Как осуществить расчет навеса из поликарбоната

Строительство красивого и большого дома – это всегда радостное событие для многих семей. Поэтому владельцы таких домов хотят сделать свой двор более уютным и удобным, чтобы там можно было проводить время в любую погоду.

Общая методология расчёта

Фермы применяют там, где использовать цельную несущую балку нецелесообразно. Эти конструкции отличаются меньшей пространственной плотностью, при этом сохраняют устойчивость воспринимать воздействия без деформаций благодаря правильному расположению деталей.

Конструкционно ферма состоит из внешнего пояса и заполняющих элементов. Суть работы такой решётки довольно проста: поскольку каждый горизонтальный (условно) элемент не может выдержать полную нагрузку ввиду недостаточно большого сечения, два элемента располагаются на оси главного воздействия (силы тяжести) таким образом, чтобы расстояние между ними обеспечивало достаточно большое сечение поперечного среза всей конструкции. Ещё проще можно объяснить так: с точки зрения восприятия нагрузок ферму рассматривают так, будто она выполнена из цельного материала, при этом заполнение обеспечивает достаточную прочность, исходя лишь из расчётного приложенного веса.

Конструкция фермы из профильной трубы: 1 — нижний пояс; 2 — раскосы; 3 — стойки; 4 — боковой пояс; 5 — верхний пояс

Такой подход крайне прост и зачастую его с лихвой хватает для сооружения простых металлоконструкций, однако материалоёмкость при грубом расчёте получается крайне высокой. Более подробное рассмотрение действующих воздействий помогает снизить расход металла в 2 и более раз, такой подход и будет наиболее полезным для нашей задачи — сконструировать лёгкую и достаточно жёсткую ферму, а потом собрать её.

Основные профили ферм для навеса: 1 — трапециевидный; 2 — с параллельными поясами; 3 — треугольный; 4 — арочный

Начать следует с определения общей конфигурации фермы. Обычно она имеет треугольный или трапециевидный профиль. Нижний элемент пояса располагают преимущественно горизонтально, верхний — под наклоном, обеспечивающим правильный уклон кровельной системы. Сечение и прочность элементов пояса при этом следует выбирать близкими к таким, чтобы конструкция могла поддерживать свой собственный вес при имеющейся системе опоры. Далее производится добавление вертикальных перемычек и косых связей в произвольном количестве. Конструкцию нужно отобразить на эскизе для визуализации механики взаимодействия, указав реальные размеры всех элементов. Далее в дело вступает её величество Физика.

Расчетные параметры

Для обеспечения общей прочности конструкции важную роль играют габариты панелей: толщина, длина, ширина.

За прочность панели напрямую отвечают габариты поликарбонатного листа+

Чтобы крыша, кровля которой построена из поликарбонатных плит, обладала необходимой прочностью, необходимо, учитывая снеговую, а также ветровую нагрузки, подобрать оптимальную толщину панелей.

Монолитные листы выпускаются толщиной 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 и 12 мм.

Сотовые листы имеют следующие параметры толщины:

  • до 32 мм – пятислойные с наклонными перегородками ячеек, имеющие обозначение SX;
  • 16–20 мм – пятислойные, у которых ячейка в виде прямоугольника, обозначенные SW;
  • до 16 мм – трехслойные, имеющие прямоугольную структуру ячеек, а также регулируемые ребра жесткости – 3X;
  • 6–10 мм – трехслойные, структура ячеек которых прямоугольная – 3H;
  • 4, 6, 6, 10 мм – с квадратными ячейками – 2Н.

Существует различные виды сотового поликарбоната

Полимер монолитного типа имеет параметры 3050×2050 мм.

Торговая сеть рекомендует сотовый полимер двух типоразмеров: 2,1×6 м и 2,1×12 м.

Этапы строительных работ

Любые строительные работы требуют внимательного и очень взвешенного подхода и планирования своих действий на несколько шагов вперед. Кроме того, нужно иметь специальные инструменты и практический опыт работы с ними.

Этапы строительных работ
Этапы строительных работ
Этапы строительных работ

Важно. Любой сварной навес является источником повышенной опасности для окружающих. Работы должен выполнять только профессиональный сварщик, гарантирующий качество всех швов.

Этапы строительных работ
Этапы строительных работ
Этапы строительных работ

В какой последовательности рекомендуется выполнять работы по изготовлению навесов из профильных труб?

Этапы строительных работ
Этапы строительных работ
Этапы строительных работ

Таблица. Этапы изготовления конструкции

Этапы строительных работ
Этапы строительных работ
Этапы строительных работ
Наименование этапа Краткое описание и практические советы

Планирование

На этом этапе нужно определиться с местом размещением навеса и его функциональным назначением. Навес может стоять отдельно, рядом с домом или иными приусадебными пристройками. Его можно использовать для защиты бассейнов или спортивных площадок от атмосферных осадков, применять в качестве укрытия для автомобиля или различных промышленных товаров. Только после того, как стали понятными общие требования к навесу, можно приступать к следующему этапу.

Проектирование

Нужно снять размеры будущей конструкции, выбрать из многочисленных вариантов оптимальный тип крыши, подобрать кровельные материалы. Одновременно следует определиться с типом и размерами фундамента и всеми линейными размерами сооружения. Настоятельно рекомендуется нарисовать эскиз общего вида навеса, отдельно всех его элементов, указать их размеры. Сделать детализацию ответственных нагруженных узлов.

Подготовка материалов и инструментов

Тщательно подсчитать количество материалов с учетом непредвиденных расходов. Если проект создается самостоятельно, то из-за недостатка опыта выполнения таких работ обязательно потребуется корректировка некоторых элементов уже во время строительства сооружения. Важно помнить, что любая остановка строительства из-за нехватки материалов всегда становится причиной увеличения общей сметной стоимости. Одновременно следует проверить исправность инструментов и оборудования. Купить электроды соответствующего диаметра, отрезные диски, метизы и т. д.

Изготовление несущих конструкций

Очень важный этап. Нужно сваривать фермы и пролеты, готовить вертикальные опоры. В зависимости от проекта предусматриваются раскосы и прочие элементы для увеличения механической прочности конструкции. При этом следует добиваться точного соблюдения размеров каждого элемента, от этого во многом зависит фактическое распределение нагрузок и их соответствие расчетным.

Сборка каркаса навеса

В большинстве случаев такие работы рациональнее выполнять с помощниками, это не только ускоряет процесс сборки, но и делает его безопасным и более качественным. Очередность соединения отдельных элементов в единую конструкцию зависит от инженерных особенностей проекта.

Кровельные и декоративные работы

Навесы могут накрываться полистирольными плитами (монолитными или сотовыми), металлическими профилированными лисами, гибкой битумной черепицей или иными кровельными материалами. С учетом их физических параметров выбираются размеры и тип обрешетки, углы наклона скатов или радиусы изгиба арочных стропильных систем. При желании на конструкции устанавливаются декоративные кованые элементы.
Этапы строительных работ
Этапы строительных работ
Этапы строительных работ

Конструкция навеса

Если же говорить о самом навесе для машины из поликарбоната, который можно сделать своими руками, без учёта фундамента, то он состоит из таких элементов:

Навес для машины
  • Кровля — защищает машину от осадков.
  • Опоры — подпирают крышу. В качестве основы лучше всего использовать трубы из стали.
  • Каркас — основа всей конструкции. Элемент делается из стали или алюминия.

Это основные элементы навеса для машины из поликарбоната. Каждый из них можно сделать своими руками. Конструкционно они не отличаются особенной сложностью.

Как построить навес для машины из поликарбоната своими руками

Навес для машины

Особую роль при постройке играет, с какой стороны чаще всего дует ветер. От этого зависит наклон навеса из поликарбоната, который вы будете делать своими руками. Но здесь есть несколько важных тонкостей. К примеру, если брать во внимание заправки и рестораны, то там чаще всего навес делается так, чтобы защитить людей, вышедших из транспортного средства. Естественно, для длительной стоянки такой вариант не подходит. Мало того, он может быть опасным.

В качестве примера можно взять следующую ситуацию: на дачном участке строится навес для машины из поликарбоната своими руками с наклоном к ветру. Но стоит порывам ветра обрушиться с другой стороны, как конструкция станет работать как крыло. Огромная подъёмная сила может её просто сорвать!

Навес для машины

Внимание! Вероятность того, что конструкцию, строящуюся на двух столбах, соврёт — довольно высока. Четыре столба обеспечивают куда лучшую фиксацию.

Если вы делаете наклонную конструкцию, лучше своими руками пристроить её к дому. Форму купола желательно сделать арочной, но возможны и другие варианты. Выпуклость на крыше позволит уменьшить давление ветра.

Навес для машины

Ферма из профильной трубы

Если запланировали арочный навес, то без ферм вам не обойтись. Фермы — конструкции, связывающие лаги и столбы опоры, именно они определяют ширину и размеры навеса.

Навесы из металлических ферм строить посложнее, чем любой каркас. Зато, если вы правильно смонтируете эту конструкцию, все будет очень надежным. Правильный каркас распределяет нагрузку по столбам опоры и лагам, предупреждая разрушение навесной конструкции.

Ферма из профильной трубы

Фермы изготавливаются почти всегда из профилированной трубы, которая считается самой прочной и лучше всего подходит для установки поликарбоната на обрешетку. Форма конструкции ферм может быть различной, как и ее размеры.

Самый главный расчет ферм – это учет материала и уклона.

Например, для односкатного навеса с небольшим уклоном используется асимметричная форма фермы, если угол конструкции небольшой, то использовать можно фермы трапециевидной формы. Чем больше радиус арочной структуры, тем меньше вариантов, что на кровле снег будет задерживаться. Поэтому будет большая несущая способность фермы.

Ферма из профильной трубы

Для расчета иногда применяются специальные программы, не обойтись в этом случае и без калькулятора.

Примерный расчет для настила высотой до 4 метров

Если вы выбрали простую форму навеса домиком с шириной 6 на 8 метров, то вам расчеты будут следующим:

Ферма из профильной трубы
  1. Шаг между опорными столбами (стойками) с торца 3 метра, на боковой стороне 4 метра.
  2. Количество столбов из металлической трубы 8 штук.
  3. Высота ферм под стропами 0,6 метра.
  4. Обрешетка крыши: профильные трубы 12 штук с размерами 40х20х0,2.

Иногда можно сэкономить, уменьшая количество материала. Например, вместо шести стоек установить четыре. Можно и сократить количество ферм или уменьшить каркасную обрешетку. Только не желательно допускать потерю жесткости, так как это приведет к разрушению конструкции.

Последовательность работ

Сборку каркаса из металлических профилей должен проводить только специалист по сварочным работам. Это ответственное дело требует знаний и умелого обращения с инструментом. Надо не только понимать, как сварить ферму из профильной трубы. Важно, какие узлы правильнее собрать на земле, и лишь потом поднимать на опоры. Если сооружение тяжелое, для монтажа  потребоваться техника.

Обычно процесс монтажа проходит в такой последовательности:

  1. Выполняется разметка участка. Устанавливаются закладные детали, вертикальные опоры. Нередко в ямы сразу помещают металлические трубы, а потом бетонируют. Вертикальность установки проверяется отвесом. Для контроля параллельности натягивается шнур или нить между крайними стойками, остальные выставляются по полученной линии.
  2. Продольные трубы сваркой фиксируют к опорам.
  3. На земле сваривают узлы и элементы ферм. С помощью раскосов и перемычек соединяют пояса конструкции. Потом блоки следует поднять на нужную высоту. Их приваривают к продольным трубам по участкам размещения вертикальных опор. Между фермами по скату вваривают продольные перемычки для дальнейшего крепления кровельного материала. В них проделывают отверстия под крепеж.
  4. Тщательно зачищаются все соединительные участки. Особенно верхние грани каркаса, куда в дальнейшем ляжет кровля. Поверхность профилей очищается, обезжиривается, обрабатывается грунтовкой и окрашивается.

Воспользовавшись готовым проектом, вы быстрее приступите к сборке навеса

Специалисты советуют выполнять столь ответственные работы только при наличии соответствующего опыта. Мало знать в теории, как правильно сварить ферму из профильной трубы. Сделав что-то неправильно, проигнорировав нюансы, домашний мастер рискует. Навес сложится и рухнет. Пострадает все, что под ним будет – авто или люди. Поэтому возьмите знания на вооружение!

Элементы навеса из профильных изделий

В конструкции имеется нескольких основных элементов, среди которых:

  • стойки;
  • закладные;
  • опорные плиты;
  • арки;
  • направляющие;
  • кровля;
  • прочие – ими могут быть, например, освещение и система водостока.

Для изготовления стоек и столбов подойдут как трубы из профиля, так и изделия, имеющие сечение круглой формы. У последнего варианта имеется существенный недостаток, который заключается в более сложной конфигурации узлов опирания и крепления элементов.

Элементы навеса из профильных изделий

Для обеспечения сопряжения деталей каркаса, располагающихся под углом в 90 градусов, идеальным решением является квадратная форма трубной продукции. Такой тип сечения обеспечивает равную степень жесткости в обоих направлениях – в продольном и в поперечном.

Чтобы возвести на основании чертежа навес из профильной трубы любой формы, задействуют сварку, а также резьбовые или болтовые типы соединений. При создании ферм или прогонов специалисты рекомендуют брать прямоугольные изделия, поскольку на них оказывается существенная нагрузка в поперечном направлении, а именно сверху вниз. При этом практически отсутствуют усилия вдоль оси.

Фермы в качестве элементов каркаса

Фермы выполняют функцию дополнительной связывающей детали при обустройстве навеса. Они придают каркасу большую устойчивость и прочность (прочитайте: “Как сделать каркас из профильной трубы для дома – теория и практика”). Для них следует специально нарисовать чертеж. Согласно нормам, проведение расчетов требуется для ферм из труб, у которых угол наклона составляет более 6 градусов. Но специалисты считают, что нужно отталкиваться от 8 градусов.

Дело в том, что зимой на поверхности крыши при незначительном угле наклона будет накапливаться опавший снег. Оптимальным принято значение, равное 15 – 20 градусов. Такой наклон ската кровли подходит для покрытий из профнастила, шифера, пластика, поликарбоната и других современных материалов.

Фермы могут иметь следующую форму:

  • треугольную;
  • арочную;
  • прямоугольную;
  • ломанную;
  • трапециевидную.
Фермы в качестве элементов каркаса

Внутри ферм дополнительно монтируют стойки, прогоны, раскосы, подкосы. В чертеже должны быть указаны как размеры, так и перечень и количество материалов, которые потребуются.

Так как фермы состоят из пустотелых деталей, вес каркаса для обустройства навеса будет незначительным. По горизонтали их между собой скрепляют крестообразно при помощи элементов, сделанных из профильных металлических изделий, имеющих небольшое сечение (прочитайте: “Характеристики креплений для профильных труб, «Краб», хомуты, преимущества использования”).

Далее монтируют обрешетку из бруса высотой 50 миллиметров. Она нужна для фиксации покрытия кровли. Деревянный брус следует предварительно обработать антисептическим средством, либо покрасить краской, чтобы не допустить порчу древесины.

Как сделать навес из поликарбоната

При выборе кровельного материала укрытия следует обратить внимание на поликарбонат, он является лучшим для изготовления навеса. Поликарбонатное покрытие превосходно смотрится, имеет множество преимуществ:

  • долговечен;
  • прост в монтаже;
  • имеет богатую палитру оттенков;
  • обладает повышенной гибкостью;
  • выдерживает значительные удары;
  • формы и размеры навеса могут быть любой конфигурации;
  • невысокая цена.

Арочный самодельный навес с ширмами-стенами из листов поликарбоната защитит машину от атмосферных осадков.

Цвет и качество поликарбоната

Сотовые панели из поликарбоната выпускаются различной степени прозрачности и расцветок. Зеленый отлично сочетается с природным ландшафтом. Пристройку лучше сделать одного цвета с домом. В любом случае выбор зависит от вкусовых предпочтений хозяина. Продукция проверенных брендов не принесет неприятных сюрпризов, их производители дорожат репутацией и придерживаются строгих стандартов.

Как сделать навес из поликарбоната

Выбор поликарбонатных панелей

Навес из матовых панелей защитит автомобиль от вредного воздействия ультрафиолета, осадков. Поликарбонат выпускается двух видов: монолитный и ячеистый. Второй вариант легкий, пластичный, рассеивает свет. Монолитный имеет высокое качество, но тяжелый, дорого стоит.

Для постройки навеса потребуются листы:

  • кровельные толщиной 16 мм;
  • для вертикальных поверхностей материал толщиной – 10 мм.

Совет: торцы сотового поликарбоната закройте перфолентой, иначе через год они заплесневеют, загрязнятся, придут в негодность.

Инструкция постройки поликарбонатного навеса

Устанавливаем навес шаг за шагом:

  • делаем схему и чертеж;
  • готовим площадку;
  • устанавливаем опоры. Копаем ямки глубиной от 50 до 150 см. Устанавливаем строго вертикально стойки. Проверяем уровнем. Когда будете закапывать опоры, засыпьте ямы щебнем, закрепите бетонным раствором. Выдерживайте не менее трех суток;
  • стойки соединяем балками;
  • устанавливаем каркас, на который должна приходиться нагрузка от снега зимой;
  • проводим монтаж водостока;
  • приступаем к монтажу. Листы укладываем фабричной пленкой наружу. Панели разрезаем в соответствии с проектом. Соединяем специальными профилями. Сотовые листы поликарбоната фиксируем термошайбами с резинками для изоляции отверстий. Края поликарбоната закрываем торцевой лентой, защищающей соты внутри;
  • снимаем защитную пленку;
  • верхние торцы панелей поликарбоната закрываем алюминиевой лентой.

Совет! Небольшой запас диаметра отверстий предупредит растрескивание мест крепления.

Как сделать навес из поликарбоната

Монолитный поликарбонат плохо поддается сверлению, его крепят полимерной замазкой.

Советы по уходу за навесом из поликарбоната

Это самоочищающийся материал, моют по мере загрязнения, используя мягкие тряпки и мыльный раствор. Возможно, потребуется губка или щетка с нежной щетиной для очистки въевшейся грязи. Допускается мытье из шланга. Нельзя чистить в жаркую, солнечную погоду. Опавшие листья сметают мягкой метелкой. От снега удобнее очищать поверхности двускатной наклонной крыши.

Как согнуть металлическую трубу

Для этого используется специальный трубогиб. С его помощью можно легко сгибать различные виды металлического профиля. Но если под рукой нет подобного инструмента, то поможет справиться с задачей болгарка и сварка.

Очень важно при сгибании различных труб не допустить появления трещин и больших изломов, которые не должны быть в конструкции навеса. Также они не должны быть сплющенными. В процессе работы с ручным трубогибом необходимо прилагать немалые физические усилия, поэтому его нельзя использовать для сгибания профиля с сечением более 40 мм.

Как согнуть металлическую трубу

Ручной трубогиб поможет изготовить арочный навес

Достоинства

Поликарбонат — разновидность пластмассы.

Существует два вида поликарбоната, отличающиеся светопропускающей способностью:

  1. монолитный: по прозрачности не уступает силикатному стеклу;
  2. сотовый (два листа разделены ребрами жесткости): рассеивает свет.

Оба варианта выпускаются и в матовом (непрозрачном) исполнении — на случай, если под навесом необходимо создать тень.

Достоинства

Использовать поликарбонат для строительства крыш навесов побуждают следующие преимущества:

  • эффектный внешний вид. Листы поликарбоната окрашиваются в яркие сочные цвета и дают глянцевитый отблеск. Навес с таким покрытием становится настоящим украшением участка и создает праздничное настроение;
  • прозрачность. Виды пластика, пропускающие свет, называют органическим стеклом. До 70-хх годов использовались только плексиглас и родоплекс, затем научились защищать поликарбонат от ультрафиолета (вызывает помутнение и растрескивание) и он пополнил линейку оргстекла. Благодаря прозрачности поликарбоната, под таким навесом не темно и легко, в то же время, нет ощущения жары, так как свет рассеивается;
  • гибкость. Из всех кровельных материалов, способных нести нагрузки, только поликарбонату можно придать криволинейную форму. Большей гибкостью обладают только рулонные материалы — кровельные мембраны и еврорубероид, но они нуждаются в сплошном основании, потому арочную крышу, как из поликарбоната, из них сделать нельзя. Гибкость поликарбоната открывает широчайшие возможности для архитектора. Крыша навеса может иметь не только арочную или волнистую форму, но и вообще любые, самые футуристичные очертания;
  • легкость в обработке. Мягкий пластик без усилий режется ножовкой или даже ножом. Отверстия быстро сверлятся ручной дрелью или коловоротом;
  • малый вес. С подъемом листов наверх и монтажом, легко справится один человек;
  • низкая стоимость. Пластмассовое покрытие обходится намного дешевле металлического — профнастила и металлочерепицы;

Поликарбонат не подвержен коррозии, как профнастил или металлочерепица (при повреждении полимерного покрытия) и не обрастает мхом, как ондулин и шифер.

Почти невесомый поликарбонат не требует спецтранспорта, в пути, благодаря своей пластичности исключен риск растрескивания или раскола.

Как сделать расчеты фермы правильно

До того, как делать фермы для навеса собственноручно, нужно сделать соответствующие расчеты. При отсутствии опыта проведения таких вычислений, нужно проконсультироваться со специалистом в этой сфере. Если этого не сделать, цена допущенной ошибки может превысить стоимость услуг профессионала. Также можно воспользоваться специализированной компьютерной программой, имеющейся в интернете в свободном доступе.

При проведении расчетов, которые выполняются прежде, как сделать ферму для навеса, нужно выполнить ряд действий:

  1. Выбрать тип конструкции, которая может быть одно- или двухскатной, арочной или прямой. В этом случае необходимо учитывать функциональность будущего навеса, личные пожелания и используемые для его сооружения материалы.
  2. Затем определяют габариты постройки. При этом нужно помнить, что при увеличении высоты навеса, его несущая способность возрастает. В таком случае следует дополнительно установить несколько ребер жесткости, усиливающих прочность конструкции.
  3. Если пролет превышает 35,9 метра, определяют изгиб погашения, который имеет обратную направленность от воздействий на возводимый объект.
  4. Потом высчитывают размеры панелей фермы с учетом удаленности друг от друга элементов, выполняющих передачу нагрузок.
  5. На заключительном этапе выясняют удаленность одного узла от другого. Как правило, этот параметр равен ширине панелей.

Можно воспользоваться расчетом готовых проектов. Для этого в них подставляют собственные значения.

Читайте также:  Бизнес-план фирмы по производству профнастила