Как производить расчет нагрузки на деревянную балку
Как производить расчет нагрузки на деревянную балку
В процессе строительства загородного частного здания большинство мастеров применяют балки перекрытия.
Такие изделия помогают равномерно распределять усилия от расположенных выше конструкций, а еще увеличивают жесткость и прочность дома в целом.
При проектировании жилого строения тут важно производить расчет деревянных балок, выбирать идеальное сечение и дистанцию между брусков.
Содержание:
Общие сведения
Разновидности и типы деревянных перекрытий
По назначению балки из древесины для перекрытия можно поделить на такие разновидности:
- Межэтажное.
- Чердачное.
- Подвальное.
С каждой разновидность стоит ознакомиться подробнее.
Подвальное
Такие конструкции обязательно должны иметь высокие показатели прочности, выдерживать большие усилия, потому что балки послужат базой для обустройства пола.
Если в проекте жилых домов предусмотрен гараж или подвал для автомобиля, то деревянные виды брусков заменяют на несущие металлические конструкции. Это связано со скорость разрушения древесины от влияния высокого уровня влаги. Альтернативой можно считать уменьшение дистанции между балок перекрытия и обработка элементов из древесины посредством антисептика.
Чердачное
Перекрытие устанавливают вне зависимости от стропильной кровельной системы или является ее продолжением. Лучшие технические свойства у первого варианта. Обустраивать независимое перекрытие более рационально, и такая конструкция будет улучшать звукоизоляционные свойства дома в целом, а еще является пригодной к ремонтам.
Межэтажное
Балочная конструкция перекрытия внутри каркасного дома обладает определенными особенностями. Одна из сторон деревянного бруса применяется в роли элементом опоры для фиксации потолка, а вторая (т.е. верхняя часть) используется в роли лаг для установки покрытия пола.
Межбалочное пространство в межэтажном перекрытии заполняют посредством минеральной ваты или иным материалом для тепловой изоляции, обязательно используется пароизоляционная мембрана. В нижней части пирога фиксируют листы гипсокартона, а сверху все нужно застилать деревянный дощатый пол.
Преимущества и недостатки
У брусков из древесины, которые применяют для обустройства перекрытий, есть определенные слабые и сильные стороны. Основными достоинствами балок, сделанных из досок, можно считать:
- Ест возможность производить (при необходимости) ремонт перекрытия при эксплуатационном процессе жилого строения.
- Высокая скорость выполнения монтажных работ без использования подъемных механизмов.
- Возможность установки дощатых полок без дополнительных подготовительных работ.
- Красивый, эстетичный внешний вид.
- Минимальный конструкционный вес каждого из элементов, что уменьшает нагрузку на несущие стены и основание строения.
Расчет деревянной балки на прочность крайне важен.
Из недостатков конструкций из древесины следует выделить следующее:
- Деформация и конструкционная усадка в результате резких температурных перепадов или под влиянием высокого уровня влажности.
- Меньшие показатели в плане прочности при сравнении с железобетонными или металлическими изделиями.
Обратите внимание, что устройство перекрытия из древесины возможно на ограждающих газобетонных конструкциях, кирпичных или на стене из любого иного материала.
Подробности
Применение цельного бруса и досок
В случае использования деревянного цельного бруса или досок для обустройства перекрытия длину пролета стоит выбрать в пределах от 4 до 6 метров, что в 2 раза меньше от максимальной дистанции при применении конструкций из клееного бруса для строительства.
Элементы из зафиксированных между собой досок довольно часто делают прямиком на строительном объекте.
По конструкционной прочности они куда лучше, чем цельные балки. Главным преимуществом изделий можно считать возможность обустройства составных элементов из нескольких досок. Строители способны своими руками отрегулировать балочную толщину посредством скрепления нужного числа деталей. Доски скрепляют между собой посредством резьбовых составляющих. Под гайки и болты устанавливают пластиковые/резиновые шайбы. Элементы предотвратят влияния коррозии на закладные металлические детали, что защитит дерево от врезки гайки при процессе затягивания.
Клееный брус
Для того, чтобы увеличивать прочность или размер цельных балок, их стоит скреплять между собой вручную при установке перекрытий. Для тех же целей используют сделанный на предприятии клееный брус. Он сделан из нескольких скрепленных между собой брусков. Толщина каждого из элементов может быть отрегулирована числом склеенных между собой изделий.
Клееный брус делают на специальных заводах способом прессования, причем его длина достигает до 12 метров. Изделия в готовом виде сохраняют свойства и характеристики цельного пиломатериала, в них можно вбить гвозди без утраты прочность или разрезать их на составляющие нужных размеров. Единственным минусом таких типов конструкций считается высокая цена. Требуется тщательно все просчитать перед монтажом перекрытий на первом этаже по балкам из древесины.
Обратите внимание, что клееный брус часто используют для строительства и монтажа арочных перекрытий.
Как своими руками сделать клееный элемент
Есть несколько вариация для самостоятельного изготовления клееного бруса:
- Скрепление ламелей с применением специализированных элементов, а еще вставок из металла.
- Склеивание пары деталей в виде буквы Z.
- Скрепление 3 элементов в единую конструкцию.
Наиболее практичный можно считать последний метод, который куда проще первых двух. На начальной рабочей стадии нужно отобрать доски для бруса и уложить их на центральном элементе так, чтобы годовые кольца дерева смотрели в противолежащие стороны. На дощатой поверхности стоит сделать пометки простым карандашом или черным маркером, что укажет на последовательность монтажа. Расчет нагрузки на деревянные балки в этой работе важен. Центральный элемент стоит зачищать с двух сторон посредством наждачной бумаги, что дает возможность делать шершавую поверхность, а еще улучшать сцепление клеевого состава. Боковые доски стоит обрабатывать лишь в месте, где они прилегают к главному брусу. На новом рабочем этапе обезжиривают поверхность растворителем, наносят антисептик и антипирены. Это защитные составы и жидкости, которые наносят по очереди – вначале растворитель, а после остальные пропитки после просыхания главного состава.
Обрабатывать нужно не просто боковые стороны пиломатериала, но еще и торцы.
После этого стоит нанести клей тонким слоем (в 0.1-0.2 см) на зачищенные и заранее обработанные поверхности. Нижнюю и верхнюю доски стоит укладывают на центральный брус так, чтобы они были расположены в единой плоскости. Для фиксирования элементов применяют струбцины, которые монтируют на балке спустя каждые 0.5 метров. Время отвердевания клеевого состава прописано производителем (как правило, не более 2 дней).
Особенности расчета
Чтобы выполнить расчет деревянной балки перекрытия, их габариты и число помогает проведение предварительного расчета. До проведения этих операций стоит:
- Производить расчет сечения и балочного шага по специальной таблице.
- Рассчитывать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после установки.
- Производить замеры пролета между несущими стенами внутри жилого строения.
Длина балок в основании для обустройства кровли состоит из габаритов пролета и нужного размера запаса в пределах от 0.
1 до 0.15 метров для обустройства надежного перекрытия при опоре на стены. Длина пролета – это расстояние между внутренних частей противолежащих стен внутри жилого дома или в любых иных строениях. Максимально популярным вариантом в частном домостроительства считается дистанция в 2.5-4 метра. При размере пролета больше 6 метров для установки перекрытия применяют деревянные фермы.
Обратите внимание, что нагрузки на деревянные балки будет включать в себя усилия от расположенных выше конструкций, внутреннего наполнения перекрытий, а еще временных элементов (предметов мебели, бытовой техники и людей).
Предельно точные расчеты может произвести лишь специализирующаяся на этом организация, которая занимается строительством
. При самостоятельных вычислениях стоит отталкиваться от таких значений, как:
- Общая нагрузка по нормативам на квадратный метр перекрытия при применении утеплительного материла (минеральной ваты) составляет около 135 кг на квадратный метр.
- При применении толстых досок и тяжелого материала для тепловой изоляции нормативная нагрузка увеличится до 155 кг на квадрат, а общая с учетом коэффициента безопасности в 1.3 единицы составляет до 250 кг на квадратный метр.
- В мансарде на перекрытие воздействуют временные нагрузки от монтажа предметов мебели или перемещения людей, причем общая нагрузка будет около 345 кг на квадрат.
- Общая нагрузка для пролетов между этажей составляет не меньше 400 кг на квадрат.
Все описанные выше величины можно считать базовыми значениями для будущих расчетов.
Определение шага и сечения
После подбора нагрузок и вычисления балочной длины можно приступить к расчету оптимального шага укладки для создания опалубки в будущем перекрытии, а еще определяют размер сечения. Все работы производят по следующим правилам:
- Соотношение высоты и ширины несущих составляющих в перекрытии находятся на уровне 1.4:1 (балочная ширина колеблется от 4 до 20 см, а высота строений зависит от толщины материала для тепловой изоляции, будет находиться в диапазоне от 0. 1 до 0.3 метров).
- На шаг монтажа балок будут влиять расчетные нагрузки и размер фанеры, утеплителя или иного материала для подшивки.
- Между соседних балок оставляют свободное место от 0.3 до 1.2 метров.
1 до 0.3 метров).Для максимальной точности определения брусового сечения деревянных перекрытий есть специализированные таблицы. При проведении вычислений стоит обратить внимание на максимальный размер прогиба, для брусков на чердаке в перекрытии не больше 1 к 200, а для межэтажных элементов 1 к 350.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
0 4 861.
Олег Сомов/ автор статьи
Опытный строитель с более чем 10 летнем стажем Каркасных и Фахверковых домов из клеенного бруса, делюсь опытом с читателями моего сайта, жмите звездочку и делитесь с друзьями, если было полезно!
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ПСК «БАФ-ИНЖИНИРИНГ»
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 400 кг/кв.м. | 70х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 4,6 м | 4,2 м | 3,9 м | 3,7 м | 3,6 м | 3,4 м |
| 250 | 5,4 м | 4,9 м | 4,6 м | 4,4 м | 4,2 м | 4,0 м |
| 300 | 6,2 м | 5,7 м | 5,3 м | 5 м | 4,8 м | 4,6 м |
| 350 | 7 м | 6,4 м | 6 м | 5,6 м | 5,4 м | 5,2 м |
| 400 | 7,7 м | 7,1 м | 6,6 м | 6,2 м | 5,9 м | 5,7 м |
| 450 | 8,4 м | 7,7 м | 7,2 м | 6,8 м | 6,5 м | 6,1 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 350 кг/кв.м. | 70х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 4,8 м | 4,4 м | 4,1 м | 3,9 м | 3,7 м | 3,6 м |
| 250 | 5,6 м | 5,1 м | 4,8 м | 4,5 м | 4,3 м | 4,2 м |
| 300 | 6,5 м | 5,9 м | 5,5 м | 5,2 м | 5 м | 4,8 м |
| 350 | 7,3 м | 6,7 м | 6,2 м | 5,9 м | 5,6 м | 5,4 м |
| 400 | 8,1 м | 7,4 м | 6,9 м | 6,5 м | 6,2 м | 5,9 м |
| 450 | 8,8 м | 8 м | 7,5 м | 7,1 м | 6,7 м | 6,5 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 300 кг/кв.м. | 70х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5 м | 4,6 м | 4,3 м | 4,1 м | 3,9 м | 3,7 м |
| 250 | 5,9 м | 5,4 м | 5 м | 4,8 м | 4,5 м | 4,4 м |
| 300 | 6,8 м | 6,2 м | 5,8 м | 5,5 м | 5,2 м | 5 м |
| 350 | 7,7 м | 7 м | 6,5 м | 6,1 м | 5,9 м | 5,6 м |
| 400 | 8,5 м | 7,7 м | 7,2 м | 6,8 м | 6,5 м | 6,2 м |
| 450 | 9,3 м | 8,4 м | 7,9 м | 7,4 м | 7,1 м | 6,8 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 250 кг/кв.м. | 70х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,3 м | 4,9 м | 4,5 м | 4,3 м | 4,1 м | 3,9 м |
| 250 | 6,2 м | 5,7 м | 5,3 м | 5 м | 4,8 м | 4,6 м |
| 300 | 7,2 м | 6,6 м | 6,1 м | 5,8 м | 5,5 м | 5,2 м |
| 350 | 8,1 м | 7,4 м | 6,9 м | 6,5 м | 6,2 м | 6 м |
| 400 | 9 м | 8,2 м | 7,6 м | 7,2 м | 6,9 м | 6,6 м |
| 450 | 9,8 м | 8,9 м | 8,3 м | 7,9 м | 7,5 м | 7,2 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 200 кг/кв.м. | 70х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,7 м | 5,2 м | 4,9 м | 4,6 м | 4,4 м | 4,2 м |
| 250 | 6,7 м | 6,1 м | 5,7 м | 5,4 м | 5,1 м | 4,9 м |
| 300 | 7,7 м | 7,1 м | 6,6 м | 6,2 м | 5,9 м | 5,7 м |
| 350 | 8,7 м | 7,9 м | 7,4 м | 7 м | 6,7 м | 6,4 м |
| 400 | 9,6 м | 8,8 м | 8,2 м | 7,7 м | 7,4 м | 7,1 м |
| 450 | 10,5 м | 9,6 м | 8,9 м | 8,4 м | 8 м | 7,7 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 400 кг/кв.м. | 89х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5 м | 4,6 м | 4,3 м | 4,1 м | 3,9 м | 3,7 м |
| 250 | 5,9 м | 5,4 м | 5 м | 4,7 м | 4,5 м | 4,4 м |
| 300 | 6,8 м | 6,2 м | 5,8 м | 5,5 м | 5,2 м | 5 м |
| 350 | 7,6 м | 6,9 м | 6,5 м | 6,1 м | 5,8 м | 5,6 м |
| 400 | 8,4 м | 7,7 м | 7,2 м | 6,8 м | 6,5 м | 6,2 м |
| 450 | 9,2 м | 8,4 м | 7,8 м | 7,4 м | 7 м | 6,8 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 350 кг/кв.м. | 89х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,2 м | 4,8 м | 4,5 м | 4,2 м | 4 м | 3,9 м |
| 250 | 6,1 м | 5,6 м | 5,2 м | 4,9 м | 4,7 м | 4,5 м |
| 300 | 7 м | 6,4 м | 6 м | 5,7 м | 5,4 м | 5,2 м |
| 350 | 7,9 м | 7,2 м | 6,7 м | 6,4 м | 6,1 м | 5,8 м |
| 400 | 8,8 м | 8 м | 7,5 м | 7 м | 6,7 м | 6,4 м |
| 450 | 9,6 м | 8,7 м | 8,1 м | 7,7 м | 7,3 м | 7 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 300 кг/кв.м | 89х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,5 м | 5 м | 4,7 м | 4,4 м | 4,2 м | 4,1 м |
| 250 | 6,4 м | 5,9 м | 5,5 м | 5,2 м | 4,9 м | 4,7 м |
| 300 | 7,4 м | 6,8 м | 6,3 м | 6 м | 5,7 м | 5,5 и |
| 350 | 8,3 и | 7,6 м | 7,1 м | 6,7 м | 6,4 м | 6,1 м |
| 400 | 9,2 м | 8,4 м | 7,8 м | 7,4 м | 7 м | 6,8 м |
| 450 | 10 м | 9,2 м | 8,5 м | 8,1 м | 7,7 м | 7,4 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 250 кг/кв.м. | 89х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,8 м | 5,3 м | 5 м | 4,7 м | 4,5 м | 4,3 м |
| 250 | 6,8 м | 6,2 м | 5,8 м | 5,5 м | 5,2 м | 5 м |
| 300 | 7,8 м | 7,1 м | 6,7 м | 6,3 м | 6 м | 5,8 м |
| 350 | 8,8 м | 8 м | 7,5 м | 7,1 м | 6,7 м | 6,5 м |
| 400 | 9,7 м | 8,9 м | 8,3 м | 7,8 м | 7,5 м | 7,2 м |
| 450 | 10,6 м | 9,7 м | 9 м | 8,5 м | 8,1 м | 7,8 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 200 кг/кв.м. | 89х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 6,2 м | 5,7 м | 5,3 м | 5 м | 4,8 м | 4,6 м |
| 250 | 7,3 м | 6,7 м | 6,2 м | 5,9 м | 5,5 м | 5,4 м |
| 300 | 8,4 м | 7,7 м | 7,1 м | 6,8 м | 6,4 м | 6,2 м |
| 350 | 9,5 м | 8,6 м | 8 м | 7,6 м | 7,2 м | 6,9 м |
| 400 | 10,5 м | 9,5 м | 8,9 м | 8,4 м | 8 м | 7,7 м |
| 450 | 11,4 м | 10,4 м | 9,7 м | 9,2 м | 8,7 м | 8,4 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 400 кг/кв.м. | 64х39 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 4,2 м | 3,9 м | 3,6 м | 3,4 м | 3,3 м | 3,1 м |
| 250 | 5 м | 4,6 м | 4,3 м | 4 м | 3,9 м | 3,7 м |
| 300 | 5,8 м | 5,3 м | 4,9 м | 4,6 м | 4,4 м | 4,2 м |
| 350 | 6,5 м | 5,9 м | 5,5 м | 5,2 м | 5 м | 4,8 м |
| 400 | 7,2 м | 6,5 м | 6,1 м | 5,7 м | 5,5 м | 5,3 м |
| 450 | 7,8 м | 7,1 м | 6,6 м | 6,3 м | 6 м | 5,7 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 350 кг/кв.м. | 64х39 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 4,4 м | 4 м | 3,8 м | 3,6 м | 3,4 м | 3,3 м |
| 250 | 5,2 м | 4,8 м | 4,5 м | 4,2 м | 4 м | 3,9 м |
| 300 | 6 м | 5,5 м | 5,1 м | 4,8 м | 4,6 м | 4,4 м |
| 350 | 6,8 м | 6,2 м | 5,7 м | 5,4 м | 5,2 м | 5 м |
| 400 | 7,5 м | 6,8 м | 6,3 м | 6 м | 5,7 м | 5,5 м |
| 450 | 8,1 м | 7,4 м | 6,9 м | 6,5 м | 6,2 м | 6 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 300 кг/кв.м | 64х39 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 4,6 м | 4,2 м | 3,9 м | 3,7 м | 3,6 м | 3,4 м |
| 250 | 5,5 м | 5 м | 4,7 м | 4,4 м | 4,2 м | 4 м |
| 300 | 6,3 м | 5,8 м | 5,4 м | 5,1 м | 4,9 м | 4,6 м |
| 350 | 7,1 м | 6,5 м | 6 м | 5,7 м | 5,4 м | 5,2 м |
| 400 | 7,8 м | 7,2 м | 6,7 м | 6,3 м | 6 м | 5,7 м |
| 450 | 8,6 м | 7,8 м | 7,3 м | 6,9 м | 6,5 м | 6,3 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 250 кг/кв.м. | 64х39 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 4,9 м | 4,5 м | 4,2 м | 3,9 м | 3,8 м | 3,6 м |
| 250 | 5,8 м | 5,3 м | 5 м | 4,7 м | 4,5 м | 4,3 м |
| 300 | 6,7 м | 6,1 м | 5,7 м | 5,4 м | 5,1 м | 4,9 м |
| 350 | 7,5 м | 6,9 м | 6,4 м | 6 м | 5,7 м | 5,5 м |
| 400 | 8,3 м | 7,6 м | 7,1 м | 6,7 м | 6,3 м | 6,1 м |
| 450 | 9,1 м | 8,3 м | 7,7 м | 7,3 м | 6,9 м | 6,6 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 200 кг/кв.м. | 64х39 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,3 м | 4,8 м | 4,5 м | 4,2 м | 4 м | 3,9 м |
| 250 | 6,3 м | 5,7 м | 5,3 м | 5 м | 4,8 м | 4,6 м |
| 300 | 7,2 м | 6,6 м | 6,1 м | 5,8 м | 5,5 м | 5,3 м |
| 350 | 8,1 м | 7,4 м | 6,9 м | 6,5 м | 6,2 м | 5,9 м |
| 400 | 8,9 м | 8 м | 7,6 м | 7,2 м | 6,8 м | 6,5 м |
| 450 | 9,8 м | 8,9 м | 8,3 м | 7,8 м | 7,4 м | 7,1 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 400 кг/кв.м. | 90х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5 м | 4,6 м | 4,3 м | 4,1 м | 3,9 м | 3,7 м |
| 250 | 5,9 м | 5,4 м | 5 м | 4,8 м | 4,5 м | 4,4 м |
| 300 | 6,8 м | 6,2 м | 5,8 м | 5,5 м | 5,2 м | 5 м |
| 350 | 7,6 м | 6,9 м | 6,5 м | 6,1 м | 5,8 м | 5,6 м |
| 400 | 8,4 м | 7,7 м | 7,1 м | 6,8 м | 6,5 м | 6,2 м |
| 450 | 9,2 м | 8,4 м | 7,8 м | 7,4 м | 7 м | 6,7 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 350 кг/кв.м. | 90х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,2 м | 4,8 м | 4,5 м | 4,2 м | 4 м | 3,9 м |
| 250 | 6,1 м | 5,6 м | 5,2 м | 5 м | 4,7 м | 4,5 м |
| 300 | 7 м | 6,4 м | 6 м | 5,7 м | 5,4 м | 5,2 м |
| 350 | 7,9 м | 7,2 м | 6,8 м | 6,4 м | 6,1 м | 5,8 м |
| 400 | 8,8 м | 8 м | 7,5 м | 7 м | 6,7 м | 6,5 м |
| 450 | 9,5 м | 8,7 м | 8,2 м | 7,7 м | 7,3 м | 7 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 300 кг/кв.м | 90х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,5 м | 5 м | 4,7 м | 4,4 м | 4,2 м | 4,1 м |
| 250 | 6,4 м | 5,9 м | 5,5 м | 5,2 м | 5 м | 4,8 м |
| 300 | 7,4 м | 6,8 м | 6,3 м | 6 м | 5,7 м | 5,5 м |
| 350 | 8,3 м | 7,6 м | 7,1 м | 6,7 м | 6,4 м | 6,1 м |
| 400 | 9,2 м | 8,4 м | 7,8 м | 7,4 м | 7 м | 6,8 м |
| 450 | 10 м | 9,2 м | 8,5 м | 8,1 м | 7,7 м | 7,4 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 250 кг/кв.м. | 90х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 5,8 м | 5,3 м | 5 м | 4,7 м | 4,5 м | 4,3 м |
| 250 | 6,8 м | 6,2 м | 5,8 м | 5,5 м | 5,2 м | 5 м |
| 300 | 7,8 м | 7,2 м | 6,7 м | 6,3 м | 6 м | 5,8 м |
| 350 | 8,8 м | 8 м | 7,5 м | 7,1 м | 6,8 м | 6,5 м |
| 400 | 9,7 м | 8,9 м | 8,3 м | 7,8 м | 7,5 м | 7,2 м |
| 450 | 10,6 м | 9,7 м | 9 м | 8,5 м | 8,1 м | 7,8 м |
Высота балки, мм. | Максимальный пролет при нагрузке 200 кг/кв.м. | 90х45 | ||||
| Шаг 0,3м | Шаг 0,4м | Шаг 0,5м | Шаг 0,6м | Шаг 0,7м | Шаг 0,8м | |
| 200 | 6,2 м | 5,7 м | 5,3 м | 5 м | 4,8 м | 4,6 м |
| 250 | 7,3 м | 6,7 м | 6,2 м | 5,9 м | 5,6 м | 5,4 м |
| 300 | 8,4 м | 7,7 м | 7,2 м | 6,8 м | 6,4 м | 6,2 м |
| 350 | 9,5 м | 8,6 м | 8 м | 7,6 м | 7,2 м | 6,9 м |
| 400 | 10,5 м | 9,5 м | 8,9 м | 8,4 м | 8 м | 7,7 м |
| 450 | 11,4 м | 10,4 м | 9,7 м | 9,2 м | 8,7 м | 8,4 м |
4.
2 Общие типы нагрузок для балок и рам>>Когда вы закончите читать этот раздел, проверьте свое понимание с помощью интерактивного теста внизу страницы.
Ряд распространенных типов нагрузки на балки и рамы показан на рисунке 4.1. Это не исчерпывающий список, но он показывает все типы нагрузок, с которыми мы будем иметь дело в этой книге. Из них, безусловно, наиболее распространенными являются два верхних: точечная нагрузка и равномерно распределенная нагрузка . Точечная нагрузка — это всего лишь одна сила, действующая на одну точку балки или элемента рамы. Равномерно распределенная нагрузка, также называемая просто равномерной нагрузкой , представляет собой нагрузку, равномерно распределенную по некоторой длине балки или элемента рамы. В конструкциях эти равномерные нагрузки обычно исходят от площадных нагрузок, действующих на поверхность пола или стены, которым должна сопротивляться соединенная балка или колонна. Эта площадная нагрузка умножается на ширину притока , обычно расстояние между соседними балками или колоннами, чтобы преобразовать площадную нагрузку в равномерную линейную нагрузку, как показано на рисунке.
Эти равномерные нагрузки даны в единицах силы на единицу расстояния (например, кН/м). В дополнение к равномерной нагрузке, нагрузка на элементы конструкции может распределяться другими способами, такими как треугольная или трапециевидная распределенная нагрузка, показанная на рисунке 4.1 (среди прочего). Мы также столкнемся с точечными моментами, как показано на рисунке. Эти точечные моменты часто могут быть вызваны другими элементами или элементами, соединенными с балкой или элементом рамы, которые не включены непосредственно в схему свободного тела. Чаще всего вы будете сталкиваться с точечными моментами в фиксированных местах конечной реакции.
Рисунок 4.1: Общие типы нагрузки
Как мы можем работать с этими типами равномерной или другой распределенной нагрузки при выполнении расчетов равновесия? Способ сделать это состоит в том, чтобы рассмотреть эквивалентную общую нагрузку или эффективную силу , вызванную распределенной нагрузкой, которая действует в центре тяжести распределения.
Расположение этого центроида зависит от типа распределения нагрузки, как показано в правой части рисунка 4.1. Для равномерной нагрузки действующая сила равна общей нагрузке, определяемой нагрузкой на единицу длины, умноженной на общую длину (или $wL$). Это также равно площади под диаграммой распределенной нагрузки, в данном случае прямоугольника. Для равномерной нагрузки центроид находится в центре распределения ($L/2$). Это то место, куда вы бы поместили действующую силу, чтобы использовать ее в расчетах равновесия. Для треугольной нагрузки эффективной нагрузкой снова является общая нагрузка, равная площади под распределением, в данном случае $wL/2$ ($\frac{1}{2}bh$), и она действует в центре тяжести треугольника, расположенного на одной трети длины от высокой стороны. Для трапециевидно распределенной нагрузки случай немного сложнее, как показано на рисунке 4.1.
Нагрузка в точке и момент в точке не имеют эквивалентной общей нагрузки, поскольку они уже действуют в одной точке.
Эффективные силы используются только для расчета эффектов распределенных нагрузок с расчетами равновесия. Не заменяйте распределенные нагрузки действующими силами, остальной расчет будет неверным при определении диаграмм внутреннего сдвига и моментов.
Интерактивная викторина
Уравнения напряжения балки с падающей нагрузкой и калькулятор
Связанные ресурсы: калькуляторы
Уравнения напряжения балки при падении и калькулятор
Напряжение и прогиб балки
Анализ и проектирование
Прочность поддерживаемых материалов от нагрузки Beamed на Endress
3 9 с и ударил в центре. Напряжения, создаваемые ударными нагрузками.
Предварительные напряжения, создаваемые в балке ударными нагрузками
или, приблизительно,
Где:
Q = Вес падающего груза (Н)
E = модуль упругости (Н/мм 2 )
I = площадь момента инерции (мм 4 )
L = длина балки (мм)
a = Расстояние от опоры (мм)
h = расстояние по высоте (мм)
p = напряжение (Н/мм 2 )
Напряжения в балках, вызванные ударами.
Любая упругая конструкция, подвергшаяся удару, будет прогибаться до тех пор, пока произведение среднего сопротивления, развиваемого при прогибе, и пройденного расстояния не достигнет значения, равного энергии удара. Отсюда следует, что для данного удара средние сопротивляющие напряжения обратно пропорциональны прогибу. Если бы конструкция была абсолютно жесткой, прогиб был бы равен нулю, а напряжение было бы бесконечным. Таким образом, эффект удара в значительной степени зависит от упругих свойств (упругости) конструкции, подвергшейся удару.
Энергия движущегося тела, например падающего тела, может расходоваться одним из четырех способов:
1) На деформацию ударяемого тела в целом.
2) При деформации падающего тела в целом. 3) При частичной деформации обоих тел на поверхности контакта (большая часть этой энергии будет переходить в тепло). 4) Часть энергии будет поглощаться опорами, если они не являются абсолютно жесткими и неупругими.
Сколько энергии тратится на последние три пути, обычно трудно определить, и по этой причине безопаснее вычислить, как если бы все количество было потрачено, как в случае 1.