Как сделать расчет несущей способности деревянных балок

Чтобы изготовить добротное деревянное перекрытие, следует использовать материал, подходящий по размеру и сечению. С этой целью проводится расчет несущих деревянных балок.

Длину их определяют шириной пролета, который предусмотрен для перекрытия. Сечение рассчитывается в зависимости от действующей на них нагрузки, расстояния между ними и всей длины пролета. Дома из бруса под ключ — комплексный и эффективный подход к строительству.

Как производится расчет

Что следует учитывать для определения необходимого количества стройматериала и его размеров:

• Площадь пролета, предназначенного для перекрытия;
• Расчет нагрузки на деревянную балку;
• На какой глубине в стене будут расположены балки;
• По программе-калькулятора или таблицам определить шаг и сечение.

Длина рабочего материала

Необходимая длина напрямую зависит от размера пролета с учетом запаса для установки опоры в стены. Причем глубину заделывания определяют по материалу стены. Проводя расчет деревянной балки, обязательно учитывают, что в кирпичных и блочных сооружениях углубление для досок делается минимум 10см, а для бруса — 15см. В деревянных домах глубина зарубки от 7см.

В случае применения хомутов, уголков или кронштейнов длина стройматериала должна соответствовать расстоянию между противоположными стенками. Оптимальное расстояние 2,5-4 метра. Брус или обрезная доска могут покрыть расстояние до 6 м. Для большей длины применяется двутавровое сечение. Оно имеет на обоих краях уширенные элементы. Расчет деревянной двутавровой балки проводится с учетом их параметров, расстояния между противоположными стенками и расчетных нагрузок.

Как определяется нагрузка на перекрытие

Для вычисления данного показателя надо определить собственный вес перекрытия с балками, межбалочными заполнениями, зашивками и эксплуатационную нагрузку (люди, мебель, бытовые устройства и др.). Расчет несущей способности деревянных балок проводится специалистами при проектировании. Важны два фактора: вид перекрытия и условия его эксплуатации.

1. Для чердака с легкими утеплителем, где не предусмотрено складирование вещей, постоянная нагрузка около 50 кг/м2. Эксплуатационную нагрузку рассчитывают с учетом коэффициент запаса 1,3: 70х1,3 = 91 кг/м2. Сложением обоих показателей получим общую нагрузку 141 кг/м2.

2. Расчет деревянной балки на прочность для чердачного помещения с более тяжелым утеплителем, с межбалочным заполнением или подшивкой, производится иначе. Если данное помещение предусмотрено для хранения вещей, то эксплуатационное значение нагрузки повышается до 150 кг/м2. Подсчет общего показателя даст в результате 245 кг/м2 (50+150х1,3).

3. Если на чердаке будет устроена мансарда, то расчет деревянной балки перекрытия должен проводиться с учетом веса полов, установленных перегородок, размещенной мебели. Требуется повысить показатели расчетной нагрузки до 300-350 кг/м2.

Так как в конструкцию междуэтажного деревянного перекрытия включены полы, а показатели эксплуатационной нагрузка включают вес людей и бытовых предметов, то данная конструкция должна быть рассчитана на 350 — 400 кг/м2 общей нагрузки. Делая расчет прогиба деревянной балки, надо учесть, что круглые стройматериалы устойчивы к изгибу в зависимости от диаметра.

Как рассчитать сечение и шаг

Для устройства чердачных перекрытий применяются материалы с круглым или овальным периметром, а также прямоугольным.

Произвести расчет сечения деревянной балки можно, если известна ее необходимая длина (L) и общая нагрузка. Лучшим считается прямоугольное сечение, у которого соотношение (h) и (s) составляет 1,4:1. Высоту (h) стройматериала подбирают с учетом толщины утеплителя (10-30 см). Ширина (s) может колебаться от 4 до 20 см. При использовании бревна диаметр будет соответствовать 11-30 см.

От вида используемого материала, от сечения зависит расчет пролета деревянных балок. Он бывает в пределах 0,3 — 1,2 метра. Часто встречаемый размер шага 0,6-1,0 м.

Размер пролета может соответствовать также размеру плит утеплителя, которые укладываются между блоками. А в каркасных домах оптимальным вариантом является полное соответствие шага укладки балок и шага стоек каркаса. Такая модель укладки обеспечивает надежность благодаря жесткости конструкции. Если вы рассматриваете для строительства дома из клееного бруса под ключ, перейдите по данной ссылке за подробной информацией.

виды, метод расчёта на прогиб

Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.

Межэтажное перекрытие деревянными балками

Содержание статьи

• 1 Виды перекрытий
• 2 Типы деревянных балок
  • 2.1 Цельные балки
  • 2.2 Клеёный брус
  • 2.3 Двутавровые балки
• 3 Сечение балочных перекрытий
• 4 Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок
• 5 Монтаж перекрытия
• 6 Достоинства и недостатки балок из дерева

Виды перекрытий

Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:

• цокольное или подвальное перекрытие;
• межэтажное перекрытие;
• чердачное перекрытие.

Чердачное перекрытие

Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.

Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.

В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП)Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Сечение балочных перекрытий

На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:

• прямоугольные;
• квадратные;
• круглые;
• овальные;
• двутавровые.

Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.

Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.

Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

1. Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
2. Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.

   Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов

3. Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м².
4. Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м² перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).

Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м² умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

Mmax = (q*L²)/8

Где:

• q — полная нагрузка на кв. м;
• L² — квадрат расстояния между стенами.

При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.

Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

Из формулы W = b*h²/6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.

Монтаж перекрытия

Чтобы здание долго прослужило, балочные перекрытия должны соответствовать высокому уровню прочности. Иметь хорошую звуковую и теплоизоляцию, а также хорошо вентилироваться.

При установке деревянных балок чаще всего используют маячный способ монтажа. Вначале монтируют крайние балки, а затем промежуточные. Чтобы не допускать ошибок во время работы, используют уровень. В случае перепадов высоты, балки можно выровнять подложив под торцевые концы пропитанные битумным праймером обрезки.

Перед началом установки проводят сращивание или обрезку балок до нужных размеров. Сращивание балок из бруса по длине обычно проводят способом «замочный паз». Для этого концы брусьев спиливают на 1\2 толщины и заглубляют один торец в толщу другого. Затем места соединений фиксируют.

Сращивание двух балок

Расстояние между деревянными балками не должно быть меньше 60 см и превышать 1 метр. В конструкции из брёвен или клеёного бруса шаг делают больше, чем в дощатых перекрытиях. При монтаже чердачного перекрытия расстояние между дымоходом и балками должно быть не менее 40 сантиметров.

Для прочности каркаса торцы балок заглубляют в несущую стену минимум на 15 см. У двутавровых балок это значение разрешено уменьшить до 7 см. Заделывают углубления раствором или монтажной пеной. Возможно закрепление концов на стенах с помощью стальных связей. В местах опор на балках делается гидроизоляция.

Гидроизоляция балок в местах опор обязательна

Достоинства и недостатки балок из дерева

Использование в строительстве зданий деревянных балок в отличие от других видов характеризуется следующими достоинствами:

• доступная цена;
• простота доставки на строительную площадку;
• возможность установки без применения спецтехники;
• экологическая безопасность;
• ремонтопригодность.

Однако, несмотря на многие достоинства, такие перекрытия менее прочны, чем металлические и железобетонные. Требуют обработки антипиренами, а также средствами против гнили и плесени. Монтаж деревянных балок возможен только после тщательных расчётов.

В заключение статьи нужно добавить, что применение дерева в строительстве значительно сокращает расходы. Чтобы не нарушить конструкцию всего здания и установить прочные перекрытия, их проектирование и монтаж лучше доверить профессиональным строителям.

‎App Store: Отклонение Lite

Описание

Отклонение — это самое интерактивное, быстрое и точное приложение для анализа несущих балок.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Получение результатов проектирования и диаграмм в режиме реального времени.

• Сила сдвига
• Изгибающий момент
• Расстояние прогиба

БАЗА ДАННЫХ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ

Укажите значения напрямую или найдите общие формы и материалы, используя встроенные базы данных.

• США
• Европа
• Япония
• Индия
• Россия
• Великобритания
• Канада
• Австралия
• Китай

НЕОГРАНИЧЕННЫЕ НАГРУЗКИ И ОПОРЫ

Просто перетащите любой груз или опору на балку.

• Сосредоточенные точечные нагрузки
• Распределенные нагрузки
• Моментные нагрузки
• Простые опоры
• Неподвижные опоры
• Неподвижные шарниры
• Плавающие шарниры Gerber

ДРУГИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Автоматическое определение локальных максимумов и минимумов в диаграммы

• Метрические и стандартные единицы измерения

КОНТАКТЫ

Мы хотим услышать от вас! Проблемы, вопросы или пожелания? Пожалуйста, отправьте отзыв или напишите по адресу [email protected]

14 июля 2022 г.

Версия 6.2.0

• НОВИНКА: Стальные профили для Южной Африки. Выберите базу данных «ZA», чтобы включить ее.

Рейтинги и обзоры

34 Оценки

Неуклюжий интерфейс

Clums и пользовательский интерфейс в сочетании с ограниченной функциональностью заставили меня искать что-то лучшее.

Спасибо за честный отзыв. Если вы хотите поделиться с нами более подробной информацией, отправив электронное письмо по адресу [email protected], мы постараемся ответить на них. Мы с нетерпением ждем вашего ответа!

Инженер-строитель

Ужасное приложение, как мучительно им пользоваться. Плохо разработанное приложение, пожалуйста, верните мою покупку.

Мы постоянно улучшаем приложение на основе отзывов пользователей и сожалеем, что оно не оправдало ваших ожиданий. Мы хотели бы услышать о вашем опыте, и мы можем помочь вам в дальнейшем, если вы напишите нам напрямую по адресу [email protected]. Мы с нетерпением ждем вашего ответа!

Разработчик Blue Ketchep указал, что политика конфиденциальности приложения может включать обработку данных, как описано ниже. Для получения дополнительной информации см. политику конфиденциальности разработчика.

Данные, не связанные с вами

Могут быть собраны следующие данные, но они не связаны с вашей личностью:

• Пользовательский контент
• Идентификаторы
• Данные об использовании
• Диагностика

Методы обеспечения конфиденциальности могут различаться, например, в зависимости от используемых вами функций или вашего возраста. Узнать больше

Информация

Продавец

Кетчеп.ком, ООО

Размер

40,2 МБ

Категория

Производительность

Возрастной рейтинг

4+

Авторское право

© 2010-2022 ООО «Кетчеп.ком»

Цена

0,99 $

• Сайт разработчика
• Тех. поддержка
• политика конфиденциальности

Опоры

Еще от этого разработчика

Вам также может понравиться

Калькулятор изгиба балки — Калькулятор AMB Robotics

Материал: Пользовательский

Модуль Юнга ГПа

Модуль сдвига ГПа

Плотность фунт/дюйм³г/см³

Поперечное сечение: HexRoundRound TubeRectangleRectangular TubeCustom

Hex Size дюйм мм

Внешний диаметр мм

Ширина мм

Высота дюйм мм

Толщина стенки мм

Площадь мм²

Площадь МВД мм⁴

Постоянная на кручение мм⁴

ℓ

а дюймммфтм

F lbskgN

Вес балки фунт/кг

Макс. рабочий объем inmmftm

Материал: Пользовательский

Модуль Юнга ГПа

Модуль сдвига ГПа

Плотность фунт/дюйм³г/см³

Сечение: HexRoundRound TubeRectangleRectangular TubeCustom

Hex Size дюйм мм

Внешний диаметр дюймовмм

Ширина мм

Высота дюйм мм

Толщина стенки мм

Площадь мм²

Район МВД мм⁴

Постоянная на кручение мм⁴

ℓ inmmftm

а дюймммфтм

F lbskgN

Вес балки фунт/кг

Макс.