Профнастил

Технические характеристики профнастила, проектирование и применение в строительстве
Общая характеристика профилированных настилов
Факторы, влияющие на выбор профнастила
Влияние назначения конструкции на выбор профнастила
Виды профилированных настилов
Марки и краткие характеристики профнастила
Типы и назначения профилированных листов
Виды сталей, применяемых для изготовления профилированных настилов
Области применения профнастилов
Применение профнастилов
Виды рабочих нагрузок, действующих на профилированные настилы в зданиях и сооружениях
Допускаемые нагрузки на профилированные настилы
Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок
Рекомендации по выбору схем раскладок профнастила
Общий алгоритм выбора профнастила
Примеры подбора профнастила для кровли
Примеры подбора профнастила для стен
Пример подбора профнастила для оград и заборов
Пример подбора профнастила для перекрытия здания
Типовая технологическая карта (ТТК) на устройство вентилируемых фасадов из профнастила
Он-лайн расчет площади кровли на нашем сайте

 

Общая характеристика профилированных настилов (профнастил)

Профилированные настилы (профнастилы, профлисты) представляют собой листовые гофрированные профили с повторяющимися по ширине листа гофрами различной формы. Они выпускаются путем холодной гибки тонкого холоднокатаного листа.
Профнастил является универсальным строительным материалом, который находит широкое и разнообразное применение в строительстве. К его основным достоинствам можно отнести следующие:

* Высокая коррозионная стойкость. Качественная антикоррозионная защита обеспечивает средний срок службы оцинкованного профнастила в 30 лет и более. Срок службы оцинкованного профнастила с дополнительным защитно-декоративным покрытием может превышать 45 лет.
* Относительная легкость. Вес 1 м2 профлиста составляет 3,9—24,1 кг. Небольшой вес дает возможность значительно уменьшить объемы несущих конструкций и стоимость их монтажа.
* Высокая механическая прочность, изгибная жесткость в направлении гофров листа. Данное свойство обеспечивает безопасность эксплуатации и долговечность строительных конструкций, выполненных с использованием профнастила.
* Эксплуатационная технологичность. Материал легко поддается механической обработке в бытовых условиях: режется, сверлится, быстро и легко монтируется в строительных конструкциях, не требует специальных профессиональных навыков.
* Возможность многократного использования при демонтаже без потери потребительских свойств.
* Удобство и простота пакетирования, выполнения погрузочно-разгрузочных работ, транспортировки и хранения.
* Широкий выбор крепежных элементов и приспособлений.

Благодаря перечисленным функциональным свойствам и потребительским качествам, профнастил по праву вошел в число наиболее перспективных видов строительных материалов.
В настоящее время номенклатура профилированных настилов включает десятки различных марок.
Все марки профнастилов условно можно разделить на три основные группы:
* волнистые профнастилы;
* профнастилы с трапециевидными гофрами;
* кассетные профнастилы.
Волнистые профнастилы, прокатанные из листовой стали, относятся к наиболее ранней группе данного вида металлопродукции. Они появились уже в конце XIX века. Форма поперечного сечения этих профилей имеет вид синусоиды или сопрягающихся окружностей.
Профнастилы с трапециевидной формой гофра появились в двадцатых годах двадцатого века. Трапециевидная форма позволяла получать материалы более жесткие, обладающие повышенной несущей способностью и технологичностью в строительстве. В настоящее время в мировой практике строительства применяются профнастилы данной группы с высотой гофра от 5 до 208 мм.
Кассетные профнастилы начали применять в строительстве позже других типов. Эти настилы имеют П-образную форму и предназначены для применения в конструкциях стен.

 

Виды профилированных настилов (профнастила)

1. Стальной листовой профиль типа С высотой 8 мм
Сокращенные условные обозначения профнастила - С8 и С8-1150

2. Стальной листовой профиль типа С высотой 10 мм
Сокращенные условные обозначения профнастила - С10 и С10-1100

3. Стальной листовой профиль типа С высотой 13 мм
Сокращенные условные обозначения профнастила - С13 и С13-1150

4. Стальной листовой профиль типа С высотой 17 мм
Сокращенные условные обозначения профнастила - С17 и С17-1090

5. Стальной листовой профиль типа С высотой 18 мм
Сокращенные условные обозначения - С18 и С18-1150

6. Стальной листовой профиль типа С высотой 18 мм
Сокращенные условные обозначения - С18 (волна) и СВ18-1100

7. Стальной листовой профиль типа С высотой 20 мм
Сокращенные условные обозначения - С20 и С20-1100

8. Стальной листовой профиль типа С высотой 21 мм
Сокращенные условные обозначения - С21 и С21-1000

9. Стальной листовой профиль типа НС высотой 35 мм
Сокращенные условные обозначения - НС35 и НС35-1000

10. Стальной листовой профиль типа С высотой 44 мм
Сокращенные условные обозначения - С44 и С44-1000

11. Стальной листовой профиль типа НС высотой 44 мм
Сокращенные условные обозначения - НС44 и НС44-1000

12. Стальной листовой профиль типа НС высотой 44 мм ТУ
Сокращенные условные обозначения - НС44 ТУ и НС44-1000 ТУ

13. Стальной листовой профиль типа Н-57
Сокращенные условные обозначения - Н57 и Н57-750

14. Стальной листовой профиль типа Н высотой 57 мм
Сокращенные условные обозначения - Н57 и Н57-900

15. Стальной листовой профиль типа Н высотой 60 мм
Сокращенные условные обозначения - Н60 и Н60-845

16. Стальной листовой профиль типа Н высотой 75 мм
Сокращенные условные обозначения - Н75 и Н75-750

17. Стальной листовой профиль типа Н высотой 114 мм шириной 600 мм
Сокращенные условные обозначения профилированного листа - Н114 и Н114-600

18. Стальной листовой профиль типа Н высотой 114 мм шириной 750 мм
Сокращенные условные обозначения профилированного листа - Н114 и Н114-750

19. Профилированный лист типа Н высотой 153 мм, шириной 840 мм
Сокращенные условные обозначения профнастила - Н153 и Н153-840

20. Профилированный лист типа Н высотой 158 мм, шириной 750 мм
Сокращенные условные обозначения - Н158 и Н158-750

 

Типы и назначения профилированных листов

Профнастил С
Буквой С производится маркировка профиля с трапециевидной или волнообразной гофрой высотой от 8-ми до 44-х мм. Данные профили применяются для стен и стеновых ограждений, перегородок, сборных сэндвич-панелей, заборов и неответственных конструкций кровли. Профлист типа С в основном имеет защитно-декоративную функцию.

Профнастил НС
Буквами НС производится маркировка профиля с высотой гофра 35 и 44 мм. В зависимости от толщины исходного материала профнастил может применятся для настила кровли, стен, стеновых ограждений и высоких «глухих» (сплошных) заборов.

Профнастил Н
Буквой Н производится маркировка профиля высотой гофра свыше 44-х мм. с дополнительными ребрами жесткости, которые обеспечивают высокую несущую способность. Такие листовые профили применяется для настила междуэтажных перекрытий, кровли или несъемной опалубки в качестве армирующей, опорной или несущей конструкции (элемента несущей стальной конструкции металлического каркаса здания или дома).

Качество профнастила (профлиста)
Соответствие геометрической точности стальных профилированных листов требованиям ГОСТ 24045-94.

 

Виды сталей, применяемых для изготовления профилированных настилов

В качестве исходного материала для изготовления высококачественного профнастила наиболее широко применяются углеродистые стали класса ХП (сталь для холодного профилирования по ГОСТ 14918-80) толщиной от 0,5 до 1,5 мм, поставляемые в рулонах шириной до 1650 мм. Профилированные настилы из сталей группы ОН (общего назначения) и марки проката O1 применять в ответственных несущих конструкциях не допускается. В малоответственных конструкциях или конструкциях, испытывающих в процессе эксплуатации незначительные силовые воздействия, возможно применение профнастилов из стали группы ОН. К таким конструкциям можно отнести кровельные и стеновые конструкции жилых одноэтажных зданий, перегородки, стеновые ограждения складских и вспомогательных зданий, ограды, временные здания и сооружения и т.п.

Другим важнейшим фактором, определяющим надежность и долговечность работы конструкций с использованием профилированных настилов в здании или сооружении, является защита от коррозии. Под воздействием коррозии стальной лист толщиной от 0,5 до 1,5 мм без специального защитного покрытия может в короткие сроки проржаветь насквозь и потерять свои функциональные свойства. По этой причине лист защищается слоем цинка определенной толщины. Наиболее распространенные методы защиты стали от коррозии - горячее цинкование. Качество антикоррозионной защиты может быть значительно повышено при последующем нанесении на оцинкованный лист дополнительного защитно-декоративного покрытия с использованием лакокрасочных материалов. В разрезе такой лист напоминает многослойный пирог (см. рис. 1).

Рис. 1. Двойная система защиты стали от коррозии.
1 - покрытие (лакокрасочное или пленочное), 2 – грунтовка, 3 - пассивирующий слой, 4 - цинковый слой наружной стороны, 5 - листовая сталь 0,4—1,5 мм, 6 - цинковый слой обратной стороны, 7 - пассивирующий слой, 8 - лакокрасочное покрытие обратной стороны

Коррозионная стойкость двойной системы защиты в 1,8—2,5 раза выше, чем суммарное действие цинка и защитно-декоративного покрытия.

Таблица 1. Виды защитно-декоративных материалов

В настоящее время защитное покрытие наносится на плоский стальной лист в заводских условиях на линиях цинкования и линиях нанесения защитно-декоративного покрытия.
В соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» и ГОСТ 24045-94 ) профилированные настилы в ограждающих конструкциях строительных объектов должны изготовляться только из оцинкованного холоднокатаного листа с толщиной цинкового покрытия не менее 18 мкм, соответствующей 1–му классу покрытия.
Выбор вида антикоррозионной защиты зависит от агрессивности окружающей среды той местности, где возводится объект.
В соответствии со СНиП 2.03.11-85 среда, в которой эксплуатируются строительные конструкции, делится на неагрессивную, слабоагрессивную, средне агрессивную и сильноагрессивную.
К неагрессивной среде относят атмосферу сельской местности, пригородов, удаленных от промышленных комплексов, внутриквартальных пpoстранств городов.
К слабоагрессивным средам можно отнести атмосферу в зоне городских улиц и магистральных дорог, сельской местности во влажном климате, прибрежных районов морей и крупных озер.
Средне- и сильноагрессивные среды возникают в помещениях и атмосфере местности, прилегающей к предприятиям черной металлургии, химии и нефтехимии, тепловых электростанций, работающих на угле, в пределах городских магистралей с наиболее интенсивным движением и т.п.

 

Области применения профнастилов (профилированных настилов)


Рис. 1. Возможные варианты применения профнастила в зданиях
1 - профнастил в конструкции кровли; 2, 8 - наружная обшивка стены профлистом; 3 - внутренняя обшивка стены кассетным профлистом; 4 – колонны каркаса; 5 - стойка стеновая; 6 – ригель стеновой; 7 – внутренняя обшивка (стеновой профнастил, гипсокартон, ОСП, ДСП, СМЛ и т.п.); 9 – стропильная ферма; 10 – профнастил чердачного перекрытия; 11 - коньковый профиль.

Рис. 2. Применение профилированного настила в холодной кровле
L — шаг опор настила; 1 - стропила; 2 — профлисты настила; 3 — бруски обрешетки; 4 - шуруп; 5 — резиновая шайба.

Рис. 3. Коньковый узел утепленной кровли
1 – тетива, элемент, связывающий обшивки; 2 – профлист; 3 – пароизоляция; 4 – прогон; 5 – коньковые элементы; 6 – метиз крепления; 7 – вентиляция кровельного утеплителя; 8 – утеплитель; 9 – нащельник.

Рис. 4. Фрагмент утепленной стены здания
1 – стеновой ригель, 2 – профлист, 3 – тетива (элемент, связывающий обшивки), 4 – ветро- и пароизоляция, 5 – утеплитель, 6 – теплоизоляционная прокладка, 7 – цоколь.

Рис. 5. Утепленная конструкция стен полистовой сборки
1 – ригели, 2 – плиты из пенополистирола ПСБ-С, 3 – комбинированная заклепка, 4 – полужесткие МВП, 5 – бетон, 6 – ригель фахверка, 7 – элемент крепления, 8 – профлист, 9 – самонарезающий винт.

Рис. 6. Применение профилированного настила кассетного типа в конструкции стены
1 – колонна здания, 2 – кассетные профили для стен, 3 – утеплитель, 4 – профлист, 5 – слив, 6 – теплоизоляционная прокладка, 7 – цоколь.

Рис. 7. Применение профнастила в качестве опалубки:
а — профлист выполняет функцию опалубки для бетонного перекрытия;
b — профлист одновременно выполняет функцию опалубки и несущую функцию совместно с бетонным перекрытием;
1 — бетон плиты; 2 — профлист; 3 — главная балка перекрытия; 4 — арматурный каркас; 5 — упоры по главной балке для объединения плиты с проф¬листом; 6 — упоры по второстепенной балке для объединения плиты с профлистом; 7— противоусадочная сетка

1 – стык листов внахлест, 2 – столб, 3 – профлист.

1 – профлист, 2 – стальная рамка

1 – прожилина, 2 – профлист, 3 - столб

Рис. 8. Возможные варианты применения профилированных настилов в заборах
Подсчет количества материалов для забора на нашем сайте

 

Применение профнастилов

Профилированные настилы в силу особенностей своей формы используют, как правило, в ограждающих конструкциях, то есть конструкциях, отгораживающих внутреннее пространство здания от окружающей среды.
Примеры целесообразного применения профилированных настилов в жилых и гражданских одноэтажных зданиях приведены на рис. 1, в разделе Области применения профнастила. Профилированные листы успешно применяются в кровельных покрытиях, чердачных и междуэтажных перекрытиях, в конструкциях стен зданий. В стеновых конструкциях они способны выполнять и функции несущего элемента, к которому крепятся наружные декоративные, защитные и теплоизолирующие слои стены, и использоваться в качестве наружной декоративной облицовки. Наиболее массовое применение профлисты нашли в быстровозводимых промышленных и гражданских зданиях.
Остановимся подробнее на применении профнастилов в конструкциях малоэтажных жилых и гражданских зданий.
Наиболее широко профлисты применяются в конструкциях кровли (холодной и теплой). Холодной кровлей обычно называют кровлю, выполняющую в основном гидроизолирующую функцию и не содержащую в своем составе теплоизолирующих слоев (минеральной и стекловаты, полимерных, пенистых утеплителей, керамзита, вермикулита и т.п.). Пример подобной кровли приведен на рис. 2. Холодную кровлю чаще всего применяют в не отапливаемых складах, сараях, навесах и т.п.

В жилых зданиях без дополнительной теплоизоляции обойтись нельзя. Роль теплоизоляции жилого здания в конструкциях с холодной кровлей выполняет утеплитель, уложенный на чердачном перекрытии. Чердак в таком доме делается холодным, в нем предусматривается естественная вентиляция через слуховые окна или специальные вентиляционные отверстия. Уклон кровли в таких домах делается равным 20° и более. За счет наличия чердака такая кровля требует дополнительных затрат, но она более надежна в эксплуатации и легче ремонтируется.
Другой тип кровель — кровля утепленная, совмещающая тепло- и гидроизолирующие функции (рис. З). Такая кровля обычно применяется в промышленных складских, гражданских и подобных им зданиях. Используется она и в жилищном строительстве. На рис. З видно, что данная кровля представляет собой единую панель, у которой нижняя и верхняя обшивки соединены друг с другом, а между обшивками уложен теплоизолирующий слой. Такая кровля обычно делается с уклоном не менее 6°, так как при меньшем уклоне трудно избежать протечек через верхний гидроизолирующий слой, который выполняется из профлиста.

Другая область массового применения профлистов — стены зданий. Профнастил очень широко применяется в стенах промышленных, а также быстровозводимых временных, жилых зданий на крупных строительствах и в вахтовых поселках, в торговых, складских, общественных зданиях и в спортивных сооружениях. В то же время использование профнастила в стеновых конструкциях в стационарном, массовом жилищном строительстве пока еще ограничено.
Аналогично кровлям, профнастилы могут применяться в стенах как холодных, так и теплых зданий. Металлические стены в холодных зданиях (холодные стены) представляют собой однослойную конструкцию в виде профилированного листа, опирающегося на стеновой каркас (фахверк), который заполняет пространство между стойками (колоннами) основного (силового) каркаса здания.
Утепленные стены, как и кровли, представляют собой многослойную конструкцию, состоящую из наружной обшивки, ветрозащитного слоя, утеплителя, внутреннего каркаса, связывающего стеновые обшивки, и внутренней обшивки стены (рис. 4 и рис. 5). В обшивках утепленных стен профилированные листы могут быть использованы как с обеих сторон, так и только в наружной обшивке стены. В последнем случае внутренняя обшивка делается из неметаллических листовых материалов, таких, как гипсоволокнистые плиты, цементноволокнистые плиты, плиты ОСП, стекломагнезитовые или стекломагниевые (стекло-магниевые) листы (СМЛ) и т.п.

В качестве внутренней обшивки используют также кассетные профили, которые обладают высокой собственной жесткостью и прочностью. В этом случае не требуется промежуточных элементов каркаса для опоры профиля, кассеты крепятся непосредственно на несущий каркас здания. Кассетные профили обычно крепятся к колоннам каркаса горизонтально, при этом утеплитель укладывается в полость профиля. Наружная обшивка устанавливается вертикально и саморезами прикрепляется к наружным полкам кассетного профиля (рис. 6).
В перекрытиях зданий профлисты без замоноличивания применяются достаточно редко, в основном в сборно-разборных и временных зданиях. Для конструкций междуэтажных и чердачных перекрытий используют профлисты с высотой гофра 57 мм и более. Для пролетов до 3 м в перекрытии оптимальны настилы с высотой гофра 75 мм и толщиной 0,7—0,8 мм. При расстоянии между несущими стенами или балками более 3 м. рекомендуется устанавливать в перекрытии дополнительные балки, уменьшающие пролет настила. Для крепления пола используют расклиненные деревянные вкладыши в гофры, к которым пришиваются половые доски.

Очень часто профилированный настил используют в качестве опалубки в монолитных перекрытиях жилых, гражданских и промышленных зданий (рис. 7, раздел Области применения профнастила). Ввиду незначительности собственного веса настил при расчете перекрытия на эксплуатационные нагрузки может не учитываться. В этом случае плита перекрытия рассчитывается как обычная железобетонная плита, армированная стержневой арматурой. Существует также целый ряд конструктивных решений, таких, как специальная форма гофра, выштамповки по полкам и стенкам гофров, постановка стержневых упоров, которые объединяют профлист с бетоном, способствуя их совместной работе. В данном Пособии мы не будем останавливаться на этом виде конструкций, так как это требует разъяснения вопросов применения цементов, бетонов, арматуры, технологии приготовления и укладки раствора и т.п.
Профнастилы также широко применяются в сооружениях, предназначенных для обустройства и благоустройства территории. К этой категории сооружений можно отнести ограды и заборы. На рис. 8, приведено несколько примеров применения профилированных настилов в заборах.
Профилированный настил с высотой гофра не более 44 мм применяют для обшивок стен промышленных и гражданских зданий, а также для кровельных покрытий индивидуальных жилых зданий.

При высоте гофров от 35 до 44 мм профилированные настилы обычно используют для стен, а в ряде регионов — для кровельных покрытий.
Профилированные настилы с высотой трапециевидных гофров от 57 до 158 мм, как правило, применяют для кровельных покрытий.
Профилированные настилы кассетного типа с полками шириной 100 и 150 мм применяют как несущую часть утепленной стены трехслойной конструкции (рис. 6).

 

Виды рабочих нагрузок, действующих на профилированные настилы в зданиях и сооружениях

В зданиях и сооружениях на конструкции из профнастила действуют следующие виды рабочих нагрузок:
• постоянные (статические) нагрузки:
a. собственный вес профнастила;
b. собственный вес частей ограждающих конструкций;
• временные нагрузки:
a. полезные нагрузки (вес людей, животных, оборудования на перекрытия жилых и общественных зданий);
b. снеговые нагрузки;
c. ветровые нагрузки.

Из таблиц СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (звездочка в обозначении СНиП говорит о том, что в первоначальную редакцию были внесены изменения), а также при теоретическом подсчете веса конструкций мы получаем так называемые нормативные нагрузки G0. В прочностных расчетах используют расчетные нагрузки G, которые получают путем умножения нормативной нагрузки G0 на коэффициент надежности по нагрузке Yf. Коэффициент Yf - учитывает отклонения реальной нагрузки от теоретической за счет строительных допусков, влажности материала, отклонений в объемном весе для ряда материалов и тому подобного. В табл. 2 приведены значения коэффициента надежности по нагрузке для наиболее распространенных видов конструкций и нагрузок.

Таблица 2. Значения коэффициента надежности по нагрузке

Основными нагрузками, действующими на профнастил, являются:
• в кровельном покрытии — собственный вес конструкции кровли (постоянная нагрузка), снеговая нагрузка, ветровая нагрузка (временные нагрузки);
• в стенах, оградах и заборах — ветровая нагрузка (временная нагрузка);
• в перекрытиях — собственный вес профнастила, вес пола, вес покрытия пола, вес крепежных элементов, вес конструкции потолка, включая светильники и вентиляцию, вес перегородок (постоянная нагрузка) и вес людей и оборудования (временная нагрузка).

Допущения в целях упрощения расчетов:
a. временная нагрузка принимается равномерно распределенной;
b. собственный вес профнастила ввиду его малой величины по сравнению с другими видами нагрузок (5—7 %) и незначительных разбросов для различных видов профнастила (от 3,9 до 24,1 кг/м2) принимается равным 10,0 кг/м2.

Постоянные нагрузки, действующие на профнастил горизонтально расположенной кровли, рассчитываются следующим образом:
a. собственный вес 1 м2 конструкции холодной кровли равен собственному весу 1 м2 профнастила (10 кг/м2), умноженному на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,05;
b. собственный вес 1 м2 теплой кровли, приходящийся на нижний несущий слой профнастила (в конструкции, представленной на рис. 3, раздел Области применения профнастила), определяется в зависимости от климатического района и складывается из:
* собственного веса профнастилов верхней и нижней обшивки (20 кг/м2), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,05;
* веса соединительных элементов между верхней и нижней обшивками (6—7 кг/м2), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,05;
* веса пароизоляции (2 кг/м2), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,3;
* веса теплоизоляции (10—35 кг/м2), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,3.

Суммарный вес 1 м2 теплой кровли может составить от 30 до 60 кг. В зависимости от угла наклона кровли (табл. 5, схема 1) величина постоянной нагрузки в проекции на горизонтальную плоскость корректируется по формуле:

G = G0Yf cos ?, (1)

где G — расчетная величина постоянной нагрузки в проекции на горизонтальную плоскость; G0 — нормативная (теоретическая) величина постоянной нагрузки на 1 м2поверхности кровли, наклоненной к горизонту под углом ?; Yf — коэффициент надежности по нагрузке.
Расчетные снеговые нагрузки с учетом Yf = 1,4, действующие на профилированные настилы кровли, приводятся в табл. 3.

Таблица 3. Расчетные снеговые нагрузки, действующие на профилированные настилы кровли

Районы строительства, приведенные в табл. 3, соответствуют районам по карте распределения снегового покрова на территории России. В соответствии с требованиями СНиП 2,01.07-85* приведенная в табл. 3 расчетная снеговая нагрузка действует на кровли, расположенные с уклоном ? не более 25°, без перепадов высот. Для покрытий с уклоном более 25° снеговая нагрузка снижается и при уклоне кровли 60° и более становится равной нулю. Для промежуточных уклонов кровли в диапазоне ? от 25° до 60° значения снеговой нагрузки изменяются пропорционально от 1,0 до 0 и рассчитываются по формуле

S? = S0(60° - ?)/(60° - 25°), (2)

где S? — расчетная снеговая нагрузка для кровли с уклоном в диапазоне ? = 25° - 60°; S0 — расчетная снеговая нагрузка для кровли с уклоном в диапазоне ? от 0° до 25° в соответствии с табл. 3.

Расчетные ветровые нагрузки с учетом коэффициента надежности по нагрузке Yf = 1,4, действующие на кровлю, а также стены зданий, ограды и заборы высотой не более 10 м, в соответствии со СНиП 2.01.07-85* приводятся в табл. 4.

Таблица 4. Расчетные ветровые нагрузки, действующие на профилированные настилы кровли, стен зданий и сооружений

Районы строительства, указанные в табл. 4, соответствуют районам по карте распределения ветрового давления на территории России.
Значения расчетной ветровой нагрузки табл. 4 корректируются на величину коэффициента аэродинамического сопротивления ce, характеризующего особенности обтекания воздушным потоком конструкции зданий (сооружений) заданной формы.

Таблица 5. Расчетные значения коэффициента аэродинамического сопротивления


Wpa = Wpce (3)

Значения коэффициента аэродинамического сопротивления ce для различных строительных объектов приведены в табл. 5. Знак «плюс» перед коэффициентом ce в таблице означает, что давление ветра направлено на соответствующую поверхность конструкции, а знак «минус» — от поверхности конструкции.

Ветровая нагрузка всегда действует перпендикулярно поверхности элемента здания и сооружения.
Расчетные значения равномерно распределенных полезных нагрузок в соответствии со СНиП 2.01.07-85* с учетом коэффициента Yf действующие на перекрытия, приведены в табл. 6.

Таблица 6. Расчетные полезные нагрузки, действующие на перекрытия

 

Допускаемые нагрузки на профилированные настилы

Несущая способность профилированных настилов определяется допускаемыми нагрузками, т.е. предельными равномерно распределенными нагрузками, которые может выдержать профнастил без появления в нем необратимых пластических деформаций или нарушений формы. В табл. 1 (раздел: Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок) приводятся справочные значения по предельным нагрузкам на профилированные настилы в стенах и кровельных покрытиях в зависимости от схемы укладки и шага опор (пролета).

Для определения значений предельных нагрузок были приняты четыре наиболее распространенные схемы расположения профилированных настилов на опорах (схемы укладки) при ширине опирания не менее 40 мм. на крайних опорах и не менее 80 мм. на средней опоре (средних опорах):

Однопролетная схема укладки профнастила (две опоры)

Двухпролетная схема укладки профнастила (три опоры)

Трехпролетная схема укладки профнастила (четыре опоры)

Четырехпролетная схема укладки профнастила (пять опор)


Шаг между опорами настила принят от 1,0 до 6,0 м. Для профнастила с высотой гофров 100 мм и более при шаге опор 6,0 м приняты только одно- и двухпролетные схемы укладки, так как длина профилей по условиям их изготовления, транспортировки и монтажа, как правило, не превышает 12,0 м.

Приведенные в табл. 1 (справочные значения нагрузок) предельные нагрузки рассчитаны для профилей одной толщины. С увеличением толщины профиля предельные значения нагрузок увеличиваются примерно пропорционально. Исходя из этого, для определения предельных нагрузок для профнастилов других толщин табличное значение нагрузки необходимо умножить на соотношение толщины стали в таблице и толщины стали рассматриваемого профнастила.

Пример. Для профнастила марки С8-1150-0,6 (толщина стали 0,6 мм) при шаге опор 1,0 м при однопролетной схеме укладки величина предельной нагрузки равна 86 кг/м2. В случае использования в профиле С8-1150 стали толщиной 0,8 мм (профнастил марки С8-1150-0,8) величина предельной нагрузки для данного вида профнастила будет составлять:

gH (0,8) = LH(0,6) • 0,8/0,6 = 86 • 1,333 =114,66 кг/м2

При изменении пролета величина предельной нагрузки изменяется обратно пропорционально квадратам пролетов.

Пример. Для профнастила марки НС44-1000-0,7, уложенного по второй расчетной схеме, при длине пролета 3,5 м величина предельной нагрузки будет составлять:

gH (3,5) = gH (3,0) • 3,0 2 /3,5 2 = 248 • 0,735 = 182 кг/м2.

 

Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок

Таблица 1. Предельные равномерно распределенные нагрузки на профилированные настилы

 

Факторы, влияющие на выбор профнастила

Выбор профилированного настила для применения в конструкциях зданий и сооружений зависит от ряда факторов. Важнейшими из них являются:

1. Назначение конструкции.
2. Величина рабочей нагрузки, действующей на конструкцию.
3. Выбранная схема раскладки и величина пролета, на котором будет работать профнастил.
4. Несущая способность профнастила.

Основное техническое правило выбора профнастила: величина рабочей нагрузки не должна превышать несущую способность профнастила.

 

Марки и краткие характеристики профнастила

С8
Декоративный стеновой профнастил. Оригинальный равнополочный тонколистовой стальной профиль высотой 8мм с многократно превышающей высоту шириной полок, обеспечивает хорошую рельефность облицовки стеновых конструкций. Имея малый период повторяемости гофр (всего 80 мм) стеновые профнастилы С8 с цветным полимерным покрытием оптимально покрывают стены, ограждающие конструкции и металлические заборы и ворота. Профлист С8 – лидер по объему производства и продажи. Кроющая ширина не менее 1150мм. Жесткость листа профиля С8 достигается большим наклоном боковых полок и маленьким радиусом гибки листа. Шаг обрешетки стен под профнастил С8 до 0,6м.
С8 Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила
Профили Т6 и Т8 – европейские аналоги стального листового профиля С8.

С10
Самый маленький по высоте профилированный лист из перечня профилированных листов и настилов, требования к аналогам которого установлены в ГОСТ 24045-94. Использование универсальной самой распространенной заготовки шириной 1250 мм (в отличие от ширины заготовки 1000 и 1100 мм по стандарту) позволяет изготавливать данные профили в диапазоне толщин от 0,35 до 0,8 мм. Возможности применения серийно выпускаемого металлургическими комбинатами оцинкованного проката с цветными полимерными покрытиями, порошкового окрашивания оцинкованного проката и импортного проката с рисунком под структуру древесины позволяют охватить весь спектр конструкторских и дизайнерских задач с применением профнастила С-10.
Периодичность (шаг) формы профиля в 100 мм хорошо имитирует деревянную вагонку шириной 90-110 мм. Аккуратные и достаточно глубокие узкие полки профиля придают достаточную жесткость стеновым ограждениям и конструкциям стен сооружений различного назначения. Профлист С10-1100 широко используется в сэндвич-панелях с пенополиуретановым наполнением и поэлементной сборки.

С13
Профилированная листовая оцинкованная сталь для стен и крыш. Специализированный стеновой профнастил для покрытия ограждающих конструкций зданий, сооружений и земельных участков, облицовки стен, сборных стеновых панелей и конструкций. Стальной забор из крашеного цветной полимерной эмалью профлиста С13 можно строить высотой 2,5м и более. Стеновые профнастилы С13 из оцинкованного и окрашенного листа с цветным полимерным покрытием имеют отличную площадь покрытия (рабочая монтажная ширина листов – 1150мм) и оригинальный дизайн узких и широких полок. Шаг обрешетки стен и ограждающих конструкций под профнастил С13 до 0,8м. Возможна цветная полимерная окраска с двух сторон листа толщиной до 0,5мм.
Профнастилы Т14, RAN-15 и С15 являются аналогами стального листового профиля С13.

С17
Универсальный стеновой профнастил. Красивый экономичный профлист для крыши и забора, внутренней и наружной облицовки металлических зданий, металлокаркасных конструкций, облицовки и ограждения деревянных построек и земельных участков (в т.ч. с целью огне- и молниезащиты), складских и подсобных помещений, стоянок, гаражей и сельскохозяйственных хранилищ. Шаг обрешетки стен под профнастил С17 – 1,0м. Кровельный профнастил С17 имеет канавку для стока воды, которая может просочиться в месте стыка соседних листов. Шаг обрешетки крыши до 0,8м. Рабочая ширина покрытия профлиста С17 – 1090мм.
Профнастилы Т18, Т20 и RAN -20 – европейские аналоги профиля С17. Профлисты МП20 и С20– аналоги листового профиля С17.

С18 (С18ф)
Качественный кровельный профнастил. Широкие полки, армированные маленькими ребрами жесткости для устранения недостатка плоской фальцевой кровли - хлопанье плоского листа при порывах ветра придают строгую элитарность металлической кровле. Отличная стыкуемость и герметизация крайних узких гофр листа С18 дополнена канавкой для стекания влаги, образующейся вследствие капиллярных явлений. Крашенный цветной кровельный лист высотой 18мм возможно использовать для покрытия (облицовки) конструкций стен и металлических заборов. Эффективная ширина покрытия профлистом С18-1150мм.
Финский профиль RAN-19R и профлист «Орион» являются соответственно прототипом и аналогом стальных кровельных листов С18.

С18 (волна)
Кровельный и стеновой профнастил. Волнистая поверхность оцинкованного листа традиционны для сельского пейзажа. Окрашенный цветным полимерным покрытием стальной шифер – прекрасная волнистая кровля и хорошая молниезащита для деревянного дома. Оцинкованные и окрашенные гофролисты С18 исторически имеют множество названий: оцинковка, кровельная оцинковка, кровельная гофра, кровельное железо и крашенное железо. Недостатком и одновременно достоинством волнистых профилей является большой радиус гибки листа и, следовательно, малая жесткость. Кроющая ширина профлиста С18в – не более 1100мм. Шаг обрешетки кровли под профнастил С18в до 0,5м.
Гофрированные листовые профили RAN-18R, МП 18 А,В и В18-1100 – аналоги стального гофролиста С18.
МП18 Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила

С20
Универсальный стеновой профнастил для ограждающих конструкций. Красивый экономичный профлист для крыши и стального забора, внутренней и наружной облицовки металлических зданий, металлокаркасных конструкций, облицовки и ограждения деревянных построек и земельных участков (в т.ч. с целью огне- и молниезащиты), складских и подсобных помещений, стоянок, гаражей и сельскохозяйственных хранилищ. Шаг обрешетки стен под профнастил С20 до 1м. Кровельный профнастил С20 имеет канавку для стока воды, которая может просочиться в месте стыка соседних листов. Шаг обрешетки крыши до 0,8м. Рабочая ширина покрытия профлиста С20-1100мм.
Профнастилы Т18, Т20 и RAN-20 – европейские аналоги профиля С20. Профлист МП20 и С17 – аналоги листового профиля С20.
МП20А Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила
МП20В Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила

С21
Стеновой металлопрофиль перекрытия стен, кровли и ограждений (в т.ч. заборы и перегородки). Качество профнастила С21 установлено стандартом – ГОСТ 24045-94. Профлист высотой 21мм имеет правильную, похожую на сотовую, структуру трапеций. Частота и симметричность гофр профлиста С21 обеспечивает при сравнительно не большой высоте профиля хорошую жесткость и, как следствие, его широчайшую универсальность применения. Качество монтажа металлической кровли из профлиста С21 обеспечивается хорошей стыкуемостью и глубиной крайних гофр профиля. Шаг обрешетки крыши до 0,8м. Металлические заборы из окрашенного цветной полимерной эмалью листового профиля С21 можно строить высотой до трех метров. Шаг обрешетки стен под профнастил С21 до 1,2м. Монтажная ширина покрытия листового профиля С21 – не более 1000 мм.
Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила
Финский профиль RAN-20SR -европейский аналог профлиста С21.

НС35
Универсальный металлопрофиль для настила покрытий, стен и ограждающих конструкций. Изготавливается из конструкционного оцинкованного стального листового проката шириной 1250 мм (в соответствии с требованиями ГОСТ 24045-94). Ребра жесткости глубиной 7 мм прокатываются на верхних и нижних полках профиля, за исключением одной крайней нижней полки профиля (см. стандарт на профнастил рис.5 и табл.4). Заводы-изготовители профнастила при производстве профиля НС35 используют стальной оцинкованный лист толщиной от 0,5 до 0,8мм.
Наличие большого количества ребер жесткости позволяет использовать профлист НС35 для несъемной опалубки и настила покрытий с шагом обрешетки до 1,5м.
Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила

НС44
Универсальный металлопрофиль для настила покрытий, облицовки стен и ограждающих конструкций. Изготавливается из конструкционного оцинкованного стального листа шириной 1400мм (аналогично профнастилу Н114 шириной 750мм), в соответствии с требованиями стандарта на стальные листовые гнутые профили. Ребра жесткости глубиной 7мм прокатываются на верхних и нижних полках профиля, включая обе крайние нижние полки профиля (см. рис.6 и табл.5 ГОСТ 24045-94). Допустимый шаг несущей обрешетки или несущих опор до 2,5м.

НС44 ТУ
Хорошо известный и широко применяемый металлический листовой профиль для настила покрытий и стеновых ограждений не ответственных конструкций зданий и сооружений, изготавливаемый по техническим условиям (ТУ) заводов и стандартам организаций (СТО).
Профнастил НС44 ТУ, имитирующий оригинальный профлист НС44-1000 по ГОСТ 24045-94, изготавливается из листовой заготовки шириной 1250 мм (оригинальный профиль по стандарту имеет заготовку шириной 1400 мм) и для внешнего сходства с оригинальным имеет ребра жесткости на узких и широких полках. Меньшая по ширине исходная заготовка при сохранении полезной (рабочей) ширины профилированного листа привела к сокращению количества периодов профиля с 5-ти до 4-х, уменьшению угла наклона боковых и размеров узких и широких полок.
В целом, профлист НС44-1000 ТУ имеет свою специфическую и экономически обоснованную область применения.

С44
Стандартизированный металлопрофиль, изготавливаемый в соответствии с требованиями ГОСТ 24045-94. Стеновые и кровельные профнастилы С44 не имеют дополнительных ребер жесткости, что выделяет изысканность простых рельефных линий качественного листового профиля. Кроющая ширина профилированного листа - 1000 мм, что позволяет широко использовать профлист С44 для защитно-декоративной облицовки стен, стеновых покрытий и металлической кровли. Минимальная толщина исходной оцинкованной или окрашенной стальной заготовки 0,5мм (ТУ завода-изготовителя профнастила). Допустимый расчетный шаг обрешетки под профнастил С44 – 2м.
С44А Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила
С44В Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила

 

Н57 750
Несущий профнастил, имевший широчайшее применение ввиду своей универсальности характеристик и «ширина покрытия х несущая способность настила или ограждения х цена». Данный профлист включен в ГОСТ 24045-94, что позволяет малоопытным проектировщикам использовать расчетную несущую способность этого листового профиля в проектах металлических зданий и стальных конструкциях. На сегодняшний день главным недостатком производства стального профиля Н57 шириной 750мм является отсутствие требуемой рулонной заготовки шириной 1100мм из конструкционной стали марки проката 220, 250…350. Марка оцинкованного проката 01 (в ГОСТ 14918-80 обозначение ОН) не имеет нормируемых показателей качества и механических свойств (см. табл. 9 и табл. 13 ГОСТ 52246-2004).

Н57 900
Несущий листовой металлопрофиль, производимый заводами-изготовителями профилированных настилов по своим техническим условиям (ТУ завода-изготовителя профнастила). Использование исходных заготовок шириной 1250мм с маркой проката не ниже 220 по ГОСТ 52246-2004 при производстве профлиста Н57 шириной 900 мм для настилов перекрытий, несущих опор и металлической кровли является возможной альтернативой использованию профнастила Н57 шириной 750мм из нештатной (неконструкционной) исходной заготовки. Расстояние между несущими опорами или шаг несущей обрешетки для листового профиля Н57-900 не должен превышать 3м.

Н60
Несущий стальной листовой гнутый профиль для настила покрытий, несущей конструкции мягкой кровли, металлической кровли и несъемной опалубки. Материал исходной заготовки – стальной оцинкованный лист и оцинкованный лист с цветным полимерным покрытием шириной 1250мм, имеющего марку проката не ниже 220 по стандарту на оцинковку в рулонах (ГОСТ 52246-2004) и стандарту на крашенную листовую сталь оцинкованную или без цинкового покрытия в рулонах (ГОСТ 52146-2003). Максимально допустимый расчетный шаг обрешетки или несущих опор до 3м.
Стальной профиль Н60 по ГОСТ 24045-94 изготовленный из конструкционной листовой заготовки, является оптимальной заменой стандартного профнастила Н57-750, который, к сожалению, еще часто встречается в проектах несущих конструкций и несущих опор.
Н60А Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила
Н60В Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила

Н75
Несущий листовой металлопрофиль для перекрытий из профнастила, перекрытий по профнастилу, несущей опоры мягкой мембранной кровли, внешнего покрытия металлической кровли и несъемной опалубки. Самый «ходовой» профилированный настил в стальных конструкциях металлических зданий и металлических каркасов для любых климатических зон, с учетом ветровых и снеговых нагрузок и расчета парусности (расчет на «отрыв») мягкой мембранной кровли. Допустимый расчетный шаг обрешетки или несущих опор до 4,5 м.
Изготовленные из качественного рулонного проката (марка оцинкованного проката 220, 250…350 по ГОСТ 52246-2004) несущие кровельные профнастилы Н75 из оцинкованной и окрашенной стали будут гарантией качества Вашего строительства.
Н75А Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила
Н75В Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила

Н114 600
Несущий листовой металлопрофиль перекрытий по профнастилу и перекрытий из профнастила. Стальной профиль Н114 шириной 600мм имеет самую большую несущую способность среди нормируемых ГОСТ 24045-94 стальных настилов покрытий. Производится из конструкционной листовой оцинкованной стали шириной 1250 мм толщиной от 0,7 до 1,0мм. Оцинкованный лист соответствует требованиям ГОСТ 52246-2004 по толщине стального проката и массе цинкового покрытия (см. табл. 2 и табл. 11 стандарта). Применяется для достижения предельной несущей способности стального каркаса перекрытий или несъемной опалубки с использованием серийных отечественных листовых профилей.
Расчетный допустимый шаг несущих опор 6м.
Н114А Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила
Н114В Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила

Н114 750
Несущий листовой металлопрофиль перекрытия из профнастила и перекрытия по профнастилу. Ширина исходной заготовки 1400мм ограничивает возможности применения неконструкционного оцинкованного проката при изготовлении данного профилированного настила и позволяет существенно увеличить ширину перекрытия одним листом профиля по сравнению с аналогом – профнастилом Н114-600. Профнастил Н114 имеет самую высокую трапециевидную гофру, требования к которым определены в стандарте на профнастил – ГОСТ 24045-94. Допустимый расчетный шаг несущих опор до 6м. Эффективность монтажных работ и высочайшая несущая способность профнастила Н114 являются его бесспорными преимуществами.
Профиль RAN-113 – европейский аналог листового профиля Н114.
Н114А Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила
Н114В Несущая способность, Расчетная нагрузка и Чертежи профнастила

Н153
Несущий профнастил европейского уровня качества.
Так называемый «европрофиль». Допустимый (расчетный) шаг обрешетки – до 9-ти метров. Применяется для настила кровли и междуэтажных перекрытий, имеющих большие межопорные расстояния (широкий шаг обрешетки), или при необходимости решения задачи максимальной несущей способности перекрытия без существенного увеличения веса конструкции.
Профнастил Т150.1 и профлист RAN-153 являются европейскими образцами стального профиля Н153-840. Европейский стандарт цветного полимерного покрытия данного профиля ограничен гаммой оттенков белого цвета (RAL 9002, 9003, 9010).

Н158 750
Несущий профнастил европейского уровня качества.
Так называемый «европрофиль». В настоящее время самый высокий профилированный стальной настил, выпускаемый на территории РФ по европейским нормам. Допустимый (расчетный) шаг обрешетки – до 9-ти метров. Применяется для настила кровли и междуэтажных перекрытий, имеющих большие межопорные расстояния (широкий шаг обрешетки), или при необходимости решения задачи предельной несущей способности перекрытия без существенного увеличения веса конструкции.
Профнастил Т160.1-европейский образец профлиста Н158-750. Европейская норма цветных полимерных покрытий для данного профиля ограничена оттенками белого цвета (RAL 9002, 9003, 9010).


Примечание

1. Изготовление качественных профилированных листов типа Н114, Н75, Н60, Н57, НС44, С44, НС35 и С21 должно производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 24045-94:
• форма, размеры, площадь сечения, масса 1м длины, справочные величины на 1м ширины профилированных листов и масса по указанным на рисунках 1-9 и в таблицах 1-8 данного стандарта;
• слой цинкового покрытия согласно Примечанию к таблицам 1-8 составляет 414 грамм на 1 м2 с двух сторон листа;
• толщина стальной заготовки указана в обозначении профилированного листа в таблицах 1-8 (толщина цинкового и (или) лакокрасочного покрытий не учитываются);
• марка проката исходной заготовки для производства всех листовых профилей определены ГОСТ 14918-80 (сталь тонколистовая группы ХП) или ГОСТ Р 52246-2004 (оцинкованный прокат марки 220, 250, 280, 320 или 350).

2. Производство качественных профилированных листов типа Н114, Н75, Н60, Н57, НС44, С44, НС35 и С21 имеющих какие-либо отклонения от обязательных требований по п.1 данного Примечания ведется в соответствии с техническими условиями (ТУ) заводов-изготовителей.

3. Изготовление стальных оцинкованных и оцинкованных с полимерным покрытием профилированных листов с трапециевидными и волнообразными гофрами типа Н158, Н153, С20, С18, С17, С13 и С8 производится в соответствии с ТУ заводов-изготовителей гнутых листовых профилей.

 

Влияние назначения конструкции на выбор профнастила

Стальные профилированные настилы, которые выпускаются в настоящее время промышленностью, имеют определенную специализацию по своему назначению. Этот факт можно установить по маркировке настилов, принятой в нормативных документах (ГОСТ и ТУ). Так, профили, маркированные буквой «С», предназначены в основном для стеновых конструкций, профили, маркированные буквой «Н», используют в основном для настилов кровли, а профили «НС» рекомендуется применять в качестве ограждений покрытий и стен. Однако на практике трудно установить границы между областями применения отдельных профилей, особенно в частном индивидуальном строительстве, где возводятся в основном небольшие здания.

Для холодных кровель с чердаком и уклоном более 25°, где настил укладывается по частой деревянной обрешетке, устанавливаемой с шагом до 800 мм, можно использовать любой профлист из указанных в приложении А. В этом случае выбор типа профлиста может определяться, к примеру, стоимостью 1м2 настила, которая у профлистов с мелким гофром ниже, эстетическими предпочтениями покупателя и т.д. Для более пологих кровель с уклоном от 10° до 30° следует рекомендовать профили со слезником (С17-1090; С18-1150; СВ18-1100; С20-1100). Слезник - это дополнительный продольный гофр по краю профлиста, обычно треугольной формы, который при сборке кровельного покрытия попадает внутрь стыка. При таянии снега и льда на поверхности пологой кровли образуются лужи, из которых за счет капиллярного подсоса вода проникает через стыки профлистов под кровлю. В указанных настилах капиллярная влага при проникновении в стык не стекает по стенкам гофров внутрь здания, а скапливается в слезнике и по нему скатывается к карнизу здания (рис. 2).

Рис. 2. Отвод капиллярной влаги из стыка профлистов.
1 – капиллярный подсос, 2 – отвод воды по скату кровли к карнизу.

Для холодных и теплых кровель, укладываемых по прогонам, расстояние между которыми превышает 1000 мм (обычно для стальных каркасов шаг прогонов колеблется между 1500 и 3000 мм), рекомендуется применять настилы с высотой гофра более 35 мм с маркировкой «Н» и «НС». Для теплых кровель это положение касается только верхней обшивки, которая воспринимает снеговую нагрузку. Для внутреннего профлиста, который воспринимает только вес утеплителя и пароизоляции, можно применять и более легкие настилы с высотой гофра до 40 мм.

Для стен обычно используют профлисты с высотой гофра менее 40 мм и с маркировкой «С» и «НС». Это связано с тем, что настил изгибается в поперечном направлении только от действия ветра, а собственный вес стеновой конструкции действует в плоскости профлиста и не оказывает влияния на его прочностные характеристики. При этом следует учитывать, что интенсивность ветровой нагрузки в расчете на 1 м2 конструкции в несколько раз ниже снеговой.
Применение профлистов в теплых и холодных стенах зданий требует наличия в конструкции здания стенового каркаса, к которому крепится наружная и внутренняя облицовка стен. Использование в стенах кассетных профилей существенно упрощает конструкцию стенового каркаса.

Кассетные профили — это достаточно мощные профили, способные воспринимать ветровую нагрузку на пролетах 6000 мм и более. В этом случае кассетные профили крепятся горизонтально прямо к колоннам несущего каркаса здания, а наружная обшивка стены из обычного профлиста, ориентированного вертикально, закрепляется на горизонтальных полках кассетного профиля.
Типы профлистов для заборов и оград выбираются исходя из тех же принципов, что и для наружной стеновой обшивки. При этом необходимо иметь ввиду, что ветровая нагрузка на забор на 80 % выше, чем на стену, ибо нагрузки с обеих сторон забора суммируются. Данное положение проиллюстрировано на рис. 3.

Рис 3. Действие ветра на вертикальные поверхности строительных объектов.

Профлисты, применяемые для перекрытий зданий, должны обладать достаточно высокой несущей способностью, чтобы на пролете 3,0—4,0 м выдерживать расчетную нагрузку от 300 кг/м2 и более. Поэтому для этой цели используют профили с высотой гофра не менее 57 мм.

 

Рекомендации по выбору схем раскладок профнастила

Важным этапом при проектировании ограждающих конструкций из профлиста является «раскладка» профилированных листов, т.е. разработка схем размещения профлистов на кровле или стенах с учетом расположения несущих элементов каркаса, величин их пролетов, отверстий в ограждающих конструкциях, максимальных размеров листов, выпускаемых производителями, и принятых величин перехлестов в продольных и поперечных стыках. При разработке схем раскладки профлистов целесообразно учитывать следующие рекомендации:

1. Количество поперечных стыков профлистов, особенно в кровлях, должно быть минимальным.
2. Необходимые поперечные стыки профлистов следует размещать как можно ниже по скату кровли. В стыке «внахлест» верхний лист всегда покрывает нижний (как в кровле, так и в стенах).
3. Отверстия для пропуска инженерных коммуникаций через кровлю (дымоходы, вентиляция и т.п.) следует прорезать по месту при монтаже.
4. Отверстия для ворот, окон, дверей в стеновых конструкциях следует предусмотреть в проекте раскладки профлистов либо вырезать после раскладки по месту их расположения.
5. При раскладке профлистов необходимо помнить, что наиболее невыгодная статическая схема работы профлиста — двухпролетная балочная схема.

 

Общий алгоритм выбора профнастила

1-й этап
Рассчитать рабочую нагрузку gp, которая будет воздействовать на профнастил в выбранном элементе (стены, кровля, перекрытия и т.д.) конструкции (см. Виды рабочих нагрузок, действующих на профилированные настилы)

2-й этап
Выбрать (из опыта, по рекомендациям и т.д.) предварительную схему раскладки профнастила (однопролетная, многопролетная) и величину пролета (шаг опор)

3-й этап
Определить допустимые марки профнастила, для которых несущая способность gн при выбранных схеме раскладки и величине пролета (шаге опор) превышает рассчитанную на 1-м этапе рабочую нагрузку gр (табл. 1 Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок)

4-й этап
При необходимости сделать пересчет несущей способности профнастила на фактическую толщину материала и величину требуемого (заданного) в конструкции пролета (шага опор). Уточнить перечень допустимых марок профнастила.

5-й этап
Оценить технологические, эстетические, стоимостные показатели допустимых марок профнастила, качество его изготовления и другие факторы закупки, а самое главное — репутацию поставщика

6-й этап
Выбрать целесообразную марку профнастила из числа допустимых по совокупности показателей

 

Примеры подбора профнастила для кровли

Задача 1.
Определить допустимые марки профнастила для двухскатной холодной кровли с уклоном α = 35°.
Длина проекции ската кровли на горизонтальную плоскость — 6,0 м.
Высота стены здания H = 5 м.
Глубина здания L = 10 м.
Место строительства — Московская обл.

Решение
1. Рассчитываем рабочую нагрузку gp на профнастил. В данном случае она складывается из нагрузки от собственного веса кровли, снеговой и ветровой нагрузок.
1.1. Нагрузка от собственного веса кровли:

G = G0Yf • cosα = 10 • 1,05 • 0,819 = 8,6 кг/м2.

1.2. Расчетная снеговая нагрузка.
По карте снеговых нагрузок определяем снеговой район — III. Расчетная снеговая нагрузка S0 = 180 кг/м2. Учтем наклон кровли в соответствии с формулой (2):

Sα = S0 (60° - α)/(60° - 25°) = 180(60 - 35)/(60 - 25) = 128,6 кг/м2.

1.3. Расчетная ветровая нагрузка.
По карте ветровых нагрузок определяем ветровой район — I.
Расчетная ветровая нагрузка W= 32 кг/ м2.
Определяем по табл. 5 значения коэффициента аэродинамического сопротивления ce. Для заданных условий задачи значение Н/L будет равно 0,5. Тогда для наветренной стороны кровли коэффициент ce1 примерно равен 0,3. Для подветренной стороны ce2 = - 0,4.
Ветровая нагрузка, действующая на профилированный настил кровли с наветренной стороны:

Wp1 = Wpce1 = 32 • 0,3 = 9,6 кг/м2

Ветровая нагрузка, действующая на профилированный настил кровли c подветренной стороны:

Wp2 = Wpce2 = 32 (-0,4) = -12,8 кг/м2.

1.4. Суммарная рабочая нагрузка:
a. действующая на профилированный настил кровли с наветренной стороны

gp1 = G + Sα + Wpl = 8,6 + 128,6 + 9,6 = 146,8 кг/м2;

b. действующая на профилированный настил кровли с подветренной стороны

gp2 = G + Sα + Wp2 = 8,6 + 128,6 - 12,8 = 124,4 кг/м2.

2. Назначаем схему раскладки профлиста по скату кровли — пятиопорная (четыре пролета), величина пролета в проекции на горизонтальную плоскость согласно проекту строительной конструкции — 1,5 м (рис. 4).

Рис 4. Схема раскладки профнастила

3. По табл. 1 (Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок) определяем допустимые марки профнастила, для которых предельная нагрузка (несущая способность) gH при выбранной схеме раскладки и заданной в табл. 1 таблице 1 величине пролета (шаге опор) превышает суммарную рабочую нагрузку gp1,gp2.
Допустимыми марками профнастила являются:
a. С18-1150-0,6 (предельная нагрузка gH = 187 кг/м2);
b. С17-1090-0,55 (предельная нагрузка gH = 187 кг/м2);
c. С20-1100-0,55 (предельная нагрузка gH = 187 кг/м2) и др.

Пересчета несущей способности профнастила на другую величину пролета (шаг опор) не требуется, так как принятый в п.2 пролет равен табличному.


Задача 2.
Определить допустимые марки профнастила для утепленной кровли с уклоном S° с гидроизолирующим слоем из рулонных материалов.
Высота стены здания Н = 5 м.
Глубина здания L = 10 м.
Длина ската — 12 м.
Место строительства — Московская обл.

Решение
1. Рассчитываем рабочую нагрузку на профнастил.
1.1. Собственный вес кровли складывается из составляющих, приведенных в таблице:

* 3начение коэффициента Yf принимается по табл. 2.

1.2 Расчетная снеговая нагрузка.
По карте снеговых нагрузок определяем снеговой район - III.
Расчетная снеговая нагрузка S0 = 180 кг/м2. Наклон кровли ввиду его незначительности при расчете снеговой нагрузки не учитывается.

1.3. Расчетная ветровая нагрузка.
По карте ветровых нагрузок определяем ветровой район — I. Расчетная ветровая нагрузка Wp= 32 кг/ м2.
Определяем по табл.5 значение коэффициента аэродинамического сопротивления ce. Для заданных условий задачи значение H/L будет равно 0,5. Тогда для наветренной стороны кровли коэффициент ce1 примерно равен -0,6. Для подветренной стороны сe2 = -0,4.
Ветровая нагрузка, действующая на профилированный настил кровли c наветренной стороны:

Wp1 = Wpcel = 32(-0,6) = -19,2 кг/м2.

Ветровая нагрузка, действующая на профилированный настил кровли c подветренной стороны:

Wp2 = Wpce2 = 32(-0,4) = -12,8 кг/м2.

1.4. Суммарная рабочая нагрузка:
a. действующая на профилированный настил кровли с наветренной стороны

gP1 = G + Sα + Wp1 = 118,1 + 180,0 - 19,2 = 278,9 кг/м2;

b. действующая на профилированный настил кровли с подветренной стороны

gp2 = G + Sα + Wp2 = 118,1 + 180,0 - 12,8 = 285,3 кг/м2.

2. Принимаем пролет равным 3 м. При длине ската 12 м количество пролетов будет равно четырем.

3. По табл. 1 табл. (Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок) В определяем допустимые марки профнастила, для которых предельная нагрузка (несущая способность) gH при выбранной схеме раскладки и заданной в табл. 1 таблице 1 величине пролета (шаге опор) превышает суммарную рабочую нагрузку gp1 и gp2.

Допустимыми марками профнастила являются:
a. Н57-750-0,7 (предельная нагрузка gH = 295 кг/м2);
b. Н57-750-0,8 (предельная нагрузка gH = 409 кг/м2);
c. Н60-845-0,8 (предельная нагрузка gH = 360 кг/м2) и др.

Пересчета несущей способности профнастила на другую величину пролета (шаг опор) не требуется, так как принятый в п. 2 пролет равен табличному.

 

Примеры подбора профнастила для стен

Задача 1.
Подобрать несущий профлист, устанавливаемый по наружному периметру здания с наветренной стороны в варианте вертикального расположения гофров.
Высота стены Н = 10,0 м, расстояние между горизонтальными опорами каркаса (стеновыми ригелями) L = 3,3 м.
Место строительства — III ветровой район.

Решение
1. Определяем рабочую нагрузку на профнастил.
В соответствии с положениями раздела 2 рабочей нагрузкой на стеновой профнастил в данном примере является ветровая нагрузка.
Расчетная ветровая нагрузка на наветренную поверхность стены составляет:

gp = Wpce= 53 • 0,8 = 42,4 кг/м2.

ce = 0,8 — коэффициент аэродинамического сопротивления для наветренной поверхности стены прямоугольного здания (табл. 5).

2. Примем длину профнастила равной высоте стены (10 м). Тогда имеем четырехопорную схему раскладки с пролетом, равным 3,3 м.

3. По табл. 1В приложения В определяем марки профнастила, для которых предельная нагрузка (несущая способность) gH при четырехопорной схеме раскладки и заданной в табл. 1 (раздел: Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок) величине пролета (шаге опор) превышает суммарную рабочую нагрузку:

o С17-1090-0,55; С18-1150-0,6; СВ18-1100-0,6; С20-1100-0,55 — при шаге опор 2,0 м несущая способность данных марок профнастила равна 84 кг/м2;
o С21-1000-0,6 — при шаге опор 2,0 м несущая способность данной марки профнастила равна 152 кг/м2.

Можно рассмотреть и другие марки профнастила, приведенные в табл. 1, которые удовлетворяют приведенному выше требованию.

4. Обратим внимание на то, что пролет, заданный по условиям задачи (L = 3,3 м), превышает пролет, приведенный в таблице (L = 2,0 м). Исходя из этого в соответствии с 4-м этапом общего алгоритма выбора профнастила необходимо провести пересчет приведенной в таблице 1 несущей способности на величину пролета, заданного в конструкции.
Применительно к профилю марки С21-1000-0,6 скорректированная несущая способность будет равна:

gH= 152 • 22/3,32 = 55,8 кг/м2.

С учетом того, что скорректированная несущая способность профиля превышает действующую на него расчетную нагрузку (gH > gp), можно сделать вывод: для принятых в задаче условий профнастил марки С21-1000-0,6 допускается применять как несущий, устанавливаемый по наружному периметру здания с наветренной стороны в варианте вертикального расположения гофров.
Теперь оценим возможность применения в рассматриваемой конструкции профилей марок С17-1090-0,55, С18-1150-0,6, СВ18-1100-0,6, С20-1100-0,55. Для данных профилей скорректированная несущая способность

gH = 84 • 22/3,32 = 30,9 кг/м2.

Здесь условие gH> gp HE ВЫПОЛНЯЕТСЯ. Следовательно, данные профили нельзя использовать в рассматриваемой конструкции стены.
Аналогичным образом рассматриваются и другие марки профнастилов, приведенные в табл. 1 (раздел: Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок).


Задача 2.
Для тех же условий подбираем профлист для подветренной обшивки стены. Пролет стеновых ригелей тот же.

Решение
1. Определяем рабочую нагрузку на профнастил.
Для данного случая вид рабочей нагрузки на профнастил останется прежним: ветровая нагрузка. Изменился только аэродинамический коэффициент ce = -0,6 (табл. 5).
Расчетная ветровая нагрузка на подветренную поверхность стены составляет:

gp = Wpce = 53 (-0,6) = -31,8 кг/м2.

2. Дальнейший порядок расчетов и выводы по ним аналогичны предыдущему примеру.

Примечание
В рассматриваемом примере отрицательное значение расчетной ветровой нагрузки не принципиально, так как несущая способность профнастила в обе стороны от плоскости листа примерно одинакова. Обычно в подобных расчетах принимается модуль нагрузки, т.е. численное значение без учета направления ее действия.

 

Пример подбора профнастила для оград и заборов

Задача.
Подобрать профнастил для забора, устанавливаемого в IV ветровом районе. В качестве заданных условий монтажа принято горизонтальное расположение гофров. Расстояние между стойками L = 4,0 м.

Решение
1. Определяем рабочую нагрузку на профнастил.
Здесь рабочей нагрузкой также будет являться только ветровая нагрузка.
Расчетная ветровая нагрузка, действующая на поверхность сплошного забора, определяется из табл. 4 (67 кг/м2) с учетом аэродинамического коэффициента ce = (0,8 + 0,6) = 1,4 (см. схему 1 табл. 5, а также рис. 2):

gp = Wpe = 67 • 1,4 = 93,8 кг/м2

2. Допустим, что по условиям технологии производства длина профнастила равна 8 м. Тогда в рассматриваемом случае имеет место трехопорная схема раскладки с пролетом, равным расстоянию между стойками L= 4,0 м.

3. По таблице значений нагрузок на профнастил, определяем марки профнастила, для которых предельная нагрузка (несущая способность) gн при трехопорной схеме раскладки и заданной в таблице значений нагрузок на профнастил, величине пролета (шаге опор) превышает суммарную рабочую нагрузку:

o НС35-1000-0,55 (при шаге опор 3,0 м предельная нагрузка gн = 124 кг/м2);
o С44-1000-0,7 (при шаге опор 3,0 м предельная нагрузка gн = 211 кг/м2)
и др.

4. Ограничимся рассмотрением приведенных выше марок. Пересчитываем несущую способность на величину пролета, заданного в конструкции.
Для профнастила марки НС35-1000-0,55 имеем:

gн = 124 • 32/42 = 69,8 кг/м2.

Для профнастила марки С44-1000-0,7 имеем:

gн = 211 • 32/42= 118,6 кг/м2.

5. Сравниваем величину рабочей нагрузки и несущую способность профнастила.

Для профнастила марки НС35-1000-0,55 gн < gp
Для профнастила марки С44-1000-0,7 gн > gp

Таким образом, среди рассмотренных выше марок можно использовать только профнастил С44-1000-0,7 для строительства забора с горизонтальным расположением гофров.

Аналогичным образом рассчитывается конструкция забора для условий вертикального расположения гофра профлиста. В этом случае пролет будет равен расстоянию между горизонтально расположенными прожилинами, к которым крепится профнастил (рис. 8, применение профилированных настилов в заборах).

 

Пример подбора профнастила для перекрытия здания

Задача.
Подобрать несущий профнастил для перекрытия административного здания. Расстояние между несущими стенами 3,0 м. Схема раскладки — однопролетная (две опоры).

Решение
1. Подсчитываем эксплуатационные нагрузки на перекрытие в табличной форме:

2. * Значение коэффициента Yf принимается по табл. 2

3. Схема раскладки профнастила и величина пролета заданы условиями задачи.

4. По табл. 1 (Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок) определяем марки профнастила, для которых несущая способность при двухопорной схеме раскладки и заданной в табл. 1 величине пролета (шаге опор) превышает суммарную рабочую нагрузку:

o Н57-750-0,8 (при шаге опор 3,0 м несущая способность профиля равна 337 кг/м2);
o Н60-845-0,7 (при шаге опор 3,0 м несущая способность профиля равна 323 кг/м2) и др.

Пересчета несущей способности профнастила на другую величину пролета (шаг опор) не требуется, так как заданный по условиям задачи пролет равен табличному.