Расчет откатных ворот своими руками

Конечно, определить стандартные размеры откатных ворот нужно заранее, ведь проемы бывают абсолютно разными. В зависимости от различных потребностей, их размеры сильно отличаются. Решать Вам – пользоваться стандартными шаблонными схемами, или разработать собственный чертеж такого важного элемента, как ворота, которые создают первое впечатление о хозяине, и которые вместе с ограждением являются лицом участка.

Откатные ворота: размеры створок и расчет мателриалов

Сегодня все чаще въезды в частные дворы обустраивают современными устройствами – сдвижными, оснащенными автоматикой, или консольными воротами, в зависимости от предпочтений и потребностей. Откатные ворота, размеры которых соответствуют стандартным, более доступны, их можно приобрести сразу по рыночной цене, в то время как «не формат» надо заказывать у специализированных фирм-производителей, и это всегда обходиться дороже. Однако, лучше всего сделать все своими руками из прочных материалов, и быть уверенным в качестве и немного сэкономить. Перед началом изготовления необходимо изучить теоретическую составляющую не только производства, но и составления чертежа и подбора материалов.

Весь технологический процесс установки делится на несколько этапов. Произвести точные расчеты, создать чертежи и схемы – первое, что нужно сделать. Игнорировать этот этап не стоит, поскольку именно от точности расчетов зависит будущее успешное функционирование системы. В проектирование входит проведение следующих действий:

Преимущества и недостатки

Что делает откатные ворота такими популярными? На самом деле конструкции имеют множество достоинств, и вот только некоторые из них:

• Откатные ворота открывают въезд для автотранспорта любых габаритов.
• Ворота устанавливают при любых климатических условиях.
• Возможность выбора декоративной отделки. В зависимости от пожеланий владельца участка выбирают ковку, профнастил или обрешетку.
• Индивидуальный выбор варианта конструкции и автоматики.
• Долгий срок эксплуатации. В сравнении с другими видами ворот петли в таких конструкциях не провисают.

Откатные конструкции почти не имеют недостатков. Единственный минус – они требуют больше места для установки и стоят на 10-20 % дороже обычных распашных ворот.

Во-первых. Планируем систему самодельных ворот откатных в горизонтальной плоскости согласно схеме, приведенной на рисунке ниже:

Проектирование: самодельные ворота откатные с двусторонней обшивкой профилированным листом 2 м полотна для проездов шириной в 3.5 м.

1. Принимаем конструктивную схему полотна ворот с высотой 2000 мм для проезда шириной 3.5 м («от столба до столба») с длиной рабочей части А (ширина проезда плюс технологические припуски «а» и «d»), усиленной 4-мя восходящими раскосами (р1, р2, р3, р4) и имеющей вертикальные стойки для крепления профилированного листа, а также технологической частью (L – A) в виде треугольника с одним нисходящим раскосом (р).

1. Подбираем сечение профилей по предельной гибкости согласно методике, изложенной в этом материале:
   • каркаса рамы полотна, исходя из того, что лимитирующей по предельной гибкости в каркасе рамы будет центрально сжатая вертикальная стойка каркаса над роликовой опарой с длиной 2 м и радиусом инерции Iy = 200/150 = 1.33 см. Такому условию согласно ГОСТ 30245-2003 наиболее близки стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили сечением 50х40 мм и 60х40 мм в разных толщинах, 70х50 мм с толщиной стенки 6 мм и площадью поперечного сечения 12.03 см², прямоугольные профили сечением 80х40 мм с толщиной стенки от 4.0 до 6.0 мм и площадью поперечного сечения от 8.55 до 12.03 см². Исходя из требования выбора профиля с наименьшей площадью сечения и толщиной стенки, обеспечивающей хорошее сварное соединение, а также учитывая необходимые условия:
   • двусторонней обшивки профилированными листом. Для обшивки такого типа каркаса рекомендовано использовать профилированные листы с моментом сопротивления при сжатых полках не менее 4 см³, чему соответствуют листы С-21-1000-0,7 с высотой полки 21 мм и толщиной полки 0,7 мм, т.е. большая сторона сечения профиля каркаса рамы должна быть 2х21 = 42 мм плюс толщина профилей раскосов/вертикальных стоек/опорной обвязки;
   • толщины каркаса рамы полотна не меньшей, чем толщина направляющей, что обеспечит снижения рисков попадания влаги в полость между направляющей и профилем каркаса, в том числе из-за таяния снега, накопившегося на стыке рама/направляющая. Поскольку в рекомендованных производителями комплектах (опорные ролики, направляющая, ловители и т.д.) толщина направляющей 69-70 мм, то толщина каркаса рамы полотна должна быть не менее 70 мм,

• подбираем для каркаса рамы полотна стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили сечением 80х40 мм с толщиной стенки 4 мм, площадью поперечного сечения 8.55 см² и массой одного погонного метра 6.71 кг;
• усиливающих жесткость профилей – центрально-сжатых восходящих раскосов рабочей части полотна с радиусом инерции I_y = 223/150 = 1.49 см (длина элемента раскоса равна квадратному корню из (в2 + Н2) = 2.23 м, где в = 1.0 м – принимаем равным расстоянию между центрами крайних полок листа С-21-1000-0,7, Н – высота полотна 2 м). Для усиливающих жесткость профилей (и профилей опорной обвязки) один из размеров сечения должен быть менее 80 – 42 = 38 мм (здесь 80 мм – больший размер сечения профиля каркаса рамы, 42 мм – суммарная толщина двух обшивочных листов). Поэтому выбираем из сортамента ГОСТ 30245-2003 варианты профилей прямоугольного сечения 60х30 мм и 50х30 мм, максимально близкие по радиусу инерции I_y = 223/150 = 1.49 см, но с минимально возможным поперечным сечением и толщиной стенки, обеспечивающей хорошее сварное соединение — стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили сечением 60х30 мм с толщиной стенки 2.5 мм, площадью поперечного сечения 4.09 см² и массой одного погонного метра 3.21 кг;
• профилей опорной обвязки (8 на рис. выше), сечение которых для упрощения закупки и работы принимаем равным сечению усиливающих жесткость профилей – 60х30 мм.

1. Рассчитываем ориентировочную длину рабочей части полотна ворот с учетом минимальных припусков на установку направляющей роликовой секции — а ⩾ 120 мм и d ⩾ 220 мм (см. более детально здесь):

• б = 40 + 25 + 1000 = 1065 мм, где б – расстояние от наружной поверхности вертикального профиля каркаса рамы рабочей части полотна до оси первой вертикальной стойки б = b + Z + В1 мм, b – ширина профиля каркаса рамы полотна (40 мм), Z = (В – В1)/2 = (1051-1000)/2 = 25 мм – расстояние от края профилированного листа до центра первой полки, в которую будет установлен крепежный элемент, В1 = 1000 мм – расстояние между центрами крайних полок профилированного листа;
• в = 1000 мм — между осями вертикальных стоек;
• с = В1 + Z = 1000 + 30 = 1030 мм, или меньше/больше, но кратной S = 100 мм – 900, 1000, 1100, 1200, 1300 мм между осью последней вертикальной стоки рабочей части полотна и внутренней поверхностью вертикального профиля каркаса рамы (границы между рабочей и технологической частями полотна) Д = В1 + Z = 1000 + 30 = 1030 мм или меньше/больше, но кратной S = 100 мм – 800, 900, 1000, 1100 мм – принимаем 800 мм.

Тогда точная длина рабочей части полотна А = 1065 + 2·1000 + 800 мм = 3865 мм, длина технологической части (I + а = 1.24 + 0.12) 1.36 м, общая длина полотна L = 3.865 + 1.36 = 5.225 м. Разницу в ориентировочной и точной длине рабочей части полотна (3840 и 3865 мм) устраняем увеличением технологических припусков до а = 130 мм и d = 235 мм.

1. Рабочий чертеж самодельных ворот откатных с полотном высотой 2 м для проезда 3.5 м:

1. Сводная таблица расходных материалов и комплектующих на самодельные ворота откатные с полотном высотой 2 м для проезда 3.5 м.

Наименование	Параметры	Количество
Профиль каркаса рамы полотна	Сечение 80х40 мм, толщина стенки 4 мм, площадь поперечного сечения 8.55 см², масса одного погонного метра 6.71 кг	От 15.44 м с учетом мерных длин
Профили усилительные и опорной обвязки	Сечение 60х30 мм, толщина стенки 2.5 мм, площадь поперечного сечения 4.09 см², масса одного погонного метра 3.21 кг	От 26.6 м с учетом мерных длин
Обшивочные листы	С-21-1000-0,7 с массой 1 м² 7.4 кг	8 шт. по 2 м
Направляющая на 6 м и 2 роликовые опоры — комплект	Fratelli Comunello с нагрузкой на опору 550 кг, Roll Grand – 450 кг, или Rolling Center – 438 кг (в комплектах GIPI 4 RLZ 5 1 и GIPI 4 RL 5 1)	1 шт.
Роликовая направляющая и верхний ловитель	Из комплектов Fratelli Comunello, Roll Grand, или Rolling Center	По 1 шт.
Нижний ловитель	Из комплектов Fratelli Comunello, Roll Grand, или Rolling Center	1 шт. на приемный столб и 1 шт. для фиксирования при откате
Концевой ролик с заглушкой	Из комплектов Fratelli Comunello, Roll Grand, или Rolling Center	2 шт.
Привод: bytec SB-800 с автоматикой	Привод переменного тока 220-230 В с механическими концевыми выключателями для откатных ворот весом до 800 кг	1 комплект
Привод: Roger technology H30/643	Привод переменного тока 220-230 В с механическими концевыми выключателями для откатных ворот весом до 600 кг	1 комплект

Планировка участка и забивка фундамента под самодельные ворота откатные для проезда шириной 3.5 м.

Во-первых. Планируем систему самодельных ворот откатных в горизонтальной плоскости согласно схеме, приведенной на рисунке ниже:

• при эксплуатируемом заборе смещаем опорный столб и промежуточные столбы до линии отката между приемными столбами 1 и 3;
• при возводимом заборе располагаем приемные, опорный и промежуточный столбы вдоль линии отката.

Во-вторых. Планируем систему самодельных ворот откатных в горизонтальной плоскости согласно схеме, приведенной на рисунке ниже:

• определяем нулевую отметку, как наиболее высокую точку проезда вдоль линии отката;
• при рельефе участка в стороне отката выше горизонтали нулевой отметки формируем вдоль линии отката желоб шириной от 0.5 м, длиной до наружной части приемного столба на линии отката и глубиной не менее горизонтали нулевой отметки;

• при рельефе участка в стороне отката ниже горизонтали нулевой отметки забиваем фундамент цокольного типа с армированием и длиной 2 м (не менее I + 2·d, где I – расстояние между роликовыми опорами (1.24 м), d от 0.25 м), шириной 0.4 м и глубиной по расчету ниже.

Справка: При значительном склоне или сложности забивки цокольной части возможно обустройство фундамента по уровню земли с закладной – конструкцией по типу на фото ниже из уголка с полкой не менее 75 мм и швеллера (или листового проката толщиной от 5 мм для площадки под роликовые опоры и привод).

Важно: Во время планирования участка и подготовки фундамента желательно выкопать траншеи под силовые и сигнальные линии привода/автоматики согласно электрической схеме производителя привода и автоматики.

В-третьих. Определяем размеры фундамента под самодельные ворота откатные с учетом использования закладной – швеллера с полкой 300 мм:

• планируем приготовление бетона класса В15 прочности на сжатие 196 кг/см² (М200) и плотности по расчету 2329 кг/м³ с подвижностью бетонной смеси по осадке конуса (ОК) 10 из компонентов:
  • портландцемент быстротвердеющий ЦЕМ I 32,5 Б ГОСТ 31108-2003 плотностью 3,1 г/см³, активностью (фактической прочностью) 325 кгс/см² – для возможности установки ворот на фундамент через 7-10 дней после набора 70% проектной прочности;
  • песок средней крупности 2, имеющий водопотребность 7 % и плотность в пределах 2,63 кг/л;
  • гранитный щебень крупностью 20 мм, плотностью до 2,60 кг/л, насыпной плотностью 1,48 кг/л и с межзерновой пустотностью 0,43, для приготовления 1 м³ которого уходит 309 кг цемента, 1266 кг щебня, 550 кг песка и 204 л воды (при нормальных температурно-влажностных условиях).
• рассчитываем минимально допустимую массу фундамента для уравновешивания полностью закрытого полотна по формуле М_ф⩾ М_раб·А/I (см. более детально вывод формулы в этом материале), или М_ф⩾ 282.2·3.865/1.24 = 880 кг;
• рассчитываем минимально допустимый объем фундамента по его массе и плотности V = 880/2329 = 0.37 м³ – принимаем 0.4 м³;
• принимаем длину фундамента под опорные ролики 2 м, ширину – 0.4 м и тогда глубина фундамента Г = V/(Д·Ш) = 0.4/(2·0.4) = 0.5 м.

Компонент бетонной смеси	Расход на приготовление 0.4 м³
Портландцемент быстротвердеющий ЦЕМ I 32,5 Б ГОСТ 31108-2003	123.6 кг
Песок средней крупности 2	220 кг
Гранитный щебень крупностью 20 мм	506.4 кг
Вода для затворения	81.6 л

• под роликовые опоры – швеллер с широкой полкой 300 мм. Армирование выполняем в виде сетки из арматуры диаметром 12-14 мм или уголка с полкой 15-20 мм;
• под привод bytec SB-800 или Roger technology H30/643 – швеллер с полкой от 180 мм длиной 500 мм или карточку из листового проката толщиной 5 мм, усиленную каркасом из уголка 40х40 мм, шириной 200 мм и длиной 500 мм. Закладная под привод размещается посредине закладной под роликовые опоры и приваривается к ней.

Важно: При подготовке траншеи под фундамент и бетонировании учитываем, что под «телом» фундамента необходимо выполнить отсыпку из гравия (крупного щебня) толщиной не менее 100 мм, а к приводу – подвести силовую и сигнальную проводку.

Изготовление полотна и установка самодельных ворот откатных для проезда 3.5 м.

1. Подготавливаем траншею под фундамент длиной 2 м, шириной 0.4 м и глубиной 0.6 м (с учетом отсыпки.
2. Выставляем по уровню закладную с армирующими элементами под роликовые опоры вместе с закладной под привод. Формируем отсыпку, изготавливаем бетонную смесь по рецептуре выше и заливаем ее в траншею на отсыпку.
3. Готовим ровную (в плоскости) площадку в виде каркаса для изготовления полотна. Свариваем каркас рамы полотна, проверяем диагонали и привариваем усилительные раскосы и вертикальные стойки, ориентируя из по центру широкой полки профилей каркаса рамы.

Заполняем промежутки между узлами раскосов и вертикальных стоек по периметру каркаса профилем опорной обвязки, залицовывая его с профилями раскосов/вертикальных стоек.

К комплекту автоматики для ворот как правило прилагается инструкция по ее монтажу, которой следует придерживаться.

Чертежи ворот

У разных производителей можно обнаружить множество отличных друг от друга моделей сдвижных ворот. Чертежи их найти, при желании, не сложно, в том числе, и в сети Интернет. Мы же предлагаем вам оптимальный, на наш взгляд, вариант с технической и финансовой точек зрения.Створка ворот изготавливается из металлической трубы. Для рамы потребуется профильная труба 60х40х2 мм; для обрешетки – 20х20х1,5 мм. Предлагаем воспользоваться чертежом, с помощью которого можно изготовить раму для откатных ворот с шириной проема 4 м.После того, как рама будет готова, к ней следует приварить направляющую балку, которую можно приобрести в готовом виде в нашей компании, реализующей комплектующие для ворот раздвижных своими руками. После этого раму грунтуют и окрашивают в нужный цвет краской по металлу.

В данной инструкции мы попытаемся наглядно продемонстрировать монтаж консольных откатных ворот от и до, и помочь вам рассчитать высоту и ширину ворот именно для вас.

Монтаж автоматики

Первым делом приваривается или прикручивается монтажная пластина для установки привода, она поставляется в комплекте с приводом с ее помощью можно регулировать высоту и угол наклона привода.

После монтажа привода, монтируются магнитные датчики, фотоэлементы и сигнальная лампа. Как правило, приводы подключаются к сети 220 и после программной настройки сразу готовы к работе.