Расчет нагрузки на навес из металла
Расчет дуги для навеса. Пример расчета ферм для навеса
- В качестве примера будет рассмотрен навес шириной 9 м уклоном в 8°. Пролет сооружения составляет 4,7 м. Нагрузки снега для региона находятся на уровне 84 кг/м²;
- Вес фермы составляет приблизительно 150 кг (следует взять маленький запас на прочность). Вертикальная нагрузка составляет 1,1 т на стойку с высотой 2,2 м;
- Одним концом ферма будет опираться на стенку постройки из кирпича, а вторым — на колонну для опоры навеса с помощью анкерных болтов. Для изготовления фермы используется квадратная труба 45х4 мм. Следует заметить, что с подобным приспособлением достаточно удобно работать;
- Лучше всего изготавливать фермы с параллельными поясами. Высота каждого из элементов составляет 40 см. Для раскосов используется труба сечением 25х3 мм. Для нижнего и верхнего пояса применяется труба 35х4 мм. Козырьки и другие элементы нужно будет сварить друг с другом, потому толщина стенки будет 4 мм.
В конечном итоге можно будет получить следующие данные:
- Расчетное сопротивление для стали: Ry = 2,45 T/см²;
- Коэффициент надежности — 1;
- Пролет для фермы — 4,7 м;
- Высота фермы — 0,4 м;
- Число панелей для верхнего пояса конструкции — 7;
- Углы нужно будет варить через один.
Все нужные данные для расчетов можно будет найти в специальных справочниках. Однако профессионалы рекомендуют производить расчеты подобного типа с помощью использования программного обеспечения. Если будет допущена ошибка, то изготавливаемые фермы сложатся под воздействием нагрузок снега и ветра.
Калькулятор навеса из металла. 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.
Расчет односкатного навеса. 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
Расчет снеговой и ветровой нагрузки на навес для авто по СНиПам, угол наклона кровли
Добротные сооружения требуют чертежей и расчетов. Навесы для укрытия авто считаются простыми и облегченными конструкциями, которые защищают машины от осадков и солнечных лучей. Если установить навес на скорую руку, без учета влияния природных факторов, защита может обернуться нападением и повреждением драгоценного авто.
Чтобы этого не произошло, для навеса выбирают подходящие опорные столбы, обрешетку и укрывной материал, которые выдерживают нагрузки от снега и ветра в конкретном регионе.
СНиПы и Нормы для расчета нагрузок воздействия
Умные инженеры еще в советские времена поработали над СНиПами и нормативами:
СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия;
СП 16.13330.2017 СНиП II-23-81 Стальные конструкции;
СНиП 3.04.03-85 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии
Своды норм и правил распространяются на проектирование и строительство зданий и сооружений и содержат правила по учету атмосферных нагрузок.
Рассмотрим СНиПы детально, применительно к нагрузкам на навес для автомобиля, выясним зачем нужно рассчитывать нагрузки и что будет, если строить наобум.
Для чего соблюдать снеговые и ветровые нагрузки
Крыша без наклона накапливает снег, он оседает, становится плотным и тяжелым. В результате - навесы складываются пополам, крыша разваливается. Порывы ветра могут силой снести плохо закрепленную конструкцию. Если не заглубить столбы – сила пучения вытолкнет их из земли.
Вот почему опытные строители прежде, чем закупить материалы и приступить к установке делают чертеж, исходя из таблиц и формул нагрузок.
Заранее подготовленные чертежи с учетом нагрузок – залог прочности и надежности конструктива. Продумывайте какие опоры, ферму, обрешетку будете использовать, выбирайте правильный материал и навес простоит десятки лет.
Расчет нагрузок и угла наклона на примере односкатного навеса
На подготовительном этапе установки навеса учитываем:
- угол наклона;
- снеговую нагрузку;
- ветровую нагрузку;
- пучинистость грунта.
Пример: Односкатный навес для машины с расчетами снеговой и ветровой нагрузки
Воспользуемся формулами из СНиПа нагрузок. Расчет снеговой и ветровой нагрузки производится в соответствии со СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.
Уклон наклона кровли
Чтобы кровля выдерживала снеговую нагрузку, и дождевая вода не задерживалась делают скат. Все понимают, что чем круче горка, тем быстрее с нее скатываются. Однако, если сделать слишком большой угол уклона, снег задерживаться не будет, но на кровлю в большей степени будет воздействовать сила ветра – увеличится ветровая нагрузка, которая давит под разными углами в зависимости от направления ветра и воздействует на опоры.
Для того, чтобы подобрать нужный угол наклона, учитываем правило сочетания нагрузок:
- 15-30 градусов – универсальный угол наклона навеса, подходящий для односкатной крыши из любых материалов.
- 9-20 градусов – открытые и ветреные местности;
- 45-60 градусов – снежный районы;
С наклоном разобрались, теперь переходим к расчету нагрузок.
Рассчитываем снеговую нагрузку
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле:
S = Sg *μ
Sg — расчетное значение веса снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли;
μ — поправочный коэффициент, который определяется по уклону кровли: (μ = 1 для уклона меньше 25°, μ = 0 для уклона больше 60°)
Определяется значение Sg по карте снеговых районов и по таблице:
Так в Москве и области, в Омске и Тюмени – III снеговой район, значение Sg будет 1,8 кПа, а в Уфе и Надыме V снеговой район, соответственно Sg = 3,2 кПа.
Переводим кПа (килопаскали) в привычные для нас килограммы на квадратный метр (кг/м2) для этого делим значение кПа на 0, 00980665 и получаем снеговую нагрузку на горизонтальную поверхность в том или ином районе.
(В Уфе по данным таблицы снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность Sg = 3,2 кПа:0, 00980665 = 326 кг/м2)
Пример расчет снеговой нагрузки в Московской области, при наклоне кровли 15 градусов:
Если взять в расчет универсальный угол наклона кровли, в 15 градусов, то формула расчета будет выглядеть так:
S = Sg *μ = 1,8 кПа
Переводим килопаскали в килограммы 1,8:0,00980665= 183 кг/м2
Выяснили, что наш навес должен выдерживать снег тяжестью 183 кг на квадрат.
При этом, на навес помимо снега будут воздействовать и силы ветра.
Ветровая нагрузка - расчет по формуле
Нормативное значение ветровой нагрузки над поверхностью земли определяют по формуле:
w = w0 *k(ze)*С
w0 — нормативное значение ветрового давления в зависимости от района;
k(ze) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;
С - аэродинамический коэффициент.
Значение ветрового давления w0 и поправочный коэффициент по высоте в том или ином типе местности k(ze) указаны в СНиП 2.01.07- 85.
Пример: рассчитаем ветровую нагрузку на нашу кровлю под углом 15 градусов в Московской области
Итак, берем все тот же навес для авто односкатный, с уклоном 15°.
Нам надо найти значения: w0, k(ze), С и подставить их в формулу расчета ветровой нагрузки.
w0
Московская область находится в 1 ветровом районе, поэтому w0 = 0,23 кН/м².
k(ze)
Коэффициент К, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z
Коэффициент k(ze) будет равен 0,5, поскольку высота постройки меньше 5 м, а тип местности B.
С
Аэродинамический коэффициент С (Приложение 4 СНиПа) С = cp1 + сp2 см. схему ниже.
Согласно схеме, значение cp1 каждые 5 градусов увеличивается на 0,2. Следовательно, для 15° оно будет равно 1,6.
Значение cp2 каждые 5 градусов растет на 0,05, следовательно в нашем случае cp2 = 0,45.
С = 1,6+ 0,45
Итого ветровая нагрузка:
w = w0 *k(ze)*С = 0,23*0,5*(1,6+0,45) = 0,24 кН/м².
Переводим килоньютоны в кг:
0,24*101,97 = 25 кг/ м²
Сочетание нагрузок
Мы выяснили, что на односкатный навес с углом наклона в 15 градусов действует нагрузка снеговая 183 кг и ветровая 25 кг.
Складываем ветровую и снеговую нагрузки:
183 кг/кв.м+25 кг/кв.м = 208 кг/кв.м
Итак, наш навес должен выдерживать нагрузку 208 кг на 1 квадратный метр.
Теперь, зная, как работают формулы расчетов, с легкостью можно вычислить нагрузку в любом регионе нашей страны. Это необходимо для того, чтобы грамотно подобрать материал – не переплачивать там, где в этом нет необходимости и наоборот, усилить конструкцию и обратить внимание на прочность, там, где в этом есть нужда.
При этом, не стоит забывать о правильной установке опорных столбов с учетом глубины промерзания грунта в том или ином регионе, не забывать о сыпучести и подвижке привозного грунта.
Программа для расчёта навеса
Перед строительством металлоконструкций необходимо выполнить расчёт прочности будущего сооружения. Применение специализированного софта позволит подобрать правильное сечение, создать нагрузку, рассчитать кручение в пространстве сложной конструкции и перемещение узловых точек.
Большинство программ, созданных для этих целей, платные. Суммы за лицензии разработчики запрашивают немалые.
Но в свободном доступе есть бесплатные калькуляторы и полноценные программы для Windows и даже Android. Их функционал значительно уступает профессиональным платным решениям, но за неимением последних такой софт становится очень полезным для создания навеса из профильной трубы.
Программы для расчёта навеса на Windows
Простые программы, которые помогают в расчёте веса конструкций из металлического профиля:
Metcalc
В программу заложены все существующие ГОСТы, она выдаёт стабильно точные результаты. Также она умеет делать обратные расчёты, то есть при указании массы и типоразмера выдаёт длину проката.
«Перпендикуляр.про»
Программа perpendicular.pro отличается от предыдущих тем, что позволяет производить расчёт материалов для арочных конструкций. Программа предельно проста в использовании. Нужно задать основные параметры арки (ширина, длина и высота) и нажать «рассчитать».
После этого пользователь получает общую длину изгиба и полную площадь навеса. Минус калькулятора – отсутствие в расчётах радиуса изгиба.
Программа «Сопромат», которая умеет выполнять полноценные расчёты металлоконструкций. Софт бесплатный и подходит для вычисления параметров статически неопределённых рам, балок и ферм. Для расчётов она использует метод конечных элементов.
Сервис подойдёт практикующим строителям-инженерам и студентам для создания курсовых и дипломных работ.
Функционал программы достаточно широкий и включает:
Sopromatguru
Функционал этой программы Sopromatguru частично доступен бесплатно. Возможностей этого сервиса хватает даже для инженеров. Он умеет рассчитывать статически определимые системы, определять перемещения в узлах, рассчитывать реакции опор, реакции эпюры и сохранять ссылку на результаты расчётов.
Пока программа используется для расчёта горизонтальных балок, но, по заверениям разработчиков, скоро в ней будет доступен расчёт ферм.
Стоимость программы можно назвать символической. Платить нужно за каждый произведённый расчёт. У сайта приятный интуитивно понятный интерфейс, что облегчает рабочий процесс.
«Ферма»
Полностью бесплатная десктоп-программа. Умеет рассчитывать плоские статически определённые и неопределённые фермы, сохранять полученные результаты.
Проект начинается с задания геометрических параметров фермы, в которые входят размеры стержней, точки присоединения и положение раскосов, возможные нагрузки и высоты.
Программа в расчётах использует метод вырезания узлов, что позволяет с высокой точностью определять реакции опор и усилия в стержнях.
SCAD Office
Программный комплекс SCAD office с большим количеством функций, созданный специально для профессионалов. В его состав включено несколько утилит, которые умеют вычислять параметры отдельных элементов стальных, деревянных и даже каменных конструкций.
С их помощью можно проектировать монолитные железобетонные перекрытия, строить сечения и рассчитывать коэффициенты постели строения и многое другое. Программа платная, как и большинство профессионального софта.
В России и СНГ среди инженеров наиболее известна программа «ПК Лира», используемая для определения расчётов параметров строительных конструкций из материалов разного типа.
Программы для расчёта навесов на Android
Полноценно заменить компьютер смартфоны и планшеты не в состоянии, но программные решения тут тоже многообразны. Можно отыскать софт, который поможет при проведении работ по расчету металлоконструкций.
Несколько примеров таких программ:
«Калькулятор металлопроката 3.0.1»
Программа для смартфона с широким функционалом. В ней можно рассчитать материал для строительства навеса по длине, массе или площади. В библиотеке доступны круглые и прямоугольные трубы, арматура, швеллеры, уголки, плоские листы, крепёж и многое другое.
Типоразмеры изделий задаются по сортаменту или по исходным значениям с указанием типа материала. Приложение умеет сохранять расчёты и пересылать их по электронной почте.
«Расчёт нагрузок»
Пожалуй, это самое полезное приложение на Андроид, стабильно работающее и выполняющее заявленные разработчиками функции.
Его можно использовать для расчёта допустимых нагрузок, прочности и длин пролётов нагружаемой конструкции. Здесь можно выбрать форму, размер и тип материала. Программа подойдёт для проведения прикидочных расчётов на объекте.
Как правильно рассчитать навес из металла
Если у застройщика нет опыта в расчётах таких конструкций, то к проектированию нужно отнестись с большим вниманием, так как от результатов вычислений будет зависеть прочность и надёжность всего сооружения.
Расчёт выполняется в несколько этапов сверху-вниз. Первыми рассчитываются прогоны, балки, а потом стойки. Такой порядок необходим для того, чтобы заранее знать вес верхней части конструкции и учесть его в нагрузках на столбы.
Готовый навес должен быть очень жёстким и прочным, чтобы справляться не только с собственной массой, но и снеговыми и ветровыми нагрузками, характерными для региона застройки. Расчёты можно делать в любой программе или вручную по формулам.
В первую очередь в проекте необходимо учесть все вводные данные:
- Тип (форма) крыши. От этого параметра будет зависеть конфигурация ферм и поясов каркаса. Для навеса крышу чаще всего делают односкатной или арочной. В первом случае и строительство, и расчёты произвести проще всего. Форма крыши определяет и тип кровельного материала. Например, не подойдет профнастил на арочный навес с малым радиусом, так как он имеет ограничения на изгиб, зависящие от формы профиля и размера волны. В этом случае используют мягкую черепицу или поликарбонат.
- Общие размеры конструкции и планировка участка. Эти данные помогут определить точки установки несущих опор конструкции и понять, с каким шагом будут установлены фермы. Длина пролётов покажет, насколько мощными и габаритными должны быть фермы.
- Угол наклона и коэффициент скольжения кровельного материала. Эти показатели дают понять, как хорошо снег будет сходить с навеса. Для проведения таких расчётов также необходимы данные об экстремальных точках ската и их удалённости друг от друга. Посчитать всё это без программного обеспечения очень сложно.
- Полные и полезные размеры частей кровельного материала, расстояние между точками установки крепежа. Это основные параметры, которые задают шаг поясов обрешётки (прогонов) в стропильной системе навеса.
Получив все исходные данные, можно начинать расчёты. Стартуют они с определения параметров прогонов, которые нужно проверить на прогиб. Для этого находят равномерно распределённую, линейную нагрузку (на прогон будут действовать собственная масса, вес снега и профлиста или любого другого кровельного материала).
Чтобы нагрузку на квадратный метр перевести в линейную, нужно умножить её величину на ширину грузовой площади. Ширина грузовой площади рассчитывается по расстоянию между прогонами.
Как видно из чертежа, наименьшая ширина нагрузки у крайних балок П1 и П5. Это значение равно расстоянию между прогонами, разделённому на 2. Срединные прогоны, если расстояние между ними строго одинаковое, будут нести в два раза большую грузовую площадь.
По схеме это значение определяется как А2+Б2 и так далее. Чтобы не утруждать себя дополнительными расчётами, нужно разбить пролёт на одинаковые отрезки. Для профнастила оптимальный шаг поясов составляет 0,5 м. Поэтому можно взять это значение как ширину грузовой площади и для крайних поясов, так как их делают из того же материала.
Пример расчёта
Для примера возьмём профлист, средняя нагрузка от которого на квадрат составляет 5,4 кг. Умножаем это значение на 0,5, и получаем 2,7 кг/м. Далее нужно полученное число умножить на коэффициент безопасности нагрузки 1,05. В цифрах — 2.7*1,05=2,835 кг/м.
Аналогично вычисляем линейную нагрузку от снега (это значение зависит от региона): 50*0,5*1,4=35 кг/м. Коэффициент безопасности по нагрузке от снега составляет 1,4.
Далее складываем нагрузки и получаем общую линейную нагрузку на каждый метр прогона: 2,835+35=37,835кг/м.
Теперь идём в любой из калькуляторов, подходящих по функционалу и вычисляем прочность прогона. Программа будет учитывать вес самого прогона и выдаст варианты изделий по ГОСТу, способных нести соответствующие нагрузки.
В калькуляторе указывается длина элемента, которая задаётся запланированным расстоянием между стропилами (фермами).
В таблице Д.1 документа СП20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» указан способ определения максимального прогиба в зависимости от его длины.
Предположим, расстояние между несущими фермами составляет 2 500 мм. Это значение нужно разделить на 150. Получаем 16,66 мм – это максимально допустимый прогиб для прогона такой длины.
Забив все значения в калькулятор, где уже определён тип трубы, получаем фактический прогиб прогона. Сопоставив его с эталонным, определяем, справится ли элемент с нагрузкой. Если прогиб превышен, ставим более прочные трубы и повторяем расчёты.
Далее по аналогии рассчитываем нагрузку на сами фермы, добавив в расчёты их собственную массу.
При расчётах в калькуляторах обязательно указывается тип соединений, так как от них во многом зависит прочность конструкции.
Завершается расчёт определением параметров стоек. За основу берётся стойка, расположенная ближе всего к центру нагрузки.
При расчёте используется значение площади нагрузки, так как опора представляет собой точку, на которую оказывается давление со всех сторон, и нет линейного распределения давящих сил.
Получаем площадь нагрузки, перемножив между собой перпендикулярные оси нагрузки, разделённые на 2. Полученное значение будет в кг/м 2 .
Далее площадь нужно поочерёдно умножить на массу (на м 2 ) профлиста, снега, прогонов и ферм. Полученные значения умножаются на коэффициенты безопасности, а затем складываются. Результат нужно перевести в килоньютоны, умножив на 10 и разделив на 1000.
Все полученные значения и планируемая высота стоек вносятся в калькулятор, который выдаёт параметры профтрубы.
Узнайте из видео: как подобрать профтрубу для навеса.
Заключение
Даже если стенки собранного навеса не будут обшиваться отделочными материалами, свободно стоящему каркасу необходимо задать пространственную прочность. Для этого добавляются укосы из той же трубы, что была использована для стоек.
Также по углам навеса можно использовать декоративные кованые элементы или фермы. При работе с металлом лучше использовать сварные соединения, так как они более надёжные.
Если нет уверенности в правильности расчётов, нужно сделать небольшой запас прочности, увеличить поправочный коэффициент безопасности, чтобы навес гарантировано служил долго и не мог разрушиться под воздействием незапланированных тяжестей.
Расчет навеса из профильной трубы онлайн калькулятор. Расчет и чертеж навеса
Калькулятор навеса из металла. Как рассчитать металлическую ферму для навеса из профильной трубы
Возводимые сооружения должны быть достаточно жесткими и прочными, чтобы противостоять различным нагрузкам, поэтому перед их монтажом необходимо выполнить расчет фермы из профильной трубы для навеса и составить чертеж.
При расчете, как правило, прибегают к помощи специализированных программ с учетом требований СниП («Нагрузки, воздействия», «Стальные конструкции»). Можно рассчитать металлическую ферму онлайн, пользуясь калькулятором расчета навеса из металлопрофиля. При наличии соответствующих инженерных знаний расчет можно провести и собственноручно.
Если известны главные параметры конструкции, можно поискать подходящий готовый проект, среди выложенных в интернете.
Проектные работы выполняют на основе следующих исходных:
- Чертеж. От типа крыши: одно- или двускатная, шатровая или арочная, зависит, конфигурация поясов каркаса. Самым простым решением можно считать односкатную ферму из трубы профильной.
- Размеры конструкции. Чем с большим шагом будут установлены фермы, тем нагрузка, которой они смогут противостоять, будет больше. Важен также угол наклона: чем он больше, тем легче будет сходить снег с кровли. Для расчета понадобятся данные об экстремальных точках ската и их удаленности друг от друга.
- Размеры элементов кровельного материала. Они играют решающую роль в определении шага ферм для навеса, скажем, из поликарбоната . Кстати, это самое популярное покрытие для сооружений, устраиваемых на собственных участках. Панели сотового поликарбоната с легкостью сгибаются, поэтому они подходят для устройства криволинейных покрытий, к примеру, арочных. Все что при этом важно, так это только то, как правильно рассчитать навес из поликарбоната.
Расчет металлической фермы из профильной трубы для навеса выполняют в определенной последовательности:
- определяют величину пролета, соответствующую техзаданию;
- чтобы вычислить высоту конструкции, по представленному чертежу подставляют размеры пролета;
- производят задание уклона. Соответственно оптимальной форме кровли сооружения определяют контуры поясов.
Максимально возможный шаг ферм для навеса при использовании профильной трубы равен 175 см.
Расчет треугольной фермы онлайн. Виды ферм и формы крыши
Давайте разберемся с видами ферм:
- Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
- Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
- Прочной считается также ферма с параллельными поясами . Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
- Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.
Онлайн калькулятор фермы из профильной трубы. Что такое ферма: конструктивные особенности
Для усиления каркаса домов, надворных построек и малых архитектурных форм из профтрубы применяют особые элементы, называемые фермами. Их используют для верхнего и бокового соединения опор навесов, беседок, остановочных павильонов и летних кафе. Применяют усиливающие элементы и при монтаже козырьков над входными группами, если расстояние между стенами или опорами велико.
Таким образом, ферма – это усиливающая конструкция, состоящая из двух поясов, соединенных между собой перемычками. Такое устройство обеспечивает конструкции жесткость и позволяет сохранять форму при любых нагрузках.
Обратите внимание! Кроме функционального назначения фермы могут иметь и декоративное, если возводимое строение не имеет стен и фронтонов или обшивается прозрачным материалом.
Виды поясов
Пояса задают форму детали: сегмент, двойная дуга, треугольник, прямоугольник или многоугольник. При этом у сегмента, прямоугольника и дуги в качестве нижнего и верхнего поясов выступают цельные трубы – прямые или изогнутые.
В фермах более сложной формы: треугольных, выпуклых и вогнутых многоугольниках – один или оба пояса собраны из нескольких труб.
Форму поясов фермы выбирают в соответствие с назначением конструкции. Для бокового соединения стоек строения обычно используют обвязочные фермы с двумя параллельными прямыми или дугообразными поясами или верхним прямым поясом и нижним дугообразным.
Форма поясов стропильной фермы зависит от типа крыши:
| Тип крыши | Возможная форма поясов | Название фермы |
| односкатная, шатровая | прямые, образующие прямоугольный треугольник | односкатная |
| двускатная | прямые, образующие равнобедренный треугольник: 2 прямые образуют верхний пояс, одна – нижний; | треугольная |
| две пары прямых, образующих параллельные углы | полигональная | |
| две пары прямых, образующие пару неравных углов | ножницы | |
| 5 прямых: две образуют верхний пояс, 3 – нижний | ферма Полонсо | |
| мансардная | прямые, образующие равнобедренный пятиугольник с широким основанием; | мансардная |
| арочная | две параллельных дуги | арочная |
| две параллельных ломаных | полигональная | |
| дуга и прямая, образующие сегмент или полукруг | сегментная | |
| верхняя дуга, нижняя ломаная | консольная |
Виды перемычек
Перемычки – это короткие отрезки труб, как правило, меньшего сечения, чем используемые для поясов, прикрепленные прямо или под углом к основным элементам конструкции. Комплекс перемычек называют внутренней решеткой.
Вертикальные перемычки называют опорами или стойками. Обычно ферма имеет одну-две основных стойки и несколько дополнительных.
Наклонные перемычки называют подкосами или откосами, их количество может быть любым. Если пояса фермы соединены опорами, то откосами укрепляют именно опоры. Кроме того, внутренняя решетка может состоять только из вертикальных или только из наклонных перемычек.
Обратите внимание! Фермы для каркасных строений изготавливают не только из труб, но и из уголков. Каждый элемент такой конструкции для обеспечения необходимой прочности собирают из пары уголков, что усложняет расчеты и монтаж и увеличивает временные затраты.
Расчет металлоконструкций для навеса. Расчет и чертеж навеса
Калькулятор расчета навеса из профильной трубы. Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками
А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили для вас подробные мастер-классы изготовления таких ферм,
И так, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры вместе в одно единое целое. Другими словами, ферма относится к простым архитектурным конструкциям, среди ценных преимуществ которой выделим такие: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.
Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.
Использование в строительстве металлических ферм из новых или прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных и конструктивных решений. И неспроста:
- Главный секрет – в экономии благодаря рациональной форме профиля и соединения всех элементов решетки.
- Еще одно ценное преимущество профильных труб для использования их изготовлении фермы – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
- При всем своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки!
Расчет навеса из профильной трубы. Расчет оптимальной формы навеса
Длина стропила зависит от угла наклона фермы. Для различных величин углов оптимально использование разного кровельного материала:
- 22-30 – оптимальный угол наклона для строений в областях со значительными снеговыми нагрузками. В качестве конструкция навеса из профильной трубы с таким углом предусматривает преимущественно треугольную форму. Она оптимальна для асбестовых прямых и волнистых листов, различного типа металлопрофиля и этернитового кровельного покрытия.
- 15-22 – так же являются двухскатными с металлическими типами кровельных покрытий. Такой угол наклона характерен для регионов с увеличенными ветровыми нагрузками. Максимальная величина пролета треугольной фермы с таким углом 20 м.
- 6-15 – преимущественно односкатные трапециевидные фермы с покрытием из поликарбоната и профнастила.
Односкатный навес из профильной трубы, фото строения с кровлей из профнастила
Расчет навеса из поликарбоната из профильной трубы производится в соответствии со СНиП П-23-81 «Стальные конструкции» и СНиП 2,01,07-85 «Нагрузки и воздействия».
Технологические требования к ферме и последовательность расчета следующая. В соответствие с техническим заданием определяется требуемая величина пролета. По представленной схеме подставляем габариты пролета и определяем высоту конструкции. Производится задание угла наклона фермы и оптимальной формы крыши навеса. Соответственно определяются контуры верхнего и нижнего пояса фермы, общие очертания и тип кровельного покрытия.
Важно! Максимальное расстояние, на котором размещаются фермы при изготовлении навеса из профильной трубы – 1,75 м.
Схема зависимости длины стропил от угла крыши при расчете фермы из профильной трубы для навеса
Выбор профиля
В качестве материала для сборки стропильной фермы можно использовать швеллера, тавры, уголки и другой профилированный прокат который изготовлен из стали марки Ст3СП или 09Г2С (в соответствии с ГОСТ). Однако все эти материалы имеют существенный недостаток по сравнению с профилированной трубой – они намного тяжелее имеют большую толщину при сопоставимых прочностных характеристиках.
Онлайн калькулятор расчета навеса. Как рассчитать металлическую ферму для навеса из профильной трубы
Читайте также: