Расчет пиломатериалов для деревянного навеса
Ранее мы уже рассказывали о том, какие пиломатериалы нужны для деревянного навеса. В этой статье на конкретном примере покажем, как рассчитать их количество.
Содержание
- Проектирование навеса
- Расчет опорных стоек
- Расчет несущих прогонов
- Расчет стропильной системы и свесов
- Расчет обрешетки
- Заключение
Проектирование навеса
Проектирование — это этап, на котором учитывают внешний вид постройки, её удобство и строительные нормы. Для навеса здесь нужно определить параметры каркаса, которые повлияют на количество и тип закупаемого материала.
Пример деревянного навеса указанных размеров
Длина и ширина. Выбирайте размер навеса исходя из того, какую площадь нужно закрыть и сколько места доступно на участке. Мы для наглядности расчетов возьмем навес размером 3×4 м. Если у вас другой размер, просто подставьте свои значения в приведенные ниже формулы. Так вы сможете рассчитать количество материала для вашей постройки.
Высота. Не делайте навес слишком низким, ведь под ним должно быть комфортно находиться. Также не делайте его слишком высоким, чтобы косой дождь не заливал площадку. Рекомендуем делать навес высотой 2,5-3 м. Этого достаточно для свободного прохода человека любого роста и даже для парковки высокого внедорожника с багажником на крыше.
Уклон. Предусмотрите уклон крыши навеса. Он нужен для отвода дождевой воды и схода снега с крыши. Для этого задние стойки навеса должны быть ниже передних — обычно 2,1–2,6 м. Так получится наклон около 8–10°, при котором человек среднего роста у задней стенки не будет испытывать дискомфорта. Этот угол подходит для большинства современных кровельных материалов, таких как профнастил или поликарбонат, и соответствует строительным нормам для односкатных крыш.
Расположение и количество стоек. Количество и расположение опорных столбов выбирают исходя из размеров навеса: длинная сторона обычно несущая, а короткая перекрывается стропилами. Для равномерного распределения нагрузки стойки размещают с шагом 2–2,5 м (между центрами).
Например, для навеса размером 3×4 м удобно поставить 6 столбов — по 3 вдоль каждой 4-метровой стороны. Такой подход позволяет использовать обычный брус без риска его прогиба под весом крыши.
Тип монтажа стоек. Ещё на этапе проектирования решите, будут ли стойки бетонироваться в грунт или устанавливаться на металлические подпятники. Мы в расчетах будем исходить из того, что высота стойки – это ее чистый размер над уровнем земли.
Габариты кровли. Чтобы защитить деревянные элементы навеса от дождя и гниения, спроектируйте крышу шире, чем периметр по стойкам. Для этого заложите свесы по 300 мм (0,3 м) с каждой стороны. Например, в нашем случае периметр по стойкам составляет 3×4 м. С учётом свесов итоговый размер кровли будет 3,6×4,6 м.
Кровля с учетом свесов
Расчет опорных стоек
Материалы и размеры. Чтобы обеспечить конструктивную надежность постройки, подойдёт брус хвойных пород (сосна, ель) естественной или камерной сушки.
- Сечение 100х100 мм считается достаточным для легких кровельных покрытий (профнастил и прочее) и умеренных снеговых нагрузок – до 180 кг/м².
- Сечение 150х150 мм рекомендуется при использовании тяжелой кровли (цементно-песчаная черепица) или в регионах с суровыми зимами. Также такой брус выглядит более эстетично и солидно.
Расчет количества материалов. Чтобы понять, сколько бруса нужно для стоек, считайте по шагам:
- Сложите высоту передней и задней стойки. Например, у навеса 3×4 м высота передней стойки 3 м, задней — 2,6 м. В сумме получаем 5,6 м — это длина одной пары стоек.
- Посчитайте, сколько пар стоек нужно для всего навеса. В нашем примере нужно 6 опор, значит 3 пары стоек.
- Определите, сколько бруса потребуется. В магазинах обычно продают брус длиной 6 м. Каждая пара стоек из нашего примера помещается в один такой брус. Для всех 3 пар понадобится 3 бруса по 6 м. После распила останутся короткие отрезки по 0,4 м — это обычные деловые отходы.
Расчет несущих прогонов
Несущие прогоны и укосины
Прогоны — это горизонтальные балки, которые держат стропила и распределяют вес крыши. Обычно их ставят вдоль длинной стороны навеса.
Материалы и размеры. Для прогонов лучше использовать прочный материал, чтобы балки выдерживали вес крыши и снега. Подойдут брус хвойных пород 100×100 мм или сдвоенная доска 50×150 мм. По прочности сдвоенные доски ничем не уступают цельному брусу, но их сечение не должно быть меньше 150 мм — иначе на пролете между стойками под весом снега возможен прогиб.
Расчет количества материалов. Для фиксации стропильной системы нужны две линии прогонов — по одной на каждый ряд стоек: передний и задний. Если использовать брус, потребуется 2 штуки, если сдвоенные доски — 4 доски. Прогоны должны быть длиннее навеса на величину свеса крыши.
Например, в нашей постройке 3×4 м прогоны нужно расположить вдоль 4‑метровой стены. С учётом свесов по 0,3 м с каждой стороны длина одного прогона составит 4 + 0,3 + 0,3 = 4,6 м. Для этого удобно использовать стандартные пиломатериалы длиной 6 м. При распиле остаются два отрезка по 1,4 м, которые можно пустить на укосины. Укосины обычно устанавливают под углом 45° между стойками и прогонами для усиления конструкции.
Расчет стропильной системы и свесов
В односкатной конструкции стропила укладываются поперек несущих прогонов. Основная нагрузка здесь направлена на изгиб, поэтому важно правильно подобрать сечение и шага установки досок.
Сечение. Для стропил лучше использовать доски 50х150 мм.
Шаг установки стропил. Это расстояние между стропилами. Оно зависит от выбранного кровельного материала и того, сколько снега обычно выпадает в вашем регионе. Для поликарбоната обычно ставят стропила через 0,6–1 м. Для профнастила или металлочерепицы — 0,5–0,8 м. Для тяжёлой черепицы шаг уменьшают до 0,4–0,5 м, чтобы балки выдерживали нагрузку.
Для навеса из нашего примера — 3х4 м — стандартным считается шаг 700-800 мм. Это дает возможность использовать доску 50х150 мм без риска прогиба.
Шаг стропил в односкатной конструкции
Длина стропил. Длина стропил складывается из двух частей: расстояния между прогонами и длины свесов крыши. Расстояние между прогонами нам известно — это ширина постройки. А вот длину свесов надо рассчитать.
Стропила стоят под наклоном, поэтому их длину можно рассчитать по теореме Пифагора: Д = √(Г² + В²), где:
Д — фактическая длина стропила между прогонами,
Г — горизонтальное расстояние между прогонами,
В — разница высот между передней и задней стойкой (высота наклона).
К полученной длине прибавьте свесы крыши с каждой стороны. В итоге получится полная длина стропила.
Рассмотрим на примере. Высота передней стенки нашего навеса 3 м, задней — 2,6 м. Подставим нужные значения в формулу:
Г — горизонтальное расстояние между прогонами = 3 м
В — разница высот между передней и задней стойкой = 3 − 2,6 = 0,4 м
Фактическая длина стропила между прогонами: Д = √(Г² + В²) = √(3² + 0,4²) = √(9 + 0,16) = √9,16 ≈ 3,03 м
Добавляем свесы крыши по 0,3 м с каждой стороны: 3,03 + 0,3 + 0,3 = 3,63 м ≈ 3,7 м. Это и есть полная длина стропила для нашего навеса. Для изготовления одной такой стропильной ноги можно использовать доски стандартной длины – 4 м.
Общее количество. Чтобы определить общее количество стропил, используйте формулу: количество стропил = длина навеса ÷ шаг между стропилами + 1. Она учитывает, что стропила ставятся и на начало, и на конец крыши.
Пример. Длина нашего навеса 4 м, а шаг между стропилами — 0,8 м. Подставляем значения в формулу: 4 ÷ 0,8 + 1 = 5 + 1 = 6 стропильных ног потребуется.
Расчет обрешетки
Обрешетка в конструкции навеса
Обрешетка — это доски, которые кладут поперёк стропил. Её основная задача – равномерно распределить внешнюю нагрузку на стропильную систему и обеспечить надежную фиксацию кровельных материалов.
Материалы и размеры. Для её устройства под жесткие кровельные материалы, такие как профнастил или черепица, используют обрезную доску хвойных пород сечением 25×100 мм. Это наиболее распространенный размер, который обеспечивает достаточную прочность при минимальном весе. Сечение 25×150 мм используют при повышенных снеговых нагрузках или если шаг стропил больше 800 мм. Доска должна иметь ровную толщину, чтобы исключить перепады высот на плоскости крыши и обеспечить плотное прилегание кровельных листов.
Длина элементов обрешетки должна быть равна длине прогонов. В нашем примере длина прогонов составляет 4,6 м, значит, и доски обрешетки тоже будут 4,6 м. Для этого удобно использовать обрезные доски длиной 6 м. Так будет минимум отходов — отрезки по 1,4 м.
Количество досок для обрешётки. Количество досок зависит от шага их установки. А оно зависит от типа используемого кровельного материала.
Для профнастила марки С20, С21 оптимальный шаг составляет 400-500 мм. При таком расстоянии исключается прогиб металла под весом человека или снежного пласта. В нашем примере количество элементов обрешетки будет равно: 3,6 : 0,4 + 1 = 10 штук.
Для металлочерепицы шаг строго соответствует длине волны (обычно 350 мм). В нашем примере количество элементов обрешетки будет равно: 3,6 : 0,35 + 1 = 11 штук.
Для сплошного настила (под мягкую кровлю или гибкую черепицу) доски укладываются с зазором 3-5 мм или заменяются листами ОСБ.
Если для сплошного настила используете доски, то рассчитать их количество можно так:
- Определите общую площадь кровли: длина × ширина. Например, площадь нашего навеса 3х4 с учетом свесов крыши будет равна: 4,6 × 3,6 = 16,56 м²
- Определите площадь одной доски: ширина × длина доски. Мы писали выше, что для обрешетки подойдет доска 25×100×4600 мм. Площадь одной доски 0,1 × 4,6 = 0,46 м²
- Разделите общую площадь кровли на площадь одной доски. Так вы получите количество досок. Например, для нашего навеса: 16,56 м ÷ 0,46 м² = примерно 36 досок.
Если для сплошного настила используете доски ОСП, то их количество рассчитывается по тому же принципу, только с учетом площади одного листа:
- Определите общую площадь кровли: длина × ширина. Например, площадь нашего навеса 3х4 с учетом свесов крыши будет равна: 4,6 × 3,6 = 16,56 м²
- Определите площадь одной плиты ОСП: ширина × длина плиты. Стандартный размер плиты ОСП – 1250х2500 мм. Значит, его площадь в метрах – 1,25 х 2,5 = 3,125 м.
- Разделите общую площадь кровли на площадь одной плиты ОСП. Так вы получите общее нужное количество. Например, для нашего навеса: 16,56 м ÷ 3,125 = 5,3 – округляем до 6.
Заключение
Проведенный детальный расчет подтверждает, что даже простейшая малая архитектурная форма требует глубокой предварительной проработки. Внимание к сечениям, шагу расположения элементов и геометрии постройки позволяет создать конструкцию, обладающую запасом прочности для противостояния снеговым и ветровым нагрузкам. Правильно спроектированный и рассчитанный навес – это и функциональная защита площадки, и эстетически выверенный элемент ландшафта, возведение которого становится предсказуемым и лишенным технологических ошибок процессом.