Прочность трубы для навеса

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Эти стандарты и конкретные требования к конструкции позволяют точно рассчитать ее параметры, в частности, угол склона кровли, вид профильных труб и ферм. Читайте также: «Как сделать навес из профильной трубы правильно — инструкция».

Можно рассмотреть обустройство конструкции на примере пристенного навеса размерами 4,7х9 м, опирающийся на наружные стойки спереди, а сзади прикрепленный к зданию. Подбирая угол наклона, лучше всего остановиться на 8-градусном показателе. Изучив стандарты, можно узнать уровень снеговой нагрузки в регионе. В данном примере односкатная крыша из профильной трубы будет подвергаться нагрузке, составляющей 84 кг/м2.

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.

Источник статьи: http://trubaspec.com/montazh-i-remont/predvaritelnyy-raschet-navesa-iz-profilnoy-truby-instruktsiya-po-izgotovleniyu-ferm.html

Навес из профильной трубы

Для любого двора частного дома строительство навеса из труб — это лишь вопрос времени. Рано или поздно, но хозяева самостоятельно придут к пониманию того, что нужно делать навес из профильной трубы своими руками. Нехитрая конструкция из профиля не только защитит от снега, дождя и солнечного света, но и значительно расширит жилое пространство дома. Но постройка из профилированных труб требует немалых затрат на приобретение материала, кроме того, немалый вес металла над головой может нести угрозу здоровью, поэтому строительство придется выполнять по всем правилам, на основании чертежей и расчетов.

Как сделать конструкцию навеса из профильной трубы

В самодеятельном строительстве навес из профильной трубы, если он не имеет фундамента, кровли и боковых стен из горючих материалов, можно спокойно оставить без оглядки на архитектурные и противопожарные ограничения. Единственное, что нужно будет сделать:

• Подобрать подходящий проект навеса из профильной трубы;
• Спланировать конструкцию на конкретной площадке;
• Выполнить проверочный расчет навеса из профильной трубы на устойчивость конструкции под весом снежной шапки максимальной толщины;
• Составить смету и последовательность выполнения операций.

Размер сечения профилированной трубы, из которой будет планироваться постройка навеса, напрямую зависит от размеров площадки, и в первую очередь от длины балки перекрытия между опорами. Чтобы определить количество и сортамент необходимого материала, потребуется, используя чертеж навеса из профильной трубы, составить деталировку, и только после этого планировать смету.

Конструкция и расчет навеса

Наиболее простым вариантом, доступным для изготовления своими руками, является односкатный навес из профильной трубы, изображенный на чертеже.

Расчета на прочность опор и горизонтальных прогонов проводить нет необходимости, так как вес постройки относительно небольшой, и прочности металла стоек более чем достаточно. К преимуществам приведенной конструкции можно отнести простоту и небольшой вес постройки из стального профиля. В основе устройства каркаса односкатной крыши применяется ферма из профильной трубы клиновидной формы. На крышу 5,45х5,45 м будет установлено три фермы, максимальной высотой в 120 мм. Ферма сделана из облегченного профиля 25х25 мм с пятью подкосами.

Данные оценочного расчёта и выбранных размеров конструктивных элементов показывают, что вес металлического каркаса крыши из трех ферм не превысит 200 кг, что для шести опор сечением 50х50 мм составляет менее 15% максимальной статической нагрузки. Расчет по массе и нагрузке на кровлю массы максимального снежного покрова дает увеличение распределенного давления на вертикальные опоры до 780 кг, что обеспечивает запас прочности конструкции в 1,3 единицы.

Более серьезной проблемой может быть наличие горизонтальной реакции, способной опрокинуть навес или придать конструкции небольшой наклон. Если навес строится с жестким защемлением профильной опоры в бетонном основании фундамента, то реакция при 27 о уклоне ската составит 30% от массы снега. Опора из профилированной трубы 50х50х3, длиной 2 м, способна выдержать боковую нагрузку почти в 150 кг, шесть опор обеспечат сопротивление усилию в 900 кг, что втрое превышает максимальное горизонтальное давление от снежной массы.

Даже если на горизонтальное сечение крыши будет добавлена ветровая нагрузка при скорости 20 м/с, а это составит 24 кг/м 2 клиновидной поверхности, то общее увеличение горизонтального усилия не превысит 144 кг, что значительно меньше горизонтальной реакции от давления снега, и на прочность опор практически не повлияет.

Конструкция большого навеса

Для обычного двора приведенного варианта навеса из профильных труб малого сечения вполне достаточно для того, чтобы укрыть автомобиль, или использовать его в качестве места отдыха на свежем воздухе. Но зачастую требуется сделать навес большего размера, например, такой, как приведен на чертеже. Конструкция 9х8 м из профильной трубы позволяет закрыть пространство, которого хватило бы для стоянки четырех легковых или двух грузовых автомобилей.

Несмотря на внешнюю схожесть с предыдущим проектом, вес нового навеса уже составляет более двух тонн, количество ферм из профильной трубы увеличено вдвое, кроме того, нижняя и верхняя кромка односкатного навеса из профильной трубы усилены с каждой стороны прямоугольной фермой, увеличивающей жесткость в продольном направлении. С увеличением размеров навеса возрастает сечение используемых в каркасе профилированных труб, увеличивается количество несущих ферм крыши.

В данном проекте односкатного навеса для вертикальных опор используется квадратная профильная труба 120х120 мм, для горизонтальных балок перекрытия профиль 80х80 мм. Для обустройства каркаса односкатной кровли применяется профильная труба 50х50 мм. Односкатную крышу образуют семь рамных ферм, длиной восемь метров. Такое устройство обеспечивает максимальную жесткость при небольшой массе. Шаг между подкосами фермы составляет 1740 мм, высота козырька 370 мм.

Расчет несущего каркаса из профильной трубы для навеса в данном случае выполнить вручную достаточно сложно, да и в этом нет особой необходимости. Размеры профильной трубы можно получить расчетом с помощью специализированной строительной программы, например, как на видео:

В данном проекте навеса все размерные цепи на чертежах прошли дополнительные расчеты и проверку на прочность и устойчивость, поэтому их можно просто использовать в качестве опорных или базовых при строительстве навеса из профильной трубы.

Какой из навесов более подойдет для использования в частном доме, зависит, прежде всего, от цели и финансовых возможностей хозяев. С помощью таких навесов можно накрыть дом или зону отдыха с бассейном и игровой площадкой. При этом часть козырька и ската односкатной крыши можно покрыть прозрачным поликарбонатом, а вторую часть ондулином или металлопрофилем.

Технология сборки навеса из профильной трубы

Процесс постройки навесов из профильной трубы обоих вариантов во многом схож, но есть и различия. В первом случае большую часть соединений можно сделать на болтах или шпильках, более мощные и тяжелые конструкции навесов необходимо собирать только с помощью сварки, в противном случае добиться требуемой жесткости конструкции из профильной трубы будет намного сложнее.

Процесс сборки навеса состоит из пяти этапов:

1. Подготовка фундамента под установку навеса из профилированных труб;
2. Изготовление ферм из заранее раскроенных по чертежу профилей;
3. Установка вертикальных опор, обвязка стоек горизонтальными балками перекрытия, установка прямоугольных ферм;
4. Монтаж клиновидных ферм и соединение их в один каркас;
5. Укладка кровельного материала и покраска профильных труб навеса защитной эмалью.

Применение сварки в защитной среде позволяет надежно соединить профилированную трубу 50х50 мм и 25х25 мм с минимальной толщиной стенки в 2 мм. Этот этап работы требует хорошего знания технологии соединения тонкостенных изделий. Если нет возможности использовать аргон или углекислоту, то лучше заменить сварку болтовым соединением, и после монтажа усилить стыки сварочными точками. Более толстую профильную трубу можно сварить, используя обычную электрическую сварку по схеме, показанной на видео:

Особенности подготовки и обустройства фундамента

Чем больше сечение профильной трубы, тем тяжелее и жестче получается конструкция односкатного навеса. Но в обоих проектах есть существенный недостаток – нижние части вертикальных стоек не обвязываются дополнительными горизонтальными перемычками из профиля. Поэтому жесткость нижнего яруса может быть обеспечена только за счет правильной привязки к основанию.

Для обустройства основания можно сделать малозаглубленный ленточный фундамент, еще лучше, если площадку под навесом заделывают монолитным бетоном в виде плиты. В обоих случаях бетонного массива фундамента будет достаточно, чтобы удержать навес без крена или перекоса под действием ветровых нагрузок.

Для навесов используется два типа заделки вертикальных стоек в фундамент.

В первом случае для каждой опоры выкапывается скважина на глубину в 60-70 см, в нее помещается кусок асбестоцементной трубы, диаметром в 200 мм, и оставшееся пространство между стенками скважины и трубой засыпается гравием с песком и проливается цементным молочком. Каждую вертикальную опору из профилированной трубы вставляют в подготовленное гнездо и заливают бетонным раствором. В течение 20-30 мин необходимо выровнять стойку по вертикали и подпереть двумя-тремя подкосами. После схватывания бетона оголовки стоек подрезают по одному уровню, и можно приступать к монтажу навеса из профилированной трубы.

Во втором случае для установки стоек используют специальные забетонированные опорные площадки из отрезка профильной трубы 100х100 мм, с приваренным на торце квадратом из листового металла. Для вертикальных опор навеса изготавливается ответная часть «пятки» с отверстиями под крепление анкерными шпильками. Такой способ крепления позволяет идеально точно выровнять опоры при сборке каркаса, и при необходимости подкорректировать их положение. Осталось только решить, как сварить навес из профильной трубы.

Последовательность сборки навеса из профильных труб

После того как были установлены вертикальные опоры, необходимо обвязать оголовки с помощью горизонтальных профилей. Первыми устанавливают короткие отрезки навеса, затем длинные. Прямоугольные фермы сваривают непосредственно на каркасе. Для этого первоначально приваривают горизонтальные отрезки профильной трубы, сначала выравнивают по водяному уровню, прихватывают сварочными точками или хомутом, и только после этого провариваются швы на каждом соединении.

Далее по чертежу вырезают из профильной трубы 50х50 мм отрезки для изготовления профиля. После подрезки углов подкосы прихватывают точками внутри фермы. Если после установки всех подкосов не появилось кривизны в горизонтальных прогонах, можно выполнять окончательную сварку всех элементов.

После этого выполняется подъем и установка крайних ферм крыши, чтобы не нарушить геометрию кровли, рамы временно усиливают с помощью деревянных брусов и планок, а на верхний и нижний свесы устанавливают горизонтальные продольные трубы.

После соединения сваркой всех узлов, оставшаяся часть ферм крепится на каркасе навеса.

Места и линии сварочных швов тщательно оббивают от шлака, зачищают и покрывают грунтовкой. Все металлические элементы навеса профильной трубы обязательно обрабатывают фосфатным антикоррозионным составом, грунтуют и окрашивают в два слоя алкидной эмалью для наружных работ.

Для кровли чаще всего используют сотовый поликарбонат или профнастил. Первый – очень удобный и красивый, второй дешевый и практичный.

Иногда, после укладки кровли, легкие варианты навеса под действием ветра могут раскачиваться и совершать незаметные глазу колебания в горизонтальном направлении. Чтобы увеличить поперечную жесткость каркаса, можно дополнительно наварить к навесу арочные подкосы между стойками и горизонтальными прогонами из профильной трубы. Такое решение позволит избавиться от малейших колебаний и, соответственно, сохранить целостность кровельного материала.

Заключение

Кроме односкатных конструкций, для навесов широко применяются арочные и двухскатные варианты кровли. Такие схемы имеет смысл устанавливать за пределами двора, на удалении от дома и хозпостроек, в местах, где существуют сильные порывы ветра. Технически постройка двухскатного навеса из профильной трубы ничем не отличается от односкатного варианта. Арочные варианты сложнее из-за того, что приходится заказывать изготовление дуговых сегментов ферм, кроме того, это значительно увеличивает цену постройки.

Источник статьи: http://2proraba.com/krysha/naves-iz-profilnoj-truby.html