Проект и подробный расчет навеса для автомобиля, чертежи и фото конструкций

Прежде чем приступать к созданию навеса своими руками, необходимо сделать чертеж и рассчитать все элементы и узлы крепления, это позволит возвести надежное сооружение при минимальных финансовых и трудовых затратах. Чертеж и проект навеса из металлических конструкций поможет в решении целого ряда вопросов, начиная от номенклатуры и количества закупаемых стройматериалов и заканчивая экстерьером здания и общим дизайном участка.

В статье будет предоставлен список требований к сооружению, примеры расчетов наиболее распространенных конструкций и общие рекомендации по проектированию навеса для автомобиля своими руками, чертежи и схемы.

Что должен содержать проект навеса

  • Расчет прочности несущих конструкций – опор и ферм;
  • Расчет парусности крыши (сопротивление ветровой нагрузке);
  • Расчет снеговой нагрузки на кровлю;
  • Эскизы и общие чертежи навеса;
  • Чертежи основных конструкционных элементов с указаниями габаритных размеров;
  • Проектно-сметная документация, включающая расчет количества строительных материалов каждого вида и их стоимости. В зависимости от опытности разработчика могут учитываться нормы на расход (обрезки при монтаже) или просто добавляется 10-15% к метражу металлопроката.
Пристройка навеса к дому с расчетом под стоянку авто и зоны отдыха

Навес к дому – проекты, фото конструкций выполняющих различные функции

Общие требования к навесу для автомобиля

Сооружения, которые возводятся для защиты автомобиля, должны следующим отвечать эксплуатационным и техническим требованиям:

  • Размеры навеса по чертежу должны быть достаточными для свободного размещения авто;
  • Форма навеса, обеспечивающая защиту от попадания влаги, по возможности в расчетах учитывается преобладающий ветер;
  • Конструкция предохраняет от воздействия прямых солнечных лучей на протяжении всего светового дня;
  • Беспрепятственный, достаточной ширины подъезд к навесу, по возможности без поворотов на всем пути следования;
  • К машине должен быть обеспечен свободный доступ со всех сторон;
  • Достаточная простота чертежа, несущих конструкций и каркаса для навеса из профильной трубы или другого материала;
  • Гармоничное сочетание с домом и сооружениями на приусадебном участке;
  • Минимизация затрат на приобретение стройматериалов и проведение монтажных работ.
Чертеж односкатного навеса с расчетом основных размеров

Наиболее простой для устройства односкатный навес из металлопрофиля своими руками, чертеж с основными размерами

Разновидности форм навесов и их эксплуатационные особенности и чертежи

Основной пространственной конструкцией навеса, в соответствии с чертежом, является стропильная ферма. Расчет ее формы, толщины и сечения металла, а так же чертеж размещения откосов вызывает наибольшие сложности.

Главными конструкционными элементами фермы для навеса являются верхний и нижний пояс, которые образуют пространственный контур. Материалами для сборки могут служить прокатные или сварные двутавры, уголки, швеллера или профтрубы квадратного и круглого сечения. Сборка фермы для навеса своими руками может производиться по следующим формам:

  1. Параллельные пояса. Уклон готового навеса в соответствии с чертежом не превышает 1,5%, подходят для плоских кровель с рулонным покрытием. Соотношение высоты и длинны от 1/6 до 1/8. Каркас такого типа имеет несколько преимуществ:
  • Все стержни поясов для пространственной решетки имеют одинаковую длину;
  • Минимальное количество соединительных узлов;
  • Простой расчет сопряжения конструкций.
Плоский навес с чертежом для расчета необходимых размеров

Создание беседки – навеса из поликарбоната своими руками, чертеж, фото готового сооружения

  1. Трапециевидные (односкатные). Угол уклона по чертежу составляет от 6-150. соотношение высоты и длины в центре изделия 1/6. Обладает повышенной жесткостью рамы
  2. Полигональные – используются исключительно для удлиненных пролетов на 10 м и более, их применение для небольших навесов нерационально в связи с неоправданным усложнением чертежа и самого изделия. Исключения могут составлять навесы с изогнутыми (дуговыми) фермами заводского изготовления.
Расчет полигонального навеса из металла

Устройство консольного, полигонального навеса из металлопрофиля своими руками, чертеж

  1. Треугольные. Применяются при увеличенных снеговых нагрузках, уклон двускатного навеса составляет 22-300. Основным конструктивным недостатком является сложность чертежа и выполнения острого узла в основании изделия, а так же слишком длинные стержни в центре. Соотношение высоты с шириной в небольших фермах для навеса из поликарбоната, по чертежу не превышает 1/4, 1/5.
Расчет для строительства навеса треугольной формы

Монтаж треугольного навеса из профнастила своими руками, чертеж конструкции с указанием основных размеров

  1. Арочные балки. Наиболее эргономичный вид фермы. Ее особенностью является возможность минимизировать изгибающие моменты в поперечных сечениях конструкции. При этом материал арки подвергается воздействиям на сжатие. То есть чертеж и расчеты фермы для навеса, расчет конструкции навеса допускается производить по упрощенной схеме, при которой нагрузка от кровельного покрытия, крепежной обрешетки и снега будет приниматься, как равномерно распределенная по всей площади.

Пример расчета навеса для автомобиля

При проектировании навеса и создании его чертежа необходимо рассчитать:

  1. Горизонтальные и вертикальные опорные реакции фермы, определить действующие напряжения в поперечных направлениях и на основании полученных данных осуществить подбор величины сечения несущего профиля;
  2. Снеговые и ветровые нагрузки на кровельное покрытие;
  3. Величину сечения внецентренно сжатой колонны.

Расчет арочной фермы

Расчетная схема металлической арки для строительства навеса

Чертеж расчета фермы из профильной трубы для навеса оптимальной – арочной формы

Для примера принимаем расстояние между опорами 6м, а высота арки 1,3 м. На перекрытие навеса действуют поперечные и продольные силы, которые формируют касательные и нормальные напряжения. Расчет сечения профильной трубы использующейся в конструкции производим по формуле:

σпр = (σ2 +4τ2)0.5 ≥ R/2, где

R – прочность стали марки С235 — 2350 кгс/см2;

σ – нормальное напряжение, рассчитывающееся по формуле:

σ = N/F, где

F – искомая площадь поперечного сечения трубы.

N – сосредоточенная нагрузка на замок арки (принимаем 914,82 кгс из таблицы нагрузок строительных конструкций «Справочником проектировщика» под ред. А.А. Уманского).

τ – касательное напряжение, которое рассчитывается по формуле:

τ = QSотс/b×I, где

I – момент инерции;

b – ширина сечения (принимается равной по всей рассчитываемой высоте);

QSотс – статический момент, который определяется по формуле:

Sотс = ∑уiFi.

Используя метод аппроксимации (последовательного подбора показателей из имеющегося массива данных), выбираем сечения из сортамента стройматериалов имеющихся у реализаторов металлопроката. Используем наиболее ходовой профиль – металлическую трубу квадратного сечения 30х30х3,5 мм. Следовательно, поперечное сечение равняется F = 3.5 см2. А момент инерции I = 3.98 см4. ∑уi – показатель рассчитываемой отсекаемой части (чем больше данных показателей в различных точках конструкции рассчитывается, тем точные получаемые показатели прочности всего изделия) для упрощения принимаем коэффициент 0,5 (вычисления производятся для средины арки – места наибольшего сопряжения нагрузок).

Подставляем данные в формулу:

Sотс= 0,5х3,5=1,75см3;

Первичная формула после подстановки будет иметь следующий вид:

σпр = ((914.82/3.5)2 + 4(919.1·1.854/((0.35 + 0.35)3.98)2)0.5 = 1250.96 кг/см2

Следовательно, выбранного сечения трубы квадратного профиля 30х30х3,5 мм из стали марки С235, вполне достаточно для устройства 6 м арочной фермы покрытой поликарбонатом, профнастилом, металочерепицей или металооприфилем.

Расчет колонн

Расчет производится согласно СНиП II-23-81 (1990). Согласно методики расчета металлических колонн, при устройстве навеса для машины своими руками, чертежи должны учитывать, что приложить сосредоточенную нагрузку точно к центру поперечного сечения фактически невозможно. Поэтому формула определения площади опоры будет иметь следующий вид:

F = N/ φRy, где

F – искомая площадь сечения;

φ – коэффициент продольного изгиба;

N – сосредоточенная нагрузка прилагаемая к центру тяжести опоры;

Rу – расчетное сопротивление материала, определяется по справочникам.

φ — зависит от материала (марки стали) и гибкости конструкции – λ, определяющееся по формуле:

λ = lef/i, где

lef – расчетная длина колоны, зависящая от способа закрепления концов, определяется по формуле:

lef = μl, где

l – реальная длина колонны (3м);

μ – коэффициент из СНиП II-23-81 (1990), учитывающий способ закрепления.

Расчет коэффициента закрепление концов колонны металлического навеса

Коэффициент закрепления колонны согласно, чертежа навеса из профильной трубы

Подставляем данные в формулу:

F = 3000/(0,599·2050) = 2,44 см², округляем до 2,5 см².

В таблице сортамента профильных изделий ищем значение радиуса инерции больше полученного. Необходимым показателям соответствует стальная труба с поперечным сечением 70×70 мм и толщиной стенки 2 мм, которая имеет радиус инерции 2,76.

Снеговые и ветровые нагрузки на кровельное покрытие

Усредненные данные ветровой и снеговой нагрузки по регионам берутся из СНиПа «Нагрузки и воздействия». Возьмем для примера максимальное значение для Москвы и Московской области, оно составляет 23кг/м2. Однако это ветровая нагрузка на сооружение, которое имеет стены. В нашем случае несущими конструкциями выступают колонны, следовательно, коэффициент положительного ветрового давления на внутреннюю поверхность крыши будет составлять 0,34. При этом, показатель, учитывающий изменения ветровой нагрузки по высоте здания для навесов 3 м составляет 0,75. Подставляя данные в формулу, получим:

Wm = 23·0.75·0.34 = 5.9 кг/м2.

Максимальная снеговая нагрузка для того же региона составляет Sg = 180 кг/м2, но для арки необходимо рассчитывать распределенную нагрузку по формуле:

S = Sg·μ, где

μ – значение коэффициента перехода, которое принимается отдельно для центра арки и крайних опор.

Схема расчета снеговой нагрузки на навес из поликарбоната

Расчет снеговой нагрузки при создании навеса из поликарбоната своими руками, чертежи направления воздействия давления в двух позициях

Значение коэффициента µ для центра арки, согласно чертежу, равно µ1 = cos1.8·0 = 1, а для крайних опор µ2 = 2.4sin1.4·50 = 2,255. Подставляя рассчитанные данные в формулу получаем совокупную нагрузку на кровельное покрытие:

q = 180·2.255·cos250о + 5.9 = 189.64 кг/м2 = 1,8964 кг/см2.

Согласно полученных данных толщина кровельного материала вычисляется по формуле:

Iтр = ql4/(185Ef), где

l – длина пролета;

Е – модуль упругости при изгибе (для поликарбоната он составляет 22500 кгс/см2);

f – коэффициент прогиба при максимальной нагрузке (согласно данным производителей поликарбоната составляет 2 см);

Подставив данные в формулу, получим допустимое значение инерции:

Iтр = ql4/(185Ef) = 1.8964·634/(185·22500·2) = 3,59 см4

При этом, из данных производителей поликарбоната показатель момента инерции для сотового поликарбоната шириной 1м и толщиной 0,8 мм составляет 1,36 см4, а для толщины 16 мм 9,6 см4. Методом корреляции определяем необходимое значение 3,41см4 для сотового поликарбоната толщиной 12 мм.

Методика расчета справедлива для любого листового кровельного материала: профлиста, металлочерепицы, шифера и т.п. Но при этом следует учитывать крайне ограниченный сортамент указанных изделий.

Подводя итоги

Производить указанные расчеты и создавать чертеж вручную имеет смысл, если возводимый навес должен соответствовать уникальным условиям эксплуатации и оригинальной планировке. Для проверки элементов типовых металлоконструкций на соответствие и создания чертежей конструкций существует множество программ: Astra WMs(p), SCAD Offise 11, ArkaW, GeomW и многие другие или онлайн калькуляторы. Правила работы с таким ПО достаточно подробно описывают различные видео инструкции, к примеру, расчет и чертежи арки в SCAD:

4 комментария

  1. Сашок 16.10.2015
    • Петрович 16.10.2015
  2. Анатолий 16.10.2015
    • Чиф 16.10.2015

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *