Розрахунок снігового навантаження на навіс. Проект та розрахунок навісу для автомобіля. З чого складається каркас

Металеві ферми для навісу - одні з найпростіших будівель. Їх часто зводять на дачних ділянках та територіях заміських будинків. Це прості конструкції з каркасу, покриття та додаткових елементів. З них можна зробити навіс, що закриває місце, виділене під зберігання речей, або створити міні-стоянку для автомобіля. Всю збірку можна зробити самостійно, але щоб ферма вийшла міцною та довговічною, необхідні правильні розрахунки.

Навіси призначені для забезпечення місця для зберігання речей або зведення міні-стоянки для машини.

Види конструкцій

Ферми виготовляють із профілів прямокутної форми або металевих куточків. Матеріал вибирається залежно від типу конструкції та виду поясів. Пояси - це основа ферми, вони розташовуються знизу та зверху споруди та формують його просторове обрис. Для виготовлення маленьких конструкцій використовують профільні труби.

Ферми мають кілька форм:

1. Полігональні. Цей тип ферм призначений для встановлення на прольотах завдовжки від 10 метрів та більше. Якщо встановлювати навіс на маленькій ділянці, конструкцію комплектують додатковими деталями, що ускладнює її складання. Навіси, виготовлені на виробництві та мають дугоподібну форму, є винятком.
2. Трикутні. Це двосхилий навіс із ухилом 22-30 градусів. Його часто встановлюють у тих регіонах, де випадає велика кількість снігових опадів. Недолік виробу - гострий вузол у основі конструкції та довгі опори, розташовані в центрі. Ці ділянки потрібно правильно розрахувати та відзначити на кресленні. Полікарбонатні ферми для навісу маленьких розмірів мають пропорції по відношенню до висоти та ширини не більше 1/5, ¼.

   

   Існує безліч видів ферм для каркасу, відрізняються вони складністю будівництва та мають різний ряд переваг

3. Паралельні. Відповідно до креслення, ухил готового виробу становить не більше 1,5%. При цьому співвідношення висоти та довжини варіюється від 1/6 до 1/8. Виріб використовують для плоского навісу, який планується обробляти рулонним облицюванням. Стрижні поясів, що створюють просторові ґрати, мають рівномірну довжину, через це виходить мінімум сполучних вузлів.
4. Арочні. Це найзручніша конструкція ферми. Вона дозволяє приховувати згинальні лінії в поперечних перерізах каркасу. До того ж матеріал арки відчуває постійний стиск. Тому всі розрахунки проводять за спрощеним шаблоном, так як вага від покрівлі, монтажної обрешітки та снігового навантаження однаково розподілятиметься по всьому навісу.
5. Трапецієподібні. Кут нахилу каркасу становить від 6 до 150 градусів. При цьому його висота та довжина мають пропорції 1/6. Виріб характеризується жорсткою рамою.

У цьому відео показано як скласти креслення ферми для навісу:

Який рівень навантаження зможе витримати споруду – залежить від товщини профільної труби. Чим вона товстіша, тим міцніша конструкція. Для великих конструкцій краще вибирати квадратний профіль із перетином 30-50×30-50 мм. Труби з меншим перерізом використовують для маленького каркаса.

Металевий профіль має високу міцність.і в порівнянні з цілісним металевим бруском важить набагато менше. Матеріал легко згинається, це дозволяє створювати арочні та куполоподібні конструкції.

Готові ферми для навісу із металопрофілю мають доступну ціну. Щоб матеріал прослужив довго, його фарбують або покривають ґрунтовкою, яка захистить його від корозії.

Полікарбонатна ферма

Щоб зібрати ферму для навісу із полікарбонату, потрібно скласти докладну схему. Кожна деталь, зазначена у схемі, повинна мати точні розміри. Деталі зі складною конструкцією промальовують у додатковому кресленні.

Щоб вибрати тип конструкції та кількість складових деталей, необхідно зробити розрахунки. Додатково вивчають рівень атмосферних опадів у своєму регіоні. Ці дані допоможуть створити конструкцію необхідної міцності. Найбільш спрощений різновид ферми - дуга (труба) з круглим або квадратним перетином. Незважаючи на те, що це найдешевший варіант з усіх, труби з полікарбонату не дуже надійні.

Розподіл навантаження:

1. Все навантаження впливає на опори конструкції та прямує вниз. Через це відбувається її рівномірний розподіл. Отже, опорні стовпи мають добрий опір проти стиснення. Це дозволяє витримувати додаткову вагу від снігового покриву.
2. Оскільки дуги менш жорсткі, навантаження розподіляється нерівномірно. Через це під впливом навантаження вони розгинаються. У результаті виникає сила, яка впливає на опори, розташовані вгорі конструкції.

Неправильний розрахунок ферми для навісу загрожує тим, що підстави стовпів викривлятимуться і деформуватимуться.

При розрахунку ферми з полікарбонату враховують висоту та довжину каркаса, а також кут нахилу решітки та відстань між модулями. Приклад розрахунку:

1. Довжина каркаса повинна точно збігатися з довжиною прольоту (інтервал, що перекриває профіль).
2. Залежно від розробленого кута та характеристик обрису визначають висоту конструкції. Якщо споруда трикутна, його висота варіюється від 1/5 чи ¼ частини довжини. Співвідношення покрівлі прямої форми становить 1/8 частину.
3. Кут нахилу грат до пояса варіюється від 35 до 50 градусів. Середня величина складає 45 градусів.
4. Ширина панелі допоможе правильно розрахувати проміжок між вузлами. Вони завжди ідентичні. Якщо каркас має більшу довжину прольоту (25-30 метрів і більше), то для нього потрібний будівельний підйом. Його розраховують додатково. Ці розрахунки допоможуть визначити рівень навантаження та підібрати відповідну величину профільних труб.

Наприклад, розрахунок для односхилого каркаса розміром 4×6 м відбувається в такий спосіб. Конструкцію створюють із профілю 3×3 см. Його товщина становить 0,12 см. Довжина нижнього пояса становить 310 см, а верхнього – 390 см. Між поясами монтують вертикальні опори. Висота найбільшої становитиме 60 см, решта три рівномірно вкорочують. Після встановлення опор з'являються місця, які необхідно зміцнити. Їх оснащують розкосими перемичками (тонкий профіль із перетином 2×2 см). У місцях, де з'єднуються пояси, стійки не встановлюють.

Якщо навіс довгий (6-7 метрів), то встановлюють 5 таких конструкцій. Їх розташовують з відстанню 1,5 м. Кожен модуль закріплюють поперечними перемичками. Як перемичок застосовують профіль з перерізом 2×2 см.

Його розташовують з відривом 50 див друг від друга і закріплюють верхньому поясі. Обшивка з полікарбонату кріпиться до перемичок.

Арочний каркас

Через особливу будову арочна ферма для навісу також потребує точних розрахунків. Вони необхідні для того, щоб навантаження, що діє, розподілилося рівномірно по всій поверхні. А це можливо тільки завдяки правильній та рівній формі каркасу.

Виготовлення каркасу за арочним типом завдовжки 6 метрів:

1. Щоб споруда мала гарний зовнішній вигляд і при цьому витримувала високі навантаження, відстань між арками роблять 105 см. При цьому висота конструкції складатиме 150 см.
2. Формула довжини сектора π × R × α ÷ 180 допоможе розрахувати довжину профілю нижнього пояса. За кресленням: R = 410 см, α ÷ 160 °. Підставивши числа, виходить: 3,14×410×160 ÷ 180 = 758 (см).
3. Вузли каркаса розміщують нижньому поясі. Відстань між ними має бути не менше 55 см. Для встановлення крайніх вузлів потрібен індивідуальний розрахунок.

Навіс із профільної труби – це дуже поширена конструкція, яку можна зустріти чи не в кожному дворі. З профільних труб можна зробити як невеликий навіс над ганком, так і великий дах для автомобільної стоянки – і конструкція в будь-якому випадку буде достатньо міцною, красивою та простою в облаштуванні. У цій статті буде розглянуто розрахунок навісу з профільної труби та його монтаж.

Розрахунок та креслення навісу

Грамотний розрахунок і створення хорошого креслення мають на увазі дотримання ряду стандартів і вимог, що висуваються до конструкцій із профільних труб. Втім, маленькі односхилі навіси не потрібно розраховувати так точно - невеликий козирок з профільної труби великою вагою не відрізняється, тому ніякої небезпеки такого роду конструкції не становлять. Великогабаритні навіси для стоянок або басейнів потрібно обов'язково розрахувати, щоб уникнути проблем.

Креслення навісу з профтруби завжди починається з ескізу - простого начерку, на якому вказано тип конструкції, її основні особливості та зразкові габарити. Щоб точно визначити розміри майбутнього навісу, варто провести виміри на ділянці, де конструкція і розташовуватиметься. У тому випадку, якщо навіс буде прилаштовуватися до будинку, необхідно також виміряти стіну, щоб точно знати розміри профільної труби для навісу.

Можна розглянути методику розрахунку на прикладі конструкції, розташованої на майданчику 9х7 м, яка розташована перед будинком з розмірами 9х6 м:

• Довжина навісу цілком може дорівнювати довжині стіни (9 м), а виліт конструкції на метр коротший за ширину майданчика - тобто. 6 м;
• Нижній край може мати висоту 2,4 м, а високий варто підняти до 3,5-3,6 м;
• Кут нахилу ската визначається залежно від різниці висот нижнього та верхнього країв (у даному прикладі виходить близько 12-13 градусів);
• Для розрахунку навантажень на конструкцію потрібно знайти карти, що відображають рівень атмосферних опадів у даному регіоні, та відштовхуватися від них;
• Коли розмір конструкції та передбачувані навантаження розраховані, залишається скласти докладний креслення, підібрати матеріали та приступити до збирання навісу.

Рисунки ферм із профільної труби для навісу повинні відображатися окремо з усіма подробицями. Також варто пам'ятати, що мінімальний нахил навісу становить 6 градусів, а оптимальне значення – 8 градусів. Надто малий нахил не дозволить снігу сповзати самостійно.

Закінчивши з кресленнями, підбирається відповідний матеріал та його кількість. Розрахунок потрібно проводити точний, а перед придбанням варто додати близько 5% допуску – при роботі часто-густо відбуваються невеликі втрати, та й шлюб зустрічається нерідко. За подібними розрахунками можна зробити і каркас гаража з профільної труби, що досить затребуване.

Створення навісу з профільної труби

Конструкція навісу особливою складністю не відрізняється. Якщо креслення навісу та необхідні для його збирання матеріали вже є, то можна приступити безпосередньо до облаштування конструкції.

Виготовлення навісу з профільної труби здійснюється за таким алгоритмом:

1. Спочатку розмічається та готується ділянка під навіс. Потрібно підібрати місце для фундаментних ям і викопати їх, а потім засипати дно всіх ям щебенем. У ямах встановлюються заставні елементи, після чого фундамент заливається цементним розчином.
2. До нижніх частин стійок навісу приварюються сталеві деталі квадратної форми, розмір яких збігається із габаритами заставних деталей, як і діаметр отворів під болти. Коли розчин застигне, стовпи для навісу із профільної труби прикручуються до закладних деталей.
3. Наступний крок – збирання каркасу. Профільна труба на цьому етапі розмічається та розрізається на необхідні шматки, і тільки після цього може здійснюватись виготовлення ферм із профільної труби для навісу. Спочатку за допомогою болтів кріпляться бічні ферми, потім фронтальні перемички, а останніми за необхідності облаштовуються розкісні грати. Зібраний каркас встановлюється на стійки та фіксується вибраним способом.

Перед монтажем покрівлі навіс потрібно пофарбувати або покрити антикорозійним складом, щоб запобігти можливому руйнуванню матеріалу – під час складання базове покриття ушкоджується, і металеві деталі в результаті втрачають опір корозії. Крім того, слід розуміти, що зовнішня обробка не захищає конструкцію від руйнування зсередини, тому краї труб необхідно закрити заглушками.

Види кріплень елементів навісу та їх розміри

Для збирання елементів навісу з профільної труби можуть використовуватися різні способи:

1. Одним з найбільш поширених способів фіксації навісів із профтруб є болтове з'єднання. Якість такого з'єднання досить висока, при цьому складністю вона не відрізняється. Для роботи знадобиться дриль зі свердлом по металу, а також болти або шурупи, діаметр яких залежить від перерізу труби.
2. Ще один спосіб, яким кріпляться елементи навісу – зварне з'єднання. Зварювальні роботи вимагають певних навичок, та й обладнання буде дорожче, ніж для болтового з'єднання. Втім, результат того вартий – зварювання забезпечує високу міцність конструкції без її ослаблення.
3. Для фіксації невеликих навісів із труб діаметром до 25 мм можна використовувати систему краб, яка являє собою спеціальні хомути різної форми (детальніше: ). Найчастіше при монтажі навісів застосовуються Т-подібні Х-подібні хомути, що забезпечують з'єднання трьох або чотирьох труб відповідно. Для стяжки хомутів потрібні болти з відповідними гайками, які часто доводиться докуповувати окремо. Головний недолік краб-систем - можливість збирання конструкції тільки під 90-градусним кутом.

Вибір профільних труб для виготовлення ферм

Підбираючи труби для облаштування великогабаритного навісу із профільної труби, необхідно вивчити такі стандарти:

• СНиП 01.07-85, в якому описана залежність між ступенем навантажень та вагою складових елементів конструкції;
• СНиП П-23-81, що описує методику роботи зі сталевими деталями.

Можна розглянути облаштування конструкції на прикладі пристінного навісу розмірами 4,7х9 м, що спирається на зовнішні стійки спереду, а прикріплений ззаду до будівлі. Підбираючи кут нахилу, краще зупинитися на 8-градусному показнику. Вивчивши стандарти, можна дізнатися про рівень снігового навантаження в регіоні. У даному прикладі односхилий дах з профільної труби піддаватиметься навантаженню, що становить 84 кг/м2.

Одна 2,2-метрова стійка із профільної труби має вагу близько 150 кг, а ступінь навантаження на неї виходить близько 1,1 тонни. Враховуючи ступінь навантаження, доведеться підбирати міцні труби – стандартна кругла профільна труба з 3-мм стінками та діаметром 43 мм тут не підійде. Мінімальні розміри круглої труби повинні становити 50 мм (діаметр) та 4 мм (товщина стінки). Якщо як матеріал використовується труба діаметром 45 мм і товщиною стінки 4 мм. Використовуючи такий матеріал, може бути зроблена хвіртка з профільної труби своїми руками, яка буде досить надійною і довговічною.

Вибираючи ферми, варто зупинитися на конструкції з двох паралельних контурів з решіткою. Для ферми висотою 40 см можна використовувати профільну трубу квадратного перерізу з діаметром 35 мм та товщиною стінки 4 мм (прочитайте також: " "). На виготовлення розкісних ґрат добре підуть труби діаметром 25 мм і товщиною стінки 3 мм.

Висновок

Зібрати навіс із профтруби своїми руками не так вже й складно. Для успішної роботи необхідно грамотно спроектувати майбутню конструкцію та відповідально підійти до кожного етапу реалізації проекту – і тоді в результаті вийде надійна конструкція, здатна простояти довгі роки.

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.
Вихідні 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 в 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).
В 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 по міцності, так і по прогину.

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 4 анкерах кріпиться до бетону, тому з'єднання буде шарнірне, і зверху 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!

У статті «Як визначити навантаження на дах у вашому районі» ми визначилися з варіантом класичного двосхилого даху. Але дуже часто бувають ситуації, коли до будинку прилаштовуються навіси, і не кожен знає, що ці навіси будуть навантажені снігом значно більше ніж сам дах. При збиранні навантажень від снігу є таке поняття, як сніговий мішок. Якщо на даху є перепади висоти, або просто навіс примикає до високої стіни, створюються сприятливі умови для намітання кучугури в цьому місці. І чим вище стіна, до якої примикає дах, тим більше буде висота цього кучугури, і тим більше навантаження впливатиме на несучі конструкції. Іноді сніговий мішок здатний збільшити стандартне снігове навантаження у кілька разів.

Розберемо ситуацію на прикладі.

Будинок з двосхилим дахом. До нього з двох боків прилаштовується навіс. Необхідно визначити снігове навантаження на 1 м 2 даху будинку та двох навісів. Район будівництва – Київська область (160 кг/м2).

1) Визначимо снігове навантаження на дах будинку.

Кут нахилу даху 35 градусів. Відкриємо схему 1 додатка Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження та впливи».

Т.к. кут нахилу даху не вписується в діапазон 20-30 градусів, і містки з ліхтарями відсутні, то нам потрібно взяти схему навантаження за варіантом 1 – однакову для даху.

За інтерполяцією визначаємо:

S e = γ fe S 0 C = 0,49*160*0,71 = 55,7 кг/м 2;

γ fe

S 0

З = μC e C alt = 0.71*1*1 = 0.71 – згідно з п. 8.6 ДБН.

S m = γ fm S 0 C = 1.14*160*0,71 = 129.5 кг/м 2;

γ fm= 1.14 – згідно з таблицею 8.1 ДБН «Навантаження та впливу» за умови терміну служби будинку 100 років (задається замовником),

S 0 = 160 кг/м 2 – згідно з вихідними даними,

З = μC e C alt = 0.29*1*1 = 0.71 – згідно з п. 8.6 ДБН.

2) Визначимо снігове навантаження на навіс, розташований уздовж довгого (12-метрового) боку будівлі.

Відкриємо схему 8 додатка Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження та дії».

Т.к. у нас навіс, а не веранда зі стінами, нам потрібно зупинитись на варіанті «б».

h= 1 м> S 0 /2 h μ визначати треба. (У іншому разі для всього навісу діяв би один коефіцієнт μ 1).

Визначимо коефіцієнт μ для нашого випадку:

μ = 1 + (m 1 L 1 " + m 2 L 2 " )/h = 1 + (0.3*9 + 0.19*2)/1 = 4,08,

при цьому μ = 4,08 < 6 (для навесов) и μ = 4,08 > 2h/ S 0 μ = 1.25.

m 1 = 0,3 – для плоского покриття будинку з нахилом понад 20 градусів;

m 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 = 0,5 * 0,46 * 0,83 * 1 = 0,19 (при довжині навісу вздовж будинку a < 21 м);

k 1 = √а/21 = √4,5/21 = 0,46 (тут а

k 2 = 1 – β /35 = 1 - 6/35 = 0,83 (тут β - Кут ухилу навісу);

k 3 = 1 – φ /30 = 1 - 0/30 = 1 > 0,3 (тут φ

L 1 " = L 1 = 9 м – за відсутності ліхтарів;

L 2 " = L 2

h

μ = 4,08 > 2 h/ S 0 = 2 * 1/1.6 = 1.25 (тут μ bза формулою:

b = 2h(μ – 1 + 2m 2 )/(2h/ S 0 – 1 + 2m 2 ) = 2 * 1 (4,08 - 1 + 2 * 0.19) / (2 * 1 / 1,6 - 1 + 2 * 0,19) = 11 м< 16 м.

Т.к. b= 11 м > 5 h b= 5 м.

Порівняємо величини:

b= 5 м> L 2

Визначимо коефіцієнт μ 1:

μ 1= 1 – 2m 2 = 1 – 2*0,19 = 0,62.

Експлуатаційне снігове навантаження на 1 м 2 горизонтальної проекції даху будинку визначається за формулою 8.2:

S e = γ fe S 0 C = 0,49*160*1,25 = 98 кг/м 2;

S e 1 = γ fe S 0 C 1 = 0,49*160*0,62 = 48,6 кг/м 2;

γ fe= 0,49 – згідно з таблицею 8.3 ДБН «Навантаження та впливу»,

S 0 = 160 кг/м 2 – згідно з вихідними даними,

З = μC e C alt =

З 1 = μ 1 C e C alt = 0,62*1*1 = 0,62 – згідно з п. 8.6 ДБН.

Граничне розрахункове значення навантаження на 1 м2 горизонтальної проекції даху будинку визначається за формулою 8.1:

S m = γ fm S 0 C = 1.14*160*1,25 = 228 кг/м 2;

S m 1 = γ fm S 0 C 1 = 1.14*160*0,62 = 113 кг/м 2;

γ fm

3) Визначимо снігове навантаження на навіс, розташований уздовж короткого (9-метрового) боку будівлі.

Для цього навісу через форму фронтону величина перепаду hбуде різним, тому снігове навантаження буде змінним не тільки впоперек, а й уздовж навісу.

a.Знайдемо значення снігового навантаження максимального значення висоти перепаду h = 4,5 м.

Перевіримо, чи потрібно враховувати місцеве навантаження у перепаду (тут і нижче величина S 0 береться в кПа):

h= 4,5 м > S 0 /2 h= 1.6/(2*4,5) = 0.17 м – враховувати місцеве навантаження необхідно, коефіцієнт μ визначати треба.

Визначимо коефіцієнт μ :

μ = 1 + (m 1 L 1 " + m 2 L 2 " )/h = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/4,5 = 2,18,

при цьому μ = 2,18 < 6 (для навесов) и μ = 2,18 < 2h/ S 0 = 2*4,5/1.6 = 5,6 – остаточно приймаємо μ = 2,18.

m 1 = 0,4 – для плоского покриття будинку з ухилом менше 20 градусів (у цьому напрямку ухилу дах не має);

m 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 a < 21 м);

k 1 = √а/21 = √7,5/21 = 0,6 (тут а- Довжина навісу вздовж будівлі);

k 2 = 1 – β /35 = 1 - 6/35 = 0,83 (тут β - Кут ухилу навісу);

k 3 = 1 – φ /30 = 1 - 0/30 = 1 > 0,3 (тут φ - Кут ухилу навісу вздовж будинку, його можна побачити у варіанті «в» схеми 8).

L 1 " = L 1

L 2 " = L 2 = 2 м – за відсутності ліхтарів;

h= 4,5 м – величина перепаду між дахом та навісом.

Знайдемо довжину зони підвищених сніговідкладень. Перевіримо умову:

μ = 2,18 < 2 h/ S 0 = 2 * 4,5 / 1.6 = 5,6, тоді знаходимо bза формулою:

b = 2h= 2 * 4.5 = 9 м< 16 м.

Порівняємо величини:

b= 9 м> L 2 = 2 м - розрахунок ведемо за варіантом 2 схеми 8.

Визначимо коефіцієнт μ 1:

μ 1= 1 – 2 m 2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.

Експлуатаційне снігове навантаження на 1 м 2 горизонтальної проекції даху будинку визначається за формулою 8.2:

S e = γ fe S 0 C = 0,49*160*2,18 = 171 кг/м 2;

S e 1 = γ fe S 0 C 1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 кг/м 2;

γ fe= 0,49 – згідно з таблицею 8.3 ДБН «Навантаження та впливу»,

S 0 = 160 кг/м 2 – згідно з вихідними даними,

З = μC e C alt = 2,18*1*1 = 2,18 – згідно з п. 8.6 ДБН,

З 1 = μ 1 C e C alt =

Граничне розрахункове значення навантаження на 1 м2 горизонтальної проекції даху будинку визначається за формулою 8.1:

S m = γ fm S 0 C = 1.14*160*2,18 = 398 кг/м 2;

S m 1 = γ fm S 0 C 1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 кг/м 2;

γ fm= 1.14 – згідно з таблицею 8.1 ДБН «Навантаження та впливу» за умови терміну служби будинку 100 років (задається замовником).

b.Знайдемо значення снігового навантаження мінімального значення висоти перепаду h = 1,0 м.

Перевіримо, чи потрібно враховувати місцеве навантаження у перепаду (тут і нижче величина S 0 береться в кПа):

h= 1 м> S 0 /2 h= 1.6/(2*1) = 0.8 м – враховувати місцеве навантаження необхідно, коефіцієнт μ визначати треба.

Визначимо коефіцієнт μ для нашого випадку:

μ = 1 + (m 1 L 1 " + m 2 L 2 " )/h = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/1 = 6,3,

при цьому μ = 6,3 > 6 (для навісів) та μ = 6.3 > 2h/ S 0 = 2*1/1.6 = 1.25 – остаточно приймаємо μ = 1.25.

m 1 = 0,4 – для плоского покриття будинку з ухилом менше 20 градусів (у цьому напрямі ухил даху дорівнює нулю);

m 2 = 0,5k 1 k 2 k 3 = 0,5 * 0,6 * 0,83 * 1 = 0,25 (при довжині навісу вздовж будинку a < 21 м);

k 1 = √а/21 = √7,5/21 = 0,6 (тут а- Довжина навісу вздовж будівлі);

k 2 = 1 – β /35 = 1 - 6/35 = 0,83 (тут β - Кут ухилу навісу);

k 3 = 1 – φ /30 = 1 - 0/30 = 1 > 0,3 (тут φ - Кут ухилу навісу вздовж будинку, його можна побачити у варіанті «в» схеми 8).

L 1 " = L 1 = 12 м – за відсутності ліхтарів;

L 2 " = L 2 = 2 м – за відсутності ліхтарів;

h= 1 м – величина перепаду між дахом та навісом.

Знайдемо довжину зони підвищених сніговідкладень. Перевіримо умову:

μ = 6.3 > 2 h/ S 0 = 2 * 1/1.6 = 1.25 (тут μ беремо знайдене у розрахунку, а не прийняте остаточно), тоді знаходимо bза формулою:

b = 2h(μ – 1 + 2m 2 )/(2h/ S 0 – 1 + 2m 2 ) = 2 * 1 (6.3 - 1 + 2 * 0.25) / (2 * 1 / 1,6 - 1 + 2 * 0,25) = 15.5 м< 16 м.

Т.к. b= 15,5 м > 5 h= 5 * 1 = 5 м, остаточно приймаємо b= 5 м.

Порівняємо величини:

b= 5 м> L 2 = 2 м - розрахунок ведемо за варіантом 2 схеми 8.

Визначимо коефіцієнт μ 1:

μ 1= 1 – 2 m 2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.

Експлуатаційне снігове навантаження на 1 м 2 горизонтальної проекції даху будинку визначається за формулою 8.2:

S e = γ fe S 0 C = 0,49*160*1,25 = 98 кг/м 2;

S e 1 = γ fe S 0 C 1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 кг/м 2;

γ fe= 0,49 – згідно з таблицею 8.3 ДБН «Навантаження та впливу»,

S 0 = 160 кг/м 2 – згідно з вихідними даними,

З = μC e C alt = 1,25*1*1 = 1,25 – згідно з п. 8.6 ДБН,

З 1 = μ 1 C e C alt = 0,5*1*1 = 0,5 – згідно з п. 8.6 ДБН.

Граничне розрахункове значення навантаження на 1 м2 горизонтальної проекції даху будинку визначається за формулою 8.1:

S m = γ fm S 0 C = 1.14*160*1,25 = 228 кг/м 2;

S m 1 = γ fm S 0 C 1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 кг/м 2;

γ fm= 1.14 – згідно з таблицею 8.1 ДБН «Навантаження та впливу» за умови терміну служби будинку 100 років (задається замовником).

Отже, якщо порівняти результати для трьох частин прикладу, ми отримуємо таке:

На малюнку графічно показано співвідношення проекцій експлуатаційних снігових навантажень для будинку та двох навісів. Для дому найменше снігове навантаження 55,7 кг/м2 (показане синім). Для першого навісу (вздовж 12-метрової стіни будинку) вже виходить величезний «кучугур», навантаження від якого складає 98 кг/м 2 біля стіни будинку та 48,6 кг/м 2 на краю навісу (показано рожевим). Для другого навісу, розташованого біля високого фронтону будинку (вздовж 9-метрової стіни будинку), ситуація погіршилася в рази: кучугура досягає максимальних розмірів біля стіни в районі найвищої точки коника і дає навантаження 170 кг/м 2 , потім його «висота» падає до країв будинку до 98 кг/м 2 з одного боку та до 122 кг/м 2 з іншого (знаходимо інтерполяцією), а до краю навісу навантаження знижується до 39,2 кг/м 2 (показано зеленим).

Зверніть увагу, на малюнку дано не розміри «кучугур», а величина навантаження, яке даватимуть кучугури. Це важливо.

У результаті, наш аналіз на прикладі показав, що навіси, що прибудовуються, несуть у собі небезпеку значного перевантаження конструкцій, особливо ті, які примикають до високої вертикальної стіни будинку.

Насамкінець дам одна порада: щоб максимально полегшити навантаження на навіс, що прилаштовується до стіни, паралельної конику будинку, потрібно скористатися умовою зі схеми 8 додатка Ж до ДБН «Навантаження та впливу» (ми цю умову перевіряли на самому початку розрахунку):

Якби в нашому прикладі висота перепаду була не 1 м, а 0,7 м, то виконувалася б така умова:

h= 0,7 м< S 0 /2 h= 1.6 / (2 * 0,7) = 1,14 м - і як написано в п. 3, місцеве навантаження у перепаду враховувати вже не потрібно. Що це означає? Коли місцеве навантаження треба враховувати, біля перепаду снігове навантаження визначається з коефіцієнтом μ , а біля краю навісу – зі значно меншим коефіцієнтом μ 1. Якщо місцеве навантаження враховувати не треба, то навантаження на всьому навісі визначається з коефіцієнтом μ 1. У прикладі співвідношення μ/ μ 1= 1,25/0,62 = 2, тобто. піднявши навіс на 30 см, ми можемо знизити снігове навантаження для нього вдвічі.

У цій статті приклади вважалися за українськими нормами (ДБН «Навантаження та дії»). Якщо ви вважаєте за іншими нормами, звіряйте коефіцієнти, в іншому схеми снігових навантажень ДБН та БНіП однакові.

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.