Подбор столбов для установки забора из профлиста: калькуляция и основания для выбора


Начинающие застройщики, да и не только они, обычно перед открытием строительного сезона задумываются о том, чем загородить свой участок. Одни решают делать сразу капитальную ограду со столбами из кирпича на ленточном фундаменте, другие делают выбор в пользу необрезной доски. Но есть не менее привлекательная конструкция – из профнастила. Даже элементарных навыков строительства будет достаточно для ее монтажа. Поэтому есть смысл ознакомиться с рекомендациями по сооружению забора из профилированного листа.

Что нужно учесть

забор из профлиста с металлическими столбами

 


Все застройщики стараются одновременно быть и экономными, и результативными. При своих бюджетности и приличном сроке службы установка забора из профлиста как раз вписывается в такие рамки.

Вместе с тем, мы с вами не раз наблюдали на соседних участках, когда весной грунт оттаивает, птички поют, а столбы завалены, листы погнуты, да и калитка просела. В чем же причина? Думается, виной здесь принцип «лишь бы как» или «все равно лучше, чем было». Такая халатность непременно обернется дополнительными затратами времени и денежных средств. Поэтому сперва оцениваем условия эксплуатации, а только потом проектируем конструкцию:

  1. Исследовать характер грунта: степень пучинистости, толщина слоя чернозема, наличие глины, уровень залегания песка и грунтовых вод. Это важно для правильного выбора метода установки столбов: бетонирование, бутование щебнем и песком или ленточный фундамент.
  2. Учесть месторасположение участка и возможные ветровые нагрузки. Факторы напрямую влияют на выбор размер профиля металлического столба, а в итоге на стоимость всей ограды из профнастила. Например, в одних условиях можно обойтись трубой сечением 60х60х3 мм, а в другом случае сильные порывы ветра запросто положат такие опоры.

Подсчет ветровой нагрузки при строительстве сплошных заборов из профлиста

Почему-то большинство из нас упускают этот фактор, будучи уверенными, что с металлической трубой ничего не случится. Не исключено, что такой подход обернется неприятностями, ведь парусность сплошного заборного полотна довольно велика. Если «забить» на расчеты, то после штормового ветра можно увидеть сложившуюся ограду, а то и вовсе не найти ее – улетит. Поэтому выбирайте трубу для столбиков только после проведения вычислений.
установка забора из профлиста
Итак, мы собрались ставить сплошной непродуваемый забор из профилированного листа: узнали прошлые погодные отчеты местной метеостанции и приступаем к вычислению ветровых нагрузок применимо к заборной стойке.

Моделируем ситуацию

Условно допускаем ситуацию, когда сильные порывы ветра дуют в полотно. Что имеем в итоге: на столб действует сила, которая будет пытаться его согнуть, так называемый изгибающий момент. Максимальное усилие на изгиб будет сконцентрировано в месте выхода трубы из земли, где она жестко закреплена. На определении максимально допустимого изгибающего момента, действующего на металлические столбы забора из профлиста, основаны все последующие расчеты.

В рамках статьи не имеет смысла рассматривать расчет столба на устойчивость в плане нарушения его геометрии. Во-первых, такие вычисления весьма сложны, а во-вторых, в практике нет случаев разрушения оград по причине потери столбами устойчивости.

 

Определение силы ветра

Этот показатель находится в прямой зависимости от температуры, скорости ветра и атмосферного давления. Плотность воздуха (его масса в 1м³) также важна, в нормальных условиях она равна 1,22 кг/м³. Помимо всего учитываем следующие факторы:

  • Когда давление увеличивается, а температура снижается, плотность субстанции возрастает, и наоборот. Из этого вытекает, что летом при низком давлении ветровые нагрузки меньше, чем зимой при повышенном.
  • Плотность среды увеличивается, если бушует снежная или песчаная буря, ливень. В расчетах это учитывается коэффициентом, выражающим запас прочности.
  • Сила ветра – основное обстоятельство, от которого зависит нагрузка на забор. Сила ветра пропорциональна квадрату его скорости.

Для вычисления ветровой силы, действующей на квадратный метр площади, воспользуемся упрощенной формулой:

F=0.61V2/9,8

  • F – сила, выражена в кгс.
  • V – скорость в м/с.
  • 0,61 – половина плотности воздуха в нормальных условиях.
  • 9,8 – ускорение свободного падения g.

монтаж забора из профлиста
В таблице указана сила ветра, действующая на квадрат площади забора, для разных скоростей:

 

V, м/с

5

10 15 20

25

F, кгс

1,56

6,22 14,01 24,90

38,90

Здесь не помешает отметить, что в средней полосе России ветры со скоростью 25 м/с бывают довольно редко – раз в 5-10 лет, но все же бывают. Поэтому не будем сбрасывать этот факт со счетов, ведь мы собрались поставить забор из профлиста не на один десяток лет. Для справки, согласно нормам, принятым Всемирной метеоорганизацией, штормовым ветром считается скорость от 20,8 до 24,4 м/с.

 

Заборный столб: расчет на прочность

Берем за базу типовый забор с пролетом в 2 метра и высотой тоже 2 метра. На один столб такого пролета приходится ветровая нагрузка величиной:

F = 2 х 2 х 38,9 = 155,6 кгc

Определяем точку воздействия нагрузки (L) посередине профлиста – 1 м, а расстояние от уровня земли до нижней кромки листа – 25 см. В итоге сила ветра формирует изгибающий момент в районе выхода столба из почвы, где образуется максимально нагруженное сечение:

М = FLk
М = 155,6 х 1,25 х 1,5 = 291,75 кгс•м

  • k – коэффициент запаса прочности, в данном случае он равен 1,5.

Выбираем типоразмер трубы для монтажа забора из профлиста

Нужно подобрать такую трубу, чтобы ее прочность на изгиб перекрывала момент, равный 291,75 кгс•м. Для этого осталось вычислить максимальный изгибающий момент балки:

М = σW/1000

  • σ — Предел текучести материала (кгс/мм2), для стали Ст1пс и Ст10 (материал труб стандартного качества) составляет 20-21 кгс/мм2.
  • W – момент сопротивления сечения (мм3).
  • 1000 – цифра для перевода измерений из миллиметров в метры.

строительство заборов из профлиста

Момент осевого сопротивления при изгибе

Для круглой трубы

W=π(D4-d4)/32D

На основании несложных вычислений получаем разрушающие моменты для существующих типов труб круглого сечения.

Внешний диаметр трубы, мм

Толщина стенки, мм

Разрушающий
момент, кгс·м

60

2

102,28

60

3

145,85

76

2,5

205,41

76

3

241,62

76

3,5

276,31

76

4

309,53

89

3

337,19

89

3,5

386,74

89

4

434,52

 


 

Для квадратной трубы

W=(H4-h4)/6H

Разрушающие изгибающие моменты труб квадратного сечения:

Наружный размер трубы, мм

Толщина стенки, мм

Разрушающий момент, кгс·м

60

2 173,64
60 2,5

211,63

60

3 247,61
60 3,5

281,64

60

4 313,8
80 3

457,23

80

4

586,92

Что имеем?

Глядя на таблицы, можно определить, что для установки забора из профнастила с шагом и высотой по два метра, подойдет квадратная труба, начиная с размера 60х4 мм, или круглая – начиная с 76х4 мм. Все рекомендуемые типоразмеры выделены зеленым цветом. Чем шире пролеты и выше ограждение, тем прочнее должна быть опора.

Дизайнерско-эстетические предпочтения не должны быть основополагающими при выборе круглой или квадратной трубы. Не стоит забывать и ряд инженерно-экономических критериев.

фундамент под забор из профлиста

Круглый или квадратный?

Вы не ошибетесь, если скажете, что квадратный профиль имеет большую прочность на изгиб. У нее момент сопротивления почти в два раза больше, чем у круглого аналога с такими же параметрами. Это действительно работает, когда столбики стоят параллельно плоскости забора, а так делают в большинстве случаев. Тем не менее, квадратные трубы не лишены недостатков:

  • Себестоимость квадрата довольно высока – при весе, большем на 30%, чем у круглого аналога, он стоит на 35-40% дороже.
  • Установка требует повышенных трудозатрат: нужно контролировать не только вертикаль, но и следить, чтобы линия забора и одна грань трубы находились в одной плоскости.
  • При производстве квадратных или прямоугольных труб используется сварная технология, т.е. на одной из сторон по всей длине находится сварной шов. Со временем он начинает корродировать, при этом окраска мало спасает.

Даже несколько таких доводов должно хватить, чтобы при строительстве забора из профлиста, обратить свое внимание на трубы круглого сечения. Приоритет стоит отдать материалу, сделанному по бесшовной технологии.

Оптимальным вариантом будут насосно-компрессорные трубы (НКТ), они бесшовные и толстостенные. Для их производства используется высокопрочная сталь, что делает НКТ намного крепче соразмерного квадрата, а вот стоимость в два раза дешевле. На таких столбах запросто ставят ограждения высотой более 4 метров.
 

 



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2020 stroimass.com // Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru

© Все тексты авторские и являются интеллектуальной собственностью владельца. Убедительная просьба не использовать материал на сторонних ресурсах без согласования с автором.