Проект и расчет навеса для автомобиля. Расчет навеса Опоры под навес конструкция расчет
Видео о том, как пользоваться калькулятором:
Профиль столбов выбирается взависимости от ширины навеса (со стороны фермы, ниже на эскизе по размеру "В")
Для ширины навеса:
до 4000 мм профиль столбов 60х60х2,5
свыше 4000 мм до 6000 мм профиль столбов 80х80х3
свыше 6000 мм до 8000 мм профиль 100х100х3
свыше 8000 мм до 10000 мм профиль 120х120х4
Определение ригеля на прочность:
калькулятор покажет положительное число в процентах запаса прочности, если профиль подобран верно и отрицетельный запас прочности для профиля, который нельзя использовать.
Определение детали "лапша" на прочность:
деталь "лапша" прямоугольного сечения учтена в положении "плашмя", а не "на ребро"
Определение сложной фермы на прочность:
Самое слабое место фермы- это её середина, фермы ломаются посередине, когда навес не выдерживает снеговую нагрузку, поэтому, калькулятор покажет предел прочности фермы на излом посередине фермы. лабое место
Размер "А" для любой задуманной вами фермы, треугольной, квадратной и т.д., берется посередине общей длины фермы между верхней и нижней трубой.
Определение простой фермы на прочность:
Ферма навеса может быть выполнена из одного звена - профтрубы или двутавровой балки. Нагрузки на это звено приходятся колосальные от выпавшего снега. Проверка снеговой нагрузки здесь обязателена!
Двутавр будем рассматривать только в положении "как рельса к земле" его размеры согласно ГОСТ 26020-83 (двутавр №10 -высота его 100мм, №14- высота 140 и т.д.), а профтрубы рассмотрим как "плашмя" и "на ребро"
Угол наклона пренебрегается, можно вручную добавить процент от угла наклона, или оставить как есть, так как он влияет только на увеличение прочности.
Определение прочности системы
ригель + подригельная ферма
Часто бывает, что расстояние между столбами необходимо увеличить, а ригель, какой бы мощный не закладывался, не проходит расчета снеговой нагрузки. Эта задача решается установкой дополнительной подригельной фермы, причем трубы подригельной фермы могут быть выполнены из гораздо меньшего сечения профиля. Появляется задача - какой параметр профиля и какая должна быть ширина подригельной фермы, чтобы уложиться в достаточную прочность без переплат не создавая лишние нагромождения в навесе. Разумеется, речь идет о подригельной ферме, заполненной треугольными формами , как показано на рисунке, а не квадратиками. Калькулятор покажет прочность системы, складывая сопротивление на изгиб основного ригеля плюс сопротивление нижней трубы подригельной фермы до наступления предела текучести на растяжение, а не сопротивление подригельной фермы на изгиб, когда её неверно заполняют квадратными формами, в результате чего ферма становится бесполезной.
Примечание: в этом разделе уже учтен коэффициент запаса прочности (1,3), то есть, например, калькулятор показал запас прочности 0%, это значит, ферма рассчитана нормально, с коэффициентом запаса прочности (1,3). .
Без применения каких либо формул, инженерных расчетов, программ, таблиц!
Мы не морочим голову читателю фразами - "здесь надо учесть...", "рассчитать...", "подобрать из инженерных таблиц...", как это делают на всех сайтах! Все формулы, учёты, подборы, снипы, госты, сортаменты - скрыты внутри калькулятора.
Вот ваш навес - вот ваши планируемые размеры! Введите ваши желаемые размеры и калькулятор вам покажет в процентах запас прочности выбранных профтруб. При положительном значении запаса прочности деталь навеса будет считаться рассчитанной законами сопромата с использованием всех снипов, гостов, сортаментов, а при заказе изделия на нашем производстве мы подтвердим результаты этого калькулятора дополнительными с сылкой на ГОСТовские сортаменты профтруб.
Наш калькулятор ориентирован на клиентов садовых товариществ, коттеджных поселков, и других частных собственников, нуждающихся в быстром обоснованном подборе профтруб для навесов наддворных построек, автонавесов, пристроев к зданиям. Так как зачастую, за неимением такого калькулятора, отсутствием опыта, клиенты "Сада и Огорода" берутся за строительство вообще без какого либо обоснования, либо недозакладывая прочность, либо наоборот, тратя лишние средства, перезакладывая прочность. Поэтому, цель калькулятора - только сориентировать клиента в правильном направлении. Для постройки промышленных зданий и цехов, промышленных ангаров и других больших сооружений требуется более детальный расчет. Например, в промышленном сооружении каждое звено фермы должно быть рассчитано (кроме учета предела текучести на разрыв и изгиб в этом калькуляторе) на гибкость при сжатии и кручение, параметр которого учитывается до того, как это звено пошло в изготовление фермы, до прокатки на трубогибе и заполнения треугольными элементами и другие параметры с их расчетами. Но в любом случае, если вы хотите построить "что либо" полагаясь только на "опыт", а не на расчеты, то лучше воспользоваться этим калькулятором. Так же, на этом калькуляторе можно задать запас прочности самому, например 50%, 80%, выбрав самому прочность относительно своего бюджета. Например, фермы нашего производственного цеха имеют запас 80%, и выдерживают не только снег, но и кран балку, которая носит тяжелые грузы. В любом случае, конечно, нужно придерживаться элементарных правил при строительстве, например, нельзя использовать нагрузки поперек звеньев, только вдоль. Например, в ферме, местом, которым она ложится на ригель, не должно быть пустым, то есть без заполнения (то есть, над ригелем в ферме, обязательно должно быть звено заполнения фермы!, очень часто фермы по этой причине ломаются!). Для установки детали "лапша" лучше предусмотреть, под ней в ферме вертикальные звенья заполнения или пересечение треугольных заполнений. Лучше делать заполнения фермы из более тонкого профиля и чаще, чем из мощного и редко, так как не стоит забывать, что на звенья треугольного заполнения нагрузка приходится вдоль оси и она незначительна, а гоизонтальные трубы ферм имеют составляющую изгибающей нагрузки, и нагрузки на горизонтальные трубы огромные, посравнению с незначительными нагрузками труб заполнения фермы.
Перед тем как приступить к строительству навеса необходимо определиться с его функционалом, это поможет задать габариты постройки. Далее потребуется сделать чертеж, на котором будут отражены основные узлы и размеры конструкции. На этом основании рассчитываются нагрузки, задается форма, материал, размеры несущих элементов конструкции – опор, стропильной системы, кровли, определяется способ крепления.
От правильного расчета зависит прочность, безопасность, надежность сооружения. В статье расскажем поэтапно, как построить навес своими руками, фото, чертежи, формулы помогут наглядно объяснить важные моменты проектирования.
Как сделать навес из профнастила своими руками, чертежи с размерами основных элементов постройки
Что потребуется для чертежей и расчета навеса
Навес – простое архитектурное сооружение, состоящее из двух основных конструктивных элементов: опор (каркаса) и крыши. Для чертежей и расчетов потребуются следующие данные:
- форма опирания навеса;
- функционал, исходя из этого определяется размер постройки;
- материалы;
- таблицы ветровых и снеговых нагрузок в регионе;
- вид стропильной системы.
Чтобы не запутаться в формулах и инженерных вычислениях рекомендуется воспользоваться для расчета специальной программой или онлайн калькулятором.
Навес к дому, проекты-фото типовых металлоконструкций
Чертежи в зависимости от расположения навеса
Для составления чертежей и дальнейшего расчета, прежде всего необходимо определиться с местом строительства, от этого зависит форма опирания:
- Отдельно стоящее – на самостоятельном фундаменте с опорными вертикальными столбами по всему периметру.
- Балочно-опорное – пристройки к зданию: одна сторона навеса стоит на столбах, другая опирается на горизонтальную балку, закрепленную на стене для равномерного распределения нагрузок по несущей конструкции.
- Консольно-опорные – пристройки к зданию, но здесь опирание приходится на кронштейны или закладные, устроенные в несущей стене.
- Консольные – небольшие козырьки над входом в дом, поддерживаемые менсолами или закладными.
Чертеж навеса из профильной трубы, стоянка для автомобиля на самостоятельных опорах
Размеры и функционал
Функционал постройки очень важен для составления чертежей и грамотного расчета навеса. Рассмотрим типовые проекты разных видов конструкций.
Козырьки над входной дверью
Расчет консольных козырьков проводится, исходя из габаритов крыльца. По нормативам, верхняя площадка должна быть больше ширины двери в полтора раза, средняя ширина двери – 900 мм, делаем расчет: 900*1,5 = 1350 мм – оптимальная глубина крыши над входом. Ширина навеса зависит от ширины ступеней + 300 мм с каждого бока.
Чертеж козырька над входной дверью
Консольно-опорные навесы обычно устраиваются по площади всего крыльца и закрывают ступени. Глубина крыши рассчитывается, исходя из количества ступеней, средняя глубина которых по СНиП 250-320 мм, плюс верхняя площадка. Расчет ширины навеса над крыльцом регламентируется стандартной шириной ступеней – 800-1200 мм + 300 мм с каждой стороны.
Рассчитываем размеры:
- Стандартного консольного козырька – 900-1350 мм на 1400-1800 мм.
- Консольно-опорного навеса над крыльцом, пример расчета на 3 ступени и площадку: глубина (900/1350 + 3*250/320) = 1650 – 2410 мм, ширина 800/1200 + 300 + 300 = 1400-1500 мм.
Чертеж балочно-опорной постройки с ассиметричной крышей
Веранды и террасы – чертеж и расчет
Веранды и террасы располагают вдоль одной из стен дома, поэтому здесь актуальны балочно-опорные и консольно-опорные конструкции. Минимальная глубина – 1200 мм, оптимальная – 2000 мм, как раз на расстоянии установки опорного столба.
Чертеж пристраеваемого навеса с опорной балкой
Расчет крыши по перпендикуляру 2000+300 мм, но плоская кровля целесообразна исключительно для районов с минимальным количеством осадков, в остальных регионах рекомендуется сделать уклон 12-30 о. Чтобы рассчитать глубину крыши навеса потребуется теорема Пифагора: с 2 = а 2 + в 2 .
Пример расчета:
Если угол уклона = 30 о, прилегающий к нему катет (глубина крыши навеса по перпендикуляру) – 2300 мм, второй угол 60 о. Возьмем 2 катет за Х, он лежит напротив угла в 30 о, и по теореме равен половине гипотенузы, отсюда гипотенуза равна 2*Х, подставляем данные в формулу:
(2*Х) 2 = 2300 2 + Х 2
4*Х 2 = 5290000 + Х 2
4*Х 2 — Х 2 = 5290000
Х 2 (4-1) = 5290000
3*Х 2 = 5290000
Х 2 = 5290000: 3
Х 2 = 1763333, (3)
Х = √1763333, (3) = 1327 мм – катет, который будет прилегать к стене дома.
Расчет гипотенузы (длины крыши с уклоном):
С 2 = 1327 2 + 2300 2 = 1763333 + 5290000 = 7053333
С = √7053333 = 2656 мм, проверяем: катет, лежащий против угла 30 о равен половине гипотенузы = 1327*2 = 2654, следовательно, расчет верен.
Отсюда рассчитываем общую высоту навеса: 2000-2400 мм – это минимальная эргономичная высота, рассчитываем с учетом наклона: 2000/2400 + 1327 = 3327/3737 мм – высота стены навеса возле дома.
Как построить отдельно стоящий односкатный навес из металлопрофиля своими руками, чертежи каркаса и фермы
Внимание: В чертеже необходимо учесть: чем меньше уклон навеса, тем меньше его общая высота. Параметр особенно актуален, если в стене дома предусмотрены окна и дверные проемы.Стоянки для автомобилей – стандартный расчет и чертеж
Стоянки для автомобилей устраивают как отдельно стоящие постройки либо балочно (консольно)-опорного типа. Если планируется изготавливать навес для машины своими руками, чертежи делаются с учетом класса автомобиля. Габариты стоянки по ширине рассчитываются: размер автомобиля + 1,0 м с каждого бока, на 2 машины учитывается + 0,8 м между ними.
Чертеж небольшой конструкции для стоянки или хозблока
Пример расчета навеса для машины среднего класса, ширина – 1600 -1750 мм, длина – 4200-4500 мм:
1600 /1750 + 1000 + 1000 = 3600/3750 мм – ширина навеса;
4200/4500 + 300 +300 = 4800/5100 мм – эргономичная длина, чтобы осадки не заливали площадку.
Расчет ширины навеса на две машины:
3600/3750 + 800 = 4400/4550 мм.
Зачастую, для авто строится арочный навес из поликарбоната своими руками, чертежи удобной конструкции на свайном фундаменте представлены ниже.
Пример, как построить навес для автомобиля своими руками, чертеж арочной металлоконструкции с поликарбонатной крышей
Беседки
Навесы для отдыха обычно устраивают в глубине участка, это отдельно стоящие конструкции на свайном, столбчатом, ленточном, плитном фундаменте. Выбор основания зависит от габаритов строения и характера грунта, это необходимо отразить в чертежах.
Средний размер беседки 3*4, 4*4, 4*6 м. Чтобы самостоятельно рассчитать конструкцию и сделать чертеж, следует учесть параметры:
- Для комфортного отдыха 1 человека необходимо 1,6-2 м 2 площади по полу.
- Если под навесом располагается мангал, то между печью и зоной отдыха рекомендуется оставить свободную площадку шириной 1000-1500 мм.
- Удобная ширина сидушки 400-450 мм.
- Эргономичный размер стола 800/1200 на 1200/2400 мм, индивидуальный расчет делается с учетом 600-800 мм на 1 человека.
Чертеж отдельно стоящего навеса-беседки из дерева
Основные правила для чертежей навесов
Выполняя чертеж навеса, следует учесть, что минимальна высота конструкции (от земли до нижнего края ската крыши) – 2000-2400 мм, максимальная зависит от вида кровельной системы.
Крыша – что учесть в чертежах
Выше мы подробно разобрали, как сделать расчет односкатной кровли для навеса, двускатная крыша рассчитывается по такому же принципу. Угол наклона зависит от выбора кровельного материала и климата в регионе:
- 45-60 о – снежный районы;
- 9-20 о – ветреные местности;
- 15-30 о – универсальный наклон скатов, подходят практически все виды кровельных материалов: профнастил, рубероид, мягкая черепица, шифер, поликарбонат, оцинкованное железо, металлочерепица, ондулин и пр.
Одно- и двухскатные крыши оптимальны для всех видов навесов из дерева, кирпича, бетона, камня, для кованых изделий. Для сварных металлический конструкций, все больше, устраивают арочную кровлю. Чтобы грамотно рассчитать навес из металлопрофиля своими руками, чертежи должны отражать, помимо размеров постройки, радиус дуги крыши.
Справедливости ради, скажем, что сварные и сборные металлоконструкции венчает не только арочная кровля, но и другие виды ферм. Расчет фермы для навеса, расчет конструкции навеса зависят от общих размеров постройки. Самостоятельно вычислить стропильную систему очень сложно, поэтому лучше воспользоваться онлайн калькулятором, обратиться к специалистам или взять за основу готовый проект стандартной фермы, как на фото ниже.
Пример, как сварить ферму для навеса, чертежи типовых конструкций
Материалы
Приведем стандартные материалы, которые подходят для всех типовых чертежей. Для деревянных навесов:
- Опоры, обвязка по периметру – брус профилированный или клееный, 100*100, 150-150 мм, оцилиндрованное бревно диаметром 200 мм. Расстояние между столбами 1,5-2,0 м.
- Стропила – доска обрезная 150*40 мм.
- Обрешетка – рейка 15-20*40, доска необрезная, фанера влагостойкая, ОСБ.
Чертеж деревянного навеса с расчетными размерами основных узлов конструкции
Металлические навесы:
- Вертикальные стойки – круглая труба диаметром 100-150 мм, пофилированная труба 50*50, 80*80 – для маленьких до 6 м конструкций, 100*100, 150*150* — для больших построек.
- Ферма для навеса, каркас (верхний и нижний пояс) – профтруба 40*40, 40*60, 30*60 мм – в зависимости от размера конструкции, толщина стенки 2-3 мм.
- Укосы и ребра жесткости фермы – металлопрофиль 50*25, 40*20, 25*25 мм, толщина – 2 мм.
- Обрешетка – профтруба 20*25, 20*40 мм.
Чертеж стандартного козырька
Инструкция, как спроектировать навес из поликарбоната своими руками – чертежи, фото, расчеты частной автостоянки
Обычно под поликарбонатную крышу делается каркас для навеса из профильной трубы с ребром 100*100 мм. Для точного расчета следует учесть снеговые и ветровые нагрузки. Чтобы рассчитать фермы для навеса своими руками, потребуются следующие данные:
- размер пролета;
- чертеж с общими габаритами фермы;
- расчетное сопротивление металла, Ry= 2,45 T/см 2 ;
- тип крепления узлов (болтовой, сварной);
- 01.07-85 СНиП нагрузки и воздействия;
- П-23-81 СНиП стальные конструкции.
Расчет фермы из профильной трубы для навеса:
Арочная ферма для навеса из поликарбоната, радиус проще вычислить графическим путем
Пролет между опорными столбами 6000 мм, расстояние между крайними узлами – 6500 мм, между нижним и верхним поясом высота 550 мм, стрела f=1,62 м, радиус – 4100. Отсюда длина профильной трубы нижнего пояса:
MH = π*R: 180, где
MH -размер трубы пояса снизу,
R - радиус дуги,
MH = 3,14*4,1*93,7147: 180 = 6,73 м.
Длина трубы верхнего пояса:
MH = 3,141*4,1*105,9776180 = 7,61 м.
Длина стержней на нижнем поясе при 12 пролетах:
L = 6.73:12 (кол-во пролетов) = 0.56 м.
Согласно расчетам, так будет выглядеть проект навеса из металлических конструкций
Для кровли навеса из поликарбоната потребуется рассчитать расстояние между обрешеткой. Вычисления потребуют СНиП, закон теоретической механики и сопромат, поэтому предлагаем готовую таблицу с расчетами специалистов.
Таблица размеров обрешетки навеса из металлопрофиля для разных регионов
Металлические фермы для навеса - одни из самых элементарных строений. Их часто возводят на дачных участках и территориях загородных домов. Это простые конструкции из каркаса, покрытия и дополнительных элементов. Из них можно сделать навес, закрывающий место, выделенное под хранение вещей, или создать мини-стоянку для автомобиля . Всю сборку можно сделать самостоятельно, но чтобы ферма получилась прочной и долговечной, необходимы правильные расчеты.
Навесы предназначены для обеспечения места под хранение вещей или возведения мини-стоянки для машины
Виды конструкций
Фермы изготавливают из профилей прямоугольной формы или металлических уголков. Материал выбирается в зависимости от типа конструкции и вида поясов. Пояса - это основа фермы, они располагаются снизу и сверху сооружения и формируют его пространственное очертание. Для изготовления маленьких конструкций используют профильные трубы .
Фермы имеют несколько форм:
- Полигональные. Этот тип ферм предназначен для установки на пролетах длиной от 10 метров и больше. Если устанавливать навес на маленьком участке, то конструкцию комплектуют дополнительными деталями, что усложняет ее сборку. Навесы, изготовленные на производстве и имеющие дугообразную форму, являются исключением.
- Треугольные. Это двускатный навес с уклоном 22-30 градусов. Его часто устанавливают в тех регионах, где выпадает большое количество снеговых осадков. Недостаток изделия - острый узел в основании конструкции и длинные опоры, расположенные в центре. Эти участки нужно правильно рассчитать и отметить на чертеже. Поликарбонатные фермы для навеса маленьких размеров имеют пропорции по отношению к высоте и ширине не более ¼, 1/5.
Существует множество видов ферм для каркаса, отличаются они сложностью постройки и имеют разный ряд преимуществ
- Параллельные. Согласно чертежу, уклон готового изделия составляет не более 1,5%. При этом соотношение высоты и длины варьируется от 1/6 до 1/8. Изделие используют для плоского навеса, который планируется отделывать рулонной облицовкой. Стержни поясов, создающие пространственную решетку, имеют равномерную длину, из-за этого получается минимум соединительных узлов.
- Арочные. Это самая удобная конструкция фермы. Она позволяет скрывать изгибающие линии в поперечных сечениях каркаса. К тому же материал арки испытывает постоянное сжатие. Поэтому все расчеты проводят по упрощенному шаблону, так как вес от кровли, монтажной обрешетки и снежной нагрузки будет одинаково распределяться по всему навесу.
- Трапециевидные. Угол наклона каркаса составляет от 6 до 150 градусов. При этом его высота и длина имеют пропорции 1/6. Изделие характеризуется жесткой рамой.
- Вся нагрузка воздействует на опоры конструкции и направляется вниз. Из-за этого происходит ее равномерное распределение. Следовательно, опорные столбы имеют хорошее сопротивление против сжатия. Это позволяет выдерживать дополнительный вес от снежного покрова.
- Так как дуги менее жесткие, нагрузка распределяется неравномерно. Из-за этого под воздействием нагрузки они разгибаются. В итоге появляется сила, которая воздействует на опоры, расположенные вверху конструкции.
- Длина каркаса должна точно совпадать с длиной пролета (интервал, перекрывающий профиль).
- В зависимости от разработанного угла и характеристик очертания определяют высоту конструкции. Если сооружение треугольное, то его высота варьируется от 1/5 или ¼ части длины. Соотношение кровли прямой формы составляет 1/8 часть.
- Угол наклона решетки к поясу варьируется от 35 до 50 градусов. Средняя величина составляет 45 градусов.
- Ширина панели поможет правильно рассчитать промежуток между узлами. Они всегда идентичны. Если каркас имеет большую длину пролета (25-30 метров и более), то для него требуется строительный подъем. Его рассчитывают дополнительно. Эти расчеты помогут определить уровень нагрузки и подобрать подходящую величину профильных труб.
- Чтобы сооружение имело красивый внешний вид и при этом выдерживало высокие нагрузки, расстояние между арками делают в 105 см. При этом высота конструкции будет составлять 150 см.
- Формула длины сектора π × R × α ÷ 180 поможет рассчитать длину профиля по нижнему поясу. По чертежу: R = 410 см, α ÷ 160°. Подставив числа, получается: 3,14 × 410 × 160 ÷ 180 = 758 (см).
- Узлы каркаса размещают на нижнем поясе. Расстояние между ними должно быть не менее 55 см. Для установки крайних узлов требуется индивидуальный расчет.
В этом видео показано как составить чертеж фермы для навеса:
Какой уровень нагрузки сможет выдержать сооружение - зависит от толщины профильной трубы. Чем она толще, тем крепче конструкция. Для больших конструкций лучше выбирать квадратный профиль с сечением 30-50×30-50 мм. Трубы с меньшим сечением применяют для маленького каркаса.
Металлический профиль обладает высокой прочностью и по сравнению с цельным металлическим бруском весит намного меньше. Материал легко сгибается, это позволяет создавать арочные и куполообразные конструкции.
Готовые фермы для навеса из металлопрофиля имеют доступную цену. Чтобы материал прослужил долго, его красят или покрывают грунтовкой, которая защитит его от коррозии.
Поликарбонатная ферма
Чтобы собрать ферму для навеса из поликарбоната, нужно составить подробную схему. Каждая деталь, указанная в схеме, должна иметь точные размеры. Детали со сложной конструкцией прорисовывают в дополнительном чертеже.
Чтобы выбрать тип конструкции и количество составляющих деталей, необходимо сделать расчеты. Дополнительно изучают уровень атмосферных осадков в своем регионе. Эти данные помогут создать конструкцию необходимой прочности. Самая упрощенная разновидность фермы - дуга (труба) с круглым или квадратным сечением. Несмотря на то что это самый дешевый вариант из всех, трубы из поликарбоната не очень надежные.
Распределение нагрузки:
Неправильный расчет фермы для навеса грозит тем, что основания столбов станут искривляться и деформироваться.
При расчете фермы из поликарбоната учитывают высоту и длину каркаса, а также угол наклона решетки и расстояние между модулями. Пример расчета:
К примеру, расчет для односкатного каркаса размером 4×6 м происходит следующим образом. Конструкцию создают из профиля 3×3 см. Его толщина составляет 0,12 см. Длина нижнего пояса составляет 310 см, а верхнего - 390 см. Между поясами монтируют вертикальные опоры. Высота самой большой будет составлять 60 см, остальные три равномерно укорачивают. После установки опор появляются места, которые нужно укрепить. Их оснащают раскосыми перемычками (тонкий профиль с сечением 2×2 см). В местах, где соединяются пояса, стойки не устанавливают.
Если навес длинный (6-7 метров), то устанавливают 5 таких конструкций. Их располагают с расстоянием в 1,5 м. Каждый модуль закрепляют поперечными перемычками. В качестве перемычек применяют профиль с сечением 2×2 см.
Его располагают на расстоянии 50 см друг от друга и закрепляют на верхнем поясе. Обшивка из поликарбоната крепится к перемычкам.
Арочный каркас
Из-за особого строения арочная ферма для навеса также нуждается в точных расчетах. Они необходимы для того, чтобы действующая нагрузка распределилась равномерно по всей поверхности. А это возможно только благодаря правильной и ровной форме каркаса.
Изготовление каркаса по арочному типу длиной в 6 метров:
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:
- 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
- Трапециевидные (односкатные). Угол уклона по чертежу составляет от 6-15 0 . соотношение высоты и длины в центре изделия 1/6. Обладает повышенной жесткостью рамы
- 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
- 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
- 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:
- Горизонтальные и вертикальные опорные реакции фермы, определить действующие напряжения в поперечных направлениях и на основании полученных данных осуществить подбор величины сечения несущего профиля;
- Снеговые и ветровые нагрузки на кровельное покрытие;
- Величину сечения внецентренно сжатой колонны.
Расчет арочной фермы
Чертеж расчета фермы из профильной трубы для навеса оптимальной – арочной формы
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:
σ = N/F, где
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:
S отс = ∑у i F i .
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 = N/ φR y , где
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:
λ = l ef /i, где
l ef – расчетная длина колоны, зависящая от способа закрепления концов, определяется по формуле:
l ef = μl , где
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:
S = S g ·μ, где
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 µ 1 = cos1.8·0 = 1, а для крайних опор µ 2 = 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:
Навес простой конструкцией не назовешь, поэтому, прежде чем закупить определенное количество материала, понадобится точная смета. Опорное каркасное сооружение должно будет «пережить» любые нагрузки. Любые осадки, сильный ветер завалят навес, если расчеты будут неверными.
Поэтому для профессионального расчета понадобится помощь инженера – проектировщика, который подсчитает действие снеговой нагрузки, рассчитает фермы и предоставит вам чертежи навеса. Рассчитать навес еще сложнее, когда он представляет собой отдельную конструкцию, а не пристройку к дому.
Так как уличная упрощенная кровля состоит из столбов, лаг, ферм и покрытия, то считать придется именно эти материалы.
Столбы
При расчете этих опорных элементов учитывается высота нашего навеса и количество столбиков для опоры. Например, при планировании конструкции в 2-5 метров используется толстая труба от 60 до 80мм в сечении. Если размеры навеса получаются большими, то, как вариант, чтобы количество столбов не увеличивать применяют трубу 100х100мм
Обрешетка
Расстояние между профилями обрешеточного полотна рассчитывается из параметров нагрузки и подбора сечений.
Расчет нагрузки на фермы каркаса и опорную конструкцию поможет вам сделать ваш навес более устойчивым даже в зимний период, когда нагрузка от мокрого снега может достигать в 3, 5 тонн.
Ферма из профильной трубы
Если запланировали арочный навес, то без ферм вам не обойтись. Фермы — конструкции, связывающие лаги и столбы опоры, именно они определяют ширину и размеры навеса.
Навесы из металлических ферм строить посложнее, чем любой каркас. Зато, если вы правильно смонтируете эту конструкцию, все будет очень надежным. Правильный каркас распределяет нагрузку по столбам опоры и лагам, предупреждая разрушение навесной конструкции.
Фермы изготавливаются почти всегда из профилированной трубы, которая считается самой прочной и лучше всего подходит для установки поликарбоната на обрешетку. Форма конструкции ферм может быть различной, как и ее размеры.
Самый главный расчет ферм – это учет материала и уклона.
Например, для односкатного навеса с небольшим уклоном используется асимметричная форма фермы, если угол конструкции небольшой, то использовать можно фермы трапециевидной формы. Чем больше радиус арочной структуры, тем меньше вариантов, что на кровле снег будет задерживаться. Поэтому будет большая несущая способность фермы.
Для расчета иногда применяются специальные программы, не обойтись в этом случае и без калькулятора.
Задумываясь о том, как построить навес, полезно рассмотреть готовые схемы изготовления по фото; там же можно посмотреть примерные расчеты для любой формы навеса.
Примерный расчет для настила высотой до 4 метров
Если вы выбрали простую форму навеса домиком с шириной 6 на 8 метров, то вам расчеты будут следующим:
- Шаг между опорными столбами (стойками) с торца 3 метра, на боковой стороне 4 метра.
- Количество столбов из металлической трубы 8 штук.
- Высота ферм под стропами 0,6 метра.
- Обрешетка крыши: профильные трубы 12 штук с размерами 40х20х0,2.
Иногда можно сэкономить, уменьшая количество материала. Например, вместо шести стоек установить четыре. Можно и сократить количество ферм или уменьшить каркасную обрешетку. Только не желательно допускать потерю жесткости, так как это приведет к разрушению конструкции.
