Арочные навесы из поликарбоната расчет фермы. Виды конструкций

Арочные навесы из поликарбоната расчет фермы. Виды конструкций

Фермы изготавливают из профилей прямоугольной формы или металлических уголков. Материал выбирается в зависимости от типа конструкции и вида поясов. Пояса — это основа фермы, они располагаются снизу и сверху сооружения и формируют его пространственное очертание. Для изготовления маленьких конструкций используют профильные трубы .

Фермы имеют несколько форм:

1. Полигональные. Этот тип ферм предназначен для установки на пролетах длиной от 10 метров и больше. Если устанавливать навес на маленьком участке, то конструкцию комплектуют дополнительными деталями, что усложняет ее сборку. Навесы, изготовленные на производстве и имеющие дугообразную форму, являются исключением.
2. Треугольные. Это двускатный навес с уклоном 22-30 градусов. Его часто устанавливают в тех регионах, где выпадает большое количество снеговых осадков. Недостаток изделия — острый узел в основании конструкции и длинные опоры, расположенные в центре. Эти участки нужно правильно рассчитать и отметить на чертеже. Поликарбонатные фермы для навеса маленьких размеров имеют пропорции по отношению к высоте и ширине не более ¼, 1/5.

   

   Существует множество видов ферм для каркаса, отличаются они сложностью постройки и имеют разный ряд преимуществ

3. Параллельные. Согласно чертежу, уклон готового изделия составляет не более 1,5%. При этом соотношение высоты и длины варьируется от 1/6 до 1/8. Изделие используют для плоского навеса, который планируется отделывать рулонной облицовкой. Стержни поясов, создающие пространственную решетку, имеют равномерную длину, из-за этого получается минимум соединительных узлов.
4. Арочные. Это самая удобная конструкция фермы. Она позволяет скрывать изгибающие линии в поперечных сечениях каркаса. К тому же материал арки испытывает постоянное сжатие. Поэтому все расчеты проводят по упрощенному шаблону, так как вес от кровли, монтажной обрешетки и снежной нагрузки будет одинаково распределяться по всему навесу.
5. Трапециевидные. Угол наклона каркаса составляет от 6 до 150 градусов. При этом его высота и длина имеют пропорции 1/6. Изделие характеризуется жесткой рамой.

Расчет навеса без ферм. Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:

• СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки).
• СНиП п-23-81 (данные по стальным конструкциям).

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.

И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.

Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.

По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.

Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

• от 6 до 15°;
• от 15 до 20°;
• от 22 до 35°.

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.

Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):

Давайте разберемся с видами ферм:

• Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
• Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
• Прочной считается также ферма с параллельными поясами . Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
• Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.

Расчет арочной фермы онлайн. Что такое ферма: конструктивные особенности

Для усиления каркаса домов, надворных построек и малых архитектурных форм из профтрубы применяют особые элементы, называемые фермами. Их используют для верхнего и бокового соединения опор навесов, беседок, остановочных павильонов и летних кафе. Применяют усиливающие элементы и при монтаже козырьков над входными группами, если расстояние между стенами или опорами велико.

Таким образом, ферма – это усиливающая конструкция, состоящая из двух поясов, соединенных между собой перемычками. Такое устройство обеспечивает конструкции жесткость и позволяет сохранять форму при любых нагрузках.

Обратите внимание! Кроме функционального назначения фермы могут иметь и декоративное, если возводимое строение не имеет стен и фронтонов или обшивается прозрачным материалом.

Виды поясов

Пояса задают форму детали: сегмент, двойная дуга, треугольник, прямоугольник или многоугольник. При этом у сегмента, прямоугольника и дуги в качестве нижнего и верхнего поясов выступают цельные трубы – прямые или изогнутые.

В фермах более сложной формы: треугольных, выпуклых и вогнутых многоугольниках – один или оба пояса собраны из нескольких труб.

Форму поясов фермы выбирают в соответствие с назначением конструкции. Для бокового соединения стоек строения обычно используют обвязочные фермы с двумя параллельными прямыми или дугообразными поясами или верхним прямым поясом и нижним дугообразным.

Форма поясов стропильной фермы зависит от типа крыши:

Виды перемычек

Перемычки – это короткие отрезки труб, как правило, меньшего сечения, чем используемые для поясов, прикрепленные прямо или под углом к основным элементам конструкции. Комплекс перемычек называют внутренней решеткой.

Вертикальные перемычки называют опорами или стойками. Обычно ферма имеет одну-две основных стойки и несколько дополнительных.

Наклонные перемычки называют подкосами или откосами, их количество может быть любым. Если пояса фермы соединены опорами, то откосами укрепляют именно опоры. Кроме того, внутренняя решетка может состоять только из вертикальных или только из наклонных перемычек.

Обратите внимание! Фермы для каркасных строений изготавливают не только из труб, но и из уголков. Каждый элемент такой конструкции для обеспечения необходимой прочности собирают из пары уголков, что усложняет расчеты и монтаж и увеличивает временные затраты.

Расчет арочного навеса. Сфера применения и устройство навеса из профильной трубы

Металлический профиль сегодня стал одним из самых популярных и востребованных материалов для изготовления навесов различных видов и типов с поликарбонатным покрытием, так как главным его преимуществом является длительный срок службы. Если за такой постройкой ухаживать должным образом, то она сможет простоять не один десяток лет. Такие навесы могут применяться в самых различных местах:

• на автостоянках;
• в загородных частных домах для создания больших крытых участков территории;
• в различных общественных местах.

Область применения навесов из металлического профиля достаточно обширна, так как они являются универсальными конструкциями, имеющими большое количество различных модификаций.

Наиболее популярным на сегодняшний день является арочный тип изделия. Сделать его намного сложнее, чем одно- или двускатный, но зато смотрится он очень эффектно. Такой навес строится отдельно от дома или примыкают его боковой частью.

Выбирая тип кровли, необходимо учитывать тот факт, чтобы снег не задерживался на ней, а свободно спадал на землю, не создавая большой нагрузки на крышу.

Кроме этого, существуют навесы купольной, дуговой, пирамидальной формы, а также односкатные и двухскатные.

Помимо поликарбоната, для устройства крыши можно использовать шифер или металлический профнастил. Поэтому, можно сказать, что сложность возведения навеса из профтрубы напрямую зависит от выбора конструкции каркаса и материалов, выбранных для устройства кровли.

Навес арочного типа из профильной трубы выглядит очень красиво

Общие сведения о профильной трубе

Профильная труба может быть выполнена с прямоугольным, овальным, или квадратным сечением. Как правило, материалом ее производства служит углеродистая или низколегированная сталь. Реже для этих целей используют нержавеющую сталь.
Поскольку у профильных труб имеются ребра жесткости, то они, как и созданные из них изделия, отличается повышенной прочностью. Устойчивость такого металлического каркаса к механическим нагрузкам значительно выше, чем каркаса, изготовленного из стандартных круглых труб.
Профильные трубы удобно хранить и перевозить. Трубы с сечением параллелепипеда занимают меньше места при складировании и лежат надежнее, чем трубы в виде цилиндра.

О материале и его достоинствах

• Прочностные характеристики сохраняют высокий уровень, за счёт сохранения правильных с точки зрения геометрии форм. Роль естественных рёбер жёсткости играют ровные стенки, находящиеся на противоположных сторонах. Так сооружаются все навесы из профильной трубы своими руками, фото которых есть на нашем сайте.
• Профильная конструкция легко может быть как прямой, так и криволинейной.
• Технология производства профилированных труб гораздо доступнее по сравнению с цельнокатанными аналогами. Потому его себестоимость значительно ниже, чем у других его разновидностей.
• Каркас сохраняет высокую устойчивость, но имеет относительно небольшой вес. Это связано с тем, что формы собираются на основе пустотелого материала.
• Можно без проблем воспользоваться аппаратом для сварки и болтами, чтобы соединять друг с другом формы одновременно с перпендикулярным и параллельным расположением.
• Каркас относится к стационарной, либо разборной группе.
• 2 миллиметров не превышает толщина стенок у изделий, которые используются для монтажа. Благодаря чему кровельный материал крепится на самой конструкции, с минимальным количеством инструментов.

Чертеж арочного навеса из поликарбоната. Как делать арочный навес из поликарбоната

Поликарбонат — хороший современный материал для изготовления светопрозрачных конструкций различного назначения: козырьков, навесов, теплиц, террас. Гибкость материала и наличие его в продаже в виде листов большого размера с разной толщиной, позволяет проектировать конструкции самой замысловатой формы. Для создания навесов используется каркас из стропильных ферм и опоры. Каркас можно изготовить из металла или дерева.

Делаем арочный навес

Сварные металлические каркасы более удобны. С их использованием можно конструировать изделия довольно сложных форм, позволяющие перекрывать большую площадь, а сам каркас, при этом, не будет излишне массивным. Для создания металлического каркаса используют металлический профиль различного сечения. Размеры сечения выбранного профиля будут зависеть от площади светопрозрачной кровли.

Одним из популярных изделий из поликарбоната является навес для автомобиля. Спроектировать и построить перед своим домом арочный навес из поликарбоната для авто, по силам любому, кто обладает знаниями для расчета нагрузки на стропильные фермы, имеет в своем распоряжении сварочный аппарат, отрезную шлифовальную машину, другие инструменты, и умеет ими пользоваться.

Стоит ли браться?

Как бы ни хотелось сделать своими руками навес для авто, бассейна или хотя бы, террасы перед домом, но построить такие сооружения, используя советы из интернета, типа: «…для постройки арочного навеса вам потребуется старая, пришедшая в негодность арочная теплица» – невозможно.

Придется смириться с тем, что для постройки чего бы то ни было, вам потребуются хорошие материалы, инструмент, и профессиональные умения. Ну, или, помощь профессионалов и финансы, для оплаты профессиональной помощи.

Основа любой постройки — проектирование

Москва не сразу строилась, а с профессиональными умениями не рождаются. Попробуем, прежде чем замахиваться на конструкции, типа навеса для авто, сделать своими руками арочный козырек из поликарбоната. Сделать сварной металлический каркас мы не можем, а старая арочная теплица, даже если она каким-то чудом завалялась на верхней полке в шкафу, нам не пригодится.

Поэтому, основу для покрытия из поликарбоната будем делать из дерева. Предположим, что мы хотим изготовить дугообразный козырек-навес над входом в дом. Его размеры — 1500 мм в ширину, 1200 мм — длина выноса вперед, и высота дуги арки — 400 мм в крайней точке.

Учитывая, что размер предполагаемой конструкции небольшой, то для изготовления консолей-ферм, на которые ляжет покрытие из поликарбоната, в качестве материала выберем толстую фанеру. При достаточной обработке такое изделие будет выглядеть вполне декоративно.

Для начала работ сделаем чертеж будущей фермы. Конечно, можно рассчитать длину дуги, зная

половину длины хорды и высоту подъема арки, но учитывая, что размеры заготовки небольшие, то можно обойтись без изготовления чертежей и расчертить требуемую деталь прямо на листе фанеры.

Покупаем материалы

Для нашего козырька нам потребуется:

• лист фанеры, толщиной 21 мм;
• брусок на обвязку, 50х50 мм, — 5 шт, длиной 3 метра;
• брусок на поперечные стяжки, 20х40, — 1шт, диной 3 метра;
• поликарбонат, толщиной не менее 6 мм;
• саморезы по дереву, 55х3,5 мм;

• крепеж для закрепления козырька к стене — в зависимости, от материала стены;
• штатный крепеж для поликарбоната с термошайбами;

• конечные профили для поликарбоната;
• антисептик для дерева;
• краска или лак для дерева, предназначенные для наружных работ.

Делаем козырек из поликарбоната

На листе фанеры размечаем две детали консолей для крепления поликарбоната. Форма консоли — по вашему усмотрению. Для облегчения конструкции и декоративности можно в детали из фанеры сделать отверстия, например, круглой формы.

1. Размеченные детали вырезаем при помощи лобзика. Будет лучше, если лист фанеры предварительно разрезать на две части, разметить деталь консоли, потом при помощи струбцин прочно соединить два листа, и выпиливать одновременно. Тогда получится две абсолютно идентичных детали. Всю предварительную обработку деталей — вырезание, выпиливание отверстий, разметку крепления поперечных брусков, лучше производить не снимая скрепляющих струбцин.
2. Согласно разметке, нарежьте бруски на необходимую длину. Обработайте полученные детали при помощи шкурки. И начинайте сборку конструкции. В итоге должна получиться рама из брусков, с боковыми стенками из фанерных деталей. Процесс сборки вы можете видеть на фото.
3. Собранную конструкцию покрываем антисептиком, декоративным покрытием — краской или лаком, тщательно высушиваем.
4. Вырезаем требуемого размера кусок из поликарбоната, учитывая размеры конструкции и желаемые свесы, и при помощи специального крепежа для поликарбоната закрепляем на каркасе. Полученную конструкцию монтируем на стену над дверью. И наслаждаемся тем, что своими руками мы соорудили арочный козырек над дверью.

Если полученным результатом довольны и вы и ваши домашние, то теперь, используя полученный опыт, можно переходить к самостоятельному изготовлению более сложных конструкций.

Источник: https://arka-iz-dereva.aystroika.info/stati/osobennosti-arochnyh-navesov-iz-polikarbonata-osobennosti-arochnyh-konstrukciy-iz