Обрешетка под поликарбонат: расчет шага и процесс монтажа

Никакая кровля не может быть сооружена без обрешетки и стропил, на которых и должен размещаться материал, в частности, поликарбонат. Поэтому, если принято решение сделать крышу именно из этого материала, следует разобраться, что он собой представляет.

Обрешетка под крышу

Условия, которым должна удовлетворять конструкция

• возможность, если в этом будет необходимость, ее демонтировать;
• установка должна выполняться с учетом правил строительства по прочности, звуко-, тепло- и гидроизоляции;
• обеспечение системой вентиляции;
• лучи солнца должны проникать, но со смягченной яркостью;
• уровень освещения должен соотноситься с установленными правилами.

Чтобы соответствовать всем этим требованиям, конструкция должна иметь хороший каркас.

Шаг обрешетки

Этот показатель определяется толщиной листов поликарбоната, уклоном крыши и радиусом изгиба материала.

Кровля, если она полая, должна иметь уклон до тридцати градусов. А шаг должен соответствовать ее толщине. Так, 4 мм лист – шаг 40 см, 9 мм – 90 см. Считается, что лучший угол – 50 градусов.

Используя специальные программы, таблицы, допустимо сделать расчет максимального значения прочности изделия, которое получается при ответном размере радиуса изгиба. При уменьшении толщины поликарбоната уменьшается и шаг.

Нельзя забывать и о снежных нагрузках зимой, поэтому шаг в таких регионах должен быть меньше. Однако такое решение вызвало бы существенное удорожание проекта, поэтому стараются проектировать крышу таким образом, чтобы накопление снега было минимальным. Уклона в тридцать градусов будет достаточно, если вспомнить, какой гладкой является поверхность поликарбоната.

Однако, допустим, для обустройства веранды лучше выбирать арочную конструкцию, способную хорошо противодействовать большим нагрузкам. Опалубка может и не использоваться при радиусе и шаге стропил 2,3 м, а толщине – 16 мм.

Ребра жесткости конструкции должны находиться под углом девяносто градусов. В итоге более возвышенно выглядит материал самой большой толщины.

Расчет позволяет сделать выбор: частая – тонкий материал, разряженная – лист большей толщины.

Каркас и материал

Простой тип каркаса – тонкостенные трубы 20х20 мм с шагом 60-80 см. Если нужно изготовить кровлю арочной формы, тогда трубы можно согнуть, используя станок.

Каркас из стали собирается на месте, используя уголки, болты и прочие крепежные элементы. Шаг ферм — менее 1,5 м. Это позволит поверхности выдержать вес снега.

Алюминиевая обрешетка не подвержена коррозии, поэтому отлично эксплуатируется снаружи. Но удорожание проекта, если сравнивать со стальным вариантом, — более 2,5 раз.

Древесина также может применяться для изготовления каркаса, но только она должна быть клееной. Иначе конструкцию ждут трещины и деформация.

Расчет обрешетки

Не стоит забывать при проектировании каркаса об экономичности. И поэтому появляется вопрос, сделать частую обрешетку или же выбрать толще пластик. Поскольку металлические изделия обойдутся дороже, стоит использовать разреженную обрешетку. При этом не требуется как минимум одна операция – сварка, в отличие от работы с металлическими конструкциями.

Чтобы рассчитать обрешетку, стоит воспользоваться одной из программ, разработанных непосредственно для этой цели. И подобные программные средства учитывают такие параметры:

• регион, где применяется конструкция;
• высота арки;
• длина, ширина пролета;
• толщина материала;
• тип кровли.

Сделать расчет шага обрешетки доступно, если воспользоваться специальными таблицами.

Крепление листов

Для крепления обрешетки используются саморезы, при выборе которых учитывается материал и форма сооружения. Чаще всего это крепежи под плоскую или накидную головку. В некоторых случаях используются термошайбы. Выгода применения последних очевидна:

• ножка, благодаря опоре на каркас, противодействует смятию листа;
• отсутствуют «мостики холода», которые создаются саморезами;
• обеспечивается должный уровень герметичности, а также прочности соединения.

Термошайбы включают защелкивающуюся и уплотнительную крышки, пластик с ножкой. Однако в применении такого крепления есть один недостаток – выпуклая форма, которая может ухудшить перемещение снега. Следовательно, шайбы лучше использовать или для арочных конструкций, или для имеющих значительный запас прочности.

В иных случаях эффективнее применить саморезы с наиболее плоской шляпкой. Тогда скольжение осадков будет без преград.

Выбор и расчет – важная база для конструкции

Как видим на фото, обрешетка из поликарбоната – отличное решение по многим показателям. И важно лишь рассчитать ту конструкцию, которая будет использоваться при конкретных условиях. Тогда эксплуатация может быть безопасной и долговечной, при этом с обеспечением всех качеств поликарбоната, как материала. А значит, цели будут достигнуты.

Крепкая обрешетка под поликарбонат: верный расчет и крепеж

Долговечность и функциональность конструкций в большинстве случаев зависит не только от правильного выбора листов и комплектующих, но и от грамотного проектирования и монтажа. Определенную роль играет и соблюдение требований по хранению и транспортировке материала. Работа с поликарбонатом имеет свои особенности. Их незнание приводит к серьезным ошибкам, которые приводят к резкому уменьшению полезного срока эксплуатации и прочности всей конструкции.

Любая кровельная система предполагает наличие каркаса, на который должен крепиться материал для кровли, и поликарбонат в этом вопросе – не исключение. Любой, кто намерен возвести крышу из этого материала, должен решить один из важнейших вопросов, что из себя представляет обрешетка под поликарбонат.

Какой должна быть крыша из поликарбоната ↑

Подобная конструкция должна удовлетворять определенным условиям.

• уровень освещения должен соответствовать установленным нормативам;
• солнечные лучи должны беспрепятственно проникать через нее, но яркость их при этом должна смягчаться;
• должна быть обеспечена система вентиляции;
• монтаж крыши проводят с соблюдением строительных норм по прочности, гидро-, тепло- и звукоизоляции;
• возможность при желании демонтировать ее и т. д.

Для всего этого необходимо иметь грамотный каркас: обрешетку и стропильную систему.

От чего зависит шаг обрешетки под поликарбонат ↑

Как и в случае любого другого материала для кровли шаг опалубка определяет уклон крыши, а также радиус изгиба и толщина поликарбонатного листа .

Для конструкций с более пологой кровлей уклон должен быть не меньше 30°, а шаг, который имеет обрешетка для поликарбоната, – эквивалентен ее толщине, то есть, например, для 4-миллиметрового СПК он не должен быть больше 40 см, для 10 – соответственно, одного метра. Оптимальным углом наклона считают угол в 50°.

По готовым таблицам или программам можно посчитать максимальную прочность плиты, которая достигается при соответствующей величине радиуса изгиба. Любое его изменение проводит к корректировке шага опалубка, при этом чем радиус и толщина материала меньше, тем меньше выбирают шаг.

Помимо этого, учитываются также снеговые нагрузки –для более снежных районов шаг опалубка выбирают поменьше. Поликарбонатную крышу проектируют так, чтобы снег на них особо не накапливался, иначе пришлось бы значительно уменьшить шаг. Тогда конструкция получилась бы слишком дорогой. Если учесть гладкость поверхности пластика, минимального уклона в 30° достаточно, чтобы позволить снежной массе не задерживаться на крыше.

Тем не менее, например, для крыши веранды конструкцию лучше выбирать более крутую, а еще лучше арочную, которая способна противостоять максимальным нагрузкам. При определенных значениях – толщина материала (16 мм), шаг стропил (2,3 м) и радиус (2,3 м) опалубку можно даже не использовать. В этом случае ее выполняют только в тех местах, где соединяются опоры.

Ребра жесткости листов СПК при укладке должны располагаться под прямым углом (строго перпендикулярно) к обрешетке. Поэтому на кровле особенно воздушно и прозрачно смотрится материал наибольшей толщины.

Таким образом, расчет обрешетки под поликарбонат дает возможность выбора между двумя вариантами каркаса: достаточно частая обрешетка – при условии использования тонкого СПК или разреженная – но с более толстым материалом.

Особенности конструкции каркаса из разных материалов ↑

Простейшим вариантом решения каркаса для СПК являются тонкие трубы из сортового металлопроката (20х20 мм), расположенные через 600-800 мм. Для арочных кровель трубы изгибают по заданному радиусу посредством роликового станка.

Стальной каркас собирают на месте при помощи болтов, винтов, уголков и специального крепежа. Чтобы его детали не прогнулись под тяжестью снега, шаг ферм должен быть меньше 1500 мм.

Каркас может быть выполнен из алюминия, который намного лучше подходит для эксплуатации снаружи, на улице, чем сталь, поскольку он, можно сказать, коррозии не подвержен. Но изделие из него получается значительно дороже стального – порядка 2,5 раза.

Для каркаса используется и древесина, но только клееная. Обычные доски и массивные бруски непременно поведет, из-за чего листы поликарбоната станут деформироваться и трескаться, и образуют между ними трещины и широкие щели.

Сотовый поликарбонат – расчет обрешетки ↑

Одним из условий выбора СПК для кровли является его экономичность. Как поступить – выбрать пластик потолще или выполнить частую обрешетку. Если учесть, что металл стоит намного больше, чем поликарбонат, выгоднее – разреженная обрешетка. Более того, этот вариант еще и менее трудоемкий, так как металлоконструкцию нужно еще и сварить.

Для расчета обрешетки созданы специальные программы, в которых учитывают следующие параметры:

• тип кровли,
• толщину листа,
• ширину и длину остекляемого пролета
• высоту арки
• регион.

Оптимальный шаг обрешетки можно определить также из соответствующих таблиц.

Крепеж листов поликарбоната ↑

Саморезы для обрешетки подбирают с учетом формы ее конструкции и материала. Помимо обычных, под накидную или максимально плоскую головку, используют также специальные термошайбы.

Они состоят из шайб: из пластика с ножкой и уплотнительной, а также защелкивающейся крышки. Подобные шайбы имеют определенные преимущества:

• обеспечивают надежность и герметичность крепления;
• устраняют «мостики холода», создаваемые саморезами;
• ножка термошайбы, упираясь в каркас конструкции, предотвращает смятие панели.

Однако их ярко выраженная выпуклая форма, как и саморезов под накидную, может затруднить скольжение снега, поэтому для крепления рекомендуется использовать их в конструкциях, имеющих большой запас прочности, или арочных.

В остальных случаях целесообразнее использовать саморезы, имеющие максимально плоскую шляпку, скажем, оцинкованную пресс-шайбу, чтобы обеспечить беспрепятственное скольжение снега и льда с крыши.

Как сделать обрешетку под поликарбонат – правильный расчет и шаг для навеса

Для создания кровельной конструкции требуется наличие каркаса, на который осуществляется крепление материала для покрытия кровли и поликарбонат не является исключением из этого правила. Для любого, кто намерен построить крышу, не будет лишней информация об обустройстве обрешетки под него.

Что такое кровля из поликарбоната

Необходимо, чтобы конструкция крыши из этого материала соответствовала определенным требованиям:

• уровень освещенности отвечал принятым нормативам;
• солнечные лучи беспрепятственно проникали через материал, но их яркость была приглушенной;
• имела систему вентиляции;
• монтаж кровли осуществлялся с соблюдением строительных норм и правил относительно прочности, звуко-, тепло- и гидроизоляции;
• наличие возможности демонтажа.

Чтобы вышеперечисленные требования были выполнены, следует правильно обустроить стропильную систему и обрешетку под поликарбонат.

Шаг обрешетки

Вне зависимости от вида материала, которым планируется накрыть кровлю, расстояние между элементами опалубки зависит от величины ее уклона. Если планируется строительство более пологой крыши, наклон должен быть равен не менее 30 градусам, а шаг обрешетки под поликарбонат эквивалентен его толщине.

Например, для 4-миллиметрового СПК он не может превышать 40 сантиметров, а для 10-миллиметрового –100 сантиметров. Оптимальной величиной наклона считается угол, составляющий 50 градусов.

Перед монтажом, нужно проводить расчет обрешетки под поликарбонат с учетом радиуса изгиба кровельного материала. Любое его изменение требует корректировки шага укладки опалубки. При этом, чем меньше толщина листа поликарбоната и радиус его изгиба, тем с меньшим промежутком монтируют элементы опалубки. К примеру, когда строится обрешетка под поликарбонат для односкатного навеса с углом наклона 20 градусов, шаг ее монтажа не должен превышать 40-50 сантиметров.

Также нужно помнить о снеговых нагрузках. Для местности с повышенным количеством осадков зимой необходимо при строительстве крыши выбирать меньший шаг обрешетки. С учетом того, что у пластика гладкая поверхность, будет достаточно уклона в 30 градусов, чтобы снежный покров не задерживался на кровле.

В то же время, для крыши, например, веранды, лучше возводить более крутую конструкцию – арочную, способную успешно противостоять повышенным снеговым нагрузкам.

Благодаря расчету обрешетки под поликарбонат можно выбрать один из двух возможных вариантов каркаса:

• частая опалубка при использовании тонких листов;
• разряженная – при применении более толстого материала.

Разнообразие каркасов для поликарбонатных крыш

Чтобы сделать обрешетку навеса из поликарбоната, можно задействовать:

1. Трубную продукцию из сортового металлопроката сечением 20х20 миллиметров. Чтобы соорудить арочную кровлю согласно заданному радиусу, трубы изгибают с помощью роликового станка.
2. Стальной каркас. Его собирают с применением уголков, винтов, болтов и специального крепежа. Для недопущения прогиба элементов каркаса под тяжестью снежных масс шаг ферм не должен превышать 150 сантиметров.
3. Конструкция из алюминиевых комплектующих. Она лучше стального варианта для улицы, поскольку не подвержена коррозийным процессам. Но такой каркас обойдется гораздо дороже, примерно в 2,5 раза.
4. Деревянная опалубка. Для нее используют клееную древесину. Стандартные доски и массивные бруски обязательно поведет, в результате чего листы материала начнут трескаться и деформироваться и в них появятся широкие трещины и щели.

Расчет обрешетки под сотовый поликарбонат

Этот вид кровельной продукции часто выбирают по причине экономичности. Если учесть, что металлическая конструкция прослужит дольше, чем поликарбонат, более выгодным решением станет разреженная опалубка.

Чтобы рассчитать обрешетку под сотовый поликарбонат, можно воспользоваться специальной программой, для которой нужны следующие исходные данные:

• тип конструкции – скатная, арочная, плоская;
• толщина листа;
• высота арки;
• ширина и длина пролета, на который укладывается покрытие;
• регион, где находится объект.

Согласно рекомендациям специалистов:

1. Листы СПК толщиной 4 миллиметра лучше использовать в тепличном хозяйстве или в случае установки временных конструкций, при этом шаг монтажа должен составлять 40-50 сантиметров при создании кровель скатного типа и до 60 сантиметров для арочных построек.
2. Поликарбонат толщиной 6 миллиметров задействуют для обустройства навесов и козырьков, в теплицах. Опалубку укладывают с шагом 60-70 сантиметров в скатных строениях, а в арочных – до 70-90 сантиметров.
3. Сотовый материал, имеющий толщину8 миллиметров, используют для зимних теплиц, автомобильных навесов и других объектов. Его монтируют с расстоянием до 80-90 сантиметровв скатных конструкциях и в арочных – до 100-120 сантиметров.
4. Листовую 10-миллиметровую поликарбонатную продукцию выбирают для строений, на которые оказывается повышенная нагрузка. Шаг обрешетки под поликарбонат при этом должен составлять до 100-120 сантиметров для скатных кровель и для арочных – до 150 сантиметров.
5. Изделия от 10 миллиметров применяют для специфических конструкций, а шаг обрешетки рассчитывают индивидуально.

Эти рекомендации касаются исключительно качественного сотового поликарбоната.

Шаг обрешетки под монолитный поликарбонат

Данный вид поликарбонатной продукции относится к сверхпрочным и антивандальным материалам по причине его высокой плотности. Наиболее востребованы листы толщиной 2, 3 и4 миллиметра.

Обрешетка для монолитного поликарбоната укладывается с таким шагом:

• при толщине 2 миллиметра, — до 50 сантиметров для скатных крыш и 70 сантиметров– для арочных;
• при толщине3 миллиметра– 80 и100 сантиметровсоответственно;
• при толщине4 миллиметра– 120 и150 сантиметров.

Для МПК толщиной от 5 до 10 миллиметров шаг выбирают согласно рекомендации специалистов.

Расчет навеса из поликарбоната и профильной трубы: особенности процесса

Тема этой статьи — расчет навеса из поликарбоната своими руками. Нам предстоит научиться вычислять основные параметры конструкции, связанные с ее прочностью и размерами. Итак, в путь.

Что вычисляем

Нам предстоит научиться рассчитывать:

• Толщину поликарбоната и шаг обрешетки в зависимости от предполагаемой снеговой нагрузки на квадратный метр.
• Размеры покрытия арки (что с точки зрения геометрии сводится к расчету длины дуги).

Уточним: мы исследуем способы расчета дуги для известных радиуса и угла сектора, а также для случая, когда нам известны лишь расстояния между крайними точками поверхности арки.

• Минимальное сечение трубы при известной нагрузке на изгиб.

В этом порядке и двинемся дальше.

Обрешетка и толщина покрытия

Начнем с расчета на снеговую нагрузку.

Прежде, чем выяснить, как рассчитать навес из поликарбоната, мы сформулируем пару допущений, на которых основан расчет.

1. Приведенные данные актуальны для качественного материала без признаков разрушения ультрафиолетом. Поликарбонат без УФ — фильтра становится хрупким уже через 2-3 года эксплуатации на свету.

2. Мы сознательно пренебрегаем ограниченной деформационной устойчивостью обрешетки, считая ее абсолютно прочной.

А теперь — таблица, которая поможет подобрать оптимальную толщину поликарбоната и шаг обрешетки.

Арка

Расчет по радиусу и сектору

Как рассчитать арку для навеса в том случае, если нам известны радиус изгиба и сектор дуги?

Формула будет иметь вид P=pi*r*n/180, где:

• Р — длина дуги (применительно к нашему случаю — длина листа поликарбоната или профильной трубы, которая станет элементом каркаса).
• pi — число «пи» (в расчетах, в которых не требуется крайне высокая точность, обычно принимаемое равным 3,14).
• r — радиус дуги.
• n — угол дуги в градусах.

Давайте в качестве примера вычислим своими руками длину арки навеса с радиусом 2 метра и сектором 35 градусов.

P = 3,14*2*35/180=1,22 метра.

В процессе работы нередко возникает обратная ситуация: необходимо подогнать радиус и сектор дуги под фиксированную длину арки. Причины понятны: цена поликарбоната достаточно велика для того, чтобы количество отходов хотелось минимизировать.

Очевидно, в этом случае произведение сектора и радиуса будет равным P/pi*180.

Попробуем подогнать арку под стандартный лист длиной 6 метров. 6/3,14*180=343,9 (с округлением). Дальше — простой подбор значений с калькулятором в руках: к примеру, для сектора дуги в 180 градусов можно взять радиус равным 343,9/180=1,91 метр; при радиусе в 2 метра сектор будет равен 343,9/2=171,95 градусов.

Расчет по хордам

Как выглядит расчет конструкции навеса из поликарбоната с аркой в том случае, если мы располагаем лишь информацией о расстоянии между краями арки и ее высоте?

В этом случае применяется так называемая формула Гюйгенса. Чтобы воспользоваться ей, мысленно поделим хорду, соединяющую концы арки, пополам, после чего проведем в середине перпендикуляр к хорде.

Сама формула имеет вид Р=2l+1/3*(2l-L), где l — хорда АМ, а L — хорда АВ.

Важно: расчет дает приблизительный результат. Максимальная погрешность составляет 0,5%; чем меньше угловой сектор арки, тем меньше погрешность.

Давайте выполним расчет длины арки для случая, когда АВ = 2 м, а АМ — 1,2 м.

P=2*1,2+1/3*(2*1,2-2)=2,4+1/3*0,4=2,533 метра.

Расчет сечения при известной нагрузке на изгиб

Вполне жизненная ситуация: часть навеса представляет собой козырек известной длины. Мы можем приблизительно оценить пиковую снеговую нагрузку на него. Как подобрать для балок профильную трубу такого сечения, чтобы она не согнулась под нагрузкой?

Обратите внимание! Мы намеренно не затрагиваем то, как рассчитать нагрузку на навес. Оценка снеговой и ветровой нагрузки — вполне самодостаточная тема для отдельного материала.

Для расчета нам понадобятся две формулы:

1. М=FL, где М — изгибающий момент, F — приложенная к концу рычага сила в килограммах (в нашем случае — вес снега на козырьке), а L — длина рычага (длина балки, на которую приходится нагрузка от снега, от края до точки крепления) в сантиметрах.
2. M/W=R, где W — момент сопротивления, а R — прочность материала.

И чем нам поможет это нагромождение неизвестных значений?

Само по себе — ничем. Для расчета недостает некоторых справочных данных.

Справка: для профтрубы обычно используются стали Ст3, Ст4 и Ст5.

Теперь на основе имеющихся у нас данных можно вычислить момент сопротивления изгибу профильной трубы. Давайте так и сделаем.

Предположим, что на двухметровом козырьке навеса с тремя несущими балками из стали Ст3 скапливается 400 килограммов снега. Для упрощения расчетов условимся, что вся нагрузка приходится на край козырька. Очевидно, нагрузка на каждую балку составит 400/3=133,3 кг; при двухметровом рычаге изгибающий момент будет равным 133,3*200=26660 кгс*см.

Теперь вычислим момент сопротивления W. Из равенства 26660 кгс*см/W=2100 кгс/см2 (прочность стали) вытекает, что момент сопротивления должен быть равен как минимум 26660кгс*см/2100 кгс/см2=12,7 см3.

Каким образом значение момента сопротивления приведет нас к размерам профтрубы? Через таблицы сортамента, содержащиеся в регламентирующих размеры квадратной и профильной труб ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 8645-68. Для каждого размера в них указан соответствующий ему момент сопротивления, причем для прямоугольного сечения — по каждой из осей.

Сверившись с таблицами, мы выясним, что минимальный размер квадратной трубы с нужными характеристиками — 50х50х7,0 мм; прямоугольной (при вертикальной ориентации большей из сторон) — 70х30х5,0 мм.

Заключение

Надеемся, что не переутомили читателя обилием сухих цифр и формул. Как всегда, дополнительную информацию о методиках расчета и конструирования навесов из поликарбоната можно почерпнуть в видео в этой статье. Успехов!