Добротные сооружения требуют чертежей и расчетов. Навесы для укрытия авто считаются простыми и облегченными конструкциями, которые защищают машины от осадков и солнечных лучей. Если установить навес на скорую руку, без учета влияния природных факторов, защита может обернуться нападением и повреждением драгоценного авто.
Чтобы этого не произошло, для навеса выбирают подходящие опорные столбы, обрешетку и укрывной материал, которые выдерживают нагрузки от снега и ветра в конкретном регионе.
СНиПы и Нормы для расчета нагрузок воздействия
Умные инженеры еще в советские времена поработали над СНиПами и нормативами:
СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия;
СП 16.13330.2017 СНиП II-23-81 Стальные конструкции;
СНиП 3.04.03-85 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии
Своды норм и правил распространяются на проектирование и строительство зданий и сооружений и содержат правила по учету атмосферных нагрузок.
Рассмотрим СНиПы детально, применительно к нагрузкам на навес для автомобиля, выясним зачем нужно рассчитывать нагрузки и что будет, если строить наобум.
Для чего соблюдать снеговые и ветровые нагрузки
Крыша без наклона накапливает снег, он оседает, становится плотным и тяжелым. В результате - навесы складываются пополам, крыша разваливается. Порывы ветра могут силой снести плохо закрепленную конструкцию. Если не заглубить столбы – сила пучения вытолкнет их из земли.
Вот почему опытные строители прежде, чем закупить материалы и приступить к установке делают чертеж, исходя из таблиц и формул нагрузок.
Заранее подготовленные чертежи с учетом нагрузок – залог прочности и надежности конструктива. Продумывайте какие опоры, ферму, обрешетку будете использовать, выбирайте правильный материал и навес простоит десятки лет.
Расчет нагрузок и угла наклона на примере односкатного навеса
На подготовительном этапе установки навеса учитываем:
- угол наклона;
- снеговую нагрузку;
- ветровую нагрузку;
- пучинистость грунта.
Пример: Односкатный навес для машины с расчетами снеговой и ветровой нагрузки
Воспользуемся формулами из СНиПа нагрузок. Расчет снеговой и ветровой нагрузки производится в соответствии со СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.
Уклон наклона кровли
Чтобы кровля выдерживала снеговую нагрузку, и дождевая вода не задерживалась делают скат. Все понимают, что чем круче горка, тем быстрее с нее скатываются. Однако, если сделать слишком большой угол уклона, снег задерживаться не будет, но на кровлю в большей степени будет воздействовать сила ветра – увеличится ветровая нагрузка, которая давит под разными углами в зависимости от направления ветра и воздействует на опоры.
Для того, чтобы подобрать нужный угол наклона, учитываем правило сочетания нагрузок:
Угол наклона выбирают исходя из региона:
- 15-30 градусов – универсальный угол наклона навеса, подходящий для односкатной крыши из любых материалов.
- 9-20 градусов – открытые и ветреные местности;
- 45-60 градусов – снежный районы;
С наклоном разобрались, теперь переходим к расчету нагрузок.
Рассчитываем снеговую нагрузку
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле:
S = Sg *μ
где
Sg — расчетное значение веса снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли;
μ — поправочный коэффициент, который определяется по уклону кровли: (μ = 1 для уклона меньше 25°, μ = 0 для уклона больше 60°)
Определяется значение Sg по карте снеговых районов и по таблице:
Ссылка на карту снеговых районов
Так в Москве и области, в Омске и Тюмени – III снеговой район, значение Sg будет 1,8 кПа, а в Уфе и Надыме V снеговой район, соответственно Sg = 3,2 кПа.
Переводим кПа (килопаскали) в привычные для нас килограммы на квадратный метр (кг/м2) для этого делим значение кПа на 0, 00980665 и получаем снеговую нагрузку на горизонтальную поверхность в том или ином районе.
(В Уфе по данным таблицы снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность Sg = 3,2 кПа:0, 00980665 = 326 кг/м2)
Пример расчет снеговой нагрузки в Московской области, при наклоне кровли 15 градусов:
Если взять в расчет универсальный угол наклона кровли, в 15 градусов, то формула расчета будет выглядеть так:
S = Sg *μ = 1,8 кПа
Переводим килопаскали в килограммы 1,8:0,00980665= 183 кг/м2
Выяснили, что наш навес должен выдерживать снег тяжестью 183 кг на квадрат.
При этом, на навес помимо снега будут воздействовать и силы ветра.
Ветровая нагрузка - расчет по формуле
Нормативное значение ветровой нагрузки над поверхностью земли определяют по формуле:
w = w0 *k(ze)*С
где,
w0 — нормативное значение ветрового давления в зависимости от района;
k(ze) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;
С - аэродинамический коэффициент.
Значение ветрового давления w0 и поправочный коэффициент по высоте в том или ином типе местности k(ze) указаны в СНиП 2.01.07- 85.
Пример: рассчитаем ветровую нагрузку на нашу кровлю под углом 15 градусов в Московской области
Итак, берем все тот же навес для авто односкатный, с уклоном 15°.
Нам надо найти значения: w0, k(ze), С и подставить их в формулу расчета ветровой нагрузки.
w0
Московская область находится в 1 ветровом районе, поэтому w0 = 0,23 кН/м².
k(ze)
Коэффициент К, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z
Коэффициент k(ze) будет равен 0,5, поскольку высота постройки меньше 5 м, а тип местности B.
С
Аэродинамический коэффициент С (Приложение 4 СНиПа) С = cp1 + сp2 см. схему ниже.
Согласно схеме, значение cp1 каждые 5 градусов увеличивается на 0,2. Следовательно, для 15° оно будет равно 1,6.
Значение cp2 каждые 5 градусов растет на 0,05, следовательно в нашем случае cp2 = 0,45.
С = 1,6+ 0,45
Итого ветровая нагрузка:
w = w0 *k(ze)*С = 0,23*0,5*(1,6+0,45) = 0,24 кН/м².
Переводим килоньютоны в кг:
0,24*101,97 = 25 кг/ м²
Сочетание нагрузок
Мы выяснили, что на односкатный навес с углом наклона в 15 градусов действует нагрузка снеговая 183 кг и ветровая 25 кг.
Складываем ветровую и снеговую нагрузки:
183 кг/кв.м+25 кг/кв.м = 208 кг/кв.м
Итак, наш навес должен выдерживать нагрузку 208 кг на 1 квадратный метр.
Для такого навеса оптимальными по запасу прочности будут металлические трубы диаметром/сечением 80-100 мм. При выборе укрывного материала надо учитывать его прочность. Например, если делать навес из профнастила, то надо брать лист толщиной от 0,5 мм, из поликарбоната 8-10 мм. При использовании более тонкого материала навесы усиливают и укрепляют частой обрешеткой.
Теперь, зная, как работают формулы расчетов, с легкостью можно вычислить нагрузку в любом регионе нашей страны. Это необходимо для того, чтобы грамотно подобрать материал – не переплачивать там, где в этом нет необходимости и наоборот, усилить конструкцию и обратить внимание на прочность, там, где в этом есть нужда.
При этом, не стоит забывать о правильной установке опорных столбов с учетом глубины промерзания грунта в том или ином регионе, не забывать о сыпучести и подвижке привозного грунта.
 |
автор
|
Комментарии
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь чтобы оставить комментарий.