Распашные ворота — единственный тип, которому ГОСТ 31174-2017 назначает высший класс по сопротивлению ветру. В пункте 4.7 класс А означает 700 Па и более, и в таблице 2 буква А стоит именно напротив распашных: откатным хватает класса Б или В, секционным и рулонным — класса В. Нижняя планка для ворот любого типа — 300 Па. От распашной створки стандарт требует вдвое больше, чем от откатной, при одинаковом проёме.
Предельной ширины створки в стандарте при этом нет. Ни один пункт не пишет «не более двух метров». Два метра — это точка, где рама из обычной профильной трубы и обычная петля ещё проходят все показатели таблицы 2, а дальше начинается арифметика, которая эти показатели ломает. Ниже два независимых счёта — по весу и по ветру — и оба дают один и тот же ответ.
Чего стандарт требует от распашной створки
Распашные ворота ГОСТ 31174-2017 определяет в пункте 3.12 как ворота, открываемые поворотом полотна вокруг вертикальной оси. Всё остальное следует из этой фразы: полотно висит на вертикальной оси и работает как рычаг. В таблице 2 распашную створку проверяют по нескольким показателям, и почти все они к ширине чувствительны напрямую.
- Статическая нагрузка: не менее 2000 Н в плоскости полотна для ворот с рамочными полотнами. У откатных — 1500 Н.
- Сопротивление ветру: класс А, то есть 700 Па и более. Единственный тип ворот с таким требованием.
- Усилие ручного открывания и закрывания: не более 150 Н. Это про человека, который тянет створку рукой в ветреный день.
- Удар мягким телом массой 30 кг: не менее 210 Дж. Столько же, сколько у откатных, и заметно больше, чем у секционных.
Ресурс задан отдельной строкой: число циклов открывания и закрывания — не менее 20 000. Чем шире створка, тем больше энергии в каждом таком цикле проходит через две петли. Про то, чем ещё требования к распашным отличаются от требований к откатным, есть подробный разбор по пунктам стандарта.
Первый счёт: вес створки и отрыв верхней петли
Откуда берётся масса каркаса
Пункт 5.4.1 рекомендует для каркаса распашных ворот стальные трубы квадратного или прямоугольного сечения по ГОСТ 32931. Массу считают не на глаз, а по сортаменту. В таблице ГОСТ 8645-68 труба 60 на 40 со стенкой 2,0 мм весит 2,96 кг на погонный метр, труба 40 на 20 со стенкой 2 мм — 1,70 кг на метр.
Створка 2000 на 2000 мм: периметр из профиля 60 на 40 — восемь метров, это 23,7 кг. Две промежуточные стойки из 40 на 20 высотой по два метра добавляют 6,8 кг. Голый каркас — около 30 кг. Створка 3000 на 2000 мм: периметр уже десять метров, 29,6 кг, три стойки — 10,2 кг, итого около 40 кг. Заполнение на широкой створке тоже больше в полтора раза, и оно обычно весит больше каркаса.
Выбор сечения рамы — отдельная развилка, и на ней чаще всего экономят; про сам сортамент под ворота мы писали отдельно.
Как вес превращается в отрыв петли
Створка висит на двух петлях. Вес приложен в центре полотна, то есть на половине ширины от оси вращения. Пара петель отрабатывает этот момент горизонтальными силами: верхняя тянет столб на отрыв, нижняя упирается в него. Сила равна весу, умноженному на половину ширины и делённому на расстояние между петлями.
При расстоянии между петлями 1,5 метра голый двухметровый каркас даёт на верхнюю петлю около 20 кгс. Голый трёхметровый — около 40 кгс. Ширина выросла в полтора раза, отрыв — вдвое. С заполнением обе цифры примерно удваиваются, и это ещё до того, как подул ветер.
Важно. пункт 5.1.5 требует, чтобы петли были рассчитаны на нагрузки с учётом массы, размеров и способа открывания ворот. Петля, честно державшая двухметровую створку, на трёхметровой работает с двукратной перегрузкой и по своему паспорту выходит за расчётный режим.
Второй счёт: ветер и момент на петлевом столбе
Здесь ширина входит в задачу дважды. Площадь полотна растёт линейно, и плечо от оси петель до центра полотна растёт линейно. Момент, который ветер передаёт на петлевой столб, растёт как квадрат ширины. Считаем по нижней границе класса А — 700 Па, высота створки два метра.
| Ширина створки | Площадь полотна | Сила от ветра | Плечо до оси петель | Момент на столбе |
|---|---|---|---|---|
| 1500 мм | 3,0 кв. м | 2100 Н | 0,75 м | 1575 Н·м |
| 2000 мм | 4,0 кв. м | 2800 Н | 1,00 м | 2800 Н·м |
| 2500 мм | 5,0 кв. м | 3500 Н | 1,25 м | 4375 Н·м |
| 3000 мм | 6,0 кв. м | 4200 Н | 1,50 м | 6300 Н·м |
Между створкой 2000 мм и створкой 3000 мм момент отличается в 2,25 раза. Не на треть, как растёт ширина, а больше чем вдвое. Столб, закладная, петли и сварные швы на них держат именно этот момент, а не ширину в миллиметрах, которую вы называли по телефону.
Пункт 5.1.6 прямо говорит, из чего складывается предел: максимальные размеры открывающихся элементов и расчётный прогиб устанавливают с учётом момента сопротивления поперечного сечения деталей, схем открывания, массы открывающихся элементов и расчётных нагрузок, в том числе ветровых. Момент сопротивления профиля — величина из сортамента, она фиксирована. Значит, при росте нагрузки менять надо профиль.
Ловушка нормы прогиба
Пункт 8.2.5 задаёт критерий испытания на ветровую нагрузку: величина прогиба каркаса обвязки полотна — не более 1/150 длины наименьшей стороны каркаса. Читать это надо буквально. Не пролёта, не длинной стороны, а наименьшей.
Что получается при пересчёте
Створка 2000 на 2000: наименьшая сторона 2000 мм, допустимый прогиб 13,3 мм. Створка 3000 на 2000: наименьшая сторона всё та же — 2000 мм, допуск те же 13,3 мм. Но гнётся при этом трёхметровая сторона. В пересчёте на её собственную длину норма превращается в 1/225. Широкая створка обязана быть жёстче узкой по числу, и требование ужесточается само, просто потому что высота не изменилась.
Второй критерий того же пункта — сохранение работоспособности конструкции: деформация не должна влиять на способность ворот закрываться и открываться, а сами ворота должны оставаться запертыми. Именно этот критерий отваливается первым. Створка ещё не сломана, она просто перестала попадать в ответную планку. Механика провисания и способы его предотвратить разобраны в отдельном руководстве.
Что меняется после двух метров
Переход на 2,5-3 метра решается не одним действием, а пакетом. Убрать что-то одно из списка не получится: нагрузка выросла целиком, а не по частям.
- Сечение рамы: периметр переходит с 60 на 40 на 80 на 40 или на квадрат 60 на 60, иначе прогиб не вписывается в 1/150.
- Третья петля: средняя петля снимает часть отрыва с верхней и уменьшает рабочую силу на каждой.
- Диагональ или внутренний раскос: рама из четырёх труб на широком пролёте работает как параллелограмм, диагональ превращает её в ферму.
- Столб: момент 6300 Н·м требует другого сечения и другой глубины, чем 2800 Н·м, и это считают до того, как столб залили.
Есть и планировочное ограничение, про которое вспоминают последним: широкой створке нужно место, куда открыться. Радиус выноса равен ширине створки, и на узком дворе трёхметровая створка упирается в машину. Как это считают на практике, показано в материале про угол открывания створок из профтрубы.
Когда два метра можно не держать
Правило не абсолютное. Ограничение снимается, когда снимается нагрузка, которая его породила.
- Решётчатое заполнение: сварная секция с просветами не набирает парусность сплошного листа, ветровая часть расчёта проседает в разы.
- Закрытый контур: ворота внутри застройки, между зданием и забором, работают в заметно более слабом потоке, чем ворота в открытое поле.
- Фиксация в открытом положении: створка, стоящая на стопоре, не ловит ветер плоскостью и не бьёт петлю рывком.
Обратный случай тоже бывает. Глухая зашивка профлистом на два с половиной метра ширины по нагрузке равна трёхметровой решётчатой, а удар мягким телом в 210 Дж такая створка принимает всей плоскостью.
Что зафиксировать в заказе
Пункт 5.1.2 требует, чтобы основные параметры, габаритные размеры и масса полотен ворот соответствовали технической документации изготовителя и договору на изготовление изделий. Масса полотна там стоит наравне с размерами — это и есть та строка, по которой потом сверяют, что вам сварили. Если в договоре ширина есть, а массы нет, спорить о перегруженной петле будет не с чем.
Второе число — геометрия. Пункт 5.2.2 ограничивает предельные отклонения от номинальных габаритных размеров полотен величиной плюс-минус 5,0 мм. На створке 2000 мм это заметно глазом по зазору, на створке 3000 мм — тем более. И третье: по ГОСТ 23118-2019 конструкции должны удовлетворять требованиям по несущей способности и жёсткости, установленным при проектировании. Проектирование здесь — это не формальность, а ответ на вопрос, из какой трубы и на скольких петлях.
Если проём шире четырёх метров и делить его на две створки по два метра не выходит, считать усиление надо до раскроя металла. На заводе ТЕСАРУС в Челябинске сварные ворота и калитки варят по размерам заказчика, с подбором сечения рамы и столбов под конкретный проём и заполнение.