Балки перекрытия в деревянном доме Расчет и выбор сечения.
Для сооружения прочного и надежного перекрытия выполняются расчеты для определения параметров конструкции. Цель расчета — определение оптимального соотношения размера сечения балок и расстояния между ними в конструкции. Это делается, чтобы избежать «играющих» перекрытий.И так, цель поставлена: мы не хотим, чтобы в нашем доме при ходьбе, например, по второму этажу трясся весь дом. Выход прост – нужно правильно определить, какой пролет, каким сечением доски (балки) можно перекрывать.
Что такое балка?
Балка – линейный элемент несущей конструкции, опирающийся на оба конца и работающий преимущественно на изгиб. Материал изготовления у них может быть как дерево, так и метал. Металлические балки применяются при строительстве каменных домов.
Бывает несколько видов балок:
• Круглые (1) и овальные (2). Изготавливаются из бревна, предварительно очищают бревно от коры или используют оцилиндрованное бревно.
• Квадратные. Чаще всего используется брус (3). Его также не рекомендуют использовать в каркасном домостроении, по той же причине что и бревна-его не просушить, а сырое или бревно естественной влажности будет гнить;
• Прямоугольная (4 – составная балка (из доски), 5 — LVL брус,7 — доска), это самая распространённая форма. Такие типы прямоугольной балки можно просушить в камере, а это значит, что такие элементы не будут гнить, и им не нужна усадка.
• Двутавровые (6), такие балки называются так из-за их формы. Такая балка считается достаточно прочной, но ее изготовление дорогое.
Важно чтобы балки перекрытий были: сухие – допускается влажность, не превышающая 14%; сорт использованной доски должен быть А, В; обработанные специальным составом – огнебиозащитой, для того чтобы дерево не гнило и была повышенная огнестойкость.![]()
Первое что мы должны понять — что при определении параметров конструкции учитывается: длина перекрытия (которая приравнивается к ширине перекрываемого пролета), сечение доски (балки), расстояние между балками (шаг балок) и величина нагрузки, оказываемой на них.
Теперь о каждом пункте подробнее.
1. Длина перекрытия.
Длина перекрытия – расстояние между несущими элементами (стена, опора), на которые будут опираться балки. Длину перекрытий нам нужно знать для того, чтобы правильно выбрать длину балки ведь она берется с учетом запаса для опирания на стены.
Глубина опирания на стены берется на основании того из какого материала построен дом. Для кирпича или блочных стен: опирание 10-12 см при условии использования доски и 15 см при использовании бруса. Для изготовления перекрытия в бревенчатом (или брусовом) доме балки устанавливаются в зарубки в стенах на глубину не менее 7 см.
Вычислить ширину пролета, которую вам нужно перекрыть, не сложно, это можно сделать обычной рулеткой. Главное знать максимальную длину пролета, которую перекрывает балка с определенным сечением. Чтобы не запоминать кучу цифр можно воспользоваться специальными онлайн — калькуляторами для расчетов.
Давайте рассмотрим на примере наших сечений:
Мы используем доску сечением 45х195 мм, такое сечение доски позволит перекрыть пролет до 4 метров. Если поменять сечение и взять доску 45х145 мм, то такой доской можно перекрыть пролет только до 2,5 метров. Пролет до 5 метров можно перекрыть брусом сечением 200х200 мм, но использовать его мы вам не рекомендуем, лучше взять балку составного сечения (две доски сечением 45х145мм и скрепить их металлозубчатой пластиной (МЗП)). Получается, что обычной доской можно перекрыть пролет только до 4 метров, если хочется пролет больше, то нужна тяжелая артиллерия в виде ферм, LVL бруса или двутавровых балок. |
Мы изготавливаем фермы 2 видов: сдвоенная и с параллельными поясами
2. Сечение балок деревянного перекрытия
Зная длину балок деревянного перекрытия (А) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (H) и ширины (В) как 1,4:1.
Чаще всего высота и шаг балок зависит от выбранной толщины утеплителя, для того чтобы не оставлять обрезков, столь дорогостоящего материала. Но это не обязательно. Стандартный шаг балок считается от 0,6 м — 1 м.
Также шаг балок зависит от нагрузки на перекрытия. Например, шаг балок в чердачных перекрытиях (неэксплуатиромого чердака) будет отличаться от шага балок в межэтажных и цокольных перекрытиях, но о нагрузках позже.
Ниже сводные таблицы, где представлено, какие пролеты каким сечением доски перекрываются и какой при этом должен у этой балки быть шаг.
Таблица расчета балок межэтажных перекрытий и нежилого чердака. Расчеты для сухих строганных пиломатериалов хвойных пород сортностью не ниже 2го сорта
Если балки будут крепиться с помощью крепежных элементов (уголки, кронштейны, хомуты), то за длину деревянных балок принимают ширину пролета
3. Расчет нагрузки на перекрытия.
Такой расчет производят в момент проектирования. Он включает в себя учет веса самих перекрытий и всё, что будет находиться внутри комнаты, с учетом тех, кто будет там передвигаться.
Стандартной временной равномерно распределенной нагрузкой принято считать 2,4кПа. Это значит, что в расчете учитывался вес:
- нагрузка от собственного веса элементов перекрытия (конструкций перекрытия, утеплителя, чернового и чистового пола, подшивки, а также отделки потолка, если это межэтажное перекрытие). При отсутствии стяжки, это нагрузка ок. 50кг на 1м2.
- временной нагрузки это нагрузки от всего остального: мебели, людей, домашних любимцев и т.д. эта нагрузка и есть 2,4кПа, т.е. ок.250кг на 1м2.
При использовании чердачного пространства для устройства мансарды, необходимо учесть вес полов, перегородок, мебели. В этом случае общую расчетную нагрузку необходимо увеличить до 350-400 кг/м2.
Более подробные правила расчета перекрытий можно найти в СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».
Расчет нагрузки на стропильную систему кровли
Для чего и каким образом необходимо производить расчет нагрузок на стропильную систему крыши мы поделимся с Вами в данной статье.
Стропильная система является основной несущей конструкцией крыши, состоящей, как правило, из «скелета» деревянных или металлических балок и элементов, находящихся в тесной и жесткой связке между собой. Поэтому, перед началом строительства крыши, необходимо произвести расчет конструкции с учетом всех возможных нагрузок, воздействующих на крышу дома в любое время года. Расчет по нагрузкам необходим для определения шага (расстояния между элементами)и сечения стропил для обеспечения требуемой жесткости и устойчивости всего стропильного каркаса. Как правило, типовое сечение стропил 50мм х 150мм (или 50мм х 200мм), шаг между стропильными ногами обычно колеблется в диапазоне от 0,6 до 1,1м.
На стропила воздействуют как постоянные, так и временные нагрузки.
К постоянным нагрузкам относятся:
- Вес самой стропильной системы;
- Вес кровли;
- Вес чернового настила, обрешетки/контробрешетки;
- Вес утеплителя (в случае жилой мансарды) и подкровельных пленок;
К временным нагрузкам относятся:
- Cнеговая нагрузка;
- Ветровая нагрузка;
- Вес людей, обслуживающих кровлю;
При расчете снеговых и ветровых нагрузок необходимо руководствоваться СП 20. 13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (карты районирования территории РФ по климатическим характеристикам, а также расчетные параметры).
Расчетное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:
Sрасчетное = Sg * µ,
где Sg – расчётное значение веса снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице:
Снеговой район |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
Sg (кгс/м2) |
|
120 |
180 |
240 |
320 |
400 |
480 |
560 |
µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.
Коэффициент µ зависит от угла наклона ската кровли:
- µ = 1 при углах наклона ската кровли меньше 25°
- µ = 0,7 при углах наклона ската кровли от 25° до 60°
- При углах наклона ската более 60° значение µ в расчете полной снеговой нагрузки не учитывают.
Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте «z» над поверхностью земли определяется по формуле:
W=WO *k,
где WO – нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ:
Ветровой район |
Ia |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
Wo (кгс/м2) |
17 |
23 |
30 |
38 |
48 |
60 |
73 |
85 |
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности:
Высота здания в метрах |
А |
B |
5 |
0,75 |
0,5 |
10 |
1 |
0,65 |
20 |
1,25 |
0,85 |
А – открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры.
B – городские территории, лесные массивы и др. местности, равномерно покрытые препятствиями более 10м.
*при определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.
Сечение бруса, используемого для стропил, зависит от длины стропильного элемента, шага установки стропил и расчетной величины нагрузок для данного региона. В таблице ниже сведены значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам по г. Москве и М.О. Данные не заменяют полноценного расчета несущей способности стропильной системы, их можно рассматривать как рекомендательные для достаточно простых конструкций крыш, а также учитывая ассортимент пиломатериалов, которые выпускают предприятия РФ, согласно ГОСТ 24454-80.
Шаг установки стропил | Длина стропильного элемента (м) | ||||||
3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | |
600 | 40х150 | 40х175 | 50х150 | 50х150 | 50х175 | 50х200 | 50х200 |
900 | 50х150 | 50х175 | 50х200 | 75х175 | 75х175 | 75х200 | 75х200 |
1100 | 75х125 | 75х150 | 75х175 | 75х175 | 75х200 | 75х200 | 100х200 |
1400 | 75х150 | 75х175 | 75х200 | 75х200 | 75х200 | 100х200 | 100х200 |
1750 | 75х150 | 75х200 | 75х200 | 100х200 | 100х200 | 100х250 | 100х250 |
2150 | 100х150 | 100х175 | 100х200 | 100х200 | 100х250 | 100х250 | - |
После того, как будут определены все временные и постоянные нагрузки, производится расчет несущих элементов стропильной системы на прочность, устойчивость, деформации и другие параметры совместной работы всей конструкции вцелом, при этом обязательно учитываются коэффициенты надежности (коэффициенты запаса) по нагрузке.
Подобные расчеты основываются на сопромате и принятых расчетных схемах для каждого отдельного случая в отдельности и осуществляются инженерами-проектировщиками, специализирующихся на проектировании зданий и сооружений.
Напоследок хотелось бы отметить, что выбирая кровельный материал для своего загородного дома, например, между керамической черепицей и гибкой черепицей, следует учитывать совокупные нагрузки от конструкций в целом. Например, ввиду сравнительно легкого веса битумной черепицы она ошибочно кажется более легкой, нежели массивная керамическая. Ошибочно лишь потому, что для гибкой черепицы необходим сплошной настил (ОСП, ФСФ фанера или калиброванные доски), дополнительная учащенная обрешетка, дополнительная гидроизоляция и не только. Сравнивая в итоге общий вес кровельного пирога из керамической черепицы и гибкой черепицы можно сделать вывод, что разница в весе минимальна и практически не ощутима, распределяя общий вес от кровли на всю стропильную систему.
Учебное пособие: несущие балки | Learning Revit Online
Перейти к содержимомуBansri Pandey
Перед созданием балок в проекте рекомендуется добавлять столбцы и сетки. Балки размещаются ниже текущего уровня. Таким образом, если вы хотите разместить балки под плитой первого этажа, вы должны перейти к плану первого этажа/выбрать уровень первого этажа в качестве уровня размещения, чтобы добавить балки.
Прежде чем перейти к этому руководству, убедитесь, что вы уже знакомы с тем, как загрузить семейство в проект, как дублировать и создать новый тип для семейства, как обрезать/удлинить до угла и обрезать/удлинить до одного элемента инструменты и Создать аналогичный инструмент.
В этом уроке вы узнаете,
- Создание подложки
- Добавление несущей балки/каркаса
- Регулировка высоты стены с использованием значений смещения
- Преобразование архитектурных стен в несущие
- Инструмент временного скрытия/изоляции
Пример задачи:
Добавьте балки под уровень перекрытия первого этажа, как показано на рис. 1.
Рис. 1. Размещение балок в примере учебного проекта- Универсальная балка UB: 254x146x 43УБ между Сетка B4–C4
- Бетонная прямоугольная балка: 230 мм x 420 мм, расположенная, как показано на рис. 1.
Образцы файлов, необходимые для этого руководства:
Если у вас нет следующих файлов, загрузите их отсюда.
- «TutorialBeams_Input_LearningRevitOnline.rvt»
- Файлы семейства балок/несущих конструкций: «UB-Universal Beam.rfa» и «Concrete_Rectangular Beam.rfa»
Решение:
900 46
- Подложка похожа на лист чертежа, помещенный под другим листом для использования в качестве ссылки. Это помогает понять взаимосвязь компонентов на разных уровнях для координации и построения.
Для создания подложки:
- В Диспетчере проектов откройте вид в плане. (В данном случае «01 Уровень первого этажа»).
- Перейти к палитре свойств.
- Перейдите к параметру «Диапазон: базовый уровень» и выберите уровень, который вы хотите использовать. В этом случае выберите «00 Уровень земли», так как мы хотим видеть расположение уровня земли в качестве подложки.
- Параметр «Диапазон: верхний уровень» автоматически устанавливается на один уровень выше базового уровня.
Если вы хотите установить другой уровень в качестве верхнего диапазона, выберите уровень здесь.
- Уровень земли теперь отображается как подложка в полутонах.
- Если вы хотите избежать ошибочного выбора элементов, отображаемых в подложке, вы можете отключить параметр «Выбрать элементы подложки» в строке состояния. Включите его, если хотите выделить элементы в подложке.
- Чтобы узнать, как загрузить семейство в проект, нажмите здесь
- Примечание. Если вы хотите загрузить семейство балок из библиотеки компонентов Autodesk, найдите нужные семейства в папке «Несущий каркас».
Чтобы добавить несущую балку/каркас:
- Перейти на вкладку «Конструкция» -> панель «Конструкция» -> «Балка»
- Можно также использовать «BM» в качестве сочетания клавиш.
- Можно также использовать «BM» в качестве сочетания клавиш.
- В селекторе типов выберите тип 254x146x43UB из семейства универсальных балок UB, которые вы загрузили на шаге 6.
- На панели параметров выберите Уровень размещения как Уровень первого этажа.
- На панели параметров выберите использование балки в конструкции как «Другое». Revit автоматически назначит это значение в зависимости от того, какие элементы соединяет балка.
- Узнайте больше о конструкционном использовании балок здесь.
- В области рисования нарисуйте луч от пересечения сетки B-4 до C-4.
- Дважды щелкните Esc, чтобы закрыть инструмент «Балка».
- Так как балка построена под уровнем первого этажа (вершина балки совпадает с линией уровня первого этажа), она отображается как элемент подстилающего слоя в полутонах.

- Перейдите на вкладку «Изменить | Несущий каркас» -> панель «Инструмент соединения» -> «Изменить ссылку».
- Выберите грань колонны, к которой вы хотите подключить балку.
- Дважды нажмите Esc, чтобы закрыть инструмент «Изменить».
- СОВЕТ. Щелкните и перетащите маркеры формы на концах балки, чтобы отрегулировать их удлинение или срез. Узнайте больше о том, как использовать ручки Shape здесь.
- Можно также использовать «BM» в качестве сочетания клавиш.

- Чтобы узнать, как добавить разрез, нажмите здесь.

Чтобы отрегулировать высоту стены, используя значения смещения:
- Выберите стену.
- Перейдите к параметру Верхнее смещение в свойствах экземпляра палитры свойств.
- Добавьте значение, которое вы хотите настроить. (В этом случае, поскольку глубина балки составляет 0,42 м, и мы хотим, чтобы стена понизила значение относительно верхнего уровня ограничения, добавьте значение смещения как «-0,42 м»)
- Высота стены изменится соответствующим образом.
Чтобы преобразовать архитектурные стены в несущие стены:
- Выберите стену.
- Перейдите к параметрам структуры в свойствах экземпляра.
- Установите флажок для параметра «Структурный».
- В разделе «Использование конструкции» выберите «Подшипник».
- Теперь стена преобразована в несущую стену.
- Примечание: Вы можете пропустить этот шаг, если заранее знаете, какие стены будут несущими стенами. В этом случае вы можете рисовать стены с помощью инструмента:
- Вкладка «Архитектура» -> Панель «Строительство» -> Выпадающее меню «Стена» -> Стена: Несущая
- Примечание: Вы можете пропустить этот шаг, если заранее знаете, какие стены будут несущими стенами. В этом случае вы можете рисовать стены с помощью инструмента:
- СОВЕТ: Для более продуктивного подхода вместо использования инструмента «Балка» для создания эскиза балок используйте ‘ Создать аналог ‘инструмент. Использование инструмента «Создать аналог» делает ваш рабочий процесс более продуктивным, если вы хотите создать больше экземпляров того же типа, который вы уже использовали в проекте.
Это экономит ваше время на поиск нужного типа семейства в селекторе типов.
- Чтобы использовать инструмент «Создать аналогичный», выберите балку, которую вы уже разместили -> перейдите к созданию аналогичного инструмента на панели «Изменить» («CS» в качестве сочетания клавиш) -> инструмент «Балка» активен, и в селектор типа -> Теперь вы можете начать добавлять балки, как показано на шаге 7. Чтобы узнать больше о том, как использовать инструмент создания подобного, нажмите здесь.
- СОВЕТ: Когда инструмент «Луч» активен, на панели параметров включите параметр «Цепь», чтобы добавить несколько лучей в непрерывный цикл.

- Размещение балок с помощью инструмента «Сетка». 9
Нравится:
Нравится Загрузка …
Категории: элементы модели, Архитектурный проект Revit, СОВЕТЫ Теги: архитектурная стена к несущей стене, балки, смещение высоты стены, несущая балка, несущий каркас, структурное использование стены, несущая стена, временное укрытие, временная изоляция, подложка Искать:Бансри Панди — архитектор и инструктор по BIM. Она также является сертифицированным специалистом Autodesk по Revit для архитектурного проектирования. Имеет 10-летний опыт обучения специалистов, студентов и частных лиц работе с Revit.
Нажмите, чтобы следить за этим сайтом и получать уведомления о новых и интересных советах о REVIT по электронной почте.
Адрес электронной почты:
Присоединиться к 254 другим подписчикам
Ударная нагрузка на балку с фиксированными концами
В этом расчете воздействие подвижного элемента массой м 1 на балку длиной L , полная собственная масса м и момент инерции крестовины -секция I x считается.
При этом подвижный элемент падает на балку с высоты H с начальной скоростью W 0 . Для расчета модуль упругости E балки необходимо указать. Концы балки фиксируются. При расчете удара решается уравнение движения тела:
м 0 Y» = -P
После расчета приведенной массы m 0 системы «балка-подвижный элемент» жесткость K , максимальная суммарная деформация Y , ударная нагрузка P 9 0265 и время удара T определяются в расчетной точке, которая характеризуется координатой a . Если подвижный элемент воздействует на балку под действием силы тяжести, то можно учесть силу тяжести при ударе.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
m 1 — Масса подвижного элемента;
I x — Момент инерции поперечного сечения балки;
L — длина балки;
а — расстояние от конца луча до точки удара;
m — общая масса балки;
Е — модуль Юнга;
Н — высота подвижного элемента над балкой;
W 0 — Начальная скорость подвижного элемента.
ДАННЫЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Р — максимальная сила удара;
Y — максимальная суммарная деформация при ударе;
К — жесткость балки;
Т — время удара.
Метрика Императорский
Масса (м 1 )
Момент инерции (I x )
Длина луча (L)
Расстояние до точки удара (a)
Масса луча (м)
Модуль Юнга (Е)
Высота (H)
Начальная скорость (W 0 )
Гравитация
Сила удара (P)
Деформация балки (Y)
Жесткость балки (К)
Время удара (Т)
ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ
Деформация балки:
Y = ([m1 + m*([3 + a/L — (a/L) 2 ] / [140*(a/L) 2 *(1 — a/L) 2 ])]*W 1 2 / K) 1/2 ;
W 1 — суммарная скорость подвижного элемента и луча в момент удара.
Сила удара:
P = К*Х.