Большинство таблиц выбора профтрубы в интернете повторяют друг друга без указания, под какую нагрузку они составлены. Мы сгенерировали таблицу автоподбором собственного МКЭ-калькулятора: для каждой ячейки движок перебирает сортамент от лёгкого к тяжёлому и берёт минимальное сечение, проходящее все проверки СП 16.13330.2017 — прочность, устойчивость φ, предельную гибкость и прогиб.
Условия таблицы: односкатный навес с фермой, шаг ферм 1,5 м, покрытие — сотовый поликарбонат 8 мм, уклон до 30°. Прогон той же матрицы с профнастилом (~5 кг/м²) даёт те же сечения во всех контрольных точках: сечение определяет снег, а не вес кровли.
Пояса фермы: пролёт × снеговой район
| Пролёт | II р-н (1,0 кПа) | III р-н (1,5) | IV р-н (2,0) | V р-н (2,5) |
|---|---|---|---|---|
| 3–4 м | 40×40×2 | 40×40×2 | 40×40×2 | 40×40×2 |
| 6 м | 40×40×2 | 40×40×2 | 40×40×2 | 40×40×2 |
| 9 м | 40×40×2 | 40×40×2 | 40×40×2 | 60×40×2 |
| 12 м | 40×40×2 | 60×40×2 | 80×40×2 | 80×60×2 |
Расчётный минимум движка местами легче: например, для 6 м в районе III проходит даже 30×30×1,5 (70% несущей способности). Мы подняли его до 40×40×2 со стенкой 2 мм — тонкостенный профиль 1,5 мм ведёт себя капризно при сварке: дуга прожигает стенку, а узлы получаются хрупкими. Разница в цене копеечная, запас по металлу ощутимый.
Почему именно эти сечения
Пояс растёт от пролёта нелинейно. Усилие в поясе N = M/h = qL²/(8h). Пока высоту фермы держат равной L/10, усилие растёт пропорционально пролёту: 6 м → ≈25 кН, 9 м → ≈37 кН, 12 м → ≈50 кН. Но снеговая нагрузка между районами отличается вдвое-вчетверо, поэтому в таблице скачки идут по столбцам районов, а не только по строкам пролётов.
Решётка слабее пояса, но не втрое. Раскосы собирают поперечную силу V = qL/2 и работают со знакопеременным усилием. Для пролётов до 9 м достаточно решётки 30×30×2, для 12 м — 40×40×2. Ключевая проверка раскоса — устойчивость: расчётная длина 0,8·l (СП 16, табл. 24), у тонких раскосов λ быстро вылетает за предельные 210−60α.
Высота фермы — L/10. 6 м → 600 мм, 9 м → 900 мм, 12 м → 1200 мм. Занижение высоты множит усилия, завышение — раздувает длину решётки и массу.
Столбы
| Высота столба | Сечение |
|---|---|
| до 2,5 м | 60×60×3 |
| 2,5–3,5 м | 80×80×3 |
| выше 3,5 м или район V | 100×100×4 |
Столб работает как консоль с расчётной длиной 2h, поэтому требование к сечению растёт с высотой быстрее, чем у ферм. Кроме постоянной вертикальной нагрузки на него давит ветровой отсос — для открытых навесов аэродинамический коэффициент до 1,5·k (прил. В СП 20). Точный подбор столба делают в составе пространственной рамы — калькулятор навеса считает его вместе с фермами и прогонами.
Прогоны
Прогоны между фермами работают на изгиб, их шаг диктует кровля, а не металл: сотовый поликарбонат требует опоры не реже чем через 900 мм, монолитный поликарбонат и профнастил допускают до 1500 мм. Типовые сечения — 40×20×2 при частом шаге, 60×40×2 при редком.
Чего делать нельзя
- Переносить сечение с чужого проекта без пересчёта: шаг ферм 2 м вместо 1,5 увеличивает нагрузку на каждую ферму на треть.
- Ставить стенку тоньше 1,5 мм в несущих элементах и 2 мм — в узлах сварки.
- Брать сечение «по нижнему пределу» расчёта без запаса: расчёт не моделирует качество сварных швов, смещение снеговых мешков и коррозию.