Как рассчитать навес и сделать чертеж

Предтечей строительства стационарного навеса являются расчеты. Расчет навеса необходим для того, чтобы конструкция была надежной, выдерживала собственный вес, а также нагрузки, создаваемыми ветром и снегом. В рамках данной публикации мы поговорим лишь о чертеже и расчетах различных частей конструкции на примере автомобильного навеса из поликарбоната. Весь пакет проектной документации куда больше и ему будет посвящена отдельная статья.

О чем нужно помнить, готовя проект?

Перед тем как изготовить чертеж навеса из поликарбоната, необходимо определиться с общей проектной и дизайнерской концепцией, а именно как будет выглядеть конструкция, какую она будет иметь форму, для чего будет предназначена. Далее нужно нарисовать эскиз сооружения, где указать общие размеры навеса из поликарбоната (длину, ширину и другие параметры) и его основных элементов. На следующем этапе можно готовить чертеж навеса для автомобиля из поликарбоната, при этом необходимо помнить.

• Сооружение должно быть достаточно габаритным, чтобы в нем помещался ваш автомобиль с некоторым запасом, это должен отражать эскиз.
• Автомобиль, находясь под навесом из поликарбоната не должен мешать человеку, свободно перемещаться вокруг него, также как и части конструкции навеса. Рассчитайте расстояние между авто, стоящим под навесом, и опорами конструкции, эти расчеты должен содержать эскиз.
• При определении местоположения конструкции, учитывайте, с какой стороны чаще дует ветер, и соотнесите эти данные с расположением кровли и ее формой (односкатная, двускатная, дуга), это должен отражать эскиз.
• При определении местоположения конструкции, учитывайте возможность свободного подъезда к ней. Лучше чтобы автомобиль подъезжал к навесу по прямой, без виражей и поворотов, ну а если нет такой возможности, то расположите конструкцию так, чтобы сложных участков было в минимуме.
• Эскиз, а потом и чертеж, как и расчеты, прилагаемые к ним, должны быть достаточно простыми и понятными, чтобы потом самому где-нибудь не ошибиться.
• Обязательно учтите, как строящийся навес будет соотноситься с другими зданиями и сооружениями, находящимися на территории участка. Даже в том случае, если вы не собираетесь данное сооружение оформлять.
• Определите (хотя бы приблизительно) сколько денежных средств потребуется на приобретение материала, после чего внесите коррективы в эскиз. Возможно, какие-то части конструкции можно сделать дешевле, подобрав достойную замену первоначально выбранным материалам.

К сведению! Готовя чертеж сооружения необходимо найти и приложить к нему технические данные об используемых материалах.

Рассчитываем ферму арочного типа

Мы имеем эскиз большого автомобильного навеса из металла, рассчитанного на 2 машины с крышей арочного типа (дуга) покрытой листами сотового поликарбоната. Ширина навеса от опоры до опоры составляет 5,8 метра, ширина арочной фермы (дуги) должна составлять 6 м. Давайте рассчитаем сечение профиля, который будет использоваться при изготовлении арочного перекрытия.

ɒ_пр=(ɒ 2 +4t 2 ) 0,5 ≥R/2, расшифруем данную формулу:

• ɒ — нормативное напряжение;
• R – крепость железа С235, около 2440 кгс/см 2 ;
• t – напряжение по касательной.

Теперь последовательно подбирая показатели, мы можем вычислить профиль подходящего сечения, чтобы он мог выдержать искомые нагрузки. Берем квадратную профильную трубу 30х30х3,5 мм с сечением 35 мм 2 с моментом инерции 3.98 см 4 , коэффициентом сопряжения нагрузки 0,5, предполагаемая нагрузка на замковую часть арки 914,82 кгс.

Все необходимые данные для вычисления собраны, формула есть, теперь остается подставить данные в формулу и получить расчет нагрузки на арочную ферму (дуга) автомобильного навеса из поликарбоната.

ɒ_пр=((914,82/3,5) 2 +4(919,1*1,854/((0,35+0,35)3,98) 2 )0,5 =1250,96 кг/см 2 .

Что это значит? А это значит, что если мы сварим или скрутим шестиметровую арку из профиля 30х30х3,5 мм, она вполне выдержит собственный вес и вес кровельного материала, то есть сотового поликарбоната. Даже имеется приличный запас.

Рассчитываем опорную часть конструкции

Далее необходимо рассчитать какими будут опоры у автомобильного навеса из поликарбоната. Существует специальная методика, по которой принято рассчитывать стальные колонны, без нее адекватный расчет навеса невозможен. Применим формулу:

F=N/ϕR_у. Расшифруем формулу:

• F – сечение квадратной трубы, которую можно использовать в качестве опоры;
• ϕ — коэффициент, определяющий продольный изгиб;
• N – нагрузка по центру тяжести столба;
• R_у – значение сопротивления материала.

Для того чтобы произвести расчеты, придется найти данные о сопротивлении материалов. В нашем случае сопротивление стальных квадратных труб 70х70, 80х80, 100х100 мм, найденные значения нужно будет сравнить с результатами вычислений и сделать выводы. Производим расчеты:

В результате получаем значение 2,44 см 2 , которое необходимо округлить в большую сторону. В итоге, значение на которое нам следует опираться при поиске подходящего профиля 2,5 см 2 . Этим показателям соответствует квадратная стальная труба 70х70х2 мм, даже имеется небольшой запас.

Нагрузки на крышу от снега и ветра

Ответить на вопрос, как рассчитать навес для авто можно только если произвести расчет несущих конструкций сооружения и нагрузки на крышу от снега и ветра. С расчетом несущих конструкций мы в общих чертах разобрались. Теперь нужно решить проблему с нагрузками от ветра и снега.

Чтобы получить необходимые для вычисления данные, нужно обратиться к показателям средней нагрузки от ветра и снега в вашем регионе. Найти такие сведения можно в соответствующем СНиПе.

Для примера возьмем значение ветровой нагрузки 23кг/м 2 . Но в нашем случае данная величина не подойдет потому что 23кг/м 2 определена для зданий и сооружений у которых есть стены. У автомобильного навеса есть опоры, дуги, перемычки, прогон и кровля, поэтому давление будет оказываться лишь на них. Определяем среднее ветровое воздействие на навес получаем 0,34 при высоте опор свыше трех метров значение от 0,34 до 0,75 кг/м 2 . Вычисляем максимальную нагрузку создаваемую ветром на всю конструкцию: дуги, опоры, прогон, кровлю.

W_m=23*0,75*0,34. В результате получаем значение равное 5,9. Теперь вычислим нагрузку создаваемую снежным покровом. Эти нагрузки в разных регионах страны отличаются, причем отличаются значительно. В горных районах такая нагрузка может составлять более 600 кг/м 2 , но мы в качестве примера возьмем более скромный показатель 180 кг/м 2 (Московская область).

Чтобы вычислить максимальную нагрузку на навес нужно 180 умножить на значение коэффициента перехода, которое еще предстоит получить. На рисунке ниже представлен расчет нагрузки снега на навес.

Максимальную нагрузку снега на навес вычислили. Теперь нам остается узнать показатель инерции для выбранного нами кровельного материала. Такие данные в обычном коммерческом описании материала не возьмешь, но в техническом описании это есть. Например, у сотового поликарбоната толщиной 12 мм, инерция 3,41 см 4 . Найдите материал с расчетным значением или больше такового и можете смело пускать его на кровлю автомобильного навеса. Подробнее о том из чего можно сделать кровлю для навеса вы можете прочитать в статье Материалы для навесов разных видов.

В заключение, отметим, конструкции навесов для автомобилей не так уж сложны, тем не менее, вольно к строительству подобных сооружений относиться нельзя. Вначале общее устройство навеса нужно нарисовать на эскизе, указав длину элементов конструкции, их диаметр и другие простые параметры. После этого можно приступать к расчетам и изготовлению чертежа. В процессе работы придется рассчитать параметры арочной фермы (дуги) и многое другое. Если вы чувствуете, что данная работа вам не по силам обратитесь к специалисту. Удачи!

Как сделать навес во дворе частного дома

Навес во дворе частного дома создает защищенную от солнца и осадков зону. И, чтобы обустроить такое место, не надо строить беседку с ограждением по периметру. Открытая или полуоткрытая для доступа площадка с крышей над головой имеет больше возможностей для разностороннего использования.

Из чего сделать

Конструкция навеса очень проста — система опор и крыша.

Варианты конструкции

Если это независимая постройка, то крыша опирается на несколько столбов. Или даже на один, когда навес делают в виде грибка.

Пристроенный навес может быть:

• полностью самостоятельной, с независимыми от основного здания опорами;
• комбинированной, когда часть нагрузки перераспределена на стены стоящей рядом постройки;
• полностью опирающейся на стены построек двора.

Материалы

Столбы для навеса делают деревянными или металлическими. Как видно, выбор материалов опорной конструкции не слишком велик:

• оцилиндрованное бревно;
• брус (как вариант — клееный брус);
• металлическая труба (круглая или в виде прямоугольного профиля).

Столбы из кирпича на фундаменте превращают постройку из временной в капитальную. А её надо узаконить до начала строительства.

Если навес частично или полностью опирается на стены близлежащих строений, то и в этом случае выбор материалов для несущей конструкции остается практически прежним — деревянный брусок или металлический профиль, но уже меньшего сечения чем столбы.

Для кровли навеса выбор материалов гораздо больше. Это все традиционные покрытия, которыми кроют крыши домов, а также те, что используют для светопрозрачной кровли — оргстекло и поликарбонат.

Поликарбонат для крыши навеса

И в отдельную категорию можно выделить теневые навесы. Это могут быть и классические перголы с решетчатым перекрытием, и тенты закрепленные к опорной конструкции (постоянной, трансформируемой или временной).

Пергола станет украшением любого двора

Примечание. Оба вида, хотя и отличаются конструкциями друг от друга, относятся к навесам.

И их часто устанавливают в зонах летнего отдыха на участке: над террасами, над патио, возле бассейнов, над лавочками и качелями.

Опоры и площадка

Еще на стадии разработки проекта надо увязать вид покрытия под навесом и способ монтажа столбов. За исключением консольных навесов и козырьков, у которых нет внешних опор. Если сравнивать с домом, то это как выбор фундамента и перекрытия первого этажа — полы могут быть по грунту, по бетонному или деревянному перекрытию, и все имеют разное устройство.

Есть несколько вариантов этой части навеса:

• Для каждого столба роют яму. Полностью или частично бетонируют подземную часть столба. Покрытие укладывают между стоящими столбами.
• Под каждый столб роют яму. Устанавливают опалубку, монтируют армопояс и закладную для анкера или пятки столба, заливают бетон. К закладной затем крепят металлическую трубу или опору в виде «стакана» для деревянного столба. Покрытие укладывают между столбами.
• Закладывают ленточный мелкозаглубленный фундамент по периметру с закладными для столбов. Покрытие укладывают внутри периметра. Цоколь фундамента обкладывают плиткой, он же может служить основой для защитной или декоративной стенки (в том числе, при монтаже решетки для вьющихся растений).
• Заливают монолитную плиту, с закладными для столбов. Покрытие площадки проходит по бетонному основанию.
• Собирают на подбетонке площадку из крупноформатной тротуарной плитки. Закрепляют анкерами к плитке опоры-пятки.
• Крепят стоечные опоры-пятки к деревянному настилу террасы.

Для последних двух вариантов речь может идти о небольших теневых навесах, когда ветровые и прочие нагрузки на опоры незначительны.

Как выбрать опоры для навеса

Есть нормативы по расчету прочности фундаментов к полезным, ветровым и снеговым нагрузкам. Причем ветровые нагрузки отдельно оговариваются для разных регионов с учетом высоты конструкции. В том числе, для высоты до 5 м. Но вначале надо определиться с диаметром и материалом опоры.

Рассчитать прочность столба на излом сродни задачи из сопромата для балки с одним защемленным концом. Человеку без подготовки такую задачу не одолеть, но она уже давно решена профессионалами. Для опор навеса достаточно будет выбрать профильную трубу 80х80х3 мм или круглую трубу с близкой площадью сечения и толщиной стенки.

Чертеж арочного навеса из поликарбоната

И это для самых сложных условий. В реальности, с учетом расположения с подветренной стороны относительно дома, сплошного забора или стены хозяйственной постройки, можно взять трубу меньшего размера.

С опорой из дерева еще проще — надо применить метод аналогии (есть такой для любой сферы деятельности). Достаточно вспомнить, что у легких каркасных домов для угловых (несущих) стоек используют брус сечением 100х100 мм, а навес с точки зрения нагрузок не «тяжелее» дома.

Фундамент

Для навесов, стоящих на фундаменте (ленточном или плитном) рассчитывают параметры фундамента — ширину и глубину заложения ленты, толщину плиты.

Для навесов со сплошной стационарной крышей на отдельных столбах, опоры должны быть посчитаны по аналогии со свайным фундаментом — с учетом нагрузок и особенностей грунта. И это наиболее распространенный вариант конструкции.

Полезное видео по выбору фундамента под опоры:

Глубина подземной части стоек

С пучнистыми грунтами все просто — столбы надо закапывать ниже глубины промерзания на 20-30 см. В большинстве регионов Европейской части России это будет приблизительно 50% от надземной части. Что соответствует большинству рекомендаций такого рода.

Для плотных грунтов этот размер можно уменьшить до 1/3 от надземной части. Песчаные грунты, хотя и относятся к сыпучим, по несущим способностям не хуже плотных. Как правило, они относятся к непучнистым (если участок расположен не в пойме реки). И для подземной части опоры достаточно вырыть яму глубиной от 80 до 100 см. Но если в плотных грунтах опору можно забутовать щебнем, то в песчаных грунтах подземную часть столба надо обязательно бетонировать.

Расстояние между стойками

Если посмотреть статьи на аналогичную тему, то можно увидеть довольно большой разброс рекомендованных значений расстояния между столбами навеса — от 1 м до 5 м. Разница очень большая, чтобы на эти рекомендации ориентироваться. Есть нормированные методы расчета свайного фундамента, к которому можно отнести подземную часть столба. И в этом случае расчет количества столбов и расстояний между ними имеет следующий алгоритм:

1. Приблизительно определяют количество опор, достаточных для удобства пользования навесом. Допустим, чтобы фронтальная часть позволяла загнать машину, а боковые стойки были симметрично распределены и визуально не «перегружали» конструкцию.
2. Выбирают форму крыши и вид кровельного покрытия. Оценивают количество и качество всех материалов. Высчитывают вес стропильной системы, обрешетки, кровли, подшивки потолка.
3. Оценивают нагрузку от остальной конструкции: столбов с учетом бетонирования подземной части, ограждения, декоративных элементов, инженерного оборудования и коммуникаций (например, вес кабелей и светильников).
4. К весу всей конструкции добавляют справочные значения ветровых и снеговых нагрузок, характерных этому региону.
5. Высчитывают нагрузку на одну опору. Если навес какой-либо стороной опирается на другое строение, корректируют расчетное значение в сторону уменьшения.
6. Умножают полученное значение на 1.2 (20% запаса прочности), делят итоговую расчетную нагрузку на суммарную площадь опор (с учетом бетонирования). Если полученная величина меньше нормативного расчетного сопротивления грунта на 10%, то опор достаточно. Когда существенно ниже 10% — количество столбов избыточно, выше — недостаточно. В последнем случае надо либо уменьшить расстояние между опорами, либо увеличить площадь бетонирования столбов. Как вариант, на пятку столбов можно приварить металлическую пластину.

Если количество опор увеличивают, то расчет проводят заново с учетом нагрузки от дополнительных столбов.

Установка столбов для навеса

Работы по установке столбов имеют такую очередность:

1. Проводят разметку на участке.
2. Роют яму или бурят лунку нужного диаметра на расчетную глубину. Учитывают размер песчано-гравийной подушки на дне.
3. Вставляют в лунку гильзу из рубероида. Она выполняет роль опалубки и не дает влаге из бетона впитываться в землю. С её помощью можно также сделать уширение пятки, если во время заливки гильзу приподнять на 5-10 см.
4. Вставляют в гильзу трубу или брус, нижняя часть которых обработана битумной мастикой.
5. Заливают бетон марки M300, уплотняют его штыкованием куском арматуры.
6. Фиксируют временными распорками столб до набора прочности бетонного камня (в нормальных условиях бетон набирает 70% от марочной прочности за 7 дней, и этого достаточно).

Крыша

Отдельно стоящие навесы могут иметь любой тип крыши: плоскую, односкатную или двускатную, купольную, шатровую. Здесь нет ограничений, но наиболее популярны односкатные, двускатные и арочные навесы. Первые два вида наиболее простые, и их легко сделать своими руками.

Виды ферм для навесов

Для арочных навесов в качестве стропильной системы обычно используют готовые гнутые металлические профили или гнутоклеевые деревянные арки, а для кровли — поликарбонат.

Для пристроенных навесов чаще обычно выбирают односкатную крышу, и здесь есть свой нюанс — она принимает повышенную норму осадков (добавляются осадки со ската крыши основного здания). В таком случае для навеса лучше обустроить организованный водосток, даже если его нет у остальной части дома.

Стропильная система

Для жесткости любой каркасной конструкции важна верхняя обвязка.

Если для крыши используют обычные кровельные материалы, то несущую конструкцию проще всего сделать из деревянного бруса и доски. Даже когда в качестве опор используют трубу. Для навеса с кровлей из поликарбоната несущую конструкцию делают из стальной или алюминиевой прямоугольной трубы.

Профильная обвязка для поликарбоната

Алюминиевый профиль дороже, но его легче резать, сверлить и монтировать.

Крыша с деревянными стропилами

Для верхней обвязки столбов используют брус сечением 100х100 мм или доску 100х50 мм, установленную на торец. Для односкатного навеса уклон формируют еще на этапе установки столбов.

Двускатную крышу навеса делают в виде фермы с коньковым прогоном и висячей или наклонной стропильной системой.

Если навес пристраивают к дому, то второй опорный элемент для стропил крепят к стене выше столбов таким образом, чтобы обеспечивался расчетный уклон ската.

Примечание. Крепление обвязочного бруса или доски к трубе проще проводить не по торцу, а сбоку, по внешней плоскости. В этом случае учитывают понижение крыши на толщину бруса (ширину доски).

Стропила крепят с шагом 60-90 см, а вылет стропил или длина кобылки должны обеспечивать расчетный свес крыши относительно линии обвязки. Если крышу навеса делают из профлиста или металлочерепицы, то поверх стропил укладывают гидроизоляционную пленку, сверху крепят дистанционные планки, на которые монтируют обрешетку кровли.

Правильное крепление профнастила

Монтаж кровельного покрытия проходит по правилам конкретного вида, с использованием специального крепежа и аксессуаров, предусмотренных изготовителем.

Крыша навеса из поликарбоната

Обвязку изготавливают из профильной трубы такого же сечения, что и у столбов. Прогоны для фермы и обрешетки делают из трубы сечением 40х40х2 или 40х20х2 (зависит от размеров навеса). Стальные профили крепят с помощью сварки или механического крепежа, алюминиевые профили — винтами с гайками.

Для крыши навеса выбирают сотовый поликарбонат толщиной 6-16 мм. Если крыша арочная, то легче гнуть лист 6-8 мм, но шаг прогонов должен небольшим — 60-90 см. Для скатной крыши берут лист потолще, а шаг прогонов увеличивают до 100-120 см.

Примечание. Прогоны должны лежать поперек внутренних ребер сот поликарбоната.

Для монтажа листов используют стандартную комплектацию: саморезы с термошайбами и соединительные Н-образные профили.

Торцы листов защищают герметиком и специальной лентой.