Навес для машины расчет материалов
3D Расчет навеса
Инструкция для онлайн калькулятора расчета односкатного навеса
Чтобы рассчитать козырек над входом (арочный навес) или плоский навес, необходимые размеры укажите в миллиметрах:
X – ширина козырька – это расстояние между его крайними точками по фасаду. Для защиты от осадков ширину козырька необходимо выбирать немного больше размера входной двери. Если есть возможность, следует делать козырек на всю ширину крыльца с запасом по 500 мм с каждой стороны. Однако следует помнить, чем больше поверхность навеса, тем больше зимой на ней будет снега, а значит, конструкция должна быть надежной. Выбирая ширину козырька необходимо учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
Y – высота козырька (имеется ввиду значение высоты сегмента полукруглого козырька, а не уровень установки относительно порога дома), чем больше этот параметр, тем больше расход материала для накрытия.
Z – длина козырька – расстояние от фасада может быть разным, в зависимости от Ваших пожеланий и архитектуры дома. Минимальное значение длины для защиты от осадков составляет 700 мм. Можно ориентироваться на размеры крыльца с небольшим запасом. Обратите внимание, если длина навеса превышает 2000 мм, то под свободный край необходимо ставить дополнительные опоры.
Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.
Результаты расчета и их использование:
Ширина материала козырька – позволяет определить ширину необходимого покровного материала для накрытия полукруглого козырька или навеса. С помощью функции расчета этого параметра можно подобрать оптимальные размеры козырька для максимального использования материала заводских размеров. Зная площадь козырька, Вы сможете приобрести ровно столько материала для накрытия конструкции сколько нужно и не переплачивать за излишки. Обратите внимание, что калькулятор подсчитывает параметры только кровельного материала для козырька и не рассчитывает чего и сколько нужно для изготовления каркаса и его крепления (металлопрофиль, доска, бетон, метизы).
X – ширина козырька – это расстояние между его крайними точками по фасаду. Для защиты от осадков ширину козырька необходимо выбирать немного больше размера входной двери. Если есть возможность, следует делать козырек на всю ширину крыльца с запасом по 500 мм с каждой стороны. Однако следует помнить, чем больше поверхность навеса, тем больше зимой на ней будет снега, а значит, конструкция должна быть надежной. Выбирая ширину козырька необходимо учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
Y – высота козырька (имеется ввиду значение высоты сегмента полукруглого козырька, а не уровень установки относительно порога дома), чем больше этот параметр, тем больше расход материала для накрытия.
Z – длина козырька – расстояние от фасада может быть разным, в зависимости от Ваших пожеланий и архитектуры дома. Минимальное значение длины для защиты от осадков составляет 700 мм. Можно ориентироваться на размеры крыльца с небольшим запасом. Обратите внимание, если длина навеса превышает 2000 мм, то под свободный край необходимо ставить дополнительные опоры.
Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.
Нажмите «Рассчитать», чтобы получить расчеты и чертежи навеса.
Результаты расчета и их использование:
Ширина материала козырька – позволяет определить ширину необходимого покровного материала для накрытия полукруглого козырька или навеса. С помощью функции расчета этого параметра можно подобрать оптимальные размеры козырька для максимального использования материала заводских размеров. Рассчитав площадь козырька, Вы сможете приобрести ровно столько материала для арки навеса, сколько нужно и не переплачивать за излишки. Обратите внимание, что калькулятор подсчитывает параметры только кровельного материала для дуги навеса и не рассчитывает чего и сколько нужно для изготовления каркаса и его крепления (металлопрофиль, доска, бетон, метизы). При желании можно указать высоту равную маленькому числу, что позволит рассчитать плоский навес.
Проект и расчет навеса для автомобиля
Прежде чем приступать к созданию навеса своими руками, необходимо сделать чертеж и рассчитать все элементы и узлы крепления, это позволит возвести надежное сооружение при минимальных финансовых и трудовых затратах. Чертеж и проект навеса из металлических конструкций поможет в решении целого ряда вопросов, начиная от номенклатуры и количества закупаемых стройматериалов и заканчивая экстерьером здания и общим дизайном участка.
В статье будет предоставлен список требований к сооружению, примеры расчетов наиболее распространенных конструкций и общие рекомендации по проектированию навеса для автомобиля своими руками, чертежи и схемы.
Что должен содержать проект навеса
Общие требования к навесу для автомобиля
Сооружения, которые возводятся для защиты автомобиля, должны следующим отвечать эксплуатационным и техническим требованиям:
Разновидности форм навесов и их эксплуатационные особенности и чертежи
Основной пространственной конструкцией навеса, в соответствии с чертежом, является стропильная ферма. Расчет ее формы, толщины и сечения металла, а так же чертеж размещения откосов вызывает наибольшие сложности.
Главными конструкционными элементами фермы для навеса являются верхний и нижний пояс, которые образуют пространственный контур. Материалами для сборки могут служить прокатные или сварные двутавры, уголки, швеллера или профтрубы квадратного и круглого сечения. Сборка фермы для навеса своими руками может производиться по следующим формам:
Пример расчета навеса для автомобиля
При проектировании навеса и создании его чертежа необходимо рассчитать:
Расчет арочной фермы
Для примера принимаем расстояние между опорами 6м, а высота арки 1,3 м. На перекрытие навеса действуют поперечные и продольные силы, которые формируют касательные и нормальные напряжения. Расчет сечения профильной трубы использующейся в конструкции производим по формуле:
σпр = (σ 2 +4τ 2 ) 0.5 ≥ R/2, где
R – прочность стали марки С235 — 2350 кгс/см 2 ;
σ – нормальное напряжение, рассчитывающееся по формуле:
F – искомая площадь поперечного сечения трубы.
N – сосредоточенная нагрузка на замок арки (принимаем 914,82 кгс из таблицы нагрузок строительных конструкций «Справочником проектировщика» под ред. А.А. Уманского).
τ – касательное напряжение, которое рассчитывается по формуле:
b – ширина сечения (принимается равной по всей рассчитываемой высоте);
QS отс – статический момент, который определяется по формуле:
Подставляем данные в формулу:
S отс = 0,5х3,5=1,75см 3 ;
Первичная формула после подстановки будет иметь следующий вид:
σпр = ((914.82/3.5) 2 + 4(919.1·1.854/((0.35 + 0.35)3.98) 2 )0.5 = 1250.96 кг/см 2
Следовательно, выбранного сечения трубы квадратного профиля 30х30х3,5 мм из стали марки С235, вполне достаточно для устройства 6 м арочной фермы покрытой поликарбонатом, профнастилом, металочерепицей или металооприфилем.
Расчет колонн
Расчет производится согласно СНиП II-23-81 (1990). Согласно методики расчета металлических колонн, при устройстве навеса для машины своими руками, чертежи должны учитывать, что приложить сосредоточенную нагрузку точно к центру поперечного сечения фактически невозможно. Поэтому формула определения площади опоры будет иметь следующий вид:
F – искомая площадь сечения;
φ – коэффициент продольного изгиба;
N – сосредоточенная нагрузка прилагаемая к центру тяжести опоры;
Rу – расчетное сопротивление материала, определяется по справочникам.
φ — зависит от материала (марки стали) и гибкости конструкции – λ, определяющееся по формуле:
lef – расчетная длина колоны, зависящая от способа закрепления концов, определяется по формуле:
l – реальная длина колонны (3м);
μ – коэффициент из СНиП II-23-81 (1990), учитывающий способ закрепления.
Подставляем данные в формулу:
F = 3000/(0,599·2050) = 2,44 см², округляем до 2,5 см².
В таблице сортамента профильных изделий ищем значение радиуса инерции больше полученного. Необходимым показателям соответствует стальная труба с поперечным сечением 70×70 мм и толщиной стенки 2 мм, которая имеет радиус инерции 2,76.
Снеговые и ветровые нагрузки на кровельное покрытие
μ – значение коэффициента перехода, которое принимается отдельно для центра арки и крайних опор.
Значение коэффициента µ для центра арки, согласно чертежу, равно µ1 = cos1.8·0 = 1, а для крайних опор µ2 = 2.4sin1.4·50 = 2,255. Подставляя рассчитанные данные в формулу получаем совокупную нагрузку на кровельное покрытие:
Согласно полученных данных толщина кровельного материала вычисляется по формуле:
Iтр = ql 4 /(185Ef), где
Е – модуль упругости при изгибе (для поликарбоната он составляет 22500 кгс/см 2 );
f – коэффициент прогиба при максимальной нагрузке (согласно данным производителей поликарбоната составляет 2 см);
Подставив данные в формулу, получим допустимое значение инерции:
Iтр = ql 4 /(185Ef) = 1.8964·63 4 /(185·22500·2) = 3,59 см 4
Методика расчета справедлива для любого листового кровельного материала: профлиста, металлочерепицы, шифера и т.п. Но при этом следует учитывать крайне ограниченный сортамент указанных изделий.
Подводя итоги
Производить указанные расчеты и создавать чертеж вручную имеет смысл, если возводимый навес должен соответствовать уникальным условиям эксплуатации и оригинальной планировке. Для проверки элементов типовых металлоконструкций на соответствие и создания чертежей конструкций существует множество программ: Astra WMs(p), SCAD Offise 11, ArkaW, GeomW и многие другие или онлайн калькуляторы. Правила работы с таким ПО достаточно подробно описывают различные видео инструкции, к примеру, расчет и чертежи арки в SCAD:
Навес односкатный под ключ
Калькулятор расчета односкатного навеса
Классификация односкатных навесов
Односкатные навесы довольно распространенный вид строительной конструкции, который встречается как в частном секторе (жилые строения, приусадебные участки, навесы для машины), так и в городской и промышленной инфраструктуре (козырьки к зданиями, крытые площадки, автостоянки, остановочные комплексы и т.д.). Вариантов исполнения односкатных навесов огромное количество и ограничивается лишь фантазией заказчика.
Однако, для простоты понимания данного типа конструкции, можно разделить односкатные навесы на несколько основных категорий.
По типу использованного материала:
По типу монтажа основной конструкции:
По типу крепления элементов конструкции:
По типу крепления вертикальных стоек:
Следует также разделить навесы по функциональному назначению:
А также по типу используемого кровельного материала:
Конструкция односкатного навеса
Далее мы будем рассматривать конструкцию классического металлического навеса с покрытием из сотового или монолитного поликарбоната, так как данный вид конструкции является самым распространенным и часто используемым видом односкатных навесов.
Конструкция классического односкатного навеса достаточно простая и состоит из:
Основой данной конструкции является металлический каркас. Он удерживает основные нагрузки в виде веса самого навеса, снега и ветровых нагрузок.
Металлический каркас односкатного навеса
Используемые материалы
Металлический каркас односкатного навеса, как правило, собирается из профильной трубы квадратной и прямоугольной формы (в разрезе). Для вертикальных и горизонтальных стоек используется труба размерами не ниже 80 мм x 80 мм. Для производства ферм используется труба размерами не меньше 40мм x 20мм.
Использование трубного профиля при производстве металлического каркаса навеса обусловлено техническими характеристиками этого материала:
В зависимости от типа используемой стали может использоваться
Эксплуатация конструкций из оцинкованной стали более долговечная, однако оцинковка может привести к существенному удорожанию металлического каркаса навеса в 2 и более раза. Поэтому для удешевления конструкции обычно используют обычный прокат и обрабатывают сталь перед монтажом покрытием с антикорозийными свойствами.
Усиление конструкции металлических ферм
Усиление конструкции металлических ферм представляет собой решетчатую конструкцию правильной геометрической формы, привариваемую внутри основного каркаса фермы.
Различают следующие типы решеток ферм:
В практике производства металлических навесов, как правило, используются первые три типа решеток: простая вертикальная, треугольная и треугольная с вертикальным усилением.
Простая вертикальная форма решетки дешевая в исполнении, так как расходуется существенно меньшее количество металла. Однако выглядит она простенько и создает впечатление дешевого изделия. Надежность такой конструкции также уступает другим формам решетки для металлических ферм.
Треугольная форма решетки является самой распространенной и оптимальной в контексте надежности. Расход металла выше чем у простой вертикальной формы, и при правильном монтаже продольных стяжек (лагов) на вершину треугольника, такая конструкция обеспечивает надежную и устойчивую опору для всех типов нагрузок.
Треугольная форма решетки с вертикальным усилением является самой надежной и прочной из трех вышеперечисленных видов и в основном используется в конструкциях с повышенными требованиями к нагрузке, однако несет в себе элемент «визуального перегруза» и с эстетической точки зрения уступает треугольной форме.
Все остальные формы решеток ферм используются в основном на объектах промышленного назначения, где требования к эстетике внешнего вида конструкции не являются критичными.
Особенности производства односкатных навесов
При производстве односкатных навесов необходимо ориентироваться на следующие строительные нормы, регламентирующие производство металлических конструкций:
Выбор металлического профиля
Выбор металлического профиля навеса является очень важным фактором устойчивости конструкции. Чем толще стенка металлического профиля, тем больше несущие способности металлического каркаса навеса. Также необходимо принимать во внимание антикоррозийные свойства материала. Оцинкованный профиль или профиль из нержавеющей стали будет более надежным и долговечным вариантом, но при этом приведет к существенному удорожанию конструкции навеса.
Для простоты восприятия мы предлагаем следующую классификацию усиления каркаса навеса в зависимости от толщины металлического профиля:
Усиление каркаса навеса в зависимости от толщины металлического профиля
| Тип профиля | Используемый профиль | Антикоррозийность | Несущая способность | Стоимость |
|---|---|---|---|---|
| 1. Стандартные профили | ||||
| 1.1. Облегченный | 80 x 80 x 2 мм, 40 x 20 x 1,5 мм | Высокая | Выше средней | |
| 2. Оцинкованные профили | ||||
| 2.1. Оцинкованный облегченный | 80 x 80 x 2 мм, 40 x 20 x 1,5 мм | Высокая | Средняя | Высокая |
| 2.2. Оцинкованный усиленный | 100 x 100 x 3 мм, 40 x 20 x 2 мм | Очень высокая | Высокая | Очень высокая |
Выбор типа усиления ферм
Шаг ферм и продольных стяжек (лагов)
Основным риском при эксплуатации навеса из поликарбоната является разрушение кровельного покрытия под воздействием внешних нагрузок. Хотя поликарбонат является достаточно прочным и гибким материалом, существенные нагрузки на прогиб могут привести к его разрушению или деформации. Чем длиннее пролет между металлическими опорами, на которых держится лист поликарбоната, тем сильнее нагрузки на прогиб как на металлическую обрешетку каркаса, так и на поликарбонат непосредственно.
Выбор поликарбоната
Остановимся на основных вариантах выбора:
По типу поликарбоната:
По плотности материала:
Окончательный выбор материала лежит на заказчике, однако мы не рекомендуем использовать поликарбонат тоньше 8мм с низкой плотностью пластика. Оптимальным вариантом является толщина 10мм с плотностью стандарт или премиум. Разница в цене для такого поликарбоната будет пропорциональна его плотности.
Покраска односкатного навеса
Покраска металлической конструкции является одним из важнейших этапов технологической цепочки производства навеса. Это прежде всего связано с особенностями эксплуатации изделия в агрессивной среде: атмосферные осадки, перепады температуры, ультрафиолетовое излучение. Для того, чтобы конструкция навеса служила долго, необходимо прежде всего, защитить ее от коррозии.
Антикоррозийная обработка металлического каркаса обязательно должна включать в себя следующие этапы:
Покраска металлического каркаса односкатного навеса может отличаться, в зависимости от выбранной технологии. В последнее время очень сильно распространены т.н. краски «три в одном», которые содержат в своем составе антикоррозийный материал, грунтовку и финишную краску. Использование таких красок существенно сокращает время и трудозатраты при покраске навеса.
Перед монтажом навеса у заказчика, предварительно подготовленные элементы конструкции тщательно обрабатываются и красятся в финишный слой. Далее необходимо выждать не менее суток для того, чтобы краска высохла и приобрела свои окончательные свойства.
Однако отдельные части навеса монтируются между собой уже на площадке заказчика, и поэтому отдельные места сварки обрабатываются и докрашиваются уже на месте.
Монтаж односкатного навеса
Монтаж односкатного навеса производится на ленточный фундамент, подготовленную бетонную поверхность, сваи, либо винтовые сваи. Строительство ленточного фундамента под навес экономически неоправданно, поэтому как правило используются три последних варианта.
Монтаж на ленточный фундамент
Ленточный фундамент представляет собой замкнутый контур из бетонной полосы (ростверка), опирающегося на бетонные сваи, установленные по контуру ростверка с определенным шагом. Ленточный фундамент считается надежной конструкцией, которая выдерживает нагрузки конструкций в несколько этажей. Для целей монтажа навесе ленточный фундамент является надежной, но дорогой и избыточной формой опоры. Мы рекомендуем использовать ленточный фундамент только при существенных нагрузках основной конструкции навеса.
Организация ленточного фундамента осуществляется в несколько этапов:
Монтаж на бетонную поверхность
Монтаж навеса на бетонную поверхность является одним из самых распространенных вариантов установки навеса. При таком виде монтажа предполагается, что заказчик залил армированную бетонную плиту на всей площадке, под которую делается навес. Толщина бетона должна быть не меньше 10-15 см. При монтаже навеса используют металлические пластины и распорные анкеры, которые углубляются в бетон и фиксируются с четырех сторон пластины. Далее вертикальная стойка навеса приваривается к металлической пластине.
Монтаж на буронабивные сваи
Монтаж на винтовые сваи
Третьим по популярности является монтаж конструкции навеса на металлические винтовые сваи. Металлическая свая представляет собой трубу с зауженным конусовидным наконечником и приваренные к трубе лопасти либо резьбу.
Навес односкатный под ключ: примеры работ
Расчет навеса
Здравствуйте, уважаемые читатели! В данной статье я решил использовать уже опубликованную ранее информацию и онлайн расчеты для расчета навеса из металлоконструкций.
Навес можно использовать для различных целей, но пусть это будет навес для автомобиля.
Итак, основная наша задача – это определиться в размере сечения наших несущих конструкций. На каждую конструкцию мы будем собирать нагрузки, и рассчитывать отдельно. Расчет будем вести сверху вниз, т.е. сразу прогоны, потом балки и стойки. Это делается для того, чтобы при расчете стоек мы уже знали вес вышележащих конструкций (балки и прогоны).
Прогон будем рассчитывать на прочность и прогиб
Для расчета прогонов нам надо будет знать линейную равномерно распределенную нагрузку на него и расчетную схему.
Прогон будет привариваться в месте укладки к балке, значит, это будет шарнирное соединение и расчетная схема соответственно «шарнир-шарнир».
На прогон будут действовать нагрузки от веса профлиста, собственного веса прогона и снеговой нагрузки.
На рисунке показана грузовая площадь рассчитываемого прогона.
Для того, чтобы нагрузку на квадратный метр перевести в линейную, нам надо будет умножить ее на ширину грузовой площади.
— линейная нормативная нагрузка от профлиста = 5,4 кг/м2 * 1,003 м = 5,42 кг/м
Для получения расчетной нагрузки – умножим нормативную на коэффициент безопасности по нагрузке (для металлических конструкций он равен 1,05).
— линейная расчетная нагрузка от профлиста = 5,42 кг/м * 1,05 = 5,69 кг/м
Дальше таким же способом находим расчетную линейную нагрузку от снега (коэффициент надежности по снеговой нагрузке 1,4):
Итоговое значение линейной нагрузки будет следующее:
Затем рассчитываем прогон на прочность, подбирая то или иное сечение с небольшим запасом (в онлайн расчет уже входит нагрузка от собственного веса конструкции).
В итоге расчета на прочность у нас получился швеллер № 5П по ГОСТ 8240-89.
Теперь рассчитаем данный прогон на прогиб. Заглянув в СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», видим, что максимальный прогиб для нашего 3-ех метрового прогона рассчитывается как l/150=3000/150=20 мм.
Балку будем рассчитывать ту, которая лежит на оси 2, потому что грузовая площадь, а, следовательно, и нагрузка у нее будет самая большая.
Опираться балка будет на накладку на конце стойки. Накладка приварена к стойке, а балка будет приварена к накладке. Значит опирание опять шарнирное и расчетная схема «шарнир-шарнир».
Нагрузки, которые будут действовать на балку:
— снеговая нагрузка = 50 кг/м2 * 3 м * 1.4 = 210 кг/м
— нагрузка от профлиста = 5,4 кг/м2 * 3 м * 1,05 = 17,01 кг/м
— нагрузка от веса прогонов (12 метров прогонов попадают в грузовую площадь, масса одного метра 8,59 кг) = 12 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 108,23кг.
Запишем эту нагрузку как линейно распределенную на 3 метра: 108,23 кг / 3 м = 36,08 кг/м.
— нагрузка от собственного веса балки (учитывается в онлайн расчете)
Итоговая нагрузка на балку будет:
Далее опять по нашему онлайн расчету на прочность подбираем сечение:
По расчету видим, что данная балка по прочности проходит с хорошим запасом. Теперь рассчитаем ее на прогиб (максимально допустимый прогиб для балки равной 3м опять же выходит 3000/150=20 мм).
Исходя из двух расчетов видно, что балка 10Б1 проходит с хорошим запасом. В целом сечение можно уменьшить, но в качестве примера оставим эту балку
Получился двутавр №10Б1 по СТО АСЧМ 20-93.
Со всех стоек рассчитывать мы будем самую неблагоприятную (самая высокая и самая нагруженная). Это будет стойка 2-Б. Ее высота составит 2700 мм, а грузовая площадь будет 3 м * 1,5 м = 4,5 м2.
На данную грузовую площадь будут действовать сосредоточенные расчетные нагрузки от:
— профлиста = 5,4 кг/м2 * 4,5 м2 * 1,05 = 25,52 кг
— массы прогонов = 6 м * 8,59 кг/м * 1,05 = 54,12 кг (6 метров прогонов попадают в грузовую площадь)
— массы балки (ее можно рассчитать в Расчете массы металла, учитывая тот факт, что в грузовую площадь попадает 1,5 метра балки) = 11,92 кг * 1,05 = 12,52 кг
Итоговая нагрузка на стойку будет следующей:
Переведем в килоньютоны: 419,4 кг * 10 Н/кг /1000 = 4,194 кН.
Снизу стойка приварена к пластине, которая на 4 анкерах крепится к бетону, поэтому соединение будет шарнирное, и сверху, как мы уже выяснили, тоже шарнирное соединение с балкой. Значит, расчетная схема будет «шарнир-шарнир».
Далее на нашем Онлайн расчете стойки рассчитаем сечение стойки из профильной трубы, к примеру, 40х1.5:
Как видно на рисунке, принята профильная труба сечение 50х50 и толщиной стенки 2 мм.
Даже если наш каркас не будет обшиваться со всех сторон, а, следовательно, и не будет существенных ветровых нагрузок, то мы все равно должны позаботиться о пространственной жесткости навеса.
Для этого в обоих направлениях расставим связи из профильной трубы (такой же, как применялась для стоек). По осям А и Б будет крестовая связь, а по осям 1, 2 и 3 поставим горизонтальную связь, для нормального проезда автомобиля.
Если вам понравилась эта статья – пишите комментарии, делитесь ей с друзьями и мы обязательно напишем еще!