Навесы из металлопрофиля: фото и описание как построить — Первый по профнастилу

Описание и назначение

По сути, фермы для навесов представляют собой каркас, который состоит из нескольких элементов. Так, основой данной конструкции являются два пояса (один верхний и один нижний). Эти пояса являются укрепительными установками по отношению к вертикально расположенным стойкам.

Кроме того, основа усиливает раскосы, которые имеют диагональное расположение. Объединение всех элементов фермы осуществляется путем процесса сварки. Если данная конструкция создана по всем правилам, то она отличается высоким уровнем надежности, безопасностью и длительным сроком службы.

Фермы для навесов используются для осуществления самых разных целей. Рассмотрим некоторые из них.

• Организация и обустройство стоянок для автомобильного транспорта. В данном случае фермы для навесов могут стать более бюджетным аналогом капитальных построек гаражного типа. Кроме того, их возведение потребует у вас значительно меньше времени и усилий.
• Устройство козырьков. Фермы для навесов можно использовать для создания козырьков для торговых предприятий, остановок и т. д. Кроме того, конструкции активно используются для создания козырьков над порогом в частных постройках.
• Возведение беседок. Обустройство беседок посредством ферм – один из самых популярных способов использования данных конструкций. Так, вы можете создать беседку как у себя в саду и на даче, так и в рамках общественной парковой зоны.
• Создание навесов для бассейна. Такие конструкции обезопасят ваш бассейн от попадания в него лишнего мусора, а также от осадков, которые могут загрязнить обработанную воду в бассейне.
• Организация навесов в хозяйственных целях. Посредством данных конструкций вы можете обустраивать различные загоны для домашнего скота: например, для куриц или свиней.

К основным из них следует отнести следующие характеристики.

• Высокий уровень прочности. Данная характеристика обеспечивается благодаря наличию специально предназначенных ребер жесткости. На это в большой степени влияет тот факт, что сечение металлических труб является квадратным или прямоугольным, а не круглым (последний вариант при желании можно легко согнуть).
• Доступная стоимость. Благодаря тому, что данный материал является относительно бюджетным (что обусловлено достаточно простой технологией его производства), его покупка доступна практически каждому человеку даже с небольшим доходом. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение горячекатаным изделиям.
• Комфорт использования. В связи с тем, что сечение металлических труб является квадратным или прямоугольным, оно отличается высоким уровнем удобства в процессе эксплуатации. Это связано, в первую очередь, с использованием соединительных болтов и специализированного сварочного оборудования. Помимо металлических труб, для создания ферм для навесов можно использовать пиломатериалы. Несмотря на то что данный вариант имеет безусловные преимущества (среди них – простата изготовления), он используется на практике достаточно редко.

Процесс возведения своими руками и основные советы

Выпускается несколько разновидностей профильных труб: неокрашенные, с оцинкованным покрытием против коррозии, со специальным напылением. Экономия может дойти до 30 процентов, если взять чистое изделие, а затем окрасить его самостоятельно.

В данной статье представлены фото и видео уроки, а так же чертежи каркаса навесов. Если вы все изучите, то без труда сможете соорудить данную конструкцию своими руками в кратчайшие сроки.

Как мы уже говорили ранее, можно облегчить конструкцию и прикрепить поликарбонат на крышу, но это будет не очень рационально с точки зрения экономичности. Лучше всего навес односкатный металлический делать из профнастила. К тому же, его не надо гнуть, ровнять, подкладывать хитрые шайбы и не страшно перетянуть немного. Установить его проще пареной репы, рассмотрим пошаговую инструкцию:

ШАГ 1: сверлим отверстия. Нужно поднять металлический лист и сделать в нем отверстия на уровне металлической балки, которая соединяет стороны навеса. Это можно сделать просто: положить лист на балку, снизу маркером отметить где надо сделать отверстия, снять и просверлить их. Отверстия через каждые 35 сантиметров.ШАГ 2: рассверливаем металлический навес для авто. Отверстия можно делать как заранее в отмеченных местах, так и когда лист прикладывается уже на каркас и через отверстие на профнастиле просверлить перемычку. Использовать надо специальные шурупы с герметизирующими шляпками, чтобы места завинчивания не ржавели. Можно использовать пластиковые шайбы для работы, это удобно и дешево.ШАГ 3: обработка защитными материалами. Лучше использовать глубокие пропитки для металла и лаки, чтобы наша работа простояла долгие годы. При использовании лака металлические навесы для дачи служат минимум в 2 раза дольше, поскольку даже высокая кислотность осадков не вызывает коррозийные процессы.

Мы рассмотрели, как сделать металлический навес без помощи специализированной бригады, но еще предлагаем посмотреть видео, как правильно нужно привинчивать профнастил к каркасу металлическому, чтобы не допустить ошибки:

Архитектура металлической фермы: элементы, узлы и напряжение

Итак, металлическая ферма – это сварная или сборная система труб и жестких крепежных узлов. Состоит такая конструкция из определенных элементов:

• Пояса, верхний и нижний, которые служат каркасом.
• Решетки, которая связывает оба уровня.
• Стоек, которые смонтированы перпендикулярно к поясу.
• Раскосов, которые присоединены под углом к нижнему и верхнему уровню.
• Шпренгеля – вспомогательного раскоса.
• Узел – это точка, в которой сходится сразу несколько стержней. Здесь трубы соединяют при помощи фасонки – специального металлического листа.
• Панель – это расстояние между соседними узлами, а пролет – расстояние между опорами стропильных систем.

Верхний пояс металлической фермы изготавливают из профильной трубы или двутавровых балок, с применением фланцевого соединения. Нижний – из этих же материалов.

Только, если ферма станет подвергаться нагрузке на уровне панелей, тогда дополнительно необходимо установить парные швеллеры. А внутренние стойки и раскосы изготавливают из круглой трубы, уголка или профильной трубы.

Решетки внутри фермы располагают по самым разным схемам, и все они продиктованы исключительно практическими соображениями. Чем больше поперечных элементов, тем прочнее сама конструкция, и тем дороже она обходится (материала-то уходит больше!). Например, вот в каких вариантах изготавливают треугольную ферму:

Внутренний рисунок металлической фермы подбирают в зависимости от конструктивных требований и планируемого уровня нагрузок. И выбранный тип обрешетки влияет на вес конструкции, ее внешний вид, трудоемкость и бюджет на изготовление самой металлической фермы.

Давайте рассмотрим стандартные виды внутренних решеток металлических ферм:

• Меньше всего узлов в треугольной решетке, которая чаще всего встречается в параллельной и трапециевидной ферме. Причем такая решетка считается наиболее экономной, т.к. у нее минимальная суммарная длина стержней.
• Шпренгельная решетка нужна там, где основная нагрузка приходится на верхний пояс. А потому ее используют, когда нужно сохранить расстояние между прогонами.
• Раскосную ферму делают, когда стойкам приходится противостоять большим усилиям.
• Крестовая разновидность нужна для каркасов, в которых расчетная нагрузка идет сразу в обоих направлениях.
• Перекрестная решетка нужна для ферм, которые делают из тавров.
• Полураскосная и ромбическая решетка нужна для ферм с такой большой высотой, как при создании мостов и мачт. Такие рамы получаются с высокой жесткостью благодаря двум системам раскосов.

В жизни выглядят все эти фермы так:

Вот, например, как выглядит не так часто встречающаяся шпренгельная ферма:

Кровельные металлические фермы, в свою очередь, бывают двускатные, односкатные и прямые. За счет ребер жесткости металлические фермы не деформируются даже на больших пролетах, хотя с виду довольно хрупкие.

Также металлические фермы делят на виды по количеству поясов. Это плоские фермы, где узлы и стержни находятся в одной плоскости, и пространственные, более сложные, в которых пояса находятся в параллельных плоскостях.

Как сделать бетонную смесь правильно

Для бетона марки М200 нужен щебень, песок и цемент в соотношении 4,8:2,8:1 и вода. Сначала в емкость для приготовления бетона наливают воду, объем которой должен быть примерно равен объему цемента. В воду высыпают весь цемент и тщательно перемешивают, добавляют и вмешивают песок, затем — щебень.

Иногда навесы из профнастила во дворе ставят на монолитную бетонную плиту или ленточный фундамент, закрепляя опорные трубы анкерами. Если фундаменты выполнены правильно, то такое крепление очень надежно. Но заглубленная ниже уровня промерзания бетонная лента и, тем более, монолитная плита стоят в разы дороже, не говоря уже о намного большей сложности заливки.

Через две недели или позже приступают к монтажу кровли навеса:

1. Если концы труб по одной стороне не на одном уровне, их срезают болгаркой вровень.
2. Колонны по одной стороне соединяют горизонтальной профильной трубой 80×80 мм или 100×100 мм в зависимости от сечения колонн, укладывая ее на вершины опор и обваривая их.
3. Противолежащие колонны связывают нижним поясом фермы. Для этого используют профиль 80×80 мм, длина которого должна быть достаточной, чтобы в месте ската образовался карнизный свес около 500 мм. Для двускатного навеса нижний пояс фермы укладывают на горизонтальные трубы, для односкатного навеса профиль с одной стороны приваривают встык к стальным опорам. В результате должна получиться горизонтальная связка между сторонами навеса.
4. Для двускатного навеса по центру труб нижнего пояса вертикально приваривают профиль 80×80 мм, а поверх них приваривают коньковый прогон из такого же профиля — на него будут опираться стропила.
5. Стропила делают из профиля 60×30 мм. Край трубы срезают болгаркой так, чтобы она плотно прилегала к коньковому прогону или опорам. Это нужно для прочного сварного шва.
6. Все стропила сначала наживляют прерывистым швом. Они должны быть в одной плоскости, поэтому полностью трубы обваривают только после того, как убедятся, что обрешетка укладывается на стропила без зазоров.
7. Получившийся треугольник фермы укрепляют раскосами из профиля 60×30 мм или 40×20 мм в соответствии с чертежом.
8. Перпендикулярно стропилам приваривают обрешетку из профильной трубы 40×20 мм с шагом, который определяется выбранной маркой профнастила и рассчитанной нагрузкой.
9. Сварные швы зачищают, готовый каркас грунтуют и красят в два слоя.
10. Профнастил начинают укладывать со стороны, противоположной преобладающему направлению ветра в местности.
11. Первый лист укладывают с краю, выравнивают по свесу и крепят кровельными саморезами в низ профиля через волну в каждую поперечину обрешетки.
12. Второй и последующие листы профнастила укладывают с нахлестом в одну волну. В месте стыка их крепят в верх волны.
13. По торцам навеса поверх профлиста ставят ветровую планку, а на двускатную кровлю крепят конек.

Для монтажа профлиста используют только кровельные саморезы с прокладкой из неопрена или EPDM. При плотном прижатии к покрытию листа такая прокладка создает надежное герметичное соединение, защищая отверстие от влаги. Чтобы добиться этого эффекта, саморез нужно ввинчивать строго перпендикулярно поверхности листа с достаточной силой — нужно плотно прижать прокладку, но не выдавить ее за пределы шайбы.

Для облегчения крепления профнастила к металлическим прогонам можно просверлить в них отверстия тонким сверлом, диаметр которого должен быть меньше диаметра самореза.

Как собирается каркас?

После того как будут полностью готовы фермы, имеющие оптимальные параметры и размеры, можно приступать к формированию металлического каркаса. Для этого выполняются действия:

• Выбирается место, которое будет применяться для возведения конструкции. На него наносится разметка, на основании которой будут выполняться все последующие действия.
• Производится грамотная установка опор, которые надежно бетонируются, причем они должны располагаться строго вертикально. Во время работы непременно надо пользоваться уровнем или отвесом, так как только эти инструменты гарантируют действительно получение ровной конструкции.
• К стойкам присоединяются квадратные трубы, для чего придется пользоваться сварочным аппаратом.
• Монтаж ферм осуществляется непосредственно на земле, причем к полученным поясам надо приварить перемычки и раскосы. Они должны находиться как вверху, так и внизу. Только после этого можно поднять готовые элементы, которые привариваются к опорам.
• Для крепления поликарбоната в качестве основы выступают перемычки, причем они фиксируются к каждой ферме, а расстояние между ними должно быть равно примерно полметра.
• После изготовления конструкции надо хорошо и тщательно зачистить металлические элементы, которые далее покрываются грунтовкой и красятся. Только тщательная и надежная защита обеспечит долговечность конструкции, так как на ней не начнется процесс коррозии.

Таким образом, создать каркас для навеса из ферм достаточно легко, для чего надо только заранее уделить внимание грамотным расчетам и точно следовать правильной инструкции для создания конструкции.

Конструктив

Навесы металлические можно разделить на три вида:

• Мини конструкции – козырьки, мобильные беседки, моноизделие – мангал с крышей.
• Самостоятельные отдельно стоящие металлические постройки.
• Комбинированные — пристройки к гаражу, дому, бане и т.д., чаще это веранда, терраса – место для отдыха, либо навес хозяйственного назначения.

Чертеж консольно-балочного приставного металлического навеса к дому

Проект навеса из металлических конструкций делается исходя из функционала постройки, это могут быть:

• открытые строения, состоящие из опор и крыши;
• закрытые постройки, где бока зашиваются листовым материалом, панелями, деревом, решетками, стеклятся, закрываются плотными шторами, тентовыми, тканевыми со специальной влагостойкой пропиткой, брезентовыми, мягким остеклением.

Навес из металлопрофиля и мягкой черепицы для дровСовет: Для остекления металлического навеса рекомендуется использовать раздвижные алюминиевые системы, они не загораживают обзор, секции можно сдвинуть, чтобы максимально открыть постройку. Подобное остекление – надежная защита от осадков, пыли, порывов ветра, в небольшой мороз сохранит благоприятный микроклимат внутри, что сделает отдых комфортным в любое время года.

Большая металлическая конструкция, комбинированная с кирпичной кладкой

Открытые металлические навесы, благодаря небольшому весу конструкции, часто устраивают на крыше гаража, летней кухни, беседок. Такое решение — это прекрасная возможность организовать комфортную зону отдыха с шикарным обзором, если на участке нет места под самостоятельное строение.

Изготовить навес своими руками из металла – это выгодное, практичное решение, при соблюдении технологии строительства, должном уходе — постройка прослужит верой и правдой несколько десятков лет.

Металлоконструкции не боятся температурных дельт, устойчивы к природным физико-химическим, биологическим, механическим нагрузкам. Но металл быстро нагревается и остывает, это следует учитывать при строительстве навесов для отдыха, над мангалом, поэтому лучше предусмотреть защитные элементы, например, в беседке сделать перила, а также сидушки из дерева.

Основной враг металлических навесов – ржавчина, которая способна нанести ощутимый вред, даже разрушить строение за небольшой срок. Избежать фатальных последствий поможет обработка и защита металлических элементов навеса.

Чертеж металлического козырька над крыльцом

Определение сечения элементов

Когда для фермы известны все действующие нагрузки, пора определяться с сечением элементов. Оно не обязательно должно быть равным для всех деталей: пояс традиционно выполняют из проката более крупного сечения, чем детали заполнения. Так обеспечивается запас надёжности конструкции.

где: Fтр — площадь поперечного сечения растянутой детали; N — усилие от расчётных нагрузок; Ry — расчётное сопротивление материала; γс — коэффициент условий работы.

Если с разрывающими нагрузками для стальных деталей всё относительно просто, то расчёт сжатых стержней производится не на прочность, а на устойчивость, так как итоговый результат количественно меньше и, соответственно, считается критическим значением.

Рассчитать можно на онлайн-калькуляторе, а можно и вручную, предварительно определив коэффициент приведения длины, определяющий, на какой части общей протяжённости стержень способен изгибаться. Этот коэффициент зависит от метода крепления краёв стержня: для торцевой сварки это единица, а при наличии «идеально» жёстких косынок может приближаться к 0,5.

где: Fтр — площадь поперечного сечения сжатой детали; N — усилие от расчётных нагрузок; φ — коэффициент продольного изгиба сжатых элементов (определяется по таблице); Ry — расчётное сопротивление материала; γс — коэффициент условий работы.

Также нужно знать минимальный радиус инерции, определяемый как квадратный корень из частного от деления осевого момента инерции на площадь сечения. Осевой момент определяется формой и симметрией сечения, лучше взять это значение из таблицы.

где: ix — радиус инерции сечения; Jx — осевой момент инерции; Fтр — площадь сечения.

Таким образом, если разделить длину (с учётом коэффициента приведения) на минимальный радиус инерции, можно получить количественное значение гибкости. Для устойчивого стержня соблюдается условие, что частное от деления нагрузки на площадь поперечного сечения не должно быть меньше произведения допустимой сжимающей нагрузки на коэффициент продольного изгиба, который определяется значением гибкости конкретного стержня и материалом его изготовления.

где: lx — расчётная длина в плоскости фермы; ix — минимальный радиус инерции сечения по оси x; ly — расчётная длина из плоскости фермы; iy — минимальный радиус инерции сечения по оси y.

Обратите внимание, что именно в расчёте сжатого стержня на устойчивость отображена вся суть работы фермы. При недостаточном сечении элемента, не позволяющем обеспечить его устойчивость, мы вправе добавить более тонкие связи, изменив систему крепления. Это усложняет конфигурацию фермы, но позволяет добиться большей устойчивости при меньшем весе.

Проектируем односкатный навес из металлопрофиля: чертежи с размерами, расчетом нагрузок и материалов

По правилам стальные опоры для навеса нужно рассчитывать по СП 16.13330.2023 (актуализированная редакция СНиП II-23-81 Стальные конструкции). Но на практике это мало кто делает — просто опирают навес из профлиста односкатный на круглые или профильные трубы 80×80 мм либо 100×100 мм.

Во-первых, при таких размерах расход материалов минимален и суммарная разница в цене между 6–10 трубами 80 мм и 100 мм исчезающе мала. Во-вторых, по выполненному по всем правилам расчету в качестве опор обычно нужно использовать профильные трубы сечением 65–70 мм.

Учитывая, что нужен запас прочности, выбирают все равно все тот же профиль 80×80 мм. При этом чтобы сделать расчет, человеку без опыта может понадобиться не один час. То же касается и ферм — обычно их конструкцию берут из готовых чертежей, чтобы не тратить время не расчеты.

А вот ветровую и снеговую нагрузку по СП 20.13330.2023 (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия) рассчитать придется. От этого прямо зависит минимально допустимый уклон кровли и марка профлиста.

Сделать это просто. Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле:

где Sg — табличное значение веса снегового покрова на 1 м², который зависит от того, в каком снеговом районе идет строительство, а μ — поправочный коэффициент, который определяется по уклону кровли:

• μ = 1 для уклона меньше 30°;
• μ = (60°−α)/(60°−30°) для уклона кровли, который равен α;
• μ = 0, если уклон крыши больше 60°.

Определить снеговой район можно по карте ниже.

Ветровая нагрузка определяется по формуле:

где w0 — нормативная ветровая нагрузка, которая зависит от района строительства:

k(ze) — поправочный коэффициент, который учитывает изменение ветрового давления в зависимости от высоты и определяется по таблице:

https://www.youtube.com/watch?v=XdcxzUHxPrc

с — аэродинамический коэффициент, который в свою очередь рассчитывается как сумма коэффициентов:

Значения коэффициентов cp1 и сp2 листами можно посмотреть в таблице ниже, сf равен 0,04 для кровель, закрытых волнистыми листами.

Нагрузку считают по обеим схемам и учитывают наибольшую. Для тех углов, которых нет в таблице, значения получают линейной экстраполяцией. Для этого стоят график по двум точкам, соединяют их линией и, при необходимости, продлевают ее.

Посчитанную снеговую и ветровую нагрузку суммируют, причем ветровую — с коэффициентом 0,9. После этого выбирают марку профнастила с несущей способностью, которая позволяет держать такую нагрузку.

В наших примерах мы показали, как рассчитываются нагрузки. Для более наглядных расчетов угол наклона был взят равным 35°, но, конечно же, настолько крутая крыша у односкатных навесов практически не встречается. Обычно уклон берут намного меньше: 15°–20°, а иногда даже меньше — 10°.

Поэтому профлист С21 подходит для таких навесов редко — его несущей способности просто не хватает для сопротивления ветровой и снеговой нагрузке даже в благополучной с климатической точки зрения Московской области. Поэтому на односкатный навес либо укладывают листы марки НС35 или НС44, либо делают более частую обрешетку.

Что касается чертежа — мы не рекомендуем самостоятельно заниматься проектированием навеса. Эту задачу лучше оставить специалистам с профильным опытом и знанием нормативов. Советуем воспользоваться готовыми чертежами стандартных односкатных навесов. Наиболее удачный вариант, с нашей точки зрения, приведен ниже.

Чертежи нужно использовать «как есть» — не пытайтесь пропорционально увеличить размеры или усовершенствовать схемы самостоятельно, за исключением случаев, когда у вас есть соответствующие знания, и вы точно знаете, что делаете. Это может привести к обрушению навеса снежной зимой или во время штормового ветра.

Типы навесных строений

Навесы из профтрубы классифицируют по типу опорной и стропильной систем.Тип опорной системы зависит от места расположения навеса относительно других строений. Разделяют пристроенные, консольные и отдельностоящие конструкции.

Так как крыша – основная часть навесной конструкции, сложность возведения навеса зависит именно от формы кровли.

По типу стропильной системы выделяют одно– и двускатные, арочные и шатровые навесы.

Типы решеток и точечная нагрузка

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.

Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.

В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

• Треугольная система решетки всегда применяются в фермах с параллельными поясами и трапецеидальной ферме. Ее основное преимущество в том, что она дает самую маленькую суммарную длину решетки.
• Раскосная система хороша при небольшой высоте ферм. Но расход материала на нее немалый, ведь здесь весь путь усилия идет через узлы и стержни решетки. А поэтому при проектировании важно заложить максимум стержней, чтобы длинные элементы оказались растянутыми, а стойки – сжатыми.
• Еще один вид – шпренгельная решетка. Ее изготавливают в случае нагрузок верхнего пояса, а также тогда, когда нужно уменьшить длину самой решетки. Здесь преимущество в соблюдении оптимального расстояния между элементами всех поперечных конструкций, которое, в свою очередь, позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом для монтажа элементов кровли. Но создавать такой решетку своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительным расходам металла.
• Крестовидная решетка позволяет распределить нагрузку на ферму сразу в обоих направлениях.
• Еще один вид решетки – перекрестная, где раскосы крепятся прямо к стенке фермы.
• И, наконец полураскосная и ромбическая решетки, самая жесткая из перечисленных. Здесь взаимодействует сразу две системы раскосов.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать.

Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной: