Как сделать навес из профильной трубы своими руками

Фермы — это специальный каркас, включающий несколько постоянных элементов. Основу составляют два пояса (верхний и нижний), укрепляющие стойки с вертикальным расположением, и усиливающие раскосы, устанавливаемые по диагонали. Все элементы соединяются посредством сварки. Правильно сваренные фермы как из профильной трубы, так и из уголка, способны выдерживать большие нагрузки, и служить длительное время.

Особенности конструкции

Навес – это малая архитектурная форма, часть крытой площадки, имеющей функциональное или декоративное назначение. Основная функция этой конструкции – защита площадки от осадков и солнца.

Металлопрофиль выгодно отличается от других материалов устойчивостью к биологическому, химическому, механическому воздействию. Профтрубы с квадратным или прямоугольным сечением просты в проектировании и монтаже. Одинаково хорошо они подходят для монтажа небольшого козырька для крыльца и устройства просторной крытой площадки.

Навес состоит из:

  • фундамента;
  • опор или подвесов – вертикальных и наклонных несущих элементов каркаса;
  • боковых соединительных элементов – откосов и ферм;
  • стропильной системы, состоящей из стропильных ног, ферм, обрешётки;
  • кровли.
Особенности конструкции

В случае возведения навеса над небольшой площадкой, например, крыльцом или песочницей, можно обойтись без ферм – конструкция вполне выдержит снег и ветер, так как в ней не будет горизонтальных участков большой протяжённости.

Если же планируется оборудовать навес над местом парковки или бассейном, горизонтальные перекрытия и стропильные ноги будут иметь большую длину. Такие протяжённые элементы уязвимы перед нагрузкой. Чтобы её распределить и придать конструкции жёсткость, на этих участках используют не отдельные трубы, а фермы (усиленные детали конструкции, состоящие из двух труб и соединяющих их вертикальных и наклонных элементов – стоек и раскосов).

Фундамент для навеса чаще всего делают столбчатым, так как его оборудование не требует больших землеройных работ. Кровлю выполняют из поликарбоната, профлиста, ондулина и других листовых материалов.

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

Читайте также:  Инструкция по сооружению двускатной крыши своими руками

Металлические фермы

Металлические фермы — это одна из разновидностей строительной продукции, которая состоит из двух поясов: верхнего и нижнего, а также раскосов и стоек, соединенных в узлах, какие представляют собой геометрически неизменяемую конструкцию. Когда оси элементов металлические фермы пересекаются в одной точке при условии, что нагрузка приложена в узлах, то жесткость этих узлов на работу конструкции влияет несущественно. В таком случае все раскосы металлоконструкции испытывают только  растяжение или сжатие, осевые усилия, что даёт возможность использовать более рационально металл, чем в двутавровых балках также и других видов металла с большой массой.Также нельзя и забывать учитывать, что фермы более трудоемки в изготовлении, что обусловлено большим количеством деталей. С увеличением пролетов и уменьшением нагрузки на них эффективность металлические фермы в сравнении со сварными или прокатными балками существенно возрастает.

Трубы производят из стали (Ст3СП, 09Г2С), в том числе из нержавеющей. Также осуществляется контроль надежности сварного шва (этого требует ГОСТ).

Металлические фермы

Минимальные размеры профильных труб российского производства — 15×15 мм. Максимальные размеры — 450×350 мм. Стенка трубы 1-12 мм, длина 6-12 м. Эти параметры зависят от — ГОСТ стандарта, а также от ТУ, согласно которым идет производство трубы.

Преимущества металлической фермы

— Устойчивость к деформациям даже при больших нагрузках.

— Маленькая масса, так как внутри полость.

Металлические фермы

— Невысокая стоимость, так как для изготовления полых элементов металла требуется немного.

— Возможность строить сложные конструкции при минимуме усилий.

— Долговечность и прочность.

Основные сферы их применения:

Металлические фермы

— машиностроение;

— строительство зданий;

— складские помещения;

— торговые комплексы;

— павильоны для выставок;

Металлические фермы

— сооружения для спорта;

— авто заправочные станции;

— рекламные конструкции;

— машиностроение;

— подъемники;

Металлические фермы

— эстакады;

— мосты;

— технических и инженерных сооружений;

Из металлических ферм делаются разные металлоконструкции, разнообразные перекрытия, каркасы для будущих построек, опоры и пролеты.

Разновидности ферм из профильных труб

Ферменная конструкция состоит из верхнего и нижнего поясов и решетки между ними. Компонентами решетки выступают следующие детали: расположенная перпендикулярно оси стойка; установленный под наклоном к оси раскос (подкос); вспомогательный шпренгель.

Разновидности ферм из профильных труб

Пояса конструкции отличаются очертаниями:

Разновидности ферм из профильных труб
  • Треугольная односкатная ферма. Отличается выдерживающей способностью к высоким нагрузкам с малой емкостью материалов;
  • Треугольная двускатная ферма. Устанавливается на большескатных кровлях. Недостатки: сложное устройство опорных узлов, перерасход материалов. Альтернативное решение – ферменные двускатные конструкции из профильного трубного проката треугольной формы.
  • Сегментная ферма. Нередко используется для установки кровель со покрытием светопрозрачного типа (сотовый или монолитный поликарбонат);
  • Полигональная ферма. Плюс: выдерживающая способность к значительным нагрузкам, начиная тяжелым настилом и мощным снеговым покровом. Дополнительное преимущество: – экономное использование профиля. Минус: сложный монтаж;
  • Ферма с параллельными поясами. Является более простым и экономичным решением. Для возведения необходимо наличие стоек и раскосов с одинаковым размером. Фермы из профильных труб такой формы легко возводятся. Это достигается благодаря следующим факторам: унифицированная конструкция, большое количество деталей с одним размером и минимальное количество стыков. Годятся для кровель мягкого и светопрозрачного типов;
  • Трапециевидная ферма. Похожа на полигональную, однако обладает упрощенной схемой сооружения;
  • Арочная ферма с параллельными поясами вверху и внизу. Такой тип популярен при монтаже навесов для авто, теплиц, беседок.
Разновидности ферм из профильных труб

Разновидности конструкций решеток выделяют следующие: треугольные для каркасов с параллельными поясами, редко – для треугольных или трапециевидных ферм; раскосные с большой материалоемкостью и сложным монтажом (как вариант шпренгельный и полураскосный типы); индивидуальный вариант.

Фотогалерея: готовые конструкции из профильной трубы

Арочный навес в виде козырька идеально подойдёт для крыльца дома Двускатный навес отлично скроет ваш автомобиль Арочный навес для беседки можно изготовить из разноцветного поликарбоната Арочный навес может играть роль козырька дома Арочный навес идеально подойдёт для загородного дома Односкатный навес используется для обустройства парковых зон На приусадебных участках часто можно встретить именно односкатный навес

Построить металлический навес из профильной трубы самостоятельно можно достаточно быстро, без особых усилий, если вы имеете соответствующие материалы, чертежи и необходимые инструменты. Самой простой конструкцией, которую можно возвести на территории загородного дома, является односкатный навес. Главное при этом, соблюдать все правила монтажа, точно следовать разработанной схеме проекта.

В заключение

Используются для этого и толстостенные профильные трубы, которые обладают более внушительной несущей способностью. Такие конструкции применяются еще и при строительстве заборов, детских площадок, а также перегородок.

Теперь вы знаете, как проводить монтаж металлических ферм разных форм.

Ферма — это система обычно прямолинейных стержней, которые соединяются между собой узлами. Это геометрически неизменяемая конструкция с шарнирными узлами (рассматриваются как шарнирные в первом приближении, так как жесткость узлов влияет на работу конструкции несущественно).

За счет того, что стержни испытывают только растяжение либо сжатие, материал фермы используется более полно, чем в сплошной балке. Это делает такую систему экономичной по затратам материала, но трудоемки в изготовлении, поэтому при проектировании нужно учитывать, что целесообразность использования ферм растет прямо пропорционально ее пролёту.

Фермы широко используются в промышленно-гражданском строительстве. Их применяют во многих строительных отраслях: покрытие зданий, мосты, опоры под линии электропередач, транспортные эстакады, грузоподъёмные краны и т.д.

Сбор нагрузок

Обычно нагрузка, действующая на конструкцию, прикладывается в местах узлов, к которым крепятся элементы поперечных конструкций (например, навесной потолок или прогоны кровли). Для каждого вида нагрузки желательно определять усилия в стержнях отдельно. Виды нагрузок для стропильных ферм:

  • постоянная (собственная масса конструкции и всей поддерживаемой системы);
  • временная (нагрузка от подвесного оборудования, полезная нагрузка);
  • кратковременная (атмосферная, включающая снег и ветер);

Для определения постоянной расчетной нагрузки следует сначала найти грузовую площать, с которой она будет собираться.

Формула для определения нагрузки на кровлю:

F = (g + g1/cos a)*b ,

где g — собственная масса фермы и ее связей, горизонтальной проекции, g1 — масса кровли, а — угол наклона верхнего пояса относительно горизонта, b — расстояние между фермами

Исходя из этой формулы, чем больше угол наклона, тем меньше нагрузка, действующая на кровлю. Однако, следует учитывать, что увеличение угла влечет за собой и значительное повышение цены за счет увеличения объёма строительных материалов.

Также при проектировании крыши учитывается регион строительства . Если предполагается значительная ветровая нагрузка, то угол наклона закладывают минимальный и крышу делают односкатной.

Снег — нагрузка временная и загружает ферму только частично. Загружение половины фермы может быть очень невыгодным для средних расковов.

Полная снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается по формуле :

Sр – расчетное значение снегового веса на 1 м2 горизонтальной поверхности;

μ – расчетный коэффициент, для учета наклона кровли (согласно СНиПу, равняется единице, если угол наклона меньше 25 градусов и 0.7, если угол от 25 до 60 градусов)

Давление ветра считается значимым только для вертикальных поверхностей и поверхностей, если их угол наклона к горизонту больше 30 градусов (актуально для мачт, башен и крутых стропильных ферм). Ветровая нагрузка как и остальные сводится к узловой.

Читайте также:  Дымоходный колпак – что это, и как его изготовить самостоятельно

Пример расчета металлической фермы из профильной трубы ↑

Расчет такого изделия предполагает:

  • определение точной высоты (Н) и длины (L) металлической конструкции. Последняя величина в точности должна соответствовать длине пролета, то есть расстоянию, перекрывающему конструкцию. Что же касается высоты, то она зависит от спроектированного угла и особенностей контура.

В треугольных металлоконструкциях высота составляет 1/5 или ¼ часть длины, для остальных типов с прямолинейными поясами, к примеру, параллельными или полигональными – 1/8 часть.

РекомендуемСлишком тонкие материалы не в состоянии обеспечить достаточную жесткость, что может стать причиной разрушений. Вы сможете обеспечить высокую точность расчетов, если разберетесь, как рассчитать программой навес из металла.

В качестве примера рассмотрим расчет ферм стандартного односкатного сооружения 4х6 м.

В конструкции используется профиль 3 на 3 см, стенки которого имеют толщину в 1,2 мм.

Нижний пояс изделия имеет длину 3,1 м, а верхний – 3,90 м. Между ними устанавливают вертикальные стойки, выполненные из такой же профильной трубы. Самая большая из них имеет высоту 0,60 м. Остальные вырезают по степени убывания. Можно ограничиться тремя стойками, расположив их от начала высокого ската.

Участки, которые образуются при этом, усиливают, установив раскосые перемычки. Последние изготовлены из более тонкого профиля. К примеру, для этих целей подойдет труба сечением 20 на 20 мм. В месте схождения поясов стойки не нужны. На одном изделии можно ограничиться семью раскосами.

На 6 м длины навеса используют пять подобных конструкций. Их укладывают с шагом в 1,5 м, соединяя дополнительными перемычками поперечного расположения, выполненными из профиля сечением 20 на 20 мм. Их фиксируют к верхнему поясу, расположим с шагом 0,5 м. Панели поликарбоната крепят непосредственно к этим перемычкам.

Расчет арочной фермы ↑

Изготовление арочных ферм также требует точных расчетов. Это связано с тем, что возложенная на них нагрузка распределится равномерно, только если созданные дугообразные элементы будут иметь идеальную геометрию, то есть правильную форму.

Рассмотрим подробнее, как создать арочный каркас для навеса с пролетом в 6 м (L). Расстояние между арками примем в 1,05 м. При высоте изделия в 1,5 метра архитектурная конструкция будет смотреться эстетично и сможет противостоять высоким нагрузкам.

При расчете длины профиля (mн) в нижнем поясе пользуются следующей формулой длины сектора: π Rα:180, где значения параметров для данного примера в соответствии с чертежом равны соответственно: R= 410 см, α÷160°.

После подстановки имеем:

3,14410160:180 = 758 (см).

Узлы конструкции следует расположить на нижнем поясе на расстоянии 0,55 м (с округлением) друг от друга. Положение крайних рассчитывают индивидуально.

В случаях когда длина пролета меньше 6 м, сваривание сложных металлоконструкций часто заменяют на одинарную либо двойную балку, согнув металлический профиль под заданным радиусом. Хотя при этом необходимости в расчете арочного каркаса нет, однако правильный подбор профилированной трубы по-прежнему остается актуальным. Ведь от ее сечения зависит прочность готовой конструкции.

Длину дуги арки можно определить по формуле Гюйгенса. На дуге отмечают середину, обозначив ее точкой М, которая находится на перпендикуляре СМ, проведенном к хорде АВ, через ее середину С. Затем нужно измерить хорды АВ и АМ.

Длина дуги определяется по формуле Гюйгенса: p = 2l x 1/3 x (2l – L), где l – хорда АМ, L – хорда АВ)

Относительная погрешность формулы равна 0,5%, если дуга АВ содержит 60 град, а при уменьшении угловой меры погрешность значительно падает. Для дуги в 45 град. она составляет всего 0,02%.