Как сделать конструкцию навеса из профильной трубы своими руками

6.12.2018 Монтаж труб ферма, профиль, труба

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.

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

Читайте также:  Как осуществить монтаж водосточной системы своими руками

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.

— 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:

— машиностроение;

— строительство зданий;

— складские помещения;

— торговые комплексы;

— павильоны для выставок;

— сооружения для спорта;

— авто заправочные станции;

— рекламные конструкции;

— машиностроение;

— подъемники;

— эстакады;

— мосты;

— технических и инженерных сооружений;

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

Таблица ветровых и снеговых нагрузок по России

Субъект федерации Город Снеговой район Ветровой район
Адыгея Майкоп 2 1
Алтайский край Барнаул 4 3
Бийск 4 1
Рубцовск 3 3
Амурская область Благовещенск 1 3
Архангельская область Архангельск 4 2
Северодвинск 4 2
Астрахань 1 3
Башкортостан Нефтекамск 5 2
Салават 5 3
Стерлитамак 5 3
Уфа 5 2
Белгородская область Белгород 3 2
Старый Оскол 3 2
Брянская область Брянск 3 1
Бурятия Улан-Удэ 1 3
Владимирская область Владимир 3 1
Ковров 4 1
Муром 3 1
Волгоградская область Волгоград 2 3
Волжский 2 3
Камышин 3 2
Вологда 4 1
Череповец 4 1
Воронежская область Воронеж 3 2
Дагестан Дербент 2 5
Махачкала 2 5
Хасавюрт 2 5
Забайкальский край Чита 1 2
Ивановская область Иваново 4 1
Иркутская область Ангарск 2 3
Братск 3 2
Иркутск 2 3
Калининградская область Калининград 2 2
Калмыкия Элиста 2 3
Калужская область Калуга 3 1
Обниск 3 1
Камчатский край Петропавловск-Камчатский 7 7
Кемеровская область Кемерово 4 3
Киселевск 4 2
Ленинск-Кузнецкий 4 3
Новокузнецк 4 3
Прокопьевск 4 2
Кировская область Киров 5 1
Костромская область Кострома 4 1
Краснодарский край Краснодар 2 6
Новороссийск 2 5
Сочи 2 4
Красноярский край Ачинск 4 3
Красноярск 3 3
Норильск 5 3
Курганская область Курган 3 2
Курская область Курск 3 2
Ленинградская область Санкт-Петербург 3 2
Липецкая область Елец 3 2
Липецк 3 2
Магаданская область Магадан 5 5
Марийская Республика Йошкар-Ола 4 1
Мордовия Саранск 3 2
Московская область Балашиха 3 1
Железнодорожный 3 2
Жуковский 3 1
Коломна 3 1
Красногорск 3 1
Люберцы 3 1
Москва 3 1
Мытищи 3 1
Ногинск 3 1
Одинцово 4 1
Орехово-Зуево 3 1
Подольск 3 1
Серпухов 3 1
Химки 3 1
Щелково 3 1
Электросталь 3 1
Мурманская область Мурманск 5 4
Нижегородская область Арзамас 4 2
Дзержинск 4 1
Нижний Новгород 4 1
Новгородская область Великий Новгород 3 1
Новосибирская область Новосибирск 4 3
Омская область Омск 3 2
Оренбургская область Оренбург 4 3
Орск 4 2
Орловская область Орел 3 2
Пензенская область Пенза 3 2
Пермский край Пермь 5 2
Приморский край Артем 3 4
Владивосток 2 4
Находка 2 5
Уссурийск 2 3
Псковская область Великие Луки 3 1
Псков 3 1
Республика Карелия Петрозаводск 2 5
Республика Коми Сыктывкар 5 1
Ухта 5 2
Ростовская область Батайск 2 3
Волгодонск 2 3
Новочеркасск 2 3
Новошахтинск 2 3
Ростов-на-Дону 2 3
Таганрог 2 3
Шахты 2 3
Рязанская область Рязань 3 1
Самарская область Волжский 4 3
Новокуйбышевск 4 3
Самара 4 3
Сызрань 3 3
Тольятти 4 3
Саратовская область Балаково 3 3
Саратов 3 3
Энгельс 3 3
Сахалинская область Южно-Сахалинск 4 4
Свердловская область Екатеринбург 3 2
Каменск-Уральский 3 1
Нижний Тагил 4 2
Первоуральск 4 2
Северная осетия Владикавказ 2
Смоленская область Смоленск 3 1
Ставропольский край Невинномысск 2 5
Ставрополь 2 5
Тамбовская область Тамбов 3 2
Татарстан Альметьевск 5 2
Казань 4 2
Набережные Челны 5 2
Нижнекамск 5 2
Тверская область Тверь 4 1
Томская область Томск 4 3
Тульская область Новомосковск 3 1
Тула 2 1
Тыва Кызыл 2 1
Тюменская область Тобольск 4 2
Тюмень 3 2
Удмуртия Ижевск 5 1
Ульяновская область Димитровград 4 2
Ульяновск 4 2
Хабаровский край Комсомольск-на-Амуре 4 3
Хабаровск 2 3
Хакасия Абакан 2 3
Ханты-Мансийский АО Нефтеюганск 4 2
Нижневартовск 5 2
Сургут 4 2
Челябинская область Златоуст 4 2
Копейск 3 2
Магнитогорск 4 3
Миасс 3 2
Челябинск 3 2
Чеченская Республика Грозный 2 4
Чувашия Новочебоксарск 4 2
Чувашская Республика Чебоксары 4 2
Якутия Якутск 2 2
Ямало-Ненецкий АО Новый Уренгой 5 2
Ноябрьск 5 2
Ярославская область Рыбинск 4 1
Ярославль 4 1

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.

Сфера применения

Прежде всего профильные трубы используются при создании каркасов из металлического профиля, для создания навесов и возведения различных построек. С помощью таких громоздких конструкций можно защитить огромную площадь от солнечного воздействия, снега и дождя. При сооружении мостов фермы из массивной профильной трубы выполняют ключевую роль, а также очень востребованы как надежные перекрытия, которые используются как в стройке производственного масштаба, так и в индивидуальном строительстве.

Широкое применение металлоконструкции обрели в создании таких важных объектов, как автотранспортные дороги, объекты электроснабжения, спортивные сооружения и здания культурного назначения и т.д.

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.

Проектирование навеса из профильной трубы

Прежде всего нужно определиться с назначением навеса, будет это просто козырёк над крыльцом или же навес над парковкой авто. При составлении проекта необходимо учесть:

  1. Размер. Это зависит от цели строительства навеса и той площади, которую он призван защищать.
  2. Кровельный материал. Его толщина влияет на нагруженность силовых элементов каркаса, а значит, и на выбор опор.
  3. Количество сезонных осадков и силу ветра. Это влияет на выбор материала для опорных элементов и кровли.
  4. Тип крепления козырька к дому.

Для установки козырька, требующего крепление к дому, нужно получать разрешение.

Необходимый инструмент

Для выполнения работ по изготовлению навеса понадобится следующий инструмент:

  • сварочный аппарат для дуговой или полуавтоматической сварки, электроды универсальные;
  • болгарка с отрезным и шлифовочным дисками;
  • рулетка длинной от 5 м;
  • маркер;
  • уровень, гидроуровень или лазерный нивелир;
  • шуруповёрт, свёрла;
  • гаечные ключи;
  • лопата или бур.
  • средства защиты глаз и рук.

Выбор материала

Для изготовления легковесного каркаса козырька отлично подойдут холоднокатаные или электросварные трубы квадратного сечения с толщиной стенок 2 мм, так как они обладают высокой прочностью на сжатие и изгиб, легко сопрягаются в местах сварных соединений. При изготовлении ферм лучше использовать трубы прямоугольного сечения. При изготовлении навеса для авто в качестве опор стоит выбирать квадратные профтрубы шириной от 5 до 10 см. Они выдерживают высокую поперечную нагрузку.

В качестве кровельного покрытия обычно используется поликарбонат (сотовый, реже монолитный) профнастил или металлочерепица.

Профильные трубы квадратного и прямоугольного сечения идеально подходят для изготовления опорных элементов каркаса

Чертежи и расчёт материала

Расчёт материала, требуемого для изготовления навеса, задача нетрудная. Достаточно определиться с размерами будущего козырька, затем начертить чертёж. Основываясь на нём необходимо подсчитать общую длину профильной трубы с учётом ширины реза диска.

На эскизе необходимо указать все размеры

В случае строительства навеса для авто и места отдыха, нужно учитывать, что придётся добавлять вертикальные опоры и проводить монтаж закладных в фундаменте.

Изометрический чертёж-схема с размерами навеса для зоны отдыха поможет в будущем строительстве

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.

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

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.

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).

Правила сварочных работ при монтаже фермы

При наличии сварочного оборудования и опыта работы с ним, изготовление стропильной системы или боковых усиливающих элементов для каркасного строения хоть и займет немало времени, но большого труда не составит. Кроме того, по сравнению с конструкцией, собранной при помощи фасонных элементов или уголков в сочетании с болтами, сварная прочнее и легче.

Однако необходимо соблюдать правила выполнения сварочных работ:

  1. Сначала нарезают все элементы будущей фермы в соответствии с чертежами и расчетами, и только после этого приступают к сборке.
  2. Нарезанные трубы очищают от пыли и мусора, срезы выравнивают и убирают крупные заусенцы.
  3. Перед началом работ нужно позаботиться о пожарной безопасности рабочего места: приготовить средства пожаротушения, убрать легковоспламеняемые предметы и горючие вещества.
  4. Нельзя использовать сварочный аппарат без средств защиты: маски или очков, перчаток и одежды из негорючих материалов.
  5. Так как для возведения даже небольшого козырька или навеса нужны минимум две одинаковых фермы, следует продумать, как добиться их полной идентичности. Есть два способа: изготовление шаблона и нанесение разметки. В качестве шаблона может выступать первая из сваренных конструкций, а разметку можно нанести на земле, асфальте, полу мастерской. После выполнения каждого сварного шва конструкцию прикладывают к шаблону или разметке и сверяют правильность выполнения соединения.
  6. Готовое изделие не должно иметь перекосов, поэтому в ходе работ взаимное расположение элементов постоянно контролируют при помощи угольника, уровня и отвеса.
  7. Если после выполнения стыковки элементов обнаружены перекосы, зазоры или иные недочеты, их необходимо исправить сразу, так как сделать это после установки фермы на место эксплуатации будет сложно.
  8. Готовые фермы складывают стопкой друг на друга и проверяют на идентичность.