Вес козырька из металла

Обновлено: 21.09.2024

Добротные сооружения требуют чертежей и расчетов. Навесы для укрытия авто считаются простыми и облегченными конструкциями, которые защищают машины от осадков и солнечных лучей. Если установить навес на скорую руку, без учета влияния природных факторов, защита может обернуться нападением и повреждением драгоценного авто.

Чтобы этого не произошло, для навеса выбирают подходящие опорные столбы, обрешетку и укрывной материал, которые выдерживают нагрузки от снега и ветра в конкретном регионе.

СНиПы и Нормы для расчета нагрузок воздействия

Умные инженеры еще в советские времена поработали над СНиПами и нормативами:

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия;
СП 16.13330.2017 СНиП II-23-81 Стальные конструкции;
СНиП 3.04.03-85 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии

Своды норм и правил распространяются на проектирование и строительство зданий и сооружений и содержат правила по учету атмосферных нагрузок.

Рассмотрим СНиПы детально, применительно к нагрузкам на навес для автомобиля, выясним зачем нужно рассчитывать нагрузки и что будет, если строить наобум.

Для чего соблюдать снеговые и ветровые нагрузки

Крыша без наклона накапливает снег, он оседает, становится плотным и тяжелым. В результате - навесы складываются пополам, крыша разваливается. Порывы ветра могут силой снести плохо закрепленную конструкцию. Если не заглубить столбы – сила пучения вытолкнет их из земли.

Вот почему опытные строители прежде, чем закупить материалы и приступить к установке делают чертеж, исходя из таблиц и формул нагрузок.

Заранее подготовленные чертежи с учетом нагрузок – залог прочности и надежности конструктива. Продумывайте какие опоры, ферму, обрешетку будете использовать, выбирайте правильный материал и навес простоит десятки лет.

Расчет нагрузок и угла наклона на примере односкатного навеса

На подготовительном этапе установки навеса учитываем:

угол наклона;
снеговую нагрузку;
ветровую нагрузку;
пучинистость грунта.

Пример: Односкатный навес для машины с расчетами снеговой и ветровой нагрузки

Воспользуемся формулами из СНиПа нагрузок. Расчет снеговой и ветровой нагрузки производится в соответствии со СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.

Уклон наклона кровли

Чтобы кровля выдерживала снеговую нагрузку, и дождевая вода не задерживалась делают скат. Все понимают, что чем круче горка, тем быстрее с нее скатываются. Однако, если сделать слишком большой угол уклона, снег задерживаться не будет, но на кровлю в большей степени будет воздействовать сила ветра – увеличится ветровая нагрузка, которая давит под разными углами в зависимости от направления ветра и воздействует на опоры.

Для того, чтобы подобрать нужный угол наклона, учитываем правило сочетания нагрузок:

15-30 градусов – универсальный угол наклона навеса, подходящий для односкатной крыши из любых материалов.
9-20 градусов – открытые и ветреные местности;
45-60 градусов – снежный районы;

С наклоном разобрались, теперь переходим к расчету нагрузок.

Рассчитываем снеговую нагрузку

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле:

S = Sg *μ

Sg — расчетное значение веса снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли;

μ — поправочный коэффициент, который определяется по уклону кровли: (μ = 1 для уклона меньше 25°, μ = 0 для уклона больше 60°)

Определяется значение Sg по карте снеговых районов и по таблице:

Так в Москве и области, в Омске и Тюмени – III снеговой район, значение Sg будет 1,8 кПа, а в Уфе и Надыме V снеговой район, соответственно Sg = 3,2 кПа.

Переводим кПа (килопаскали) в привычные для нас килограммы на квадратный метр (кг/м2) для этого делим значение кПа на 0, 00980665 и получаем снеговую нагрузку на горизонтальную поверхность в том или ином районе.

(В Уфе по данным таблицы снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность Sg = 3,2 кПа:0, 00980665 = 326 кг/м2)

Пример расчет снеговой нагрузки в Московской области, при наклоне кровли 15 градусов:

Если взять в расчет универсальный угол наклона кровли, в 15 градусов, то формула расчета будет выглядеть так:

S = Sg *μ = 1,8 кПа

Переводим килопаскали в килограммы 1,8:0,00980665= 183 кг/м2

Выяснили, что наш навес должен выдерживать снег тяжестью 183 кг на квадрат.

При этом, на навес помимо снега будут воздействовать и силы ветра.

Ветровая нагрузка - расчет по формуле

Нормативное значение ветровой нагрузки над поверхностью земли определяют по формуле:

w = w0 *k(ze)*С

w0 — нормативное значение ветрового давления в зависимости от района;
k(ze) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;
С - аэродинамический коэффициент.

Значение ветрового давления w0 и поправочный коэффициент по высоте в том или ином типе местности k(ze) указаны в СНиП 2.01.07- 85.

Пример: рассчитаем ветровую нагрузку на нашу кровлю под углом 15 градусов в Московской области

Итак, берем все тот же навес для авто односкатный, с уклоном 15°.

Нам надо найти значения: w0, k(ze), С и подставить их в формулу расчета ветровой нагрузки.

Московская область находится в 1 ветровом районе, поэтому w0 = 0,23 кН/м².

k(ze)

Коэффициент К, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z

Коэффициент k(ze) будет равен 0,5, поскольку высота постройки меньше 5 м, а тип местности B.

Аэродинамический коэффициент С (Приложение 4 СНиПа) С = cp1 + сp2 см. схему ниже.

Согласно схеме, значение cp1 каждые 5 градусов увеличивается на 0,2. Следовательно, для 15° оно будет равно 1,6.

Значение cp2 каждые 5 градусов растет на 0,05, следовательно в нашем случае cp2 = 0,45.

С = 1,6+ 0,45

Итого ветровая нагрузка:

w = w0 *k(ze)*С = 0,23*0,5*(1,6+0,45) = 0,24 кН/м².

Переводим килоньютоны в кг:

0,24*101,97 = 25 кг/ м²

Сочетание нагрузок

Мы выяснили, что на односкатный навес с углом наклона в 15 градусов действует нагрузка снеговая 183 кг и ветровая 25 кг.

Складываем ветровую и снеговую нагрузки:

183 кг/кв.м+25 кг/кв.м = 208 кг/кв.м

Итак, наш навес должен выдерживать нагрузку 208 кг на 1 квадратный метр.

Теперь, зная, как работают формулы расчетов, с легкостью можно вычислить нагрузку в любом регионе нашей страны. Это необходимо для того, чтобы грамотно подобрать материал – не переплачивать там, где в этом нет необходимости и наоборот, усилить конструкцию и обратить внимание на прочность, там, где в этом есть нужда.

При этом, не стоит забывать о правильной установке опорных столбов с учетом глубины промерзания грунта в том или ином регионе, не забывать о сыпучести и подвижке привозного грунта.

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 сделать навес из профильной трубы правильно - инструкция

Тема сооружения навеса всегда актуальна для хозяев частных домовладений, дач, гаражных построек. Наиболее подходящим материалом для них считается профильная трубная продукция. Монтаж подобной конструкции отличается простотой и ее можно построить своими руками.

Навес из профильной трубы, возведенный во дворе или на приусадебном участке, смотрится современно и способен придать территории, прилегающей к дому, оригинальность. Такие конструкции должны иметь требуемую прочность и жесткость, чтобы суметь противостоять разным видам нагрузок. Перед началом монтажа нужно выполнить ряд мероприятий.

Подготовка к постройке конструкции

До того как приступить к проведению работ по установке, следует:

произвести расчет предполагаемых нагрузок – в случае необходимости;
составить подробные чертежи каркаса навеса из профильной трубы – размеры на них также нужно указать;
подготовить набор инструментов;
выбрать и приобрести стройматериалы.

Самостоятельно из профильных изделий можно возвести несколько вариантов навесов, а именно:

арочный;
односкатный;
двускатный.

Внешний вид и форма будущей конструкции во многом зависят от личных предпочтений владельца дачи или дома и размера незанятого пространства на земельном участке. Наиболее быстровозводимым и самым компактным относительно занимаемой площади считается навес из профтрубы односкатный.

Примерный расчет навеса из профильной трубы

В качестве примера за исходные данные можно принять размер строения 6х9 метров. У него перед одной из сторон имеется свободная площадка со сторонами 7 и 9 метров. По стенке дома длиной 9 метров планируется строительство навеса с размером вылета, равным 6 метрам (прочитайте: "Предварительный расчет навеса из профильной трубы, инструкция по изготовлению ферм").

В итоге площадь навеса - 6х9 метров. При этом высота края, который будет приподнят, равен 3,5 или 3,6 метра, а низкого –2,4 метра. В результате перепада между высотами угол наклона составит 12-13 градусов.

Для определения степени вероятных нагрузок используют ветровые и снеговые карты конкретного района, где расположен земельный участок. На основании вышеприведенных данных составляют чертежи навеса из профильной трубы своими руками.

Помимо того, что их можно нарисовать собственноручно, существуют специальные компьютерные программы. Чтобы добиться максимальной точности при проведении расчетов, желательно в это время находиться в том месте, где будет размещена конструкция.

Элементы навеса из профильных изделий

В конструкции имеется нескольких основных элементов, среди которых:

стойки;
закладные;
опорные плиты;
арки;
направляющие;
кровля;
прочие – ими могут быть, например, освещение и система водостока.

Для изготовления стоек и столбов подойдут как трубы из профиля, так и изделия, имеющие сечение круглой формы. У последнего варианта имеется существенный недостаток, который заключается в более сложной конфигурации узлов опирания и крепления элементов.

Для обеспечения сопряжения деталей каркаса, располагающихся под углом в 90 градусов, идеальным решением является квадратная форма трубной продукции. Такой тип сечения обеспечивает равную степень жесткости в обоих направлениях – в продольном и в поперечном.

Чтобы возвести на основании чертежа навес из профильной трубы любой формы, задействуют сварку, а также резьбовые или болтовые типы соединений. При создании ферм или прогонов специалисты рекомендуют брать прямоугольные изделия, поскольку на них оказывается существенная нагрузка в поперечном направлении, а именно сверху вниз. При этом практически отсутствуют усилия вдоль оси.

Характеристики профильных трубных изделий

Чтобы возвести каркас навеса из профильной трубы, и произвести все необходимые вычисления, следует определиться с характеристиками выпускаемой трубной продукции. Для изделий, имеющих квадратное сечение, необходимые значения приведены в специальных таблицах.

Для труб прямоугольных максимальный размер нагрузок вычисляют по большей стороне. Результат также можно увидеть в специально составленной таблице, где помимо искомой величины указана длина пролета и размеры труб.

Расчет значений для стоек навеса

Делая подбор параметров стоек, предварительно выполняют расчет оказываемых нагрузок и рисуют подробный чертеж. На жесткость изделия влияют ширина и толщина его стенок, которые в свою очередь зависят от длины продукции.

Например, при выборе, какую профильную трубу использовать для навеса, задействовать можно как толстостенное изделие с небольшой величиной сечения, так и с тонкими стенками, но с большой шириной полки.

Следует учитывать, что вертикально направленная нагрузка, оказываемая на стойку перекрытиями навеса, незначительна и поэтому тонкая профтруба выдержит ее без малейшей деформации. Схема навеса из профильной трубы должна содержать точные размеры каждого элемента. Довольно часто каркас для гаража из профильной трубы делают по такой же методике.

Для постройки со средними параметрами оптимальным вариантом будут изделия, имеющие сечение в пределе от 50 до 100 миллиметров. Если стойки расположены часто, допустимо уменьшение размера используемых труб. В том случае, когда у односкатного навеса будет четыре опоры, тогда задействуют трубную продукцию большого сечения.

Фермы в качестве элементов каркаса

Фермы выполняют функцию дополнительной связывающей детали при обустройстве навеса. Они придают каркасу большую устойчивость и прочность (прочитайте: "Как сделать каркас из профильной трубы для дома – теория и практика"). Для них следует специально нарисовать чертеж. Согласно нормам, проведение расчетов требуется для ферм из труб, у которых угол наклона составляет более 6 градусов. Но специалисты считают, что нужно отталкиваться от 8 градусов.

Дело в том, что зимой на поверхности крыши при незначительном угле наклона будет накапливаться опавший снег. Оптимальным принято значение, равное 15 – 20 градусов. Такой наклон ската кровли подходит для покрытий из профнастила, шифера, пластика, поликарбоната и других современных материалов.

Фермы могут иметь следующую форму:

треугольную;
арочную;
прямоугольную;
ломанную;
трапециевидную.

Внутри ферм дополнительно монтируют стойки, прогоны, раскосы, подкосы. В чертеже должны быть указаны как размеры, так и перечень и количество материалов, которые потребуются.

Так как фермы состоят из пустотелых деталей, вес каркаса для обустройства навеса будет незначительным. По горизонтали их между собой скрепляют крестообразно при помощи элементов, сделанных из профильных металлических изделий, имеющих небольшое сечение (прочитайте: "Характеристики креплений для профильных труб, «Краб», хомуты, преимущества использования").

Далее монтируют обрешетку из бруса высотой 50 миллиметров. Она нужна для фиксации покрытия кровли. Деревянный брус следует предварительно обработать антисептическим средством, либо покрасить краской, чтобы не допустить порчу древесины.

Возведение конструкции

Работы по установке производятся поэтапно:

До того как сделать навес из труб, сначала подготавливают фундамент.
Затем отмеряют и нарезают материалы, перечисленные в чертеже.
Изготавливают фермы.
У конструкции собирают боковые стенки.
Соединяют кровельные фермы и готовые секции.
Производят проверку правильности сборки элементов, задействуя уровень и рулетку.
Монтируют и надежно закрепляют каркас на предварительно подготовленный участок.
Обрабатывают защитными составами металлические поверхности.
Подготавливают материалы для обустройства кровли, устанавливают их и фиксируют.
Обрезают лишнее кровельное покрытие.
Наводят порядок на прилегающей территории.

В свободное пространство заливают раствор цемента. Боковые стенки собирают одним из выбранных способов, соединяя фермы и столбы, которые служат опорой. Если строится односкатный навес, тогда боковые секции монтируют на основание до момента установки кровельных ферм.

Выбор материалов и подготовка инструментов

Главное требование, предъявляемое к качеству профильной трубной продукции – это прочность. Чтобы обеспечить устойчивость несущих деталей конструкции из них, нужно выбирать трубы с минимальными параметрами, равными 80х80 миллиметров. Для дополнительных элементов оптимальным размером сечения будет 40х20 миллиметров.

Чтобы определиться с количеством кровельного материала, сначала рассчитывают площадь накрываемой поверхности, а потом полученный результат увеличивают на 5 %. Крепление выполняют кровельными болтами и специальными прокладками.

Конструкцию собирают одним из способов:

Сварочным. Но для этого необходимо не только иметь в наличии сварочный аппарат с электродами, но и знать, как правильно сварить навес из профильной трубы. Без навыков такую работу сделать невозможно.
Применяя резьбовые соединения. Для этого необходимы металлические уголки и крепежные болты.
С использованием специальных хомутов.

Навес, сделанный своими руками, стоит намного дешевле, чем покупной. Он будет отвечать требованиям при условии строгого соблюдения технологии его возведения.

Навес односкатный под ключ

Односкатные навесы довольно распространенный вид строительной конструкции, который встречается как в частном секторе (жилые строения, приусадебные участки, навесы для машины), так и в городской и промышленной инфраструктуре (навесы к зданиям, крытые площадки, автостоянки, остановочные комплексы и т.д.). Вариантов исполнения односкатных навесов огромное количество и ограничивается лишь фантазией заказчика.

Однако для простоты понимания данного типа конструкции, можно разделить односкатные навесы на несколько основных категорий.

По типу использованного материала:

Деревянные.
Металлические.
Комбинированные.

По типу монтажа основной конструкции:

По типу крепления элементов конструкции:

По типу крепления вертикальных стоек:

Классические навесы.
Консольные навесы.

Следует также разделить навесы по функциональному назначению:

А также по типу используемого кровельного материала:

Навесы из металлочерепицы.
Навесы из профнастила.

Конструкция односкатного навеса

Далее мы будем рассматривать конструкцию классического металлического навеса с покрытием из сотового или монолитного поликарбоната, так как данный вид конструкции является самым распространенным и часто используемым видом односкатных навесов.

Конструкция односкатного навеса

Конструкция классического односкатного навеса достаточно простая и состоит из:

металлических ферм;
вертикальных стоек;
горизонтальных стоек, удерживающих фермы;
верхней обрешетки в виде продольных стяжек (лагов);
непосредственно материала крыши - поликарбоната, профнастила или металлочерепицы.

Основой данной конструкции является металлический каркас. Он удерживает основные нагрузки в виде веса самого навеса, снега и ветровых нагрузок.

Металлический каркас односкатного навеса

Используемые материалы

Металлический каркас односкатного навеса, как правило, собирается из профильной трубы квадратной и прямоугольной формы (в разрезе). Для вертикальных и горизонтальных стоек используется труба размерами не ниже 80 мм x 80 мм. Для производства ферм используется труба размерами не меньше 40 мм x 20 мм.

Использование трубного профиля при производстве металлического каркаса навеса обусловлено техническими характеристиками этого материала:

трубный профиль выдерживает существенно большие нагрузки, чем, например, профиль в виде уголка;
трубный профиль пустотелый внутри и поэтому конструкция более легкая и менее дорогостоящая;
трубный профиль в вертикальном положении существенно усиливает устойчивость всей конструкции;
монтаж конструкции из трубного профиля намного быстрее и легче.

В зависимости от типа используемой стали может использоваться:

Эксплуатация конструкций из оцинкованной стали более долговечная, однако оцинковка может привести к существенному удорожанию металлического каркаса навеса в 2 и более раза. Поэтому для удешевления конструкции обычно используют обычный прокат и обрабатывают сталь перед монтажом покрытием с антикоррозийными свойствами.

Усиление конструкции металлических ферм

Усиление конструкции металлических ферм представляет собой решетчатую конструкцию правильной геометрической формы, привариваемую внутри основного каркаса фермы.

Различают следующие типы решеток ферм:

Простая вертикальная.
Треугольная.
Треугольная с вертикальным усилением.
Перекрестная.
Раскосная.
Ромбическая.
Полураскосная.
Крестовая.
Шпреньгельная.

В практике производства металлических навесов, как правило, используются первые три типа решеток: простая вертикальная, треугольная и треугольная с вертикальным усилением.

В первую очередь нужно разобраться, для чего нужно усиление и, исходя из этого, далее определиться с необходимым типом решетки фермы. Как мы уже ранее говорили, навесы выполняют две основные функции - защитную и декоративную. Как правило, заказчики всегда пытаются найти баланс между надежностью и эстетическим видом. Перегруженная решетка смотрится неэстетично, визуально превращает частный дом в объект промышленного назначения. Но с другой стороны навес из поликарбоната должен выдерживать базовые нагрузки - собственный вес, снег и ветер. Также нужно принимать во внимание тот факт, что чем больше элементов усиления металлической фермы, тем больше металла расходуется, и тем дороже становится каркас навеса.

Простая вертикальная форма решетки дешевая в исполнении, так как расходуется существенно меньшее количество металла. Однако выглядит она простенько и создает впечатление дешевого изделия. Надежность такой конструкции также уступает другим формам решетки для металлических ферм.

Треугольная форма решетки является самой распространенной и оптимальной в контексте надежности. Расход металла выше, чем у простой вертикальной формы, и при правильном монтаже продольных стяжек (лагов) на вершину треугольника, такая конструкция обеспечивает надежную и устойчивую опору для всех типов нагрузок.

Треугольная форма решетки с вертикальным усилением является самой надежной и прочной из трех вышеперечисленных видов и в основном используется в конструкциях с повышенными требованиями к нагрузке, однако несет в себе элемент "визуального перегруза" и с эстетической точки зрения уступает треугольной форме.

Все остальные формы решеток ферм используются в основном на объектах промышленного назначения, где требования к эстетике внешнего вида конструкции не являются критичными.

Особенности производства односкатных навесов

При производстве односкатных навесов необходимо ориентироваться на следующие строительные нормы, регламентирующие производство металлических конструкций:

Выбор металлического профиля

Выбор металлического профиля навеса является очень важным фактором устойчивости конструкции. Чем толще стенка металлического профиля, тем больше несущие способности металлического каркаса навеса. Также необходимо принимать во внимание антикоррозийные свойства материала. Оцинкованный профиль или профиль из нержавеющей стали будет более надежным и долговечным вариантом, но при этом приведет к существенному удорожанию конструкции навеса.

Для простоты восприятия мы предлагаем следующую классификацию усиления каркаса навеса в зависимости от толщины металлического профиля:

Усиление каркаса навеса в зависимости от толщины металлического профиля

Средняя
при правильной обработке поверхности

Выше средней
при правильной обработке поверхности

Выбор типа усиления ферм

Следующим шагом конфигурации односкатного навеса является выбор решетки или типа усиления ферм. Как мы уже говорили ранее - оптимальным вариантом является треугольная решетка. Однако можно пойти по пути упрощения - выбрать простое вертикальное усиление; и по пути усиления конструкции фермы - треугольная с вертикальным усилением. Чем сложнее рисунок решетки - тем дороже конструкция металлического каркаса навеса.

Для односкатного навеса также актуальным является форма фермы в виде нескольких сваренных между собой дуг. Такая конструкция менее перегружена визуально и легко воспринимается на глаз.

Шаг ферм и продольных стяжек (лагов)

Основным риском при эксплуатации навеса из поликарбоната является разрушение кровельного покрытия под воздействием внешних нагрузок. Хотя поликарбонат является достаточно прочным и гибким материалом, существенные нагрузки на прогиб могут привести к его разрушению или деформации. Чем длиннее пролет между металлическими опорами, на которых держится лист поликарбоната, тем сильнее нагрузки на прогиб как на металлическую обрешетку каркаса, так и на поликарбонат непосредственно.

Конструкция односкатного навеса также вносит свою лепту - лист поликарбоната выгибается по контуру арки, что несет в себе дополнительные нагрузки на изгиб для листа поликарбоната.

Вторым существенным ограничением является типовой размер поставляемого листа поликарбоната - 12 м x 2,1 м и 6 м x 2,1 м. То есть кровельный лист не может быть шире 2,1 м, а значит металлические опоры под ним должны также идти с шагом не больше 2,1 м. С учетом того, что для стыка двух листов используется полимерная прокладка, которая также занимает место, оптимальным шагом для металлической основы (т.е. ферм) для листа поликарбоната является диапазон 1,5-1,9 метра.

Те же соображения действуют и по отношению к продольным стяжкам. Учитывая то, что профильная труба для продольных стяжек прогибается существенно больше, чем усиленная конструкция фермы с решеткой, так как фермы выдерживают значительно большие нагрузки, шаг между лагами должен варьироваться в диапазоне 0,4-0,6 м и, как правило, синхронизируется с решеткой фермы, для того чтобы лаги попадали в самое усиленное место фермы - вершину треугольника решетки.

Выбор поликарбоната

Выбор поликарбоната - один из ключевых факторов, влияющих как на срок службы односкатного навеса, так и на его внешний вид. Существует огромное множество модификаций поликарбоната, варьирующихся по типу, цвету, плотности, толщине, защите от ультрафиолетового излучения и т.п.

Остановимся на основных вариантах выбора:

По типу поликарбоната:

Монолитный поликарбонат - представляет собой сплошной прозрачный пластиковый лист без ячеек. Является прочным и одновременно гибким материалом. Поставляется листами разной толщины и цвета. Существенно дороже сотового поликарбоната.
Сотовый поликарбонат - представляет собой прозрачный пластиковый лист с ячейками (сотами). Уступает по прочности и гибкости монолитному поликарбонату, однако значительно дешевле. Совокупность свойств данного материала в сочетании с ценой делает его наиболее распространенным материалом для производства навесов.
Волнистый поликарбонат - или профилированный монолитный поликарбонат, является разновидностью монолитного поликарбоната, которому придали форму профиля - как правило трапецию. Используется для кровельных работ и является прозрачной пластиковой заменой таким материалам, как черепица и металлочерепица. Данный материал, как и монолитный поликарбонат, существенно дороже сотового поликарбоната.

По толщине листа:

Тонкие - листы от 4 мм до 6 мм. Данный материал в основном используется для монтажа рекламных конструкций и непригоден в качестве кровельного покрытия.
Средние - листы от 8 мм до 10 мм. Основной рабочий материал, который используется для монтажа парников, теплиц и навесов.
Прочные - листы от 16 мм до 25 мм. Крыши домов, имеющие прозрачные свойства.
Сверхпрочные - листы от 32 мм. Используются как кровельное покрытие с высокими требованиями к нагрузке.

По плотности материала:

стандарт - плотность пластика 1,0 кг/кв.м. для поликарбоната 10 мм.
премиум - плотность пластика 1,5 кг/кв.м. для поликарбоната 10 мм.

Окончательный выбор материала лежит на заказчике, однако мы не рекомендуем использовать поликарбонат тоньше 8 мм с низкой плотностью пластика. Оптимальным вариантом является толщина 10 мм с плотностью стандарт или премиум. Разница в цене для такого поликарбоната будет пропорциональна его плотности.

Покраска односкатного навеса

Покраска металлической конструкции является одним из важнейших этапов технологической цепочки производства односкатного навеса. Это прежде всего связано с особенностями эксплуатации изделия в агрессивной среде: атмосферные осадки, перепады температуры, ультрафиолетовое излучение. Для того чтобы конструкция навеса служила долго, необходимо, прежде всего, защитить ее от коррозии.

Антикоррозийная обработка металлического каркаса обязательно должна включать в себя следующие этапы:

предварительная обработка металлической поверхности и сварочных швов. Зачистка поверхности от неровностей, шероховатостей, очагов начавшейся ржавчины;
обработка поверхности антикоррозийным составом;
грунтование поверхности металла перед финишной покраской;
финишная покраска металла.

Покраска металлического каркаса односкатного навеса может отличаться в зависимости от выбранной технологии. В последнее время очень сильно распространены краски "три в одном", которые содержат в своем составе антикоррозийный материал, грунтовку и финишную краску. Использование таких красок существенно сокращает время и трудозатраты при покраске навеса.

Перед монтажом навеса у заказчика, предварительно подготовленные элементы конструкции тщательно обрабатываются и красятся в финишный слой. Далее необходимо выждать не менее суток для того, чтобы краска высохла и приобрела свои окончательные свойства.

Однако отдельные части навеса монтируются между собой уже на площадке заказчика, и поэтому отдельные места сварки обрабатываются и докрашиваются уже на месте.

Монтаж односкатного навеса

Монтаж односкатного навеса производится на ленточный фундамент, подготовленную бетонную поверхность, сваи либо винтовые сваи. Строительство ленточного фундамента под навес экономически неоправданно, поэтому, как правило, используются три последних варианта.

Монтаж на ленточный фундамент

Ленточный фундамент представляет собой замкнутый контур из бетонной полосы (ростверка), опирающийся на бетонные сваи, установленные по контуру ростверка с определенным шагом. Ленточный фундамент считается надежной конструкцией, которая выдерживает нагрузки конструкций в несколько этажей. Для целей монтажа навеса, ленточный фундамент является надежной, но дорогой и избыточной формой опоры. Мы рекомендуем использовать ленточный фундамент только при существенных нагрузках основной конструкции навеса.

Организация ленточного фундамента осуществляется в несколько этапов:

Рытье траншеи под ростверк.
Бурение отверстий под буронабивные сваи.
Подготовка подушки из песка и гравия для свай и ростверка.
Организация гидроизоляции при необходимости.
Выставление металлического каркаса из арматуры.
Заливка бетоном.

При организации ленточного фундамента под навес, буронабивные сваи выставляются в местах установки несущих вертикальных стоек навеса. В идеале вертикальные стойки навеса углубляются на 1-1,5 метра в середину буронабивной сваи и заливаются бетоном. Однако такой вариант монтажа не всегда удобный, и поэтому зачастую обходятся установкой металлических закладных - в буронабивную сваю устанавливают металлический профиль на глубину 1-1,5 метра и заливают бетоном. Далее при монтаже навеса вертикальные стойки привариваются к закладным.

Монтаж на бетонную поверхность

Монтаж навеса на бетонную поверхность является одним из самых распространенных вариантов установки навеса. При таком виде монтажа предполагается, что заказчик залил армированную бетонную плиту на всей площадке, под которую делается навес. Толщина бетона должна быть не меньше 10-15 см. При монтаже навеса используют металлические пластины и распорные анкеры, которые углубляются в бетон и фиксируются с четырех сторон пластинами. Далее вертикальная стойка навеса приваривается к металлической пластине.

Монтаж на буронабивные сваи

Вторым по популярности является монтаж с помощью буронабивных свай. Данный вид монтажа очень похож на монтаж на ленточный фундамент за исключением того, что отсутствует ростверк. Надежность такого монтажа ниже, чем в ленточном фундаменте, однако является достаточной для удержания конструкции навеса. Данный вариант монтажа является одним из самых бюджетных - не нужно заливать полноценный ленточный фундамент, не нужно заливать дорогостоящую бетонную плиту под навес.

Монтаж на винтовые сваи

Третьим по популярности является монтаж конструкции навеса на металлические винтовые сваи. Металлическая свая представляет собой трубу с зауженным конусовидным наконечником и приваренные к трубе лопасти либо резьбу.

С помощью специального оборудования - гидравлического сваекрута, либо вручную, в землю ввинчивается специальная металлическая свая на глубину 1 - 1,5 метра. Далее к верхней части металлической сваи приваривается вертикальная стойка навеса. Для усиления конструкции в полость трубы сваи обычно заливают бетон.

Программа для расчёта навеса

Перед строительством металлоконструкций необходимо выполнить расчёт прочности будущего сооружения. Применение специализированного софта позволит подобрать правильное сечение, создать нагрузку, рассчитать кручение в пространстве сложной конструкции и перемещение узловых точек.

Большинство программ, созданных для этих целей, платные. Суммы за лицензии разработчики запрашивают немалые.

Но в свободном доступе есть бесплатные калькуляторы и полноценные программы для Windows и даже Android. Их функционал значительно уступает профессиональным платным решениям, но за неимением последних такой софт становится очень полезным для создания навеса из профильной трубы.

Программы для расчёта навеса на Windows

Простые программы, которые помогают в расчёте веса конструкций из металлического профиля:

Metcalc

В программу заложены все существующие ГОСТы, она выдаёт стабильно точные результаты. Также она умеет делать обратные расчёты, то есть при указании массы и типоразмера выдаёт длину проката.

«Перпендикуляр.про»

Программа perpendicular.pro отличается от предыдущих тем, что позволяет производить расчёт материалов для арочных конструкций. Программа предельно проста в использовании. Нужно задать основные параметры арки (ширина, длина и высота) и нажать «рассчитать».

После этого пользователь получает общую длину изгиба и полную площадь навеса. Минус калькулятора – отсутствие в расчётах радиуса изгиба.

Программа «Сопромат», которая умеет выполнять полноценные расчёты металлоконструкций. Софт бесплатный и подходит для вычисления параметров статически неопределённых рам, балок и ферм. Для расчётов она использует метод конечных элементов.

Сервис подойдёт практикующим строителям-инженерам и студентам для создания курсовых и дипломных работ.

Функционал программы достаточно широкий и включает:

Sopromatguru

Функционал этой программы Sopromatguru частично доступен бесплатно. Возможностей этого сервиса хватает даже для инженеров. Он умеет рассчитывать статически определимые системы, определять перемещения в узлах, рассчитывать реакции опор, реакции эпюры и сохранять ссылку на результаты расчётов.

Пока программа используется для расчёта горизонтальных балок, но, по заверениям разработчиков, скоро в ней будет доступен расчёт ферм.

Стоимость программы можно назвать символической. Платить нужно за каждый произведённый расчёт. У сайта приятный интуитивно понятный интерфейс, что облегчает рабочий процесс.

«Ферма»

Полностью бесплатная десктоп-программа. Умеет рассчитывать плоские статически определённые и неопределённые фермы, сохранять полученные результаты.

Проект начинается с задания геометрических параметров фермы, в которые входят размеры стержней, точки присоединения и положение раскосов, возможные нагрузки и высоты.

Программа в расчётах использует метод вырезания узлов, что позволяет с высокой точностью определять реакции опор и усилия в стержнях.

SCAD Office

Программный комплекс SCAD office с большим количеством функций, созданный специально для профессионалов. В его состав включено несколько утилит, которые умеют вычислять параметры отдельных элементов стальных, деревянных и даже каменных конструкций.

С их помощью можно проектировать монолитные железобетонные перекрытия, строить сечения и рассчитывать коэффициенты постели строения и многое другое. Программа платная, как и большинство профессионального софта.

В России и СНГ среди инженеров наиболее известна программа «ПК Лира», используемая для определения расчётов параметров строительных конструкций из материалов разного типа.

Программы для расчёта навесов на Android

Полноценно заменить компьютер смартфоны и планшеты не в состоянии, но программные решения тут тоже многообразны. Можно отыскать софт, который поможет при проведении работ по расчету металлоконструкций.

Несколько примеров таких программ:

«Калькулятор металлопроката 3.0.1»

Программа для смартфона с широким функционалом. В ней можно рассчитать материал для строительства навеса по длине, массе или площади. В библиотеке доступны круглые и прямоугольные трубы, арматура, швеллеры, уголки, плоские листы, крепёж и многое другое.

Типоразмеры изделий задаются по сортаменту или по исходным значениям с указанием типа материала. Приложение умеет сохранять расчёты и пересылать их по электронной почте.

«Расчёт нагрузок»

Пожалуй, это самое полезное приложение на Андроид, стабильно работающее и выполняющее заявленные разработчиками функции.

Его можно использовать для расчёта допустимых нагрузок, прочности и длин пролётов нагружаемой конструкции. Здесь можно выбрать форму, размер и тип материала. Программа подойдёт для проведения прикидочных расчётов на объекте.

Как правильно рассчитать навес из металла

Если у застройщика нет опыта в расчётах таких конструкций, то к проектированию нужно отнестись с большим вниманием, так как от результатов вычислений будет зависеть прочность и надёжность всего сооружения.

Расчёт выполняется в несколько этапов сверху-вниз. Первыми рассчитываются прогоны, балки, а потом стойки. Такой порядок необходим для того, чтобы заранее знать вес верхней части конструкции и учесть его в нагрузках на столбы.

Готовый навес должен быть очень жёстким и прочным, чтобы справляться не только с собственной массой, но и снеговыми и ветровыми нагрузками, характерными для региона застройки. Расчёты можно делать в любой программе или вручную по формулам.

В первую очередь в проекте необходимо учесть все вводные данные:

Тип (форма) крыши. От этого параметра будет зависеть конфигурация ферм и поясов каркаса. Для навеса крышу чаще всего делают односкатной или арочной. В первом случае и строительство, и расчёты произвести проще всего. Форма крыши определяет и тип кровельного материала. Например, не подойдет профнастил на арочный навес с малым радиусом, так как он имеет ограничения на изгиб, зависящие от формы профиля и размера волны. В этом случае используют мягкую черепицу или поликарбонат.
Общие размеры конструкции и планировка участка. Эти данные помогут определить точки установки несущих опор конструкции и понять, с каким шагом будут установлены фермы. Длина пролётов покажет, насколько мощными и габаритными должны быть фермы.
Угол наклона и коэффициент скольжения кровельного материала. Эти показатели дают понять, как хорошо снег будет сходить с навеса. Для проведения таких расчётов также необходимы данные об экстремальных точках ската и их удалённости друг от друга. Посчитать всё это без программного обеспечения очень сложно.
Полные и полезные размеры частей кровельного материала, расстояние между точками установки крепежа. Это основные параметры, которые задают шаг поясов обрешётки (прогонов) в стропильной системе навеса.

Получив все исходные данные, можно начинать расчёты. Стартуют они с определения параметров прогонов, которые нужно проверить на прогиб. Для этого находят равномерно распределённую, линейную нагрузку (на прогон будут действовать собственная масса, вес снега и профлиста или любого другого кровельного материала).

Чтобы нагрузку на квадратный метр перевести в линейную, нужно умножить её величину на ширину грузовой площади. Ширина грузовой площади рассчитывается по расстоянию между прогонами.

Как видно из чертежа, наименьшая ширина нагрузки у крайних балок П1 и П5. Это значение равно расстоянию между прогонами, разделённому на 2. Срединные прогоны, если расстояние между ними строго одинаковое, будут нести в два раза большую грузовую площадь.

По схеме это значение определяется как А2+Б2 и так далее. Чтобы не утруждать себя дополнительными расчётами, нужно разбить пролёт на одинаковые отрезки. Для профнастила оптимальный шаг поясов составляет 0,5 м. Поэтому можно взять это значение как ширину грузовой площади и для крайних поясов, так как их делают из того же материала.

Пример расчёта

Для примера возьмём профлист, средняя нагрузка от которого на квадрат составляет 5,4 кг. Умножаем это значение на 0,5, и получаем 2,7 кг/м. Далее нужно полученное число умножить на коэффициент безопасности нагрузки 1,05. В цифрах — 2.7*1,05=2,835 кг/м.

Аналогично вычисляем линейную нагрузку от снега (это значение зависит от региона): 50*0,5*1,4=35 кг/м. Коэффициент безопасности по нагрузке от снега составляет 1,4.

Далее складываем нагрузки и получаем общую линейную нагрузку на каждый метр прогона: 2,835+35=37,835кг/м.

Теперь идём в любой из калькуляторов, подходящих по функционалу и вычисляем прочность прогона. Программа будет учитывать вес самого прогона и выдаст варианты изделий по ГОСТу, способных нести соответствующие нагрузки.

В калькуляторе указывается длина элемента, которая задаётся запланированным расстоянием между стропилами (фермами).

В таблице Д.1 документа СП20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» указан способ определения максимального прогиба в зависимости от его длины.

Предположим, расстояние между несущими фермами составляет 2 500 мм. Это значение нужно разделить на 150. Получаем 16,66 мм – это максимально допустимый прогиб для прогона такой длины.

Забив все значения в калькулятор, где уже определён тип трубы, получаем фактический прогиб прогона. Сопоставив его с эталонным, определяем, справится ли элемент с нагрузкой. Если прогиб превышен, ставим более прочные трубы и повторяем расчёты.

Далее по аналогии рассчитываем нагрузку на сами фермы, добавив в расчёты их собственную массу.

При расчётах в калькуляторах обязательно указывается тип соединений, так как от них во многом зависит прочность конструкции.

Завершается расчёт определением параметров стоек. За основу берётся стойка, расположенная ближе всего к центру нагрузки.

При расчёте используется значение площади нагрузки, так как опора представляет собой точку, на которую оказывается давление со всех сторон, и нет линейного распределения давящих сил.

Получаем площадь нагрузки, перемножив между собой перпендикулярные оси нагрузки, разделённые на 2. Полученное значение будет в кг/м 2 .

Далее площадь нужно поочерёдно умножить на массу (на м 2 ) профлиста, снега, прогонов и ферм. Полученные значения умножаются на коэффициенты безопасности, а затем складываются. Результат нужно перевести в килоньютоны, умножив на 10 и разделив на 1000.

Все полученные значения и планируемая высота стоек вносятся в калькулятор, который выдаёт параметры профтрубы.

Узнайте из видео: как подобрать профтрубу для навеса.

Заключение

Даже если стенки собранного навеса не будут обшиваться отделочными материалами, свободно стоящему каркасу необходимо задать пространственную прочность. Для этого добавляются укосы из той же трубы, что была использована для стоек.

Также по углам навеса можно использовать декоративные кованые элементы или фермы. При работе с металлом лучше использовать сварные соединения, так как они более надёжные.

Если нет уверенности в правильности расчётов, нужно сделать небольшой запас прочности, увеличить поправочный коэффициент безопасности, чтобы навес гарантировано служил долго и не мог разрушиться под воздействием незапланированных тяжестей.

Читайте также: