13.10.2014
Многие наши заказчики ошибочно недооценивают нагрузки, которые в экстремальных случаях приходится испытывать навесу из поликарбоната. Действительно, вес кровли минимален. Вес каркаса навеса, выполненный из профилированной полой стальной трубы, тоже невелик. Почему же возникает повышенная нагрузка на опорные столбы, и как следует выполнить фундамент для них, чтобы навес служил долго и надёжно.
Как возникает нагрузка на опорные столбы навеса
Разберёмся прежде всего с физикой процесса. Нагрузка на навес может возникать двух видов. Первый, и самый частый, воздействие энергии ветра. Такое явление может возникать в любом сезоне. Навес из поликарбоната по сути является крылом или парусом. Он неспособен пропускать через себя воздух, а значит вынужден компенсировать его энергию. Сильные порывы ветра могут создавать очень серьёзную нагрузку. По отношению к опорным столбам она может быть боковая или направленная вверх. НЕ стоит её недооценивать. Об этом вам скажут владельцы навесов, вырванных ветром из земли, которых найдётся немало.
Как делается фундамент опорных столбов навеса
Если мы имеем дело с проектом беседки или навеса с площадью до 20 м², то можно ограничиться прямым бетонированием столбов в подготовленных ямах глубиной до 800 мм. Чтобы повысить эффективность контакта стальных опор с бетонной подушкой, на концах столбов выполняются специальные пятки. Это приваренные перпендикулярно опорам отрезки профилированной трубы. Плюс такого решения очевиден — быстрая и малозатратная установка. Минус один, но очень серьёзный - в случае ошибки с разметкой, демонтаж опорных столбов будет занятием не для слабонервных. По сути он сведётся к полному демонтажу фундамента.
Более массивные конструкции навесов и беседок потребуют куда больших трудозатрат. Можно использовать закладные пластины с арматурной обвязкой. Причём объём подушки в этом случае будет зависеть от массивности сооружения. Сам же столб приваривается к закладной пластине и раскрепляется специальными косынками. При таком способе установки опорных столбов у вас есть возможность устранить мелкие недочёты разметки. До момента сварки столбы ещё можно в определённых пределах перемещать относительно закладной пластины.
Резюмируем. Очень важно точно оценить степень экстремальной нагрузки для кровли навеса, которая может возникнуть в определённых условиях: снег, сильные порывы ветра. Если ваш навес имеет площадь до 20 м², то специалисты Мастер34 советуют ограничиться прямым бетонированием столбов, но при этом как можно точнее проведите все измерения и разметку участка. А вот для массивных конструкций лучше использовать вариант с приваривание столбов к закладным пластинам. При правильной организации фундамента ваш навес или беседка из поликарбоната будет стоять надёжно и долго.
Отличительной чертой этого навеса является широкая крыша с пологим скатом.
Такое сооружение образует идеальное место для обедов и вечеринок на свежем воздухе. Под навесом можно разместить и большой стол для пикников, и барбекю, и стол для приготовления пищи.
Конструкция навеса проста - он состоит из шести столбов, трех балок перекрытия и девяти пар стропил. Чтобы противостоять ветрам и промерзанию грунта, столбы вкопаны в землю на глубину 1,2 м.
Для сборки навеса необходимы лишь несколько болтовых соединений и металлических пластин-стяжек. При установке столбов и особенно балок длиной более 6 м не обойтись без помощников.
Подготовка фундамента.
С помощью шнуров, (рис. 1), размечают положение столбов и вбивают в каждую точку колышек. Ямы копают вручную или с помощью шнекового бура. Для обеспечения дренажа засыпают дно каждой ямы слоем гравия толщиной примерно 150 мм.
Установка столбов.
Для защиты от гниения столбы должны быть пропитаны под давлением. Столбы можно затем покрасить или обработать тонирующей грунтовкой.
При установке столбы центрируют в яме, обвязывают диагональными подкосами под углом 90°,(рис. 2), и выставляют по уровню. Для этой работы требуется по крайней мере один помощник.
После установки столбов ямы заливают раствором, чтобы он был выше уровня грунта (рис. 3). Для более чистой отделки бетона можно сделать из картона короткие цилиндры и использовать их как опалубку для основания столбов.
Установка балок.
После того, как раствор схватится, столбы обрезают до нужной высоты по отметкам, полученным с помощью уровня.
Стамеской или пилой выбирают на боковинах столбов плоские участки, ставят металлические седловые стяжки для посадки балок и наживляют в болтовые отверстия гвоздями, чтобы зафиксировать их. Сами болты пока не вворачивают.
Вырезают три основные балки перекрытия нужной длины и снимают с них фаску или скругляют нижние кромки для плотной посадки в «седла». Привлекая помощников, поднимают и ставят балки на место выпуклой стороной вверх. Произведя необходимую корректировку, вворачивают все болты (рис. 4).
Последняя процедура - дело непростое. Обычно принято рассверливать отверстие с двух сторон сверлом диаметром на 1,5 мм больше, чем диаметр болта. Однако иногда отверстия не стыкуются в середине. Расширение отверстия редко приносит нужный результат - от этого только понижается прочность соединения. Выход можно найти, если изогнуть болт под кривое отверстие. Для этого болт кладут концами на две деревянные подушки, стоящие на твердой поверхности, и тяжелым молотком гнут посредине. Примеряют выгнутый болт и доводят его изгиб до такого размера, чтобы болт мог пройти в отверстие насквозь.
Изготовление каркаса крыши.
Вырезают одно из стропил сечением 100x150 мм, как показано на рис. 5. Проверив его по месту, используют это стропило, как шаблон для разметки и нарезания остальных. Крепят стропила к балкам с интервалом 750 мм болтами-«глухарями» с головкой под гаечный ключ 013x250 мм (рис. 6). Чтобы болт не сломался, прежде чем он будет полностью ввернут, резьбу натирают воском или мылом. На коньковом брусе отверстия раззенковывают, а парные стропила стягивают металлическими пластинами.
Затем нашивают обрешетку из досок сечением 50x100 мм перпендикулярно стропилам с интервалом 600 мм. К каждому стропилу доски обрешетки прибивают двумя гвоздями.
Далее настилают и прибивают накат крыши из фанеры толщиной 15 мм или из шпунтованных досок толщиной 25 мм так, чтобы волокна шли перпендикулярно обрешетке. Фанеру прибивают гвоздями с интервалом 150 мм - по краям и 300 мм - по площади, а доски сечением 25x150 мм прибивают к каждой опоре тремя гвоздями. По периметру крыши устанавливают ветровые доски сечением 25x75 мм, закрыв торцы обрешетки.
Навес покрывают композитными плитками согласно инструкции производителя. Используют кровельные гвозди, которые не пробивают накат крыши.
По материалам журнала "Делаем сами"
От правильного выбора материалов для установки столбов для навеса зависит срок службы возведенных конструкций.
В качестве опор можно использовать:
- Трубы из асбоцемента. Этот вариант ввиду его хрупкости нельзя назвать оптимальным.
- Монолитный бетон. Такая опора энергозатратна и трудоемка. Помимо необходимости в сооружении дополнительной опалубки раствору потребуется время для приобретения необходимой прочности.
- Кирпичную или каменную кладку. Престижный вид, устойчивость к высоким нагрузкам, долговечность – все эти преимущества нивелируются высокой трудоемкостью и финансовыми затратами, поэтому такие стойки редко используются для навесов.
- Древесину. Опора из брусьев подходит только для легких навесов, например, из поликарбонатных листов. И хотя установка опорных столбов из древесины не составляет особого труда, любой пиломатериал нуждается в регулярных мероприятиях по биозащите.
- Металл. Из всех перечисленных вариантов этот является наиболее приемлемым с любой точки зрения. Как правило, речь идет о металлических трубах.
В зависимости от типа конструкции и его предназначения заказчику следует также определиться с количеством и разновидностью опор для навесной конструкции. От требований к ширине проезда, прохода будет зависеть также расстояние между сваями или поперечный шаг опор. А от величины пролета будет зависеть наличие либо отсутствие в конструкции стандартных прогонов или же массивных ферм.
Типовой навес размером 6х3 м, как правило, базируется на двух рядах металлических столбов, которые устанавливаются с полутораметровым шагом и имеют диаметр около 10 см. В таком случае пролет будет составлять 3 метра, количество опор – 8 штук. Идеальная высота всей конструкции – 2,5-3 м, в то время как размер стоек – на 0,5 м длиннее.
Стандартная технология монтажа
Прочность всей конструкции напрямую зависит от того, насколько правильно опорные стойки будут закреплены. Обычно строителям приходится выбирать из следующих вариантов:
- Вбивание. Актуально только для особо плотных грунтов. Его вариацией следует считать установку винтовых свай.
- Бетонирование. Это самый надежный способ установить прочные опоры для навеса. Данная технология не требует применения какой-либо сложной техники, ведь замес раствора и иные работы можно выполнить своими руками.
- Фиксирование посредством арматурных стержней. Технология применяется на участках, ранее подвергнутых бетонированию или асфальтированию, и чье вскрытие крайне нежелательно. Сначала в грунт вбиваются штыри на глубину до 90 см, к которым при помощи сварки прикрепляются металлические столбы для навеса.
Установка деревянных столбов методом вкапывания
Деревянные опоры для легкой и временной крыши над головой можно просто закопать в грунт. Технология монтажа деревянных балок:
- В выкопанную яму засыпают щебеночно-песчаный слой.
- Стойку, обработанную защитным средством, опускают в лунку.
- Яму засыпают грунтом, тщательно утрамбовывая.
Закопанные столбы в условиях невлажного грунта прослужат несколько лет.
Опоры из металла и их бетонирование
Изложенная ниже технология монтажа столбов для навеса позволяет уложиться в 24 часа.
Для этого производятся следующие мероприятия:
- Предварительная расчистка площадки.
- Разметка местоположения будущих опор: вбивание вспомогательных кольев в углах, натягивание веревки (нити) между углами, вбивание по бечевке промежуточных равноудаленных колышек с шагом до полутора метров.
- В размеченных местах выкапываются ямы рассчитанной глубины и засыпаются смесью песка и щебня. В процессе подсыпки смесь уплотняют трамбовкой.
- Готовые металлические опоры поочередно устанавливают в лунки и заливают бетонным растровом. Одновременно с этим строго следят за корректировкой вертикальности стоек при помощи отвеса или строительного уровня.
В течение 7 дней после проведения бетонирования металлических свай им необходимо обеспечить полный покой – не качать и не проверять на прочность.
Столбы из кирпича
Кирпичные или каменные опоры для навеса подразумевают параллельное сооружение основательного фундамента из бетона. Алгоритм данной технологии состоит из следующих шагов:
- Разметка местоположения опорных элементов для навеса.
- Откапывание квадратных ям глубиной до 60 см и площадью поперечного сечения, которая превышает такие же параметры кирпичной опоры.
- Засыпание дна каждой лунки песчаной подушкой и ее постепенная послойная трамбовка.
- Установка опалубки и укладка гидроизоляции.
- Установка арматурного каркаса и бетонная заливка.
- Остановка всех строительных мероприятий на некоторое время – пауза позволит раствору затвердеть.
- Демонтаж опалубки и ее обработка гидроизолирующим составом.
- Засыпка и непосредственная кладка столбиков. Если опорные стойки отделать облицовочным кирпичом, то они приобретут особый лоск, а усилить такую кладку можно арматурной проволочной сеткой, которую рекомендуется укладывать, минимум, через ряд.
Опоры из древесины
Деревянные столбы для навеса также предусматривают наличие монолитного фундамента, погруженного в почву на 50-60 см. К нему с помощью специальных закладных деталей и происходит крепление деревянных столбов для навеса. Прослойку между бетоном и деревом следует уплотнить слоем гидроизоляции, а брусья обработать противогрибковым раствором.
Впоследствии натуральную древесную поверхность необходимо покрыть соответствующим лакокрасочным составом, дополнительно защищающим древесные элементы. Подобная технология не только защищает деревянные детали, но и гарантирует высокие эстетические и декоративные показатели.
Выравниванием стойки
Насколько вертикальными будут опоры, настолько устойчивым окажется ваше строение. Самым точным прибором выступает здесь строительный отвес, который точно определит степень вертикального положения стоек.
В процессе бетонирования фундамента столбики выравниваются с помощью подпорок (металлических либо деревянных), которые после затвердения раствора демонтируются. Корректировка возможна только в первые часы бетонирования.
Для выравнивания столбов по высоте специалисты рекомендуют заранее отмечать в нижней их части уровень погружения в грунт. Такие метки станут надежным ориентиром в дальнейших монтажных работах.
Как правильно вкапывать столбы при монтаже навесов?
Чтобы создать несущие конструкции, обычно берут или дерево, или металл. Кирпич и мрамор для таких целей используются очень редко.
Качественные сорта древесины позволят простоять около 15 лет, но затем их придется менять. К тому же дерево боится влажности и резких перепадов температуры.
Обычно этот материал выбирают за привлекательность и экологичность.
Но гораздо чаще столбы создают из металла. Опоры могут быть коваными, литыми, сборными.
Зачем нужно вкапывать столбы?
Если столбы не закрепить, конструкция не будет отличаться прочностью. А значит, любого порыва ветра или сильного снегопада будет достаточно, чтобы ваш навес обвалился. Существуют более сложные и трудоемкие способы установки опор – применение ленточного и монолитного фундаментов, монтаж винтовых свай и закладных, заглубление столбов ниже глубины промерзания.
Но гораздо проще и дешевле просто вкопать, а затем забетонировать опоры.
Расчет конструкции: учитывайте парусность навеса.
Чем больше площадь покрытия конструкции, тем больше вертикальных столбов нужно. Например, если размеры навеса будут 6х3 метра, то следует взять 8 опор диаметром 80- 100 миллиметров и вкопать их по 4 штуки на каждой стороне. Стандартная высота навеса – 3 метра.
Отталкивайтесь от следующей формулы: 2 столба диаметром 80 миллиметров, установленные на расстоянии 3 метров друг от друга, способны выдержать около 250 килограмм нагрузки.
Наиболее распространенная технология установки столбов
- Выберите место для будущего навеса и выровняйте его.
- Определите, какого размера будет конструкция.
- Подготовьте рулетку, аппарат для сварки и болгарку.
- Выройте лунки для столбов. Например, если требуемая высота опоры 3 метра, возьмите трубу на полметра больше и сделайте углубление в земле на 60 сантиметров.
- На верхнем конце столба с помощью сварки закрепите фланцы из листа стали (вам будет проще приваривать фермы для крыш).
- Насыпьте 5-тисантиметровую смесь песка и гравия в лунки.
- Вставьте в каждое углубление металлическую трубу по отвесу. Следите, чтобы опора встала строго вертикально.
- Закрепите трубы в лунках с помощью камней.
- Дальше идет важный этап - бетонирование столбов. Для этого возьмите цемент марки не меньше 300, добавьте к нему песка и гравия. Полученный раствор влейте в лунки.
- Бетон сохнет около двух-трех суток. Только после высыхания можно приступать к дальнейшему монтажу