Как рассчитать навес из поликарбоната

Расчет навеса из поликарбоната. Как рассчитать ферму для навеса

Поликарбонат – идеальный материал для строительства навесов. Он позволяет получить легкое сооружение с прозрачной кровлей, через которую проникает солнечный свет. Как правило, каркас выполняют из профилированных труб. Чтобы все сооружение было долговечным, необходимо правильно произвести расчет навеса из поликарбоната.

Из чего состоит каркас

Перед началом расчета навеса необходимо четко понимать, из каких элементов он состоит. А их всего несколько.

Стойки, как уже понятно из названия, являются теми элементами, на которых лежит весь навес. Как правило, это профилированная труба высотой 2,2-2,8 метра. Высота ее зависит от способа крепления. Если она крепится анкерами к закладной, забетонированной в земле, то высота ее берется 2,2 метра. В случаях если стойка забетонирована или закопана, то высота берется 2,8 метра.

Для укрепления навеса служат арки и фермы. Последних чаще всего устанавливают две. А вот точное количество арок подскажет только проведенный расчет навеса. Данное значение зависит от габаритов сооружения.

Ферма – элемент конструкции, соединяющий опорные столбы и лаги.

Листы поликарбоната крепятся к элементам конструкции, которые называются направляющими. Для этого используются термошайбы. Их расположение и частота шага зависят от расстояния между несущими опорами и вида поликарбоната (его толщины).

Этапы монтажа навеса

Для того чтобы правильно провести расчет навеса из профильной трубы, нелишним будет понимание всего процесса в целом. Состоит он из нескольких этапов. На закрепленные стойки крепятся арки. При этом угол между ними должен быть точно девяносто градусов. Образующиеся в результате этого секции крепятся к закладным анкерами. К этим же опорам крепятся фермы. Угол между фермами и арками также прямой (то есть девяносто градусов). Заключительный этап изготовления каркаса – фиксация направляющих. Они крепятся к верхней части арок. На этом каркас готов. После его покраски можно закреплять поликарбонатные листы.

Ошибки строительства, которые следует учитывать при расчете

Строительство навесов зачастую выполняют с ошибками. Они затрагивают не только выбор типа конструкции, но и проведенный вследствие этого расчет металлического навеса.

Распространенная ошибка – выбор наклонного навеса. Зачастую делают сооружение на двух столбах и наклонненное в наветренную сторону. Это далеко не самый лучший вариант для постоянного пользования (к примеру, для стоянки автомобиля). Опасность поджидает в том случае, если ветер изменит направление. Навес в таком случае можно сравнить с крылом самолета. Между ним и землей образуется подъемная сила, которая с легкостью может снести навес. Даже если будет четыре столба, это не всегда спасет.

Наклонные навесы подходят для ситуаций, когда конструкция пристраивается к зданию. Свободно стоящие наклонные навесы необходимо делать с закруглениями. Причем выпуклую часть ориентируют «навстречу» ветру.

Виды навесов

В зависимости от опорных элементов выделяют несколько видов навесов:

Стоящие отдельно. У них по всему периметру устанавливают вертикальные опоры.

Балочно-опорные, которые по одной стороне крепятся к зданию. У них одна сторона держится за счет опорных столбов. Вторая же ложится на балку, прикрепленную к стене здания.

Консольно-опорные. Отличаются от предыдущего вида тем, что здесь к стене крепятся кронштейны или закладные.

Консольные, которые держатся полностью за счет закладных. Обычно это небольшие козырьки над дверью.

Расчет навеса каждого вида проводится по разным схемам.

Типы навесов

По своей конструкции навесные сооружения могут быть трех типов:

Односкатные, у которых кровля наклонена в одну сторону.

Двускатные с двумя направлениями ската.

Арочные, у которых кровля выполнена в форме полукруга (дуги).

Сбор данных

Расчет навеса из профильной трубы необходимо начинать со сбора необходимой информации. Она должна включать в себя следующие данные:

Характеристики материала.

Назначение сооружения.

Форма конструкции.

Данные о ветровых и снеговых нагрузках (они представлены в специальных таблицах для каждого конкретного региона).

Расчет навеса проводится с учетом описанных выше сведений. Он включает формулы и вычисления. Разобраться в них не каждый сможет. Оптимальный вариант — воспользоваться специальными программами и калькуляторами. На сегодняшний день их предостаточно в сети Интернет.

Козырьки над входом консольные

Навесы консольного типа зависят от размеров крыльца. В соответствии с требованиями нормативных документов, площадка перед дверью должна быть больше ширины двери в полтора раза. Средняя ширина двери составляет 0,9 метра. Получается, что минимальный размер верхней площадки равен 1,35 м (0,9 х 1,5 = 1,35). Это значение приравнивается к рекомендуемой глубине навеса.

Что касается ширины козырька, то здесь все просто. Она делается на 0,6 метра больше, чем ширина двери. С каждой стороны козырек должен выступать по 0,3 метра.

Таким нехитрым способом рассчитываются навесы. Расчет конструкции при стандартных значениях приводит к следующему результату: глубина — 0,9-1,35 м, ширина — 1,4-1,8 м.

Консольно-опорные навесы над дверью

Данные виды козырьков устраиваются над всей площадкой с захватом ступенек. Расчет глубины навеса над площадкой рассчитывается аналогично предыдущему варианту. К нему добавляется часть, находящаяся над ступенями. Она напрямую зависит от их количества. Для каждой ступеньки добавляется порядка 0,25-0,32 м.

Ширина зависит от ширины лестницы, по обе стороны от которой добавляется по 0,3 метра. Если стандартная ширина ступеней перед дверью 0,8-1,2 метра, то получаем ширину навеса 1,1-1,5 метра.

Рассмотрим вариант с лестницей из трех ступеней и площадки стандартных размеров. Глубина будет составлять порядка 1,65-2,31 метра (0,9 + 3 х 0,25 или 1,35 + 3 х 0,32). Ширина при тех же условиях — 1,4-1,8 метра. Рассчитывается она так: 0,8 + 0,3 + 0,3 или 1,2 + 0,3 + 0,3. Два варианта расчетов рассматривают минимальное и максимальное значение стандартных параметров.

Односкатные навесы, примыкающие к зданию

Расчет односкатного навеса, который одной стороной прилегает к дому, проводится с минусом половины вертикальных опор. Еще один важный момент: стыки листов должны быть над профилем. Это значит, что между профилями должно сохраняться расстояние 1260, 2050 или 2100 миллиметров, соответствующее размеру листа поликарбоната. Средняя ширина навеса составляет три метра. При таком размере достаточно места даже для автомобиля. На поликарбонат на такой ширине будет прогибаться. Ему необходима стропильная система.

Для начала проводится расчет материала. Навес, пристроенный к дому, при таких размерах будет иметь шесть вертикальных стояков. Они все расположены будут по одной стороне. Если сооружение будет отдельно стоящим, то опор необходимо в два раза больше (то есть двенадцать, по шесть с каждой стороны). Для каждой стропильной ноги устанавливается опора.

Односкатный отдельно стоящий навес

Расчет отдельно стоящего сооружения должен учитывать нагрузку, которую несут осадки. Конструкция будет максимально жесткой, если она выполнена в форме треугольника.

Расчет навеса проводится с учетом условно принятых значений. При размере листа поликарбоната 2,1 х 0,6 м, ширину кровли принимают равной шести метрам, а длину – 10,6 метра. Наиболее оптимальный вариант: высота ската 2,4 метра и 11 стропильных секций. В такой ситуации потребуется шесть профилей (стандартной длиной по шесть метров). Можно вместо одиннадцати сделать всего два треугольника. Это позволит сократить количество израсходованных материалов. Данный вариант подходит для регионов со средним количеством осадков.

Расчет двухскатного навеса

Принцип расчет аналогичен односкатным сооружениям. Главное — добиться жесткости конструкции. И делается это за счет тех же треугольников. Их оптимальное количество рассчитывается следующим образом. Каждый погонный метр навеса делится вертикальным профилем. Получившийся прямоугольник делится на два треугольника.

Расчет арочных конструкций

Навесы арочного типа являются наиболее сложными сооружениями. Потребность в материале находится в прямой зависимости от выпуклости крыши. Это значит, что чем круче выпуклость, тем больше материалов придется потратить.

Сэкономить в данном случае можно только на стропильной системе. При рассмотренных ранее размерах навеса (10,6 х 6 метров) достаточно будет двух-трех систем (две по краям, одна посередине). Остальные «ноги» будут представлять собой дуги. Их концы соединять необязательно. Металлический профиль, который используется для изготовления фермы, достаточно прочен. Его будет достаточно для обеспечения необходимой жесткости. Главное, чтобы ферма прочно крепилась к стоякам.

Если с такими размерами делать арочный навес (к примеру, для автомобиля), то понадобятся следующие материалы:

— Шесть профилей, изогнутых в форме дуги, с длиной шесть метров. Концы трех из них соединяются перемычкой. Рекомендуется их также разделить на несколько треугольников для увеличения жесткости конструкции.

— Для каждой дуги необходимо по две опоры (под каждый край). То есть всего их нужно двенадцать (2 х 6).

— По краям, по столбам и вдоль кровли крепятся продольные балки. Всего их потребуется шесть.

Расчет основных элементов конструкции

Расчет сечения трубы для навеса зависит от высоты самой конструкции и количества столбиков. Если размер сооружения не превышает пяти метров, труба выбирается с сечением 6-8 сантиметров. При больших размерах количество стояков должно быть увеличено. Чтобы этого не делать, можно выбрать профиль с большим сечением. К примеру, 10 сантиметров.

Размер обрешетки будет зависеть от толщины поликарбоната и размера навеса. Если лист пластика имеет толщину один сантиметр, а навес имеет размеры 6 х 8 метров, то обрешетка будет собираться с шагом в один метр. Данные значения находятся в соответствии с нагрузками. Для этого существуют специальные таблицы, которые учитывают величину нагрузки и толщину поликарбоната. Пример данной таблицы можно посмотреть на фотографии ниже. Она разработана для поликарбоната с толщиной шесть, восемь, десять и шестнадцать миллиметров.

Читать еще: Утеплитель для трубы водоснабжения

Расчет арочного навеса предполагает вычисление ферм и их количества. Именно размеры ферм определяют ширину всего навеса. Для их определения необходимо знать следующую информацию:

Размеры фермы.

Размер материала (поликарбоната).

Сопротивление металла.

Способ крепления элементов (сваркой, болтовой и так далее).

Значение нагрузок (в соответствии с нормативными документами).

Стальные конструкции по СНиП.

Размер навеса выбирают в соответствии с размером материалов. Если лист поликарбоната имеет шесть метров в длину, то его либо используют целиком, либо режут на две части. Конечно, порезать можно и на большее количество частей. Но это приведет к образованию отходов. Таким образом, крыша будет либо шестиметровой, либо трехметровой. Длина может выбираться любая, в зависимости от личных предпочтений.

Расчет навеса из поликарбоната и профильной трубы: простые формулы

Тема этой статьи — расчет навеса из поликарбоната своими руками. Нам предстоит научиться вычислять основные параметры конструкции, связанные с ее прочностью и размерами. Итак, в путь.

Именно этот тип навесов нам предстоит обсудить.

Что вычисляем

Нам предстоит научиться рассчитывать:

Толщину поликарбоната и шаг обрешетки в зависимости от предполагаемой снеговой нагрузки на квадратный метр.
Размеры покрытия арки (что с точки зрения геометрии сводится к расчету длины дуги).

Уточним: мы исследуем способы расчета дуги для известных радиуса и угла сектора, а также для случая, когда нам известны лишь расстояния между крайними точками поверхности арки.

Минимальное сечение трубы при известной нагрузке на изгиб.

В этом порядке и двинемся дальше.

Обрешетка и толщина покрытия

Начнем с расчета на снеговую нагрузку.

Прежде, чем выяснить, как рассчитать навес из поликарбоната, мы сформулируем пару допущений, на которых основан расчет.

Приведенные данные актуальны для качественного материала без признаков разрушения ультрафиолетом. Поликарбонат без УФ — фильтра становится хрупким уже через 2-3 года эксплуатации на свету.

Отсутствие ультрафиолетового фильтра вызывает ускоренное разрушение поликарбоната.

Мы сознательно пренебрегаем ограниченной деформационной устойчивостью обрешетки, считая ее абсолютно прочной.

А теперь — таблица, которая поможет подобрать оптимальную толщину поликарбоната и шаг обрешетки.

Нагрузка, кг/м2Размеры ячейки обрешетки при толщине поликарбоната, мм6810161001050х7901200х9001320х9201250х950900х900950х9501000х10001100х1100820х1030900х1100900х1150950х1200160880х6601000х7501050х7501150х900760х760830х830830х830970х970700х860750х900750х950850х1050200800х600850х650950х7001100х850690х690760х760780х780880х880620х780650х850700х850750х950

Расчет по радиусу и сектору

Как рассчитать арку для навеса в том случае, если нам известны радиус изгиба и сектор дуги?

Арочный навес.

Формула будет иметь вид P=pi*r*n/180, где:

Р — длина дуги (применительно к нашему случаю — длина листа поликарбоната или профильной трубы, которая станет элементом каркаса).
pi — число «пи» (в расчетах, в которых не требуется крайне высокая точность, обычно принимаемое равным 3,14).
r — радиус дуги.
n — угол дуги в градусах.

Давайте в качестве примера вычислим своими руками длину арки навеса с радиусом 2 метра и сектором 35 градусов.

P = 3,14*2*35/180=1,22 метра.

В процессе работы нередко возникает обратная ситуация: необходимо подогнать радиус и сектор дуги под фиксированную длину арки. Причины понятны: цена поликарбоната достаточно велика для того, чтобы количество отходов хотелось минимизировать.

Очевидно, в этом случае произведение сектора и радиуса будет равным P/pi*180.

Попробуем подогнать арку под стандартный лист длиной 6 метров. 6/3,14*180=343,9 (с округлением). Дальше — простой подбор значений с калькулятором в руках: к примеру, для сектора дуги в 180 градусов можно взять радиус равным 343,9/180=1,91 метр; при радиусе в 2 метра сектор будет равен 343,9/2=171,95 градусов.

Расчет по хордам

Как выглядит расчет конструкции навеса из поликарбоната с аркой в том случае, если мы располагаем лишь информацией о расстоянии между краями арки и ее высоте?

В этом случае применяется так называемая формула Гюйгенса. Чтобы воспользоваться ей, мысленно поделим хорду, соединяющую концы арки, пополам, после чего проведем в середине перпендикуляр к хорде.

Точка С расположена точно в середине отрезка АВ. Точка М находится в месте пересечения перпендикуляра к отрезку АВ, проведенного из точки С, с линией дуги.

Сама формула имеет вид Р=2l+1/3*(2l-L), где l — хорда АМ, а L — хорда АВ.

Важно: расчет дает приблизительный результат. Максимальная погрешность составляет 0,5%; чем меньше угловой сектор арки, тем меньше погрешность.

Давайте выполним расчет длины арки для случая, когда АВ = 2 м, а АМ — 1,2 м.

Расчет сечения при известной нагрузке на изгиб

Вполне жизненная ситуация: часть навеса представляет собой козырек известной длины. Мы можем приблизительно оценить пиковую снеговую нагрузку на него. Как подобрать для балок профильную трубу такого сечения, чтобы она не согнулась под нагрузкой?

На фото — последствия неправильного расчета.

Обратите внимание! Мы намеренно не затрагиваем то, как рассчитать нагрузку на навес. Оценка снеговой и ветровой нагрузки — вполне самодостаточная тема для отдельного материала.

Для расчета нам понадобятся две формулы:

М=FL, где М — изгибающий момент, F — приложенная к концу рычага сила в килограммах (в нашем случае — вес снега на козырьке), а L — длина рычага (длина балки, на которую приходится нагрузка от снега, от края до точки крепления) в сантиметрах.
M/W=R, где W — момент сопротивления, а R — прочность материала.

И чем нам поможет это нагромождение неизвестных значений?

Само по себе — ничем. Для расчета недостает некоторых справочных данных.

Марка сталиПрочность (R), кгс/см2Ст32100Ст42100Ст5230014Г2290015ГС290010Г2С290010Г2СД290015ХСНД290010ХСНД3400

Справка: для профтрубы обычно используются стали Ст3, Ст4 и Ст5.

Теперь на основе имеющихся у нас данных можно вычислить момент сопротивления изгибу профильной трубы. Давайте так и сделаем.

Предположим, что на двухметровом козырьке навеса с тремя несущими балками из стали Ст3 скапливается 400 килограммов снега. Для упрощения расчетов условимся, что вся нагрузка приходится на край козырька. Очевидно, нагрузка на каждую балку составит 400/3=133,3 кг; при двухметровом рычаге изгибающий момент будет равным 133,3*200=26660 кгс*см.

Теперь вычислим момент сопротивления W. Из равенства 26660 кгс*см/W=2100 кгс/см2 (прочность стали) вытекает, что момент сопротивления должен быть равен как минимум 26660кгс*см/2100 кгс/см2=12,7 см3.

Каким образом значение момента сопротивления приведет нас к размерам профтрубы? Через таблицы сортамента, содержащиеся в регламентирующих размеры квадратной и профильной труб ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 8645-68. Для каждого размера в них указан соответствующий ему момент сопротивления, причем для прямоугольного сечения — по каждой из осей.

Сверившись с таблицами, мы выясним, что минимальный размер квадратной трубы с нужными характеристиками — 50х50х7,0 мм; прямоугольной (при вертикальной ориентации большей из сторон) — 70х30х5,0 мм.

Альтернативное решение — сварка ферм из трубы меньшего размера.

Заключение

Надеемся, что не переутомили читателя обилием сухих цифр и формул. Как всегда, дополнительную информацию о методиках расчета и конструирования навесов из поликарбоната можно почерпнуть в видео в этой статье. Успехов!

Как рассчитать навес из поликарбоната

На сегодня все более популярными становятся навесы из самого подходящего для этих целей материала – поликарбоната. Каркас можно собрать из деревянной доски или бруса, а в качестве кровельного материала использовать поликарбонатные листы. Осталось дело за малым – выполнить расчет, тем более что строительство любой навесной конструкции требует рассчитывать предполагаемую прочность постройки и планируемый расхода материалов.

Варианты конструкции навесов

Для постройки навесной конструкции во дворе частного дома чаще всего используют три схемы каркаса крыши:

Арочную систему в виде изогнутых радиусом стальных балок или сварных ферм. Круглая крыша позволяет снизить до минимума воздействие таких неблагоприятных факторов, как сильный ветер и мощный снежный покров;
Односкатные конструкции с ориентацией уклона по направлению от здания. Нередко такие навесы выполняют по комбинированной схеме, при которой балки перекрытия с одной стороны крепятся к стене дома, с другой стороны опираются на стальные или деревянные стойки – колонны;
Плоские или односкатные навесы с углом наклона 5-7 о , что позволяет не учитывать наличие ската и, соответственно, рассчитать конструкцию по «плоской» схеме.

Рассчитать навес из деревянных клееных балок вручную намного сложнее, чем для стальных каркасов, сваренных из профилированной трубы. Кроме того, использование металла позволяет рассчитать конструкцию навеса максимально точно, без поправок на качество и неоднородность деревянных стройматериалов.

Что и как считать

Из всех перечисленных конструкций навесов наиболее устойчивой к внешним воздействиям является арочная система.

Устройство арки таково, что даже при очень сильных нагрузках от ветра и снега несущие элементы арочных ферм работают на сжатие. Относительное удлинение единичного силового элемента стальной фермы, за исключением самих арочных дуг, не превышает 10. Что это значит?

В этом случае запас прочности и устойчивости арочной фермы самой арки, даже при использовании самого распространенного профиля 50х50х2 мм или 25х50х2 мм, будет значительно больше, чем это требуется по условиям прогиба или предельного состояния. Для проверки можно рассчитать любой из популярных вариантов арочной крыши из поликарбоната с помощью специальной программы проектирования.

Кроме того, если посмотреть на эпюры нагрузки арки от ветра и снега и рассчитать влияние здания, то становится понятным, что для конструкций навесов из поликарбоната, расположенных в непосредственной близости к дому, ветровая нагрузка из-за «затенения» сводится к 4-5 кг/м 2 вместо определенных СНиПом реальных 25 кг/м 2 .

Читать еще: Как правильно гнуть профильную трубу?

Распределение снежной массы по арочной крыше преимущественно сводится к нагрузке вертикальных стоек, поэтому нет смысла рассчитывать представленную арку на прогиб под давлением снега.

Если использовать односкатный или плоский вариант крыши, то нужно будет рассчитать несколько проверочных характеристик навеса из поликарбоната:

Прочность вертикальных опор на сжатие;
Устойчивость опорных стоек;
Рассчитать прочность самого листа поликарбоната, находящегося в наиболее неблагоприятных условиях нагружения.

Стоит отметить, что рассчитать условия для листового поликарбоната намного сложнее, чем для любого другого материала, так как на сегодня фактически не имеет четких норм СНиП или СП. Мало того, большинство характеристик, необходимых, чтобы рассчитать покрытие навеса из поликарбоната, приходится использовать по заявлению производителя. В этом случае проблему, как рассчитать навес из поликарбоната, приходится решать комплексным путем, приближенно рассматривать лист, как составную конструкцию.

Способ рассчитать простейший вариант навеса из поликарбоната

Для оценочного расчета простейшего навеса из поликарбоната используем модель, представленную на схеме. Разумеется, это наиболее удобный и наименее выгодный, с точки зрения прочности, вариант навеса. Так как плоская крыша будет максимально защищать от солнца и дождя, тонкое сечение сделает постройку нечувствительной к ветровым нагрузкам. При этом потребуется рассчитать листовой поликарбонат на прогиб от веса снежного покрова.

По подобной методике можно рассчитать параметры односкатного навеса. Если использовать схему дополнительного крепления к стене, то параметры сечения стоек, полученные из условия гибкости и устойчивости колонн, можно уменьшить на 40%.

Прочность и гибкость вертикальных колонн

Конструкция крыши навеса представляет собой ровную плоскость. Для упрощения расчета примем, что нагрузка на опоры от собственного веса и от снежного покрова составит 100 кг/м 2 . В этом случае общая нагрузка на одну вертикальную опору составит около 300 кг. Для того чтобы рассчитать потребное сечение профилированной трубы, необходимо воспользоваться формулой:

F = N/φR , где N – нагрузка в кг, R — удельное сопротивление материала сжатию, φ — коэффициент продольного изгиба. Для оценочного расчета φ можно принять в пределах 0,25-0,3. На практике коэффициент выбирают из приведенной ниже таблицы по известному значению гибкости.

В данном случае рассчитать нужно для предварительного значения гибкости в 100 ед. Получается, из таблицы φ равно 0,599, соответственно, сечение профильной трубы будет равно F = 3000/(0.599·2050) = 2.44 см 2 , что соответствует профилированной трубе сечением 70х70 мм.

На самом деле запас прочности вертикальной стойки из условий линейного сжатия получается значительно большим, чем нужно по условиям устойчивости квадратной трубы. Поэтому основной расчет выполняется по условиям гибкости.

Любой стальной профиль обладает определенной степенью гибкости, которую можно проиллюстрировать приведенным ниже рисунком.

Это означает, что колонна может еще сохранять целостность, но уже потеряла способность сопротивляться вертикальной нагрузке из-за прогиба. Гибкость характеризует способность однородной стойки, в зависимости от длины и сечения, сопротивляться изгибающему моменту: λ = L*E*F/I , где I — момент инерции.

Для нашего случая нужно рассчитать i — радиус инерции, по которому можно подобрать из справочников квадратный профиль с необходимыми размерами.

В данном случае это i = lef/λ = 1·250/130=1,92 . В справочнике по сортаменту профилированных труб для подобного радиуса инерции подходит профиль 50х50мм.

Расчет листового поликарбоната

Для строительства навесов чаще всего используется поликарбонат марки Polygal. В зависимости от толщины, параметров и формы полок, прочность на растяжение для восьмимиллиметровой плиты составляет 650 кг/см 2 , для «десятки» — 658 кг/см 2 , для удвоенной 16-миллиметровой плиты с тройной полкой -700 кг/см 2 .

Модуль упругости составляет 2*10 4 кг*с/см 2 .

Главным условием расчета несущей способности листа поликарбоната является расчет величины деформации под нагрузкой.

Чтобы рассчитать прогиб листа поликарбоната толщиной 8 мм, можно представить его, как набор полочек или мини-балок шириной 1,14 см. В одном листе шириной 1 м будет 88 штук таких мини-балок.

Соответственно, момент инерции для восьмимиллиметрового поликарбоната можно рассчитать, как сумму моментов каждой балки I=h*F 2 . Для одной мини-балки I= 0.01561 см 4 . Для всего метрового листа Iz =1.376 см 4 .

Зная момент инерции для покрытия шириной в 1 м, можно рассчитать прогиб поликарбоната, уложенного на 2 опоры, по формуле f = 5ql 4 /384E I. Точное значение составляет 2,47 см. Для листа, уложенного на четырех опорах, прогиб покрытия уменьшится до размера 0,9 см.

Заключение

Если рассчитать аналогичные показатели для монолитного поликарбоната, то результат будет более чем неожиданным – для плоского покрытия прогиб монолита, толщиной в 8 мм, составит более 3 см. Наилучшим материалом для навеса, независимо от формы и конструкции крыши, будет сотовый поликарбонат минимальной толщины. Для сравнения, стоимость квадрата сотовой «восьмерки» обойдется в 11 долларов, а монолит тех же размеров в 6-7 раз дороже. При этом очевидного преимущества для прочности навеса не будет, так как всю конструкционную нагрузку воспринимает стальной каркас.

Как рассчитать навес из поликарбоната?

Поликарбонат, на сегодняшний день, является более известным отделочным материалом для создания прозрачного или полупрозрачного покрытия. Этому есть вполне рациональные объяснения. Полученный с помощью полимерного синтеза, этот пластик имеет уникальные технические характеристики. Прочность, легкость и прозрачность сделали поликарбонат самым востребованным материалом для остекления крыш и фасадов зданий и сооружений, изготовления козырьков и навесов. О разновидностях конструкций и о том, как рассчитать навес из поликарбоната правильно, так, чтобы он простоял многие годы, радуя глаз, будет описано далее.

Назначение и виды навесов

Как во дворе дачи или частного дома, так и в центре мегаполиса, всегда найдется много мест, которые необходимо защитить от снега, дождя и разрушительного воздействия солнечного излучения. Отличным решением данного вопроса является строительство навесов — легких, недорогих, практичных и быстровозводимых сооружений открытого типа.

Наиболее часто навесы из поликарбоната устанавливаются для защиты от воздействия природных факторов, таких объектов:

стоянки автомобиля;
открытого бассейна;
летнего душа;
мангала или барбекю;
детской игровой площадки;
места отдыха;
входных ворот и калиток;
открытых площадок летних кафе;
торговых точек.

Как правило, для возведения козырьков и навесов используется цветной сотовый пластик с низкой степенью светопроницаемости. Это делается для того, чтобы не допустить чрезмерного нагревания пространства под кровлей и создания комфортной теневой зоны.

В строительстве применяются различные варианты формы крыши из полимерного пластика. Выбор зависит от фантазии хозяина и дизайна окружающей обстановки.

По форме крыши различают следующие виды навесов:

Ровные прямые.
Наклонные прямые.
Наклонные вогнутые или выгнутые, односкатные и двускатные.
Куполообразные.
Арочные.
Пирамидальные.
Многогранные.
Волнообразные.

Простота монтажа и несложный расчет навеса из поликарбоната позволяют, даже на небольшой даче, строить эти сооружения самой фантастической формы и невероятной красоты.

Проектирование навеса

Расчет навеса из поликарбоната проводится с учетом нескольких факторов.

К ним относятся такие:

предназначение навеса;
место расположения будущей конструкции;
дизайн окружающих построек;
размер накрываемого объекта;
максимальная сила ветра, зафиксированная в районе;
средняя снеговая нагрузка в зимнее время;
размеры и технические характеристики пластиковых панелей.

Полученные данные будут являться показателями для проектирования и составления чертежа.

В чертеже должны быть учтены такие параметры:

ширина, длина и высота навеса;
форма кровли;
материал для изготовления опор и каркаса;
размер и материал для площадки под навесом;
количество комплектующих для крепления панелей на несущей конструкции.

Далее, о том, как рассчитать навес из поликарбоната и о каждом этапе проектирования.

Ширина, длина и высота навеса

Листы сотового поликарбоната выпускаются в едином стандарте, который составляет 2,1 м в ширину, 6 м или 12 м в длину и толщиной от 4 мм до 40 мм. Для навесов, как правило, используется плиты толщиной от 4 мм до 8 мм. Толщина 10 мм и 12 мм применяется в районах с экстремальными ветровыми и снеговыми нагрузками.

На заметку: Одной из задач каждого мастера является минимальное количество отходов при строительстве. Эта задача будет выполнима, если ширину и длину кровли адаптировать под размер пластиковых панелей.

Так, длину навеса можно сделать кратной ширине панели. Таким образом, длина сооружения может быть 2,1, 4,2, 6,3, 8,4 или 10,5 м. Ширину можно рассчитать кратной 2, 3, 4, 6 или 12 м.

Как можно убедиться, возможностей довольно много. При таком подходе, по окончании работ, из отходов останется только стружка от пиления и сверления пластика. Следует учесть, что кровля должна защищать находящийся под ней объект от попадания дождя при сильном ветре и лучей солнца в утреннее и вечернее время.

Высота навеса рассчитывается исходя из его целевого предназначения. Во всех случаях, ее не стоит делать меньше величины среднего мужского роста (180 см). Если сооружение устанавливается для машины, то над ее крышей должно быть пространство не менее 10 см для вентиляции.

Форма кровли

Выбор формы для навеса зависит от его предназначения, вкусов и финансовых возможностей владельца участка.

Прямая и фигурная односкатная и двускатная крыша является наиболее простой в изготовлении конструкции. Ее изготовление не требует много времени и серьезных финансовых вложений. Но, следует учесть, что изделия подобной формы имеют самые низкие показатели в плане устойчивости к ветровой и снеговой нагрузке.

Арки и купола отлично смотрятся над объектами любого типа. При планировании следует помнить о величине минимального радиуса изгиба. Определенная сложность возникает при изготовлении несущих арочных труб для размещения панелей.

Стальные арки можно купить в готовом виде, согнуть с помощью трубогибочного устройства или изготовить самостоятельно из профилированных труб. В последнем варианте болгаркой с одной стороны заготовки делаются V-образные пропилы, труба сгибается и подгоняется под шаблон.

Читать еще: Герметик для канализационных труб чугунных

Деревянные арки можно изготовить из нескольких слоев водостойкой фанеры или фрагментов, выпиленных из широких досок и прочно соединенных вместе.

Материал для изготовления опор и каркаса

В основном, для изготовления навесов применяется сталь и дерево.

При этом, для строительства различных составных частей применяются определенные стандарты. Их нужно учитывать, чтобы знать, как рассчитать навес из поликарбоната.

стальная труба круглая — 100 мм;
стальная труба профилированная — 80×80 мм;
брус деревянный — 150×150 мм;
бревно круглое — 150-200 мм.

стальная труба профилированная — 80×40 мм;
брус деревянный — 150×100 мм.

стальная труба профилированная — 40×40 мм;
брус деревянный — 100×50 мм.

В зависимости от площади кровли, ямы для опор делаются глубиной от 60 см до 100 см. Опоры можно закрепить непосредственно в земле, путем заливки их бетоном, а можно прикрепить к стальным закладным деталям. Опоры вкапываются каждые 105, 140 или 210 см, соразмерно ширине панелей. Частота их установки обуславливается условиями эксплуатации.

Продольные направляющие на обрешетке монтируются с шагом в 70 см, поперечные — на расстоянии от 40 см до 100 см, в зависимости от толщины плиты.

Размер и материал для площадки под навесом

Качество площадки играет значительную роль в том, чтобы навес полностью выполнял предназначенную ему задачу.

Она должна иметь:

прочную, долговечную поверхность, которая выдержит большой вес, влажность и перепады температуры;
небольшой уклон для схода талой и дождевой воды;
небольшое (5-10 см) возвышение над окружающей местностью;
защиту от прорастания травы.

Площадку можно изготовить из различных материалов.

утрамбованный песок или мелкий гравий;
деревянный помост из досок;
тротуарная плитка;
бетонная плита.

Поскольку на площадке может размещаться мебель, бытовая техника и мангал, то она должна быть максимально ровной, чтобы обеспечить людям комфортное и безопасное времяпрепровождение.

Комплектующие детали

Для монтажа навеса необходимо придерживаться технологии, установленной для данного процесса. Следует учитывать, что поликарбонат имеет свойство значительного температурного расширения. Поэтому, его крепление должно обеспечивать возможность движения отдельных панелей по несущей конструкции при изменении температуры.

Для этого используются:

термошайбы (6-8 шт/м²);
соединительные профили (1 шт/12-м панель);
торцевые профили (2 шт/2,1 м длины);
торцевая пленка (2 м/1 м длины).

Перед укладкой панелей на каркас необходимо обработать:

стальные детали — противокоррозионным средством или акриловой краской;
деревянные детали — противогрибковым составом и средством против пожара.

Правильно спроектированный навес легко и просто строить, он будет служить своим хозяевам на протяжении десятков лет.

Видео про установку навеса своими руками

Расчет нагрузки на навес из поликарбоната

Перед строительством конструкции необходимо разработать проект, создающий образ объекта и его отдельных деталей. На чертеже указываются значимые параметры сооружения с размерами соединяемых элементов. Необходимо провести расчет навеса из поликарбоната для возведения прочного и надежного объекта и не совершить фатальных ошибок с дорогостоящими последствиями.

Параметры и правила расчета

Чтобы определить объём необходимого материала и не переплачивать за лишние комплектующие, нужно правильно рассчитать габариты обрешетки. Параметры панелей обеспечивают общую прочность поликарбонатной кровле при нагрузке, создаваемой снегами и ветрами.

Во время строительства сооружения своими руками проводится не только общий расчет нагрузки на навес из поликарбоната, но и вычисляются параметры его отдельных деталей:

высота сооружения – не меньше 1,8 м,
длина кратна ширине листа, а показатель ширины можно разделить на 2 и 3,
над объектом обозначается пространство для вентиляции шириной около 0,1 м.

Конфигурацию крыши выбирает владелец участка.

Простой метод расчета конструкции

Работы выполняются поэтапно:

характер почвы и общий вес сооружения учитываются для разметки фундамента,
расчет числа и расстояния между опорами с учетом параметров и вида сотового поликарбоната,
по размерам будущей атмосферной нагрузки можно выбрать односкатную или двускатную крышу.

Правила расчета опоры

Наилучшим материалом для производства опорных столбов считают стальную профильную трубу, а дополнительную устойчивость создают при помощи уголков. Рассчитывать объект нужно по расстояниям между частями обрешетки, на которых закреплены кровельные листы.

Чтобы понять, как рассчитать навес из поликарбоната арочный, нужно определить возможные реакции опор горизонтального и вертикального типа. Для арки симметричного типа реакции вертикального типа с обеих сторон имеют одно и то же значение. Показатели поперечных сечений металлоконструкции определяют по начальным параметрам реакций.

Диаметр опорных труб выбирают, когда уже известны будущие нагрузки поперечного и продольного направления – силы, которые создают момент изгиба в местах, где арки прикреплены к опорным трубам. Нужно выбрать материал с учетом общей величины самых больших возможных нагрузок по данным о толщине снегового покрова для российских регионов.

Как рассчитать параметры козырька

На основании данных производителя, указанных в техусловиях для поликарбонатных листов, радиуса кровельного купола и угла наклона скатов, выбирается толщина поликарбоната – расчет навеса выполняют по нагрузке, действующей на покрытие навеса сверху массами снега и с двух сторон ветрами.

Затем рассчитывают максимальный изгибающий момент с сопротивлением листа и максимальный прогиб до проявления факторов разрушения с учетом расстояния между фермами навеса из поликарбоната. К расчетной схеме арки или системы стропил каркаса привязывают расчет деталей обрешетки.

Планируя строить арочные навесы из поликарбоната, расчет фермы выполняют по геометрии конструкции и инженерных особенностей. Вместо точечных креплений специалисты рекомендуют применять ленты, обладающие большим запасом прочности, чтобы сделать перекрытия еще более надежными.

Чтобы мастеру было легче рассчитать навес из поликарбоната, проектировщики составили расчетную схему, рекомендующую подбор материалов по размерам navesa. Она поможет сделать конкретные вычисления с внесением исправлений для линейных размеров. Для сооружения с расстоянием между фермами 3 м и длиной поперечной опоры 8 м понадобится 13 м 2 поликарбоната, 8 м профиля UP, 4 м профиля HP и около 70 штук специальных креплений.

При шаге обрешетки 0,7 м длина горизонтальных опор составит 21,5 погонных метра. Соответственно, при 1,05 м — 15,3 м, а при 2,1 м — 9,2 м.

На профильных сайтах давно и активно функционирует популярный сервис – онлайн-калькулятор для вычисления параметров обрешетки сооружений из сотового поликарбоната. Он поможет правильно спроектировать арочный навес из поликарбоната – расчет количества листов и комплектующих.

Выбор толщины поликарбонатного листа варьируется в пределах 0,6-1 см, в зависимости от расстояния между деталями обрешетки и размеров каждого пролета. Цвет покрытия навеса выбирают в соответствии с особенностями ближайших сооружений.

Расчет величины термического расширения листов

Чтобы поликарбонат на навесе не начал трещать, при высчитывании диаметра отверстий для крепления листов и усилия для затягивания термошайбы нужно учитывать величину температурного расширения материала. Самым неприятным последствием станет нарушение герметичности крепежных соединений или деформация панелей.

В разных регионах суточные температурные колебания зависят от местоположения. Иногда изменения достигают большого диапазона перепадов, достигающего 20 °С. При таком перепаде погонный метр поликарбоната уменьшается или удлиняется на 0,13 см.

Величину теплового расширения поликарбоната определяют по специальной формуле, исходя из длины панели, изменения температуры и коэффициента термического увеличения. Треск появляется из-за трения листов друг с другом и с деталями конструкции.

Поликарбонат может издавать щелчки из-за неустойчивости всего сооружения. Величина ветровых нагрузок изменяется, и вся конструкция начинает расшатываться. Поэтому внутри узлов начинаются перемещения, а листы соприкасаются поверхностью с ближайшими частями. Этот фактор создает значительную опасность и поэтому требует быстрого устранения. Он обычно возникает вследствие серьезных ошибок при расчете дуги для навеса из поликарбоната или нарушение технологических правил монтажа конструкции.

Видео о правилах строительства навеса от профессионального мастера:

Есть и другие виды навесов из поликарбоната, и расчет конструкции для таких случаев покажет неожиданный результат. Речь идет о монолитных листах, для которых при плоском покрытии прогиб 8-миллиметрового листа составит больше 30 мм.

Таким образом, лучшим вариантом материала для навеса любой формы и конфигурации кровли является самый тонкий сотовый поликарбонат. Квадратный метр 8-миллиметрового сотового листа обойдется в $11, а монолитный поликарбонат стоит в 6-7 раз дороже и не создает очевидного преимущества в прочности крыши. Этот парадокс объясняется тем, что каркас из стальных труб полностью воспринимает нагрузку на конструкцию.

Душевая кабина на садовом или приусадебном участке из поликарбоната – одна из составляющих комфорта. Она…

Большая популярность качелей с крышей из поликарбоната связана с удобством и эстетичным видом этого элемента садового ландшафта.…

Козырьки из поликарбоната – современный и практичный элемент защиты крыльца и входной двери Для улучшения…

Забор из поликарбоната является не новым решением в заборостроении. Их делают из отдельных прочных листов.…

Содержание курицы – хлопотное дело. Чтобы птица чувствовала себя хорошо и не болела, ей нужно…

Профилированный поликарбонат не так давно начал масштабно использоваться в строительстве. Его применяют для возведения беседок,…

Поликарбонатный материал широко используется во многих областях: строительстве, рекламе, дизайне, пищевой промышленности. Именно в последней…

Навес для автомобиля из поликарбоната подходит для дачи или территории возле дома. Для строительства гаража…

Открытая парковка у частного дома, крыльцо, балкон, уличный бассейн, зона для барбекю, цветник с нежными…

Вступление Грядки из поликарбоната помогают защитить урожай и придать территории благородный вид. Материал прост в…