Навес из профильной трубы своими руками. Чертежи для строительства навесов Расчет односкатного навеса из профильной трубы

Навес на даче или у частного дома может выполнять множество функций: укрывание от солнца и дождя зоны отдыха, хозяйственных территорий, летнего гаража. Обычно укрытие обустраивают листами поликарбоната или деревянными досками. А опирается настил на столбы - опоры, которые могут быть сделаны из дерева или металла.

Какими бывают столбы

Опоры для навеса делают из разных материалов:

• Дерево;
• Металлические трубы;
• Кирпич или бетон;
• Комбинированные опоры.

Деревянные столбы для навеса

Это самый простой и доступный вид опор под навес, которые можно установить самостоятельно даже при отсутствии специальных навыков. Древесина подойдет любая, но прочная и твёрдая, оптимально отдать предпочтение лиственным породам деревьев.

Стойка может быть цельной деревянной, закопанной у основания в землю, или комбинированной - когда основание столба каменное, и только верх деревянный. В первом случае особенно важно, чтобы материал был хорошо пропитан антисептиками, препятствующими гниению.

Установка деревянных столбов для навеса подходит под конструкцию из поликарбоната или досок.

Столбы для навеса из профилированной трубы

Металл - прочный и долговечный материал, способный служить опорой для поддержания навеса долгие десятилетия. Металлические столбы для навеса - самые надежные и крепкие опоры, которые обходятся не так уж дорого.

В качестве стоек обычно используют обычные металлические трубы разного диаметра, перед закапыванием в грунт нижнюю их часть необходимо покрыть антикоррозийной эмалью, продляющую срок службы опоры, и полимером для гидроизоляции.

Столбы для навеса из профильной трубы применяют во многих случаях:

• Для получения надежного и крепкого каркаса под навесы из поликарбоната, досок, металлического профиля;
• При влажных и водонасыщенных грунтах;
• Для монтажа основания под фермы;
• Для установки каркаса «на века».

Металлические столбы (трубы) дороже деревянных, но и служат они значительно дольше без потребности в ремонте, а также более эстетичны, выдерживают неограниченное количество окрашиваний.

Опоры из кирпича

Стойки из кирпича выглядят красиво и основательно, но это самый дорогой вид опор и трудоемкий в установке. Хорошо смотрятся опоры из кирпича на фоне фасада или забора из того же материала под любой навес. Интересно играет на кирпиче поликарбонат, пропуская солнечные лучи.

Для строительства подходит кирпич красный, белый и силикатный, выбор следует делать, исходя из декоративных особенностей участка.

К этой же группе можно отнести опоры из декоративного камня.

Расчет столбов

Прежде, чем закупать материал и приступать к работам, необходимо рассчитать количество опор и глубину их заложения, выбрать тип устройства подземной части стойки.

Расчет количества опор под навес

При определении количества опор нужно рассчитать нагрузку на 1 столб и соотнести ее с допустимым шагом столбов. В среднем, одна металлическая труба диаметром 80…100 мм способна выдержать нагрузку до 250 кг. В нее входит:

• Вес кровельного участка (навеса);
• Собственный вес трубы;
• Масса снежного покрова.

Обычно навес обустраивают под 1 автомобиль или небольшую площадку. На примере периметра 6х3 метра понадобится 8 опор:

• 4 в углах;
• По 2 с каждой стороны между угловыми стойками.

Среднее расстояние между опорами - 2,0 метра, можно принять и больше - 2,5 метра.

То же касается каменных стоек. В этом вопросе также важно учесть гибкость кровельного покрытия, чтобы оно не провисло под тяжестью снега. Больше 2-2,5 метров между опорами без дополнительной подкровельной балки принимать не следует.

Величина заглубления опоры

Установка столбов для навеса осуществляется в грунт. Чтобы стойка стояла ровно, необходимо принять правильную глубину для закапывания её основания и способ погружения и фиксации в грунте. Столб может быть введен в землю следущими способами:

• 1) Вбивание подойдет для металлических опор под небольшие навесы с легкими укрывными материалами. Вбивание возможно только на плотных грунтах, ни в коем случае нельзя прибегать к этому способу на суглинках и пучинистых почвах;
• 2) Бетонирование способно усилить несущую способность столба на любых почвах. Бетонированию подвергают металлические столбы, реже - дерево;
• 3) Бутование. По сути, это вкапывание столба, но с применением уплотняющих почву материалов - щебня, гравия.

Глубину определяют по величине промерзания грунта в регионе. Столб заводят на глубину ниже табличной на 20-30 см, не нужно забывать об обустройстве подушки 10-15см.

Как поставить столбы для навеса

Опоры для навеса можно установить разными способами. Выбор зависит от материала изготовления столба, типа грунтов и предполагаемой нагрузки на покрытие.

Монтаж деревянных столбов

Как установить деревянные столбы для навеса:

1. Закопать столб. Для этого выкапывают яму, засыпают а дно подушку из смеси песка и щебня. Туда же опускают подготовленную деревянную стойку, тщательно обработанную от гниения. После этого засыпают грунт обратно и уплотняют его. Этот метод подходит для организации временного или легкого навеса.
2. Прикрепить стойку к существующему столбчатому фундаменту. Это щадящий способ использования деревянных стоек. В готовые столбчатые фундаменты заранее закладывают пластины, к которым в последствии крепятся деревянные опоры.

Установка металлических столбов

Стойки из труб делают чаще остальных, поэтому и способов монтажа для этого материала придумано больше.

Забивание

Забить можно металлические столбы в плотные грунты. Это отличный способ сэкономить на монтажных работах и получить надежный каркас.

В отмеченном месте устанавливают трубу, надевают оголовок (толстый слой картона) и начинают забивание до достижения плотных пород грунта. Поскольку подушка из песка и щебня при этом методе отсутствует, ориентироваться стоит именно на твердые опорные пласты. Излишки длины по верху можно подрезать. При этом, глубина столбов для навеса не должна быть меньше 1,5 метров или ½ от верхней части столба.

Бутование столбов для навеса

Это метод, аналогичный закапыванию. В отмеченном месте готовится лунка глубиной ниже уровня промерзания на 0,3 метра. На дно засыпается смесь песчано-гравийная и устанавливается столб. Далее яму послойно заполняют песчано-гравийной смесью, постоянно подливая воду для уплотнения.

Когда до вершины лунки осталось 15-20 см, заливают бетонный раствор, который служит в качестве усиления для опоры.

Плюсы метода:

• Высокая эффективность при малых финансовых и трудовых затратах;
• Быстрая скорость установки.
• Недостаток - небольшая несущая способность столбов.

Бетонирование столбов для навеса

Чтобы получить надежную и универсальную опору, берут металлические трубы и заглубляют их в грунт, применяя бетонирование основания столба. Метод целесообразен для использования на подвижных и пучинистых грунтах, где сложно достигнуть плотных слоев и необходимо защитить стойку от выталкивания при пучении насыщенного водой грунта.

Как забетонировать столбы для навеса:

• 1) Выкапывают яму на рассчитанную глубину;
• 2) Низ засыпают щебеночно-песчаной смесью и уплотняют;
• 3) Выставляют металлический каркас для усиления «стакана»;
• 4) Монтируют опалубку;
• 5) Вставляют трубу и фиксируют ее к каркасу металлической арматурой;
• 6) Производят заливку бетона.

Установка столбов

Нельзя обойти стороной монтаж кирпичных столбов, которые тоже иногда применяются для поддержания навесов. Чтобы установить такую опору, необходим фундамент. Чаще это столбчатая конструкция.

• 1) Выкапывают яму размерами 50×50 сантиметров минимум;
• 2) На дно укладывают подушку из песка и щебня для компенсации нагрузок от грунта;
• 3) Укладывают тонкий слой цемента или кладочного раствора для выравнивания площадки. Можно пропустить этот этап, если хорошо разровнять площадку;
• 4) Теперь приступают к кладке столбиков. Для опоры под навес достаточно кладки 1-1,5 кирпича.

Когда подземная часть готова, боковые стенки основания закрывают рубероидом или обмазывают битумом, затем закапывают и сверху доводят кладку до проектной отметки.

Когда стойки готовы, приступают к монтажным работам по установке перекрытия навеса.

Навесы часто устанавливают во дворе, чтобы защититься от дождя и яркого солнца, одновременно находясь на свежем воздухе. Сварка ферм для навеса из профильных труб – это несложная работа, но требующая знаний по расчету, подбору материалов и сборки конструкции.

Обладая некоторыми навыками по сварке, можно получить красивое и надежное укрытие для автомобиля или небольшой навес над крыльцом.

Перед началом работ потребуется определиться с размерами и высотой конструкции. Эта работа проводится в несколько этапов.

Сначала следует определиться с укрывным материалом. Наиболее востребованы навесы из поликарбоната из-за легкости ипрочности. От выбора материала зависит количество ферм и шаг установки стоек. Для небольшого козырька изготовление ферм не требуется.

До сварки и других работ надо выполнить эскиз навеса из профильных труб, на котором определяются размеры и тип ферм, размеры деталей. Лучше сделать отдельную специализацию, с размерами профилей и длиной деталей.

При порезке такая схема поможет не ошибиться и сэкономит материал. Чертежи или эскиз навеса можно выполнить на ноутбуке с помощью специальной программы или начертить от руки.

Точные размеры можно получить только на месте установки и изготовления навеса. При этом необходимо учесть способ установки и закрепления всех стоевых деталей.

Если навес одной стороной прилегает к стене, можно изготовить закладные детали и закрепить их в местах монтажа ферм.

Что учитывать при постройке

При сварке и монтаже навеса возле одной из стен здания, длину и ширину опорной конструкции лучше сделать несколько короче. Такая операция позволит обеспечить выпуск укрывного материала и сток дождевой воды в желоба. Еще одно преимущество способа – это экономия более 2-х м профильной трубы на каждой ферме.

Самый низкий срез навеса должен быть высотой не менее 2,2 м. При заезде газели, высоту следует увеличить до 2,6 м. Величина самого высокого места зависит от фантазии и возможностей бюджета.

Но следует учесть одно правило кровельщиков. Угол наклона ската крыши не должен превышать 120, поэтому общая высота конструкции должна быть менее 4-х м.

При расположении и выборе места, следует обязательно учитывать основные направления ветров и количество осадков характерных для региона.

В зависимости от этих значений подбирают размеры полок основного профиля для сварки, трубы на стойки и квадрата на раскрепления. Для основных частей навеса из профильных труб подготавливают отдельный чертеж со всеми размерами, местами раскреплений и жесткостей.

Вариантов формы крыши навесов довольно много – односкатные, арочные, двускатные (домиком), сложные. Каждая конструкция имеет свои минусы и плюсы.

Самая распространенная – односкатная крыша, сварка которой не представляет трудностей. Угол наклона фермы не должен быть менее 8%. При несоблюдении этого значения на крыше навеса в зимнее время будет собираться снег, и такой козырек долго не прослужит.

Достоинства профильных труб

Фермы из квадратных профильных труб имеют ряд преимуществ перед другим металлопрокатом:

1. материал отличается хорошей стойкостью к высоким температурам. Целостность и отсутствие деформаций при пожаре – это один из основных плюсов профильных труб;
2. форма квадрата и четыре ребра жесткости позволяют профилю выдерживать большие нагрузки;
3. загибать профили достаточно просто. С помощью профильной трубы можно придавать конструкции различные виды;
4. общий вес конструкции намного меньше, чем у навесов с такими же размерами, изготовленными из другого металлопроката;
5. материал служит долгое время.

Чтобы выполнить весь цикл работ, включая сварку и покраску, нужно провести несколько основных операций. Для наглядности примем размеры конструкций с габаритами обычного гаража для автомобиля – 6 м длиной и 4 м шириной. Одна сторона крепится к стене здания.

Подготовительные работы

Для такого навеса достаточно будет использовать для сварки профиль с полкой 30 мм. Толщину стенки берут 1,5 мм. Толще не нужно, это только увеличит стоимость конструкции.

Самый простой и надежный вариант навеса – односкатный. Длина верхнего ската в рассматриваемом случае будет 3900 мм, нижний отрезок уменьшаем на 80 мм, поэтому ферма на краю зарезается под угол для соединения.

Размер самой большой распорки между горизонтальными трубами фермы будет 600 мм, всего делают 7 распорок на всю деталь конструкции. Для лучшего соединения первую ферму навеса собирают на ровной поверхности .

Стыкуют и проводят сварку узкого края. Затем монтируют широкую распорку и варят стыки. Размечают место установки следующего ребра жесткости, замеряют размер, отрезают заготовку и монтируют ее в конструкцию фермы. Операцию повторяют с оставшимися 5-ю ребрами, постепенно уменьшая их размер.

Теперь у нас есть точные размеры распоров фермы, а их понадобится еще 4 штуки. Надо нарезать всю заготовку для сборки ферм для навеса. Первая деталь, для удобства, будет служить шаблоном.

Прихватки обязательно ставить со всех сторон стыка для большей надежности предварительной сборки. Для прихваток выставляют небольшой сварочный ток – это поможет избежать лишних дырок в соединении.

Собрав конструкцию фермы, снимают ее с шаблона и проводят сварку в нижнем положении. Затем таким же способом собирают и обваривают оставшиеся фермы навеса.

Некоторые специалисты советуют сварить конструкцию с помощью косых распорок из профиля меньшего размера. Для спокойствия можно установить дополнительные ребра жесткости, но это потребует покупки дополнительного недешевого материала.

Поэтому, при желании, можно раскрепить первые 2 самых широких окна. Остальные лучше ужесточить, обварив на боковых стыках треугольные косынки из листового металла.

Выполнение монтажа

Чтобы выполнить монтаж, на стену дома потребуется через каждые 1500 мм от крайней фермы закрепить на 3-4 самореза обрезки уголка с полками 30 мм.

Таких мест крепления будет 5 штук, по количеству ферм. Напротив, на расстоянии от стены 3060 мм, копают или бурят отверстия для стоек из профильной трубы с шириной полки 80 или 100 мм.

Отрезают пять заготовок длиной 2900 мм. На верхний конец профильной трубы необходимо приваривать пятак из листового металла. Это не позволит попадать внутрь воде и снегу и обеспечит надежную обварку стойки и фермы. Их устанавливают в отверстия и заглубляют на 800 мм.

От уровня основного чистого пола высота стоек навеса должна быть для легкового авто 2100 мм. Стоевые надо установить строго в вертикальном положении и раскрепить их с помощью укосин. Затем залить отверстия в земле бетоном. Теперь можно сделать перерыв на сутки для полного застывания бетона.

Сборка каркаса

Чтобы собрать каркас навеса, узкий край фермы устанавливают на стойку и прихватывают к уголку на стене. Надо сварить стойку и узкий край между собой.

Перед этим нужно проверить по уровню положение всех деталей узла. Главное – это правильно приварить первую ферму, чтобы предотвратить перекос всей конструкции.

Когда первая ферма установлена, в таком же порядке устанавливают остальные, раскрепляя их между собой перемычками, на расстоянии 500 мм по ширине фермы.

В результате получилась конструкция с жестко закрепленными деталями, которая будет служить долгое время. Теперь надо оббить шлак со всех стыков, проверить качество и наполненность шва.

В слабых местах с большими раковинами необходимо уложить дополнительный шов. Болгаркой и зачистным камнем обрабатывают места сварки, обезжиривают все поверхности с помощью любого растворителя, дают ему высохнуть и наносят на металл слой грунтовки.

Когда грунтовка высохла, окрашивают ее в любой понравившийся цвет. Осталось закрепить листы поликарбоната специальными саморезами, и навес будет готов.

Важные моменты

Перед началом работ надо определиться с размерами конструкции, профиля и необходимым количеством материала. Сварка навеса из профильных труб ведется ручным дуговым аппаратом. Обязательно надевают защитную одежду и маску.

Не следует торопиться при сварке, надо обеспечить надежный провар металла. Электроды лучше использовать МР-3, или АНО-21. Надо правильно располагать детали при стыковке и сварке конструкции.

При эксплуатации навеса и образовании на нем ржавчины, поврежденное место зачищают наждачкой и окрашивают грунтом. При обильных снегопадах с крыши навеса убирают снег.

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.
Исходные данные:

- город строительства – г. Гродно ( - Республика Беларусь, Гродненская область)
- размер в плане 3х6 метра
- несущие конструкции (стойка – профильная труба, балка – двутавр, прогоны – швеллер)
- высота до низа балки – 2,7 метра
- уклон кровли – 10%
- материал кровли – профлист НС35х1000х0.5 (масса 1 м2 – 5.4 кг)
- сталь класса С255
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).

Расчет прогонов

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. = 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). = 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):

50 кг/м2 * 1,003 м * 1,4 = 70,21 кг/м

Итоговое значение линейной нагрузки будет следующее:

5,69 кг/м + 70,21 кг/м = 75,9 кг/м

Затем , 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.

Подставив все найденные величины в калькулятор по прогибу, видим, что прогиб получился 18,9 мм и он не больше нашего предельно допустимого прогиба 20 мм.

Значит делаем вывод - прогон из 5 швеллера устраивает нас как по прочности, так и по прогибу.

Расчет двутавровой балки

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:

210 кг/м + 17,01 кг/м + 36,08 кг/м = 263,09 кг/м

Далее опять по нашему 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 .

Расчет стойки из профильной трубы

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 , учитывая тот факт, что в грузовую площадь попадает 1,5 метра балки) = 11,92 кг * 1,05 = 12,52 кг

- снеговой нагрузки = 50 кг/м2 * 4,5 м2 * 1,4 = 315 кг
- нагрузка от собственного веса стойки (примем 3% от общей нагрузки на стойку)
Итоговая нагрузка на стойку будет следующей:

(25,52 кг + 54,12 кг + 12,52 кг + 315 кг) * 1,03 = 419,4 кг

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 рассчитаем сечение стойки из профильной трубы, к примеру, 40х1.5:

Исходя из расчет видно, что стойка 40х1.5 не проходит по гибкости (формула гибкости=расчетная_длина / радиус_инерции), а значит надо либо уменьшить расчетные длины стойки путем добавления связей в двух плоскостях, либо увеличить радиус инерции путем увеличения поперечного сечения. Мы же увеличим поперечное сечение до 50х2.

Как видно на рисунке, принята профильная труба сечение 50х50 и толщиной стенки 2 мм .

Пространственная жесткость

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.

Для упрощения понимания многих расчетов мы пренебрегали следующими вещами:
1. Нагрузка от ветра: при отсутствии зашивки навеса по бокам, нагрузка от ветра будет действовать только на кровлю навеса, но при небольшом уклоне она будет незначительна.
2. При расчете прогонов и балки на прогиб задавать надо было нормативную нагрузку, но и от расчетной хуже не будет.

Если вам понравилась эта статья – пишите комментарии, делитесь ей с друзьями и мы обязательно напишем еще!

Сегодня фермы из профильной трубы по праву считаются идеальным решением для строительства гаража, жилого дома и приусадебных построек. Прочные и долговечные, такие конструкции обходятся недорого, быстры в исполнении, и с ними способен справиться любой, кто хоть немного разбирается в математике и имеет навыки резки и сварки.

А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили для вас подробные мастер-классы изготовления таких ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов!

И так, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры вместе в одно единое целое. Другими словами, ферма относится к простым архитектурным конструкциям, среди ценных преимуществ которой выделим такие: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование в строительстве металлических ферм из новых или прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных и конструктивных решений. И неспроста:

1. Главный секрет – в экономии благодаря рациональной форме профиля и соединения всех элементов решетки.
2. Еще одно ценное преимущество профильных труб для использования их изготовлении фермы – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
3. При всем своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки!

Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности! Даже такую:

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами:

• контуры, размер и форма будущей крыши;
• материал изготовления верхнего и нижнего пояса фермы, а также ее решетки;

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Строят фермы из профильной трубы таких видов сечений: прямоугольного или квадратного. Таковые выпускаются разного размера сечения и диаметра, с разной толщиной стенок:

• Мы рекомендуем те, которые специально продаются для малогабаритных построек: такие идут до 4,5 метров длиной и имеют сечение 40х20х2 мм.
• Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
• Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, для которые предназначены только для сварок стоек и каркасов – здесь другие характеристики. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать такие фермы самостоятельно, тогда берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям. Но если ферму вы будете изготавливать всего-то для козырька, тогда можете отдать предпочтение более бюджетному варианту.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля (в плане нагрузки на него) имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом самостоятельно, даже под заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

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

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

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды ферм и формы крыши

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

Давайте разберемся с видами ферм:

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

Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:

Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:

А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.

Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

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. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.

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

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

• Вариант первый: можно обратиться к заводу, и они сделают на заказ по вашему рисунку все нужные отдельные элементы, которые вам останется только сварить уже на месте.
• Второй вариант: приобретите готовый профиль. Тогда вам останется только обшить фермы изнутри досками или фанерами, а в промежутке уложить по необходимости утеплитель. Но и обойдется этот способ, конечно же, дороже.

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

Итак, теперь подходим непосредственно к сборке самих ферм. Справиться с этим вам поможет такая пошаговая инструкция:

• Шаг 1. Сначала подготовьте фермы. Лучше их заранее сваривать прямо на земле.
• Шаг 2. Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Крайне важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их отвесом.
• Шаг 3. Теперь возьмите продольные трубы и приварите их к опорным стойкам.
• Шаг 4. Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. После этого все места соединения важно очистить.
• Шаг 5. Готовый каркас покрасьте специальной краской, предварительно очистив и обезжирив его. Особое внимание при этом уделите местам соединения профильных труб.

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:

Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:

Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.

Перекрытие небольшого пространства около дома позволяет защитить от осадков и непогоды места отдыха или хранения какого-то имущества. Зачастую для этой цели используют навесы. Этот вид сооружения не имеет по периметру стационарных стен, хотя может использоваться тканевая или иная лёгкая обшивка для усиления защитных функций.

рис1.Навес

Навес практически является лёгким каркасом с установленной на нём кровлей. Таким образом, навес выгоднее всего изготавливать из материалов, достаточно прочных на осевое сжатие и изгиб, имеющих минимальный вес при максимальной технологичности. Опыт показывает, что лучше всего навес изготавливать из профильной трубы. Своими руками при этом можно выполнить работу полностью или её значительную часть.

Виды стального профиля.

Современная индустрия производит огромный ассортимент трубных изделий из стального профиля, обычно имеющих прямоугольное или квадратное сечение. Ширина стенки варьируется от десяти миллиметров до десяти сантиметров и более. Толщина металла, использованного в изделии, может быть от одного миллиметра до полутора сантиметров. Отличаются трубы и по способу изготовления. Они бывают:

• холоднокатаные;
• горячекатаные;
• электросварные.

рис.2 Труба профильная стальная

Каждый вид трубы имеет свои достоинства и основную сферу применения. Для изготовления несложных строительных конструкций, к которым относятся навесы, лучше всего подходят холоднокатаные и электросварные трубы.

Элементы навеса из профильной трубы

Как любая пространственная конструкция, каркас навеса из профильной трубы будет состоять из стоек, прогонов перекрытия и элементов горизонтальных и вертикальных связей. Стойки или столбы для навеса могут изготавливаться из профильной трубы, хотя возможно применение и обыкновенной трубы круглого сечения. Некоторым недостатком столбов из круглой трубы станет более сложная конструкция узлов опирания и крепления элементов.

рис 3. Сечение трубы

Опоры лучше изготавливать из трубы квадратного сечения. Такая форма идеально подходит для сопряжения элементов, располагающихся под прямыми углами. На ровной и прямой поверхности стенки легко устанавливаются элементы крепления при помощи сварки, болтовых или резьбовых соединений. Форма сечения, представляющая собой равносторонний квадрат, обеспечивает равную жёсткость профиля в продольном и поперечном направлении.

Для изготовления прогонов или ферм лучше всего подойдёт труба прямоугольной конфигурации. В отличие от стоек, прогоны испытывают значительное усилие в поперечном направлении, то есть сверху вниз. И практически никаких нагрузок вдоль оси. Поэтому использование квадратного или круглого профиля совершенно не целесообразно.

Для изготовления элементов вертикальных и горизонтальных связей профили трубного сечения использовать нет необходимости. Лучше всего для этого подойдёт стальной уголок небольшой ширины.

Стойки навеса из профильной трубы

В зависимости от длины элемента следует выбрать ширину и толщину стенки. Подбор этих параметров лучше производить на основании расчёта нагрузок, но в то же время для строительства простого навеса такие сложности выглядят избыточными. Нужно учесть, что и толщина стенки, и ширина её, влияют на жёсткость стойки. Можно применить более толстую трубу меньшей ширины сечения или тонкостенную трубу с широкой полкой.

Вертикальная нагрузка от перекрытия навеса, воспринимаемая стойкой, не является очень большой и даже тонкостенная труба сможет её воспринимать без деформации. Жёсткость трубы напрямую зависит от высоты сечения. Поэтому применение стойки с широкой полкой и тонкой стенкой будет целесообразнее и экономичнее.

рис 4. Чертёж навеса

Размер профильной трубы для навеса среднего размера, например, легкового автомобиля, может быть от пятидесяти до ста миллиметров. Если стойки расположены чаще, то сечение трубы можно уменьшить. При опирании кровли навеса на четыре опоры, лучше их изготовить из труб большего сечения.

На стойки навеса закрепляются элементы связей, препятствующие смещению в вертикальной плоскости под воздействием ветровых нагрузок. Их следует закреплять на стойках жёстко, при помощи сварки или закрепления в двух точках на каждой плоскости опоры. Связи устанавливаются крестообразно в продольной и поперечной плоскости.

Стойки следует закреплять в фундаменте жёстко, замоноличивая в тело бетона или монтируя при помощи анкеров, установленных в верхнем срезе фундамента. Устанавливая столбы для навеса из профильной трубы, необходимо контролировать их вертикальность при помощи водяного уровня или лазерного отвеса. Стойку, закреплённую при помощи анкеров, можно выровнять в процессе монтажа. Замоноличенную в процессе установки, выровнять впоследствии практически невозможно.

Почти все работы, связанные с изготовлением несущих элементов каркаса навеса из профильной трубы, можно выполнить собственными руками. Бетонирование фундаментов и установка стоек не требует высокой квалификации и доступно любому застройщику. На этом этапе можно обойтись без сварочных работ.

Устройство кровли навеса

Кровля навеса является основной целью, ради которой и проводятся все остальные работы. Сложность её изготовления и монтажа напрямую зависит от длины перекрываемой стороны и шага стоек опор. Чем больше длина прогона или фермы навеса из профильной трубы, тем изделие будет сложнее и дороже. Оптимальным вариантом можно считать трёхметровый пролёт, позволяющий получить достаточно площади при минимальных затратах.

Более простым решением является односкатная крыша навеса, на основе простых прогонов из профильной трубы. Для изготовления прогонов лучше всего подходят элементы прямоугольного профиля. При этом большая сторона сечения балки устанавливается вертикально, а меньшая является основанием.

Расчёт балок навеса из профильной трубы можно поручить специалисту или подобрать размер профиля самостоятельно. Для этого следует посчитать предполагаемую нагрузку на балку, которая будет зависеть от климатического пояса, шага прогонов и их длины, веса кровельного покрытия. Для балки длиной три — четыре метра можно порекомендовать профиль высотой восемьдесят — сто миллиметров.

рис 5.Типы ферм

Уменьшить высоту профиля можно использовав вместо сплошного прогона сварную ферму. Чертежи ферм из профильной трубы для навеса проще всего поискать в интернете или сделать на основе чертежей металлических ферм, уменьшив пропорционально длине. Ферма не должна получаться сложной, помимо треугольной конструкции нижнего и верхнего пояса, связанных центральной стойкой, достаточно укрепить верхнюю балку подкосом. Для такой конструкции может оказаться достаточно профиля с высотой шестьдесят миллиметров по большей стороне в нижнем поясе и меньшего размера для остальных элементов фермы.

Не забывайте, что приведённые примеры соответствую минимальным пролётам и небольшой нагрузке на балку или ферму. При увеличении любого параметра, расчёты следует передоверить специалистам, обладающим необходимой квалификацией.

Элементы фермы следует скрепить при помощи сварки. Если вы не знаете, как правильно сварить ферму навеса своими руками, то нужно доверить эту работу знающему сварщику. Сварка сегментов трубчатого сечения непростая задача и этому ремеслу нужно учиться. Сварные швы следует зачистить и защитить от коррозии специальной грунтовкой.

На уложенные балки или фермы устанавливается обрешётка из бруса высотой пятьдесят миллиметров, называемого обрешёткой. Обрешётка предназначается для крепления листов кровельного покрытия. Если не гнаться за экзотикой, то наилучшим вариантом для этого типа сооружений является металлический профильный кровельный настил или листы на основе полимеров. Установить обрешётку и настелить кровельные листы навеса из профильной трубы своими руками, может практически любой застройщик. Брус, из которого делается обрешётка, должен быть заранее пропитан антисептическим составом или окрашен специальной краской, предотвращающей гниение древесины. После установки бруса в проектное положение, сделать это окажется труднее, а качество выполненных операций будет гораздо хуже.

Фермы или прогоны навеса скрепляют между собой с горизонтальной плоскости крестообразными связями из профильного металла небольшого сечения. Так же, как и на стойках, связи должны жёстко крепиться в точках опоры, лучше при помощи сварки.

Все металлические конструкции необходимо защитить от коррозии специальными красками для металла. Эту операцию лучше делать до монтажа элементов в проектное положение. После монтажа, требуется восстановить защитное покрытие в местах, где оно оказалось повреждено. Там, где производились сварочные или иные крепёжные работы в процессе установки элементов, нужно нанести покрытие на оголённые участки.

рис 6.Навес

Как видно из описания, несмотря на кажущуюся простоту конструкции, она содержит много элементов различного размера, устанавливаемых на разных отметках. Для предотвращения брака в работе и контроля исполнения задач приглашёнными специалистами, перед началом работ рекомендуется сделать максимально подробный чертёж навеса из профильной трубы. При изготовлении фермы перекрытия, на эту конструкцию тоже нужно сделать чертёж с нанесением размеров всех элементов. Чертёж каркаса навеса можно сделать собственными руками на бумаге или при помощи компьютера, если вы обладаете соответствующими навыками.