Прежде чем приступить к монтажу навеса, необходимо выполнить предварительные расчеты. С их помощью можно определить геометрические параметры монтируемой конструкции и требования к материалам. Если изначально выбрать профильную трубу неподходящего сечения, можно не сомневаться: навес простоит недолго и будет плохо сопротивляться внешнему воздействию. Чтобы этого не допустить разрабатывается чертеж и согласно ему производятся прочностные расчеты. Если чертеж навеса из профильной трубы выполнен по всем правилам, рассчитать необходимое количество материала и прочность конструкции не составит особого труда.
Внешний вид навеса
Конструктивные особенности навеса из профильной трубы
Навес, независимо от его размеров и месторасположения представляет собой конструкцию, состоящую из крыши и стоек из профильной трубы. Установка боковых стенок в этом случае не предусмотрена.
К числу обязательных элементов, образующих каркас навеса, стоит отнести:
- Опоры или стойки, которые изготавливаются из профильной трубы достаточно большого сечения;
- Прогонов перекрытия, монтируемых из металлопроката меньшего сечения;
- Элементов вертикальных и горизонтальных связей, размер поперечного сечения которых также сравнительно небольшой. Однако, благодаря им, удается обеспечить достаточно высокую жесткость конструкции
Элементы, образующие каркас
Кроме обязательных элементов возможно крепление декоративных, которые позволят украсить монтируемый навес без повышения его жесткости и прочности.
Уклон кровли
Прежде чем начинать разрабатывать чертеж, следует определиться с углом наклона кровли. От этого также напрямую зависит вид используемого кровельного материала. Уклон может быть в пределах:
- 22-30 градусов. Навесы с такой кровлей устанавливаются в местности, для которой характерна большая снеговая нагрузка. Для изготовления такого навеса используют профильную трубу с треугольным сечением. В качестве кровельного материала может использоваться металлопрофиль различного типа, асбестовый лист (прямой и волнистый);
- 15-22 градусов. Навес с двухскатной кровлей покрывают металлическими кровельными материалами. Предпочтение таким углам отдается регионам с высокой ветровой нагрузкой. Ширина навеса с такой кровлей может достигать 20 метров;
- 6-15 градусов. Навес с односкатной трапециевидной фермой, накрываемый преимущественно профнастилом и поликарбонатом.
Если работы выполняются собственными силами, наиболее простым в исполнении будет последний вариант.
Уклон кровли
Требования к опорам
Профильная труба, используемая для изготовления опор навеса, может иметь различное поперечное сечение. Наибольшее распространение получил прокат с квадратом и прямоугольником в профиле. Обычные круглые трубы для этих целей также можно использовать, однако при выполнении монтажных работ могут возникнуть некоторые сложности. Если согласно чертежу опоры должны соединяться с прогонами перекрытий по линии, здесь может касание происходить только по точке.
Габаритные размеры труб также могут существенно отличаться. Прежде чем приступить к разработке чертежей, выполняется минимальный конструкторский расчет, в рамках которого решается, какие нагрузки будет испытывать монтируемая конструкция, а какими можно пренебречь.
Трубы в качестве опор
Если навес будет устанавливаться на приусадебном участке, и площадь кровли сравнительно небольшая, чертеж можно составить без выполнения расчета. Как показывает практика, даже профильная труба небольшого сечения сможет выдержать относительно небольшую вертикальную нагрузку. При разработке чертежа для такой конструкции следует выбрать профильную трубу небольшого сечения, но с достаточно большой толщиной стенки, либо тонкостенную большого размера.
Количество монтируемых стоек также оказывает влияние на их геометрические параметры. В самом общем случае предпочтение можно отдать прокату шириной 50 – 100 мм. Если же поперечное сечение проката будет меньше, опоры следует располагать как можно ближе друг к другу. Если конструкция навеса предполагает установку только четырех стоек, то они однозначно должны изготавливаться из профильной трубы с большим поперечным сечением.
Расчет навеса
Прежде чем приступить к расчету, необходимо подготовить некоторые исходные данные. Потребуется следующая информация:
- Место расположения будущего навеса. Исходя из этого, выбирают соответствующую нормативную снеговую нагрузку, которую будет испытывать конструкция;
- Размер в плане. Зависит от назначения. Универсальным можно назвать габариты 3 на 6 метров. Такой навес можно использоваться для хранения авто и как место отдыха;
- Металлопрокат, используемый для изготовления несущей конструкции. Так, стойки можно изготовить из профильной трубы, балки – из двутавров, прогоны – из швеллеров;
- Высота от поверхности пола и до низа балки (можно принять 2,7 м);
- Уклон кровли;
- Материал, из которого изготовлен металлопрокат.
Схема расчета
Ориентируясь на исходные данные, готовится чертеж, в котором более детально прочерчиваются размеры несущих конструкций. Расчет каждого элемента проводят в соответствующей плоскости с учетом прикладываемой нагрузки. Все конструктивные элементы рассчитываются в следующей последовательности:
- Прогоны;
- Балки;
- Стойки.
Такая последовательность позволяет получить необходимую информацию для последующих расчетов.
Расчет прогонов
При расчете прогонов потребуется знание линейных размеров, место и величина прикладываемой нагрузки. Прогоны к балкам привариваются, образуя тем самым шарнирное соединение. Поэтому при расчете следует выбирать схему «шарнир-шарнир».
Общий чертеж
Прикладываемая к прогону нагрузка состоит из веса профлиста, самого прогона и ранее принятой снеговой нагрузки. Чтобы нагрузку, приведенную в справочной литературе из расчета на квадратный метр профнастила, привести к линейному виду, необходимо ее значение умножить на ширину грузовой площади.
Расчетная нагрузка в этом случае получается путем умножения на коэффициент безопасности, размер которого зависит от вида конструкции. Учитывая, что речь идет о настиле из профилированной трубы, данный коэффициент составит 1,05 как и для всех металлических конструкций. Аналогичным образом определяем значение линейной нагрузки, создаваемой снегом. Общая нагрузка находится путем суммирования полученных значений.
Монтируемая ферма
Полученное значение позволяет подобрать профильную трубу подходящего размера.
Расчет балки
Для расчета выбирают наиболее нагруженную балку. В качестве опоры у балки выступает накладка, приваренная к концу стойки. Такое соединение также рассматривается как шарнирное. Балка воспринимает нагрузку, создаваемую:
- Снегом;
- Кровельным материалом;
- Прогонами.
Общая нагрузка получается путем суммирования перечисленных значений и записывается как линейно распределенная путем умножения на длину самой балки. Последний параметр легко найти из чертежа навеса.
Исходя из найденного значения, по справочным данным подбирается прокат с подходящим поперечным сечением, который способен выдержать прикладываемую нагрузку.
Расчет стойки
При расчете стойки предпочтение отдается самой высокой и самой нагруженной опоре. Такая балка испытывает нагрузку, создаваемую:
- Кровельным материалом;
- Прогонами;
- Балками.
Как правило, стойки из профильной трубы привариваются к пластине. Пластина в свою очередь с помощью четырех анкеров крепится к бетонному основанию. Сверху опора с балкой также соединяется посредством сварного соединения, которой следует рассматривать как шарнирное. Найдя суммарную нагрузку, можно будет определить минимальный размер стоек, которые способны ее выдержать.
Пространственная жесткость
Отсутствие боковых стенок значительно снижает ветровую нагрузку на навес. Однако, несмотря на это, минимальный расчет все же выполняется, а при разработке чертежа предусматриваются связи из профильной трубы, расставляемые в обоих направлениях.
При большой длине навеса желательно выполнить расчет на прогиб. Последовательность расчета аналогична приведенной выше, но нагрузку принимают равной нормативной.
Для обеспечения достаточной пространственной жесткости также предусматриваются надежное крепление каркаса поперечин и стоек. Делают это посредством сварки или болтового соединения. Можно также установить пару поперечен, соединив их между собой посредством крестообразных связей.
Выполненные расчеты позволяют подготовить детальный чертеж проектируемого навеса. Зная размеры поперечного сечения каждого элемента и их длину, можно определить потребность в профильной трубе каждого вида.
Пространственная жесткость
Такие расчеты самостоятельно выполнить бывает очень сложно. Предпочтительным вариантом будет обращение за помощью к профессионалам или использование специальных программ, позволяющих за короткое время найти все необходимые данные.
Как только все расчеты будут завершены, можно приступать к монтажным работам, которые при желании можно выполнить собственными силами. Для этого:
- Расчищается площадка под устанавливаемый навес;
- Готовятся ямы под стойки, и производится их установка;
- Монтируются остальные элементы каркаса;
- Производится покраска сваренной конструкции;
- укладывается кровельный материал.
Таким образом, чтобы смонтировать надежную конструкцию из профильной трубы, следует сначала тщательно проработать ее чертеж. В зависимости от конструктивных особенностей конкретного навеса можно будет отдать предпочтение тем или иным конструктивным элементам. Если монтаж будет произведен в соответствии с техническими требованиями чертежа, навес обязательно прослужит достаточно долго, эффективно справляясь с возложенной на него задачей. Находящийся под ним автомобиль будет надежно защищен от ветра и дождя.