Забор из профлиста - один из самых популярных видов забора в нашей стране. Это защита и от посторонних глаз, и от ветра и пыли. Ограждение хорошо и тем, что его установка довольна проста: забор можно не только заказать у профессионалов, но и смонтировать самостоятельно.
Стоит учесть, что при самостоятельной установке забора из профнастила могут возникать ошибки: из-за перепадов температур столбы могут “вылезти”, испортив форму забора, а при сильных порывах ветер может сорвать профлист, или даже повалить сам забор. Поэтому нужно тщательно подготовиться перед тем, как ставить забор: рассчитать ветровые нагрузки, правильно подобрать материалы.
Выбрать качественный лист профнастила (профильный), хорошей толщины, с надежной покраской не составит труда. Так же как и рассчитать его вес по готовым таблицам. А вот чтобы не ошибиться с выбором опор для забора нужно взять в руки калькулятор.
Ветронагрузка
Ветронагрузка - один из основных факторов при выборе материала для забора. Забор из профлиста обладает большой парусностью - ведь полотно забора сплошное. При сильном ветре (при неправильном выборе материалов) - забор будет испорчен.
Чтобы этого не случилось, толщину трубы и её сечение следует подбирать на основании расчетов. При этом расчет для каждого забора - индивидуален. Зависит он от региона, где происходит строительство, и от конкретного места (открытый участок или закрытое пространство).
Расчет ветровых нагрузок
Представим, что происходит, когда в полотно забора направлен сильный ветер. На столб действует сила, которая будет его сгибать (изгибающий момент). Столб с одного конца зафиксирован в земле, и максимальное усилие будет возникать именно там, где он входит в грунт.
Для упрощенного расчета (с использованием онлайн калькулятора) мы должны посчитать, с какой силой происходит давление на площадь в 1 м2. После этого мы поймем какой профиль трубы нужен, чтобы эту нагрузку выдержать.
Воспользуемся формулой:
F = 0,61*V2/9,8
где:
F - сила в кгс;
0,61 - 1/2 плотности воздуха (в нормальных условиях);
V - скорость ветра в м/с.
Для того, чтобы узнать скорость ветра в вашей местности, необходимо запросить данные у местной метеостанции. Для примера выполним расчет при скорости ветра в 15 м/с:
F = 0,61*15*15/9,8≈14 кгс на 1 м2
Воспользовавшись данной формулой, можно самостоятельно рассчитать силу, действующую на 1 м2 площади забора при различной скорости ветра. При расчете делаем запас, чтобы, в случае возникновения нетипично сильного ветра для выбранного района, забор выдержал нагрузку.
Сильным считается ветер, скорость которого от 20,8 до 24,4 м/с. Штормовой ветер или “буря” начинается от 24,5 до 28,4 м/с. Ураганный ветер развивает скорость от 28,5 м/с до 32,6 м/с.
Сразу посчитаем силу ветра действующую на одну опору. В расчет мы возьмем забор высотой 2 м и длиной пролёта 2,5 м. Лучше не делать один пролет забора длиной более трех метров, так как нагрузка в этом случае повышается и нужно будет увеличивать сечение каждого столба. Таким образом площадь одной секции забора будет:
S = 2 * 2,5 = 5 м2
Вычислим силу действующую на один лист забора:
F = 5 * 14 = 70 кгс
Далее необходимо найти изгибающий момент, действующий на опору, по формуле:
М = F*L*k,
где:
k – коэффициент запаса прочности (1,5);
L – точка приложения нагрузки. Считаем, что она приходится на середину профлиста высотой в 2 м, прибавляем к ней расстояние от земли до нижнего края листа: 0,3 м. Итого: 1 м + 0,3 м = 1,3 м.
F - сила в кгс,
Изгибающий момент:
М = 70*1,3*1,5 = 136,5 кгс·м
Расчет сечения трубы для забора из профнастила
Получив данные о нагрузке, переходим к выбору опорных труб.
Для этого пользуемся формулой, по которой определяем максимальный изгибающий момент:
М = σW/1000,
где:
σ – предел текучести материала, кгс/мм2 (для стали - 20 - 21 кгс/мм2);
W – момент сопротивления сечения (мм3). Он определяется по формулам:
- W= π*(D4-d4)/32D - для круглой трубы,
- W=(H4-h4)/6H - для квадратной трубы.
Для сравнения возьмем круглую трубу с наружным диаметром 60 мм, толщиной стенки 2 мм, и квадратную трубу 60 мм, с толщиной стенки 2 мм. Чтобы не считать вручную моменты сопротивления изгибу (W) делаем онлайн расчет ветровой нагрузки забора в любом онлайн калькуляторе, подставляя в него вышеприведенные значения сечений труб.
Итого:
Для квадратной трубы W = 8682,0 мм3
Для круглой трубы W = 5114,1 мм3
Подставляем значения в формулу:
М = 20*8682,0/1000 = 173,64 кгс·м — разрушающий изгибающий момент для квадратной трубы.
М = 20*5114,1/1000 = 102,28 кгс·м — разрушающий изгибающий момент для круглой трубы.
Теперь смотрим, удовлетворяют ли выбранные нами трубы ветровой нагрузке. Как мы ранее высчитали, изгибающий момент в месте выхода столба из земли (М) = 136,5 кгс·м.
Сравниваем:
Квадратная труба — 173,64 кгс·м > 136,5 кгс·м.
Круглая труба — 102,28 < 136,5 кгс·м.
Квадратная труба при нагрузке, возникающей при ветре силой 15 м/с, нам подходит, а круглая – нет.
Воспользовавшись этим расчетом ветровой нагрузки, можно самостоятельно выбрать сечение и профиль трубы в зависимости от условий эксплуатации и конструкции забора.
Подобрать столбы под металлический забор подходящего размера можно на нашем сайте.
