Как производить расчет навесов

Расчет материалов для навеса

После того как ваш дом будет построен, необходимо переходить к новому этапу — внешней и внутренней отделке помещения. Это необходимо не только для того, чтобы украсить фасад или интерьер с помощью разнообразных декоративных материалов, но и чтобы защитить строение от всевозможных неблагоприятных воздействий. Это касается защиты от ветров, от чрезмерных осадков, от излишней влажности и солнечного воздействия. Помимо того, что отделка и декоративные детали способны защитить внутреннее помещение и некоторые внешние его элементы, они позволяют еще и защищать человека от тех же воздействий. Одним из таких элементов является навес, который возводится над входом в дом для того, чтобы предупредить выпадение осадков на дорожку, ведущую к дому.

Схема узловых соединений навеса.

Данные конструкции достаточно легко монтировать своими руками, особенно из деревянных материалов. Прежде всего, чтобы полное сооружение (и козырьки, и стропила, и обрешетка) оказалось прочным и долговечным, а также красивым и аккуратным, необходимо заранее произвести расчет конструкции навеса. Как известно, деревянный навес остается достаточно популярным элементом как среди владельцев небольших дачных домиков, так и среди тех, в чьем распоряжении находится особняк или коттедж.

Как провести расчет навеса?

Итак, навес является потрясающим способом защитить дом и его обитателей от солнца, дождя, града, снега, сосулек и многого другого. Помимо этого, навес оказывается замечательным средством для того, чтобы соорудить самое оригинальное здание. Он помогает подчеркнуть особый стиль вашего жилища, а также придать ему индивидуальность.

Какие конструкции навесов можно соорудить самостоятельно?

Существует большое количество разновидностей навесов. Они отличаются размерами, формой и материалом, из которого сооружаются. Согласно второму принципу, навесы бывают:

Наиболее надежным и потому популярным материалом для обшивки навеса является металл. Обычно для навеса выбирают тот же материал, что применяется для покрытия крыши. Для этого подойдет либо нержавеющая сталь, либо металлический профиль. Это недорого и практично. К монтажу деревянного навеса прибегают тогда, когда необходимо данным способом подчеркнуть стиль домика. Ведь если на фоне деревянного дома будет сооружен навес из поликарбоната или из металла, то смотреться это будет по меньшей мере смешно.

Кроме данной классификации, навесы разделяются еще и по тому, где они используются. Здесь можно выделить дачные навесы, садовые, летние, автомобильные, навесы для входа. На первый взгляд кажется, что разницы между ними нет никакой. Однако навес для авто никак нельзя использовать для декоративного покрытия. Но в то же время летний навес может использоваться и в качестве автомобильного, и садового навеса.

Согласно распределению навесов по способу и материалу для обшивки выделяются следующие их виды:

• сотовые или монолитные поликарбонатные перекрытия;
• стеклянные;
• металлические;
• навес из профнастила;
• навес из мягких кровельных материалов.

В зависимости от сферы использования навесов, выбирается и их кровельный материал.

Так, стеклянный навес станет отличным вариантом для того, чтобы украсить придомовую территорию и оформить данным способом клумбу.

Кровля из металла используется в большинстве случаев для автомобильных навесов, для защиты входа в дом. Что же касается пластикового навеса, то здесь обычно используется поликарбонат. Ему вы сможете по вашему желанию придать абсолютно любую форму. По сравнению с металлическим, пластиковый навес несколько тяжелее, поэтому для него нужно будет соорудить более крепкий каркас.

Расчет навеса из дерева

Независимо от того, какой навес планируется возвести и какие материалы вы выбрали для кровли, навес должен держаться на опорах. В этом качестве используются столбы: либо металлические, либо деревянные. А их количество зависит уже от вида навеса. Так, вам может потребоваться и 2, и 3 и даже 10 столбов. Их необходимо вкапывать в землю на глубину не менее 1/3 от той высоты, что останется на поверхности земли, затем бетонировать. Далее на данные несущие конструкции необходимо установить каркас для крыши, который и будет обшит тем или иным материалом.

Для того чтобы соорудить данную конструкцию длиной 320, а шириной 250 см, вам потребуется:

• брус (25*20 см);
• 8 стоек сечением 5*10 см;
• 2 деревянные доски длиной не менее 120 см;
• гвозди;
• шурупы;
• молоток.

Сбор конструкции навеса своими руками

Для того чтобы установить опорные столбы, необходимо выкопать под них углубления. Как уже было сказано, они закапываются на 1/3 от той длины, что будет на поверхности. Поэтому, если ваш навес должен быть равен в высоту примерно 200-250 см, то ямки будут выкопаны не менее чем на 70 см. После этого, обработанные бруски можно погружать в эти углубления. Их необходимо временно чем-то закрепить перпендикулярно к поверхности земли. Иначе ваш навес получится кривым. Измерить вертикальность можно с помощью отвеса. Далее необходимо забетонировать эти столбы. Для этого вам понадобится:

Из 1 части воды и такого же количества песка, добавленных к ним 3 частей щебня и песка необходимо заместить раствор, который сразу же заливается в лунку. Такой раствор сохнет примерно 1 сутки, поэтому до завтрашнего дня вам ничего на этом месте делать не придется. После этого можно закреплять стропила и переходить к обшивке сделанного каркаса досками. Для этого нужны 4 доски, которые пойдут на обе стороны навеса в верхней его части, и еще 3 доски, прикрепленные к коньку стропил. Если вы выполните все действия в соответствии с данными расчетами, каркас окажется максимально твердым.

В точности заготовки всех составляющих деталей и заключается успех данного мероприятия, в результате которого должен получиться надежный и прочный навес. Что касается козырька, то доски к нему могут быть прибиты вплотную или же через некоторое расстояние между собой. В дальнейшем вы сможете нанести на данную обрешетку какие-то другие материалы (железо, мягкую кровлю и тому подобное). Обязательно нужно помнить о том, что недопустимо проводить крепление навеса (обшивки) до того, как сама конструкция каркаса будет прочно закреплена. Иначе это может привести как минимум к тому, что какая-то деталь конструкция будет сдвинута, и как максимум к тому, что строитель (возможно, это будете вы) получит повреждения из-за шаткости конструкции.

Схема соединения элементов деревянного навеса.

Именно поэтому расчет всей конструкции навеса производится заранее до заготовки всех материалов. Если же производится монтаж не деревянного, а металлического навеса, то в потребуются более прочные материалы, и, соответственно, иные инструменты. Для того чтобы соединить эти детали, часто прибегают к услугам профессионального сварщика. Именно данным способом осуществляется и монтаж каркаса, и самого металлического навеса. Так можно осуществить все необходимые мероприятия по сборке конструкции навеса прямо на верстаке. Главное — не ошибиться в расчетах и все сделать так, чтобы врытый в землю навес идеально подошел и к дому, и к окружающим его элементам.

Нагрузка на покрытие от ветра и снега

Перед тем как смонтировать навес, необходимо проводить расчеты не только относительно размеров финального навеса, они должны учитывать еще и нагрузки на конструкцию. В основном эти нагрузки касаются климатических условий: снега, ветра и других осадков. Все значение нагрузки на покрытие (на горизонтальные перекрытия) рассчитывается по формуле

Здесь S_g — показатель веса снега на каждый квадратный м (его значение в разных регионах варьируется от 0,8 до 5,6), ή — коэффициент перехода от нагрузки снега на землю к нагрузке на покрытие (от 3 до 20%). В соответствии с данными показателями, в средней полосе нашей страны предпочтительным является использование металлических опор.

Так, если вес 4 кг будет давить на покрытие 1 м², а коэффициент перехода нагрузки от снега на землю к нагрузке на сам навес — 15%, то общая нагрузка на горизонтальное перекрытие будет равна 60, что соответствует железобетонным или металлическим опорам.

Для того чтобы определиться, какое покрытие использовать для навеса, необходимо рассчитать и учесть еще и ветровые нагрузки. Для этого вам потребуются такие показатели, как:

Схемы монтажа навесов.

• нормативное значение давления ветра (w₀ ), которые варьируются по значениям от 17 до 85;
• коэффициент, устанавливающий то, как изменяется в зависимости от высоты давление воздуха (k). В зависимости от особенностей местности он изменяется от 0,4 до 2,75;
• и последняя составляющая — аэродинамический коэффициент (с), который равен -2.

Формула расчета ветровой нагрузки на навес представляет собой следующее:

Что же касается горной местности, то здесь следует рассчитать w₀ по отдельной формуле:

где v₀ — скорость ветра в м/с. Согласно этим показателям, наиболее подходящим материалом для покрытия навеса в горной местности является металлический профиль. Что же касается навесов в других климатических зонах, то рекомендуются съемные, временные покрытия для них. Особенно в тех случаях, когда покрытие обустраивается на даче, сезонно.

Источник статьи: http://otente.ru/naves/raschet-konstrukcii-navesa.html

3D Расчет навеса

Инструкция для онлайн калькулятора расчета односкатного навеса

Чтобы рассчитать козырек над входом (арочный навес) или плоский навес, необходимые размеры укажите в миллиметрах:

X – ширина козырька – это расстояние между его крайними точками по фасаду. Для защиты от осадков ширину козырька необходимо выбирать немного больше размера входной двери. Если есть возможность, следует делать козырек на всю ширину крыльца с запасом по 500 мм с каждой стороны. Однако следует помнить, чем больше поверхность навеса, тем больше зимой на ней будет снега, а значит, конструкция должна быть надежной. Выбирая ширину козырька необходимо учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

Y – высота козырька (имеется ввиду значение высоты сегмента полукруглого козырька, а не уровень установки относительно порога дома), чем больше этот параметр, тем больше расход материала для накрытия.

Z – длина козырька – расстояние от фасада может быть разным, в зависимости от Ваших пожеланий и архитектуры дома. Минимальное значение длины для защиты от осадков составляет 700 мм. Можно ориентироваться на размеры крыльца с небольшим запасом. Обратите внимание, если длина навеса превышает 2000 мм, то под свободный край необходимо ставить дополнительные опоры.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Результаты расчета и их использование:

Ширина материала козырька – позволяет определить ширину необходимого покровного материала для накрытия полукруглого козырька или навеса. С помощью функции расчета этого параметра можно подобрать оптимальные размеры козырька для максимального использования материала заводских размеров. Зная площадь козырька, Вы сможете приобрести ровно столько материала для накрытия конструкции сколько нужно и не переплачивать за излишки. Обратите внимание, что калькулятор подсчитывает параметры только кровельного материала для козырька и не рассчитывает чего и сколько нужно для изготовления каркаса и его крепления (металлопрофиль, доска, бетон, метизы).

X – ширина козырька – это расстояние между его крайними точками по фасаду. Для защиты от осадков ширину козырька необходимо выбирать немного больше размера входной двери. Если есть возможность, следует делать козырек на всю ширину крыльца с запасом по 500 мм с каждой стороны. Однако следует помнить, чем больше поверхность навеса, тем больше зимой на ней будет снега, а значит, конструкция должна быть надежной. Выбирая ширину козырька необходимо учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

Y – высота козырька (имеется ввиду значение высоты сегмента полукруглого козырька, а не уровень установки относительно порога дома), чем больше этот параметр, тем больше расход материала для накрытия.

Z – длина козырька – расстояние от фасада может быть разным, в зависимости от Ваших пожеланий и архитектуры дома. Минимальное значение длины для защиты от осадков составляет 700 мм. Можно ориентироваться на размеры крыльца с небольшим запасом. Обратите внимание, если длина навеса превышает 2000 мм, то под свободный край необходимо ставить дополнительные опоры.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать», чтобы получить расчеты и чертежи навеса.

Результаты расчета и их использование:

Ширина материала козырька – позволяет определить ширину необходимого покровного материала для накрытия полукруглого козырька или навеса. С помощью функции расчета этого параметра можно подобрать оптимальные размеры козырька для максимального использования материала заводских размеров. Рассчитав площадь козырька, Вы сможете приобрести ровно столько материала для арки навеса, сколько нужно и не переплачивать за излишки. Обратите внимание, что калькулятор подсчитывает параметры только кровельного материала для дуги навеса и не рассчитывает чего и сколько нужно для изготовления каркаса и его крепления (металлопрофиль, доска, бетон, метизы). При желании можно указать высоту равную маленькому числу, что позволит рассчитать плоский навес.

Источник статьи: http://perpendicular.pro/calc/kalkuljator-po-raschetu-razmera-kozyrka-nad-vhodom

Проект и расчет навеса для автомобиля

Прежде чем приступать к созданию навеса своими руками, необходимо сделать чертеж и рассчитать все элементы и узлы крепления, это позволит возвести надежное сооружение при минимальных финансовых и трудовых затратах. Чертеж и проект навеса из металлических конструкций поможет в решении целого ряда вопросов, начиная от номенклатуры и количества закупаемых стройматериалов и заканчивая экстерьером здания и общим дизайном участка.

В статье будет предоставлен список требований к сооружению, примеры расчетов наиболее распространенных конструкций и общие рекомендации по проектированию навеса для автомобиля своими руками, чертежи и схемы.

Что должен содержать проект навеса

• Расчет прочности несущих конструкций – опор и ферм;
• Расчет парусности крыши (сопротивление ветровой нагрузке);
• Расчет снеговой нагрузки на кровлю;
• Эскизы и общие чертежи навеса;
• Чертежи основных конструкционных элементов с указаниями габаритных размеров;
• Проектно-сметная документация, включающая расчет количества строительных материалов каждого вида и их стоимости. В зависимости от опытности разработчика могут учитываться нормы на расход (обрезки при монтаже) или просто добавляется 10-15% к метражу металлопроката.

Навес к дому – проекты, фото конструкций выполняющих различные функции

Общие требования к навесу для автомобиля

Сооружения, которые возводятся для защиты автомобиля, должны следующим отвечать эксплуатационным и техническим требованиям:

• Размеры навеса по чертежу должны быть достаточными для свободного размещения авто;
• Форма навеса, обеспечивающая защиту от попадания влаги, по возможности в расчетах учитывается преобладающий ветер;
• Конструкция предохраняет от воздействия прямых солнечных лучей на протяжении всего светового дня;
• Беспрепятственный, достаточной ширины подъезд к навесу, по возможности без поворотов на всем пути следования;
• К машине должен быть обеспечен свободный доступ со всех сторон;
• Достаточная простота чертежа, несущих конструкций и каркаса для навеса из профильной трубы или другого материала;
• Гармоничное сочетание с домом и сооружениями на приусадебном участке;
• Минимизация затрат на приобретение стройматериалов и проведение монтажных работ.

Наиболее простой для устройства односкатный навес из металлопрофиля своими руками, чертеж с основными размерами

Разновидности форм навесов и их эксплуатационные особенности и чертежи

Основной пространственной конструкцией навеса, в соответствии с чертежом, является стропильная ферма. Расчет ее формы, толщины и сечения металла, а так же чертеж размещения откосов вызывает наибольшие сложности.

Главными конструкционными элементами фермы для навеса являются верхний и нижний пояс, которые образуют пространственный контур. Материалами для сборки могут служить прокатные или сварные двутавры, уголки, швеллера или профтрубы квадратного и круглого сечения. Сборка фермы для навеса своими руками может производиться по следующим формам:

1. Параллельные пояса. Уклон готового навеса в соответствии с чертежом не превышает 1,5%, подходят для плоских кровель с рулонным покрытием. Соотношение высоты и длинны от 1/6 до 1/8. Каркас такого типа имеет несколько преимуществ:

• Все стержни поясов для пространственной решетки имеют одинаковую длину;
• Минимальное количество соединительных узлов;
• Простой расчет сопряжения конструкций.

Создание беседки – навеса из поликарбоната своими руками, чертеж, фото готового сооружения

1. Трапециевидные (односкатные). Угол уклона по чертежу составляет от 6-15 0 . соотношение высоты и длины в центре изделия 1/6. Обладает повышенной жесткостью рамы
2. Полигональные – используются исключительно для удлиненных пролетов на 10 м и более, их применение для небольших навесов нерационально в связи с неоправданным усложнением чертежа и самого изделия. Исключения могут составлять навесы с изогнутыми (дуговыми) фермами заводского изготовления.

Устройство консольного, полигонального навеса из металлопрофиля своими руками, чертеж

1. Треугольные. Применяются при увеличенных снеговых нагрузках, уклон двускатного навеса составляет 22-30 0 . Основным конструктивным недостатком является сложность чертежа и выполнения острого узла в основании изделия, а так же слишком длинные стержни в центре. Соотношение высоты с шириной в небольших фермах для навеса из поликарбоната, по чертежу не превышает 1/4, 1/5.

Монтаж треугольного навеса из профнастила своими руками, чертеж конструкции с указанием основных размеров

1. Арочные балки. Наиболее эргономичный вид фермы. Ее особенностью является возможность минимизировать изгибающие моменты в поперечных сечениях конструкции. При этом материал арки подвергается воздействиям на сжатие. То есть чертеж и расчеты фермы для навеса, расчет конструкции навеса допускается производить по упрощенной схеме, при которой нагрузка от кровельного покрытия, крепежной обрешетки и снега будет приниматься, как равномерно распределенная по всей площади.

Пример расчета навеса для автомобиля

При проектировании навеса и создании его чертежа необходимо рассчитать:

1. Горизонтальные и вертикальные опорные реакции фермы, определить действующие напряжения в поперечных направлениях и на основании полученных данных осуществить подбор величины сечения несущего профиля;
2. Снеговые и ветровые нагрузки на кровельное покрытие;
3. Величину сечения внецентренно сжатой колонны.

Расчет арочной фермы

Для примера принимаем расстояние между опорами 6м, а высота арки 1,3 м. На перекрытие навеса действуют поперечные и продольные силы, которые формируют касательные и нормальные напряжения. Расчет сечения профильной трубы использующейся в конструкции производим по формуле:

σ_пр = (σ 2 +4τ 2 ) 0.5 ≥ R/2, где

R – прочность стали марки С235 — 2350 кгс/см 2 ;

σ – нормальное напряжение, рассчитывающееся по формуле:

F – искомая площадь поперечного сечения трубы.

N – сосредоточенная нагрузка на замок арки (принимаем 914,82 кгс из таблицы нагрузок строительных конструкций «Справочником проектировщика» под ред. А.А. Уманского).

τ – касательное напряжение, которое рассчитывается по формуле:

τ = QS отс /b×I, где

I – момент инерции;

b – ширина сечения (принимается равной по всей рассчитываемой высоте);

QS отс – статический момент, который определяется по формуле:

Используя метод аппроксимации (последовательного подбора показателей из имеющегося массива данных), выбираем сечения из сортамента стройматериалов имеющихся у реализаторов металлопроката. Используем наиболее ходовой профиль – металлическую трубу квадратного сечения 30х30х3,5 мм. Следовательно, поперечное сечение равняется F = 3.5 см 2 . А момент инерции I = 3.98 см 4 . ∑у_i – показатель рассчитываемой отсекаемой части (чем больше данных показателей в различных точках конструкции рассчитывается, тем точные получаемые показатели прочности всего изделия) для упрощения принимаем коэффициент 0,5 (вычисления производятся для средины арки – места наибольшего сопряжения нагрузок).

Подставляем данные в формулу:

S отс = 0,5х3,5=1,75см 3 ;

Первичная формула после подстановки будет иметь следующий вид:

σ_пр = ((914.82/3.5) 2 + 4(919.1·1.854/((0.35 + 0.35)3.98) 2 )0.5 = 1250.96 кг/см 2

Следовательно, выбранного сечения трубы квадратного профиля 30х30х3,5 мм из стали марки С235, вполне достаточно для устройства 6 м арочной фермы покрытой поликарбонатом, профнастилом, металочерепицей или металооприфилем.

Расчет колонн

Расчет производится согласно СНиП II-23-81 (1990). Согласно методики расчета металлических колонн, при устройстве навеса для машины своими руками, чертежи должны учитывать, что приложить сосредоточенную нагрузку точно к центру поперечного сечения фактически невозможно. Поэтому формула определения площади опоры будет иметь следующий вид:

F – искомая площадь сечения;

φ – коэффициент продольного изгиба;

N – сосредоточенная нагрузка прилагаемая к центру тяжести опоры;

R_у – расчетное сопротивление материала, определяется по справочникам.

φ — зависит от материала (марки стали) и гибкости конструкции – λ, определяющееся по формуле:

l_ef – расчетная длина колоны, зависящая от способа закрепления концов, определяется по формуле:

l – реальная длина колонны (3м);

μ – коэффициент из СНиП II-23-81 (1990), учитывающий способ закрепления.

Коэффициент закрепления колонны согласно, чертежа навеса из профильной трубы

Подставляем данные в формулу:

F = 3000/(0,599·2050) = 2,44 см², округляем до 2,5 см².

В таблице сортамента профильных изделий ищем значение радиуса инерции больше полученного. Необходимым показателям соответствует стальная труба с поперечным сечением 70×70 мм и толщиной стенки 2 мм, которая имеет радиус инерции 2,76.

Снеговые и ветровые нагрузки на кровельное покрытие

Усредненные данные ветровой и снеговой нагрузки по регионам берутся из СНиПа «Нагрузки и воздействия». Возьмем для примера максимальное значение для Москвы и Московской области, оно составляет 23кг/м 2 . Однако это ветровая нагрузка на сооружение, которое имеет стены. В нашем случае несущими конструкциями выступают колонны, следовательно, коэффициент положительного ветрового давления на внутреннюю поверхность крыши будет составлять 0,34. При этом, показатель, учитывающий изменения ветровой нагрузки по высоте здания для навесов 3 м составляет 0,75. Подставляя данные в формулу, получим:

W_m = 23·0.75·0.34 = 5.9 кг/м 2 .

Максимальная снеговая нагрузка для того же региона составляет Sg = 180 кг/м 2 , но для арки необходимо рассчитывать распределенную нагрузку по формуле:

μ – значение коэффициента перехода, которое принимается отдельно для центра арки и крайних опор.

Расчет снеговой нагрузки при создании навеса из поликарбоната своими руками, чертежи направления воздействия давления в двух позициях

Значение коэффициента µ для центра арки, согласно чертежу, равно µ₁ = cos1.8·0 = 1, а для крайних опор µ₂ = 2.4sin1.4·50 = 2,255. Подставляя рассчитанные данные в формулу получаем совокупную нагрузку на кровельное покрытие:

q = 180·2.255·cos 2 50 о + 5.9 = 189.64 кг/м 2 = 1,8964 кг/см 2 .

Согласно полученных данных толщина кровельного материала вычисляется по формуле:

I_тр = ql 4 /(185Ef), где

l – длина пролета;

Е – модуль упругости при изгибе (для поликарбоната он составляет 22500 кгс/см 2 );

f – коэффициент прогиба при максимальной нагрузке (согласно данным производителей поликарбоната составляет 2 см);

Подставив данные в формулу, получим допустимое значение инерции:

I_тр = ql 4 /(185Ef) = 1.8964·63 4 /(185·22500·2) = 3,59 см 4

При этом, из данных производителей поликарбоната показатель момента инерции для сотового поликарбоната шириной 1м и толщиной 0,8 мм составляет 1,36 см 4 , а для толщины 16 мм 9,6 см 4 . Методом корреляции определяем необходимое значение 3,41см 4 для сотового поликарбоната толщиной 12 мм.

Методика расчета справедлива для любого листового кровельного материала: профлиста, металлочерепицы, шифера и т.п. Но при этом следует учитывать крайне ограниченный сортамент указанных изделий.

Подводя итоги

Производить указанные расчеты и создавать чертеж вручную имеет смысл, если возводимый навес должен соответствовать уникальным условиям эксплуатации и оригинальной планировке. Для проверки элементов типовых металлоконструкций на соответствие и создания чертежей конструкций существует множество программ: Astra WMs(p), SCAD Offise 11, ArkaW, GeomW и многие другие или онлайн калькуляторы. Правила работы с таким ПО достаточно подробно описывают различные видео инструкции, к примеру, расчет и чертежи арки в SCAD:

Источник статьи: http://setroom.ru/stroitelstvo/proekt-i-podrobnyj-raschet-navesa-dlya-avtomobilya-chertezhi-i-foto-konstrukcij.html