Как рассчитать каркас навеса для поликарбоната

Расчет навеса из поликарбоната. Как рассчитать ферму для навеса

Поликарбонат – идеальный материал для строительства навесов. Он позволяет получить легкое сооружение с прозрачной кровлей, через которую проникает солнечный свет. Как правило, каркас выполняют из профилированных труб. Чтобы все сооружение было долговечным, необходимо правильно произвести расчет навеса из поликарбоната.

Из чего состоит каркас

Перед началом расчета навеса необходимо четко понимать, из каких элементов он состоит. А их всего несколько.

Стойки, как уже понятно из названия, являются теми элементами, на которых лежит весь навес. Как правило, это профилированная труба высотой 2,2-2,8 метра. Высота ее зависит от способа крепления. Если она крепится анкерами к закладной, забетонированной в земле, то высота ее берется 2,2 метра. В случаях если стойка забетонирована или закопана, то высота берется 2,8 метра.

Для укрепления навеса служат арки и фермы. Последних чаще всего устанавливают две. А вот точное количество арок подскажет только проведенный расчет навеса. Данное значение зависит от габаритов сооружения.

Ферма – элемент конструкции, соединяющий опорные столбы и лаги.

Листы поликарбоната крепятся к элементам конструкции, которые называются направляющими. Для этого используются термошайбы. Их расположение и частота шага зависят от расстояния между несущими опорами и вида поликарбоната (его толщины).

Этапы монтажа навеса

Для того чтобы правильно провести расчет навеса из профильной трубы, нелишним будет понимание всего процесса в целом. Состоит он из нескольких этапов. На закрепленные стойки крепятся арки. При этом угол между ними должен быть точно девяносто градусов. Образующиеся в результате этого секции крепятся к закладным анкерами. К этим же опорам крепятся фермы. Угол между фермами и арками также прямой (то есть девяносто градусов). Заключительный этап изготовления каркаса – фиксация направляющих. Они крепятся к верхней части арок. На этом каркас готов. После его покраски можно закреплять поликарбонатные листы.

Ошибки строительства, которые следует учитывать при расчете

Строительство навесов зачастую выполняют с ошибками. Они затрагивают не только выбор типа конструкции, но и проведенный вследствие этого расчет металлического навеса.

Распространенная ошибка – выбор наклонного навеса. Зачастую делают сооружение на двух столбах и наклонненное в наветренную сторону. Это далеко не самый лучший вариант для постоянного пользования (к примеру, для стоянки автомобиля). Опасность поджидает в том случае, если ветер изменит направление. Навес в таком случае можно сравнить с крылом самолета. Между ним и землей образуется подъемная сила, которая с легкостью может снести навес. Даже если будет четыре столба, это не всегда спасет.

Наклонные навесы подходят для ситуаций, когда конструкция пристраивается к зданию. Свободно стоящие наклонные навесы необходимо делать с закруглениями. Причем выпуклую часть ориентируют «навстречу» ветру.

Виды навесов

В зависимости от опорных элементов выделяют несколько видов навесов:

• Стоящие отдельно. У них по всему периметру устанавливают вертикальные опоры.

• Балочно-опорные, которые по одной стороне крепятся к зданию. У них одна сторона держится за счет опорных столбов. Вторая же ложится на балку, прикрепленную к стене здания.

• Консольно-опорные. Отличаются от предыдущего вида тем, что здесь к стене крепятся кронштейны или закладные.

• Консольные, которые держатся полностью за счет закладных. Обычно это небольшие козырьки над дверью.

Расчет навеса каждого вида проводится по разным схемам.

Типы навесов

По своей конструкции навесные сооружения могут быть трех типов:

• Односкатные, у которых кровля наклонена в одну сторону.

• Двускатные с двумя направлениями ската.

• Арочные, у которых кровля выполнена в форме полукруга (дуги).

Сбор данных

Расчет навеса из профильной трубы необходимо начинать со сбора необходимой информации. Она должна включать в себя следующие данные:

• Характеристики материала.

• Назначение сооружения.

• Форма конструкции.

• Данные о ветровых и снеговых нагрузках (они представлены в специальных таблицах для каждого конкретного региона).

Расчет навеса проводится с учетом описанных выше сведений. Он включает формулы и вычисления. Разобраться в них не каждый сможет. Оптимальный вариант — воспользоваться специальными программами и калькуляторами. На сегодняшний день их предостаточно в сети Интернет.

Козырьки над входом консольные

Навесы консольного типа зависят от размеров крыльца. В соответствии с требованиями нормативных документов, площадка перед дверью должна быть больше ширины двери в полтора раза. Средняя ширина двери составляет 0,9 метра. Получается, что минимальный размер верхней площадки равен 1,35 м (0,9 х 1,5 = 1,35). Это значение приравнивается к рекомендуемой глубине навеса.

Что касается ширины козырька, то здесь все просто. Она делается на 0,6 метра больше, чем ширина двери. С каждой стороны козырек должен выступать по 0,3 метра.

Таким нехитрым способом рассчитываются навесы. Расчет конструкции при стандартных значениях приводит к следующему результату: глубина — 0,9-1,35 м, ширина — 1,4-1,8 м.

Консольно-опорные навесы над дверью

Данные виды козырьков устраиваются над всей площадкой с захватом ступенек. Расчет глубины навеса над площадкой рассчитывается аналогично предыдущему варианту. К нему добавляется часть, находящаяся над ступенями. Она напрямую зависит от их количества. Для каждой ступеньки добавляется порядка 0,25-0,32 м.

Ширина зависит от ширины лестницы, по обе стороны от которой добавляется по 0,3 метра. Если стандартная ширина ступеней перед дверью 0,8-1,2 метра, то получаем ширину навеса 1,1-1,5 метра.

Рассмотрим вариант с лестницей из трех ступеней и площадки стандартных размеров. Глубина будет составлять порядка 1,65-2,31 метра (0,9 + 3 х 0,25 или 1,35 + 3 х 0,32). Ширина при тех же условиях — 1,4-1,8 метра. Рассчитывается она так: 0,8 + 0,3 + 0,3 или 1,2 + 0,3 + 0,3. Два варианта расчетов рассматривают минимальное и максимальное значение стандартных параметров.

Односкатные навесы, примыкающие к зданию

Расчет односкатного навеса, который одной стороной прилегает к дому, проводится с минусом половины вертикальных опор. Еще один важный момент: стыки листов должны быть над профилем. Это значит, что между профилями должно сохраняться расстояние 1260, 2050 или 2100 миллиметров, соответствующее размеру листа поликарбоната. Средняя ширина навеса составляет три метра. При таком размере достаточно места даже для автомобиля. На поликарбонат на такой ширине будет прогибаться. Ему необходима стропильная система.

Для начала проводится расчет материала. Навес, пристроенный к дому, при таких размерах будет иметь шесть вертикальных стояков. Они все расположены будут по одной стороне. Если сооружение будет отдельно стоящим, то опор необходимо в два раза больше (то есть двенадцать, по шесть с каждой стороны). Для каждой стропильной ноги устанавливается опора.

Односкатный отдельно стоящий навес

Расчет отдельно стоящего сооружения должен учитывать нагрузку, которую несут осадки. Конструкция будет максимально жесткой, если она выполнена в форме треугольника.

Расчет навеса проводится с учетом условно принятых значений. При размере листа поликарбоната 2,1 х 0,6 м, ширину кровли принимают равной шести метрам, а длину – 10,6 метра. Наиболее оптимальный вариант: высота ската 2,4 метра и 11 стропильных секций. В такой ситуации потребуется шесть профилей (стандартной длиной по шесть метров). Можно вместо одиннадцати сделать всего два треугольника. Это позволит сократить количество израсходованных материалов. Данный вариант подходит для регионов со средним количеством осадков.

Расчет двухскатного навеса

Принцип расчет аналогичен односкатным сооружениям. Главное — добиться жесткости конструкции. И делается это за счет тех же треугольников. Их оптимальное количество рассчитывается следующим образом. Каждый погонный метр навеса делится вертикальным профилем. Получившийся прямоугольник делится на два треугольника.

Расчет арочных конструкций

Навесы арочного типа являются наиболее сложными сооружениями. Потребность в материале находится в прямой зависимости от выпуклости крыши. Это значит, что чем круче выпуклость, тем больше материалов придется потратить.

Сэкономить в данном случае можно только на стропильной системе. При рассмотренных ранее размерах навеса (10,6 х 6 метров) достаточно будет двух-трех систем (две по краям, одна посередине). Остальные «ноги» будут представлять собой дуги. Их концы соединять необязательно. Металлический профиль, который используется для изготовления фермы, достаточно прочен. Его будет достаточно для обеспечения необходимой жесткости. Главное, чтобы ферма прочно крепилась к стоякам.

Если с такими размерами делать арочный навес (к примеру, для автомобиля), то понадобятся следующие материалы:

— Шесть профилей, изогнутых в форме дуги, с длиной шесть метров. Концы трех из них соединяются перемычкой. Рекомендуется их также разделить на несколько треугольников для увеличения жесткости конструкции.

— Для каждой дуги необходимо по две опоры (под каждый край). То есть всего их нужно двенадцать (2 х 6).

— По краям, по столбам и вдоль кровли крепятся продольные балки. Всего их потребуется шесть.

Расчет основных элементов конструкции

Расчет сечения трубы для навеса зависит от высоты самой конструкции и количества столбиков. Если размер сооружения не превышает пяти метров, труба выбирается с сечением 6-8 сантиметров. При больших размерах количество стояков должно быть увеличено. Чтобы этого не делать, можно выбрать профиль с большим сечением. К примеру, 10 сантиметров.

Размер обрешетки будет зависеть от толщины поликарбоната и размера навеса. Если лист пластика имеет толщину один сантиметр, а навес имеет размеры 6 х 8 метров, то обрешетка будет собираться с шагом в один метр. Данные значения находятся в соответствии с нагрузками. Для этого существуют специальные таблицы, которые учитывают величину нагрузки и толщину поликарбоната. Пример данной таблицы можно посмотреть на фотографии ниже. Она разработана для поликарбоната с толщиной шесть, восемь, десять и шестнадцать миллиметров.

Расчет арочного навеса предполагает вычисление ферм и их количества. Именно размеры ферм определяют ширину всего навеса. Для их определения необходимо знать следующую информацию:

• Размеры фермы.

• Размер материала (поликарбоната).

• Сопротивление металла.

• Способ крепления элементов (сваркой, болтовой и так далее).

• Значение нагрузок (в соответствии с нормативными документами).

• Стальные конструкции по СНиП.

Размер навеса выбирают в соответствии с размером материалов. Если лист поликарбоната имеет шесть метров в длину, то его либо используют целиком, либо режут на две части. Конечно, порезать можно и на большее количество частей. Но это приведет к образованию отходов. Таким образом, крыша будет либо шестиметровой, либо трехметровой. Длина может выбираться любая, в зависимости от личных предпочтений.

Источник статьи: http://fb.ru/article/293550/raschet-navesa-iz-polikarbonata-kak-rasschitat-fermu-dlya-navesa

Строительные калькуляторы — ProstoBuild.ru

Расчет навеса

Здравствуйте, уважаемые читатели! В данной статье я решил использовать уже опубликованную ранее информацию и онлайн расчеты для расчета навеса из металлоконструкций.

Навес можно использовать для различных целей, но пусть это будет навес для автомобиля.

Итак, основная наша задача – это определиться в размере сечения наших несущих конструкций. На каждую конструкцию мы будем собирать нагрузки, и рассчитывать отдельно. Расчет будем вести сверху вниз, т.е. сразу прогоны, потом балки и стойки. Это делается для того, чтобы при расчете стоек мы уже знали вес вышележащих конструкций (балки и прогоны).

Прогон будем рассчитывать на прочность и прогиб

Для расчета прогонов нам надо будет знать линейную равномерно распределенную нагрузку на него и расчетную схему.

Прогон будет привариваться в месте укладки к балке, значит, это будет шарнирное соединение и расчетная схема соответственно «шарнир-шарнир».

На прогон будут действовать нагрузки от веса профлиста, собственного веса прогона и снеговой нагрузки.

На рисунке показана грузовая площадь рассчитываемого прогона.

Для того, чтобы нагрузку на квадратный метр перевести в линейную, нам надо будет умножить ее на ширину грузовой площади.
— линейная нормативная нагрузка от профлиста = 5,4 кг/м2 * 1,003 м = 5,42 кг/м

Для получения расчетной нагрузки – умножим нормативную на коэффициент безопасности по нагрузке (для металлических конструкций он равен 1,05).
— линейная расчетная нагрузка от профлиста = 5,42 кг/м * 1,05 = 5,69 кг/м

Дальше таким же способом находим расчетную линейную нагрузку от снега (коэффициент надежности по снеговой нагрузке 1,4):

Итоговое значение линейной нагрузки будет следующее:

Затем рассчитываем прогон на прочность, подбирая то или иное сечение с небольшим запасом (в онлайн расчет уже входит нагрузка от собственного веса конструкции).

В итоге расчета на прочность у нас получился швеллер № 5П по ГОСТ 8240-89.

Теперь рассчитаем данный прогон на прогиб. Заглянув в СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», видим, что максимальный прогиб для нашего 3-ех метрового прогона рассчитывается как l/150=3000/150=20 мм.

Значит делаем вывод — прогон из 5 швеллера устраивает нас как по прочности, так и по прогибу.

Балку будем рассчитывать ту, которая лежит на оси 2, потому что грузовая площадь, а, следовательно, и нагрузка у нее будет самая большая.

Опираться балка будет на накладку на конце стойки. Накладка приварена к стойке, а балка будет приварена к накладке. Значит опирание опять шарнирное и расчетная схема «шарнир-шарнир».

Нагрузки, которые будут действовать на балку:
— снеговая нагрузка = 50 кг/м2 * 3 м * 1.4 = 210 кг/м
— нагрузка от профлиста = 5,4 кг/м2 * 3 м * 1,05 = 17,01 кг/м
— нагрузка от веса прогонов (12 метров прогонов попадают в грузовую площадь, масса одного метра 8,59 кг) = 12 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 108,23кг.

Запишем эту нагрузку как линейно распределенную на 3 метра: 108,23 кг / 3 м = 36,08 кг/м.
— нагрузка от собственного веса балки (учитывается в онлайн расчете)

Итоговая нагрузка на балку будет:

Далее опять по нашему онлайн расчету на прочность подбираем сечение:

По расчету видим, что данная балка по прочности проходит с хорошим запасом. Теперь рассчитаем ее на прогиб (максимально допустимый прогиб для балки равной 3м опять же выходит 3000/150=20 мм).

Исходя из двух расчетов видно, что балка 10Б1 проходит с хорошим запасом. В целом сечение можно уменьшить, но в качестве примера оставим эту балку

Получился двутавр №10Б1 по СТО АСЧМ 20-93.

Со всех стоек рассчитывать мы будем самую неблагоприятную (самая высокая и самая нагруженная). Это будет стойка 2-Б. Ее высота составит 2700 мм, а грузовая площадь будет 3 м * 1,5 м = 4,5 м2.

На данную грузовую площадь будут действовать сосредоточенные расчетные нагрузки от:
— профлиста = 5,4 кг/м2 * 4,5 м2 * 1,05 = 25,52 кг
— массы прогонов = 6 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 54,12 кг (6 метров прогонов попадают в грузовую площадь)
— массы балки (ее можно рассчитать в Расчете массы металла, учитывая тот факт, что в грузовую площадь попадает 1,5 метра балки) = 11,92 кг * 1,05 = 12,52 кг

Итоговая нагрузка на стойку будет следующей:

Переведем в килоньютоны: 419,4 кг * 10 Н/кг /1000 = 4,194 кН.

Снизу стойка приварена к пластине, которая на 4 анкерах крепится к бетону, поэтому соединение будет шарнирное, и сверху, как мы уже выяснили, тоже шарнирное соединение с балкой. Значит, расчетная схема будет «шарнир-шарнир».

Далее на нашем Онлайн расчете стойки рассчитаем сечение стойки из профильной трубы, к примеру, 40х1.5:

Как видно на рисунке, принята профильная труба сечение 50х50 и толщиной стенки 2 мм.

Даже если наш каркас не будет обшиваться со всех сторон, а, следовательно, и не будет существенных ветровых нагрузок, то мы все равно должны позаботиться о пространственной жесткости навеса.

Для этого в обоих направлениях расставим связи из профильной трубы (такой же, как применялась для стоек). По осям А и Б будет крестовая связь, а по осям 1, 2 и 3 поставим горизонтальную связь, для нормального проезда автомобиля.

Если вам понравилась эта статья – пишите комментарии, делитесь ей с друзьями и мы обязательно напишем еще!

Источник статьи: http://prostobuild.ru/raschet/145-raschet-navesa.html