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/м2. 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.
2
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/см2, для «десятки» — 658 кг/см2, для удвоенной 16-миллиметровой плиты с тройной полкой -700 кг/см2.
Модуль упругости составляет 2*104 кг*с/см2.
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*F2. Для одной мини-балки I= 0.01561 см4. Для всего метрового листа Iz =1.376 см4.
Зная момент инерции для покрытия шириной в 1 м, можно рассчитать прогиб поликарбоната, уложенного на 2 опоры, по формуле f = 5ql4/384EI. Точное значение составляет 2,47 см. Для листа, уложенного на четырех опорах, прогиб покрытия уменьшится до размера 0,9 см.
Материалы для каркаса
В основном для опор используют древесину — брус или бревно, металлическую трубу круглого или прямоугольного сечения. Иногда опорные колонны складывают из кирпича или камня. Они более массивные, привлекают больше внимания, потому должны вписываться в стиль постройки, которая находится рядом.
Есть еще варианты, когда низ опорной колонны делают из кирпича, а верх — из древесины или металла. И в этом случае все определяется стилистикой дома и участка. Не стоит делать кирпичные опоры, если есть ограничения по размерам участка: они довольно массивные и отнимают приличное количество места.
Все материалы (кроме кирпича) перед использованием обрабатываются. Древесина в обязательном порядке покрывается антипиренами (снижающими горючесть материала). Затем пропитывается составами, которые будут защищать ее от поражения насекомыми-древоточцами, а также от всех погодных условий.
Интересный проект автонавеса из поликарбонатаЕго реализация
Особое внимание стоит уделить обработке древесины, которую будут закапывать в грунт. Ее можно пропитать специальными составами для древесины, контактирующей с грунтом (например, Сенеж Ультра и его аналоги)
Хорошо себя показала пропитка в отработке. Концы столбов, которые будут закапывать, погружаются в емкость с отработкой на пару дней. После просушки их можно использовать без дополнительных мер. Лет на 10 хватит.
Второй вариант — залить бетонный столб в землю, а в него вмонтировать закладную пластину, башмак или шпильку, к которым потом крепить деревянный брус.
Металлические столбы зачищается от ржавчины, покрывается грунтовкой. После сварки, дополнительно обрабатывают швы и все покрывают краской в два слоя. Второй наносят после того, как первый слой краски высохнет до состояния «на отлип».
Что учитывать при постройке
При сварке и монтаже навеса возле одной из стен здания, длину и ширину опорной конструкции лучше сделать несколько короче. Такая операция позволит обеспечить выпуск укрывного материала и сток дождевой воды в желоба. Еще одно преимущество способа – это экономия более 2-х м профильной трубы на каждой ферме.
Самый низкий срез навеса должен быть высотой не менее 2,2 м. При заезде газели, высоту следует увеличить до 2,6 м. Величина самого высокого места зависит от фантазии и возможностей бюджета.
Но следует учесть одно правило кровельщиков. Угол наклона ската крыши не должен превышать 120, поэтому общая высота конструкции должна быть менее 4-х м.
При расположении и выборе места, следует обязательно учитывать основные направления ветров и количество осадков характерных для региона.
В зависимости от этих значений подбирают размеры полок основного профиля для сварки, трубы на стойки и квадрата на раскрепления. Для основных частей навеса из профильных труб подготавливают отдельный чертеж со всеми размерами, местами раскреплений и жесткостей.
Вариантов формы крыши навесов довольно много – односкатные, арочные, двускатные (домиком), сложные. Каждая конструкция имеет свои минусы и плюсы.
Требования к производству
Проектирование производства по изготовлению профилированных листов должно проходить с выполнением таких требований:
- помещение под оборудование должно иметь бетонный пол с ровной поверхностью;
- производство требует наличия спецтехники грузоподъемностью выше 5 т;
- температура в производственном помещении не должна снижаться менее 4 градусов, а при работе с пневматическими механизмами – 10 градусов;
- помещение необходимо оборудовать воротами для удобства разгрузки сырья и погрузки готового профнастила;
- необходимо предусмотреть места для хранения рулонной стали.
Создавая оборудование для производства профнастила своими руками, необходимо выполнять требования к его размещению:
- Станки размещаются таким образом, чтобы был доступ к их узлам в процессе обслуживания или технического осмотра.
- Для удобства разматывальные устройства нужно устанавливать вблизи хранения сырья.
- При нехватке места в помещении склад готового профнастила можно организовать в отдельном здании.
Расчет столбов
Прежде, чем закупать материал и приступать к работам, необходимо рассчитать количество опор и глубину их заложения, выбрать тип устройства подземной части стойки.
Расчет количества опор под навес
При определении количества опор нужно рассчитать нагрузку на 1 столб и соотнести ее с допустимым шагом столбов. В среднем, одна металлическая труба диаметром 80…100 мм способна выдержать нагрузку до 250 кг. В нее входит:
- Вес кровельного участка (навеса);
- Собственный вес трубы;
- Масса снежного покрова.
Обычно навес обустраивают под 1 автомобиль или небольшую площадку. На примере периметра 6х3 метра понадобится 8 опор:
- 4 в углах;
- По 2 с каждой стороны между угловыми стойками.
Среднее расстояние между опорами – 2,0 метра, можно принять и больше – 2,5 метра.
То же касается каменных стоек
В этом вопросе также важно учесть гибкость кровельного покрытия, чтобы оно не провисло под тяжестью снега. Больше 2-2,5 метров между опорами без дополнительной подкровельной балки принимать не следует
Величина заглубления опоры
Установка столбов для навеса осуществляется в грунт. Чтобы стойка стояла ровно, необходимо принять правильную глубину для закапывания её основания и способ погружения и фиксации в грунте. Столб может быть введен в землю следущими способами:
- 1) Вбивание подойдет для металлических опор под небольшие навесы с легкими укрывными материалами. Вбивание возможно только на плотных грунтах, ни в коем случае нельзя прибегать к этому способу на суглинках и пучинистых почвах;
- 2) Бетонирование способно усилить несущую способность столба на любых почвах. Бетонированию подвергают металлические столбы, реже — дерево;
- 3) Бутование. По сути, это вкапывание столба, но с применением уплотняющих почву материалов – щебня, гравия.
Глубину определяют по величине промерзания грунта в регионе. Столб заводят на глубину ниже табличной на 20-30 см, не нужно забывать об обустройстве подушки 10-15см.
Основные нюансы готового изделия
Любое строительное сооружение держится благодаря правильно спланированной специальной системе или ферме. Нельзя просто так изменять ее геометрические размеры, даже при смене жестких узлов на шарнирные. Если стержни не несут нагрузки вне узла, то компоненты фермы сжимаются или растягиваются. Такие системы можно создать, воспользовавшись прямыми стержнями, связанными узлами ферм из трубных изделий. То есть, в итоге получается оригинальное висячее строение, включающее верхний и нижний пояса со стойками и раскосами между ними.
Сегодня современное строительство немыслимо без применения ферм. Но чаще всего последние востребованы при возведении покрытий огромных пролетов. Согласно такому принципу сооружаются спорткомплексы, мосты, сцены, подиумы, павильоны и др. Тот, кто нуждается в подобной конструкции, может купить ее в готовом виде или же самостоятельно сварить из труб, но прежде стоит разобраться, как рассчитать навес из профильной трубы.
Рассмотрим последний вариант, представляющий длительное и трудоемкое мероприятие.
Оно включает в себя:
Веранда со стеклянной крышей
Другой тип прозрачной террасной кровли — это покрытие достаточно прочной деревянной или алюминиевой рамы закаленными стеклянными пластинами. Такая прозрачная кровля характеризуется полным светопропусканием, а также очень высокой устойчивостью к механическим повреждениям. Для данного типа конструкции с небольшим наклоном лучше всего использовать специальное клееное стекло на фольге, которое в случае повреждения не рассыпается на сотни маленьких кусочков, а только разбивается
Стоит также обратить внимание на параметры прочности и покупать такие стекла, по которым можно ходить
Это важно, потому что зимой необходимо убирать с них лишний снег, а до и после сезона тщательно вымывать стекло от грязи, скопившейся за несколько месяцев. Производители чаще всего предлагают возможность расширения террасы с помощью дополнительных боковых стенок из стекла, а также раздвижных дверей, чтобы после сезона с террасы можно было создать так называемые зимний сад
Производители чаще всего предлагают возможность расширения террасы с помощью дополнительных боковых стенок из стекла, а также раздвижных дверей, чтобы после сезона с террасы можно было создать так называемые зимний сад.
Среди недостатков стеклянных веранд следует отметить быстрый нагрев пространства под прозрачным материалом, поэтому стоит подумать о так называемых занавесках, то есть регулируемым по аналогии с римскими шторами тканевым жалюзи, которые подвешены под верхней частью конструкции террасы. Чтобы избежать чрезмерного нагрева веранды во время отдыха в саду летом, вы можете установить застекленную террасу у западной или северной стены здания. Почему стеклянные крыши менее популярны, чем из поликарбоната? Причиной является гораздо более высокая цена и тот факт, что этот тип кровли не подходит для всех архитектурных стилей, он лучше всего смотрится в современных и минималистских зданиях.
Кровля из поликарбоната: особенности устройства
Завершающим этапом строительства навеса для автомобиля является установка кровельного материала. Существует несколько наиболее популярных вариантов исполнения кровли. Один из них — кровля из поликарбоната.
Этот кровельный материал может быть монолитным или кровельным. Основная разница между разными типами материалов заключается в следующем:
Ввиду того, что в сотовом поликарбонате есть внутренние пустоты, он удобнее и легче в монтаже. Среди преимуществ монолитного поликарбоната можно отметить тот факт, что он способен выдержать больший вес снежной массы.
Установка сотового поликарбоната может быть выполнена на тонкие опоры и каркас. Среди недостатков монолитного поликарбоната можно выделить потребность в устройстве прочного каркаса, который гораздо сложнее монтировать. Стоимость сотового кровельного материала ниже, однако ниже и срок его эксплуатации. После того как вы сделаете выбор в пользу конкретного кровельного материала, можно приступать к его покупке и установке.
Сначала необходимо замерить размеры каркаса, после чего с помощью электроинструмента или ножовки отрезать требуемый размер поликарбонатного листа
Необходимо обязательно обращать свое внимание на то, что при установке сотового кровельного материала каналы листа должны быть расположены строго перпендикулярно по отношению к земле (в данном случае влага, проникающая внутрь листа, будет выходить наружу самостоятельно). В противном же случае спустя определенное время внутри кровельного листа образуются пузырьки влаги, которые взаимодействуют с пылью и придают покрытию неэстетичный внешний вид
Очистка пустот потребует достаточно много времени.
Обратите внимание на тот факт, что монолитный материал с упомянутой выше проблемой не связан. После того как вы нарежете листы поликарбоната, необходимо будет подготовить отверстия для крепежных элементов
Эту процедуру нужно сделать до установки листов кровельного материала, чтобы в процессе не повредить их. Диаметр отверстий должен быть несколько больше, чем диаметр крепежных болтов или саморезов. Данный прием используется по той причине, что в холодную или жаркую погоду поликарбонат сжимается и расширяется, поэтому, если вы сделаете отверстия такими же, как и диаметр саморезов, то во время сужения пластика места крепления могут треснуть. В большие отверстия может попадать грязь и влага. Для того чтобы этого избежать, в процессе крепления необходимо использовать резиновые прокладки (между саморезом и материалом кровли) или герметик
После того как вы нарежете листы поликарбоната, необходимо будет подготовить отверстия для крепежных элементов. Эту процедуру нужно сделать до установки листов кровельного материала, чтобы в процессе не повредить их. Диаметр отверстий должен быть несколько больше, чем диаметр крепежных болтов или саморезов. Данный прием используется по той причине, что в холодную или жаркую погоду поликарбонат сжимается и расширяется, поэтому, если вы сделаете отверстия такими же, как и диаметр саморезов, то во время сужения пластика места крепления могут треснуть. В большие отверстия может попадать грязь и влага. Для того чтобы этого избежать, в процессе крепления необходимо использовать резиновые прокладки (между саморезом и материалом кровли) или герметик.
Нижние края поликарбоната следует закрыть при помощи перфорированной ленты, а верхние — с помощью цельной ленты.
Изготовление козырька
На квадратной трубе болгаркой делают надрезы таким образом, чтобы не сделать в ней сквозное отверстие. Надрезы выполняются по всей длине трубы с шагом от 3 до 4 см. По завершении, закрепив один конец трубы, аккуратно выгибают ее, придавая форму будущего козырька. По достижении необходимого изгиба прорези прихватывают сваркой, чтобы форма изгиба не изменилась. Таким способом выгибают и вторую трубу. Чтобы форма изгиба была одинакова, ее периодически прикладывают к первой для сравнения.
Затем из такой же трубы, с помощью болгарки, нарезаются перемычки. Длина перемычки выбирается исходя из необходимых размеров козырька. Нарезав необходимое количество перемычек, с их помощью сваркой соединяют между собой 2 изогнутые трубы. Полученную конструкцию зачищают, грунтуют и окрашивают в выбранный цвет.
Подготовительные работы
Перед строительными работами занимаются подготовкой необходимых материалов, которые будут использоваться для изготовления строения для хранения автомобиля.
Расчет навеса
Основным этапом подготовки к строительству является определение размеров будущей постройки. При расчете габаритов навеса учитывают количество автомобилей и их размеры. Если размер транспортного средства составляет 2 х 4 метра, то строится площадка 3 х 5 метров. Габариты строения, в котором будет стоять две машины, составляют не меньше 4 х 7 метров.
Еще один параметр, который надо определить перед строительством, — высота конструкции. При планировании навеса высоту рассчитывают таким образом, чтобы внутри смогла поместиться машина, на крыше которой есть багаж. Специалисты не советуют строить сооружения выше трех метров, так как внутрь будет попадать дождь со снегом.
Подготовка инструментов
Немаловажной частью подготовительных работ является предварительная заготовка инструментов. Для создания навеса понадобятся:
- Уровень. Такое измерительное приспособление применяется в строительстве для контроля ровности укладки профнастила. Чаще всего используют пузырьковые или колбачковые модели.
- Молоток. Наиболее распространенный инструмент, которым пользуются для работы с гвоздями и закрепления неплотных материалов.
- Рулетка. Ею пользуются для определения длины стройматериалов. При создании навесного сооружения лучше использовать механические модели с длиной полотна около четырех метров.
- Ножовка. Применяют для распиливания деревянных брусьев.
Назначение навесов
Легкие, недорогие, но прочные и надежные конструкции сегодня распространены повсеместно. Возможность использования навесов как самостоятельных, полноценных строений с высокими эксплуатационными качествами позволяет применять данный тип сооружений в разных сферах.
Металлический навес расположенный над крыльцом
- Для парковки автомобилей во дворе (навес, заменяющий гараж) – крытые автостоянки стали в настоящее время хорошим вариантом размещения машины при отсутствии гаражного бокса. При дефиците площади на придомовом участке устанавливаются навесы, которые монтируются к фасаду здания, что существенно экономит пространство и является защитным фактором не только для автомобиля, но и для фрагмента дома. Также можно оборудовать места парковки для постановки нескольких транспортных средств, наиболее распространенные габариты такого сооружения – 6 на 6 метров (двухскатный и трехскатный, наименее реже применяется четырехскатный навес).
- Для торговых палаток, кафе – такие быстровозводимые временные павильоны широко применяются в качестве сезонного оборудования для торговых площадей и летних террас кафе. Главные отличия – мобильность и простота монтажа – делают их привлекательными при выборе вариантов оформления зон торговли и уличных пунктов общественного питания. Экономическая составляющая также преобладает, так как стоимость портативных навесов в разы меньше стационарных построек.
- Для сельскохозяйственных нужд – вариантов использования навесов в сельскохозяйственной индустрии довольно много. Конструкции можно использовать в качестве временных укрытий для животных, а также складских площадей для хранения заготовленного сена, минеральных удобрений, сельскохозяйственной, промышленной продукции.
Навес для машины
Для агропромышленности – так же как и для укрытия частных автомобилей, крытые площадки широко применяются в аграрном комплексе для оборудования мест стоянки специальной техники. Величина таких построек варьируется в зависимости от размеров фермерского хозяйства и параметров сельскохозяйственных агрегатов.
Для установки над крыльцом – владельцы частных домов или торговых помещений могут столкнуться с необходимостью организации так называемого козырька перед входом в здание. В зависимости от параметров это может быть конструкция с креплением непосредственно к фасаду либо с использованием дополнительных опор. Конфигурация и варианты монтажа могут быть разными, но функциональная нагрузка остается неизменной – защитный и декоративный элемент фасада.
Для установки над калиткой – вход на участок также нуждается в протекции, ведь под ним расположена дверь. Ее необходимо оградить от воздействия неблагоприятных природных факторов, которые могут стать причиной коррозии, исключить попадание и замерзание влаги в замке. Помимо этого козырек над калиткой является эстетической составляющей всей архитектурной композиции в целом.
Навес к дому из металлопрофиля: чертежи и размеры
Обычно навес из профнастила, примыкающий к дому, ставят на стальные опоры из круглой или профильной трубы 80–100 мм с одной стороны и на стальную балку, прикрепленную к стене анкерами, с другой. В этом случае его стандартная ширина 3–4 м. Более широкие навесы, например, над террасами возле дома, лучше дополнительно усиливать опорными колоннами под балкой. Их делают из точно таких же труб, как и остальные опоры, но ставят вплотную к стене дома так, чтобы верхняя балка опиралась не на стену, а на стальные колонны. В результате получается обычный односкатный навес, просто установленный прямо возле стены коттеджа.
Расстояние между опорными колоннами обычно берут равным 1,5–2 м. Иногда можно встретить рекомендацию ставить трубы через каждый метр, но при таком диаметре опор это не нужно. Во-первых, из-за частокола из толстых колонн навес будет выглядеть тяжеловесно и непропорционально. Во-вторых, это просто избыточно: в обычной ситуации сложно представить нагрузки, которые сделают такое количество опор оправданными. А если такая ситуация возникла, то тогда нужно заказывать полноценный проект, а не пользоваться стандартными чертежами.
По длине навес возле дома из профнастила обычно делают на всю стену, а вот ширина зависит от целей. Если вы планируете сделать под ним зону отдыха на террасе, то 4–5 м будет более чем достаточно. Для автомобиля обычно делают навес из профнастила, примыкающий к дому, 4м×6м, поскольку его ширина должна быть больше ширины машины как минимум на 1 м, а лучше на 1,5–2 м. Так к автомобилю будет комфортный доступ с обеих сторон.
Поскольку навес на частном доме из профнастила — часть конструкции основного здания, на него не распространяется большинство стандартных требований по месту установки для построек на участке. Тем не менее два правила лучше выполнить, чтобы не столкнуться с недовольством соседей и, в худшем случае, c их законными требованиями по демонтажу навеса:
- между краем навеса и межой должно быть не менее метра;
- осадки с кровли навеса не должны стекать на соседний участок.
Если на вашем участке совсем мало места, то первое правило можно обойти, договорившись с соседями. Этот договор нужно закрепить в письменном виде — отношения с соседями могут испортиться резко, причем по смешным поводам, и в этом случае без разрешения в бумажном виде вы можете получить весь ворох проблем. Проблему со стеканием осадков при установке навеса вплотную к соседскому участку решают продольным наклоном его крыши.
Навес между домами из профнастила или между домом и баней либо другим строением обычно делают двускатным и устраивают два ряда опорных колонн по бокам. При этом крепление его к самому зданию и постройке больше декоративное — оно не несет практически никакой нагрузки.
Выше — чертежи стандартного навеса без подпорок возле стены. Такой навес подойдет для беседки, зоны отдыха на неширокой террасе и даже для парковки одного автомобиля. Угол наклона кровли — стандартный. Для рабочего проекта его, как и марку профнастила, нужно подбирать исходя из снеговой и ветровой нагрузки в регионе строительства. Сделать это несложно, нужно только посчитать эту нагрузку и сравнить ее с несущей способностью разных видов профлиста.
