Расчет крыши навес поликарбонат

Как рассчитать навес из поликарбоната?

Поликарбонат, на сегодняшний день, является более известным отделочным материалом для создания прозрачного или полупрозрачного покрытия. Этому есть вполне рациональные объяснения. Полученный с помощью полимерного синтеза, этот пластик имеет уникальные технические характеристики. Прочность, легкость и прозрачность сделали поликарбонат самым востребованным материалом для остекления крыш и фасадов зданий и сооружений, изготовления козырьков и навесов. О разновидностях конструкций и о том, как рассчитать навес из поликарбоната правильно, так, чтобы он простоял многие годы, радуя глаз, будет описано далее.

Назначение и виды навесов

Как во дворе дачи или частного дома, так и в центре мегаполиса, всегда найдется много мест, которые необходимо защитить от снега, дождя и разрушительного воздействия солнечного излучения. Отличным решением данного вопроса является строительство навесов — легких, недорогих, практичных и быстровозводимых сооружений открытого типа.

Наиболее часто навесы из поликарбоната устанавливаются для защиты от воздействия природных факторов, таких объектов:

• стоянки автомобиля;
• открытого бассейна;
• летнего душа;
• мангала или барбекю;
• детской игровой площадки;
• места отдыха;
• входных ворот и калиток;
• открытых площадок летних кафе;
• торговых точек.

Как правило, для возведения козырьков и навесов используется цветной сотовый пластик с низкой степенью светопроницаемости. Это делается для того, чтобы не допустить чрезмерного нагревания пространства под кровлей и создания комфортной теневой зоны.

В строительстве применяются различные варианты формы крыши из полимерного пластика. Выбор зависит от фантазии хозяина и дизайна окружающей обстановки.

По форме крыши различают следующие виды навесов:

1. Ровные прямые.
2. Наклонные прямые.
3. Наклонные вогнутые или выгнутые, односкатные и двускатные.
4. Куполообразные.
5. Арочные.
6. Пирамидальные.
7. Многогранные.
8. Волнообразные.

Простота монтажа и несложный расчет навеса из поликарбоната позволяют, даже на небольшой даче, строить эти сооружения самой фантастической формы и невероятной красоты.

Проектирование навеса

Расчет навеса из поликарбоната проводится с учетом нескольких факторов.

К ним относятся такие:

• предназначение навеса;
• место расположения будущей конструкции;
• дизайн окружающих построек;
• размер накрываемого объекта;
• максимальная сила ветра, зафиксированная в районе;
• средняя снеговая нагрузка в зимнее время;
• размеры и технические характеристики пластиковых панелей.

Полученные данные будут являться показателями для проектирования и составления чертежа.

В чертеже должны быть учтены такие параметры:

• ширина, длина и высота навеса;
• форма кровли;
• материал для изготовления опор и каркаса;
• размер и материал для площадки под навесом;
• количество комплектующих для крепления панелей на несущей конструкции.

Далее, о том, как рассчитать навес из поликарбоната и о каждом этапе проектирования.

Ширина, длина и высота навеса

Листы сотового поликарбоната выпускаются в едином стандарте, который составляет 2,1 м в ширину, 6 м или 12 м в длину и толщиной от 4 мм до 40 мм. Для навесов, как правило, используется плиты толщиной от 4 мм до 8 мм. Толщина 10 мм и 12 мм применяется в районах с экстремальными ветровыми и снеговыми нагрузками.

На заметку: Одной из задач каждого мастера является минимальное количество отходов при строительстве. Эта задача будет выполнима, если ширину и длину кровли адаптировать под размер пластиковых панелей.

Так, длину навеса можно сделать кратной ширине панели. Таким образом, длина сооружения может быть 2,1, 4,2, 6,3, 8,4 или 10,5 м. Ширину можно рассчитать кратной 2, 3, 4, 6 или 12 м.

Как можно убедиться, возможностей довольно много. При таком подходе, по окончании работ, из отходов останется только стружка от пиления и сверления пластика. Следует учесть, что кровля должна защищать находящийся под ней объект от попадания дождя при сильном ветре и лучей солнца в утреннее и вечернее время.

Высота навеса рассчитывается исходя из его целевого предназначения. Во всех случаях, ее не стоит делать меньше величины среднего мужского роста (180 см). Если сооружение устанавливается для машины, то над ее крышей должно быть пространство не менее 10 см для вентиляции.

Форма кровли

Выбор формы для навеса зависит от его предназначения, вкусов и финансовых возможностей владельца участка.

Прямая и фигурная односкатная и двускатная крыша является наиболее простой в изготовлении конструкции. Ее изготовление не требует много времени и серьезных финансовых вложений. Но, следует учесть, что изделия подобной формы имеют самые низкие показатели в плане устойчивости к ветровой и снеговой нагрузке.

Арки и купола отлично смотрятся над объектами любого типа. При планировании следует помнить о величине минимального радиуса изгиба. Определенная сложность возникает при изготовлении несущих арочных труб для размещения панелей.

Стальные арки можно купить в готовом виде, согнуть с помощью трубогибочного устройства или изготовить самостоятельно из профилированных труб. В последнем варианте болгаркой с одной стороны заготовки делаются V-образные пропилы, труба сгибается и подгоняется под шаблон.

Деревянные арки можно изготовить из нескольких слоев водостойкой фанеры или фрагментов, выпиленных из широких досок и прочно соединенных вместе.

Материал для изготовления опор и каркаса

В основном, для изготовления навесов применяется сталь и дерево.

При этом, для строительства различных составных частей применяются определенные стандарты. Их нужно учитывать, чтобы знать, как рассчитать навес из поликарбоната.

• стальная труба круглая — 100 мм;
• стальная труба профилированная — 80×80 мм;
• брус деревянный — 150×150 мм;
• бревно круглое — 150-200 мм.

• стальная труба профилированная — 80×40 мм;
• брус деревянный — 150×100 мм.

• стальная труба профилированная — 40×40 мм;
• брус деревянный — 100×50 мм.

В зависимости от площади кровли, ямы для опор делаются глубиной от 60 см до 100 см. Опоры можно закрепить непосредственно в земле, путем заливки их бетоном, а можно прикрепить к стальным закладным деталям. Опоры вкапываются каждые 105, 140 или 210 см, соразмерно ширине панелей. Частота их установки обуславливается условиями эксплуатации.

Продольные направляющие на обрешетке монтируются с шагом в 70 см, поперечные — на расстоянии от 40 см до 100 см, в зависимости от толщины плиты.

Размер и материал для площадки под навесом

Качество площадки играет значительную роль в том, чтобы навес полностью выполнял предназначенную ему задачу.

Она должна иметь:

• прочную, долговечную поверхность, которая выдержит большой вес, влажность и перепады температуры;
• небольшой уклон для схода талой и дождевой воды;
• небольшое (5-10 см) возвышение над окружающей местностью;
• защиту от прорастания травы.

Площадку можно изготовить из различных материалов.

• утрамбованный песок или мелкий гравий;
• деревянный помост из досок;
• тротуарная плитка;
• бетонная плита.

Поскольку на площадке может размещаться мебель, бытовая техника и мангал, то она должна быть максимально ровной, чтобы обеспечить людям комфортное и безопасное времяпрепровождение.

Комплектующие детали

Для монтажа навеса необходимо придерживаться технологии, установленной для данного процесса. Следует учитывать, что поликарбонат имеет свойство значительного температурного расширения. Поэтому, его крепление должно обеспечивать возможность движения отдельных панелей по несущей конструкции при изменении температуры.

Для этого используются:

• термошайбы (6-8 шт/м²);
• соединительные профили (1 шт/12-м панель);
• торцевые профили (2 шт/2,1 м длины);
• торцевая пленка (2 м/1 м длины).

Перед укладкой панелей на каркас необходимо обработать:

• стальные детали — противокоррозионным средством или акриловой краской;
• деревянные детали — противогрибковым составом и средством против пожара.

Правильно спроектированный навес легко и просто строить, он будет служить своим хозяевам на протяжении десятков лет.

Видео про установку навеса своими руками

Источник статьи: http://polikarbonatus.ru/navesy-i-kozyrki/kak-rasschitat-naves-iz-polikarbonata/

Как рассчитать навес из поликарбоната

На сегодня все более популярными становятся навесы из самого подходящего для этих целей материала – поликарбоната. Каркас можно собрать из деревянной доски или бруса, а в качестве кровельного материала использовать поликарбонатные листы. Осталось дело за малым – выполнить расчет, тем более что строительство любой навесной конструкции требует рассчитывать предполагаемую прочность постройки и планируемый расхода материалов.

Варианты конструкции навесов

Для постройки навесной конструкции во дворе частного дома чаще всего используют три схемы каркаса крыши:

• Арочную систему в виде изогнутых радиусом стальных балок или сварных ферм. Круглая крыша позволяет снизить до минимума воздействие таких неблагоприятных факторов, как сильный ветер и мощный снежный покров;
• Односкатные конструкции с ориентацией уклона по направлению от здания. Нередко такие навесы выполняют по комбинированной схеме, при которой балки перекрытия с одной стороны крепятся к стене дома, с другой стороны опираются на стальные или деревянные стойки – колонны;
• Плоские или односкатные навесы с углом наклона 5-7 о , что позволяет не учитывать наличие ската и, соответственно, рассчитать конструкцию по «плоской» схеме.

Рассчитать навес из деревянных клееных балок вручную намного сложнее, чем для стальных каркасов, сваренных из профилированной трубы. Кроме того, использование металла позволяет рассчитать конструкцию навеса максимально точно, без поправок на качество и неоднородность деревянных стройматериалов.

Что и как считать

Из всех перечисленных конструкций навесов наиболее устойчивой к внешним воздействиям является арочная система.

Устройство арки таково, что даже при очень сильных нагрузках от ветра и снега несущие элементы арочных ферм работают на сжатие. Относительное удлинение единичного силового элемента стальной фермы, за исключением самих арочных дуг, не превышает 10. Что это значит?

В этом случае запас прочности и устойчивости арочной фермы самой арки, даже при использовании самого распространенного профиля 50х50х2 мм или 25х50х2 мм, будет значительно больше, чем это требуется по условиям прогиба или предельного состояния. Для проверки можно рассчитать любой из популярных вариантов арочной крыши из поликарбоната с помощью специальной программы проектирования.

Кроме того, если посмотреть на эпюры нагрузки арки от ветра и снега и рассчитать влияние здания, то становится понятным, что для конструкций навесов из поликарбоната, расположенных в непосредственной близости к дому, ветровая нагрузка из-за «затенения» сводится к 4-5 кг/м 2 вместо определенных СНиПом реальных 25 кг/м 2 .

Распределение снежной массы по арочной крыше преимущественно сводится к нагрузке вертикальных стоек, поэтому нет смысла рассчитывать представленную арку на прогиб под давлением снега.

Если использовать односкатный или плоский вариант крыши, то нужно будет рассчитать несколько проверочных характеристик навеса из поликарбоната:

1. Прочность вертикальных опор на сжатие;
2. Устойчивость опорных стоек;
3. Рассчитать прочность самого листа поликарбоната, находящегося в наиболее неблагоприятных условиях нагружения.

Стоит отметить, что рассчитать условия для листового поликарбоната намного сложнее, чем для любого другого материала, так как на сегодня фактически не имеет четких норм СНиП или СП. Мало того, большинство характеристик, необходимых, чтобы рассчитать покрытие навеса из поликарбоната, приходится использовать по заявлению производителя. В этом случае проблему, как рассчитать навес из поликарбоната, приходится решать комплексным путем, приближенно рассматривать лист, как составную конструкцию.

Способ рассчитать простейший вариант навеса из поликарбоната

Для оценочного расчета простейшего навеса из поликарбоната используем модель, представленную на схеме. Разумеется, это наиболее удобный и наименее выгодный, с точки зрения прочности, вариант навеса. Так как плоская крыша будет максимально защищать от солнца и дождя, тонкое сечение сделает постройку нечувствительной к ветровым нагрузкам. При этом потребуется рассчитать листовой поликарбонат на прогиб от веса снежного покрова.

По подобной методике можно рассчитать параметры односкатного навеса. Если использовать схему дополнительного крепления к стене, то параметры сечения стоек, полученные из условия гибкости и устойчивости колонн, можно уменьшить на 40%.

Прочность и гибкость вертикальных колонн

Конструкция крыши навеса представляет собой ровную плоскость. Для упрощения расчета примем, что нагрузка на опоры от собственного веса и от снежного покрова составит 100 кг/м 2 . В этом случае общая нагрузка на одну вертикальную опору составит около 300 кг. Для того чтобы рассчитать потребное сечение профилированной трубы, необходимо воспользоваться формулой:

F = N/φR , где N – нагрузка в кг, R — удельное сопротивление материала сжатию, φ — коэффициент продольного изгиба. Для оценочного расчета φ можно принять в пределах 0,25-0,3. На практике коэффициент выбирают из приведенной ниже таблицы по известному значению гибкости.

В данном случае рассчитать нужно для предварительного значения гибкости в 100 ед. Получается, из таблицы φ равно 0,599, соответственно, сечение профильной трубы будет равно F = 3000/(0.599·2050) = 2.44 см 2 , что соответствует профилированной трубе сечением 70х70 мм.

На самом деле запас прочности вертикальной стойки из условий линейного сжатия получается значительно большим, чем нужно по условиям устойчивости квадратной трубы. Поэтому основной расчет выполняется по условиям гибкости.

Любой стальной профиль обладает определенной степенью гибкости, которую можно проиллюстрировать приведенным ниже рисунком.

Это означает, что колонна может еще сохранять целостность, но уже потеряла способность сопротивляться вертикальной нагрузке из-за прогиба. Гибкость характеризует способность однородной стойки, в зависимости от длины и сечения, сопротивляться изгибающему моменту: λ = L*E*F/I , где I — момент инерции.

Для нашего случая нужно рассчитать i — радиус инерции, по которому можно подобрать из справочников квадратный профиль с необходимыми размерами.

В данном случае это i = lef/λ = 1·250/130=1,92 . В справочнике по сортаменту профилированных труб для подобного радиуса инерции подходит профиль 50х50мм.

Расчет листового поликарбоната

Для строительства навесов чаще всего используется поликарбонат марки Polygal. В зависимости от толщины, параметров и формы полок, прочность на растяжение для восьмимиллиметровой плиты составляет 650 кг/см 2 , для «десятки» — 658 кг/см 2 , для удвоенной 16-миллиметровой плиты с тройной полкой -700 кг/см 2 .

Модуль упругости составляет 2*10 4 кг*с/см 2 .

Главным условием расчета несущей способности листа поликарбоната является расчет величины деформации под нагрузкой.

Чтобы рассчитать прогиб листа поликарбоната толщиной 8 мм, можно представить его, как набор полочек или мини-балок шириной 1,14 см. В одном листе шириной 1 м будет 88 штук таких мини-балок.

Соответственно, момент инерции для восьмимиллиметрового поликарбоната можно рассчитать, как сумму моментов каждой балки I=h*F 2 . Для одной мини-балки I= 0.01561 см 4 . Для всего метрового листа I_z =1.376 см 4 .

Зная момент инерции для покрытия шириной в 1 м, можно рассчитать прогиб поликарбоната, уложенного на 2 опоры, по формуле f = 5ql 4 /384E I. Точное значение составляет 2,47 см. Для листа, уложенного на четырех опорах, прогиб покрытия уменьшится до размера 0,9 см.

Заключение

Если рассчитать аналогичные показатели для монолитного поликарбоната, то результат будет более чем неожиданным – для плоского покрытия прогиб монолита, толщиной в 8 мм, составит более 3 см. Наилучшим материалом для навеса, независимо от формы и конструкции крыши, будет сотовый поликарбонат минимальной толщины. Для сравнения, стоимость квадрата сотовой «восьмерки» обойдется в 11 долларов, а монолит тех же размеров в 6-7 раз дороже. При этом очевидного преимущества для прочности навеса не будет, так как всю конструкционную нагрузку воспринимает стальной каркас.

Источник статьи: http://proroofer.ru/montaz/raschet/kak-raschitat-naves-iz-polikarbonata.html