Здрастуйте, шановні читачі! У цій статті я вирішив використовувати вже опубліковану раніше інформацію та онлайн розрахунки для розрахунку навісу з металоконструкцій.
Навіс можна використовувати для різних цілей, але нехай це буде навіс для автомобіля.
Початкові дані:

- місто будівництва – м. Гродно (- Республіка Білорусь, Гродненська область)
- Розмір у плані 3х6 метра
- несучі конструкції (стійка – профільна труба, балка – двотавр, прогони – швелер)
- висота до низу балки – 2,7 метра
- ухил покрівлі – 10%
- матеріал покрівлі – профнастил НС35х1000х0.5 (маса 1 м2 – 5.4 кг)
- сталь класу С255
Отже, основне наше завдання– це визначитись у розмірі перерізу наших несучих конструкцій. На кожну конструкцію ми збиратимемо навантаження і розраховуватимемо окремо. Розрахунок будемо вести зверху донизу, тобто. відразу прогони, потім балки та стійки. Це робиться для того, щоб при розрахунку стійок ми вже знали вагу конструкцій, що лежать вище (балки і прогони).

Розрахунок прогонів

Прогін будемо розраховувати на міцність та прогин
Для розрахунку прогонів нам треба буде знати лінійне рівномірно розподілене навантаження на нього та розрахункову схему.
Прогін приварюватиметься у місці укладання до балки, отже, це буде шарнірне з'єднання та розрахункова схема відповідно «шарнір-шарнір».
На прогін діятимуть навантаження від ваги профлиста, власної ваги прогону та снігового навантаження.
На малюнку показана вантажна площа прогону, що розраховується.

Для того щоб навантаження на квадратний метр перевести в лінійну, нам треба буде помножити її на ширину вантажної площі. = 5,4 кг/м2 * 1,003 м = 5,42 кг/м
Для отримання розрахункового навантаження – помножимо нормативну коефіцієнт безпеки по навантаженню (для металевих конструкцій він дорівнює 1,05). = 5,42 кг/м * 1,05 = 5,69 кг/м
Далі таким же способом знаходимо розрахункове лінійне навантаження від снігу (коефіцієнт надійності снігового навантаження 1,4):

50 кг/м2 * 1,003 м * 1,4 = 70,21 кг/м

Підсумкове значення лінійного навантаження буде таким:

5,69 кг/м + 70,21 кг/м = 75,9 кг/м

Потім підбираючи той чи інший переріз з невеликим запасом (в онлайн розрахунок вже входить навантаження від власної ваги конструкції).
У результаті розрахунку на міцність у нас вийшов швелер № 5П за ГОСТ 8240-89.

Тепер розрахуємо цей прогін на прогин. Заглянувши в СП 20.13330.2016 "Навантаження та дії", бачимо, що максимальний прогин для нашого 3-метрового прогону розраховується як l/150=3000/150=20 мм.

Підставивши всі знайдені величини в калькулятор по прогину, бачимо, що прогин вийшов 18,9 мм і він не більший за наш гранично допустимий прогин 20 мм.

Значить робимо висновок - прогін із 5 швелера влаштовує нас як за міцністю, так і за прогином.

Розрахунок двотаврової балки

Балку розраховуватимемо ту, яка лежить на осі 2, тому що вантажна площа, а, отже, і навантаження у неї буде найбільша.

Спиратись балка буде на накладку на кінці стійки. Накладка приварена до стійки, а балка буде приварена до накладки. Значить спирання знову шарнірне та розрахункова схема «шарнір-шарнір».

Навантаження, які діятимуть на балку:
- снігове навантаження = 50 кг/м2 * 3 м * 1.4 = 210 кг/м
- навантаження від профлисту = 5,4 кг/м2 * 3 м * 1,05 = 17,01 кг/м
- навантаження від ваги прогонів (12 метрів прогонів потрапляють у вантажну площу, маса одного метра 8,59 кг) = 12 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 108,23 кг. Запишемо це навантаження як лінійно розподілене на 3 метри : 108,23 кг/3 м = 36,08 кг/м.
- навантаження від власної ваги балки (враховується в онлайн розрахунку)
Підсумкове навантаження на балку буде:

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

Далі знову на нашому підбираємо перетин:

За розрахунком бачимо, що дана балка по міцності проходить із гарним запасом. Тепер розрахуємо її на прогин (максимально допустимий прогин для балки рівною 3м знову ж таки виходить 3000/150=20 мм).

Виходячи з двох розрахунків видно, що балка 10Б1 проходить із гарним запасом. Загалом перетин можна зменшити, але як приклад залишимо цю балку
Вийшов двотавр №10Б1 за СТО АСЧМ 20-93.

Розрахунок стійки із профільної труби

З усіх стійок розраховувати ми будемо найнесприятливішою (найвища і навантажена). Це буде стійка 2-Б. Її висота становитиме 2700 мм, а вантажна площа буде 3 м*1,5 м = 4,5 м2.

На цю вантажну площу діятимуть зосереджені розрахункові навантаження від:
- профлиста = 5,4 кг/м2 * 4,5 м2 * 1,05 = 25,52 кг
- маси прогонів = 6 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 54,12 кг (6 метрів прогонів потрапляють у вантажну площу)
- маси балки (її можна розрахувати в , враховуючи той факт, що у вантажну площу потрапляє 1,5 метра балки) = 11,92 кг * 1,05 = 12,52 кг

- снігового навантаження = 50 кг/м2 * 4,5 м2 * 1,4 = 315 кг
- навантаження від власної ваги стійки (приймемо 3% від загального навантаження на стійку)
Підсумкове навантаження на стійку буде наступним:

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

Переведемо в кілоньютони: 419,4 кг * 10 Н/кг/1000 = 4,194 кН.
Знизу стійка приварена до пластини, яка на чотирьох анкерах кріпиться до бетону, тому з'єднання буде шарнірне, і зверху, як ми вже з'ясували, теж шарнірне з'єднання з балкою. Отже, розрахункова схема буде "шарнір-шарнір".
Далі на нашому розрахуємо переріз стійки з профільної труби, наприклад, 40х1.5:

Виходячи з розрахунків видно, що стійка 40х1.5 не проходить по гнучкості (формула гнучкості = розрахункова_довжина / радіус_інерції), а отже треба або зменшити розрахункові довжини стійки шляхом додавання зв'язків у двох площинах, або збільшити радіус інерції шляхом збільшення поперечного перерізу. Ми збільшимо поперечний переріз до 50х2.

Як видно на малюнку, прийнята профільна труба перетин 50х50 та товщиною стінки 2 мм.

Просторова жорсткість

Навіть якщо наш каркас не обшиватиметься з усіх боків, а отже, і не буде суттєвихвітрових навантажень, то ми все одно повинні подбати про просторової жорсткості навісу.
Для цього в обох напрямках розставимо зв'язки з профільної труби (такі ж, як застосовувалася для стійок). По осях А і Б буде хрестовий зв'язок, а по осях 1, 2 і 3 поставимо горизонтальний зв'язок для нормального проїзду автомобіля.

Для спрощення розуміння багатьох розрахунків ми нехтували такими речами:
1. Навантаження від вітру: за відсутності зашивки навісу з боків, навантаження від вітру діятиме лише на покрівлю навісу, але при невеликому ухилі воно буде незначним.
2. При розрахунку прогонів та балки на прогин задавати треба було нормативне навантаження, але й від розрахункової гірше не буде.

Якщо вам сподобалася ця стаття – пишіть коментарі, ділитесь з друзями і ми обов'язково напишемо ще!

Навіс простою конструкцією не назвеш, тому, перш ніж закупити певну кількість матеріалу, знадобиться точний кошторис. Опорна каркасна споруда має «пережити» будь-які навантаження. Будь-які опади, сильний вітер завалять навіс, якщо розрахунки будуть неправильними.

Тому для професійного розрахунку знадобиться допомога інженера – проектувальника, який підрахує дію снігового навантаження, розрахує ферми та надасть вам креслення навісу. Розрахувати навіс ще складніше, коли він є окремою конструкцією, а не прибудовою до будинку.

Так як вулична спрощена покрівля складається зі стовпів, лаг, ферм та покриття, то вважати доведеться саме ці матеріали.

Стовпи

При розрахунку цих опорних елементів враховується висота нашого навісу та кількість стовпчиків для опори. Наприклад, при плануванні конструкції 2-5 метрів використовується товста труба від 60 до 80мм у перерізі. Якщо розміри навісу виходять більшими, то як варіант, щоб кількість стовпів не збільшувати застосовують трубу 100х100мм.

Обрешітка

Відстань між профілями решетувального полотна розраховується з параметрів навантаження та підбору перерізів.

Розрахунок навантаження на ферми каркаса та опорну конструкцію допоможе вам зробити ваш навіс більш стійким навіть у зимовий період, коли навантаження від мокрого снігу може досягати 3,5 тонн.

Ферма із профільної труби

Якщо запланували арочний навіс, без ферм вам не обійтися. Ферми - конструкції, що зв'язують лаги та стовпи опори, саме вони визначають ширину та розміри навісу.

Навіси із металевих ферм будувати складніше, ніж будь-який каркас. Зате якщо ви правильно змонтуєте цю конструкцію, все буде дуже надійним. Правильний каркас розподіляє навантаження по стовпах опори та лагах, запобігаючи руйнуванню навісної конструкції.

Ферми виготовляються майже завжди з профільованої труби, яка вважається найміцнішою і найкраще підходить для встановлення полікарбонату на решетування. Форма конструкції ферм може бути різною, як і її розміри.

Найголовніший розрахунок ферм – це облік матеріалу та ухилу.

Наприклад, для односхилих навісів з невеликим ухилом використовується асиметрична форма ферми, якщо кут конструкції невеликий, то можна використовувати ферми трапецієподібної форми. Чим більший радіус арочної структури, тим менше варіантів, що на покрівлі сніг затримуватиметься. Тому буде велика здатність ферми, що несе.

Для розрахунку іноді застосовуються спеціальні програми, не обійтися в цьому випадку без калькулятора.

Замислюючись про те, як збудувати навіс, корисно розглянути готові схеми виготовлення по фото; там же можна переглянути приблизні розрахунки для будь-якої форми навісу.

Орієнтовний розрахунок для настилу висотою до 4 метрів

Якщо ви вибрали просту форму навісу будиночком із шириною 6 на 8 метрів, то вам розрахунки будуть наступними:

1. Крок між опорними стовпами (стійками) з торця 3 метри, на боці 4 метри.
2. Кількість стовпів із металевої труби 8 штук.
3. Висота ферм під стропами 06 метра.
4. Лайка даху: профільні труби 12 штук з розмірами 40х20х0,2.

Іноді можна заощадити, зменшуючи кількість матеріалу. Наприклад, замість шести стійок встановити чотири. Можна і скоротити кількість ферм або зменшити каркасну решетування. Тільки не бажано допускати втрату жорсткості, оскільки це призведе до руйнування конструкції.

Предтечею будівництва стаціонарного навісу є розрахунки. Розрахунок навісу необхідний для того, щоб конструкція була надійною, витримувала власну вагу, а також навантаження, що створює вітр і сніг. У рамках цієї публікації ми поговоримо лише про креслення та розрахунки різних частин конструкції на прикладі автомобільного навісу з полікарбонату. Весь пакет проектної документації набагато більший і йому буде присвячена окрема стаття.

Про що слід пам'ятати, готуючи проект?

Перед тим як виготовити креслення навісу з полікарбонату, необхідно визначитися із загальною проектною та дизайнерською концепцією, а саме як виглядатиме конструкція, яку вона матиме форму, для чого буде призначена. Далі потрібно намалювати ескіз споруди, де вказати загальні розміри навісу з полікарбонату (довжину, ширину та інші параметри) та його основних елементів. На наступному етапі можна готувати креслення навісу для автомобіля з полікарбонату, необхідно пам'ятати.

До відома! Готуючи креслення споруди необхідно знайти і додати до неї технічні дані про матеріали, що використовуються.

Розраховуємо ферму аркового типу

Ми маємо ескіз великого автомобільного навісу з металу, розрахованого на 2 машини з дахом аркового типу (дуга), вкритого листами стільникового полікарбонату. Ширина навісу від опори до опори становить 5,8 метра, ширина арочної ферми (дуги) повинна становити 6 м. Розрахуємо переріз профілю, який буде використовуватися при виготовленні аркового перекриття.

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

• ɒ - нормативна напруга;
• R - міцність заліза С235, близько 2440 кгс/см 2;
• t – напруга щодо дотичної.

Тепер послідовно підбираючи показники, ми можемо обчислити профіль відповідного перерізу, щоб він міг витримати потрібні навантаження. Беремо квадратну профільну трубу 30х30х3, 5 мм з перетином 35 мм 2 з моментом інерції 3.98 см 4 коефіцієнтом сполучення навантаження 0,5, передбачуване навантаження на замкову частину арки 914,82 кгс.

Усі необхідні дані для обчислення зібрані, формула є, тепер залишається підставити дані у формулу та отримати розрахунок навантаження на аркову ферму (дуга) автомобільного навісу з полікарбонату.

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 .

Що це означає? А це означає, що якщо ми зваримо або скрутимо шестиметрову арку з профілю 30х30х3, 5 мм, вона цілком витримає власну вагу та вагу покрівельного матеріалу, тобто стільникового полікарбонату. Навіть є пристойний запас.

Розраховуємо опорну частину конструкції

Далі необхідно розрахувати, якими будуть опори у автомобільного навісу з полікарбонату. Існує спеціальна методика, за якою прийнято розраховувати сталеві колони, без неї адекватний розрахунок навісу неможливий. Застосуємо формулу:

F=N/ϕR у. Розшифруємо формулу:

• F – переріз квадратної труби, яку можна використовувати як опору;
• ϕ - коефіцієнт, що визначає поздовжній вигин;
• R у – значення опору матеріалу.

Для того, щоб зробити розрахунки, доведеться знайти дані про опір матеріалів.У нашому випадку опір сталевих квадратних труб 70х70, 80х80, 100х100 мм, знайдені значення потрібно буде порівняти з результатами обчислень та зробити висновки. Проводимо розрахунки:

F=3000/(0,599*2050)

В результаті отримуємо значення 2,44 см 2 яке необхідно округлити у велику сторону. У результаті значення на яке нам слід спиратися при пошуку відповідного профілю 2,5 см 2 . Цим показникам відповідає квадратна сталева труба 70х70х2 мм, навіть є невеликий запас.

Навантаження на дах від снігу та вітру

Відповісти на питання, як розрахувати навіс для авто можна тільки якщо зробити розрахунок несучих конструкцій споруди та навантаження на дах від снігу та вітру. З розрахунком несучих конструкцій ми загалом розібралися. Тепер потрібно вирішити проблему з навантаженнями від вітру та снігу.

Щоб отримати необхідні для обчислення дані, потрібно звернутися до показників середнього навантаження від вітру та снігу у вашому регіоні. Знайти такі відомості можна у відповідному БНіП.

Наприклад візьмемо значення вітрового навантаження 23кг/м 2 . Але в нашому випадку дана величина не підійде, тому що 23кг/м 2 визначена для будівель та споруд, у яких є стіни. Автомобільний навіс має опори, дуги, перемички, прогін і покрівлю, тому тиск буде чинитися лише на них. Визначаємо середнє вітрове вплив на навіс отримуємо 0,34 при висоті опор понад три метри значення від 0,34 до 0,75 кг/м 2 . Обчислюємо максимальне навантаження, що створюється вітром на всю конструкцію: дуги, опори, прогін, покрівлю.

W m = 23 * 0,75 * 0,34. В результаті отримуємо значення, що дорівнює 5,9. Тепер обчислимо навантаження, що створюється сніговим покривом. Ці навантаження у різних регіонах країни відрізняються, причому відрізняються значно. У гірських районах таке навантаження може становити понад 600 кг/м 2 , але як приклад візьмемо більш скромний показник 180 кг/м 2 (Московська область).

Щоб обчислити максимальне навантаження на навіс потрібно 180 помножити значення коефіцієнта переходу, яке ще належить отримати. На малюнку нижче представлено розрахунок навантаження снігу на навіс.

Максимальне навантаження снігу на навіс вирахували. Тепер нам залишається дізнатися про показник інерції для обраного нами покрівельного матеріалу. Такі дані у звичайному комерційному описі матеріалу не візьмеш, але в технічному описі є.Наприклад, у стільникового полікарбонату завтовшки 12 мм, інерція 3,41 см 4 . Знайдіть матеріал з розрахунковим значенням або більше і можете сміливо пускати його на покрівлю автомобільного навісу. Докладніше про те з чого можна зробити покрівлю для навісу ви можете прочитати у статті.

На закінчення, зазначимо, конструкції навісів для автомобілів не такі вже й складні, проте, вільно до будівництва подібних споруд ставитись не можна. Спочатку загальний пристрій навісу потрібно намалювати на ескізі, вказавши довжину елементів конструкції, діаметр і інші прості параметри. Після цього можна приступати до розрахунків та виготовлення креслення. У процесі роботи доведеться розрахувати параметри арочної ферми (дуги) та багато іншого. Якщо ви відчуваєте, що ця робота вам не під силу зверніться до фахівця. Успіхів!

Навіс є простою архітектурною конструкцією, яка застосовується в різних цілях. У більшості випадків його виготовляють за відсутності гаража з накриттям на дачі або для того, щоб захистити відпочинок від сильних променів сонця. Для забезпечення надійності та міцності подібної споруди невеликих розмірів знадобиться розрахунок навісу. Зрештою, можна буде отримати дані, які зможуть показати, які ферми будуть використовуватися і як їх потрібно буде варити.

Схему закріплення профільних труб можна побачити на рис. 1.

На малюнку 1 зображено схему закріплення труб

Як розрахувати ферми для навісу своїми руками?

Для того щоб зробити розрахунок подібної конструкції для навісу, потрібно підготувати:

• Калькулятор та спеціальне програмне забезпечення;
• СНіП 2.01.07-85 та СНіП П-23-81.

Під час проведення розрахунків треба буде виконати такі дії:

1. Насамперед знадобиться вибрати схему ферми. І тому визначаються майбутні контури. Обриси потрібно вибирати, виходячи з основних функцій навісу, матеріалу та інших параметрів;
2. Після цього треба буде визначити габарити конструкції, що виготовляється. Висота буде залежати від типу покрівлі та матеріалу, ваги та інших параметрів;
3. Якщо розміри прольоту перевищують 36 м, знадобиться розрахунок для будівельного підйому. У цьому випадку мається на увазі зворотний вигин, що погашається, від навантажень на ферму;
4. Необхідно визначити розміри панелей споруди, які мають відповідати відстаням між окремими елементами, що забезпечують передачу навантажень;
5. На наступному етапі визначається відстань між вузлами, яка найчастіше дорівнює ширині панелі.

При проведенні розрахунків дотримуйтесь таких порад:

1. Знадобиться всі значення вирахувати точно. Слід знати, що навіть найменший недолік призведе до помилок у процесі виконання всіх робіт з виготовлення конструкції. Якщо немає впевненості у власних силах, то рекомендується одразу звернутися до професіоналів, які мають досвід у проведенні подібних розрахунків;
2. Для полегшення роботи можна використовувати готові проекти, які залишиться лише підставити наявні значення.

На цьому фото зображено металеве укриття

У процесі виконання розрахунку ферми слід пам'ятати, що у разі її висоти, що збільшується, буде збільшуватися і несуча здатність. Взимку сніг на подібному навісі практично не накопичуватиметься. Щоб збільшити міцність конструкції, слід встановити кілька міцних ребер жорсткості.

Для спорудження ферми найкраще використовувати трубу із заліза, яка має невелику вагу, високу міцність та жорсткість. У процесі визначення розмірів для такого елемента знадобиться враховувати такі дані:

1. Для невеликих конструкцій розмірів, ширина яких становить до 4,5 м, знадобиться використовувати трубу з металу 40х20х2 мм;
2. Для конструкцій, ширина яких не перевищує 5,5 м, потрібно використовувати трубу з розмірами 40х40х2 мм;
3. Якщо ширина ферми становитиме понад 5,5 м, найкраще застосувати трубу 60х30х2 мм або 40х40х3 мм.

У процесі планування кроку ферм слід враховувати, що максимально можлива відстань між трубами навісу складає 1,7 м. Тільки в такому випадку можна зберегти надійність і міцність конструкції.

Приклад розрахунку ферм для навісу

1. Як приклад буде розглянуто навіс шириною 9 м ухилом 8°. Проліт споруди становить 4,7 м. Навантаження снігу для регіону на рівні 84 кг/м²;
2. Вага ферми становить приблизно 150 кг (слід взяти маленький запас на міцність). Вертикальне навантаження складає 1,1 т на стійку із висотою 2,2 м;
3. Одним кінцем ферма спиратиметься на стіну з цегли, а другим - на колону для опори навісу за допомогою анкерних болтів. Для виготовлення ферми використається квадратна труба 45х4 мм. Слід зауважити, що з подібним пристроєм досить зручно працювати;
4. Найкраще виготовляти ферми з паралельними поясами. Висота кожного з елементів становить 40 см. Для розкосів використовується труба перерізом 25х3 мм. Для нижнього та верхнього пояса застосовується труба 35х4 мм. Козирки та інші елементи потрібно буде зварити один з одним, тому товщина стінки буде 4 мм.

Зрештою можна буде отримати такі дані:

• Розрахунковий опір сталі: Ry = 2,45 T/см²;
• Коефіцієнт надійності – 1;
• Проліт для ферми – 4,7 м;
• Висота ферми – 0,4 м;
• Число панелей для верхнього пояса конструкції – 7;
• Кути потрібно буде варити через один.

Усі необхідні дані для розрахунків можна буде знайти у спеціальних довідниках. Однак професіонали рекомендують проводити розрахунки такого типу за допомогою використання програмного забезпечення. Якщо буде допущена помилка, то ферми, що виготовляються, складуться під впливом навантажень снігу і вітру.

Як розрахувати ферму для навісу з полікарбонату?

Навіс є складною конструкцією, тому перед придбанням певної кількості матеріалу знадобиться кошторис. Каркас для опори повинен мати можливість витримувати будь-які навантаження.

Для того, щоб зробити професійний розрахунок конструкції з полікарбонату, рекомендується звернутися за допомогою до інженера з досвідом подібної роботи. Якщо навіс є окремою конструкцією, а не прибудовою до приватного будинку, то розрахунки ускладняться.

Вулична покрівля складається зі стовпчиків, лаг, ферм та покриття. Саме ці елементи потрібно буде розраховувати.

Якщо планується виготовити навіс з арочного полікарбонату типу, то не вийде обійтися без використання ферм. Ферми є пристроями, які пов'язують лаги та опорні стовпчики. Від таких елементів залежатимуть розміри навісу.

Навіси з полікарбонату, як основа яких застосовуються металеві ферми, виготовляти досить складно. Правильний каркас зможе розподіляти навантаження по опорним стовпчикам та лагам, при цьому конструкція навісу не руйнуватиметься.

Для монтажу полікарбонату найкраще використовувати профільні труби. Основний розрахунок ферми - облік матеріалу та ухилу. Наприклад, для односхилих навісних конструкцій з невеликим ухилом застосовується неправильна форма ферми. Якщо конструкція має маленький кут, можна використовувати металеві ферми у вигляді трапеції. Чим більший радіус структури арки, тим менше можливостей затримки снігу на покрівлі. У разі несуча здатність ферми буде великою (рис. 2).

На малюнку 2 зображено майбутній навіс покритий полікарбонатом

Якщо використовується проста ферма будиночком розмірами 6х8 м, то розрахунки будуть такими:

• Крок між стовпчиками для опори – 3 м;
• Кількість металевих стовпчиків – 8 шт;
• Висота ферм під стропами – 0,6 м;
• Для пристрою решітування даху знадобиться 12 профільних труб з розмірами 40х20х0,2 см.

У деяких випадках можна заощадити шляхом зменшення кількості матеріалу. Наприклад, замість 8-ми стійок можна встановити 6. Можна також скоротити решетування каркаса. Однак не рекомендується допускати втрату жорсткості, оскільки це може призвести до руйнування споруди.

Детальний розрахунок ферми та дуги для навісу

В даному випадку буде проводитися розрахунок навісу, ферми якого встановлюються з кроком 1 м. Навантаження на подібні елементи від решетування передається виключно у вузлах ферми. Як матеріал для покрівлі використовується профнастил. Висота ферми та дуги може бути будь-якою. Якщо це навіс, який примикає до основного будівництва, то головним обмежувачем є форма покрівлі. Найчастіше зробити висоти ферми більше 1 м не вийде. З урахуванням того, що знадобиться робити ригеля між колонами, максимальна висота становитиме 0,8 м-коду.

Схему навісу фермами можна побачити на рис. 3. Блакитним кольором позначаються балки обрешітки, синім кольором – ферма, яку потрібно буде розраховувати. Фіолетовим кольором позначаються балки або ферми, на які спиратимуться колони.

В даному випадку використовуватиметься 6 ферм трикутної форми. На останні елементи навантаження буде в кілька разів менше, ніж на інші. У разі металеві ферми будуть консольними, тобто їх опори розташовуються не так на кінцях ферм, а вузлах, зображених на рис. 3. Така схема дозволяє рівномірно розподіляти навантаження.

На малюнку 3 зображено схему укриття по фермах

Розрахункове навантаження становить Q = 190 кг, при цьому снігове навантаження дорівнює 180 кг/м². Завдяки перерізам можна зробити розрахунок зусиль у всіх стрижнях конструкції, при цьому необхідно враховувати той факт, що ферма і навантаження на цей елемент є симетричною. Отже, знадобиться розраховувати не всі ферми та дуги, а лише деякі з них. Для того, щоб вільно орієнтуватися у великій кількості стрижнів у процесі розрахунку, стрижні та вузли промарковані.

Формули, які потрібно використовувати при розрахунку

Потрібно визначити зусилля у кількох стрижнях ферми. Для цього слід використовувати рівняння статичної рівноваги. У вузлах елементів шарніри, тому значення моментів вигину у вузлах ферми дорівнює 0. Сума всіх сил по відношенню до осі x та y теж дорівнює 0.

Потрібно скласти рівняння моментів по відношенню до точки 3 (д):

М3 = -Ql/2 + N2-a*h = 0, де l - відстань від точки 3 до точки докладання сили Q/2, яка становить 1,5 м, а h - плече дії сили N2-a.

Ферма має розрахункову висоту 0,8 м та довжину 10 м. У такому разі тангенс кута a складе tga = 0,8/5 = 0,16. Значення кута a = arctga = 9,09 °. Зрештою h = lsina. З цього випливає рівняння:

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

Так само можна визначити значення N1-a. Для цього знадобиться скласти рівняння моментів стосовно точки 2:

М2 = -Ql/2 + N1-a * h = 0;

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

Перевірити правильність обчислень можна шляхом складання рівняння 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.

Умови статистичної рівноваги виконані. Будь-яке з рівнянь сил, які використовувалися в процесі перевірки, можна використовувати для визначення зусиль у стрижнях. Подальший розрахунок ферм проводиться таким самим чином, рівняння не зміняться.

Варто знати, що розрахункову схему можна скласти, так щоб усі поздовжні сили прямували від поперечних перерізів. У такому разі знак «-» перед показником сили, отриманого під час розрахунків, покаже, що подібний стрижень працюватиме на стиск.

Щоб визначити зусилля в стрижні з-і, знадобиться насамперед визначити значення кута у: h = 3siny = 2,544 м.

Ферма для навісу своїми руками розраховується просто. Знадобиться лише знати основні формули та вміти їх використовувати.

Перед тим як розпочати будівництво навісу необхідно визначитися з його функціоналом, це допоможе задати габарити споруди. Далі потрібно зробити креслення, на якому будуть відображені основні вузли та розміри конструкції. На цій підставі розраховуються навантаження, задається форма, матеріал, розміри несучих елементів конструкції – опор, кроквяної системи, покрівлі, визначається спосіб кріплення.

Від правильного розрахунку залежить міцність, безпека, надійність споруди. У статті розповімо поетапно, як збудувати навіс своїми руками, фото, креслення, формули допоможуть наочно пояснити важливі моменти проектування.

Як зробити навіс із профнастилу своїми руками, креслення з розмірами основних елементів будівництва

Що потрібно для креслень та розрахунку навісу

Навіс - проста архітектурна споруда, що складається з двох основних конструктивних елементів: опор (каркаса) та даху. Для креслень та розрахунків знадобляться такі дані:

• форма спирання навісу;
• функціонал, тому визначається розмір будівлі;
• матеріали;
• таблиці вітрових та снігових навантажень у регіоні;
• вид кроквяної системи.

Щоб не заплутатися у формулах та інженерних обчисленнях, рекомендується скористатися для розрахунку спеціальною програмою або онлайн калькулятором.

Навіс до будинку, проекти-фото типових металоконструкцій

Креслення залежно від розташування навісу

Для складання креслень та подальшого розрахунку, перш за все необхідно визначитися з місцем будівництва, від цього залежить форма спирання:

• Окремо стоїть - на самостійному фундаменті з опорними вертикальними стовпами по всьому периметру.
• Балково-опорне - прибудови до будівлі: одна сторона навісу стоїть на стовпах, інша спирається на горизонтальну балку, закріплену на стіні для рівномірного розподілу навантажень по конструкції, що несе.
• Консольно-опорні - прибудови до будівлі, але тут спирання припадає на кронштейни або заставні, влаштовані в стіні, що несе.
• Консольні – невеликі козирки над входом до будинку, які підтримують менсоли або заставні.

Крісло навісу з профільної труби, стоянка для автомобіля на самостійних опорах.

Розміри та функціонал

Функціонал будівлі дуже важливий для складання креслень та грамотного розрахунку навісу. Розглянемо типові проекти різних видів конструкцій.

Козирки над вхідними дверима

Розрахунок консольних козирків проводиться, виходячи з габаритів ганку. За нормативами, верхній майданчик повинен бути більшим за ширину дверей у півтора рази, середня ширина дверей – 900 мм, робимо розрахунок: 900*1,5 = 1350 мм – оптимальна глибина даху над входом. Ширина навісу залежить від ширини сходів + 300 мм із кожного боку.

Креслення козирка над вхідними дверима

Консольно-опорні навіси зазвичай влаштовуються площею всього ганку і закривають щаблі. Глибина даху розраховується, виходячи з кількості щаблів, середня глибина яких за СНіП 250-320 мм плюс верхній майданчик. Розрахунок ширини навісу над ганком регламентується стандартною шириною щаблів - 800-1200 мм + 300 мм з кожного боку.

Розраховуємо розміри:

• Стандартного консольного козирка – 900-1350 мм на 1400-1800 мм.
• Консольно-опорного навісу над ганком, приклад розрахунку на 3 ступені та майданчик: глибина (900/1350 + 3*250/320) = 1650 – 2410 мм, ширина 800/1200 + 300 + 300 = 1400-15

Креслення балково-опорної будівлі з асиметричним дахом

Веранди та тераси – креслення та розрахунок

Веранди та тераси розташовують уздовж однієї зі стін будинку, тому тут актуальні балочно-опорні та консольно-опорні конструкції. Мінімальна глибина – 1200 мм, оптимальна – 2000 мм, саме на відстані встановлення опорного стовпа.

Креслення навісу з опорною балкою.

Розрахунок даху по перпендикуляру 2000+300 мм, але плоска покрівля є доцільною виключно для районів з мінімальною кількістю опадів, в інших регіонах рекомендується зробити ухил 12-30 о. Щоб розрахувати глибину даху навісу, буде потрібно теорема Піфагора: з 2 = а 2 + в 2 .

Приклад розрахунку:

Якщо кут ухилу = 30 о, прилеглий до нього катет (глибина даху навісу перпендикуляром) – 2300 мм, другий кут 60 о. Візьмемо 2 катет за Х, він лежить навпроти кута в 30 о, і по теоремі дорівнює половині гіпотенузи, звідси гіпотенуза дорівнює 2 * Х, підставляємо дані у 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, який прилягатиме до стіни будинку.

Розрахунок гіпотенузи (довжини даху з ухилом):

З 2 = 1327 2 + 2300 2 = 1763333 + 5290000 = 7053333

З = √7053333 = 2656 мм, перевіряємо: катет, що лежить проти кута 30 про дорівнює половині гіпотенузи = 1327 * 2 = 2654, отже, розрахунок вірний.

Звідси розраховуємо загальну висоту навісу: 2000-2400 мм – мінімальна ергономічна висота, розраховуємо з урахуванням нахилу: 2000/2400 + 1327 = 3327/3737 мм – висота стіни навісу біля будинку.

Як побудувати окремий односхилий навіс з металопрофілю своїми руками, креслення каркаса і ферми

Увага: У кресленні необхідно врахувати: що менше ухил навісу, то менше його загальна висота. Параметр особливо актуальний, якщо в стіні будинку передбачені вікна та дверні отвори.

Парковки для автомобілів – стандартний розрахунок та креслення

Парковки для автомобілів влаштовують як окремі будівлі або балочно (консольно)-опорного типу. Якщо планується виготовляти навіс для машини власноруч, креслення робляться з урахуванням класу автомобіля. Габарити стоянки по ширині розраховуються: розмір автомобіля + 1,0 м із кожного боку, на 2 машини враховується + 0,8 м між ними.

Креслення невеликої конструкції для стоянки або госпблоку

Приклад розрахунку навісу для машини середнього класу, ширина – 1600-1750 мм, довжина – 4200-4500 мм:

1600/1750 + 1000 + 1000 = 3600/3750 мм - ширина навісу;

4200/4500 + 300 +300 = 4800/5100 мм – ергономічна довжина, щоб опади не заливали майданчик.

Розрахунок ширини навісу на дві машини:

3600/3750+800=4400/4550 мм.

Найчастіше, для авто будується арочний навіс з полікарбонату своїми руками, креслення зручної конструкції на фундаменті палового представлені нижче.

Приклад, як побудувати навіс для автомобіля своїми руками, креслення арочної металоконструкції з полікарбонатним дахом

Альтанки

Навіси для відпочинку зазвичай влаштовують у глибині ділянки, це окремі конструкції на палевому, стовпчастому, стрічковому, плитному фундаменті. Вибір основи залежить від габаритів будови та характеру ґрунту, це необхідно відобразити в кресленнях.

Середній розмір альтанки 3*4, 4*4, 4*6 м. Щоб самостійно розрахувати конструкцію та зробити креслення, слід врахувати параметри:

• Для комфортного відпочинку 1 особу необхідно 1,6-2 м 2 площі по підлозі.
• Якщо під навісом розташовується мангал, то між піччю та зоною відпочинку рекомендується залишити вільний майданчик шириною 1000-1500 мм.
• Зручна ширина сидіння 400-450 мм.
• Ергономічний розмір столу 800/1200 на 1200/2400 мм, індивідуальний розрахунок виробляється з урахуванням 600-800 мм на 1 особу.

Креслення окремого навісу-альтанки з дерева

Основні правила для креслень навісів

Виконуючи креслення навісу, слід врахувати, що мінімальна висота конструкції (від землі до нижнього краю схилу даху) – 2000-2400 мм, максимальна залежить від виду покрівельної системи.

Дах – що врахувати у кресленнях

Вище ми докладно розібрали, як зробити розрахунок односхилих покрівлі для навісу, двосхилий дах розраховується за таким же принципом. Кут нахилу залежить від вибору покрівельного матеріалу та клімату в регіоні:

• 45-60 о - сніжний райони;
• 9-20 про - вітряні місцевості;
• 15-30о - універсальний нахил скатів, підходять практично всі види покрівельних матеріалів: профнастил, руберойд, м'яка черепиця, шифер, полікарбонат, оцинковане залізо, металочерепиця, ондулін та ін.

Одно- та двосхилі дахи оптимальні для всіх видів навісів з дерева, цегли, бетону, каменю, для кованих виробів. Для зварних металевих конструкцій все більше влаштовують арочну покрівлю. Щоб грамотно розрахувати навіс із металопрофілю своїми руками, креслення повинні відображати, крім розмірів будівлі, радіус дуги даху.

Заради справедливості, скажімо, що зварні та збірні металоконструкції вінчає не лише арочна покрівля, а й інші види ферм. Розрахунок ферми для навісу, розрахунок конструкції навісу залежить від загальних розмірів будівництва. Самостійно обчислити кроквяну систему дуже складно, тому краще скористатися онлайн калькулятором, звернутися до фахівців або взяти за основу готовий проект стандартної ферми, як на фото нижче.

Приклад, як зварити ферму для навісу, креслення типових конструкцій

Матеріали

Наведемо стандартні матеріали, які підходять всім типових креслень. Для дерев'яних навісів:

• Опори, обв'язування по периметру – брус профільований або клеєний, 100*100, 150-150 мм, оциліндрована колода діаметром 200 мм. Відстань між стовпами 1,5-2,0 м-коду.
• Крокви - дошка обрізна 150*40 мм.
• Лайка – рейка 15-20*40, дошка необрізна, фанера вологостійка, ОСБ.

Креслення дерев'яного навісу з розрахунковими розмірами основних вузлів конструкції

Металеві навіси:

• Вертикальні стійки - кругла труба діаметром 100-150 мм, труба 50*50, 80*80 - для маленьких до 6 м конструкцій, 100*100, 150*150* - для великих будівель.
• Ферма для навісу, каркас (верхній та нижній пояс) – профтруба 40*40, 40*60, 30*60 мм – залежно від розміру конструкції, товщина стінки 2-3 мм.
• Укоси та ребра жорсткості ферми – металопрофіль 50*25, 40*20, 25*25 мм, товщина – 2 мм.
• Обрешітка - профтруба 20*25, 20*40 мм.

Креслення стандартного козирка

Інструкція, як спроектувати навіс із полікарбонату своїми руками – креслення, фото, розрахунки приватної автостоянки

Зазвичай під полікарбонатний дах робиться каркас для навісу із профільної труби з ребром 100*100 мм. Для точного розрахунку слід врахувати снігові та вітрові навантаження. Щоб розрахувати ферми для навісу своїми руками, потрібні такі дані:

• розмір прольоту;
• креслення із загальними габаритами ферми;
• розрахунковий опір металу, Ry = 2,45 T/см 2;
• тип кріплення вузлів (болтовий, зварний);
• 01.07-85 СНиП навантаження та впливу;
• П-23-81 СНиП сталеві конструкції.

Розрахунок ферми з профільної труби для навісу:

Аркова ферма для навісу з полікарбонату, радіус простіше обчислити графічним шляхом

Проліт між опорними стовпами 6000 мм, відстань між крайніми вузлами – 6500 мм, між нижнім та верхнім поясом висота 550 мм, стріла f=1,62 м, радіус – 4100. Звідси довжина профільної труби нижнього пояса:

MH = π*R: 180, де

MH - розмір труби пояса знизу,

R - радіус дуги,

MH = 3,14 * 4,1 * 93,7147: 180 = 6,73 м.

Довжина труби верхнього пояса:

MH = 3,141 * 4,1 * 105,9776180 = 7,61 м.

Довжина стрижнів на нижньому поясі при 12 прольотах:

L = 6.73:12 (у прольотів) = 0.56 м.

Згідно з розрахунками, так буде виглядати проект навісу з металевих конструкцій

Для покрівлі навісу з полікарбонату потрібно розрахувати відстань між латами. Обчислення вимагатимуть БНіП, закон теоретичної механіки та сопромат, тому пропонуємо готову таблицю з розрахунками фахівців.

Таблиця розмірів обрешітки навісу з металопрофілю для різних регіонів