Marquesina de policarbonato: selección, cálculo y construcción del Gran Desconocido

 

Contenido

1. Policarbonato tal cual
2. Cochera
3. ¿PNA o granja?
4. Porche
5. Cenadores
6. De lo general a lo particular
7. qué hacemos?
8. Selección de dosel
9. ¿Cómo vamos a construir?
10. Seleccionar paneles
11. Marco
12. ¿Martillar, excavar, hormigón?
13. ¿Cómo fijar los paneles?
14. Paso a la derecha, paso a la izquierda …
15. Economía fuerte (ejemplo para un automóvil)
16. Policarbonato sobre madera
17. ¿Hace o compra?

El policarbonato merece el nombre de Gran Desconocido. Se usa ampliamente para la construcción de refugios livianos, duraderos y económicos: se puede ver un dosel de policarbonato en todas partes, desde el centro de Moscú hasta Taimyr, y en un invernadero de policarbonato, puede cosechar verduras y frutas durante todo el año en el Ártico. Las estructuras de policarbonato combinan de manera fácil y económica una alta funcionalidad con una estética refinada (ver Fig.), Y al mismo tiempo, la mayoría de ellas para uso doméstico se pueden hacer a mano, teniendo solo habilidades de trabajo básicas.

Al mismo tiempo, las fuentes de información ampliamente disponibles sobre el uso de policarbonato son informativas en algún lugar a nivel de instrucciones sobre cómo armar una pajarera. De hecho, la placa de policarbonato celular tiene propiedades notables y es fácil de trabajar. Pero esta aparente simplicidad se basa en una base científica y tecnológica muy compleja.

La resistencia, confiabilidad y durabilidad de los edificios de policarbonato no se pueden aumentar simplemente aumentando la masa del material en la estructura, como los de piedra. Y también es imposible construirlos usando los parámetros generalizados promediados multiplicados por los factores de seguridad «pro-aleatorios». Es necesario mantenerse dentro de los límites de un determinado óptimo, de lo contrario, el resultado puede resultar contrario. ¿Qué es este óptimo, cómo entrar y permanecer allí? De esto se trata este artículo. En él analizaremos las preguntas:

• Qué es el policarbonato celular como material, para qué sirve y para qué, para qué permite y para qué no.
• Cómo trabajar correctamente con policarbonato.
• Cómo elegir losas para la construcción según su tamaño y estructura.
• Qué simple y barato, pero bastante confiable, hacer varios tipos de diseños; principalmente una marquesina de policarbonato. Debe ser absolutamente confiable, porque el costo de un automóvil es incomparable al de un refugio para él.
• En qué casos se debe dar preferencia a los galpones personalizados y cuándo tiene sentido optar por uno casero.

Policarbonato tal cual

Como sustancia, el policarbonato es uno de los tipos de vidrio orgánico, un polímero transparente, en cuya cadena de moléculas se alternan regularmente átomos de carbono con radicales orgánicos, radicales de carbono CO y anillos de benceno. Fue descubierto por accidente en Alemania en 1898 mientras se intentaba mejorar la codeína analgésica recién sintetizada. Los primeros investigadores llamaron la atención sobre su buena, mejor que el vidrio de silicato, transmisión de luz, resistencia al calor y alta, más de 250 kJ / sq. m, resistencia al impacto. En pocas palabras, el policarbonato golpea y pincha muy mal y se autoextingue fuera de la llama. El policarbonato también se obtiene de manera fácil, como resultado de una reacción química en una etapa sin catalizadores, a temperatura y presión normales.

Sin embargo, el primero, en los años 30 del siglo pasado, entró en producción de plexiglás de diferente origen, plexiglás y rhodoplex. Interfirió la reacción específica del policarbonato a la radiación ultravioleta (UV, UV, ultravioleta). Bajo su acción, el material no solo se volvió turbio rápidamente, sino que también se agrietó y perdió fuerza. La producción industrial de policarbonato sólido se estableció por primera vez solo en 1953, también en Alemania.

La «revolución del policarbonato» tuvo lugar a mediados de los años 70 en Israel. Allí, los kibutzim se construyeron frenéticamente en las tierras árabes capturadas, y los colonos necesitaban comida, incl. frutas y vegetales. De nada sirve cultivar tomates con repollo al aire libre en el desierto, por lo que se decidió construir invernaderos con riego por goteo. Sin embargo, los caminos de vidrio resultaron ser pesados ​​y los vientos del desierto los rompieron sin la participación de musulmanes ofendidos.

Fue entonces cuando los israelitas inventaron, primero, extruir el policarbonato, es decir, forzar en un estado ablandado a través de boquillas perfiladas – matrices. Esto estabilizó las propiedades mecánicas del policarbonato y las mejoró en un orden de magnitud. En segundo lugar, se comenzó a aplicar una capa de protección UV de dos capas a la superficie exterior de las losas: la primera capa reflejaba la mayor parte y la siguiente absorbía el resto. Así es como apareció el policarbonato celular, ver fig. Y las láminas de masivo ahora también comenzaron a extruirse o moldearse por inyección, y también se les aplicó un filtro UV.

Estructura de panel de policarbonato celular

Consecuencias generales

Como todos los materiales alveolares, el policarbonato tiene un umbral de fatiga muy marcado y se descompone catastróficamente : de repente y sin señales de advertencia. La estructura se para y se para, como vertida, y luego – ¡joder! ¡estallido! – colapsó. Para un automóvil nuevo o camas de cultivo, los ingresos con los que se alimenta a toda la familia.

Además, la hoja de policarbonato alveolar es uno de los materiales de trabajo. Es decir, no solo descansa sobre el marco y le transfiere la carga, sino que también lo percibe y lo redistribuye . El grosor excesivo y / o la estructura de la losa seleccionada incorrectamente (ver más abajo) no solo harán que la estructura sea más pesada y más cara, sino que también le dará una rigidez excesiva. Las cargas se repartirán mal, y toda la estructura subirá rápida, pero imperceptiblemente, al umbral de la fatiga, con todo lo que ello implica.

Es posible reducir la probabilidad de «trachbach» a cero si el diseño y la construcción del policarbonato no se llevan a cabo por capricho, sino de acuerdo con los resultados del cálculo, cuyo propósito es: a) elegir el estándar óptimo tamaño de la losa; b) desarrollar un marco para ello. En el proceso de cálculo, es necesario lograr la resistencia óptima más amplia, de modo que las influencias naturales y operativas ciertamente no la superen.

Finalmente, la protección UV de la tabla solo tiene efecto cuando se expone al oxígeno en el aire y la luz solar, y la resistencia de la superficie de la tabla disminuye. No hay nada que hacer, aún no se ha inventado el mejor filtro UV para policarbonato.

En base a todo esto, ya es posible indicar las reglas generales para el manejo del policarbonato celular:

1. No almacene los platos a la luz y no compre si existe la sospecha de que se han violado las condiciones de almacenamiento.
2. Al comprar, verifique selectivamente 1-2 placas girando: 2 personas ligeramente, 3-5 grados, apriete la placa con un tornillo. Al mismo tiempo, el material estropeado cruje. Los vendedores concienzudos permiten tal verificación e incluso las ofrecen ellos mismos.
3. No retire la película protectora de las tablas hasta que la construcción esté completa. Se saca de debajo de los sujetadores estándar sin problemas.
4. La instalación del suelo se puede realizar rápidamente. Es aconsejable terminarlo en el plazo de un día laborable. Si no funciona, retire la película protectora de la pieza terminada e interrumpa el trabajo durante 2-3 días hasta que el filtro UV esté incrustado en el material. Monte el resto con cuidado, como la superficie previamente acabada ahora es más fácil de rayar.
5. Monte las tablas solo con el lado resistente a los rayos UV hacia afuera. El anverso está marcado en una película protectora.

Esta precaución es necesaria porque el filtro UV es inicialmente una capa delgada de una masa pegajosa, gelatinosa, como Velcro en una cinta adhesiva. Si la placa debajo de la película se deja a la luz, entonces comenzará una reacción fotoquímica en el filtro UV, la película y la placa se pegarán y todas juntas quedarán inutilizables.

Reglas generales

El policarbonato celular, además de que él mismo funciona como parte del circuito de potencia de la estructura, en algunos casos es adecuado para su uso en un estado pretensado. Probablemente no valga la pena explicar qué son las estructuras pretensadas (PST). Todo el mundo conoce la torre de televisión Ostankino.

Cochera

Una cochera es una estructura muy importante, especialmente si el automóvil está debajo durante mucho tiempo. En verano, por cierto, es mejor mantener el automóvil debajo de un dosel y no en un garaje congestionado y quemado por el sol. Por tanto, en este caso, sería recomendable utilizar los principios de la PNC. Esto también reducirá significativamente el costo del metal para el marco y el hormigonado. De esta manera, puede construir de manera simple y económica, en cobertizos absolutamente confiables de diferentes capacidades (pos.1-3 en la figura)

Cochera de policarbonato

Cómo: lo veremos a continuación, pero primero vale la pena discutir los errores comunes . Primero, en lugares con vientos dominantes de una dirección, los cobertizos automáticos a menudo se hacen inclinados al viento, pos. 4. Para gasolineras y cafés / restaurantes, donde lo principal es resguardar de la intemperie a las personas que se bajan del coche, esto no está nada mal, pero para un aparcamiento prolongado de un coche personal / familiar puede ser simplemente peligroso.

El hecho es que en esos lugares, si sale del lado opuesto, entonces es fuerte. Y el dosel ahora actúa como un ala, creando una tremenda sustentación. Si el dosel está en 2 pilares (pos. 4; por cierto, es dos veces más caro que el mismo en 4 en las esquinas), entonces simplemente será demolido. Y si está en 4, entonces el poste con un «cono» de concreto se puede arrancar del suelo y golpeará el automóvil. Lo siento, ahora chatarra no asegurada.

En lugares con viento, una cochera inclinada es buena como una extensión de la casa; de todos modos, a barlovento o sotavento. Aerodinámicamente, es mejor realizarlo arqueado (pos.5). El diseño tipo ala con lama / flap extendida (pos. 6) es más original, requiere más material, trabajo, y debajo del borde doblado con mal tiempo habrá un vórtice en el que girará la llovizna de lluvia / nieve.

Para un dosel independiente, el diseño que se muestra en la pos. 7. Si los vientos dominantes son débiles o moderados, lo que ocurre en la mayoría de los casos, entonces la parte convexa del dosel está orientada hacia el viento. En invierno, esto reducirá la carga de nieve; consulte a continuación el cálculo de las marquesinas. Si «se precipita» desde el reverso, entonces la presión del viento en la parte plana solo presionará el dosel con más firmeza contra el suelo, y la nube de llovizna se llevará lejos hacia un lado.

¿PNA o granja?

Las especificaciones para losas alveolares establecen directamente que doblarlas (¡y no doblarlas con deformaciones irreversibles!) Solo puede ser transversal, de modo que los refuerzos internos estén ubicados perpendiculares a la curva y no a lo largo de ella. Pero algunos tipos de policarbonato se pueden doblar en un rango pequeño y longitudinalmente, como se muestra a la izquierda en la fig. Luego, el techo del piso forma el PNK, que es muy fuerte y rígido; el tamaño de la celda de torneado se puede hacer en cualquier condición (ver más abajo para el cálculo) desde 1.5×2 m. Un toldo arqueado-PNK para un automóvil con un tamaño en términos de 3×4 m requerirá un consumo mínimo de material y trabajo.

Estructuras de policarbonato pretensado

Nota: los tipos de policarbonato, su elección y el diseño del marco de metal se describirán con más detalle a continuación.

Los PNK hechos de plástico duro y hormigón tienen otra propiedad útil: con el tiempo, el material «se asienta» en un nuevo estado y los parámetros técnicos de la estructura mejoran. Recuerda cómo lideró la torre Ostankino durante un incendio memorable. Y reemplazaron las cuerdas de apriete, y nada, cuesta, tal como está, se transmite. Lo que es retransmitir no es una cuestión para los constructores, ven la televisión como todo el mundo.

Si el dosel es un dosel simple (a la izquierda en la figura), entonces su cresta también se realiza como un marco simple unido a la pared del edificio. Si el dosel está libre en los postes en forma de arco completo, entonces la cumbrera debe hacerse con los mismos parámetros que para el siguiente caso.

Con un ancho de marquesina de más de 3,5-3,6 m, arqueado o inclinado, las vigas del techo deben ser de celosía. Los diseños generalizados son claramente redundantes en términos de consumo de material. Esto no va en detrimento de la fuerza, tk. el marco es de metal o madera, pero requiere más dinero y trabajo.

Las armaduras se pueden optimizar de acuerdo con el principio de espaciado variable de puntales, bien conocido por los aviadores. Para hacer esto, al diseñar una armadura, el ángulo en la parte superior de sus celdas se mantiene constante, la posición promedio. El tamaño estándar del perfil de los puntales se toma 1.5-2 veces menos que los postes, correas y arcos / hombros de las vigas.

El principio PNA también se puede utilizar en un marco de metal, a la derecha en la Fig. Te permitirá crear una marquesina con dimensiones en términos de 4×6 m, prescindiendo de solo 4 pilares, 3 vigas de arcos segmentados con una cuerda de arco, una cumbrera, 3 puntales y 2 lazos diagonales de medio tamaño, a la derecha en la Fig. . 2 láminas estándar (2,1×6 m) de policarbonato, dobladas correctamente, irán al techo.

La conclusión es que, bajo el viento y la nieve, no permita que la bóveda se deslice y se junte en las esquinas, se mantienen mediante ataduras diagonales. Para que funcionen como deberían, los pilares deben moverse desde las mismas esquinas en 1/3 del paso de la viga, y las cruces de las diagonales deben soldarse a la cuerda del arco del medio.

Pero el secreto principal está en los cables de acero de acero de 4-6 mm estrechamente estirados dentro de las ataduras diagonales. Le dan al marco una excelente rigidez sin sacrificar la elasticidad. Debe apretar los cables con tornillos, ningún resorte dará la fuerza requerida. Dos veces al año, en primavera y otoño, se comprueba la tensión y se aprietan los cables. Los cables solo necesitan hebras helicoidales dobles de hebras múltiples flexibles. Las espirales simples de una sola hebra se debilitarán rápidamente y las cruzadas no son adecuadas en absoluto.

Porche

El toldo del porche no es tan responsable como el toldo del automóvil, es más pequeño y está adherido a la pared del edificio sobre la entrada. Por lo tanto, los requisitos técnicos para ello son menores y los estéticos son mayores.

Los datos técnicos en cualquier zona climática de la Federación de Rusia casi siempre se proporcionan mediante un arco de radio simple, sin tirar de la cuerda del arco, con dos puntales, pos. 1 en la fig. También es posible usar el PNK descrito anteriormente, luego todo el dosel consistirá en solo 3 partes, pos. 2. Si la eliminación del dosel es de más de 1,5 m, entonces tiene sentido abandonar los puntales y en las esquinas para apoyar la visera con pilares, pos. 3.

Toldos de policarbonato sobre el porche

En general, los pilares no son un obstáculo para los puntales, especialmente si el porche es alto y con barandillas, pos. 4. Pero con un porche bajo con escalones de radio, los pilares solo requieren trabajo adicional, interfieren con el paso y estropean la vista, pos. 5. Excepción: regiones con cargas extremas de nieve y viento, pero que se muestran en la pos. La quinta casa claramente no es así.

Si el diseño requiere una visera sin puntales, entonces debe hacerse profunda, como en la pos. 6 para que las alas del arco puedan soportar las mismas cargas. La resistencia y rigidez de las losas de policarbonato celular hacen posible el uso de una solución de este tipo.

Sin embargo, la remoción de los puntales debe ser al menos un tercio de la remoción del dosel. Aquí ya está en la pared del edificio y el marco, no son de policarbonato. Si los puntales son demasiado pequeños (pos. 7), el policarbonato en sí resistirá, pero el marco puede romperse con el viento o hacer que toda la visera salga de la pared.

Una solución original, pero aerodinámicamente fallida, se muestra en la pos. 8. Bueno, ¿quién dónde cuando vio el ala en el bastidor solo por delante o por detrás? Lo sacará a toda velocidad; para el porche – en un viento fuerte. Las rejillas se hacen 2 en los bordes o una en el medio, pero esta opción no es adecuada para el porche.

En general, las propiedades mecánicas del policarbonato para la visera sobre la puerta no son tan importantes. Es más significativo que este material le permita obtener un hermoso dosel solo debido a sus propias cualidades decorativas, sin recurrir a los servicios de un diseñador.

La segunda ventaja estética del policarbonato es que, en sí mismo, es suave y brillante, visualmente combina bien con el metal. El techo de policarbonato mejora incluso el acero estructural ordinario pintado con forja. La llamada. parte superior dominante. El producto, que en sí mismo parece tosco, adquiere sofisticación bajo un techo elegante.

Por ejemplo, en la Fig. abajo – dibujos de un dosel sobre la entrada de la casa. Su peculiaridad, en primer lugar, es que los elementos decorativos laterales no soportan carga mecánica y pueden ser realizados a gusto de cualquier maestro. En segundo lugar, para hacerlos, el taller de un cerrajero ordinario es suficiente, no se requiere una costosa forja artística. Y el tercero: gracias al torneado del techo calculado correctamente para policarbonato, los soportes de tubería se pueden hacer de cualquier diámetro, desde 30 mm, desde una tubería normal o inoxidable, y su longitud se puede cambiar en un amplio rango. Todo esto junto le da al dosel una ligereza visual.

Dibujo de la marquesina sobre el porche.

Nota : una de las formas de hacer usted mismo un dosel de policarbonato sobre el porche sin soldar, vea el video a continuación. Para un maestro principiante, esto es esencial.

Video: visera de policarbonato casera sin soldadura.

Cenadores

Para comprender lo que debería ser un cenador de policarbonato acogedor y cómodo, debe comprender la pregunta: ¿por qué no están construyendo viviendas a partir de él? ¿Son raras las duchas de policarbonato y las cabañas de playa? Has pensado sobre eso?

El hecho es que el policarbonato es mejor que el vidrio de silicato, transmite luz y al mismo tiempo refleja mejor la radiación térmica (infrarroja, IR). De ahí el fuerte efecto invernadero . La luz visible que entra en la habitación es absorbida en ella, por lo que todo el interior se calienta emitiendo IR. Y se refleja nuevamente hacia adentro. Esto es exactamente lo que necesita para crear un microclima en invernaderos. Pero la vivienda resultará insoportablemente parquizada.

El efecto invernadero-policarbonato ya afecta a los cenadores, especialmente si su revestimiento es curvo y concentra el IR. Por ejemplo, en la creación de diseñadores ucranianos (elemento 5 en la figura), no solo la alarmante luz roja golpea los nervios, sino que te evaporarás incluso en primavera u otoño. Llevarse uno mismo al grado requerido antes del próximo Maidan es adecuado, especialmente si ya es «salchicha por la vida». Pero para reuniones mentales no es adecuado. Si realmente desea una exclusiva para todo clima, tendrá que pagar de 7 a 12 mil dólares por comodidad con prestigio y pedir una cúpula capital con secciones deslizantes, ventilación forzada y aire acondicionado, pos. 6.

Cenadores con techo de policarbonato

Nota: debido al fuerte efecto invernadero, no es deseable hacer una glorieta de policarbonato con una barbacoa, es una poderosa fuente de IR.

La ventilación no se menciona en vano. En una glorieta con techo de policarbonato, al menos 2 paredes deben ser caladas, proporcionando libre circulación de aire, como en la pos. 1 y 3. Si la cerca es sólida, debe hacerse a la altura de la cintura de una persona y ciertamente con un espacio de ventilación en la parte inferior, pos. 2.

El siguiente escollo es la armonización de materiales para la estética. En policarbonato, es extremadamente de alta tecnología, por lo que es difícil emparejarlo con un árbol. El mismo cenador en pos. 1 es un buen ejemplo. Realmente no quieres ir a un acuario de madera como ese. Si ya está haciendo una glorieta de madera debajo de policarbonato, entonces debe calentar el color de las placas, para combinar con la madera, o pintar la glorieta debajo del techo, hacerlo con detalles finos y en un estilo lacónico, como en pos. 2.

Para diseños económicos y sin pretensiones, el principio del contraste de color de las piezas que gravitan estéticamente será eficaz. En pos. 4 El metal, que naturalmente combina con el policarbonato, está pintado de un color llamativo y que contrasta con el techo. Por lo tanto, las unidades de servicio parecen estar en guerra entre sí, y las funcionalmente principales, bancos y una mesa, crean una atractiva isla de confort. Quien fuera el autor de este mirador, la naturaleza no lo privó de su gusto artístico.

De lo general a lo particular

Si está cansado del razonamiento general, pero aún necesario, prepárese para recibir muchas instrucciones específicas, datos numéricos y cálculos: estamos comenzando a comprender cómo está hecho el toldo. Mientras que del anterior , debe recordar que el revestimiento de policarbonato está funcionando . Ya se ha dicho suficiente sobre PNK anteriormente.

Más sobre la carcasa de trabajo

Tome las mismas 4 piezas de listones, digamos, 20×20, cuyos extremos se seleccionan en un cuarto, y 4 postes. Saque un cuadrado de los rieles, clava clavos en las esquinas y péguelo con papel grueso. Ahora intente sesgar. ¿Está sesgado? ¿El papel se arruga, se rompe? La carcasa no funciona.

Ahora tome listones de dos a cuatro veces más delgados y un trozo de cartón delgado. Antes de cuadrar, coloque el cartón y golpee sin que se pegue. ¿Está sesgado? Dondequiera que haya, puede dejarlo caer al suelo. Esta es una carcasa funcional. Y está hecho para trabajar por la mayor rigidez del cartón que el del papel del mismo grosor y densidad, porque se prensa durante el proceso de fabricación.

Ahora tomemos las viejas tablillas gruesas y, en lugar de papel o cartón, una lata delgada para el neumático. Dejemos caer el producto al suelo. Si tuvieras que ir a una esquina, volaría en pedazos: la piel demasiado rígida jugó hasta el punto de que destruyó el marco. La versión anterior, más barata y sencilla, resultó ser más resistente con el máximo impacto posible.

El policarbonato funciona de la misma manera, solo que su rigidez por unidad de espesor y masa es mucho mayor. Una condición: si se pierde la rigidez del revestimiento (por ejemplo, debido a una flexión excesiva de la hoja), entonces no solo puede colapsarse, sino también tirar del marco con él. Esto también debe recordarse claramente.

qué hacemos?

La pregunta del título está traducida al lenguaje técnico: etapa de diseño preliminar. En este caso, su finalidad:

• Elija el tipo de marquesina según su finalidad y en relación con los requisitos personales.
• Elija los principios generales de construcción.
• Elija un método para sujetar el piso al marco.
• Seleccione el tipo de paneles de techo para las condiciones locales específicas.
• Determine el tipo de material del marco y los tamaños estándar requeridos.
• Desarrolle una forma de instalar / sujetar el marco a la base.

Selección de dosel

Los diseños típicos de las marquesinas se muestran en la Fig. Esto no significa que no pueda hacer otro; quizás único. Pero para las estructuras típicas en los manuales de construcción (SNiP 2.01.07-85 «Cargas e impactos»; SP 20.13330.2011), se proporcionan conjuntos completos de parámetros de diseño y coeficientes para ellos. El policarbonato tolera mucho, pero no perdona demasiada exposición. Por lo tanto, el proyecto original deberá modelarse cuidadosamente en una computadora y, dado que es imposible verificar la experiencia operativa, será necesario establecer grandes correcciones «pro-aleatorias». Debido a las características del material descritas anteriormente, el diseño se vuelve más complicado en momentos y órdenes de magnitud. Esto explica el costo prohibitivo de los toldos exclusivos.

Diseños típicos de dosel

Al elegir, considere lo siguiente:

1. Para las condiciones rusas (los vientos son en su mayoría débiles, pero hay mucha nieve), las mejores opciones son un dosel, un arco de radio simple y un toldo.
2. Los dos últimos en la versión de policarbonato en términos de intensidad de trabajo y consumo de material son casi iguales a un dosel a dos aguas.
3. No se recomienda un dosel cóncavo; en caso de acumulación de nieve de acuerdo con el segundo estado límite (ver más abajo), su confiabilidad es baja y el peligro de lesiones que crea es viceversa. La excepción son lugares con poca nieve con vientos fuertes.
4. Un dosel de policarbonato de una sola pendiente debe apoyarse necesariamente sobre los pilares con sus esquinas exteriores. Si es imposible ponerlos, debe hacer un dosel con una cenefa o una recta en forma de caja. La altura del respaldo no es inferior al 12% del lado largo; cajas – no menos del 20% menos.

El último requisito se debe al hecho de que el viento puede envolver el borde del dosel con una ola o «hélice». Habiendo reproducido cuando la ráfaga amaina, el policarbonato duro y resistente es capaz de girar el marco.

Especialmente debe decirse sobre los garajes:

1. En la mayor parte de la Federación de Rusia, el diseño óptimo es arqueado.
2. Para lugares con poca nieve, pero con viento (desde la región del Bajo Volga y Derbent hasta la región rusa de Azov), es más adecuado un dosel a dos aguas con un ángulo de inclinación de hasta 10-15 grados; su calidad aerodinámica es menor y la intensidad de trabajo es menor.
3. En un clima muy extremo: la costa sur (el océano Ártico, esto es una pena de prisión), Chukotka, Kamchatka, regiones montañosas, un arco plano alargado, una cúpula alargada baja o un dosel combinado simple de mayor resistencia que se describe a continuación será más de confianza.

¿Cómo vamos a construir?

Aquí en la Fig. con toldos, se muestra la tecnología de montaje general. Es simple:

• Se colocan pilares de soporte del tamaño estándar básico, se hace un flejado encima de ellos.
• El torneado está montado debajo del techo.
• Los soportes longitudinales (correas de un tamaño estándar más pequeño) se sueldan o se cortan al ras en el torneado transversal de las vigas de carga (patas de viga, arcos de arcos). La viga cumbrera, si la hay, se toma del tamaño de la base.
• Las juntas de las losas deben caer sobre las vigas transversales; calcularemos el paso de enlace cruzado.
• Las placas se unen mediante perfiles especiales o nodos de conexión de fabricación propia, ver más abajo. La estructura ahora puede soportar cargas verticales.
• Las losas se unen a las vigas con sujetadores puntuales con huecos para deformaciones térmicas y juntas elásticas, es gracias a ellos que funciona el revestimiento.
• Los extremos de los paneles y la cumbrera están diseñados como se describe a continuación en la sección de montaje.

Seleccionar paneles

Estructuras de policarbonato y sus designaciones.

¿Qué policarbonato elegir para un dosel? Su calidad y rendimiento, contrariamente a las afirmaciones publicitarias, dependen más de la estructura del panel que de las marcas y marcas de los fabricantes . Que sepa el lector que la situación con el policarbonato es un poco como una cerveza: el polvo (masa granular) lo producen solo unas pocas empresas en todo el mundo, y el resto se diluyen, es decir, se pasan por un extrusora, vertida (cortada), se agrega una gota de aromatizante (filtro UV), también se compra, se pega su propia etiqueta y se pone a la venta.

Nota: el mejor granulado de policarbonato del mundo es ruso. La rama de producción nacional produce sus tipos que no tienen análogos. Desafortunadamente, los fabricantes, como Solomon, mantienen en secreto su sello, cuyas materias primas utilizan. Sin embargo, cualquier panel de marca es bueno para uso doméstico.

Los principales tipos de estructura de panal de policarbonato se muestran en la Fig. Los símbolos [número] R indican el número de capas longitudinales y X – la presencia de refuerzos diagonales en el panal. El espesor de la hoja y su estructura no están directamente relacionados: los paneles de una misma estructura pueden tener diferentes espesores, y viceversa. En la página siguiente se muestra un surtido de ventas típico. higo.

Variedades de estructuras de policarbonato.

Cómo seleccionar con precisión un panel en términos de grosor, lo averiguaremos en el procedimiento de cálculo. Las recomendaciones para la estructura se pueden dar de la siguiente manera:

• 2R, radio de curvatura mínimo permitido (MRI) 35 espesores: para marquesinas sobre una puerta, vitrina, porche pequeño o glorietas en 1-2 zonas de viento y nieve, consulte los mapas a continuación.
• 3R, MRI 45 espesores: lo mismo para 3-4 zonas climáticas, y en lugares tranquilos con poca nieve para uso general, excepto para garajes de larga duración.
• 3RX, MRI 55 espesores: para todo lo anterior y para cocheras en los mismos lugares.
• 5R, MRI 75 espesores: lo mismo que 3R para 5-6 zonas de nieve y 1-2 zonas de viento.
• 5RX, MRI 120 espesores: lo mismo que 5R para 5-6 zonas de nieve y 3-6 zonas de viento.
• 6RX, MRI 300 espesores – en lugares con un clima muy duro, principalmente para invernaderos. No recomendado para toldos, muy duros.

Nota: Las resonancias magnéticas son indicativas para doblarse a través de la hoja, se especifican de acuerdo con la especificación para paneles específicos. El pandeo en PNK es aceptable para 3RX y 5RX en las condiciones descritas anteriormente.

Tanto la nieve como el viento …

Ya necesitábamos mapas de la presión del viento de diseño en la Federación de Rusia:

Zonas de carga de viento RF

y carga de nieve:

Zonas de carga de nieve de RF

Los valores numéricos de los parámetros aún no son necesarios, pero se requerirán más. Inmediatamente daremos explicaciones al mapa de nieve:

El primer caso limitante es la acumulación gradual de nieve en un invierno helado tranquilo y estable con abundantes lluvias. La nieve, que no tiene tiempo de evaporarse en seco (sublimar), se congela debajo en una densa masa granular: firme. En la primavera, la capa de nieve con revestimiento firme sobre policarbonato liso se adhiere primero a las cabezas de los sujetadores y luego, una vez derretido, se desliza hacia abajo de una vez.

El segundo caso límite es un invierno inestable con deshielos y / o vientos fuertes. Puede que no haya acumulación de nieve visible en el techo. Pero, deslizándose por la pendiente, se pega en grandes bultos, cargando pesadamente los voladizos del techo y las canaletas. Para policarbonato liso, especialmente para un dosel sin canalones, este caso es insignificante.

Nota: una capa de nieve de 5 cm aumenta la carga del viento en 3 kg / m2. metro; 10 cm – por 10 kg / sq. metro; 15 cm – por 12 kg / sq. metro; 25 cm – 15 kg / cuadrado m) Estos son valores indicativos para marquesinas de policarbonato convencionales, el incremento exacto, si es necesario, se calcula a partir de la aerodinámica del techo.

Sobre el grosor del panel

¿Cuál debería ser el grosor del policarbonato para el dosel? Al menos 10 mm, una hoja 3RX de este tipo en una celda de torneado de 1,5×2 m soporta el peso de un adulto. Pero recordemos los experimentos con listones, cartón y lata: el espesor óptimo del panel debe determinarse de manera compleja, junto con su estructura. Haremos esto más adelante, en el proceso de cálculo del techo.

Marco

En términos de resistencia, el policarbonato está más cerca del metal que de la madera. Por lo tanto, lamentablemente, conseguir un revestimiento que funcione en un marco de madera no funcionará . Los paneles de policarbonato para madera son como pizarra, hierro para techos u ondulina. Cómo colocar policarbonato sobre madera, lo consideraremos brevemente al final, pero por ahora trataremos con un metal más adecuado.

El metal es un material macizo. Esto simplifica enormemente el cálculo del marco, puede utilizar las técnicas de generalización-promediación. El perfil óptimo del elemento de soporte es una tubería de acero cuadrada con esquinas redondeadas . En términos de la relación entre la resistencia y el material, la intensidad del trabajo y el costo total, resulta ser, como dicen, un círculo por delante de los demás.

Las proporciones calculadas también resultan simples:

• 1-2 zonas de viento y nieve: tamaño básico, con un espesor de pared de 2 mm, desde 10 mm por 1 m del dosel más grande en el plan, pero no menos de 40 mm.
• 3-4 zonas, ésas y ésas: la base para las marquesinas de uso general es la misma, y ​​para las marquesinas de los automóviles a partir de 15 mm / m.
• 5-6 zonas de viento y 5 de nieve – base general desde 15 mm / m, automático – desde 20 mm / m.
• 7 zonas de viento, 6 y 7 zonas de nieve – base común desde 20 mm / m, automática – desde 30 mm / m.

La elección de la zona se realiza según la peor. Es decir, si estamos en 1 zona de viento y 5 de nieve, ignoramos el viento y contamos con la nieve. Por cierto, es lo mismo en todos los cálculos posteriores, si no se utilizan los parámetros del viento y la nieve. Elija el perfil más grande más cercano entre varios tamaños estándar.

En el tamaño estándar básico, realizamos los pilares, su flejado superior (bastidor de soporte) y los principales elementos portantes:

1. Patas de viga.
2. Sus vigas inferiores completas son bocanadas.
3. Arcos; si el arco consta de dos arcos (doble, «lunar»), ambos arcos.
4. Cuerdas para arcos segmentados.
5. Ridge run.
6. Los soportes medios de las vigas y los arcos son el cabezal.
7. Tirantes de pilar, superior e inferior.

Los elementos auxiliares de carga (vigas, tirantes de arcos de celosía y vigas, etc.) están hechos de un perfil de tamaño medio. Aumentarlo a básico no hará daño.

Por ejemplo, en la región de Voronezh. para una glorieta de jardín y una cochera para un subcompacto económico de 3×4 m de tamaño, solo se utilizará una tubería de 40 mm. En la región de Moscú, el marco de la glorieta seguirá siendo el mismo, pero un dosel para el mismo automóvil necesita una tubería de al menos 60 mm, y para un Lexus sólido: 80 mm. Pero en la costa este de Kamchatka, para una glorieta (¿quién se sentará allí?) Necesita una tubería de 80 mm, y para cualquier techo de automóvil, desde 120 mm.

¿Martillar, excavar, hormigón?

Ahora descubramos cómo se instalan los pilares, guiados por el principio: barato y alegre. Para una glorieta y un porche, la mejor opción son las pilas de tornillos con un diámetro del tamaño de la base, las más baratas son suficientes en abundancia. Profundidad de envoltura: no menos de 1200 mm.

No es solo que difícilmente costarán más que un perfil con hormigonado. Y ni siquiera en la simplicidad y la velocidad de atornillado: la pila de tornillos transferirá cualquier carga al suelo, incl. lateral. El dosel les dará, estará sano, pero al hormigón no le gustan.

Si la glorieta es de madera maciza, los pilares se pueden cavar simplemente en el suelo de 600 a 900 mm. Esto es más confiable que martillar cortes de tubería en el suelo y, en ellos, las raíces de los pilares. Pero primero, la sección del poste, que estará en el suelo, debe estar completamente impregnada con betún hirviendo. Si el tamaño del recipiente de betún lo permite (digamos, se cuece en un cilindro de gas industrial cortado o en una tubería soldada desde la parte inferior), entonces coloque la pieza de madera allí y manténgala de 1 a 5 minutos hasta que el betún alrededor del el árbol deja de burbujear. Esto significa que el agua se evaporó de la madera y salió aire, y en lugar de ellos entró betún. Cuando la impregnación se enfría para adherirse, el extremo de tierra del pilar se envuelve con material para techos y se entierra inmediatamente en un orificio previamente perforado.

La estabilidad general es más importante para la cochera y es de mayor tamaño. Aquí no se puede prescindir del hormigonado. Pero cada pilar aflojará el tapón de concreto por sí solo, no solo en la cerca. Y la cerca casi no da cargas verticales alternas, y el dosel crea grandes.

Hormigonado de pilares bajo una marquesina.

Un esquema típico para el hormigonado de pilares debajo de un dosel prevé la instalación de partes empotradas especiales (anclajes), a la izquierda en la figura, convirtiendo todas las cargas en compresión habitual para el hormigón. Desde el punto de vista de la producción en masa para la venta generalizada, esto es óptimo: cualquier poste puede atornillarse al anclaje. Pero la fuerza no es tan caliente: los antinodos de las cargas en el poste (los lugares de su concentración) caen, como decían antes, exactamente sobre las articulaciones desmontables.

Si hace un dosel usted mismo, puede ahorrar mucho en anclajes y aumentar la resistencia del marco en 1.5-2 veces. Para hacer esto (a la derecha en la figura):

1. A una distancia de 600-900 mm de los extremos inferiores de los pilares, les soldamos placas de 350×350 mm, con un grosor de 8 mm.
2. En las esquinas de las losas, a 40-50 mm de los bordes, se deben soldar secciones de una varilla de acero con un diámetro de 16 mm y una longitud de 350-400 mm.
3. Desde el exterior, cada poste está sostenido por una riostra.
4. La profundidad del agujero para el poste es 300 mm más que la profundidad de su empotramiento en el hormigón (a lo largo de la losa), de los cuales 100-120 mm caerán sobre el cojín de arena.

Sobre la cantidad de pilares

¿Cuántos postes de toldo necesitas? Son laboriosos, quieres menos, solo que sin perder fiabilidad. Bueno, para postes de hormigón, se pueden dar recomendaciones de viento; cualquier carga de nieve resistirá:

• 1-3 zonas – paso máximo 6 m.
• 4 y 5 zonas – escalón hasta 4 m.
• 6 y 7 zonas: paso hasta 2,5 m.

El paso mínimo permitido de los postes para todas las zonas es de 1,7 m.Si los coloca con más frecuencia, un viento fuerte los golpeará como una pared sólida. Entonces, el dosel debe calcularse no como un dosel, sino como el techo de un edificio, y este es un tema completamente diferente.

¿Cómo fijar los paneles?

Más recientemente, los perfiles de conexión para policarbonato se ensamblaron en tornillos autorroscantes o tornillos, en la parte superior izquierda en la Fig. Aquí:

1. Recubrimiento decorativo.
2. Perfil de retención superior.
3. El sellador es ordinario.
4. Panel de policarbonato.
5. El sello es autoadhesivo.
6. Tornillo penetrante.
7. Cinta antipolvo con microfiltros perforados.
8. Perfil final.
9. El elemento de soporte del marco.

Nota: la cinta antipolvo es absolutamente esencial. Sin él, los paneles no solo se ensucian desde el interior, sino que también se agrietan desde allí.

Los aficionados al bricolaje, que utilizaron silicona para sellar o, para lugares con poco viento, caucho microporoso y cajas de PVC recortadas para las cubiertas, lograron prescindir de los costosos conectores de marca, en la parte superior derecha de la Fig. Si las salidas de los canales del panel estaban en diferentes niveles (por ejemplo, en el PNK), solo se pegaba el extremo inferior con cinta antipolvo, y el extremo superior se pegaba con un autoadhesivo de aluminio más económico, en la parte inferior izquierda en la Fig.

Junta de cumbrera de paneles de nido de abeja sobre tornillos

Para los montajes puntuales, en cualquier caso, se requieren arandelas térmicas especiales, en la parte inferior en el centro y a la derecha en la Fig. Se desconocen los intentos exitosos de reemplazarlos con sus propios inventos. El hecho es que ante el menor desajuste en los parámetros de expansión térmica de la placa y la lavadora térmica, el panel se deforma, el piso pierde su resistencia y el polvo y la suciedad penetran en sus canales.

En general, los soportes puntuales son el punto débil del policarbonato. Las arandelas térmicas deben comprarse según las recomendaciones del fabricante del panel o viceversa. Otros son posibles, pero luego se necesita una prueba: la arandela se aprieta sin llevar su cubierta al panel en 1 mm. En este caso, la junta debe quedar al ras con el borde de la tapa o no alcanzarlo también, 1 mm, pero en ningún caso debe sobresalir.

Ahora la tecnología de «tornillos» de las placas de unión está desactualizada. En todos los aspectos, incluida la estética, se ve superado por los perfiles de conexión a presión, fig. debajo. Compare, por ejemplo, la junta de cumbrera en los tornillos (fig. A la derecha arriba) y con el perfil RP. Y el costo de los conectores de plástico de una pieza se ha reducido tanto que no tiene sentido vallar productos caseros.

Perfiles de unión a presión para policarbonato

Acerca del corte de paneles

Los fabricantes recomiendan cortar los paneles en una máquina especial o, manualmente, con una cuchilla de montaje con hoja retráctil. Esto último es tedioso y una circular o una sierra de calar ordinaria crea microgrietas en el material.

La mejor opción para cortar a mano es una sierra de mano circular con una rueda de «corte limpio». Son utilizados por los trabajadores de suelos de parquet que trabajan con laminado; Exteriormente, esta herramienta es similar a una cortadora de cabello.

Para el policarbonato, una condición indispensable es que la sierra debe estar con un sistema de eliminación de aserrín (simplemente con una succión). Solo en este caso, el corte de plástico duro será realmente limpio, y los dientes pequeños de un perfil especial solo contribuyen a ello.

Paso a la derecha, paso a la izquierda …

Ahora hemos llegado a terminar finalmente el cálculo del dosel. Nos queda por definir:

1. el espesor exacto y la estructura de los paneles;
2. paso de instalación de vigas o arcos;
3. paso de instalación de carreras;
4. la ubicación del punto se monta en las correas.

Para encontrar todo esto, primero debe determinar la carga total (consolidada, prefabricada) en el techo. Para un dosel, esto no es tan fácil, porque el viento sopla libremente debajo de él.

Carga

A partir de los mapas de zonificación de Rusia por carga de viento y nieve, se puede ver que en la mayor parte de su territorio la nieve está presionando con mucha más fuerza. De ahí que se siga una circunstancia útil para la marquesina: variando los parámetros de la estructura seleccionada (o eligiendo otra, si no converge), es necesario conseguir alguna carga de viento «negativa».

«Negativo» se toma entre comillas porque en realidad esta carga es positiva: el viento tiende a arrancar el techo, esto lo liberará de la nieve y permitirá una mejor coordinación de los parámetros de resistencia del marco y del piso, lo que simplificar y reducir el costo de construcción. Para el policarbonato celular, que, con un grosor de 16 mm, no se rompe bajo los pies de un hombre sano, este enfoque es bastante legítimo.

Aquí es apropiado recordar el principio de Suvorov: es difícil de aprender, fácil de caminar. No en la batalla, Suvorov no dijo eso. Sabía que luchar nunca era fácil. El cálculo de la carga de viento es simple, pero requiere mucho tiempo.

El efecto del viento en el techo se calcula de la siguiente manera:

• Utilizando los manuales de construcción (por ejemplo, los indicados anteriormente) para el tipo de techo seleccionado, encontramos la ubicación de las zonas de viento, sus tamaños y coeficientes de diseño para parámetros específicos de la marquesina. Para ver un ejemplo de una casa con techo a dos aguas, consulte la fig.

• Para cada zona de acción (aplicación de fuerza), encontramos el valor de la presión del viento multiplicando su valor calculado en el mapa por el área de la zona y su coeficiente.
• Los sumamos y dividimos por el área del dosel en el plano. Una tapicería de policarbonato funcional tolerará esto con un margen.
• Al cambiar los parámetros del techo, logramos la compensación más completa posible de la presión de la nieve, utilizando los mapas de cargas de zonificación. ¡No olvide verificar si se han extraído los soportes, sabiendo que 1 pilar se asienta en suelo ordinario con una fuerza de 1,2 toneladas!
• Si es necesario, tome otro tipo de dosel, agregue pilares.
• No olvides tener en cuenta que la nieve intensifica el efecto del viento, ¡mira arriba!
• Habiendo logrado lo óptimo, procedemos a la selección de paneles y el paso de las vigas.

Ahora calculamos la carga de nieve real como P = p * cos α, donde p es la carga de diseño en nuestra área; P es la carga real; α es el ángulo de la pendiente del techo. Para arcos de radio bajo, α es el ángulo de inclinación de la línea desde la cresta hasta el Mauerlat. Agregamos la carga de nieve a la carga de viento algebraicamente, teniendo en cuenta los signos. Para el policarbonato liso, la adherencia de la nieve al techo es insignificante.

Paneles, vigas, arcos

Ahora pongamos en servicio la mesa. en la Fig. a la derecha. Utilizándolo, conociendo la carga total en el techo (viento + nieve), puede encontrar inmediatamente el paso de las vigas, el grosor y la estructura del panel.

Solo necesita cumplir con las siguientes condiciones:

• Seleccione el paso de las vigas como un múltiplo del ancho del panel estándar de 2,1 mo en sus partes enteras: 1/2, 1/3, 1/4.
• Los paneles solo deben conectarse a los elementos principales de carga; no se permiten juntas colgantes.
• Es necesario tener en cuenta las recomendaciones para elegir una estructura de panel dadas anteriormente.

Nota: en zonas a partir del 5º, es imposible utilizar paneles más débiles que 5RX 16 mm. En general, para optimizar para una carga negativa, debe seleccionar paneles, el marco no ayudará mucho aquí.

Acerca de la instalación de conectores

No necesita pensar en el paso de unir los perfiles de conexión a las vigas: es un múltiplo del paso de los orificios de montaje en ellos. El tamaño estándar es 300, 450, 600 mm, dependiendo del clima.

Carreras

Con las vigas, la situación es más simple: su paso es igual a uno y medio desde las vigas. Por ejemplo, si las vigas están después de 1 m, las vigas están después de 1,5 m. Si hay menos de una viga en el hombro del techo, entonces de las traviesas longitudinales, la viga longitudinal de las correas (Mauerlat) y la cresta son suficientes.

Aquí, utilizando el trabajo de revestimiento, puede aplicar una técnica interesante: encontramos el paso de la viga de la tabla, calculamos el paso de las carreras y calculamos el área de la celda de la caja. Luego, guardándolo, colocamos las vigas más a menudo, hasta que las vigas no se vayan en absoluto. Obtendremos un dosel de «aire», y hay muchas de nuestras propias vigas internas en cada panel.

Montajes puntuales

El paso mínimo de los «puntos» es de 300 mm. Si se instalan con más frecuencia, la resistencia general de los paneles se debilitará debido a los agujeros en ellos. Para una carga consolidada de menos de 100 kg / m2. m por corrida ponemos 3 «puntos»: uno a 15-20 cm de las articulaciones y otro en el medio. Para grandes: el paso de «puntos» tomamos aproximadamente igual a la mitad del paso de las vigas para la estructura 3R de 6 mm, esta es la línea superior en la tabla, pero observamos la misma triplicidad: asegúrese de uno en los bordes y uno en el medio.

Economía fuerte (ejemplo para un automóvil)

De acuerdo con todo lo anterior, se ha desarrollado un diseño bastante conocido de una cochera económica pero duradera, ver fig.

Capota simple reforzada

Los autores, además de los principios de la ANP para el marco, encontraron 2 aspectos más destacados:

• La configuración del techo es tal que la nieve no se acumula en él en ningún clima: el viento más débil lo sopla desde arriba y desde los lados se cae sin viento, el piso es liso. Y con una calma prolongada con fuertes nevadas, el peso de la nieve en la plataforma superior se distribuye por toda el área del soporte del techo y la carga total se reduce a la mitad.
• Para «caminos de viento», valles estrechos y huecos, se ha desarrollado una opción de techo, que se muestra a la derecha en la Fig. Las crestas de sus linternas se orientan de acuerdo con el viento predominante. Si sopla hacia atrás, está bien, sopla de la misma manera.

Policarbonato sobre madera

Como ya se mencionó, un techo de policarbonato sobre una base de madera es solo un piso. El techado de un árbol es un tema aparte. Aquí solo mostramos en la fig. sus principales tipos y diseños de vigas.

Nota: errores tipográficos en la fig. no. Propuesto significa que se apoyan contra las paredes desde arriba y no se apoyan contra ellas desde el costado. ¿Crees que los filólogos consideran en vano que el idioma ruso no tiene rival en expresividad?

En el rastro. higo. – dibujos de vigas de madera para cobertizos adosados ​​contra la pared del edificio. ¡Se requieren puestos de soporte donde se muestran! En madera, la resistencia y la rigidez del policarbonato solo pueden reducir la sección transversal de los elementos del cojinete principal (ver arriba) a 60×100 mm, y los auxiliares, hasta 40×60 mm.

Vigas de madera para cobertizos adosados

¿Hace o compra?

Pero, ¿qué ganamos si entendemos todas estas dificultades y las ponemos en práctica? Comparemos: el costo de los paneles 2R de 4 mm en la Federación de Rusia varía de 1600 a 2200 rublos / m2. metro; por 1 cuadrado 5RX 16 mm – dentro de 3900-4200 rublos / sq. m. Para un simple prefabricado, arqueado sobre 4 pilares, una cochera con instalación en el sitio, piden 2200-4500 rublos / m2. m) Es evidente que no es rentable hacerlo usted mismo, para los profesionales hay precios al por mayor y descuentos para distribuidores.

No hace mucho tiempo, apareció una opción interesante: juegos de piezas listos para ensamblar sin soldadura. No es necesario que cuentes nada tú mismo, solo tienes que colocar los pilares y ensamblar toda la estructura. Precios: desde 1700 rublos / m2. metro.

Pero si estamos hablando de un toldo, aunque sea de un tamaño o configuración típica, pero no estándar (por ejemplo, una combinación de una pendiente y un semi-arco, como en la posición 7 en la Fig. Con toldos automáticos), los precios se disparan. más allá de las nubes: menos de 12.000 rublos. es difícil encontrar una plaza y se desconocen las empresas locales sin garantía. Vale la pena abordar ese dosel usted mismo. Y el tormento con los cálculos le permitirá tomar los edificios de manera competente y más en serio, los métodos son similares.