления там, где возможен местный изгиб.
| Пролёт | Пояса | Решётка | Высота в середине |
|---|---|---|---|
| 4–6 м (навес) | 60×60×3 … 80×80×3 | 40×40×2,5 … 50×50×3 | 0,6–0,9 м |
| 9–12 м (склад, гараж) | 80×80×4 … 100×100×4 | 60×60×3, опорные раскосы 80×80×4 | 1,2–1,7 м |
| 15–18 м (ангар) | 100×100×4 … 120×120×5 | 60×60×3 … 100×100×4 | 1,8–2,6 м |
| 24 м (цех) | 120×120×5 … 140×140×6 | 80×80×4 … 120×120×5 | 2,4–3,0 м |
Таблица — ориентир для эскиза при шаге ферм 6 м и III снеговом районе, а не замена расчёта. Опорные раскосы сжаты сильнее всей решётки, поэтому их берут на размер крупнее средних. Дальше 24–30 м трубная ферма проигрывает по массе ферме из двутавров и парных уголков, и на чертеже это видно по растущим сечениям поясов.
Узлы: примыкание раскосов и стыки поясов
Трубчатые фермы варят с бесфасоночными узлами: раскосы и стойки примыкают прямо к стенке пояса, торцы режут по шаблону под врезку. Лучше всего работает К-образный узел, где два раскоса подходят к поясу под углом с зазором между торцами. Зазор оставляют от 20 мм, чтобы швы не наползали друг на друга; при нахлёсте раскосов узел проверяют отдельно.
Слабое звено такого узла — сама стенка пояса: она прогибается и продавливается от продольного усилия в раскосе. На чертеже это закрывают тремя способами: берут пояс со стенкой 4–5 мм, вваривают в месте узла вставку из трубы большей толщины или ставят фасонку. Какой вариант выбран — обязано быть нарисовано, с длинами швов и катетами.
Оси стержней в узле сводят в одну точку. Когда геометрия не позволяет, на чертеже фиксируют эксцентриситет; до четверти высоты пояса его в расчёте обычно не учитывают, но на листе он стоять обязан. Монтажные стыки поясов в типовых сериях фланцевые: нижний растянутый пояс — на высокопрочных болтах, верхний — на обычных. Требования к самим швам мы собрали в статье о сварке металлоконструкций по ГОСТ. После сборки ферму зачищают, грунтуют и красят — у нас это порошковая покраска от 420 ₽/м², для ферм навесов и беседок покрытие держится дольше, чем эмаль по грунту.
Как ферму считают перед тем, как чертить
- Собирают нагрузку на квадратный метр покрытия: снег по СП 20.13330.2016, вес кровельного пирога, прогонов, собственный вес фермы, подвесные коммуникации и оборудование.
- Умножают на грузовую площадь — шаг ферм — и получают погонную нагрузку на ферму. Её прикладывают к верхнему поясу в узлах.
- Определяют усилия в стержнях: вручную по узловой схеме или в расчётном комплексе. Пояса проверяют как сжато-растянутые стержни, решётку — по максимальным усилиям в опорных раскосах.
- Сжатым стержням назначают расчётные длины: пояс в плоскости фермы — длина панели, из плоскости — расстояние между связями по верхнему поясу, раскосы — 0,8–0,9 геометрической длины. Отсюда требование чертить связи: без них сжатый пояс теряет устойчивость на весь пролёт.
- Проверяют предельные гибкости по СП 16.13330.2017: для сжатых поясов и опорных раскосов — 180−60α, для остальной сжатой решётки — 210−60α, где α — доля использования стержня по устойчивости. При полной загрузке это 120 и 150.
- Считают прогиб: по СП 20.13330.2016 предельный прогиб ферм покрытия зависит от пролёта: 1/200 при 6 м, 1/250 при 24 м, 1/300 от 36 м, промежуточные значения интерполируют. Подробности — в статье о допустимом прогибе.
- Проверяют узлы: продавливание и вырыв стенки пояса, несущую способность угловых швов по металлу шва и по границе сплавления.
На лист КМ из расчёта попадают две вещи: таблица усилий и примечание о снеговом и ветровом районах. По ним приёмка на объекте понимает, под какую нагрузку ферма посчитана.
Сколько стоит ферма из профильной трубы в 2026 году
Металл. Профильная труба ходовых сечений от 60×60 до 120×120 осенью 2026 года стоит оптом от машины ориентировочно 55 000–60 000 ₽/т. В розницу на базе выходит до 75 000–80 000 ₽/т. На ферму 12 м требуется 0,4–0,5 т, то есть сам металл — 22 000–30 000 ₽.
Изготовление. Цены цехов за работу разнятся в разы: на них влияют число узлов, фигурная резка торцов и размер партии. У нас изготовление металлоконструкций с металлом — от 120 000 ₽/т, монтаж на объекте — от 22 000 ₽/т. Горячее цинкование вместо окраски считают отдельно — по массе фермы и прайсу цинковального завода, а ванна должна вместить ферму целиком или по отправочным маркам.
Итог для прикидки: ферма 12 м под III снеговой район — от 52 000 ₽ за штуку из цеха, ферма 18 м — от 100 000 ₽. Цена сильно гуляет от шага ферм и нагрузки, поэтому считаем по конкретному проекту, а не «за пролёт вообще».
Типовые серии и чужие чертежи
Готовые сечения и узлы есть в советских типовых сериях покрытий производственных зданий — в том числе на фермы из гнутосварных профилей типа «Молодечно» под пролёты 18, 24 и 30 м. Их удобно брать как образец оформления узлов и спецификаций.
Строить по типовому листу «как есть» — плохая идея. Серия разработана под конкретный снеговой район, шаг ферм 6 или 12 м, тип кровли и нормы своего года выпуска. Увезите такой чертёж из II снегового района в наш III — и расчётная снеговая нагрузка вырастет со 168 до 210 кгс/м², на четверть. Запас серии такую прибавку не покрывает, а пояса и узлы «на глаз» не пересчитаешь, ферму считают заново.
Честная граница применимости: до 18 м и шаге 6 м ферма из профильной трубы почти всегда выигрывает у балок по массе и цене. На пролётах 24–30 м с подвесным транспортом или кранами равнопрочнее выходит ферма из двутавров либо сварная балка. Так мы и говорим заказчику, а не продаём трубу туда, где она не нужна.
Ошибки, которые мы видим в чертежах ферм
- Прогоны не привязаны к узлам. Пояс считали на сжатие, а он ещё и гнётся между узлами — запаса не хватает именно там, где его не проверяли.
- Стенка пояса 2–2,5 мм при раскосах 60×60. Узел продавливается раньше, чем стержни исчерпают прочность: на бумаге всё сошлось, под снегом смялся узел.
- Эксцентриситеты в узлах не показаны. Сварщик свёл торцы «как получилось», в поясе появился момент, которого в расчёте не было.
- Нет связей по верхнему поясу на чертеже каркаса. Расчётная длина сжатого пояса из плоскости становится равной всему пролёту, у пояса 100×100×4 на пролёте 12 м гибкость уходит за 300 при пределе 120–180.
- Нет строительного подъёма на больших пролётах. Для пролётов больше 36 м его задают обязательно, на 24–30 м — по расчёту прогиба; без подъёма кровля провисает и держит воду.
- Пояс собран из обрезков со стыками «где удобно». Стык пояса — равнопрочный, в указанном на чертеже месте, с подготовкой кромок, а не посередине опорной панели.
Пример расчёта: ферма 12 м для склада в Тамбовской области
Исходные: пролёт 12 м, шаг ферм 6 м, кровля — профлист по прогонам, III снеговой район, нормативный вес снегового покрова 1,5 кПа (150 кгс/м²), μ = 1.
Снег расчётный: 150 × 1,4 = 210 кгс/м². Вес пирога с прогонами и собственный вес фермы — ещё около 50 кг/м² с коэффициентами. Итого ≈ 260 кг/м², погонная нагрузка на ферму при шаге 6 м — около 1,6 т/м. Опорная реакция: 1,6 × 12 / 2 = 9,6 т.
Высоту берём 1,5 м (1/8 пролёта). Момент в середине, как у балки: 1,6 × 12² / 8 ≈ 29 т·м, усилие в поясе: 29 / 1,5 ≈ 19 т. Растянутый нижний пояс из С245 с расчётным сопротивлением 24 кН/см² просит около 8–9 см² — проходит труба 100×100×4 с площадью сечения около 15 см². Верхний сжатый пояс при панели 1,5 м и прогонах со связями в узлах даёт гибкость около 40 и тоже проходит по устойчивости.
Решётку проверяют по опорному раскосу: поперечная сила у опоры ≈ 8,4 т, при угле 45° раскос сжат усилием ≈ 12 т. Труба 60×60×3 длиной 2,1 м такое усилие не держит — нужна 80×80×4, а средние раскосы с меньшими усилиями остаются 60×60×3.
Вес: пояса 24 м × 11,7 кг/м ≈ 280 кг, опорные раскосы 4,2 м × 9,2 кг/м ≈ 40 кг, остальная решётка около 16 м × 5,2 кг/м ≈ 85 кг, узлы и опорные столики ≈ 25 кг. Итого ≈ 430 кг. По ценам цеха: изготовление с металлом от 120 000 ₽/т — от ≈ 52 000 ₽ за ферму, монтаж от 22 000 ₽/т — ещё ≈ 9 500 ₽.
Второй сценарий — тот же склад с пролётом 18 м. Высота 2,0 м, усилие в поясе растёт до ≈ 32 т, пояса уходят в 120×120×5, опорные раскосы — в 100×100×4, масса фермы — 850–900 кг, изготовление — от ≈ 100 000 ₽. Полтора пролёта удваивают и металл, и деньги, поэтому сетку колонн выбирают до проектирования ферм, а не после.
Частые вопросы
Можно ли сварить ферму по готовому чертежу из интернета?
Как эскиз — да, как рабочий документ — нет. Чужой чертёж посчитан под другой снеговой район, шаг ферм и вес кровли. Перенос на свой объект без пересчёта оборачивается либо перерасходом металла, либо потерей несущей способности.
Какая труба нужна для фермы навеса на 6 метров?
Для лёгкого навеса хватает поясов 60×60×3 и решётки 40×40×2,5 при высоте фермы 0,6–0,9 м. Если навес примыкает к дому и собирает снег со ската, нагрузку считают со снежным мешком — и сечения могут вырасти до 80×80×4.
Что лучше для фермы: профильная труба или уголок?
Труба выигрывает по массе на 15–25 % за счёт замкнутого сечения, лучше держит кручение, и окрашиваемая площадь у неё меньше. Уголок проще в узлах и допускает болтовую сборку в поле. Для сварных ферм в цехе мы берём трубу, для разборных конструкций — уголок.
Какой шаг ставить фермам?
Стандартно 6 м под прогоны из швеллера или гнутого профиля. Шаг 3 м облегчает прогоны, но удваивает число ферм и объём монтажа; 12 м требует подстропильных ферм. Для ангаров 12–18 м чаще всего выгоден шаг 6 м.
Сколько весит ферма на 12 метров?
При шаге 6 м и III снеговом районе — 350–500 кг в зависимости от кровли и подвесок. Лёгкие трубчатые фермы на 12–18 м весят 35–50 кг на метр пролёта; точную массу даёт только спецификация КМ.
Нужно ли оцинковывать ферму или хватит краски?
В отапливаемом сухом складе достаточно грунта с эмалью или порошковой покраски. В мойках, животноводческих помещениях и под открытым небом цинк окупается: он защищает металл даже при повреждении слоя. Цинкование считают отдельно, по массе фермы и прайсу цинковального завода.