Зачем считать ветровые и снеговые нагрузки для ворот и заборов

Забор и ворота круглый год противостоят стихии. Порывы ветра и тяжесть снега, бывает, становятся причиной деформации створок, перекоса столбов и разрушения целых секций. Происходит это из-за игнорирования нормативных требований при постройке и особенностей местного климата.

Ошибки частных застройщиков 

Иногда проект составляется достаточно грамотно, с правильным расчетом нагрузки от веса материалов, с учетом особенностей грунта и глубины промерзания на участке, а по факту — через год забор покосился, ворота плохо открываются. Почему? Скорее всего, не учли ветер и налипающий снег.

Внешние силы, воздействующие на ограждения, необходимо включить в расчёт суммы нагрузок:

• Ветровая нагрузка. Критична для сплошных заборов из профнастила, дерева или кирпича. Сплошное полотно работает как парус, усиливая нагрузку на столбы и фундамент на сотни килограммов. 
• Снеговая нагрузка. Актуальна для массивных козырьков над воротами, рельефного заполнения пролетов, собирающего снег на горизонтальных выступах.

Основной просчет частных застройщиков — приблизительный расчет нагрузки на конструкцию, непонимание потенциальной мощности природных воздействий. На этапе проектирования можно встретить такие типичные ошибки:

• Установка без расчетов. По принципу «как у знакомых» — в этом случае причиной поломки могут быть не только снег и ветер, но и множество других конструктивных провалов.
• Игнорирование снеговых нагрузок. Образование снежных «мешков» и насосов, налипания. Применение не соответствующих региону снеговых коэффициентов при расчете нагрузок.
• Ошибки в расчетах ветровых нагрузок. Рассчитали для сплошного заполнения, как для воздухопроницаемого. Фактическое давление ветра на сплошной забор в 1.2–2 раза превышает стандартное для данного района. 
• Недостаточное усиление. Речь о конструкциях для заборов большой высоты.
• Экономия на материале. Обычно происходим путем замены качественных стройматериалов по номенклатуре проекта на более дешевые аналоги.

Базовые нормативные требования 

Существуют строительные стандарты, где подробно прописано, как рассчитать и смонтировать надежное ограждение с учетом локальных условий. Это Своды правил, постоянно используемые профессионалами:

• СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (заменяет исходный СНиП 2.01.07-85*). Содержит карты снеговых и ветровых районов РФ, формулы для расчёта нагрузок;
• СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений». Регламентирует глубину заложения фундаментов с учетом несущей способности грунта;
• СП 43.13330.2012 «Сооружения промышленных предприятий». В нём есть раздел, касающийся проектирования ограждений территорий;
• СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Применяется при популярном монтаже опор на винтовых сваях.

Основываясь на нормативах, рекомендуется включать климатические факторы в проектирование заборов:

1. Определить свой ветровой и снеговой район по СП 20.13330.
2. Рассчитать нагрузки с учетом высоты конструкции, типа местности (открытая/закрытая), угла наклона поверхностей.
3. Выбирать материалы с запасом прочности 20-30%.

Практические советы для повышения устойчивости забора и ворот под ветром и снегом: 

• Делать фундамент на 0,5 м глубже уровня промерзания.
• Устанавливать столбы с раскосами.
• Предусматривать просветы в полотне.
• Для распашных ворот — усиливать петли и столбы.
• Для откатных ворот — делать серьезный фундамент для консольной части.

Не экономьте на расчетах и монтаже — ремонт поломанных ворот и «гуляющего» забора обычно дороже первоначальной качественной установки.

Почему деформируются и провисают створки ворот

Провисание створки — это симптом, а причина почти всегда кроется в ошибках расчета или монтажа:

• Недостаточная жесткость каркаса. Рама створки, сваренная из слишком тонкой или не укрепленной поперечинами профильной трубы, со временем деформируется под собственным весом и ветром.
• Проседание или крен опорных столбов. Если столб недостаточно заглублен, имеет малый диаметр или слабо забетонирован, он не выдерживает постоянной нагрузки от тяжелой створки и ветра. Столб начинает крениться, увлекая за собой створку.
• Слабые или изношенные петли. Когда несущая способность петель не соответствует весу створки, резко возрастающему при действии ускорения от ветра, они деформируются, что и приводит к провисанию.
• Ошибки монтажа автоматики. Слишком мощный или неправильно отрегулированный привод в сочетании с ветровыми воздействиями при открывании/закрывании постепенно расшатывает конструкцию.

Фундаменты и столбы: правильный выбор для разных задач 

Выбор фундамента для ограждения — это 70% успеха строительства. Для высокого забора подойдут винтовые сваи, бетонирование опор по отдельности и железобетонная лента. Бутование (заполнение ямы вокруг столба утрамбованным щебнем) при большой высоте и ветровой нагрузке неэффективно и грозит быстрым расшатыванием. 

• Точечное бетонирование. В яму ниже глубины промерзания устанавливается столб и заливается бетоном. Применимо на большинстве грунтов при установке заборов средней тяжести (профнастил, штакетник, дерево) с металлическими столбами. 
• Ленточный фундамент. Бетонная лента по периметру подходит для тяжелых комбинированных заборов с кирпичными столбами (или массивными коваными секциями. Самый материалоемкий и дорогой вариант.
• Винтовые сваи. Стальные трубы с лопастями вкручиваются ниже глубины промерзания. Идеальны для пучинистых и обводненных почв, подходят и для всех других типов грунтов, кроме твердого скального. Решают проблему сложного рельефа без выравнивания участка. Не требуют земляных работ и бетонирования, монтаж возможен в любое время года.

Как правильно выбрать материалы для высокого забора 

Чтобы конструкция ограждения выдержала нагрузки, каждая деталь должна соответствовать задаче. Высокие заборы при ветровых воздействиях нуждаются в определенном усилении для надежности.

Все металлические элементы должны быть изготовлены из качественной стали и иметь надежное антикоррозийное покрытие.

Выводы

• Климат — расчетный фактор. Ветер и снег — нормативные нагрузки, которые обязательно должны учитываться при проектировании забора и ворот. Их игнорирование — главная причина деформаций и разрушений.
• Ошибки частных застройщиков почти всегда системные. Типичные проблемы — «строю как сосед», экономия на материалах, расчет только по весу, без учета динамических нагрузок. 
• Существуют четкие нормативы — и ими нельзя пренебрегать. Своды правил (СП 20.13330, СП 22.13330, СП 24.13330 и др.) дают точные методики расчёта фундаментов, ветровых и снеговых нагрузок.
• Фундамент решает всё. Для высоких и сплошных ограждений нужны точечное бетонирование, лента или винтовые сваи — в зависимости от грунта и нагрузки.
• Экономия дороже качественного монтажа. Инвестиции в правильный проект, усиленные профили и надёжный фундамент окупаются многократно — в спокойствии и отсутствии переделок.