Ферма - это несущая стержневая конструкция, которая остается геометрически неизменяемой. В строительной механике ее узлы считаются идеальными шарнирами. На практике ферма состоит из соединенных стержней и испытывает только осевые усилия (сжатие или растяжение). Именно поэтому она позволяет перекрывать большие пролёты с минимальным расходом материала - в отличие от сплошной балки.
Важно: понятия «ферма в строительстве» и «ферма в металлоконструкциях» - это одно и то же. Просто в первом случае акцент на отрасли, во втором - на материале (сталь, алюминий). Мы будем использовать их как синонимы.
🛠️ Изготавливаем любые типы металлических ферм. Перейти на страницу производства металлоконструкций
Основные элементы и принцип работы
Любая ферма состоит из трех частей:
Пояса (верхний и нижний) - формируют внешний контур.
Решёетка (раскосы, стойки) - соединяет пояса, обеспечивая жёсткость.
Узлы - места соединения стержней (сварные, болтовые, на фасонках).
Нагрузка передается только в узлы, поэтому стержни работают на чистое сжатие или растяжение. Изгибающие моменты практически отсутствуют. Самый устойчивый геометрический элемент - треугольник. Оптимальный угол наклона стержней решётки - 25–30°.
Все виды металлических ферм
Признак классификации | Вид фермы | Краткое описание | Типичное применение |
|---|---|---|---|
По статической схеме | Балочная разрезная | Опирается на две опоры по краям; простая в расчёте и монтаже | Покрытия зданий, мосты, галереи; пролёты до ~40 м |
Балочная неразрезная | Опоры не только по краям, но и в промежуточных точках; меньше прогиб, но чувствительна к осадке | Два и более смежных пролёта на устойчивых грунтах | |
Консольная | Жёсткая заделка с одной стороны, свободный свес с другой | Навесы, козырьки, башни, опоры ЛЭП | |
Балочно-консольная | Комбинация балочной и консольной схем | Сложные покрытия, эстакады | |
Рамная | Жёсткие узлы, воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки | Большепролётные здания, каркасы цехов | |
Арочная | Криволинейная, создаёт горизонтальный распор; требует массивных опор или затяжек | Ангары, стадионы, выставочные комплексы; пролёты 60–120 м | |
Вантовая | Растяжение всех элементов за счёт очертания и предварительного напряжения | Висячие и большепролётные покрытия | |
По очертанию поясов | С параллельными поясами | Верхний и нижний пояса горизонтальны, высота постоянна; уклон ~1,5% | Плоские кровли, перекрытия, подстропильные фермы; пролёты 18–36 м |
Трапециевидная | Верхний пояс наклонный, нижний — горизонтальный; уклон 1,5–20% | Промышленные здания с малоуклонной кровлей; наиболее массовый тип | |
Полигональная | Ломаный верхний пояс, приближённый к параболе (эпюре моментов) | Большепролётные покрытия, мосты; экономия стали 10–18% | |
Треугольная | Верхние пояса сходятся в коньке; уклон >20% | Крутые скатные кровли, шедовые покрытия, стропильные системы | |
Сегментная (арочная) | Верхний пояс очерчен по дуге; самая экономичная по металлу | Большепролётные и архитектурно значимые объекты | |
По типу решётки | Треугольная | Чередование раскосов без вертикальных стоек; минимальное число стержней и узлов | Лёгкие стропильные фермы небольших пролётов |
Треугольная со стойками | Треугольная решётка + дополнительные вертикальные стойки для крепления прогонов | Фермы с шагом узлов кровли меньше длины панели | |
Раскосная (восходящая) | Все раскосы наклонены в одну сторону (вверх к середине); раскосы растянуты, стойки сжаты | Производственные фермы пролётов 18–36 м; подкрановые фермы | |
Раскосная (нисходящая) | Раскосы направлены вниз к середине; раскосы сжаты — менее выгодна по устойчивости | Реже применяется; при особых схемах нагрузки | |
Шпренгельная | Дополнительные малые раскосы внутри панелей для местного усиления | Большие пролёты с тяжёлой кровлей или подвесным оборудованием | |
Крестовая | Два ряда раскосов, пересекающихся в середине панели; работает при нагрузке в обоих направлениях | Связи, башни, ветровые нагрузки | |
Перекрёстная | Раскосы из одиночных уголков, крепятся к стенке тавра | Фермы с поясами из тавров | |
Ромбическая | Раскосы образуют ромбы; повышенная жёсткость из плоскости | Мосты, башни, мачты, связи | |
Полураскосная | Раскосы соединяют не смежные, а через один узел; две системы раскосов | Мосты, башни, мачты — для уменьшения расчётной длины стержней | |
По назначению | Стропильные | Непосредственно несут кровлю | Покрытия всех типов зданий |
Подстропильные | Служат опорой для стропильных ферм | Продольный каркас кровли при большом шаге колонн | |
Мостовые | Пролётные строения мостов | Автомобильные и ж/д мосты | |
Крановые (подкрановые) | Воспринимают динамические нагрузки от мостовых кранов | Производственные цеха | |
Башенные / мачтовые | Вертикальные или наклонные решётчатые конструкции | Опоры ЛЭП, радиобашни, градирни | |
По материалу | Стальные (углеродистая сталь) | Доступна, легко сваривается, высокая прочность; требует антикоррозийной защиты | Основной массовый материал |
Алюминиевые | Лёгкие, коррозионностойкие; уступают по прочности, сложнее сварка | Лёгкие быстровозводимые конструкции, сцены, шатры | |
Оцинкованная сталь | Компромисс цены и коррозионной стойкости | Навесы, малые архитектурные формы | |
Нержавеющая сталь | Устойчива к влаге и химии; дорогая | Агрессивные среды, архитектурные объекты | |
По пространственности | Плоские | Стержни лежат в одной плоскости; нагрузка воспринимается только вертикально; требуют связей | Покрытия зданий (типичное решение) |
Пространственные | Стержни не лежат в одной плоскости; воспринимают нагрузки в любых направлениях | Башни, мачты, стрелы кранов | |
По нагрузке | Лёгкие | Из простого прокатного или гнутого профиля | Малые пролёты, навесы, ЛСТК |
Тяжёлые | Из элементов составного сечения | Большепролётные конструкции, мосты, краны |
Сортамент и типовые сечения (металлические фермы)
Тип профиля | Где применяется |
|---|---|
Уголки (парные и одиночные) | Лёгкие и средние фермы. Парные уголки образуют тавровое сечение. Серия 1.460.2-10 (пролёты 18–36 м). |
Гнуто-сварные профили (квадратные/прямоугольные трубы) | Современное решение: красиво, надёжно, часто в трапецеидальных фермах. |
Двутавры и тавры | При повышенных нагрузках. Широкополочные двутавры (серия 1.460.3-15). |
Круглые трубы | Отлично работают на сжатие/растяжение во всех направлениях. |
Швеллеры | Редко, в особо нагруженных элементах. |
📐 Рассчитать точную стоимость металла для вашей фермы можно с помощью нашего онлайн-калькулятора
Перейти к калькулятору металлоконструкций
Типовые пролёты и габариты
Параметр | Типовые значения |
|---|---|
Унифицированные пролёты | 18, 24, 30, 36, 42 м |
Шаг ферм (расстояние между осями) | 6 м или 12 м |
Высота на опоре (унифицированная) | 2,2 м (для многих типов) |
Длина панели верхнего пояса | 3 м |
Высота сегментных ферм в коньке | до 6,1 м при пролёте 60,8 м |
Примеры реальных проектов
Промышленные здания: шедовые фермы из уголка (длина 6 м) для цехов, складов.
Большепролетные покрытия: трапецеидальные фермы из гнуто-сварных профилей пролётом 60,8 м (высота на опоре 3,0 м).
Спортивные сооружения: на стадионе «Пермь-Арена» - 47 большепролётных ферм от 33,5 до почти 98 м.
Сельское хозяйство: кровельные фермы из ЛСТК (холодногнутые профили).
Нормативная база проектирования
СП 16.13330 «Стальные конструкции» - основной расчётный документ (актуализированный СНиП II-23-81*).
ГОСТ 23118-2012 «Конструкции стальные строительные. Общие технические условия» (действует).
ГОСТ 27579-88 «Фермы стальные стропильные из гнутосварных профилей прямоугольного сечения».
Преимущества и недостатки ферм
Достоинства
Экономия металла на 30–40% по сравнению со сплошными балками.
Возможность перекрыть пролёт более 18–24 м без промежуточных опор.
Свобода архитектурных форм.
Быстрый монтаж (особенно из готовых узлов).
Недостатки
Высокая трудоёмкость изготовления и контроля узлов.
Чувствительность к точности расчета - при ошибках возникают паразитные изгибающие моменты.
Требуется надёжная антикоррозионная защита.
Как выбрать тип фермы: практические рекомендации
Пролёт и нагрузка - чем больше пролёт, тем выше должна быть ферма (ориентировочно 1/8–1/12 пролёта).
Уклон кровли:
до 1,5% → параллельные пояса;
1,5–20% → трапециевидная;
20% → треугольная.
Материал кровли - тяжелый профнастил требует более мощных поясов.
Регион - снеговые, ветровые, сейсмические нагрузки напрямую влияют на сечение.
Экономика - при равной несущей способности выбирают вариант с наименьшей массой.
Закажите металлические фермы у нас
Мы изготавливаем фермы любого типа - от простых треугольных до сложных сегментных пролетов. Работаем по ГОСТ и СП, сварка, контроль качества на всех этапах.
📞 Телефон: +7 (495) 188-80-44
✉️ Email: info@investsteel.ru
Отправьте чертеж или техническое задание - рассчитаем стоимость и сроки в течение одного рабочего дня.