Как рассчитать ферму для навеса из металла

Обновлено: 14.05.2024

А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили подробные мастер-классы изготовления ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов.

Содержание

Этап I. Проектируем ферму и ее элементы

Итак, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры в единое целое. Среди ее преимуществ: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование в строительстве металлических ферм из прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных решений. И неспроста:

Главный секрет в экономии, благодаря удобному соединению всех элементов решетки.
Еще одно ценное преимущество профильных труб для ферм – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
При своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки.

Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности. Даже такую:

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами, как:

контуры, размер и форма будущей крыши;
материал изготовления верхнего и нижнего поясов фермы, а также ее решетки;
угол наклона и планируемая нагрузка.

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Профильные трубы для ферм бывают двух видов сечений: прямоугольного или квадратного. Выпускаются они разного диаметра, с разной толщиной стенок:

Для малогабаритных построек мы рекомендуем трубы до 4,5 метров длиной, сечением 40х20х2 мм.
Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, предназначенные для стоек и каркасов. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать фермы самостоятельно, берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом виде, даже под заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:

СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки).
СНиП п-23-81 (данные по стальным конструкциям).

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.

И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.

Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.

По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.

Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

от 6 до 15°;
от 15 до 20°;
от 22 до 35°.

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.

Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Виды ферм и формы крыши

Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):

Давайте разберемся с видами ферм:

Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
Прочной считается также ферма с параллельными поясами. Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.

Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:

Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:

А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.

Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

Типы решеток и точечная нагрузка

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.

Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.

В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

Треугольная система решетки всегда применяются в фермах с параллельными поясами и трапецеидальной ферме. Ее основное преимущество в том, что она дает самую маленькую суммарную длину решетки.
Раскосная система хороша при небольшой высоте ферм. Но расход материала на нее немалый, ведь здесь весь путь усилия идет через узлы и стержни решетки. А поэтому при проектировании важно заложить максимум стержней, чтобы длинные элементы оказались растянутыми, а стойки – сжатыми.
Еще один вид – шпренгельная решетка. Ее изготавливают в случае нагрузок верхнего пояса, а также тогда, когда нужно уменьшить длину самой решетки. Здесь преимущество в соблюдении оптимального расстояния между элементами всех поперечных конструкций, которое, в свою очередь, позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом для монтажа элементов кровли. Но создавать такой решетку своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительным расходам металла.
Крестовидная решетка позволяет распределить нагрузку на ферму сразу в обоих направлениях.
Еще один вид решетки – перекрестная, где раскосы крепятся прямо к стенке фермы.
И, наконец полураскосная и ромбическая решетки, самая жесткая из перечисленных. Здесь взаимодействует сразу две системы раскосов.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.

Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

Вариант первый: можно обратиться к заводу, и они сделают на заказ по вашему рисунку все нужные отдельные элементы, которые вам останется только сварить уже на месте.
Второй вариант: приобретите готовый профиль. Тогда вам останется только обшить фермы изнутри досками или фанерами, а в промежутке уложить по необходимости утеплитель. Но и обойдется этот способ, конечно же, дороже.

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

Шаг 1. Сначала подготовьте фермы. Лучше их заранее сваривать прямо на земле.
Шаг 2. Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Крайне важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их отвесом.
Шаг 3. Теперь возьмите продольные трубы и приварите их к опорным стойкам.
Шаг 4. Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. После этого все места соединения важно очистить.
Шаг 5. Готовый каркас покрасьте специальной краской, предварительно очистив и обезжирив его. Особое внимание при этом уделите местам соединения профильных труб.

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.

Также в некоторых конструкциях приходится сочетать разные виды ферм, чтобы присоединить крышу к стене здания:

Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:

Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:

Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.

Навес из профильной трубы – виды, расчёты и монтаж

Навес из профильной трубы уместен для обустройства крыльца, зоны отдыха, автостоянки или игровой площадки. Такая конструкция относится к категории быстровозводимых и выглядит довольно эстетично. Рассмотрим, какие существуют типы навесов. Подробно опишем этапы их возведения – от создания проекта и расчёта необходимых материалов до монтажа каркаса и отделки.

Особенности навесов

Навес из профиля – это конструкция, представляющая собой крытую площадку. Она может иметь разную форму и размер. Данное сооружение используется для защиты от негативных внешних воздействий.

Каркас для навеса из металлопрофиля – выигрышное решение. Данный материал устойчивый к негативным внешним воздействиям, долговечен и способен выдерживать значительные нагрузки. Подобные сооружения просты в проектировании и монтаже, что также имеет экономическую выгоду.

Конструкция навеса из профильной трубы подразумевает наличие следующих элементов:

Фундамент. Обычно столбчатый из-за невысокой стоимости и простоты монтажа.
Опоры. Представляют собой вертикальные несущие элементы.
Подвесы. Формируют горизонтальную часть каркаса.
Откосы. Являются боковыми соединяющими элементами.
Стропильная система. Формируется из стропил, обрешётки, ферм.
Кровля. Изготавливается из поликарбонатных листов, профилированного настила.

Навес из профтрубы формируется из разного набора несущих и дополнительных элементов. Все зависит от его функций, размера, конфигурации, предполагаемых нагрузок.

Стропильные системы покрытий значительного размера формируются с использованием ферм. Они состоят из двух горизонтальных труб, которые соединены между собой вертикальными (стояками) и наклонными (раскосами) элементами. Фермы придают конструкции необходимую пространственную жёсткость и несущую способность.

Сфера применения

Изготовление навесов из металлопрофиля не занимает много времени и сил. Поэтому подобные конструкции отличаются широкой сферой применения:

летние кафе;
автомобильные стоянки;
входные группы для различных категорий зданий;
зоны отдыха;
детские, игровые и спортивные площадки;
зоны хранения для различного оборудования и инвентаря.

Классификация

Крытые площадки принято разделять на несколько типов в зависимости от вида опорной и стропильной системы.

Тип опоры

Виды навесов из металлопрофиля по виду опор:

Пристроенные. Пристраиваются несущим стенам здания. Конструкция подразумевает наличие дополнительных опор. Такие сооружения подходят для обустройства террас, входных групп, автостоянок.

Консольные. Конструкции не имеют опор и закрепляются на стене здания. Дополнительную фиксацию обеспечивают специальные подвесы. Такие козырьки чаще всего обустраивают над балконами и входными группами.

Отдельно стоящие. Опираются на опорные стойки. Используются для создания покрытий над автостоянками, различными площадками, зонами отдыха.

Тип крыши

Крыша является основой навесной конструкции, сложность сооружения которой зависит от её размера и формы. Навес из труб по типу стропил:

Односкатным. Самая простая в исполнении конструкция, которая отлично сочетается со всеми кровельными материалами. При создании покрытия под площадки большой площади для формирования стропильной системы используют фермы.

Двускатным. Отличается более сложной конфигурацией. Двускатные навесы из металлопрофиля во дворе частного дома для площадок большого размера создаются с использованием ферм в виде равносторонних треугольников.

Шатровым. С увеличением количества скатов крыши усложняется её расчёт. При создании конструкции необходима точная нарезка кровельного материала. Для защиты всех стыков крыши требуется использование специальных элементов.

Арочным. Формируется из изогнутых под определённым радиусом ферм или дугообразных стропильных ног. Для создания покрытия используются исключительно гибкие материалы. Кровля имеет форму арки или волны.

Расчёт и создание чертежа

Проект навеса из металлических конструкций необходим для расчёта материалов и для облегчения выполнения последующего монтажа. На чертеже отмечают местоположение основных и дополнительных элементов, указывают их размеры.

При создании проекта конструкции учитываются следующие значения:

Угол наклона скатов выбирается с учётом нормативной снеговой и ветровой нагрузки (выбирается для конкретного климатического региона по СНиП). Также учитывается тип выбранной кровли. Навес из профтрубы односкатный может иметь скаты, которые образуют с горизонтальной плоскостью угол 6-15%. Для других типов сооружений данный показатель должен быть в пределах 22-30%.

Чтобы рассчитать длину стропильной ноги, применяется формула:

Односкатный навес из профильной трубы: L=В/cosQ, где В – ширина кровли.
Двускатная конструкция: L=В/2cosQ.
Арочная кровля: L =1,57× (h+В/2), где h – желаемая высота сооружения.

Чтобы избежать ошибок при расчёте стропильной системы, можно воспользоваться специальными онлайн-калькуляторами. Они помогут очень точно определить размер всех конструктивных элементов сооружения.

Шаг между стропилами и стойками определяется таким образом, чтобы равномерно распределить вес кровли на нижестоящие опоры. Чем больше снеговая нагрузка и тяжелее кровельный материал, тем меньше расстояние между основными несущими элементами. Рекомендуемый шаг при установке стоек – до 1,75 м.

Столбы для навеса из профильной трубы должны иметь сечение не меньше 40х40 мм. Если ширина конструкции больше 5-6 м, нужно использовать элементы с параметрами 80х80-120х120 мм. Для создания стропильной системы подходит труба с сечением 40х20, 40х40 мм. Для формирования откосов и обрешётки используются элементы меньшего сечения. Это помогает уменьшить вес конструкции без потери её несущей способности.

Технология выполнения работ

Навесы из металлопрофиля во дворе частного дома обустраиваются с учётом общепринятых строительных норм. Перечень и объем выполняемых работ также зависит от выбранной конструктивной схемы сооружения.

Односкатная конструкция

Односкатный козырёк из профильной трубы изготавливается по следующей схеме:

Подготовительные работы. Участок, где будет размещаться навес для машины из профильной трубы, очищается от мусора и выравнивается.
Разметка. Обозначаются места установки опорных столбов.

Фундамент. Под каждый столб выкапывается яма глубиной не меньше 60 см и диаметром от 25 см.
Установка стоек. К каждой трубе, выполняющей роль стойки, к нижней части приваривают «пяту» – специальную планку. Элемент устанавливается в проектное положение, после чего свободное пространство в ямке заполняется бетонной смесью.
Обвязка каркаса. Стойки соединяются по контуру при помощи горизонтально ориентированных элементов.
Создание ферм. Свариваются две трубы, расположенные по катетам конструкции. Осуществляется замер гипотенузы, отрезывается кусок трубы нужного размера, после чего приваривается в нужном месте. Между катетом и гипотенузой привариваются поперечины для увеличения пространственной жёсткости конструкции.
Установка дополнительных крепежей. Создавая козырёк из профильной трубы, к каждому меньшему катету фермы приваривается горизонтальная планка. В ней делаются отверстия, что позволит в последующем прикрепить конструкцию к стене дома.

Сборка каркаса. Все несущие элементы устанавливаются в своё проектное положение, привариваются обрешётка. Конструкция крепится к стене с использованием анкерных болтов.
Установка поликарбоната. Кровельный материал крепится к каркасу при помощи термошайб с уплотнительными кольцами и заглушками. Листы поликарбоната стыкуются с использованием специального разъёмного профиля. Боковые срезы материала закрываются перфорированной лентой и торцовой планкой.

Видео описание

Подробнее о том, как устанавливаются металлические навесы из металлоконструкций к дому, рассказывается в этом видео:

Двускатные

Двускатное сооружение возводится по аналогичной технологичной схеме. Единственное отличие – конструкция кровли. В качестве стропильных ног используются фермы, представляющие собой равносторонние треугольники. Внутри конструкции обязательно присутствуют вертикальные и наклонные элементы, обеспечивающие дополнительную жёсткость.

Если навес к дому из металлопрофиля изготавливается с использованием профнастила, для крепления листов к обрешётке применяются специальные саморезы. Они устанавливаются без предварительного высверливания отверстий и обеспечивают герметичность соединения за счёт присутствия резиновой прокладки.

Стык листов на двускатной кровли закрывается специальной коньковой планкой. Она прикрепляется при помощи таких же саморезов к верхнему жёлобу профнастила.

Другие тонкости создания двускатной конструкции показаны в этом видеоролике:

Дополнительные рекомендации

Навесы из металлопрофиля во дворе частного дома или общественного здания изготавливаются с учётом следующих правил:

Перед устройством фундамента нужно узнать глубину промерзания грунта для конкретной местности. Столбы должны заглубляться не выше, чем этот уровень. Это будет гарантировать стойкость и долговечность конструкции.
Все элементы металлического каркаса необходимо покрыть специальным грунтом и краской. Это предотвратит разрушение материала под действием влаги.
Арки для навеса из профильной трубы изготавливаются при помощи специального оборудования, которое помогает согнуть металл под нужным радиусом. Самостоятельно это сделать невозможно.
Для фиксации труб диаметром до 25 мм можно использовать систему краб. Это специальные хомуты, которые обеспечивают соединение одновременно нескольких элементов каркаса.

Для соединения элементов из профильной трубы, кроме сварочных, можно использовать болтовые соединения. Они не менее прочные и способные выдержать значительные нагрузки.

Коротко о главном

Навес для автомобиля из металлопрофиля – оптимальное с конструктивной, функциональной и эстетической точки зрения решение. Также такие сооружения отлично подходят для обустройства крытых площадок для отдыха, игр, занятий спорта, для оформления террас и входных групп.

Подобные конструкции состоят из фундамента, стоек, подвесов, откосов, стропильной системы и кровли. В зависимости от типа опоры они могут быть отдельно стоящими, консольными или пристроенными. По типу используемой кровли такие сооружения разделяют на односкатные, двускатные, арочные, шатровые.

Расчёт и установку навеса лучше всего доверить профессионалам. Это позволит получить надёжную конструкцию, которая прослужит много лет.

Как сделать навес для машины из профильной трубы своими руками, рассчитать каркас

Когда нет возможности построить гараж или необходимости в нем, можно подумать, как сделать навес для машины из профильной трубы своими руками для её защиты от осадков и лучей солнца. Такие архитектурные формы достаточно хорошо справляются с этой задачей, не требуя крупных вложений в строительство. Чтобы навес получился красивым и прослужил долго, необходимо определить оптимальную конструкцию, рассчитать её параметры в соответствии с нагрузкой, выбрать материал для каркаса и кровли, подготовить площадку и правильно все смонтировать. Технология возведения таких конструкций проста, но требует внимательного изучения.

Выбор конструкции

Навесные конструкции бывают разными и отличаются друг от друга по типу опорной системы и форме стропильной конструкции. Какую выбрать, зависит от размеров площадки, её удалённости от дома или другого строения, количества транспортных средств, нуждающихся в крытой стоянке.

Опорная система

По типу установки опор, поддерживающих навес, он может быть отдельностоящим или пристроенным. От выбранной конструкции во многом зависит то, как рассчитать навес из профильной трубы по количеству необходимого материала для каркаса.

Отдельностоящее укрытие для автомобиля не связано с другими зданиями, его крыша всем своим весом опирается на вертикально установленные опоры.
Пристроенные конструкции одной, двумя или даже тремя сторонами крепятся к капитальным стенам зданий и ограждений и имеют только дополнительные вертикальные опоры под свободными свесами (либо вовсе их не имеют).

Стропильная система

Под стропильной системой подразумевается форма кровли, которая может быть односкатной, двухскатной или арочной.

Наиболее простая конструкция с плоской кровлей, один край которой расположен выше, образуя нужный уклон. Пристроенные навесы могут опираться на стену любой стороной – как прямой, так и наклонной. Такую кровлю можно накрыть любым материалом, а стропильная система не требует сложных расчётов. Если нужно перекрыть площадку небольшой ширины, она будет состоять только из стропильных ног, опирающихся на поперечные горизонтальные ригели. В случае с широкой стоянкой стропильную систему изготавливают в виде ферм в форме прямоугольного треугольника.

В этой конструкции два плоских ската, соединяющихся под углом на коньке. Несущая ферма может быть сделана в виде равностороннего треугольника с заполнением дополнительными подпорками и укосами для повышения устойчивости. Но возможны и другие варианты – с подъёмом нижнего пояса. В монтаже она не намного сложнее односкатной.

Самый сложный вариант, как сварить навес из профильной трубы своими руками, так как стропильным фермам нужно придать одинаковую изогнутую форму. Для этого нужен специальный станок-трубогиб. Кровельный материал для такой конструкции подходит только гибкий. Как и для двускатных навесов, фермы изготавливаются с горизонтальным или изогнутым нижним поясом.

Элементы каркаса из профтрубы

Перед тем как построить навес для машины из металлопрофиля и профнастила или другого кровельного материала, нужно выполнить элементарные расчёты и подобрать сечение трубы для каждого конструктивного элемента.

Профильные трубы имеют квадратное или прямоугольное сечение с определёнными параметрами и разную толщину стенки. От них напрямую зависит несущая способность изделий. Их строгая геометрическая форма облегчает работу по сборке или сварке каркаса, позволяя производить точную стыковку деталей.

Каркас для навеса собирается из следующих элементов:

вертикальных опорных столбов;
горизонтальных ригелей или боковых ферм, объединяющих опоры;
несущей подкровельной системы в виде ферм или стропильных ног;
обрешётки, к которой крепится кровельный материал.

Выбор сечения профтрубы для каждого элемента зависит от его функций и габаритов сооружения. Так как построить навес из металлопрофиля своими руками для автомобиля нужно таким, чтобы он обеспечивал свободную парковку и комфорт выходящего из машины водителя, то его ширина должна быть не менее 4,5 метров.

Пролёт такой длины желательно перекрывать именно фермами, а не отдельными стропилами, уязвимыми для нагрузки в той части, где они не имеют опоры. Фермы же обладают достаточной жёсткостью благодаря тому, что состоят из разнонаправленных элементов. Нагрузка на них распределяется более равномерно.

Рекомендуемые параметры профильных труб для разных несущих элементов каркаса приведены в таблице.

Ширина навеса, м	Опорные стойки (сечение/толщина стенки), мм	Стропильная система (сечение/толщина стенки), мм
4-4,5	40х40 / 2	25х40 / 2
4,5-5,5	60х60 / 3	40х40 /2
более 5,5	от 80х80 / 3 до 120х120 / 3	30х60 /2 или 40х40 / 2

Для усиления ферм и устройства обрешётки допускается использовать изделия меньшего сечения: 20х20 мм, 20х40 мм. Они не принимают на себя особой нагрузки, а служат для её равномерного распределения и обеспечения жёсткости конструкции.

Проектирование и расчёты

Перед тем как рассчитать навес из профильной трубы своими руками, нужно набросать его эскиз с основными размерами, определиться с формой кровли, способом установки опор.

Если парковочная площадка не имеет жёсткого бетонного покрытия, столбы устанавливают, заглубляя в землю. Поэтому длину опор рассчитывают с учётом этой глубины.
При установке на готовое покрытие к нижним концам опор приваривают монтажные площадки с отверстиями и крепят их анкерами.
Если строительство начинают с устройства покрытия, в него можно заблаговременно установить металлические закладные и приварить опоры к ним.

В двух последних случаях длина опорных столбов равна высоте навеса от отметки грунта до точек крепления ферм.

Возможны и другие варианты монтажа опор: к стенам здания, столбам ограждения и т.д. Проектирование навеса, пристроенного к дому, показано в этом видео:

Следующий этап, как рассчитать навес из металлопрофиля, заключается в определении длины труб для изготовления ферм (или стропильных ног). Для скатных конструкций нужно знать угол наклона скатов, который подбирается с учётом ветровой и снеговой нагрузки в регионе строительства.

Длина стропил рассчитывается по простой тригонометрической формуле: c=b/cosA, где В – это ширина навеса, А – угол наклона ската. Аналогично находится и высота треугольной фермы.

Обратите внимание! Если проектируется двухскатный навес, в формулу подставляется половина его ширины.

Длину дуги для арочной конструкции можно определить, зная высоту арки h. Для этого применяется следующая формула:

И последний расчётный параметр, который нужно определить, чтобы знать, как сварить каркас для навеса, это шаг между опорами и стропильными фермами. Обычно он выбирается в пределах от 1 до 2 метров в зависимости от массивности кровельного покрытия, и между каждой парой опор крепится ферма. Если расстояние между столбами будет больше, потребуется усиление конструкции боковыми фермами. Шаг между стропилами увеличивать не рекомендуется.

Для ферм изготавливают отдельный чертёж с прорисовкой внутренних подпорок и подкосов. Лучше всего делать это в масштабе, чтобы измерить длину каждой детали. Специальные программы для проектирования облегчат и ускорят эту работу.

Строительство навеса

Для начала нужно решить, как построить навес из металлопрофиля для авто: способом сварки или сборки на болтовых соединениях. Сварка надёжнее, но не все владеют этим методом и сварочным аппаратом. Однако это не повод отказываться от металлического каркаса.

Изготовление каркаса

Строительство начинают с выравнивания площадки и разметки для установки столбов. Если они будут бетонироваться, в точках разметки бурят лунки глубиной не менее 70-80 см. Их диаметр должен быть на 10-20 см больше сечения опор.

Дно лунок засыпают песком, устанавливают в них столбы и выравнивают их по вертикали. Примерно до половины глубины лунки вокруг опор засыпают мелким щебнем, утрамбовывают его, затем заливают бетон, приготовленный из 1 части цемента, 2 частей песка и 2 частей щебня.

Чтобы столбы не повело, на время застывания бетона их связывают временными укосинами или поперечинами, зафиксировав в вертикальном положении. Перед тем как сварить навес, бетону нужно дать набрать прочность, на что в зависимости от погодных условий потребуется от 5 до 10 дней. Это время можно потратить на изготовление ферм и других конструктивных элементов каркаса.

В соответствии с проектом из профильных труб нарезают болгаркой отрезки нужной длины и с требуемым углом спила торцов. Раскладывают их на ровной поверхности для примерки и подгонки, после чего сваривают друг с другом или скрепляют болтами и специальными краб-системами. Арочные элементы выгибаются с помощью трубогиба.

После сборки всех стропильных и боковых ферм места сварки очищают от окалины, отбивая её молотком, и шлифуют сварные швы.

Следующий этап, как сделать навес из профильной трубы своими руками, заключается в выполнении верхней обвязки столбов: к ним по верху приваривают ригели, на которые будут опираться концы стропильных ферм. Установка и монтаж последних ведутся с обязательным контролем уровня и равного шага между соседними конструкциями. Дополнительно укрепить их можно, связав со стойками откосами.

Как сварить навес к дому из профильной трубы под профнастил, можно подсмотреть в видеоролике:

Монтаж кровли

Когда несущая основа каркаса готова, поперёк ферм крепят обрешётку. Она может быть как металлической, так и деревянной. Дерево перед настилом на стропила обязательно обрабатывают антисептическим средством. Все металлические части конструкции тоже защищают от коррозии с помощью грунтовки и краски.

В качестве кровельного покрытия для автомобильных навесов используют разные материалы: профнастил, металлочерепицу, ондулин, сотовый поликарбонат.

Профилированные листы укладывают в направлении от нижнего свеса к коньку или верхней линии навеса с перехлёстом на одну волну. И фиксируют кровельными саморезами с резиновой прокладкой.

Поликарбонат монтируют продольными полосками вдоль свеса, чтобы образующийся в нем конденсат стекал в низ. Стыкуют его встык с помощью специальных Н-образных профилей, крепят саморезами с термошайбами, а торцы закрывают перфорированным П-образным профилем.

Вариантов, как построить навес из металлопрофиля, немало. Он может быть отдельностоящим или пристроенным к дому или гаражу, иметь односкатную, двухскатную или арочную форму.

Профильные трубы для каркаса должны иметь сечение и толщину стенки, соответствующие расчётной нагрузке. Самыми мощными делают опорные столбы, принимающие на себя весь вес конструкции.

Сечение стропильных ног подбирается в зависимости от ширины навеса. Предпочтение отдают не одиночным стропилам, а более жёстким фермам.

Обрешётка для крепления кровельного покрытия также делается из профтрубы малого сечения или деревянных брусков.

Предварительный расчет навеса из профильной трубы, инструкция по изготовлению ферм

Навес из профильной трубы – это очень распространенная конструкция, которую можно встретить едва ли не в каждом дворе. Из профильных труб можно сделать как небольшой навес над крыльцом, так и большую крышу для автомобильной стоянки – и конструкция в любом случае будет достаточно крепкой, красивой и простой в обустройстве. В данной статье будет рассмотрен расчет навеса из профильной трубы и его монтаж.

Расчет и чертеж навеса

Грамотный расчет и создание хорошего чертежа подразумевают соблюдение ряда стандартов и требований, предъявляемых к конструкциям из профильных труб. Впрочем, маленькие односкатные навесы не нужно рассчитывать так уж точно – небольшой козырек из профильной трубы большим весом не отличается, поэтому никакой опасности такого рода конструкции не представляют. Крупногабаритные навесы для стоянок или бассейнов нужно обязательно рассчитать, чтобы избежать проблем.

Чертеж навеса из профтрубы всегда начинается с эскиза – простого наброска, на котором указан тип конструкции, ее основные особенности и примерные габариты. Чтобы точно определить размеры будущего навеса, стоит провести замеры на участке, где конструкция и будет располагаться. В том случае, если навес будет пристраиваться к дому, то необходимо также измерить стену, чтобы точно знать размеры профильной трубы для навеса.

Можно рассмотреть методику расчета на примере конструкции, расположенной на площадке 9х7 м, расположенной перед домом с размерами 9х6 м:

Длина навеса вполне может равняться длине стены (9 м), а вылет конструкции на метр короче ширины площадки – т.е. 6 м;
Нижний край вполне может иметь высоту 2,4 м, а высокий стоит поднять до 3,5-3,6 м;
Угол наклона ската определяется в зависимости от разницы высот нижнего и верхнего краев (в данном примере получается около 12-13 градусов);
Для расчета нагрузок на конструкцию нужно найти карты, отображающие уровень атмосферных осадков в данном регионе, и отталкиваться от них;
Когда размер конструкции и предполагаемые нагрузки рассчитаны, остается составить подробный чертеж, подобрать материалы и приступить к сборке навеса.

Чертежи ферм из профильной трубы для навеса должны отображаться отдельно со всеми подробностями. Также стоит помнить, что минимальный уклон навеса составляет 6 градусов, а оптимальное значение – 8 градусов. Слишком малый наклон не позволит снегу сползать самостоятельно.

Закончив с чертежами, подбирается соответствующий материал и его количество. Расчет нужно проводить точный, а перед приобретением стоит добавить около 5% допуска – при работе очень часто происходят небольшие потери, да и брак встречается нередко. По подобным расчетам можно сделать и каркас гаража из профильной трубы, что достаточно востребовано.

Создание навеса из профильной трубы

Конструкция навеса особой сложностью не отличается. Если чертеж навеса и необходимые для его сборки материалы уже есть, то можно приступить непосредственно к обустройству конструкции.

Изготовление навеса из профильной трубы осуществляется по следующему алгоритму:

Сначала размечается и подготавливается участок под навес. Нужно подобрать место для фундаментных ям и выкопать их, а потом засыпать дно всех ям щебнем. В ямах устанавливаются закладные элементы, после чего фундамент заливается цементным раствором.
К нижним частям стоек навеса привариваются стальные детали квадратной формы, размер которых совпадает с габаритами закладных деталей, как и диаметр отверстий под болты. Когда раствор застынет, столбы для навеса из профильной трубы прикручиваются к закладным деталям.
Следующий шаг – сборка каркаса. Профильная труба на этом этапе размечается и разрезается на необходимые куски, и только после этого может осуществляться изготовление ферм из профильной трубы для навеса. Сначала при помощи болтов крепятся боковые фермы, потом фронтальные перемычки, а последними при необходимости обустраиваются раскосные решетки. Собранный каркас устанавливается на стойки и фиксируется выбранным способом.

Перед монтажом кровли навес нужно покрасить или покрыть антикоррозионным составом, чтобы предотвратить возможное разрушение материала – во время сборки базовое покрытие повреждается, и металлические детали в результате теряют сопротивляемость коррозии. Кроме того, нужно понимать, что внешняя обработка не защищает конструкцию от разрушения изнутри, поэтому края труб необходимо закрыть заглушками.

Виды креплений элементов навеса и их размеры

Для сборки элементов навеса из профильной трубы могут использоваться разные способы:

Одним из наиболее распространенных способов фиксации навесов из профтруб является болтовое соединение. Качество такого соединения достаточно высокое, при этом сложностью оно не отличается. Для работы потребуется дрель со сверлом по металлу, а также болты или саморезы, диаметр которых зависит от сечения трубы.
Еще один способ, которым крепятся элементы навеса – сварное соединение. Сварочные работы требуют определенных навыков, да и оборудование потребуется более дорогое, чем для болтового соединения. Впрочем, результат того стоит – сварка обеспечивает высокую прочность конструкции без ее ослабления.
Для фиксации небольших навесов из труб диаметром до 25 мм можно использовать систему краб, которая представляет собой специальные хомуты разной формы (детальнее: "Какие бывают краб системы для профильных труб, правила выполнения соединений"). Чаще всего при монтаже навесов применяются Т-образные и Х-образные хомуты, обеспечивающие соединение трех или четырех труб соответственно. Для стяжки хомутов требуются болты с соответствующими гайками, которые часто приходится докупать отдельно. Главный недостаток краб-систем – возможность сборки конструкции только под 90-градусным углом.

Выбор профильных труб для изготовления ферм

Подбирая трубы для обустройства крупногабаритного навеса из профильной трубы, необходимо изучить следующие стандарты:

СНиП 01.07-85, в котором описана зависимость между степенью нагрузок и весом составляющих элементов конструкции;
СНиП П-23-81, описывающий методику работы со стальными деталями.

Одна 2,2-метровая стойка из профильной трубы имеет вес около 150 кг, а степень нагрузки на нее получается около 1,1 тонны. Учитывая степень нагрузки, придется подбирать прочные трубы – стандартная круглая профильная труба с 3-мм стенками и диаметром 43 мм здесь не подойдет. Минимальные размеры круглой трубы должны составлять 50 мм (диаметр) и 4 мм (толщина стенки). Если в качестве материала используется труба диаметром 45 мм и толщиной стенки 4 мм. Используя такой материал, может быть сделана и калитка из профильной трубы своими руками, которая будет достаточно надежной и долговечной.

Выбирая фермы, стоит остановиться на конструкции из двух параллельных контуров с раскосной решеткой. Для фермы высотой 40 см можно использовать профильную трубу квадратного сечения с диаметром 35 мм и толщиной стенки 4 мм (прочитайте также: "Как сделать фермы из профильной трубы – виды и способы монтажа"). На изготовление раскосных решеток хорошо пойдут трубы диаметром 25 мм и толщиной стенки 3 мм.

Заключение

Собрать навес из профтрубы своими руками не так уж сложно. Для успешной работы необходимо грамотно спроектировать будущую конструкцию и ответственно подойти к каждому этапу реализации проекта – и тогда в результате получится надежная конструкция, способная простоять долгие годы.

Предварительный расчет навеса из профильной трубы, инструкция по изготовлению ферм

Как сварить ферму из профильной трубы – инструкция и рекомендации

Ферма − это несложное архитектурное сооружение, имеющее разноцелевое назначение. Чаще всего оно нужно для защиты малой территории отдыха от ярких солнечных лучей и непредвиденных атмосферных осадков либо же, как альтернатива крытой постройки на месте загородной дачи. В качестве материала в целях долговечности конструкции используются трубы из металла. Но прежде чем приступать к строительным работам, потребуется правильный расчет фермы из профильной трубы для навеса.

Преимущества профильных труб для ферм

Профильные трубы обладают целым рядом достоинств:

Оптимальной устойчивостью при существенных внешних нагрузках, благодаря которой навес не деформируется и не разрушается.
Приемлемой ценой готового изделия, потому что в качестве исходного материала применяются полые трубы из металла.
Облегченным весом за счет заполнения внутренней полости профильных труб воздухом.
Отменной прочностью.
Продолжительным сроком эксплуатации.
Возможностью реализации самых сложных вариантов конструкции, не вкладывая при этом много времени и сил.
Допустимостью ее изготовления своими руками при правильном расчете фермы из металлической трубы (прочитайте также: "Предварительный расчет навеса из профильной трубы, инструкция по изготовлению ферм").

Применение профильных труб всевозможных форм

На сегодняшний день такие трубные изделия актуальны в машиностроении сельского хозяйства, строительстве, мебельном производстве. Благодаря специфическим свойствам профильных труб, можно претворить в жизнь самые оригинальные проекты по созданию перекрытий, пролетов, опорных конструкций, каркасов под последующее строительство объектов. Те же современные билборды делают с помощью профильных труб.

Навесы тоже не оказались исключением. Чтобы конструкция гарантированно получилась надежной и бюджетной, в качестве материала лучше использовать профилированную трубу (прочитайте: "Как сделать навес из профильной трубы правильно - инструкция"). Оптимальное решение − изделия с квадратным и прямоугольным сечениями. Если придерживаться размеров чертежа, из которого понятно, как сварить ферму из профильной трубы, получится устойчивая конструкция.

Основные нюансы готового изделия

Любое строительное сооружение держится благодаря правильно спланированной специальной системе или ферме. Нельзя просто так изменять ее геометрические размеры, даже при смене жестких узлов на шарнирные. Если стержни не несут нагрузки вне узла, то компоненты фермы сжимаются или растягиваются. Такие системы можно создать, воспользовавшись прямыми стержнями, связанными узлами ферм из трубных изделий. То есть, в итоге получается оригинальное висячее строение, включающее верхний и нижний пояса со стойками и раскосами между ними.

Сегодня современное строительство немыслимо без применения ферм. Но чаще всего последние востребованы при возведении покрытий огромных пролетов. Согласно такому принципу сооружаются спорткомплексы, мосты, сцены, подиумы, павильоны и др. Тот, кто нуждается в подобной конструкции, может купить ее в готовом виде или же самостоятельно сварить из труб, но прежде стоит разобраться, как рассчитать навес из профильной трубы.

Рассмотрим последний вариант, представляющий длительное и трудоемкое мероприятие.

Оно включает в себя:

Выбор конструкции фермы из прямоугольных элементов зависит от:

длины пролета;
размещения перекрытия чердака;
угла уклона крыши.

Как рассчитать ферму

Рассчитать ферму треугольной формы, где в качестве материала выступает квадратная труба можно, воспользовавшись калькулятором и особой компьютерной программой.

Вот стандартные этапы данной процедуры:

По подобной схеме, но со своими специфическими нюансами можно выполнить расчет арочной фермы из профильной трубы. В качестве ориентира лучше взять стандартные этапы процедуры.

После определения всех цифровых значений для строительства будущей фермы, нужно вписать их в формулы и внести в соответствующую компьютерную программу, которая выдаст четкую схему конструкции. И лишь после всех этих действий можно заняться изучением другого, не менее серьезного дела ─ как правильно сварить ферму из профильной трубы. От профессионализма специалистов этой сферы зависит качество дальнейших монтажных работ.

Читайте также: