Как сделать конструкцию навеса из профильной трубы своими руками

6.12.2018 Монтаж труб ферма, профиль, труба

Преимущества

Итак, рассмотрим базовые преимущества использования металлических профильных труб при создании стропильных ферм:

  • конструкция обладает высокопрочными характеристиками;
  • выносливость, повышенные эксплуатационные свойства;
  • металлический профиль делает систему легче в целом, а также позволяет экономить время и физические ресурсы;
  • приемлемая стоимость;
  • деформационная устойчивость (незначительные деформации вследствие механических повреждений и при воздействии иных неблагоприятных факторов);
  • пригодность для окрашивания с целью получения желаемого эстетического эффекта.

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 «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».

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 «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.

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.

Читайте также:  Как сделать крышу для гаража своими руками

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

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.

Сборка каркаса с применением готовых ферм

Порядок сборки каркаса из металла выглядит так:

  1. На размеченном участке у устанавливаются и бетонируются опоры, расположение должно быть вертикальным, что легко сделать, прибегнув к уровню или отвесу.
  2. К установленным стойкам приваривают продольно квадратные трубы.
  3. Ферма монтируется на земле, к поясам вверху и внизу привариваются раскосы и перемычки. Фермы поднимают на опоры и приваривают.
  4. На расстоянии полуметра к каждой ферме приваривают перемычки, это основа для крепления листов поликарбоната.
  5. Все металлические части зачищают, обезжиривают, грунтуют и наносят краску. Тщательная подготовка каркаса поможет защитить его от коррозии.

Преимущества профнастила при изготовлении навесов

Решение сделать металлическое укрытие является очень выгодным и практичным решением:

  • металл не боится перепадов температуры, не подвержен растрескиванию на морозе, не изменяет форму от действия палящих лучей солнца;
  • профнастил обладает достаточной прочностью, чтобы выдержать нагрузки бытового назначения и определенные технические усилия.

К недостаткам относится:

  • высокая теплопроводность, нагревание от высоких температур, которое на сам металл не влияет, но может испортить смежные материалы;
  • если предусмотрено опирание на металлические перила, то лучше их закрыть менее теплопроводным материалом, например, деревом;
  • профнастил страдает от влажности, которая проявляется ржавчиной на поверхности, этот недостаток убирается при помощи антикоррозийных пропиток.

Металлопрофиль для навесов

Для изготовления опор берут круглые трубы диаметром до 100 мм или профильный прокат с ребром не менее 100- 150 мм. Стропильные фермы и системы иногда выполняют из дерева, но в случае применения металла, их делают из круглой или квадратной трубы со стенкой толщиной 2 мм для минипостроек и толщиной стенки трубы 3 мм для крупных каркасов.

Обрешетка делается из деревянного бруса или из металлического профиля, уголка, квадрата или швеллера. Соединение металлических деталей производится сварным швом с использованием накладных металлических косынок. Иногда части соединяют болтами с гайками.

Как сварить каркас своими руками

Односкатный навес является самой простой конструкцией

Далее необходимо сделать несколько шагов:

  1. Сначала нужно отмерить и нарезать из профильной трубы все силовые элементы конструкции.
  2. Для сборки рамы надо разложить элементы на горизонтальной плоскости и по возможности закрепить струбцинами для защиты от ненужных движений. Прихватите места стыка сваркой, убедившись в соответствии размеров по чертежу, проварите стыки полностью.

    Сборка рамы проводится в несколько шагов

Изготовление ферм

Металлическая ферма — несущая конструкция с зигзагообразно расположенными силовыми элементами между поясами. Существуют различные конструкции ферм, применяемых при постройке навеса из профильной трубы.

Конструкция фермы конкретного навеса может быть разной

Последовательность изготовления фермы:

  1. Эти элементы свариваются согласно чертежу на горизонтальной плоскости. При этом нужно прижимать их струбцинами сначала на прихватки. Затем, убедившись в правильности размеров, провариваются стыки полностью.
  2. Первая изготовленная ферма будет шаблоном для сварки остальных.
  3. После окончания работ швы нужно зачистить болгаркой, далее просверлить отверстия для крепежа кровли по верхней стороне фермы.

Фермы из профильной трубы делаются по шаблону

Как согнуть трубы

Для арочных ферм необходимо загибать профильные трубы. Для этого можно воспользоваться ручным или электрическим гибочным станком. Если такового нет, то можно сделать данную работу вручную, одним из нескольких способов.

Читайте также:  Лазерная резка поликарбоната – достоинства и недостатки

Надрезка

Проводится загиб следующим образом:

  1. Сначала нужно сделать надрезы болгаркой на верхней грани трубы с шагом 10–15 см (зависит от радиуса планируемой арки).
  2. Теперь можно сгибать трубу от середины, предварительно зажав заготовку в тисках.
  3. В конце необходимо заварить расширившиеся пропилы, а также зачистить швы болгаркой.

Надрезка является одним из способов загиба профильной трубы

Набивание песком

Метод, который не требует наличия специальных инструментов. Выполняется эта работа следующим образом:

  1. Сначала нужно заварить или забить пробкой один конец трубы.
  2. Теперь можно засыпать песок в полость, забить пробку с другого конца.
  3. Подогреть резаком, гнуть по нужному радиусу.

Видео: как согнуть трубу без трубогиба

Установка и крепление опор для навеса

Этот этап работ проводится по следующему плану:

  1. Сначала нужно очистить участок, наметить место установки навеса.
  2. Далее надо выкопать ямки (50*50 см, глубиной 70 см) под столбчатый фундамент.
  3. Теперь можно приготовить бетон, смешав цемент, песок и щебень (фракции 5–20) в пропорции 1:2:2.
  4. Залить его в ямки, утрамбовать, вставить закладные. Фундамент нужно оставить на 4–5 дней, прикрыв сверху полиэтиленовой плёнкой. При это каждый день его придётся поливать водой.
  5. Теперь можно приступать к монтажу опор. Их нужно отрезать с запасом 5–10 см, поскольку возможны небольшие неровности площадки.
  6. Выставлять их необходимо поочерёдно, проверяя вертикаль с помощью уровня. Теперь опоры можно приварить к закладным.
  7. Теперь с помощью лазерного нивелира или гидроуровня нужно найти самую низкую точку на опорах, поставить метку на нужной высоте. Её необходимо «перенести» на оставшиеся опоры. Таким образом вы добьётесь того, что все метки будут в одной горизонтальной плоскости.
  8. В конце опоры по меткам нужно обрезать болгаркой.

Схема поможет качественно выполнить работу

Как рассчитать ферму

Для изготовления фермы необходимо знать ее длину, высоту, угол наклона и особенности участка. Не всегда удается учесть все факторы, но сделать хотя бы минимальные расчеты можно самостоятельно.

Обратите внимание! Чтобы не делать сложных построений, особенно для ферм сложной конструкции, и не ошибиться в расчетах, можно воспользоваться онлайн-калькулятором. Такие калькуляторы часто бывают на сайтах кровельных, трубопрокатных и строительных организаций.

Рассчитываем уклон

Допустимый уклон одно–, двухскатной и шатровой кровли находится в диапазоне от 6 до 35 градусов, у мансардной и арочной крыши угол наклона нижней части может быть значительно больше.

Для разных типов кровель требуется разный уклон и соотношение длины и высоты фермы различается:

Тип крыши Угол наклона крыши Соотношение длина:высота фермы
односкатная 6-15 7-9:1
двускатная, шатровая, арочная (регион с обильными снегопадами) 15-22 7:1
двускатная, шатровая, арочная (регион с сильными ветрами) 22-35 5:1
мансардная, арочная 35-75 2-5:1 в зависимости от требований к высоте мансарды или дизайнерского решения

Обратите внимание! У мансардной крыши в таблице указан угол наклона нижней части кровли. Уклон верхней части выбирается, как для двухскатной.

Как рассчитать ферму

Для дальнейших расчетов необходимо выполнить чертеж.

Если ферма состоит из прямолинейных элементов, на чертеже ее разбивают на прямоугольные треугольники. Длину труб для выполнения поясов вычисляют по теореме Пифагора:

a²+b²=c²,

где a и b – катеты прямоугольника, то есть стороны, прилежащие к прямому углу, а c – противолежащая прямому углу гипотенуза.

Самыми простыми являются расчеты односкатной фермы, так как у нее a – длина, b – высота, гипотенуза c – это скат фермы. Соответственно, длина ската вычисляется по формуле:

c=√a²+b².

Если требуется изготовить стропильную систему для арочной крыши, длину верхнего пояса (с) вычисляют по формуле длины окружности:

с =1,57*(b+a/2).

Затем рассчитывают расположение элементов внутренней решетки таким образом, чтобы они делили нижний и верхний пояса на равные участки. При использовании укосов угол их наклона должен находиться в промежутке от 35 до 50 градусов.

Обратите внимание! Наилучшим же считается угол в 45 градусов – самый удобный для расчетов, простой в нарезке труб и надежный в готовой конструкции.

Параметры расходных материалов

Параметры труб, используемых для изготовления поясов и внутренней решетки рассчитывают, исходя из ширины строения, параметров опор каркаса и особенностей кровельного материала.

Ширина навеса, м Параметры опорных труб Параметры труб для поясов фермы
легкий кровельный материал (ондулин, профлист, поликарбонат) тяжелая кровля (черепица, шифер)
до 4,5 сечение 40*40 кв. мм сечение от 20*20 до 30*30 кв. мм, толщина стенок 1,5-2 мм сечение 40*20 кв. мм, толщина стенок 2 мм
до 5,5 сечение от 50*50 до 80*80 кв. мм сечение от 40*20 до 40*40 кв. мм, толщина стенок 2 мм сечение 40*40 кв. мм, толщина стенок 2 мм
от 5,5 сечение от 80*80 до 120*120 кв. мм сечение 60*30 кв. мм, толщина стенок 2 мм сечение 40*40 кв. мм, толщина стенок 3 мм
Как рассчитать ферму

Для перемычек используют либо те же трубы, что и для изготовления поясов, либо чуть меньшего сечения.

Участок для установки сооружения

Прежде чем возводить навес, беседку или жилое здание с каркасом из профтрубы, необходимо выбрать участок, где это будет безопасно для окружающей среды, людей и самой постройки.

Важно учесть такие факторы, как:

  • Погодные условия, характерные для местности: насколько снежными бывают зимы, дождливыми – весна и осень, каковы скорость и направление ветра. Климатические явления оказывают на кровлю переменные нагрузки, которые ферма должна выдержать.
  • Уровень сейсмической активности: бывают ли колебания почвы, землетрясения, оползни. Чем выше этот показатель, тем прочнее должна быть постройка, чтобы не разрушиться в случае чрезвычайной ситуации. С другой стороны, в особо сейсмически опасных регионах нередко устанавливают легкие разборные конструкции, которые при землетрясении легко разрушаются, но при этом не наносят существенного вреда окружающему пространству и людям и легко поддаются ремонту.
  • Особенности почвы и вес конструкции. Эти два параметра взаимосвязаны. На плотных и каменистых грунтах устойчивой будет даже тяжелая каркасная постройка со сложной стропильной системой. На песчаных и супесчаных почвах, а также при высоком уровне грунтовых вод нужно возводить облегченные постройки или делать для них глубокий свайный фундамент.
  • Расположение относительно других построек. Желательно располагать малые архитектурные формы с металлокаркасом таким образом, чтобы более высокие и тяжелые строения закрывали более низкие и легкие от порывов ветра.

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:

Прочие параметры, которые следует учитывать в процессе расчета

Несмотря на то, что толщина поликарбоната является ключевым фактором, который берется во внимание на этапе выполнения расчетов, существуют и прочие параметры, которым принадлежит особая роль. В первую очередь сюда можно отнести конфигурацию ячеек, которые делятся на следующие типы:

  • SX – лист поликарбоната, состоящий из 5-ти слоев с ребрами жесткости наклонного типа. Сами ячейки имеют треугольную форму, поэтому не подходят крыш гнутого вида;
  • SW – ребра жесткости размещаются в вертикальном направлении, сами соты имеют прямоугольную форму, но сам лист состоит из 5-ти слоев, как и в предыдущем варианте;
  • 3Х – регуляция ребер жесткости происходит в зависимости от плотности материала, а сам лист в своей структуре содержит 3 слоя;
  • 3Н – трехслойный лист поликарбоната с структурой прямоугольного типа;
  • 2Н – наиболее простой по структуре лист материала, который имеет ячейки квадратной формы.

Размеры поликарбоната листового типа по периметру также являются достаточно важным моментом. Стандартным является размер 3050х2050 мм, но это не говорит о том, что нельзя использовать другие размеры. Каждый клиент может заказать процедуру изменения размеров поликарбонатной панели, но это указывает на то, что стоимость спецзаказа может быть в несколько раз дороже. Есть возможность использования листов поликарбоната размеров 210х600 или 210х1200. Зачастую их применяют на этапе изготовления достаточно длинных навесов.

Как сделать ферму из поликарбоната

Первым этапом изготовления своими руками ферм из профильной трубы для навеса является составление детального плана, на котором должны быть указаны точные размеры каждого элемента. Кроме этого желательно подготовить дополнительный чертеж конструктивно сложных деталей.

Как видите, до того, как самому изготовить фермы, необходимо хорошо подготовиться. Отметим еще раз, что в то время как при выборе формы изделия руководствуются эстетическими соображениями, то для определения конструктивного типа и количества составляющих элементов требуется расчетный путь. При проверке на прочность металлической конструкции обязательно нужно учесть также данные об атмосферных нагрузках в данном регионе.

Дуга считается предельно упрощенной вариацией фермы. Это – одна профилированная труба, имеющая круглое либо квадратное сечение.

Очевидно, что это не только самое простое решение, оно и обходится дешевле. Тем не менее дуги для навеса из поликарбоната имеют определенные недостатки. В частности это касается их надежности.

Проанализируем, каким образом распределяется нагрузка в каждом из этих вариантов. Конструкция фермы обеспечивает равномерное распределение нагрузки, то есть сила, воздействующая на опоры, будет направлена, можно сказать, строго вниз. Это значит, что опорные столбы отлично противостоят усилиям на сжатие, то есть могут выдержать дополнительное давление снежного покрова.

нагрузка фермы нагрузка дуги

Дуги такой жесткостью не обладают и не способны распределять нагрузку. Чтобы компенсировать такого рода воздействие, они начинают разгибаться. В результате возникает сила, возложенная на опоры в верхней части. Если учесть, что она приложена к центру и направлена горизонтально, то малейшая ошибка в расчете основания столбов, по меньшей мере, вызовет их необратимую деформацию.