Профлист считается прекрасным выбором для создания покрытия на крыше любого строения. Он имеет хорошую прочность и надежность, а также обладает долгим сроком службы. Материал считается универсальным и востребованным на рынке. За счет легкости монтажа часто его установка выполняется непосредственными владельцами сооружений. Из-за многослойного покрытия, листы отличаются хорошей стойкостью перед коррозией. Другим важным параметром считается прекрасная несущая способность профлиста, поэтому он без сложностей выдерживает даже серьезные и постоянные нагрузки.

Чем важна несущая способность?

Важно! Она представлена значимым параметром кровельного материала, так как она показывает, какая максимальная нагрузка может воздействовать на покрытие или отдельные листы, а при этом не будут элементы деформированы или разрушены.

При расчете этого показателя для кровельных материалов исчисление ведется в кг/1 кв. м.

Во время расчетов возникают определенные сложности. Дело в том, что определить нагрузку на стену достаточно просто, но оценить этот показатель в отношении кровельного покрытия намного сложней, так как покрытие располагается сверху дома. Поэтому при расчетах учитываются некоторые факторы воздействия на кровлю:

• собственный вес покрытия, для чего надо изучить сопроводительную документацию к профнастилу, после чего масса одного листа умножается на количество элементов, используемых на крыше;
• вес мусора, который обычно скапливается на поверхности осенью;
• учитывается максимальное количество воды, которое может удерживаться на крыше, а также рассчитывается воздействие даже самого сильного ливня;
• предполагается, сколько снега может находиться на покрытии, а также каким весом при этом он будет обладать;
• дополнительно учитывается воздействие ветра, причем оно зависит от того, в каких климатических условиях построен сам дом.

Важно! Все вышеуказанные воздействия учитываются еще на этапе формирования проекта будущей крыши и кровельного покрытия.

Если неправильно будет рассчитана несущая способность крыши, то это приведет к тому, что может разрушаться покрытие. Если выбираются не слишком прочные материалы для кровли, к которым относится рубероид или черепица, то они укладываются исключительно на сплошную обрешетку, создаваемую из прочной древесины.

Несущая способность профнастила считается достаточно высокой, но даже при значительной прочности стального материала, важно грамотно заранее рассчитывать этот показатель, что позволит выбрать правильные размеры и параметры обрешетки.

Правила расчета нагрузки на кровлю из профлиста

Правильное проектирование любого дома предполагает формирование наклонной крыши, что позволяет предотвратить оседание на ней воды или мусора. Поэтому при расчете несущей способности профлиста учитывается только воздействие ветра, непосредственный вес материала и возможного количества снега.

Для расчета учитываются некоторые особенности:

• зависит от его удельного веса на 1 кв. м. Данная информация содержится в документации к покупаемому материалу, а также можно ознакомиться с ГОСТом или справочником. Во время расчета непременно учитывается, что производится внахлест.
• Нагрузка от ветра и снега зависит от того, каким уклоном обладает сама крыша, а также в каком регионе осуществляется процедура возведения дома. За счет угла ската можно выяснить, какими надо пользоваться поправочными коэффициентами, чтобы определить, как распределяется вес снега по всей имеющейся поверхности. Дополнительно решается, каким аэродинамическим сопротивлением ветру обладает крыша.
• Вышеуказанные три нагрузки складываются. На основе полученного показателя, а также с учетом схемы расположения листов профнастила, обладающий нужным показателем несущей способности.

Важно! Несущая способность профнастила должна быть немного больше полученного при расчетах значения, чтобы в случае увеличения нагрузки по каким-либо причинам, покрытие все равно легко справлялось с поставленными задачами.

Кроме самостоятельных расчетов можно пользоваться стандартными показателями, являющимися усредненными. Они рассчитываются для стандартных крыш с одним, двумя, тремя или четырьмя пролетами. Но если крыша на доме обладает какими-либо специфическими размерами или параметрами, то придется все равно осуществлять собственные расчеты. Схема опирания выглядит следующим образом.

Исходя из схемы опирания профилированного листа определяется нагрузка на 1м2. Данные показатели приведены в таблице ниже.

После проведения расчетов выбирается несущий профнастил, имеющие нужные параметры. Нередко сталкиваются владельцы недвижимости с невозможностью приобрести подходящий материал, а в этом случае единственным правильным решением будет изменение конструкции обрешетки, на которую осуществляется укладка материала.

Видео по теме:

Какой несущей способностью обладают разные виды профнастила?

Профилированный лист считается намного более прочным материалом по сравнению с листами, обладающими ровными поверхностями. Это обусловлено наличием многочисленных волн, высота которых значительно отличается в разных . Формируются эти волны за счет специфической механической обработки стандартного стального листа.

Несущая способность профлиста будет различной в разных марках этого материала. Они дополнительно отличаются прочностью и другими параметрами, поэтому предварительно оцениваются все характеристики:

• наиболее прочными считаются листы с обозначением Н, которые дополнительно имеют высокую несущую способность, поэтому они прекрасно справляются даже с самыми серьезными и постоянными нагрузками;
• средний показатель имеется у изделий, которые предназначены для формирования стеновых конструкций или настилов, поэтому они обладают обозначением НС;
• листы, используемые исключительно для стеновых покрытий и обладающие обозначением С, имеют самую невысокую несущую способность, так как и волны у них отличаются незначительной высотой.

Важно! От выбранного дополнительно зависит форма листа, его размеры и необходимое количество элементов для конкретного основания.

Чем меньше расстояние между волнами у листа, тем более прочным и надежным он является. Волны должны быть высокими и сложными по форме, а только в этом случае можно говорить о том, что такой несущий профнастил прекрасно подходит для создания надежного и долговечного покрытия на любой крыше.

В каких областях применяется данный материал?

Профнастил, обладающий прекрасным показателем несущей способности, считается наиболее востребованным среди всех разновидностей. Это обеспечено наличием у него не только многочисленных положительных параметров и высокой прочности, но и универсальностью, так как он может применяться действительно в разных сферах строительства.

Важно! Качественный несущий профлист не только отличается хорошей прочностью, но и сам имеет не слишком высокую массу, поэтому пользоваться им можно в разных направлениях.

Наиболее часто этот материал применяется для:

• формирование кровельного покрытия, причем при наличии умений воспользоваться им можно даже на самых сложных и криволинейных формах крыши, а шаг обрешетки может достигать трех или больше метров;
• установка несъемной опалубки, причем качественный профлист, предназначенный для создания перекрытий, прекрасно без деформаций и разрушений выдерживает вес от бетонного состава или каркаса, а также используется в качестве листовой арматуры;
• формирование композитных перекрытий между этажами, а также организация диафрагм жесткости сооружений, обладающих несущим каркасом из металла;
• создание стеновых ограждений для различных построек, причем они могут быть утепленными или холодными, а также сами строения могут предназначаться для разнообразных целей;
• монтаж забора из металла, причем он прекрасно смотрится как на частном участке, так и рядом с промышленным объектом;
• эффективное применение в промышленном строительстве.

Важно! Использование качественного металлического профлиста, отличающегося прекрасной несущей способностью, дает возможность осуществить все работы за короткий промежуток времени и не тратить на этот процесс слишком много средств.

За счет хороших качеств материала, он нередко используется при создании перекрытий между этажами, на которые планируются действительно высокие и постоянные эксплуатационные нагрузки. Другим неоспоримым плюсом материала является его приемлемая цена.

Таким образом, профлист может обладать разной несущей способностью в зависимости от марки, формы и высоты волны, а также других параметров. Он считается легким и прочным, доступным и привлекательным, а также стойким перед разными внешними факторами. Профлист с высоким показателем несущей способности считается универсальным, так как может использоваться в разных областях.

Содержание статьи

профнастил несущий

В последние годы в строительстве стал широко использоваться профилированный металл, который получил название — профлист или профнастил, изготавливаемый из металлического листа, оцинкованного или окрашенного специальными полимерными составами. По своему назначению этот строительный материал подразделяется на кровельный, стеновой и несущий профнастил. Наша статья посвящена обзору последней разновидности материала, которая применяется для обустройства кровельныйх .

При изготовлении несущего профнастила, металлическая пластина, толщиной от 0,5 и до 1 мм, поставляемая в рулонах с металлургического комбината, проходит через прокатный стан, в результате чего металлический лист принимает тот или иной профиль. Профили могут быть в виде трапеции, или полукруглой волны.

Профилированный металлический лист намного лучше выдерживает нагрузки, чем плоский, поскольку профили в этом случае выступают как ребра жесткости.

Достоинства несущего профлиста

Преимущества данного материала перед другими строительными материалами очевидны:

• -недорогая стоимость
• -пожаробезопасность
• -небольшой вес, что способствует уменьшению расчетных нагрузок на стены и фундамент, и как результат – удешевление строительства
• -несущий профнастил не подвергается коррозии
• -выдерживает большие ветровые и снеговые нагрузки
• -не теряет своего внешнего вида и прочности в течении 30-50 лет
• -широкая цветовая гамма, что позволяет вести строительство в эстетических нормах
• -небольшой вес обеспечивает легкость при доставке и простоту монтажа в любое время года.

Область применения профилированного металлического листа

Несущий профлист используется в промышленном и гражданском строительстве в качестве кровельного материала, ограждающих конструкций, облицовочного материала стен зданий и сооружений, как несъемная опалубка при устройстве монолитных конструкций.

Область применения профлиста не ограничена. В частном жилищном строительстве профнастил зачастую используется для возведения заборов, в качестве кровельного материала для домов и других хозяйственных построек.

Технические характеристики и некоторые марки

Промышленностью выпускается достаточно много разновидностей профлиста, которые имеют свои обозначения.

Например, Н 60 845 (ГОСТ 24045-94) -большая буква «Н» означает — несущая способность профнастила , а стоящие рядом цифры указывают на высоту профиля, соответствующую 60 мм и ширине листа равной 845 мм.

• НС 35 – толщина стального листа составляет 0,5-0,8 мм, шириной 1250 мм, высота ребра жесткости – 35 мм. Используется для устройства ограждающих конструкций, несъемной опалубки, в качестве кровельного материала на небольших объектах.
• Н-57 900 – профлист шириной 900 мм и с высотой профиля 57 мм, производится по ТУ производителя, однако несущая способность профлиста должна отвечать требованиям ГОСТ 24045-94. Шаг обрешетки для профиля этой марки не должен быть больше трех метров.
• Н- 60 стальной профильный лист с несущей способностью, высота профиля составляет 60 мм, ширина листа 1250 мм. Применяется для несъемной опалубки, в качестве кровельного материала, и может заменяться профлистом Н 57-750. Шаг обрешетки также должен выдерживаться в пределах 3 метров.
• Н-158 –чаще имеет название «европрофиль» с самой большой высотой профиля, равному 158 мм. Применяется при максимальных нагрузках.

В дополнение можно сказать, что марки профнастила – Н-75, НС- 44, Н- 57, Н- 60, НС-35 обязаны соответствовать ГОСТ 24045-94.

Выбор профнастила

Выбирая материал для кровли или других нужд, следует учитывать его прочность и способностью сопротивляться различным нагрузкам, которые обязательно действуют на любую конструкцию.

Расчет несущей способности профнастила производится при составлении проекта строящегося здания или сооружения. Вначале учитываются все нагрузки, после действия которых профнастил не должен деформироваться и терять свою прочность. В качестве нагрузок рассматриваются статические т. е. постоянные нагрузки, в которые входят собственный вес кровельного материала, вес ограждающих конструкций.

Временные нагрузки включают в себя — вес снегового покрова для данного региона, ветровая нагрузка, временные нагрузки в виде веса людей или какого-либо оборудования. Значительное влияние в расчетах оказывает правильное устройство кровельной системы. Большие пролеты между стропилами или несущей обрешеткой, не отвечающие техническим характеристикам определенной марки профнастила, способны вызвать снижение прочности кровельного материала и привести к деформации.

Стоимость материала

Цена несущего профнастила напрямую зависит от его прочности. Естественно, что чем толще сталь, тем прочность материала будет выше. Точно так же будет высокой прочность профнастила, если высота профиля будет большой.

И перекрытия. Популярным в малоэтажном строительстве становится устройство железобетонных перекрытий по профнастилу. Конструкции, где профлист является несъемной опалубкой, имеют высокую несущую способность, прочность и другие достоинства.

Преимущества перекрытия с профнастилом

Применение профлиста (марка «Н») решает задачи строительства благодаря легкости, жесткости, прочности и коррозионной стойкости. Материал в профиль - волна, формирующая ребра жесткости, которые после отливки повышают ее несущую способность и конструкции в целом. Лист является несъемной опалубкой, поэтому снижаются .

Если он связывается с бетоном, снимает на себя часть нагрузки с плиты перекрытия. Такие монолитные элементы могут опираться на легкий несущий каркас, что удешевляет формирование фундаментов (достаточно столбчатого варианта) строений. Снижаются расходы на стеновые материалы - применяются легкие и теплые газоблоки и пеноблоки. Бетонный раствор заливается на профнастил, не требующий сложной опалубки.

При правильном уходе бетонная плита имеет высокие прочностные показатели, эффективно противостоит воздействию природных условий. Подобные имеют сниженную массу. Потолочная поверхность конструкций имеет готовый экстерьер, устойчивый к изменениям температурно-влажностного режима и действию огня. Материал опорной основы удобно транспортировать, он неприхотлив в эксплуатации и рассчитан на длительный период применения. На несущем каркасе профилированный лист монтируется просто, быстро, без применения грузоподъемной техники.

Расчет перекрытия

Чертеж монолитного перекрытия по профнастилу.

К проекту обязательно составляются чертежи, а расчеты делаются в соответствии с рекомендациями СНиП, СТО 0047 -2005 (лучше с помощью профессионалов). Учитываются габариты постройки, величина шага установки поперечных балок, их длина, нагрузка на них и на колонны, характеристики несущего профлиста (ширина, длина, толщина изделий, высота профиля). Следует исходить из того, что каждый лист вдоль своей длины должен опираться на 3 балки. Исходя из планируемой нагрузки на перекрытие, рассчитываются сечение арматуры и высота плиты.

Ее толщина определяется из масштабного отношения 1:30, зависящего от расстояния между поперечными балками. Монолитная бетонная плита может иметь толщину от 70 до 250 мм. Вес, который будет иметь монолитное перекрытие, определит тип и количество металлических колонн, параметры их фундамента, тип балок, величину нагрузки на одну колонну. Глубина волн листового профиля влияет на расстояние между балками: чем она больше, тем чаще устанавливаются балки, так как увеличивается масса бетона в углублениях профиля при нецелесообразности увеличения толщины плиты.

Сокращение шага пролета позволяет исключить прогиб листов. Следует учесть вес дополнительной полезной нагрузки, которую примет межэтажное перекрытие - за норму принято 150 кг/м2, которую следует увеличить на 33%. Общая величина эксплуатационной нагрузки рассчитывается с погрешностью до 0,5 кг.

Из нее определяются размеры поперечного сечения и длина балок. Вертикальные стержневые анкеры позволяют объединить профилированные листы и железобетон, что передает им часть нагрузки. Для пролета шириной в 3 метра потребуется материал толщиной не менее 0,9 мм. На практике вычисления сведены в программное обеспечение, позволяющее формировать рабочую документацию.

Устройство монолитного перекрытия

Возможные схемы расположения листов для монолитного перекрытия по профнастилу.

Профилированные листы, арматура и бетон - составляющие, которые формируют монолитную . Такая конструкция, если она опирается на балочный каркас, распределяет нагрузку на колонны, а не на стены. Каждая колонна имеет свой фундамент. Другой вариант, когда поперечные балки не укладываются или, если устанавливаются, опираются на стены.

В таком случае монолитному перекрытию предстоит нагружать стены сооружения и фундамент. Металлические балки - двутавр (швеллер). Их края укрепляются в «карманах» стен (колонн) и привариваются к закладным. К балкам листы могут крепиться на внутреннюю полку, тогда расстояние между опорами для коротких листов выбирается не более 1,5 м. На швеллеры/двутавры профилированный материал также может устанавливаться на внешнюю полку сверху так, чтобы можно было размещать листы длинной до 6-ти м.

Они устанавливаются внахлест по длине. Под серединой листовых элементов размещается стационарная балка. Волны профиля должны быть перпендикулярны балкам, а расширениями гофра ориентируются вниз.

При безбалочном варианте устройства гофролисты не будут иметь точек опоры посередине помещения. Обязательный элемент - объемное армирование, которое значительно повышает прочность монолита. Арматура соединяется сваркой с балками и колоннами. Для распределения раствора может ставиться внешняя съемная опалубка. Бетонирование формирует ровную поверхность плиты.

Монтаж перекрытий из профнастила

Балочное перекрытие формируется креплением перфорированных листов на внутренние/внешние полки поперечных балок. Затем формируется опалубка, когда выбрано верхнее крепление листов. Параметры допустимого прогиба профлиста, составляющие 1:250, определяют длину пролета наката. До заливки бетона под поверхность профнастила подставляются временные опоры, обеспечивающие неподвижность конструкции.

На настиле размещается металлическая арматура, выполняется бетонирование нижнего наката путем одного прохода по . Поверхности потолка и пола выравниваются. После набора перекрытием прочности временные опоры снимаются. Монтирование безбалочного монолита предусматривает некоторые нюансы.

Так, длинные армирующие пруты (с регулярной ребристой насечкой на поверхности) укладываются вдоль каждого углубления профилированных листов. Они проволокой вяжутся с металлической сварной сеткой, которая укладывается на профиль сверху. Заливка делается за один проход. После твердения сверху бетонное основание укрывается цементной стяжкой. Монтируется несущий профнастил марок от Н60 до Н114, обеспечивающий высотой профиля необходимую жесткость материала при толщине 0,8 – 1,5 мм.

Профилированные листы крепятся саморезами-бурами длиной 3,2 см (шляпка 5,5 мм). Такие метизы закручиваются без предварительного сверления, пробуривая полку швеллера. Закручиваются они через 20 — 40 см (в каждую впадину профиля, прилегающую к балке), что обеспечивает точность и пространственную жесткость монтирования. Продольный нахлест листов на стыках делается только над поверхностью балок (величина 40 — 60 мм). Стыки прокручиваются саморезами через 2 см.

Главная → Тех. документация → Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок

Таблица 1. Предельные равномерно распределенные нагрузки на профилированные настилы

Марка профнастила	Шаг опор, м.
Схема 1, с одним пролетом	Схема 2, с двумя пролетами	Схема 3, с тремя пролетами	Схема 4, с четырьмя пролетами
С8-1150-0,6	1,0	86	143	118	110
	1,2	50	83	68	64
С13-1150-0,6	1,2	130	216	180	170
	1,5	65	105	90	85
	1,8	40	65	54	50
С17-1090-0,6	1,5	97	242	136	187
	1,8	56	140	115	109
	2,0	41	102	84	79
С18-1150-0,6	1,5	97	242	136	187
	1,8	56	140	115	109
	2,0	41	102	84	79
СВ18-1100-0,6	1,5	97	242	136	187
	1,8	56	140	115	109
	2,0	41	102	84	79
С20-1100-0,6	1,5	97	242	136	187
	1,8	56	140	115	109
	2,0	41	102	84	79
С21-1000-0,6	1,8	101	253	208	195
	2,0	74	184	152	145
НС35-1000-0,55	1,5	432	247	282	271
	3,0	54	124	104	111
НС35-1000-0,6	1,5	471	322	365	350
	3,0	54	124	104	111
НС35-1000-0,7	1,5	549	493	560	537
	3,0	68	172	133	142
НС35-1000-0,8	1,5	627	670	762	752
	3,0	78	198	153	164
С44-1000-0,55	1,5	512	235	267	256
	3,0	64	118	134	128
С44-1000-0,6	1,5	556	307	349	335
	3,0	69	154	175	167
С44-1000-0,7	1,5	658	474	540	518
	3,0	82	211	264	245
С44-1000-0,8	1,5	747	650	741	711
	3,0	93	240	300	280
НС44-1000-0,7	3,0	81	248	285	273
Н57-900-0,7	3,0	210	190	220	226
Н57-900-0,8	3,0	253	230	276	270
Н57-750-0,7	3,0	290	262	309	295
	4,0	91	170	199	190
Н57-750-0,8	3,0	337	365	426	409
	4,0	106	205	256	245
Н60-845-0,7	3,0	323	230	269	257
	4,0	102	172	184	175
Н60-845-0,8	3,0	388	324	378	360
	4,0	122	203	254	241
Н60-845-0,9	3,0	439	427	504	482
	4,0	138	240	300	286
Н75-750-0,8	3,0	582	527	659	615
	4,0	248	296	370	345
Н75-750-0,9	3,0	645	617	771	720
	4,0	293	347	434	405
Н114-750-0,8	4,0	588	588	735	См. примечание
	6,0	193	261	См. примечание
Н114-750-0,9	4,0	659	659	824
	6,0	218	293	См. примечание
Н114-750-1,0	4,0	733	733	916
	6,0	244	325	См. примечание
Н114-600-0,8	4,0	602	612	765
	6,0	201	272	См. примечание
Н114-600-0,9	4,0	685	689	862
	6,0	228	306	См. примечание
Н114-600-1,0	4,0	771	771	917
	6,0	258	345	См. примечание
Н153-840-0,75	5,0	315 — 432	229 — 430	277 — 538	до 502
	6,0	212 — 301	169 — 299	205 — 374	до 349
	9,0	55 — 133	81 — 132	97 — 166	до 155
Н153-840-1,0	5,0	503 — 602	368 — 630	446 — 787	до 736
	6,0	285 — 418	270 — 438	329 — 547	до 511
	9,0	74 — 184	129 — 193	131 — 242	до 226
Н153-840-1,5	5,0	736 — 968	742 — 968	899 — 1210	до 1129
	6,0	417 — 673	543 — 673	662 — 841	до 784
	9,0	108 — 298	244 — 298	191 — 372	до 347
Н158-750-0,75	5,0	394	273	330	Нет данных
	6,0	244	201	245
	9,0	64	96	119
Н158-750-1,0	5,0	579	436	529
	6,0	328	319	390
	9,0	86	152	181
Н158-750-1,5	5,0	852	827	1005
	6,0	482	602	736
	9,0	126	285	265

Примечания:

1. В соответствии с ГОСТ 24045-94 профилированные листы должны изготавливать: для листов Н и НС - длиной от 3 до 12 м, кратной 250 мм; для листов НС и С - длиной от 2,4 до 12 м, кратной 300 мм. По согласованию изготовителя и потребителя возможно изготовление листов более 12 м.
2. Расчеты предельной равномерно распределенной нагрузки на профнастилы или расчет нагрузки на профлист из условия несущей способности можно проводить по различным методикам (см.

   Как выбрать профлист по таблице его несущей способности?

   например нагрузки для профнастила Н153-840). Приведенные выше значения нагрузок предназначены для розничных и мелкооптовых потребителей (покупателей), применяющих профнастил для целей индивидуального строительства в незначительных по размерам и несложных в конструктивном отношении строительных объектах (ангары, навесы, торговые павильоны, палатки, дачные дома, временные и постоянные ограждения и т.д.). В случае использования профнастила в сложных и ответственных элементах конструкций промышленных, культурно-развлекательных, торгово-бытовых, складских и жилых зданий и сооружений в целях обеспечения безопасности их монтажа и эксплуатации необходима детальная проработка конкретного архитектурно-строительного проекта в специализированных региональных или центральных проектно-строительных организациях.

Назначение: профнастил (профлист) Н114 используется для возведения кровли, организации несущих конструкций, перекрытий и в качестве несъёмной опалубки.

Несущая способность профнастила

Полезная (рабочая) ширина: 600 мм.

Габаритная (полная) ширина: 646 мм.

Используемая заготовка: прокат листовой оцинкованный в рулоне и прокат листовой оцинкованный с односторонним или двухсторонним полимерным покрытием по каталогу RAL.

Профилированный лист (профлист) Н114 возможно изготовить из заготовки толщиной, указанной ниже в таблице характеристик.

Стандартная длина профлиста (профнастила) Н114 составляет от 2 м до 12 м. По дополнительному согласованию имеется возможность изготовить листы как менее 2 м длиной, так и более 12 м (до 17,5 м).

Профилированный лист (профлист) изготавливается по Стандарту организации СТО 57398459-18-2006 (СТП/ПП/18) от 28 марта 2006г.

Характеристики профилированного листа Н114-600
Тип профиля	Толщина мате- риала, мм	Площадь сечения F, см2	Масса 1 м длины, кг	Справочные величины на 1 м ширины						Масса 1 м2, кг	Ширина заго- товки, мм
				При сжатых узких полках			При сжатых широких полках
				Момент инерции, Ix, см4	Момент сопро-тивления, см3		Момент инерции, Ix, см4	Момент сопро-тивления, см3
					Wx1, см3	Wx2, см3		Wx1, см3	Wx2, см3
Н114-600-0,7
Н114-600-0,8
Н114-600-0,9
Н114-600-1
Н114-600-1,2

Для создания надежной и долговечной конструкции кровли используется несущий профнастил для перекрытий, который имеет ряд особенностей и достоинств. Данный материал представлен в нескольких марках, отличающихся техническими свойствами и характеристиками, конструкцией и уровнем прочности, жесткостью. Необходимые параметры и свойства несущего профнастила определяются в зависимости от условий эксплуатации конструкции, предполагаемой нагрузки на кровлю и прочих важных факторов. В любом случае обязательным является точный расчет все параметров и учет особенностей материала.

Профнастил в таблицах и цифрах

Особенности несущего профнастила

Металлический профилированный лист отличается большим разнообразием. Такой материал востребован в строительстве самых различных сооружений и объектов. Особенным видом гофролиста является несущий профнастил, отличающийся высоким уровнем жесткости и прочности. Материал подходит для создания настила кровли, перекрытий и прочих важных элементов здания. Характеристики несущего листа обеспечивают безопасность и надежность дома.

Виды профнастила имеют такой параметр как несущая способность. Данный показатель является важным, так как определяет степень надежности листа. Металлические изделия имеют достаточно простую технологию изготовления, которая позволяет получить материал с хорошей степенью жесткости. Для этого рулонные стальные листы обрабатываются на профилегибочных станках и поэтому элементы приобретают ребра жесткости. Данные конструктивные детали могут иметь различную высоту гребня, форму и характеристики.

Собственный вес несущего профнастила хорошо сочетается с высоким уровнем жесткости и надежности. Такие качества обеспечивают применение элементов в следующих целях:

• Устройство покрытия кровли различного типа и с большим шагом обрешетки три и более метра;
• Надежная опалубка несъемного типа для монолитных перекрытий, конструкции крыши зданий;
• Междуэтажные перекрытия из композитных материалов, диафрагмы жесткости сооружений с несущим металлическим каркасом;
• Стеновые наружные ограждения различного типа конструкции.

Высокая степень надежности и оптимальные характеристики, которые имеет профнастил несущий, позволяют использовать металлические листы для строительства сооружений, подвергающихся интенсивной и существенной нагрузке. В суровых климатических условиях данный материал также отличается практичностью, но при этом важно соблюдать технологию монтажа. В любом случае несущий профнастил для кровли - материал, который надежен, долговечен и безопасен.

Металлические элементы востребованы в строительстве. Характеристики и конструктивные особенности листов позволяют уменьшить сроки изготовления сооружений, а также затраты на строительство. Например, марка несущего профнастила Н75 имеет ряд особенностей, позволяющих осуществлять монтаж с большим шагом обрешетки или величиной расстояния между прогонов в 5 или 7 метров. В данном случае сокращаются затраты на создание основы для профнастила, но обеспечивается высокий уровень надежности кровли, которая может выдержать существенную нагрузку.

Выбор оптимальной марки для создания настила крыши или перекрытий осуществляет в зависимости от необходимого уровня характеристик. При этом важно учитывать следующие свойства и параметры материала:

• Размеры листа, а также полезную ширину, которая рассчитывается с учетом нахлеста;
• Толщину металлического листа — может быть в диапазоне от 0,6 до 1,5 мм, но данный параметр определяет прочность покрытия;
• Тип покрытия, например, оцинкованный материал отличается низкой устойчивостью к влажности и химическим воздействиям, а элементы с полимерным слоем имеют более высокую степень характеристик;
• Высота профиля подбирается с учетом наклона крыши, то есть, чем больше угол, тем меньшая высота профиля требуется при монтаже;
• Форма профиля, которую имеет профнастил несущий, играет важную роль в определении степени жесткости и прочности профилированного листа.

Качественный несущий профнастил для перекрытий позволяет создать конструкцию с высокой степень надежности. При этом материал устойчив к перепаду температур, химическим и механическим воздействиям. Срок службы листов с покрытием пурал составляет более 50 лет, но важное значение имеет правильный монтаж. Соблюдение технологии крепления металлических элементов позволяет создать не только практичное покрытие, но и обеспечить хорошую звукоизоляцию.

Перед выбором металлического листа важно сделать расчет всех характеристик, необходимой несущей способности элементов, а также других параметров. После этого можно подбирать оптимальный материал, который имеет маркировку «Н», обозначающую несущий вид листа. Такой подход позволяет создать надежную конструкцию крыши или перекрытий, настила кровли или другого сооружения.

Оптимальная несущая способность профнастила представляет собой существенный параметр, который всегда учитывается при применении листов в строительстве. Качественный, надежный и универсальный профнастил несущий соответствует всем необходимым требованиям и стандартам. Стоимость данного вида является достаточно высокой по сравнению с изделиями, обладающими более низкими характеристиками. При этом данный профилированный лист является более доступным, чем другие материалы, например, металлочерепица, для обустройства крыши или перекрытий.

Долговечный профнастил несущий представлен в широком ассортименте. Различные марки отличаются показателем несущей способности, техническими характеристиками и конструктивными особенностями. Именно поэтому перед выбором важно сделать точный расчет необходимых параметров, благодаря чему несущий профнастил для перекрытий обеспечит качество сооружения.

Если же будет использоваться профнастил не описанный вышеуказанным ГОСТом, а тем паче иностранного производства или произведенный по иностранным технологиям, в маркировке которого использованы такие литеры, как R, МП, А или другие, и даже если это профнастил с вроде бы привычной литерой С в маркировке, но с незнакомым значением высоты 20 мм, вроде бы вытекающим из той же маркировки, то с расчетом придется немного повозиться.

Например, планируется большой навес из профилированного листа С20х1100х0.5 по балкам обрешетки - прогонам, укладываемым на фермы:

Рисунок 273.1 . Предварительная расчетная схема навеса с покрытием из профилированных листов.

причем конструкция ферм такова, что расстояние между осями обрешетки будет составлять чуть более 1 метра. Так как для фермы высотой 0.8 м посредине и общей длиной 10 м длина верхних поясов составит 5.063 м и соответственно расстояние между узлами верхнего пояса 1.013 м. Однако для упрощения расчетов этим лишним сантиметром да еще и 3 мм вполне можно пренебречь, принимая пролет между обрешеткой (показана на рисунке 273.1 голубым цветом) равным 1 м, тем более, что реальная обрешетка в отличие от бесплотных теоретических стержней скорее всего будет иметь некоторую ширину и вполне вероятно больше 25 мм, так что такое допущение вполне приемлемо.

По большому счету расчет на прочность профнастила, как впрочем и любой другой строительной конструкции, на которую действуют поперечные силы , создающие изгибающий момент, особенной сложностью не отличается. Формула для определения максимальных нормальных напряжений та же:

σ max = М max /W min ≤ Ry (273.1)

Используя эту формулу можно определить допустимость использования того или иного профильного листа по предельным напряжениям σ , или путем несложных преобразований определить минимальное требуемое значение момента сопротивления. Но как ни крути, все равно необходимо знать значение изгибающего момента. Рассчитываемый нами профнастил можно рассматривать как 5-пролетную неразрезную балку с небольшой консолью (5-25 см), конечно при условии, что все листы будут укладываться по всей длине верхнего пояса фермы, т.е. длина всех используемых профилированных листов будет 5.10-5.3 м. 5-пролетная неразрезная балка является четырежды статически неопределимой со всеми вытекающими из этого особенностями расчета, однако нам для дальнейших расчетов достаточно знать максимальное значение изгибающего момента, а момент этот при равномерно распределенной нагрузке будет возникать на 2 и 5 опоре и будет равен приблизительно Mmax = -ql 2 /9.5 ; а также максимальное значение прогиба, чтобы не погружаться в лишние расчеты, примем значение максимального прогиба по таблице 2.2.1 : f q = - ql 4 /185EI , как для балки с шарнирной опорой и жестким защемлением на второй опоре.

Это будет не совсем правильно, однако с учетом того, что у рассматриваемой нами балки есть еще и небольшая консоль, которую мы также для упрощения расчетов не учитываем, то реальный прогиб будет чуть меньше или чуть больше (в зависимости от длины консоли), а нам для оценки прогиба такого значения будет вполне достаточно. Да и если мы, проведя несколько дней за вычислениями, выясним, что реальный максимальный прогиб будет составлять ql 4 /190EI или ql 4 /180EI, намного легче или тяжелее от этого не станет, особенно если учесть что прогиб этот будет определяться от снеговой нагрузки. А назвать такую нагрузку не то что постоянной, но даже и более менее точной - достаточно трудно. Природа не любит постоянства, смерчи, ураганы, землетрясения, невиданные прежде снегопады - яркое тому подтверждение, а потому искать свое счастье 1-3% смысла нет. Намного разумнее будет принять расчетную снеговую нагрузку с соответствующим запасом.

Как определить расчетную снеговую нагрузку для своего района , рассказывается отдельно, здесь же отметим, что при расчетах кровли для Москвы, московской области, а также для многих других городов, включая Иркутск, можно принимать снеговую нагрузку 180 кг/м 2 , а если умножить это значение на коэффициенты учитывающие перенос снега ветром, снос снега с кровли вышележащего здания, предполагаемый срок службы кровли, то мы получим:

q s = 180·μ·γ μ ·1 = 180·1·1·1 = 180 кг/м или 1.8 кг/см ;

где μ - значение коэффициента, учитывающего перенос снега с одного ската кровли на другой, при уклоне кровли менее 20 о принимается равным 1;

γ μ - значение коэффициента, учитывающего срок службы конструкции, при предполагаемом сроке службы 50 лет принимается равным 1;

При направлении скатов кровли основного здания таком же, как и у пристраиваемого навеса, снос снега с кровли основного здания не учитывается так как основная масса снега будет сползать и сноситься ветром не на кровлю навеса.

1 - коэффициент перехода от нагрузки, прикладываемой на 1 м 2 , к нагрузке на погонный метр.

Если есть сомнения в правильности определения снеговой нагрузки, то никто не мешает умножить полученное значение снеговой нагрузки на коэффициент неопределенности или дополнительный коэффициент запаса по прочности значением от 1.1 и хоть до 2. Впрочем в данной статье мы ничего подобного делать не будем.

Теперь самое время определить нагрузку от собственного веса профнастила, но ценники из ближайшего супермаркета стройматериалов - плохое в этом подспорье ибо никакой полезной информации, кроме цены за квадратный метр или за штуку не сообщают, а то, что это выгодная цена и скидки на товар просто сумасшедшие, мы и так знаем. В таких случаях лучше выяснить производителя профнастила и получить всю необходимую информацию непосредственно на сайте производителя, если таковой у него имеется. Впрочем, рассчитать профнастил можно даже и в том случае, если профнастил уже куплен. Все, что для этого понадобится - штангенциркуль, для определения толщины листа и рулетка или линейка - для определения высоты и ширины волн (гофра). Более того такой способ определения веса и несущей способности профилированного листа может оказаться более точным, чем сведения представляемые производителем, хотя и расчетов при этом потребуется намного больше.

Далее возможны 2 варианта расчетов: первый - подбирать профнастил по максимальной нагрузке и прогибу, второй - проверить имеющийся в наличии профнастил на прочность и прогиб. Мы будем производить расчет по 2 варианту, как более наглядному. К тому же, если профнастил уже куплен, то других вариантов расчета и не остается. Например, нас интересуют расчетные данные для уже упоминавшегося профнастила, известного широкому потребителю под маркой С20х1100х0.5, что в принципе должно означать: профилированный лист стеновой, высотой 20 мм, шириной 1100, толщиной 0.5 мм. Однако высота профиля 20 мм кажется достаточно подозрительной. Почему, скажу чуть позже.

В сети без особых проблем можно найти как минимум основные геометрические характеристики: общую длину L и ширину листа B, а также более важные показатели - толщину листа t, общую ширину волны (гофра) b, ширину верха волны, и ширину низа волны, а заодно и массу 1 м 2:

Рисунок 273.2 . Основные геометрические характеристики профилированных листов

Для профнастила, произведенного в соответствии с ГОСТ 24045-94, расчетные характеристики можно . Однако на сегодняшний день это не самая актуальная информация, недавно введен в действие новый ГОСТ 24045-2010, в котором сняты ограничения на типовые размеры и потому данные ГОСТ 24045-94 хорошо применимы только для профнастила из старых запасов, или соответствующего старому ГОСТу. Тем не менее использовать эти данные можно и для предварительной оценки современного профнастила. Например, расчетных данных для выбранного нами профнастила С20 в старом госте нет, а есть только данные для профилированного листа С18 и С21, да и то минимальная толщина профилированного листа для С18 согласно указанного ГОСТа составляет 0.6 мм, а это на 0.1 мм больше нашего значения. Раньше для производства профилированных листов использовался прокат 2-3 видов толщины, например для указанного С18 прокат толщиной 0.6 и 0.7 мм. Сейчас количество типовых значений толщины увеличилось в несколько раз, профнастил С20 может производиться из проката толщиной 0.8; 0.7; 0.65; 0.6; 0.55; 0.5; 0.45; 0.4 и даже так называемый профнастил эконом-класса, толщиной 0.35 мм. Для С18х1100х0.6 согласно ГОСТ 24045-94 момент инерции поперечного сечения для 1 метра ширины составляет I z = 3.04 см 4 . Какой момент инерции у нашего профнастила мы пока точно не знаем.

Впрочем в сети можно найти и другую информацию. На сайте группы компаний "Восток" можно скачать не просто список продукции, но расширенный сортамент, куда в частости входят такие полезные данные, как моменты сопротивления, момент инерции для каждого профиля, а еще и максимально допустимая нагрузка для данного типа профиля при различной длине пролета и при разном количестве пролетов. Например, для рассматриваемого нами профилированного листа С20х1100х0.5 момент инерции погонного метра, используемого при расчетах, составляет I z = 3.57 см 4 , моменты сопротивления W z1 = 4.06 см 3 и W z2 = 2.92 см 3 , масса 1 м 2 - 4.91 кг, то есть с учетом саморезов можно вполне принимать 5 кг. И наконец, самое главное - максимальная равномерно распределенная нагрузка при шаге опор 1 м для трехпролетной балки q max = 457 кг/м 2 . В нашем случае балка является 5-пролетной и значит значение расчетной нагрузки будет еще немного больше. Впрочем, необходимости в точном определении максимальной нагрузки у нас нет, так как снеговая нагрузка составляет 180 кг/м 2 и даже с учетом собственного веса листа, дающего еще 5 кг/м 2 , все равно наша нагрузка в несколько раз меньше допустимой нагрузки.

Очень быстро и удобно. Казалось бы, необходимости в дальнейшем расчете нет. Однако такой непроверенной информацией следует пользоваться с большой осторожностью из-за возможного несоответствия маркировки в связи с переходным периодом. Дело в том, что старым ГОСТом регламентировалось производство стеновых профилей С10, С15, С18, С21 и С44, никакого профильного листа С20 не упоминалось, да это и логично, зачем излишне усложнять регламент и нарушать стандартный размерный ряд? Это все равно, что делать гаечный ключ на 17.5 или обувь размера 36.75, если по расчету требуется профиль высотой 20 мм, то можно использовать профиль С21, особенно больших убытков от этого не будет. В новом ГОСТе ограничения на высоту профилированного листа сняты, но это вовсе не означает, что найдется множество желающих производить профилированный лист с промежуточной высотой, находящейся в пределах допустимой технологической погрешности. Поэтому я считаю, что профнастил С20 - это скорее рекламная фишка, чем реальный продукт, тем более, что большинство продавцов или производителей, которые указывают высоту профиля С20 (МП20), дают значение высоты 18 мм, а например, высота профиля R20, производимого компанией Ruukki, составляет вообще 17 мм, хотя и вероятность существования профилированных листов высотой 20 мм не исключаю.

Поэтому мы продолжим расчет, предполагая, что известны только геометрические характеристики профилированного листа, а такие полезные данные, как моменты инерции, сопротивления и даже максимальная допустимая нагрузка - не известны. В этом случае придется произвести расчет по всей форме, для этого нам потребуются практически все геометрические параметры. Так для С20х1100х0.5 ширина волны (гофра) b составляет 137.5 мм, ширина верхней части волны b в = 67.5 мм, ширина нижней части волны b н = 35 мм, высота профнастила h = 18 мм, не смотря на использованную в маркировке цифру 20, обозначающую высоту листа. Данное значение высоты мы принимаем по указанным выше причинам.

Примечание: не смотря на то, что данный профилированный лист является стеновым, однако использование его в качестве настила для кровли не так уж и редко. И даже профиль С15 при соблюдении определенных условий для кровли сгодится. Однако из соображений прочности для кровли как правило используется профнастил с более широкой нижней полкой - низом волны и более узкой верхней полкой - верхом волны, т.е. такой профнастил у которого лакокрасочное покрытие нанесено не так, как показано на рисунке 273.2, а как бы снизу. Для расчетов это принципиального значения не имеет, а при заказе профнастила достаточно указать какая сторона будет лицевой, если есть такая опция при заказе. производителю в принципе без разницы - какой стороной укладывать лист в станок. Тем не менее далее мы будем рассматривать профнастил с широким низом волны и узким верхом, как наиболее часто используемый при устройстве кровли.

По этим данным мы можем вычислить все, что нам нужно. Так как поперечное сечение профилированного листа не является симметричным относительно оси z из-за того, что ширина верха и низа волны разная, то нам придется сначала определить положение этой самой оси z . Так как ось z проходит через центр тяжести сечения, то для определения расстояния от низа или верха листа до центра тяжести относительно оси у можно воспользоваться уравнением статического момента, а чтобы упростить расчет, достаточно рассматривать не все 8 волн, а только одну, для всех остальных волн, если профнастил не бракованный или не помят в результате хранения или транспортирования, расстояние между низом волны и центром тяжести будет приблизительно таким же. Для начала определим параметры одной волны:

Рисунок 273.3 . Поперечное сечение одной волны профнастила С20.

Конечно же реальное поперечное сечение профлиста будет отличаться от представленного на рис. 273.3 как минимум тем, что переход из верха или низа волны в боковую стенку осуществляется плавно, а значит имеются соответствующие радиусы. Старым ГОСТом регламентировалось максимальное значение радиуса перехода и для профилированных листов высотой 18 мм максимальный радиус гиба для профилированного листа С18 составлял 5 мм. Минимальный радиус гиба зависит от технологических возможностей производителей профилированных листов, но все равно составляет не менее 2-3 мм.С тех пор много воды утекло и много видов профнастила появилось, однако технологии обработки металла, а тем более причины по которым принималось подобное ограничение по максимальному значению радиуса гиба, а именно геометрической неизменяемостью системы - не изменились. А потому для упрощения расчетов мы будем использовать только площади 4 фигур - нижней полки, верхней полки и двух боковых стенок, а чтобы результаты расчетов были более близки к реальной форме поперечного сечения будем принимать значение площадей несколько меньше, например на 2 мм.

Площади полок и стенок составят:

F н = 0.05х6.55 = 0.3275 см

F в = 0.05х3.3 = 0.165 см

F б = 0.05х(1.8 - 2х0.05)/sinα = 0.05х1.7/0.71 = 0.12 см

В данном случае α - это угол наклона боковых полок, согласно геометрических характеристик значение угла принято примерно равным 45 о.

Теперь можно определить положение центра тяжести , например, относительно оси, проходящей через самый низ профнастила, обозначенной на рисунке 273.3 цифрой 1.

y 1 = S z /F = (F н y н + F в y в +2F б y б)/(F н +2F в +2F б) = (0.3275х0.025 + 0.165х1.775 + 2х0.12х0.9)/(0.3225 +0.155 + 2х0.12) = 0.5170625/0.7325 = 0.70589 см .

Теперь не сложно определить момент инерции всего поперечного сечения:

I z = 8∑(Iz + y 2 F)/1.1 = 8(6.55x0.05 3 /12 + 0.3275(0.70589 - 0.025) 2 + 3.3x0.05 3 /12 + 0.165(1.775 - 0.70589) 2 + 2(0.05x1.7 3 /12) + 2х0.12(0.9 - 0.70589) 2) = 8(0.000068229 + 0.15183266 + 0.000034375 + 0.1771644 + 0.040941 + 0.009042)/1.1 = 2.757 см 4 .

В данном случае мы умножили значение момента инерции на количество волн и разделили на ширину листа В = 1,1 м, чтобы привести значение момента инерции к 1 расчетному метру. Если нахлест при укладке профнастила будет в 1 волну, то этого можно и не делать, а точнее следует использовать коэффициент 1.03, а если нахлест по каким-то причинам планируется в 2 волны, то можно использовать понижающий коэффициент 0.96 учитывающий, что на стыке на нагрузку будут работать 2 слоя профнастила.

В старом ГОСТе, как мы уже знаем, наиболее близким по параметрам является стеновой профиль С18 с толщиной листа 0.6 мм. Момент инерции для такого листа составляет 3.04 см 4 . Как видим, полученное нами значение момента инерции значительно ближе к ГОСТовскому (с учетом толщины), и достаточно сильно отличается от предлагаемого группой компаний "Восток" I z = 3.57 см 4 . , скорее всего полученного при грубом подсчете без учета геометрии переходов да еще и при высоте 20 мм. Поэтому относиться к таким непроверенным, хотя и очень удобным данным нужно очень осторожно, а при покупке профнастила не следует полагаться только на маркировку, но по возможности нужно и самому измерить высоту профнастила.

Однако продолжим расчет.

Максимальное значение расчетного сопротивления для профилированных листов определить еще сложнее, чем все вышеприведенные величины. Для этого нужно знать как минимум марку стали, из которой произведен профилированный лист, а производители такие подробности о своей продукции не сообщают, максимум ссылаются на ГОСТ, которому сталь профнастила соответствует. В "Рекомендациях по применению стальных профилированных настилов..." (1985 г) можно найти расчетные сопротивления стали, используемой для производства профилированного листа, но толщиной не менее 0.6 мм. А в нашем случае толщина 0.5 мм, а может быть и 0.4 мм. Как известно, чем тоньше прокат, тем больше величина расчетного сопротивления такого проката при одной и той же марке стали, но и тем больше влияние дефектов (изменений по толщине, инородных вкраплений - примесей и т.д.) Поэтому в данном случае мы воспользуемся золотым правилом проектировщика, если не знаешь точно значение какой-либо величины, то принимай для расчетов минимальное значение, если рассматривается расчетное сопротивление или геометрические параметры (как мы и поступили при определении момента инерции), или наибольшее значение, если рассматриваются параметры нагрузки. Поэтому для дальнейших расчетов мы будем использовать значение расчетного сопротивления изгибу R у = 220 Мпа или 2243 кгс/см 2 , а также значение расчетного сопротивления сдвигу Rs = 130 Мпа или 1325 кгс/см 2 .

Дальнейший расчет особых проблем не представляет. Максимальное значение изгибающего момента составляет:

М max = (180 + 5)1 2 /9.5 = 19.474 кг·м или 1947.4 кг·см

Для определения минимального значения момента сопротивления нужно момент инерции разделить на наибольшее расстояние от цента тяжести до верха или низа полок, в данном случае на у 2 :

W min = 2.757/(1.8 - 0.70589) = 2.519856 ≈ 2.52 см 3 ;

Теперь проверим, не превысят ли напряжения, возникающие в поперечном сечении профилированного листа, допустимых:

σ max = 1947.4/2.52 = 772.82 кгс/см 2 << R y =2243 кгс/см 2 ;

Таким образом у нас имеется почти трехкратный запас по прочности (в 2.902 раза) и можно было бы не вдаваться так сильно в детали. Однако при использовании того же профнастила по обрешетке с шагом даже 2 метра от этого запаса ничего не остается и даже наоборот напряжения превысят предельные почти в 1.4 раза и тогда не поможет и максимальная прочность стали. Тем не менее максимальное допустимое значение нагрузки для данного профнастила будет составлять q max = 2.903х185 ≈ 537 кг/м или на м 2 , что ощутимо больше (на 17.5%) значения q max = 457 кг/см 2 , предлагаемого инженерами группы компаний "Восток" для трехпролетной балки. И это странно, потому как для трехпролетной неразрезной балки максимальное значение момента будет составлять Mmax = ql 2 /10, т.е всего на 5% больше. Правда предусмотрительные инженеры "Востока" сделали разумное примечание, что для повышения несущей способности нужно усилить надопорные участки отрезками (узкими полосками) профилированного листа той же марки. Чем же продиктовано это примечание? Дело в том, что все продолжающиеся попытки уменьшить толщину профилированного листа приводят к тому, что боковые стенки следует уже рассматривать не просто как стойки или раскосы, работающие на сжатие, возникающее в результате действия поперечных сил, но скорее как пластины, или как минимум проверять сопротивление боковых стенок сдвигу.

т max = Q max /ht ≤ R s (273.2)

И хотя мы знаем, что значение максимального касательного напряжения , возникающего в поперечном сечении будет в 1.5 раза больше, но тем не менее воспользуемся предложенной формулой без изменений, потому как расчетное сопротивление сдвигу, согласно тех же "Рекомендаций" составляет 1325 кгс/см 2 , что почти в 2 раза меньше расчетного сопротивления изгибу и это странно, так как металл считается достаточно однородным строительным материалом. Поэтому будем считать что эта разница между предлагаемым и теоретическим значением касательных напряжений учтена значением расчетного сопротивления сдвигу. Теперь осталось определить максимальное значение касательных напряжений Q. Касательные напряжения при равномерно распределенной нагрузке будут возникать на опорах балки (в нашем случае профнастила) и есть ни что иное, как опорные реакции. Но опять же, чтобы не возиться с расчетом четырежды неопределимой балки, просто примем максимально возможное значение поперечных сил на одной из промежуточных опор. Вряд ли это значение сможет превысить 8ql/7, что вытекает из беглого анализа многопролетных балок , поэтому это значение мы и будем далее использовать, тем не менее умножив его на коэффициент 2 , учитывающий возможную неравномерность распределения нагрузки и передачи поперечных сил на одну из стенок:

т max = 8·1.85·100·2·1.1/(7·8·2·1.8·0.05) = 323, 02 кг/см 2 < 1325 кг/см 2 ;

где 1.1 - коэффициент перехода от погонного метра к ширине листа, 8 - количество волн в листе, соответственно 2 в знаменателе - количество стенок в одной волне.

Как видим, максимальное значение касательных напряжений значительно почти в 4 раза меньше расчетного сопротивления сдвигу и потому можно увеличивать длину пролетов, но сейчас мы этого делать не будем.

Примечание : для профилированного листа высотой 40 мм и более, боковые стенки гофров следует дополнительно проверять на сдвиг с учетом радиусов гиба и прочих особенностей, для этого можно воспользоваться все теми же "Рекомендациями"

Все, что нам осталось проверить - это величину максимального прогиба, все те же "Рекомендации" предлагают следующую форму для проверки прогиба:

f max = (f q + a) ≤ l /150 (273.3)

где f q - значение прогиба от действия нагрузки;

а - коэффициент, учитывающий количество пролетов профнастила. Если профнастил рассматривается, как однопролетная балка, то значение а = 0, для многопролетных балок значение коэффициента принимается а = 0.2 см.

Прогиб от действия нагрузки составит:

f q = 1.85·100 4 /(185·2000000·2.757) = 0.1813 см

где Е - модуль упругости стали , принимаемый 2х10 5 МПа или 2х10 6 кг/см 2 . Тогда

f max = 0.1813 + 0.2 = 0.3813 см < 100/150 = 0.67 см

Вот вроде бы и все, что можно рассчитать для профнастила, но... раз пошла такая пьянка - режь последний огурец, в данном случае последним огурцом будет расчет соединений настила. Если опять же воспользоваться "Рекомендациями", то такой расчет при использовании самонарезных винтов можно выполнять по следующей формуле:

N ≤ nN 1 (273.4);

где N - расчетное срезающее усилие. В нашем случае оно возникает из-за того, что кровля имеет скаты, а значит появляется и горизонтальная составляющая вертикально приложенной нагрузки, и в принципе расчет на максимальный изгибающий момент следовало производить не на всю нагрузку, а только на вертикальную ее составляющую, однако при столь малом угле наклона кровли α ≈ 9.1 о вертикальная составляющая нагрузки будет незначительно меньше общего значения нагрузки, так как cosα = 0.987 и этой разницей в целях упрощения расчета мы пренебрегли. А вот горизонтальная составляющая даже при таком угле наклона скатов кровли будет достаточно ощутимой так как sin9.1 о = 0.158. И значит вертикальная составляющая от общей нагрузки составит:

N = qlsinα = 185·1·0.158 = 29.26 кг ;

n - количество метизов в рассматриваемом соединении. Как правило профнастил крепят через волну, чередуя волны в шахматном порядке на балках обрешетки. Таким образом получается, что каждая волна закреплена как бы через пролет, но в принципе этого достаточно, вот только по крайней волне саморезы обычно закручиваются на каждой балке обрешетки. В этом случае выходит минимум четыре самореза на рассматриваемый пролет и значит n=4.

N 1 - допустимое срезающее усилие на один винт. Значение этого параметра можно принять по таблице 1 приложения 2 указанных "Рекомендаций", если толщина профлиста позволяет и крепление производится через верх волны. Однако при использовании самонарезных винтов с резиновыми прокладками, защищающими профнастил от протекания на соединениях значение N 1 следует принимать руководствуясь несколько иным подходом: за винт в данном случае волноваться особо нечего, а вот кромка отверстия профлиста вполне может смяться. В данном случае максимальное срезывающее усилие будет зависеть от диаметра самонарезного винта. Если не вдаваться в тонкости расчета пластин на срез, то максимально допустимую нагрузку на срез можно определить как:

N 1 = tπ dR s /(2·2) = 0.05·0.6·1325/4 = 9.93 кг ;

где tп d/2 - площадь сечения, на которую действуют срезающие усилия;

1/2 - коэффициент учитывающий неравномерность распределения срезающих усилий в районе отверстия;

4·9.93 = 39.75 > N = 29.26 кг ;

Все необходимые условия нами соблюдены, теперь за профнастил можно быть спокойным, выбранная марка профнастила должна выдержать прилагаемые нагрузки, но может возникнуть еще и следующая ситуация:

Если профнастил будет использоваться и как диафрагма жесткости, т.е. никаких дополнительных диагональных связей между балками обрешетки или между фермами проектом не предусмотрено, то листы профнастила нужно проверить на жесткость. В данном случае силы, которые могут привести к геометрической изменяемости системы, это ветер и неравномерные деформации опорных колонн. И если ветру при выбранной расчетной схеме давить особенно некуда - конструкция кровли является открытой и легко продуваемой, то неравномерное проседание фундамента при недостаточно качественном его выполнении вполне возможно. Само собой ни сечения опорных колонн, ни тем более возможной величины просадки фундамента этих колонн мы не знаем, но можем приблизительно оценить, какую силу выдержит рассчитываемый нами профнастил в плоскости кровли. Тут, к сожалению, уже никакие "Рекомендации" не помогут, так как предлагаемый "Рекомендациями" алгоритм расчета основан на использовании эталонного значения сдвиговой жесткости, начиная с профиля НС40 и при пролетах минимум 3х3 м, а определить такое значение для нашего профлиста С20 даже приблизительно не представляется возможным. Поэтому воспользуемся общими расчетными предпосылками.

Профилированный лист в плоскости кровли с известными ограничениями можно рассматривать как стойку или колонну, на которую будет действовать сила, в данном случае возникающая из-за деформации фундамента, что приведет к наклону колонны. А вот смещение верха колонны, которое при этом должно произойти, вполне можно заменить силой, сжимающей нашу условную колонну, подобно тому как это делается при решении статически неопределимых задач. Однако еще более правильно будет рассматривать настил из профилированного листа как пластину, да к тому же еще и не плоскую, к которой в одной точке приложена нагрузка, причем не в плоскости пластины. Чтобы не поседеть раньше времени, изучая различные теории расчета пластин и оболочек, и не использовать компьютер по его основному назначению, а именно для расчета сложных и многочисленных дифференциальных уравнений, просто примем как факт, что при этом в боковых стенках гофра будут возникать дополнительные срезающие напряжения, а так как у нас никакого особенного запаса по срезающим напряжениям нет, да и по срезу на болтах, запас не такой уж и большой, то лучше все-таки не экономить на спичках, а сделать дополнительные диагональные связи, для обеспечения геометрической неизменяемости системы и тогда рассчитанный вами навес может прослужить больше 50 лет, как то мы закладывали при определении снеговой нагрузки.

Вот в принципе и все, вот только наступать на такой профнастил во время монтажа крайне не рекомендуется. Нагрузка при этом на профнастил будет не равномерно распределенной, а сосредоточенной, причем сосредоточенной на одной, максимум двух волнах (конечно, если вы монтируете крышу не на лыжах). Если перевести сосредоточенную нагрузку в равномерно распределенную то 80 кг сосредоточенной вполне могут превратиться в 480-960 условно равномерно распределенной.