Расчёт столбов для забора: что считает калькулятор
Опору выбирают по двум вещам: длина с глубиной ямы (их задаёт грунт) и сечение трубы (его задаёт ветер). Сплошной профнастил ловит ветер как парус, и пролёт гнёт опору там, где её держит бетон.
- Высоту меряйте по верху листа над землёй.
- Ветровой район возьмите по карте ветровых районов в ваших нормах (в СП 20.13330.2016 это прил. Е, карта 2). Если ваши нормы задают скорость ветра раз в 50 лет, выберите «Знаю скорость ветра»: давление посчитается по формуле w0 = 0,43·v² (СП 20.13330.2016, п. 11.1.4).
- Дачный посёлок с домами ниже 10 м норма считает как поле (тип А).
- Промерзание грунта возьмите из калькулятора глубины промерзания.
Высокий забор, забор на склоне или с тяжёлыми воротами пусть посчитает конструктор.
Высота и длина столба для забора
Длина = высота забора + глубина ямы + выступ над листом. Яму по инструкции производителя ограждений копают глубже промерзания на 20–30 см и шириной не меньше 25 см. Калькулятор берёт верхнюю границу.
| Высота забора | Промерзание 0,8 м | 1,2 м | 1,6 м | 2,0 м |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 м | 2,6 м | 3,0 м | 3,4 м | 3,8 м |
| 1,8 м | 2,9 м | 3,3 м | 3,7 м | 4,1 м |
| 2,0 м | 3,1 м | 3,5 м | 3,9 м | 4,3 м |
| 2,5 м | 3,6 м | 4,0 м | 4,4 м | 4,8 м |
Отрезок 2,5 или 3 м подойдёт только там, где грунт промерзает неглубоко. При заборе 2 м и промерзании 1,4 м нужно 3,7 м.
Сечение столба: какая труба нужна для столбов забора
Ветер на 1 м² полотна считают по СП 20.13330.2016 с запасом 1,4 (раздел 11). Забор ловит ветер с коэффициентом 1,4 в середине линии и 2,1 у конца, угла и ворот (прил. В, табл. В.1). Трубу проверяют на изгиб в заделке (СП 16.13330.2017, п. 8.2.1), сталь берут самую слабую, С235.
Профиль под сплошное полотно 2 м в середине линии, посёлок (тип А), бетон на всю глубину:
| Район | Шаг 2 м | Шаг 2,5 м | Шаг 3 м |
|---|---|---|---|
| Iа | 60 × 60 × 2 | 60 × 60 × 2,5 | 80 × 40 × 3 |
| I | 60 × 60 × 3 | 80 × 60 × 3 | 80 × 60 × 3 |
| II | 80 × 60 × 3 | 80 × 80 × 3 | 80 × 80 × 3 |
| III | 80 × 80 × 3 | 100 × 100 × 3 | 100 × 100 × 3 |
| IV | 100 × 100 × 3 | 100 × 100 × 3 | 100 × 100 × 3 |
В таблице самая лёгкая труба из списка, которая проходит. Ходовая 60 × 60 × 2 мм при шаге 2,5 м в районе I загружена на 163 %, но для высоты 1,5 м её хватает.
При стенке 2 мм у трубы 60 × 40 момент сопротивления 6,14 см³, у 60 × 60 уже 8,38 см³ (ГОСТ 30245-2003). Прямоугольный профиль ставят длинной стороной поперёк линии забора, вдоль ветра. Повёрнутый иначе, он держит заметно меньше. Квадратная или прямоугольная профтруба: калькулятор проверяет обе, круглую нет.
Сталь калькулятор берёт С235. Тонкий профиль по ГОСТ 30245-2003 катают и из других марок, а для проката зарубежного производства свод правил требует запас больше. Если марка стали неизвестна, запас не гарантирован, и расчёт лучше показать конструктору.
Расстояние между столбами забора из профнастила
В таблицах выше шаг 2, 2,5 и 3 м, а в поле можно ввести любой. При 3 м ветра на опору приходится на 20 % больше, чем при 2,5 м. Для сетки рабицы, сварной сетки, штакетника, евроштакетника и доски шаг выбирают сами и вводят в поле. Калькулятор считает их как сплошной лист, поэтому подобранный профиль для них с запасом. У 3D-панелей шаг задаёт панель: по инструкции производителя ограждений под панель 2,5 м столбы ставят через 2,525 м, под панель 3 м через 3,025 м. Сколько всего опор и листов, считает калькулятор забора. Столбы из кирпича считают в калькуляторе кирпича на столбы, опоры на винтах в калькуляторе винтовых свай.
Глубина ямы и бетонирование столбов: сколько бетона на один столб
Правило «заглубить на треть надземной части» в нормах не записано. Калькулятор считает яму от промерзания: при высоте 2 м и промерзании 1,4 м яма 1,7 м, это больше трети.
Бетон: объём ямы минус труба, на высоту заливки. Литры при глубине ямы 1,5 м:
| Ширина ямы | Под 60 × 60 | Под 80 × 80 |
|---|---|---|
| 20 см | 42 л | 38 л |
| 25 см | 68 л | 64 л |
| 30 см | 101 л | 96 л |
| 35 см | 139 л | 135 л |
При частичном бетонировании бетон льют на дно, выше засыпают щебень с трамбовкой. Трубу тогда держит верх бетона, плечо ветра растёт, и калькулятор считает изгиб там. Полотно 2 м, шаг 2,5 м, район I, яма 1,7 м и 50 см бетона: нужна уже 100 × 100 × 3 вместо 80 × 60 × 3. Без бетона калькулятор прочность не проверяет: изгиб уходит в грунт, и где он, без расчёта грунта не узнать. Есть и сухой способ: смесь засыпают в яму без воды и трамбуют. Объём бетона тот же. Цемент, песок и щебень на эти кубы считает калькулятор бетона.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Давление ветра, район Iа | 0,17 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 11.1 |
| Давление ветра, район I | 0,23 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 11.1 |
| Давление ветра, район II | 0,3 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 11.1 |
| Давление ветра, район III | 0,38 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 11.1 |
| Давление ветра, район IV | 0,48 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 11.1 |
| Давление ветра, район V | 0,6 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 11.1 |
| Давление ветра, район VI | 0,73 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 11.1 |
| Давление ветра, район VII | 0,85 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 11.1 |
| Давление ветра по скорости: w0 = 0,43·v² | 0,43 Па на (м/с)² | СП 20.13330.2016, п. 11.1.4, формула 11.3 |
| Коэффициент высоты k, до 5 м, местность А | 0,75 | СП 20.13330.2016, табл. 11.2 |
| Коэффициент высоты k, до 5 м, местность В | 0,5 | СП 20.13330.2016, табл. 11.2 |
| Коэффициент высоты k, до 5 м, местность С | 0,4 | СП 20.13330.2016, табл. 11.2 |
| Пульсации ветра ζ, до 5 м, местность А | 0,85 | СП 20.13330.2016, табл. 11.4 |
| Пульсации ветра ζ, до 5 м, местность В | 1,22 | СП 20.13330.2016, табл. 11.4 |
| Пульсации ветра ζ, до 5 м, местность С | 1,78 | СП 20.13330.2016, табл. 11.4 |
| Корреляция пульсаций ν (наибольшее в таблице, в запас) | 0,95 | СП 20.13330.2016, табл. 11.6 |
| Аэродинамический коэффициент забора, участок С (дальше 2,3 высоты и ещё одного шага от конца) | 1,4 | СП 20.13330.2016, прил. В, В.1.1, табл. В.1 |
| То же, участки A и B (первые 2,3 высоты и ещё один шаг от конца, угла, ворот) | 2,1 | СП 20.13330.2016, прил. В, В.1.1, табл. В.1 |
| Длина крайнего участка (A и B) в высотах забора | 2,3 h | СП 20.13330.2016, прил. В, рис. В.1: 0,3h + 2h |
| Коэффициент надёжности по ветровой нагрузке γf | 1,4 | СП 20.13330.2016, раздел 11, вводная часть |
| Сталь С235, стенка 2–4 мм: нормативное сопротивление Ryn | 235 Н/мм² | СП 16.13330.2017, табл. В.3 |
| Коэффициент надёжности по материалу γm для труб | 1,05 | СП 16.13330.2017, табл. 3 |
| Коэффициент условий работы γc | 1 | СП 16.13330.2017, табл. 1, прим. 5 |
| Яма глубже промерзания на | 0,3 м | Grand Line, инструкция по монтажу панельных ограждений, шаг 2 |
| Ширина ямы под столб, не меньше | 0,25 м | Grand Line, инструкция по монтажу панельных ограждений, шаг 2 |
| Шаг столбов под 3D-панель шириной 2,5 м | 2,525 м | Grand Line, инструкция по монтажу панельных ограждений, шаг 1 |
| Труба 40 × 40 × 2 мм: момент сопротивления Wx | 3,47 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
| Труба 50 × 50 × 2 мм: момент сопротивления Wx | 5,66 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
| Труба 60 × 40 × 2 мм: момент сопротивления Wx | 6,14 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 2 |
| Труба 60 × 40 × 3 мм: момент сопротивления Wx | 8,46 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 2 |
| Труба 60 × 60 × 2 мм: момент сопротивления Wx | 8,38 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
| Труба 60 × 60 × 2,5 мм: момент сопротивления Wx | 10,11 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
| Труба 60 × 60 × 3 мм: момент сопротивления Wx | 11,7 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
| Труба 80 × 40 × 2 мм: момент сопротивления Wx | 9,34 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 2 |
| Труба 80 × 40 × 3 мм: момент сопротивления Wx | 13,06 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 2 |
| Труба 80 × 60 × 3 мм: момент сопротивления Wx | 17,51 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 2 |
| Труба 80 × 80 × 3 мм: момент сопротивления Wx | 21,95 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
| Труба 80 × 80 × 4 мм: момент сопротивления Wx | 27,74 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
| Труба 100 × 100 × 3 мм: момент сопротивления Wx | 35,4 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
| Труба 100 × 100 × 4 мм: момент сопротивления Wx | 45,02 см³ | ГОСТ 30245-2003, табл. 1 |
Пример: расчёт бетона и трубы для столбов забора
Профнастил 2 м, шаг 2,5 м, ветровой район I, дачный посёлок, промерзание 1,4 м, яма 25 см, бетон на всю глубину, 21 опора. Ветер: 230 × 0,75 × (1 + 0,85 × 0,95) × 1,4 × 1,4 = 611 Па. Момент у земли: 611 × 2,5 × 2² / 2 = 3056 Н·м. Нужный момент сопротивления: 3056 / 223,8 = 13,7 см³. У трубы 60 × 60 × 2 всего 8,38 см³, загрузка 163 %. Проходит 80 × 60 × 3 (17,51 см³). Яма 1,4 + 0,3 = 1,7 м, длина трубы 2 + 1,7 = 3,7 м. Бетона под трубу 60 × 60: (3,14 × 0,25² / 4 − 0,06 × 0,06) × 1,7 = 0,077 м³, около 77 л на одну и 1,62 м³ на все. Под 80 × 60 × 3 в той же яме выйдет около 75 л: сечение больше, бетона меньше.
Частые ошибки
- Шаг 3 м с тем же профилем. Опора, которая проходила при 2,5 м, может не пройти.
- Яма мельче промерзания. Производитель ограждений советует копать ниже, с запасом.
- Угловые опоры как рядовые. У конца линии, угла и ворот ветер давит до полутора раз сильнее (2,1 против 1,4 по табл. В.1). Калькулятор в запас берёт 2,1 на первые 2,3 высоты плюс ещё один шаг: следующая опора собирает ветер с половины пролёта, и часть её лежит у края.
Калькулятор не проверяет грунт сбоку, прогиб и сварку прожилин. Опоры ворот держат ещё и створку, их считают отдельно.
Когда длина и сечение известны до закупки, трубу и бетон покупают сразу в нужном количестве, без поездок за добором. Если забор ставит компания, которая ведёт объект в программе RemontCRM, заказчик сам фиксирует цену её сметы до начала работ.