Здравствуйте, уважаемые читатели! В данной статье я решил использовать уже опубликованную ранее информацию и онлайн расчеты для расчета навеса из металлоконструкций .
Навес можно использовать для различных целей, но пусть это будет навес для автомобиля.
Исходные данные:

- город строительства – г. Гродно ( - Республика Беларусь, Гродненская область)
- размер в плане 3х6 метра
- несущие конструкции (стойка – профильная труба, балка – двутавр, прогоны – швеллер)
- высота до низа балки – 2,7 метра
- уклон кровли – 10%
- материал кровли – профлист НС35х1000х0.5 (масса 1 м2 – 5.4 кг)
- сталь класса С255
Итак, основная наша задача – это определиться в размере сечения наших несущих конструкций. На каждую конструкцию мы будем собирать нагрузки, и рассчитывать отдельно. Расчет будем вести сверху вниз , т.е. сразу прогоны, потом балки и стойки. Это делается для того, чтобы при расчете стоек мы уже знали вес вышележащих конструкций (балки и прогоны).

Расчет прогонов

Прогон будем рассчитывать на прочность и прогиб
Для расчета прогонов нам надо будет знать линейную равномерно распределенную нагрузку на него и расчетную схему.
Прогон будет привариваться в месте укладки к балке, значит, это будет шарнирное соединение и расчетная схема соответственно «шарнир-шарнир».
На прогон будут действовать нагрузки от веса профлиста, собственного веса прогона и снеговой нагрузки.
На рисунке показана грузовая площадь рассчитываемого прогона.

Для того, чтобы нагрузку на квадратный метр перевести в линейную, нам надо будет умножить ее на ширину грузовой площади. = 5,4 кг/м2 * 1,003 м = 5,42 кг/м
Для получения расчетной нагрузки – умножим нормативную на коэффициент безопасности по нагрузке (для металлических конструкций он равен 1,05). = 5,42 кг/м * 1,05 = 5,69 кг/м
Дальше таким же способом находим расчетную линейную нагрузку от снега (коэффициент надежности по снеговой нагрузке 1,4):

50 кг/м2 * 1,003 м * 1,4 = 70,21 кг/м

Итоговое значение линейной нагрузки будет следующее:

5,69 кг/м + 70,21 кг/м = 75,9 кг/м

Затем , подбирая то или иное сечение с небольшим запасом (в онлайн расчет уже входит нагрузка от собственного веса конструкции).
В итоге расчета на прочность у нас получился швеллер № 5П по ГОСТ 8240-89 .

Теперь рассчитаем данный прогон на прогиб. Заглянув в СП 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия", видим, что максимальный прогиб для нашего 3-ех метрового прогона рассчитывается как l/150=3000/150=20 мм.

Подставив все найденные величины в калькулятор по прогибу, видим, что прогиб получился 18,9 мм и он не больше нашего предельно допустимого прогиба 20 мм.

Значит делаем вывод - прогон из 5 швеллера устраивает нас как по прочности, так и по прогибу.

Расчет двутавровой балки

Балку будем рассчитывать ту, которая лежит на оси 2, потому что грузовая площадь, а, следовательно, и нагрузка у нее будет самая большая.

Опираться балка будет на накладку на конце стойки. Накладка приварена к стойке, а балка будет приварена к накладке. Значит опирание опять шарнирное и расчетная схема «шарнир-шарнир».

Нагрузки, которые будут действовать на балку :
- снеговая нагрузка = 50 кг/м2 * 3 м * 1.4 = 210 кг/м
- нагрузка от профлиста = 5,4 кг/м2 * 3 м * 1,05 = 17,01 кг/м
- нагрузка от веса прогонов (12 метров прогонов попадают в грузовую площадь, масса одного метра 8,59 кг) = 12 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 108,23кг.Запишем эту нагрузку как линейно распределенную на 3 метра: 108,23 кг / 3 м = 36,08 кг/м.
- нагрузка от собственного веса балки (учитывается в онлайн расчете)
Итоговая нагрузка на балку будет:

210 кг/м + 17,01 кг/м + 36,08 кг/м = 263,09 кг/м

Далее опять по нашему подбираем сечение:

По расчету видим, что данная балка по прочности проходит с хорошим запасом. Теперь рассчитаем ее на прогиб (максимально допустимый прогиб для балки равной 3м опять же выходит 3000/150=20 мм).

Исходя из двух расчетов видно, что балка 10Б1 проходит с хорошим запасом. В целом сечение можно уменьшить, но в качестве примера оставим эту балку
Получился двутавр №10Б1 по СТО АСЧМ 20-93 .

Расчет стойки из профильной трубы

Со всех стоек рассчитывать мы будем самую неблагоприятную (самая высокая и самая нагруженная). Это будет стойка 2-Б. Ее высота составит 2700 мм, а грузовая площадь будет 3 м * 1,5 м = 4,5 м2.

На данную грузовую площадь будут действовать сосредоточенные расчетные нагрузки от:
- профлиста = 5,4 кг/м2 * 4,5 м2 * 1,05 = 25,52 кг
- массы прогонов = 6 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 54,12 кг (6 метров прогонов попадают в грузовую площадь)
- массы балки (ее можно рассчитать в , учитывая тот факт, что в грузовую площадь попадает 1,5 метра балки) = 11,92 кг * 1,05 = 12,52 кг

- снеговой нагрузки = 50 кг/м2 * 4,5 м2 * 1,4 = 315 кг
- нагрузка от собственного веса стойки (примем 3% от общей нагрузки на стойку)
Итоговая нагрузка на стойку будет следующей:

(25,52 кг + 54,12 кг + 12,52 кг + 315 кг) * 1,03 = 419,4 кг

Переведем в килоньютоны: 419,4 кг * 10 Н/кг /1000 = 4,194 кН.
Снизу стойка приварена к пластине, которая на 4 анкерах крепится к бетону, поэтому соединение будет шарнирное, и сверху, как мы уже выяснили, тоже шарнирное соединение с балкой. Значит, расчетная схема будет «шарнир-шарнир».
Далее на нашем рассчитаем сечение стойки из профильной трубы, к примеру, 40х1.5:

Исходя из расчет видно, что стойка 40х1.5 не проходит по гибкости (формула гибкости=расчетная_длина / радиус_инерции), а значит надо либо уменьшить расчетные длины стойки путем добавления связей в двух плоскостях, либо увеличить радиус инерции путем увеличения поперечного сечения. Мы же увеличим поперечное сечение до 50х2.

Как видно на рисунке, принята профильная труба сечение 50х50 и толщиной стенки 2 мм .

Пространственная жесткость

Даже если наш каркас не будет обшиваться со всех сторон, а, следовательно, и не будет существенных ветровых нагрузок, то мы все равно должны позаботиться о пространственной жесткости навеса .
Для этого в обоих направлениях расставим связи из профильной трубы (такой же, как применялась для стоек). По осям А и Б будет крестовая связь, а по осям 1, 2 и 3 поставим горизонтальную связь, для нормального проезда автомобиля.

Для упрощения понимания многих расчетов мы пренебрегали следующими вещами:
1. Нагрузка от ветра: при отсутствии зашивки навеса по бокам, нагрузка от ветра будет действовать только на кровлю навеса, но при небольшом уклоне она будет незначительна.
2. При расчете прогонов и балки на прогиб задавать надо было нормативную нагрузку, но и от расчетной хуже не будет.

Если вам понравилась эта статья – пишите комментарии, делитесь ей с друзьями и мы обязательно напишем еще!

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:

1. Шаг между опорными столбами (стойками) с торца 3 метра, на боковой стороне 4 метра.
2. Количество столбов из металлической трубы 8 штук.
3. Высота ферм под стропами 0,6 метра.
4. 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.

Предтечей строительства стационарного навеса являются расчеты. Расчет навеса необходим для того, чтобы конструкция была надежной, выдерживала собственный вес, а также нагрузки, создаваемыми ветром и снегом. В рамках данной публикации мы поговорим лишь о чертеже и расчетах различных частей конструкции на примере автомобильного навеса из поликарбоната. Весь пакет проектной документации куда больше и ему будет посвящена отдельная статья.

О чем нужно помнить, готовя проект?

Перед тем как изготовить чертеж навеса из поликарбоната, необходимо определиться с общей проектной и дизайнерской концепцией, а именно как будет выглядеть конструкция, какую она будет иметь форму, для чего будет предназначена. Далее нужно нарисовать эскиз сооружения, где указать общие размеры навеса из поликарбоната (длину, ширину и другие параметры) и его основных элементов. На следующем этапе можно готовить чертеж навеса для автомобиля из поликарбоната, при этом необходимо помнить.

К сведению! Готовя чертеж сооружения необходимо найти и приложить к нему технические данные об используемых материалах.

Рассчитываем ферму арочного типа

Мы имеем эскиз большого автомобильного навеса из металла, рассчитанного на 2 машины с крышей арочного типа (дуга) покрытой листами сотового поликарбоната. Ширина навеса от опоры до опоры составляет 5,8 метра, ширина арочной фермы (дуги) должна составлять 6 м. Давайте рассчитаем сечение профиля, который будет использоваться при изготовлении арочного перекрытия.

ɒ пр =(ɒ 2 +4t 2) 0,5 ≥R/2, расшифруем данную формулу:

• ɒ — нормативное напряжение;
• R – крепость железа С235, около 2440 кгс/см 2 ;
• t – напряжение по касательной.

Теперь последовательно подбирая показатели, мы можем вычислить профиль подходящего сечения, чтобы он мог выдержать искомые нагрузки. Берем квадратную профильную трубу 30х30х3,5 мм с сечением 35 мм 2 с моментом инерции 3.98 см 4 , коэффициентом сопряжения нагрузки 0,5, предполагаемая нагрузка на замковую часть арки 914,82 кгс.

Все необходимые данные для вычисления собраны, формула есть, теперь остается подставить данные в формулу и получить расчет нагрузки на арочную ферму (дуга) автомобильного навеса из поликарбоната.

ɒ 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 .

Что это значит? А это значит, что если мы сварим или скрутим шестиметровую арку из профиля 30х30х3,5 мм, она вполне выдержит собственный вес и вес кровельного материала, то есть сотового поликарбоната. Даже имеется приличный запас.

Рассчитываем опорную часть конструкции

Далее необходимо рассчитать какими будут опоры у автомобильного навеса из поликарбоната. Существует специальная методика, по которой принято рассчитывать стальные колонны, без нее адекватный расчет навеса невозможен. Применим формулу:

F=N/ϕR у. Расшифруем формулу:

• F – сечение квадратной трубы, которую можно использовать в качестве опоры;
• ϕ — коэффициент, определяющий продольный изгиб;
• R у – значение сопротивления материала.

Для того чтобы произвести расчеты, придется найти данные о сопротивлении материалов. В нашем случае сопротивление стальных квадратных труб 70х70, 80х80, 100х100 мм, найденные значения нужно будет сравнить с результатами вычислений и сделать выводы. Производим расчеты:

F=3000/(0,599*2050)

В результате получаем значение 2,44 см 2 , которое необходимо округлить в большую сторону. В итоге, значение на которое нам следует опираться при поиске подходящего профиля 2,5 см 2 . Этим показателям соответствует квадратная стальная труба 70х70х2 мм, даже имеется небольшой запас.

Нагрузки на крышу от снега и ветра

Ответить на вопрос, как рассчитать навес для авто можно только если произвести расчет несущих конструкций сооружения и нагрузки на крышу от снега и ветра. С расчетом несущих конструкций мы в общих чертах разобрались. Теперь нужно решить проблему с нагрузками от ветра и снега.

Чтобы получить необходимые для вычисления данные, нужно обратиться к показателям средней нагрузки от ветра и снега в вашем регионе. Найти такие сведения можно в соответствующем СНиПе.

Для примера возьмем значение ветровой нагрузки 23кг/м 2 . Но в нашем случае данная величина не подойдет потому что 23кг/м 2 определена для зданий и сооружений у которых есть стены. У автомобильного навеса есть опоры, дуги, перемычки, прогон и кровля, поэтому давление будет оказываться лишь на них. Определяем среднее ветровое воздействие на навес получаем 0,34 при высоте опор свыше трех метров значение от 0,34 до 0,75 кг/м 2 . Вычисляем максимальную нагрузку создаваемую ветром на всю конструкцию: дуги, опоры, прогон, кровлю.

W m =23*0,75*0,34. В результате получаем значение равное 5,9. Теперь вычислим нагрузку создаваемую снежным покровом. Эти нагрузки в разных регионах страны отличаются, причем отличаются значительно. В горных районах такая нагрузка может составлять более 600 кг/м 2 , но мы в качестве примера возьмем более скромный показатель 180 кг/м 2 (Московская область).

Чтобы вычислить максимальную нагрузку на навес нужно 180 умножить на значение коэффициента перехода, которое еще предстоит получить. На рисунке ниже представлен расчет нагрузки снега на навес.

Максимальную нагрузку снега на навес вычислили. Теперь нам остается узнать показатель инерции для выбранного нами кровельного материала. Такие данные в обычном коммерческом описании материала не возьмешь, но в техническом описании это есть. Например, у сотового поликарбоната толщиной 12 мм, инерция 3,41 см 4 . Найдите материал с расчетным значением или больше такового и можете смело пускать его на кровлю автомобильного навеса. Подробнее о том из чего можно сделать кровлю для навеса вы можете прочитать в статье .

В заключение, отметим, конструкции навесов для автомобилей не так уж сложны, тем не менее, вольно к строительству подобных сооружений относиться нельзя. Вначале общее устройство навеса нужно нарисовать на эскизе, указав длину элементов конструкции, их диаметр и другие простые параметры. После этого можно приступать к расчетам и изготовлению чертежа. В процессе работы придется рассчитать параметры арочной фермы (дуги) и многое другое. Если вы чувствуете, что данная работа вам не по силам обратитесь к специалисту. Удачи!

Навес является простой архитектурной конструкцией, которая применяется в самых различных целях. В большинстве случаев его изготавливают при отсутствии гаража с накрытием на даче или для того, чтобы защитить площадку для отдыха от сильных лучей солнца. Для обеспечения надежности и прочности подобной постройки небольших размеров понадобится произвести расчет навеса. В конечном итоге можно будет получить данные, которые смогут показать, какие фермы будут использоваться и как их нужно будет варить.

Схему закрепления профильных труб можно увидеть на рис. 1.

На рисунке 1 изображена схема закрепления труб

Как рассчитать фермы для навеса своими руками?

Для того чтобы произвести расчет подобной конструкции для навеса, понадобится подготовить:

• Калькулятор и специальное программное обеспечение;
• СНиП 2.01.07-85 и СНиП П-23-81.

При проведении расчетов надо будет выполнить следующие действия:

1. Прежде всего понадобится выбрать схему фермы. Для этого определяются будущие контуры. Очертания нужно выбирать исходя из основных функций навеса, материала и других параметров;
2. После этого надо будет определить габариты изготавливаемой конструкции. Высота будет зависеть от типа кровли и используемого материала, веса и других параметров;
3. Если размеры пролета превышают 36 м, понадобится произвести расчет для строительного подъема. В данном случае имеется ввиду обратный погашаемый изгиб от нагрузок на ферму;
4. Необходимо определить размеры панелей сооружения, которые должны соответствовать расстояниям между отдельными элементами, которые обеспечивают передачу нагрузок;
5. На следующем этапе определяется расстояние между узлами, которое чаще всего равняется ширине панели.

При произведении расчетов следуйте таким советам:

1. Понадобится все значения высчитать в точности. Следует знать, что даже малейший недочет приведет к ошибкам в процессе произведения всех работ по изготовлению конструкции. Если нет уверенности в собственных силах, то рекомендуется сразу же обратиться к профессионалам, которые имеют опыт в проведении подобных расчетов;
2. Для облегчения работы можно использовать готовые проекты, в которые останется лишь подставить имеющиеся значения.

На этом фото изображено металлическое укрытие

В процессе выполнения расчета фермы следует помнить, что в случае ее увеличивающейся высоты будет увеличиваться и несущая способность. В зимнее время года снег на подобном навесе практически не будет накапливаться. Для того чтобы увеличить прочность конструкции, следует установить несколько прочных ребер жесткости.

Для сооружения фермы лучше всего использовать трубу из железа, которая имеет небольшой вес, высокую прочность и жесткость. В процессе определения размеров для подобного элемента понадобится учитывать следующие данные:

1. Для конструкций небольших размеров, ширина которых составляет до 4,5 м, понадобится использовать трубу из металла 40х20х2 мм;
2. Для конструкций, ширина которых составляет менее 5,5 м, нужно использовать трубу с размерами 40х40х2 мм;
3. Если ширина фермы составит более 5,5 м, лучше всего применить трубу 60х30х2 мм или 40х40х3 мм.

В процессе планирования шага ферм следует учитывать, что максимально возможное расстояние между трубами навеса составляет 1,7 м. Только в таком случае можно будет сберечь надежность и прочность конструкции.

Пример расчета ферм для навеса

1. 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;
2. 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;
3. 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;
4. 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.

Как рассчитать ферму для навеса из поликарбоната?

Навес является сложной конструкцией, поэтому перед приобретением определенного количества материала понадобится смета. Каркас для опоры должен иметь возможность выдерживать любые нагрузки.

Для того чтобы произвести профессиональный расчет конструкции из поликарбоната, рекомендуется обратиться за помощью к инженеру с опытом подобной работы. Если навес являет собой отдельную конструкцию, а не пристройку к частному дому, то расчеты усложнятся.

Уличная кровля состоит из столбиков, лаг, ферм и покрытия. Именно эти элементы и нужно будет рассчитывать.

Если планируется изготовить навес из поликарбоната арочного типа, то не получится обойтись без использования ферм. Фермы являются приспособлениями, которые связывают лаги и опорные столбики. От подобных элементов будут зависеть размеры навеса.

Навесы из поликарбоната, в качестве основы которых применяются металлические фермы, изготавливать достаточно сложно. Правильный каркас сможет распределять нагрузку по опорным столбикам и лагам, при этом конструкция навеса не будет разрушаться.

Для монтажа поликарбоната лучше всего использовать профильные трубы. Основной расчет фермы - учет материала и уклона. К примеру, для односкатной навесной конструкции с маленьким уклоном применяется неправильная форма фермы. Если конструкция имеет маленький угол, то можно использовать металлические фермы в форме трапеции. Чем больше радиус структуры арки, тем меньше существует возможностей задержки снега на кровле. В данном случае несущая способность фермы будет большой (рис. 2).

На рисунке 2 изображен будущий навес покрытый поликарбонатом

Если используется простая ферма домиком размерами 6х8 м, то расчеты будут такими:

• Шаг между столбиками для опоры - 3 м;
• Количество металлических столбиков - 8 шт;
• Высота ферм под стропами - 0,6 м;
• Для устройства обрешетки крыши понадобится 12 профильных труб с размерами 40х20х0,2 см.

В некоторых случаях можно сэкономить путем уменьшения количества материала. К примеру, вместо 8-ми стоек можно установить 6. Можно также сократить обрешетку каркаса. Однако не рекомендуется допускать потерю жесткости, так как это может привести к разрушению сооружения.

Подробный расчет фермы и дуги для навеса

В данном случае будет производиться расчет навеса, фермы которого устанавливаются с шагом 1 м. Нагрузка на подобные элементы от обрешетки передается исключительно в узлах фермы. В качестве материала для кровли используется профнастил. Высота фермы и дуги может быть любой. Если это навес, который примыкает к основной постройке, то главным ограничителем является форма кровли. В большинстве случаев сделать высоты фермы больше 1 м не получится. С учетом того, что понадобится делать ригеля между колоннами, максимальная высота составит 0,8 м.

Схему навеса по фермам можно увидеть на рис. 3. Голубым цветом обозначаются балки обрешетки, синим цветом - ферма, которую нужно будет рассчитывать. Фиолетовым цветом обозначаются балки или фермы, на которые будут опираться колонны.

В данном случае будет использоваться 6 ферм треугольной формы. На крайние элементы нагрузка будет в несколько раз меньше, чем на остальные. В данном случае металлические фермы будут консольными, то есть их опоры располагаются не на концах ферм, а в узлах, которые изображены на рис. 3. Такая схема позволяет равномерно распределять нагрузки.

На рисунке 3 изображена схема укрытия по фермам

Расчетная нагрузка составляет Q = 190 кг, при этом снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Благодаря сечениям возможно произвести расчет усилий во всех стержнях конструкции, при этом нужно учитывать тот факт, что ферма и нагрузка на данный элемент является симметричной. Следовательно, понадобится рассчитывать не все фермы и дуги, а лишь некоторые из них. Для того чтобы свободно ориентироваться в большом количестве стержней в процессе расчета, стержни и узлы промаркированы.

Формулы, которые понадобится использовать при расчете

Понадобится определить усилия в нескольких стержнях фермы. Для этого следует использовать уравнение статического равновесия. В узлах элементов шарниры, потому значение моментов изгиба в узлах фермы равно 0. Сумма всех сил по отношению к оси x и y тоже равна 0.

Понадобится составить уравнение моментов по отношению к точке 3 (д):

М3 = -Ql/2 + N2-a*h = 0, где l - расстояние от точки 3 до точки приложения силы Q/2, которое составляет 1,5 м, а h - плечо действия силы N2-a.

Ферма имеет расчетную высоту 0,8 м и длину 10 м. В таком случае тангенс угла a составит tga = 0,8/5 = 0,16. Значение угла a = arctga = 9,09°. В конечном итоге h = lsina. Из этого следует уравнение:

N2-a = Ql/(2lsina) = 190/(2*0,158) = 601,32 кг.

Таким же образом можно определить значение N1-a. Для этого понадобится составить уравнение моментов по отношению к точке 2:

М2 = -Ql/2 + N1-a*h = 0;

N1-a = Q/(2tga) = 190/(2*0,16) = 593,77 кг.

Проверить правильность вычислений можно путем составления уравнения сил:

EQy = Q/2 - N2-asina = 0; Q/2 = 95 = 601,32 * 0,158 = 95 кг;

EQx = N2-acosa - N1-a = 0; N1-a = 593,77 = 601,32 * 0,987 = 593,77 кг.

Условия статистического равновесия выполнены. Любое из уравнений сил, которые использовались в процессе проверки, можно использовать для того, чтобы определить усилия в стержнях. Дальнейший расчет ферм производится таким же образом, уравнения не изменятся.

Стоит знать, что расчетную схему можно составить, так чтобы все продольные силы направлялись от поперечных сечений. В таком случае знак «-» перед показателем силы, который получен при расчетах, покажет, что подобный стержень будет работать на сжатие.

Для того чтобы определить усилие в стержне з-и, понадобится первым делом определить значение угла у: h = 3siny = 2,544 м.

Ферма для навеса своими руками рассчитывается несложно. Понадобится лишь знать основные формулы и уметь их использовать.

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