Навес из профильной трубы своими руками

Прочностные характеристики труб

Для постройки навеса и выполнения всех необходимых расчетов важно определиться с характеристиками труб. Соответствующие значения для изделий квадратных сечений даны в таблице

Таблица 1

Длина пролета, м	1	2	3	4	5	6
Параметры трубы	Максимальная нагрузка, *10 кг
40х40х2	70,9	17,3	7,2	3,5	1,6	0,5
40х40х3	94,9	23,1	9,6	4,6	2,1	0,6
50х50х2	116,5	28,6	12,0	6,1	3,1	1,4
50х50х3	161,5	39,6	16,7	8,4	4,3	1,9
60х60х2	171,4	42,2	18,0	9,3	5,0	2,6
60х60х3	239,3	58,9	25,0	12,9	6,9	3,5
80х80х3	449,2	111,0	47,8	25,2	14,4	8,2
100х100х3	747,3	185,1	80,3	43,0	25,3	15,2
100х100х4	921,7	228,3	99,0	52,9	31,0	18,5
120х120х4	1372,6	333,9	148,4	80,1	47,8	29,6
140х140х4	1906,2	473,6	206,9	112,5	67,9	42,9

Максимальные нагрузки для прямоугольных труб (из расчета по большей из сторон) приведены в таблице.

Таблица 2

Длина пролета, метр	1	2	3	4	5	6
Размеры трубы, мм	Максимальное значение нагрузки, *10 кг
50х25х2	68,4	16,7	6,9	3,4	1,6	0,6
60х40х2	125,5	30,8	13,0	6,6	3,5	1,7
80х40х2	191,1	47,1	20,2	10,5	5,8	3,1
80х40х3	267,2	65,8	28,1	14,6	8,1	4,3
80х60х3	358,3	88,4	38,0	19,9	11,2	6,2
100х50х4	548,9	135,7	58,5	30,9	17,6	10,1
120х80х3	785,4	194,7	84,6	45,5	26,9	16,4

Разнообразие металлических ферм из трубы

Как правило, для изготовления ферм из профильной трубы применяют металлический профиль. Его форма бывает овальной, круглой, квадратной, но чаще всего используется прямоугольная профильная труба.

По строению конструкции из профильной трубы делятся на два типа: структурные элементы каркаса могут фиксироваться в одной плоскости; ферма может быть сложена из нижнего и верхнего поясов.

Кроме того, классификация ферм из прямоугольных труб основывается на таких факторах, как уровень нагрузки на профиль, угол наклона элементов, общий уклон конструкции, длина отдельных пролетов, а также характер расположения перекрытий.

Исходя из этих параметров, все типовые фермы из профильной трубы состоят из таких групп:

Фермы, угол уклона которых достигает порядка 22-30º. Чтобы такая конструкция была устойчивой, ее высота должна равняться 1/5 доли длины изделия или быть несколько меньше. Как правило, эту норму берут за основу при расчете необходимой высоты конструкции, то есть заданную длину изделия просто делят на 5. Предпочтительна такая разновидность фермы, если конструкция должна быть максимально облегченной. Если предполагаемая длина строения будет более 14 метров, то положение раскосов в конструкции фермы из профильной трубы для навеса будет вертикальным. Главное здесь — сделать правильный расчет навеса, учесть все нюансы. На верхнем ярусе фиксируются куски профиля длиной 150-250 см. В результате весь каркас будет состоять из двух поясов, с количеством панелей, кратным двум

Обратите внимание на тот факт, что если ферма имеет очень большую длину – более 20 метров, понадобятся дополнительные опорные столбы, которые будут поддерживать стропильную систему и позволят перераспределить нагрузку по всей конструкции. Нередко для сооружения каркаса для перекрытий пользуются схемой фермы Полонсо

Она представляет собой треугольную конструкцию, соединение в которой имеет форму затяжки. При ее сооружении раскосы получаются не очень длинными, что существенно облегчает массу всей фермы. Благодаря этому качеству, фермы из профильной трубы Полонсо применяют довольно часто.
Уклон кровли на ферме достигает показателей в 15-22º. Данный тип сооружения предпочтителен для строений, длина которых не превышает 20 метров. По высоте такая конструкция не должна превышать 1/7 части длины строения. Если же потребуется увеличить высоту фермы, то ее нижний пояс должен состоять из ломаных сегментов.
Каркасы с общим уклоном не более 15º. Как правило, если речь идет о такой разновидности фермы, то ее изготавливают в форме трапеции. Исходя из назначения постройки, а также угла укладки кровли, высоту конструкции владелец определяет самостоятельно. Отталкиваться следует от показателей между 1/7 и 1/12 частью длины постройки. Каркас под кровлю в форме трапеции изготавливают с применением панелей из металла, длина которых должна быть в пределах 1,5-2,5 метра. Если чертеж фермы из профильной трубы не предусматривает устройство подвесного потолка, то вместо раскосов можно воспользоваться треугольной решеткой.

По форме фермы из стальных профильных труб можно разделить на:

прямые;
арочные;
односкатные и двускатные.

Наиболее востребованным и часто применяемым типом ферм из стального профиля являются арочные. Их конструкция довольно прочна и эффективна, к тому же, такую ферму можно перекрыть листами поликарбоната. Однако чтобы добиться максимально равномерного распределения нагрузки на профиль арочной фермы, следует тщательно провести расчеты. Для сооружения ферм арочного типа могут применяться как одиночные профильные трубы, так и предварительно сваренные вместе.

Преимущества и недостатки металлических навесов

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.

Этапы строительства

Определённой последовательности по сооружению навесов из профильных труб не существует, так как различные виды кровли, отделки, соединения опор вынуждают подстраиваться под каждый тип отдельно.

Первый и самый главный этап — подготовка фундамента к строительству. В определённых местах установления опор выгружается грунт и образуются специальные ямки, в которых закладывается слой щебня. После устанавливаются стойки: на их основе, с помощью приваренных болтов, закладываются опоры.

Чтобы придать конструкции дополнительную прочность, можно установить арматуру, а в оставшемся месте залить цементный раствор. Боковые стенки создаются путём соединения ферм и опорных столбов.

После установки фундамента начинается процесс строительства. Он проходит в следующей последовательности:

Стальные детали квадратной формы, подходящие габаритным деталям по размеру, привариваются к нижним краям стоек. После того, как раннее залитый цементный раствор остывает, опорные столбы прикручиваются к закладным деталям.
Происходит сборка каркаса: на этом этапе на трубе отмечаются равноудалённые отрезки. После этого происходит разделение конструкции на равные части, и идёт изготовление ферм. Сначала крепятся боковые участки соединения опор, затем фронтальные перемычки и раскосные решётки.

Сварка профильных труб

Электроды для сварки профильной трубы

Главный критерий успешной сварки — соблюдение техники безопасности. Необходимо надеть специальную форму и защитные очки, чтобы во время процедуры не травмировать себя.

Чтобы соединить несколько металлических конструкций, лучше всего пользоваться газовым типом сварки, так как она способна осилить любой объём работы, хоть и с меньшей скоростью, чем у электрической.

После завершения работы, необходимо обязательно проверить швы на стыки и загрязнения. Если таковые имеются, то нужно в срочном порядке их устранить. В этом поможет обычная болгарка.

Сгибание профильных труб

Данная процедура применяется при создании арочных навесов. Для изготовления необходим специальный инструмент — трубогиб. Его можно создать вручную, либо купить в магазине. Он позволяет легко сгибать металлический профиль, что существенно его превозносит над болгарками и сваркой.

Главное при сгибании профильных труб с помощью трубогиба — не допустить возникновения разломов, трещин, неровностей, искажающих начальные размеры конструкции. Также для осуществления сгиба необходимо прилагать немалые физические усилия.

Внешняя отделка

После полного очищения конструкции после сварки, необходимо провести процедуру обезжиривания металлических элементов. Чтобы это сделать, можно использовать любой растворитель: ацетон, этиловый спирт, вода, бензин, керосин. После окраски, необходимо подождать, пока конструкция не высохнет. Только тогда можно приступать к грунтовке.

Грунтовка полезна тем, что обеспечивает дополнительную защиту от коррозии и повышает срок эксплуатации.

Декорирование металлического каркаса

Эстетическая составляющая любой конструкции важна. Поэтому, когда работа со сваркой закончена, следует зачистить швы, обработать неровные края при раскрое поликарбоната и выкрасить каркас в выбранный цвет. Пластик также можно подвергнуть декорированию – окраске, оклейке цветной плёнкой изнутри и прочее.

Металлический каркас для придомовой конструкции требует повышенного внимания как при расчёте всей системы, так и непосредственно при монтаже. Важные вопросы – выбор основания под каркас, какую профильную трубу использовать для навеса, как производить фиксацию элементов – должны прорабатываться ещё на этапе проектирования.

Если всё выполнено с учётом всех нагрузок и разумных пожеланий, то долговечность и надёжность проявят себя беспроблемной эксплуатацией конструкции. К тому же простая удачная модель, заставит задуматься домашнего мастера о следующем облагораживании придомовой территории.

Станислав Загребин

Подготовительные работы

Самое необходимое для создания навеса из профильных труб — правильно составленный чертёж, вмещающий точные размеры, пропорции и детали. Чтобы его составить, необходимо следовать пошаговой инструкции по выполнению.

Чтобы составить схему будущего каркаса, в первую очередь, нужно определиться с местом постройки. Оно играет ключевую роль, ведь от расположения конструкции зависит выбор ресурсов и материалов для осуществления кровли и сооружения дополнительных опор и крыши. Лучшим решением будет отдать предпочтение ровной и стабильной поверхности, не подвергающейся движениям грунта, либо возвышенности без крутых склонов.

Самое нежелательное место для постройки навесов — низина и склон. Всё из-за больших скоплений воды, образующихся после дождя или наводнений. Естественно, они негативно влияют не только на комфорт прибывания, но и на прочность конструкции, подвергая их коррозии. Чтобы избавиться от данной проблемы, необходимо соорудить канализацию, что увеличивает финансовые и временные затраты.

Идеальное место для создания навеса

Дальше следует этап разработки чертежа для конструкции. Схемы могут создаваться как вручную, так и с помощью приборов и искусственного интеллекта. Чтобы соблюсти все точности и подробно изучить подводные камни, рекомендуется составлять чертёж на месте будущей постройки.

Чтобы правильно составить схему навеса из профильных труб, необходимо учесть следующие технические и физические параметры:

Угол наклона ската кровли: данное математическое значение учитывает общий наклон крыши и нагрузки, которые она может выдержать. Формула вычисления индивидуально практически для каждого типа кровли:

Приблизительные значения для каждого вида кровли
Стропильная система	Угол наклона ската, градусы
Односкатная	8-18
Двускатная, рассчитанная против влияния снега	25-34
Двускатная, необходимая против сильных порывов ветра	17-25

Длина стропильной дуги: данная величина рассчитывается исключительно для криволинейных систем кровли, совмещая в себе длину стропильной дуги и ширину навеса. Формула вычисления выглядит следующим образом:

L=1.6*(b+h/2)

Сечение: необходимо для точного представления о фигуре, её частях и деталей. Играет одну из главных ролей при составлении чертежа, так как в зависимости от данного параметра рассчитывается ширина навеса и подбираются трубы для стоек.

Нужные значения сечения труб и его прикладных параметров
Ширина навеса	Сечение труб для стропильных систем при толщине стенки, кв.мм	Сечение труб для стоек при толщине стенок, кв.мм
До 4.6	42*19	41*41
До 5.7	44*44	От 5353 до 8585
От 5.8	От 4646 до 6228	От 8383 до 117117

Важный момент:

для создания откосов используются трубы меньшего сечения. Это позволяет сэкономить на закупке крупных моделей.

Теперь идёт расчёт технических параметров для создания навесов из профильных труб. Естественно, для каждого дома они индивидуальные, поэтому за основу необходимо брать конкретный результат, наиболее схожий с тем, что будет выполняться далее. Усреднённые технические параметры на примере дома шириной 10х7 представлены далее:

Ширина навеса: при желании, его можно выполнить во все стены, при этом, вылет лучше оставить чуть короче. В итоге получается пропорции 10х7.
Высота краёв: лучше всего сделать высокие окончания длиннее нижних, так как в этом случае удастся достигнуть баланса в распределении опорных свойств. Оптимальное значение для первых — 2.7мм, для вторых — от 3.8 до 3.9мм.
Шаг между стропилами и стойками: в данном случае работает закономерность — чем массивнее материал для кровли, тем данное значение меньше. Усреднённые величины данного параметра варьируются от 110 до 190 см.

Широкий металлический навес

Единственный физический параметр, на который стоит обратить внимание при составлении чертежа — ветровые и снеговые нагрузки на конструкцию во время осадков. Чтобы рассчитать предельное значение прочности навеса, необходимо воспользоваться географическими и геологическими картами. По ним можно определить продолжительность, обильность и ширину осадков

По ним можно определить продолжительность, обильность и ширину осадков.

Последний момент подготовительного этапа — расчёт финансовых издержек из-за проблем с монтажом или брака материала. Итоговый процент потерь составляет от 4 до 10%.

Фермы как элементы конструкции

Фермы относятся к дополнительным связующим элементам конструкции навеса, придающие ему прочность и устойчивость. Для них необходимо делать отдельный чертеж.

Нормами предусматривается выполнение расчетов фермы из труб для навесов, угол наклона которых от 6 градусов. Лучше отталкиваться минимум от 8 градусов. Это объясняется тем, что малое значение уклона склонно к накоплению снега зимой на поверхности крыши. Оптимальными считаются значения в 15-20 градусов. Такая скатность хорошо подходит для кровельного покрытия из пластика, профнастила, рубероида, поликарбоната, шифера и иных материалов.

Различают такие формы подобных элементов:

треугольные;
трапециевидные;
ломанные;
прямоугольные;
арочные.

Внутри фермы можно устанавливать дополнительные прогоны, стойки, подкосы и раскосы. Их опирание осуществляется комбинированным способом или защемляться одним из концов. Чертеж должен включать не только размеры, но и количество, вид требуемых материалов. Поскольку фермы собирают из пустотелых элементов, вес каркаса навеса будет относительно небольшим. В горизонтальной плоскости они скрепляются между собой крестообразными связями, выполненными из профильного металла с небольшим сечением.

Для закрепления кровли из профильной трубы свариваются специальные элементы — фермы

Далее следует установка обрешетки из бруса, имеющего высоту 50 мм. Она предназначена для крепления кровельного покрытия. Брус необходимо заранее пропитать антисептическим составом либо окрасить специальной краской, чтобы предотвратить гниение древесины.

Расчет фермы для навеса

Выполняя расчет фермы для навеса, важно руководствоваться не только общим удобством расположения, но и эстетикой, а также углом наклона крыши, конфигурацией кровельной системы и другими параметрами. Можно подготовить чертеж фермы для навеса, сопоставить запланированные размеры с территорией и удобством подъезда, правильно разместить ворота, продумать систему отвода воды и снежные скаты

Делать ферму будем из профильной трубы. Это наиболее доступный материал, удобный в сварке. Параметры профильной трубы мы узнаем чуть позже, поскольку их необходимо тщательно рассчитать. Для начала, определите длину общей металлической конструкции.

Именно от этого будет зависеть и высота подъёма земли до конька, а также тип кровельной системы

Проще всего обустраивать односкатную крышу, но при таком обустройстве важно помнить, что максимальным шагом между двумя соседними фермами должно быть расстояние не более 1, 75 м

Определив для себя угол наклона по индивидуальным параметрам, вычисляют угол наклона обрешётки. В среднем, специалисты делают его 30 градусов в плоскости, либо запиливают под 45. Так нагрузка будет распределена равномерно.

Какого-то особого расчета для навесов, длина которых не превышает значение в 30 м, не требуется. Но, экономить тоже не стоит, поскольку выбирая металлопрокат с тонкими стенками, вы не сможете гарантировать жесткость сварных частей. Будет вибрация, а в зимнее время года, от снега, металлокаркас может просесть.

Предлагаем подробнее рассмотреть предварительный расчёт, условившись, что мы будем строить односкатный навес, размерами 6 на 4 м. Для прочности, следует использовать металлический профиль 30 на 30 мм сечением, с толщиной стенки не менее полутора мм. Определившись с наклоном крыши, понимаем, что нижний пояс фермы будет составлять 4 м.

Верхний составит порядка 4,5 м. Прежде всего, необходимо обустроить вертикальные направляющие из того же материала. Наибольшую сторону делаем порядка 0,6 м, наименьшую по факту, исходя из расчетного угла наклона. Далее, делим верхний ряд профиля на равные части.

К нижней части привариваем промежуточные поперечины. Эти поперечины ещё называют раскосыми перемычками. Они должны быть изготовлены из той же стали, что и основной каркас. Если, есть возможность сэкономить, то можете заменить поперечины на трубу, сечением 20 на 20 мм.

Ранее мы говорили, что при односкатной конструкции кровельной системы, следует выбрать шаг ферм не менее чем 1,75 мм. Для пущей надежности выбираем шаг, равный 1 м. Итого, на 6 м подойдёт порядка 5 подобных ферм. Их следует монтировать на предварительно установленные опоры, затем следует сварить все в единое целое, после чего закрепить поликарбонат, используя специальные перемычки из профиля 20 на 20 мм.

Порядок выполнения работ

Чтобы сварить ферму для навеса правильно, нужно придерживаться следующего порядка действий:

Нарезаются основные стойки, на которых будет находиться вся конструкция. Для шестиметрового навеса потребуется шесть стоек. Лучше взять профильную трубу 80 х 80 или 100 х 100 мм.
Опоры бетонируются в землю на глубину 800 мм. Четыре стойки должны располагаться по углам металлоконструкции, а две посередине длинных балок. Чтобы равномерно распределить нагрузку, стойки не обязательно устанавливать на самый угол, а можно отступить внутрь на 600 мм. Это уменьшит нагрузку на провисание по всей длине.
Высота стоек берется исходя из потребностей владельцев и вида транспортного средства. Для легкового автомобиля достаточно 210 см. Небольшой микроавтобус заедет под 250 см (это чистый размер без учета забетонированного участка). Опоры монтируются по уровню и дается достаточно времени, чтобы раствор застыл

Важно выставить одинаковую высоту опор над уровнем пола, чтобы избежать перекоса крыши. Но незначительную погрешность можно устранить путем подкладывания в зазор металлического квадрата.
Если навес монтируется рядом с кирпичной стеной, то роль опор с оной стороны могут играть закладные, которые устанавливаются в несущую конструкцию на уровне, соответствующем забетонированным опорам с противоположной стороны.
Элементы фермы собираются на земле

Раскладываются нижняя и верхняя балки, между которыми ввариваются вертикальные стойки.
Когда неравнобедренный треугольник готов, привариваются раскосые перемычки. Эта ферма откладывается в сторону и изготавливается следующая.
Когда все шесть ферм готовы, между опорами необходимо протянуть длинные продольные балки, соединяющие три стойки в ряд. Они послужат основой для расстановки.
Поочередно поднимаются и привариваются фермы на расстоянии 150 см друг от друга.
Сразу происходит их скрепление поперечными перемычками, привариваемыми через каждые 50 см по всей длине верхнего пояса.
Швы вверху тщательно зачищаются болгаркой, чтобы выступы не мешали прижимать кровельный материал.
Все изделие красится и в верхнем профиле сверлятся отверстия для фиксации перекрытия.
Поликарбонат прикручивается на специальные термошайбы.

Изготовление подобной фермы доступно даже начинающему сварщику

Важно следить за хорошим проваром нижнего пояса к опорам, на который будет приходиться ключевая нагрузка. Но благодаря собственным усилиям получится сделать простой и надежный навес

Как сварить каркас своими руками

Самая простая конструкция навеса — односкатная на основе простых прогонов, так как при её изготовлении отсутствует необходимость загиба профильных труб. Они собираются с помощью ферм с параллельными поясами, закреплённых на опорах под углом.

Односкатный навес является самой простой конструкцией

Далее необходимо сделать несколько шагов:

Сначала нужно отмерить и нарезать из профильной трубы все силовые элементы конструкции.
Для сборки рамы надо разложить элементы на горизонтальной плоскости и по возможности закрепить струбцинами для защиты от ненужных движений. Прихватите места стыка сваркой, убедившись в соответствии размеров по чертежу, проварите стыки полностью.

Изготовление ферм

Металлическая ферма — несущая конструкция с зигзагообразно расположенными силовыми элементами между поясами. Существуют различные конструкции ферм, применяемых при постройке навеса из профильной трубы.

Конструкция фермы конкретного навеса может быть разной

Последовательность изготовления фермы:

Эти элементы свариваются согласно чертежу на горизонтальной плоскости. При этом нужно прижимать их струбцинами сначала на прихватки. Затем, убедившись в правильности размеров, провариваются стыки полностью.
Первая изготовленная ферма будет шаблоном для сварки остальных.
После окончания работ швы нужно зачистить болгаркой, далее просверлить отверстия для крепежа кровли по верхней стороне фермы.

Фермы из профильной трубы делаются по шаблону

Как согнуть трубы

Для арочных ферм необходимо загибать профильные трубы. Для этого можно воспользоваться ручным или электрическим гибочным станком. Если такового нет, то можно сделать данную работу вручную, одним из нескольких способов.

Надрезка

Проводится загиб следующим образом:

Сначала нужно сделать надрезы болгаркой на верхней грани трубы с шагом 10–15 см (зависит от радиуса планируемой арки).
Теперь можно сгибать трубу от середины, предварительно зажав заготовку в тисках.
В конце необходимо заварить расширившиеся пропилы, а также зачистить швы болгаркой.

Надрезка является одним из способов загиба профильной трубы

Набивание песком

Метод, который не требует наличия специальных инструментов. Выполняется эта работа следующим образом:

Сначала нужно заварить или забить пробкой один конец трубы.
Теперь можно засыпать песок в полость, забить пробку с другого конца.
Подогреть резаком, гнуть по нужному радиусу.

Видео: как согнуть трубу без трубогиба

Установка и крепление опор для навеса

Этот этап работ проводится по следующему плану:

Сначала нужно очистить участок, наметить место установки навеса.
Далее надо выкопать ямки (50*50 см, глубиной 70 см) под столбчатый фундамент.
Теперь можно приготовить бетон, смешав цемент, песок и щебень (фракции 5–20) в пропорции 1:2:2.
Залить его в ямки, утрамбовать, вставить закладные. Фундамент нужно оставить на 4–5 дней, прикрыв сверху полиэтиленовой плёнкой. При это каждый день его придётся поливать водой.
Теперь можно приступать к монтажу опор. Их нужно отрезать с запасом 5–10 см, поскольку возможны небольшие неровности площадки.
Выставлять их необходимо поочерёдно, проверяя вертикаль с помощью уровня. Теперь опоры можно приварить к закладным.
Теперь с помощью лазерного нивелира или гидроуровня нужно найти самую низкую точку на опорах, поставить метку на нужной высоте. Её необходимо «перенести» на оставшиеся опоры. Таким образом вы добьётесь того, что все метки будут в одной горизонтальной плоскости.
В конце опоры по меткам нужно обрезать болгаркой.

Схема поможет качественно выполнить работу

Навес из профильной трубы

Прочностные характеристики труб

Разнообразие металлических ферм из трубы

Преимущества и недостатки металлических навесов