видео-инструкция по монтажу своими руками, как подобрать, рассчитать нагрузки, прочность, максимальный пролет, размеры, цена, фото

Статьи

Если вы самостоятельно решили сделать в строящемся или уже построенном доме деревянное перекрытие, то вам обязательно следует разобраться, как подобрать деревянные балки в соответствии с их сечением и длиной пролёта.

Кроме того, такой профиль, даже если у него одинаковое сечение, не обязательно идентичен по прочности, ведь это может быть, е примеру, цельный массив или клееный брус, что, вполне естественно, сказывается на его характеристиках. Мы предлагаем вам научиться считать самостоятельно, а ещё хотим предложить вам к просмотру видео в этой статье по нашей теме.

Перекрытие — конструкция пола по деревянным балкам с утеплением и вентзазором

Деревянные балки

Нагрузка на деревянную балку осуществляется сверху вниз

Примечание. Слово «балка», которое широко применяется в русской строительной терминологии, означает несущий конструктивный элемент, который, главным образом, работает на изгиб.
На практике представляет собой горизонтальный профиль, несущий на себе определённую степень тяжести различных элементов конструкции.

Каким может быть профиль

Виды бруса (слева направо): из цельного массива дерева, клееный

• Как мы уже сказали, расчет нагрузки на деревянную балку будет зависеть не только от её сечения, но и от прочности, что можно привести на примере цельного и клееного бруса одинаковой величины. Так, если цельный профиль представляет собой обычное обрезанное со всех сторон бревно, то второй вариант, это обработанные различными составами и склеенные между собой доски (ламели), которые для этого случая располагаются вертикально. Такая клеевая сборка несколько увеличивает прочность материала на изгиб, а также продлевает срок его эксплуатации.
• Кроме того, в современном строительстве инструкция позволяет использовать комбинированные деревянные профили, например, это может быть ориентировано-стружечная плита с цельным массивом дерева или пространственные балки, элементы которых скрепляются зубчатыми пластинами. Конечно, на прочность они более слабые, нежели сталь или бетон, поэтому приходится прибегать к большему поперечному сечению. Но, как бы там ни было, но у пиломатериалов всегда есть преимущество – это экологическая чистота и малый вес конструкции по сравнению с другими материалами.

Примечание. Если при строительстве дома вы хотите обустроить балкон из дерева, то подберите соответствующие размеры деревянных балок по длине.
Их выступающие концы будут служить опорой для основания конструкции.
Но расчет деревянной консольной балки вам здесь не нужен – будет вполне достаточно сечения для прочности перекрытия.

Традиционные балки

Монтаж перекрытия

Предел прочности деревянных балок зависит не только от их сечения, но и от их длины, так, максимальный пролет деревянной балки в оптимальном режиме не должен превышать 4м, но, тем не менее, существуют и допуски на определённых условиях.

А вот оптимальное сечение профиля не квадратное, как многие считают, а прямоугольное, где соотношение высоты к ширине составляет 1,4:1.

Если балка заделывается в стену, то её следует закрыть по кругу гидроизоляцией, не трогая при этом торец, но в любом случае конец, который туда заводится, должен быть не менее 12 см, кроме того, его желательно закрепить анкерным болтом для жёсткости.

Если вы производите расчёты поперечного сечения своими руками, вам следует учитывать, что здесь идёт в учёт нагрузка от собственной массы, которая обычно составляет 190-220 кг/м², а эксплуатационная нагрузка берётся за 200 кг/м². Направление установки определяется по более короткому расстоянию пролёта, а шаг определяется наличием стояков в каркасе (одна горизонталь на одну вертикаль).

Длина пролёта (м)	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	6,0
Шаг монтажа (м) ↓	Поперечное сечение (мм)
0,6	75х100	75х150	75х200	100х200	100х200	125х200	150х225
1,0	75х150	100х150	100х175	125х200	150х200	150х225	175х250

Таблица под нагрузку 400 кг/м²

Нагрузка (кг/м пог. )	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
	Поперечное сечение (мм)
150	50х140	50х160	60х180	80х180	80х200	100х200	100х220
200	50х160	50х180	70х180	70х200	100х200	120х220	140х220
250	60х160	60х180	70х200	100х200	120х200	140х220	160х220

Более слабые нагрузки

Примечание. Как видите, деревянная балка с пролетом 6 метров может использоваться при нагрузках от 250 до 400 кг/м².
Но это крайний случай – гораздо надёжнее, если есть предположение возникновения больших нагрузок, использовать центральные опоры.

Монтаж подпоры

Ширина пролёта (м)	Шаг (м)	Сечение бревна (см)
2	1	13
	0,6	11
2,5	1	15
	0,6	13
3	1	17
	0,6	14
3,5	1	19
	0,6	16
4	1	21
	0,6	17
4,5	1	22
	0,6	19
5	1	24
	0,6	20
5,5	1	25
	0,6	21
6	1	27
	0,6	23
6,5	1	29
	0,6	25
7	1	31
	0,6	27

Параметры для круглого бревна при расчетной нагрузке 400 кг/м²

Порода дерева	Сорт	Диаметр поперечного сечения (мм)	Максимальный пролёт (м)
			Есть горизонтальные связи у стояков			Есть перекрёстные связи у стояков			Есть горизонтальные и перекрёстные связи у стояков
Хвойные	2		Расстояние между балками (мм)
			300	400	600	300	400	600	300	400	600
		38х89	1,86	1,72	1,58	1,99	1,81	1,58	1,99	1,81	1,58
		38х140	2,92	2,71	2,49	3,14	2,85	2,49	3,14	2,85	2,49
		38х184	3,54	3,36	3,20	3,81	3,58	3,27	3,99	3,72	3,27
		38х235	4,17	3,96	3,77	4,44	4,17	3,92	4,60	4,29	4,00
		38х286	4,75	4,52	4,30	5,01	4,71	4,42	5,17	4,82	4,49

Общие параметры для пролётов перекрытий

Пояснение. Настоящая таблица актуальна для тех случаев, когда распределённая равномерно временная нагрузка составляет не более 2,4 кПа=0,0024мПа=244,73 кгс/м²

Монтаж перекрытий

Несмотря на различные современные технологии конструктивных особенностей деревянных балок, всё-таки в России отдают предпочтение цельному массиву дерева, и основной причиной такого предпочтения является низкая цена, по которой в РФ можно приобрести пиломатериалы для населения.

Да и какой смысл строить дом из цельномассивного бруса или бревна и при этом перекрытия монтировать из клееного профиля или с добавками стальных укрепляющих ламелей.

Декоративные деревянные балки

Таблицы, которые вы видели выше, не распространяются на декоративные балки, которые просто держат потолок, но при этом со стороны чердака нет абсолютно никаких нагрузок, а в некоторых случаях чердак отсутствует вообще.

Поэтому, здесь поперечное сечение начинается от размера 100×50 мм и регулируется исключительно фантазией дизайнера и особенностями освещения. На верхнем фото вы видите именно такую конструкцию, где балки имеют 100×50 мм с ячейкой каркаса 100 см.

Заключение

Для крепежа деревянных балок используется металлическая фурнитура. Среди этих элементов основными являются стальные скобы, анкерные болты, металлические перфорированные полосы, простые и усиленные уголки. Весь этот крепёж для усиления жёсткости потолочной конструкции фиксируется при помощи саморезов разного сечения, в зависимости от потребности.

Расчет деревянных балок по норме CSA 2014

С помощью дополнительного модуля RF-TIMBER CSA вы можете выполнить расчет деревянных балок по норме CSA O86-14. С точки зрения проектирования и безопасности важно точно рассчитать прочность при изгибе и поправочные коэффициенты деревянных балок. В ниже следующей статье с помощью пошаговых аналитических уравнений по норме CSA O86-14 мы проверим расчетное сопротивление изгибающему моменту в дополнительном модуле к RFEM — RF-TIMBER CSA, включая изгибные поправочные коэффициенты, расчетное сопротивление изгибающему моменту и конечный коэффициент использования.

Расчет деревянной балки

Расчет будет выполнен для свободно опертой Балки из ели и дугласа (DF-L SS) длиной 10 футов и номинальной длиной 38 мм 89 мм со средней точечной нагрузкой 1250 тысяч фунтов. В этом расчете должны быть определены скорректированные коэффициенты изгиба и сопротивление балки. Предполагается длительное действие. Критерии нагрузки будут упрощены для данного примера. Типичные сочетания нагрузок можно найти в п. 5.2.4 [1]. На рисунке 01 показана схема простой балки с указанием нагрузок и размеров.

Pисунок 01 — Нагрузка на балку и размеры

Характеристики балки

В нашем примере используем профиль пиломатериала номинальным размером 89 мм ⋅ 184 мм. Фактические расчеты характеристик сечения балки из пиломатериала вы найдете ниже:

b = 3,50 дюйма, d = 7,24 дюйма, L = 10 футов

Площадь сечения брутто:

A_g = b ⋅ d = (3,50 дюйма) ⋅ (7,24 дюйма) = 25,34 дюйма²

Модуль сопротивления сечения:

Формула 1

Sx = b · d26 = (3. 50 in.) · (7.24 in.)26 = 30.58 in.3

Момент инерции:

Формула 2

Ix = b · d312 = (3.50 in.) · (7.24 in.)312 = 110.69 in.4

Материал, используемый в нашем примере — DF-L SS, Материал имеет следующие характеристики.

Исходное расчетное значение прочности при изгибе:

f_b = 2 393,12 фунтов на кв. дюйм (psi)

Модуль упругости:

E = 1 812 970 фунтов на кв. дюйм

Поправочные коэффициенты для балки

Для расчета деревянных балок по норме CSA O86 — 14 к исходному расчетному значению прочности при изгибе (f_b) необходимо применить поправочные коэффициенты. Это в конечном итоге приводит к скорректированному расчетному значению изгиба (F_b ), а также_{к расчетной допустимой нагрузке на изгибающий момент (M r} ).

F_b = f_b ⋅ (K_D ⋅ K_H ⋅ K_s ⋅ K_T)

Потом мы подробнее поясним и рассчитаем каждый поправочный коэффициент, требуемый для данного примера.

K_D — коэффициент продолжительности нагрузки, который учитывает различные временные интервалы нагрузки. Снеговая, ветровая и сейсмическая нагрузка учитывается с помощью K_D. Это значит, что K_D зависит от вида нагружения. В данном случае K_D равен 0,65 для долговременной нагрузки по таблице 5.3.2.2 [1].

K_S — коэффициент влажных условий эксплуатации учитывает сухость или влажность условий эксплуатации пиломатериалов, а также размеры сечения. В нашем примере предполагается действие изгиба при экстремальных эксплуатационных условиях для волокна во влажной среде. Согласно таблице 6.4.2 [1] рак K_s равен 0,84.

K_T — поправочный коэффициент обработки, учитывающий химическую обработку древесины огнестойкими или другими реагентами, снижающими прочность. Данный коэффициент определяется с помощью характеристик прочности и жесткости, полученных на основе задокументированных испытаний на продолжительность, температуру и влажность. Он подробнее описан в п. 6.4.3 [1]. В нашем примере так модуль упругости умножается на 0,95, а все остальные характеристики на 0,85 при учете влажных условий эксплуатации.

K_Z — коэффициент влияния размеров учитывает размеры пиломатериалов и то, каким образом нагрузка приложена к балке. Подробная информация о данном коэффициенте находится в п. 6.4.5 [1]. В нашем примере K_Z равен 1,30 на основе размеров, величины изгиба и сдвига, а также данных таблицы 6.4.5 [1].

K_H — коэффициент системы, который учитывает элементы из пиломатериалов, состоящие из трех или более фактически параллельных стержней. Эти стержни не должны располагаться дальше, чем 610 мм друг от друга, поскольку они совместно несут нагрузку. Данный критерий задан в п. 6.4.4 [1] как Случай 1. В нашем примере K_H равен 1,10 по таблице 6.4.4, поскольку мы предполагаем применение изгибаемого стержня и руководствуемся случаем 1.

K_L — коэффициент поперечной устойчивости, учитывающий наличие боковых опор, расположенных по длине стержня, которые ограничивают боковое смещение и вращение. Расчет коэффициента поперечной устойчивости (K_L) приведен ниже.

Заданная расчетная прочность при изгибе (F

_B)

Заданная расчетная прочность при изгибе (F_b) будет определена в следующем разделе. F_b рассчитывается путем умножения заданной прочности при изгибе (f_b) на следующие поправочные коэффициенты.

K_D = 0,65

K_H = 1,10

K_s = 0,84

K_T = 0,85

Теперь мы можем использовать F_b со следующим уравнением из Разд. 6.5.4.1 [1] .

F_b = f_b ⋅ (K_D ⋅ K_H ⋅ K_s ⋅ K_T)

F_b = 1 211,71 psi

Коэффициент поперечной устойчивости, K

_L

Коэффициент устойчивости_(KL ) взят из разд. 6.5.4.2 [1] . Прежде чем определить K_L необходимо рассчитать значение гибкости. Сначала найдем значение полезной длины (L_e) в таблице 7.5.6.4.3 [1]. В нашем примере в центре балки приложена сосредоточенная нагрузка без промежуточных опор. Свободная длина балки (l_u) принята равной 10 футам.

L_e = 1,61 (l_u)

L_e = 16,10 футов

Затем коэффициент гибкости_(CB ) из Разд. 7.5.6.4.3 [1] .

Формула 3

CB = Le · db2

C

B = 10,69

Поскольку соотношение гибкости больше 10, то следует рассчитать C_k. Ссылка на Разд. 6.4.2, K_SE равно 0,94.

Формула 4

Ck = 0.97 · E · KSE · KT Fb

C_k = 33,91

C_B меньше, чем C_k , теперь мы можем использовать K_L из Разд. 7.5.6.4 (b) [1] .

Формула 5

KL = 1 — 13 · CBCK4

K_L = 0,9965

Коэффициент использования балки

Конечной целью нашего примера является получение коэффициента использования данной простой балки. Это покажет нам, если размер стержня при данной нагрузке является достаточным или его следует оптимизировать. Для расчета коэффициента использования требуется значение расчетного сопротивления изгибающему моменту (M_r) и расчетного изгибающего момента (M_f).

Максимальный момент вокруг оси x (M_f) рассчитывается следующим образом:

Формула 6

Mf = P · L4 = 3.125 kip · ft

После этого расчетное сопротивление изгибающему моменту (M_r) можно рассчитать согласно п. 6.5.4.1 [1].

M_r = 0,90 ⋅ F_b ⋅ S ⋅ K_z ⋅ K_L

M_r = 3,63 кип ⋅ фут.

И наконец рассчитаем требуемый коэффициент использования (η).

Формула 7

η = MfMr= 0.86

Применение в программе RFEM

Для расчета деревянных конструкций по норме CSA O86-14 в программе RFEM дополнительный модуль RF-TIMBER CSA может выполнить анализ и оптимизацию сечения на основе критерия нагружения и несущей способности для одного стержня или группы стержней. При моделировании и расчете приведенного выше примера балки в RF-TIMBER CSA можно сравнивать результаты.

Pисунок 02 — RFEM модель

В таблице общих данных в дополнительном модуле RF-TIMBER AWC вы можете выбрать стержень, условия нагружения и методы расчета. Материал и сечения будут заданы из программы RFEM, продолжительность нагрузки установлена на долговременную. Условия эксплуатации заданы как влажные, также задана обработка консервантом (с надрезами). Полезная длина (L_e) определяется по таблице 7.5.6.4.3 [1]. Из вычислений в модуле мы получим расчетный изгибающий момент (M_f), равный 3,125 кип ⋅ футов и расчетное сопротивление изгибающему моменту (M_r), равное 3,661 кип ⋅ футов. Коэффициент использования (η), равный 0,86, определяется на основе этих значений и полностью соответствует приведенным выше аналитическим расчетам вручную.

Pисунок 03 — Дополнительный модуль RF-TIMBER CSA

Расчет консолей | Новости Timber Trader

Консоли становятся все более распространенными, но требуют продуманных проектных решений. Джордж Долезал, главный инженер Meyer Timber.

Каждый, кто занимается проектированием и проработкой деталей современного двухэтажного семейного дома, знает, что это не так просто, как раньше. Прошли времена красивой прямоугольной коробки с шатровой или двускатной крышей. Теперь нам предстоит иметь дело со сложной формой крыши, кирпичной кладкой внизу и облицовкой наверху, смещенными стенами первого этажа с несколькими ступенями в них и, в довершение всего, цокольным этажом открытой планировки с несколькими внутренними стенами. Как будто нам нужен старый добрый скайхук, чтобы повесить первый этаж.

Эта сложность приводит к тому, что в систему перекрытий добавляется гораздо больше консолей. Консоль — это конструктивный элемент, выступающий горизонтально без опоры на конце балки. В строительстве жилых домов консольная балка почти всегда будет иметь «пролет», как показано на рисунке 1 (ниже), что обеспечивает устойчивость элемента. Для несущих и балочных перекрытий, указанных с помощью таблиц пролетов AS 1684, требуется задний пролет, по крайней мере, в два раза превышающий консольный, чтобы предотвратить подъем на опору (на основе равномерно распределенных нагрузок). Чтобы еще больше усложнить ситуацию, может быть более одного заднего пролета, неравномерная нагрузка или могут быть консоли на обоих концах.

Рисунок 1

Крейг Кей затронул кантилеверы в своей статье «Нет серебряной пули» в апреле 2021 года в TTN , и я немного углублюсь в эту тему. Проницательному дизайнеру важно понять, как устроен пол и чего можно добиться с помощью консоли в различных сценариях.

Что произойдет, если задний пролет станет меньше?

Ограничения в AS1684 могут быть уменьшены, но необходимо учитывать последствия. Чем меньше пролет, тем больше подъем на конце балки. Эти значения реакции поддержки включены (с предупреждениями) в распространенные программные пакеты EWP, такие как designIT. Если эта опора врезана в стальную балку, то балка будет обеспечивать сопротивление подъему. Если рассматриваемый элемент представляет собой двутавровую балку, упирающуюся в балку, необходимо рассмотреть вопрос о соединении, поскольку стандартные подвески двутавровой балки с торцевым креплением имеют минимальное сопротивление подъему. Возможно, вам придется использовать элементы жесткости стенки с подвеской частичной глубины.

Скрытая консоль 

Недавно меня спросили о конструкции балки А, показанной на рис. 2 (ниже). Полая балка лестницы с пролетом 6 м не будет работать в LVL. Но более пристальный взгляд на это показывает, что балки имеют пролет 4,2 м и 0,9 м, если LVL является опорой; ИЛИ они охватывают 4,2 м с консолью 0,9 м. Это работает в программном обеспечении для проектирования, а это означает, что LVL затем становится концевым триммером, распределяющим нагрузку на балки и укрепляющим их, решая проблему.

В действительности относительная жесткость между балкой и консолью балки будет определять, будет ли балка поддерживать балку или нет.

Рисунок 2: различные сценарии использования консолей

Консоли с выступом из кирпича

В этих случаях используется консоль 150 мм, чтобы внешняя часть верхней рамы совпадала с кирпичной кладкой нижнего этажа (см. Рисунок 2). Концевые триммеры не требуются для коротких консолей на перекрытиях с двутавровыми балками, но могут потребоваться для крепления или поддержки точечных нагрузок. Короткие балки, идущие перпендикулярно основному пролету, также потребуются там, где консоль параллельна прогону балок.

Работа с углами на двусторонней консоли

Если у вас есть консоль на обеих перпендикулярных внешних стенах, угол требует особого внимания. Проще всего иметь элемент под углом 45° (например, плоское бедро), в который втыкаются балки. Но с двутавровыми балками это сложнее, и установщикам трудно сделать это правильно. Одно из решений состоит в том, чтобы спроектировать концевой триммер с одной стороны, чтобы удерживать противоположный концевой триммер вверх, что упрощает все соединения (см. консольный угол на рис. 2). Это то, с чем лучше всего справится инженер, поэтому обсудите это с вашим предприятием F&T или поставщиком EWP. Стандартные детали могут быть сделаны для более распространенных сценариев.

Окна могут помочь (или помешать) 

Если большая консоль поддерживает внешнюю стену с проемами в ней, балки под проемом не несут никакой нагрузки на крышу, но в местах расположения стоек косяков будут точечные нагрузки . Часто бывает проще спроектировать балки LVL в этих точках с высокой нагрузкой, а затем вы можете убрать нагрузку на крышу между ними, чтобы облегчить расчет.

Прогибы

Консольная балка является неразрезным элементом, то есть любое отклонение консоли будет способствовать прогибу заднего пролета и наоборот. Если на задний пролет приходится нагрузка крыши, например, консольная балка балкона под внешней стеной, это следует учитывать, так как это поможет с жесткостью. Кроме того, если вы упретесь в балку, она будет немного прогибаться, поэтому опора заднего пролета не будет полностью жесткой. Эффект от этого нелегко определить количественно, но отклонение вниз опорной балки заднего пролета также уменьшит отклонение на конце кантилевера. Точно так же любое перемещение балки в подвеске заднего пролета повлияет на прогибы, поэтому установщик должен закрепить подвесы с помощью креплений во всех доступных отверстиях.

Таким образом, имея возможность определить, какие элементы действуют как консоли и как управлять соединениями, вы часто можете упростить компоновку сложных проектов домов. При этом вы должны включить правильную документацию, чтобы убедиться, что она будет установлена ​​так, как вы предполагали.

Мы все можем шутить о скайхуках, но пока они не будут изобретены, древний инженерный принцип гравитации будет действовать. Структурные консоли, которые должным образом детализированы и построены, будут стоять на протяжении всего срока службы дома. И последнее постоянное напоминание — если вы сомневаетесь, проконсультируйтесь с инженером, прежде чем продолжить.

За дополнительной информацией по этой теме обращайтесь к Джорджу Долезалу по электронной почте GeorgeD@meyertimber. com.au

General Timber Beam

 

оба конца. Для моделирования большинства условий пролета можно использовать различные нагрузки и крепления концов. Эта программа идеально подходит для проектирования и расчета клееных балок.

 

Эта программа предоставляется в качестве альтернативы программе Multi-Span. Он предоставляет возможности более детального анализа, позволяет прикладывать больше нагрузок, дает прогибы и напряжения смятия, а также позволяет пользователю запрашивать у программы значения в любом месте балки.

 

Программа делит балку на 250 пролетов и определяет максимальный сдвиг, момент, прогиб и напряжение в каждом месте.

 

Можно приложить до семи распределенных постоянных и временных нагрузок по полной и частичной длине, до восьми точечных постоянных и временных нагрузок и до восьми постоянных и временных изгибающих моментов. Эти нагрузки легко указать, введя величину и положение относительно левой опоры.

 

Конец балки может быть фиксированным или штифтовым в различных комбинациях. Исходя из заданных пользователем условий нагрузки, допустимых напряжений и фиксации концов, программа рассчитывает максимальные и минимальные сдвиги, моменты и прогибы.

 

Пользователь может задать автоматический расчет веса балки, уменьшить торцевые сдвиги за счет нагрузок на расстоянии d от опоры, ввести длины без связей для управления допустимыми напряжениями и задать толщину ламинирования, которая будет использоваться для автоматического определения размеров стержня. из клееного бруса.

 

 

Основное использование

•	Данные балки определяют размер и допустимое напряжение для балки, которая будет анализироваться или проектироваться. Ширина всегда должна быть введена, но Глубина может быть введена для анализа балки или может быть выбрана автоматически.

•	Толщина ламинирования используется процедурой выбора в качестве минимального приращения, на которое должна быть настроена глубина пучка.

•	Допустимые напряжения будут изменены в соответствии с коэффициентом продолжительности нагрузки, коэффициентом размера и гибкостью балки (если применимо).

•	Плотность луча используется, только если для параметра Использовать вес луча установлено значение ДА.

•

Расчетные данные изменяют допустимые значения и изменяют способ расчета напряжений. Коэффициент продолжительности нагрузки применяется ко всем допустимым напряжениям. Использовать вес балки — это флаг ДА/НЕТ, который автоматически добавляет равномерную нагрузку к балке с учетом ее собственного веса. Уменьшить сдвиг на d также является флажком ДА/НЕТ, который, если установлено значение Да, будет вычитать все нагрузки в пределах расстояния Глубина балки от каждой опоры при расчете сдвигов.

•	Конечные условия определяют способ крепления концов балки к опорам. Если информация о консоли введена для стороны балки, которая была указана как фиксированная, эта информация (включая нагрузки) игнорируется.

•	Эта программа позволяет нагружать любую часть балки. Все Расст. значения позиционируют нагрузку относительно левой опоры. Чтобы приложить нагрузку к левой консоли, введите расстояния как отрицательные.

•	В сводке приведены результаты анализа напряжения для балки. Максимальные моменты даны для центрального пролета и консолей (и их расположения). Допустимые и фактические напряжения также даны для наихудших условий. Реакции и прогибы даны только для статической нагрузки и случаев полной нагрузки.

•	Временная нагрузка ВСЕГДА нагружена скипом для определения максимального момента в центральном пролете.

 

Автоматическое определение размеров балки

С помощью кнопки [Проект] вы можете отобразить экран, который позволит вам установить параметры проектирования и изучить базу данных деревянных элементов для выбора тех, которые удовлетворяют вашим критериям.

 

 

•	Укажите максимальные коэффициенты прогиба для постоянных и полных нагрузок.

•	Укажите пределы избыточного напряжения для изгибающих и сдвигающих сил.

•	Нажмите «Перейти», чтобы начать поиск в базе данных. Ширина балки и толщина ламинирования, уже имеющиеся в расчетном листе, будут использоваться для определения глубины с учетом изгибающих и касательных напряжений и прогибов.

 

 

Допущения и ограничения

Временные нагрузки автоматически размещаются в различных комбинациях центрального, левого и правого консольных пролетов для определения максимальных моментов, сдвигов, прогибов и реакций.

 

Пример

Ввод данных для этого примера показан на снимках экрана, сопровождающих разделы «Вкладки ввода данных» и «Вкладки результатов и графики» ниже.

 

 

 

Вкладки для ввода данных

Этот набор вкладок содержит записи для всех входных данных в этом расчете. Пока вы вводите данные и переключаетесь между этими вкладками, вы можете просматривать желаемую результирующую информацию на вкладках в правой части экрана (расчетные значения, эскизы, диаграммы и т. д.). Перерасчет выполняется после изменения любых входных данных. После каждого ввода данных вы можете просмотреть результаты на правом наборе вкладок.

 

Вкладка «Общие»

Эта вкладка обеспечивает ввод данных для всех входных данных, кроме нагрузок.

 

 

Центральный пролет

Расстояние между левой и правой опорами балки.

 

Левая и правая консоли

Задает длину консолей, если применимо.

 

Lu : Длина без раскосов

Эти длины определяют длину ребра сжатия без связей ( Le ) для использования при расчете допустимых изгибающих напряжений на основе гибкости балки.

Для консолей всегда следует учитывать, предусмотрены ли коленные скобы или другие эквивалентные средства боковой поддержки для стабилизации компрессионной кромки.

 

Конечная фиксация

Этот код фиксации используется для указания конечных условий вашей балки.

•	Штифты позволяют использовать консоли на обоих концах, а вращение допускается только на концах балки.

•	Fixed-Pinned и Pinned-Fixed позволяют одному концу вращаться и иметь консоль, в то время как другой конец жестко прикреплен к граничному элементу (без возможности вращения). Если нагрузки указаны с местами за фиксированной опорой, они игнорируются.

•	Фиксированный-Фиксированный прикрепляет оба конца балки к жестким граничным элементам. Вся информация о консолях и местоположениях нагрузки за пределами центрального пролета игнорируется.

 

Кнопка [Срез древесины] и ввод

Используйте эту кнопку для отображения базы данных срезов древесины. В базе данных представлены подборки пиломатериалов, клееных и готовых пиломатериалов. См. предыдущую главу, описывающую использование базы данных в Structural Engineering Library. При нажатии [Wood Section] появится следующее окно выбора:

 

 

Глубина и ширина

Введите ширину и глубину луча, которые вы хотите использовать, или выберите луч из базы данных (см. выше).

 

Тип луча

Этот выбор определяет способ расчета коэффициента размера объема. Если выбрано «Sawn», то вычисляется «Cf». Если выбран «GluLam», то рассчитывается «Cv». Если выбрано «Изготовлено или Сосна», то НЕ рассчитывается коэффициент (Cf или Cv).

 

Породы древесины: кнопка [Напряжение] и ввод

Это позволяет вам использовать встроенную базу данных допустимых напряжений NDS и промышленных пиломатериалов для получения допустимых напряжений. При нажатии кнопки вы увидите это окно выбора. См. раздел ранее в этом Руководстве пользователя, в котором содержится информация об использовании баз данных.

Fb-Изгиб: базовый допустимый

Базовое допустимое напряжение изгиба, используемое для проектирования и анализа. Это напряжение будет изменяться в зависимости от гибкости, размера и продолжительности нагрузки.

 

Fv-Shear

Допустимое напряжение сдвига, используемое при расчете. Это допустимое будет изменено коэффициентом продолжительности нагрузки.

 

Подшипник Fc

Допустимое напряжение смятия перпендикулярно волокнам.

 

Модуль упругости

Введите модуль упругости, который будет использоваться при определении прогибов и расчете F’b для нераскрепленных по бокам балок.

 

Флаг повторяющегося элемента

Установите этот флажок, если многопролетную балку можно считать повторяющимся элементом в соответствии с определениями NDS.

 

Коэффициент продолжительности нагрузки

Коэффициент продолжительности нагрузки, применяемый к допустимым напряжениям изгиба и сдвига. Применение этого коэффициента соответствует NDS.

 

Толщина ламинирования

Можно указать толщину ламинирования, которая будет использоваться для определения минимально необходимого приращения глубины. Программа определяет минимальное количество ламинатов данной толщины, которое необходимо, и округляет полное ламинирование в большую сторону. Оставьте это значение равным нулю для точного расчета глубины.

 

Расчет Сдвиг на «глубине» от поддержки ?

Этот флаг ДА/НЕТ позволяет отключить автоматическое вычитание всех нагрузок на расстоянии Глубина балки от опоры (при определении расчетных сдвигов).

 

Вкладка Равномерные и трапециевидные нагрузки

 

Равномерные нагрузки на весь пролет

 

Автоматический расчет веса балки

 центральные и консольные пролеты.

 

Плотность древесины

  Введите плотность балки. Он будет использоваться только в том случае, если установлен флажок Auto Calc Beam Weight.

 

Постоянная и динамическая нагрузки на центральный пролет

  Введите постоянные постоянные и временные нагрузки, действующие на центральный пролет балки. Эти записи позволяют применить одну равномерную постоянную и временную нагрузку

  к центральному пролету.

 

Постоянные и временные нагрузки на левую и правую консоли

  Введите постоянные постоянные и временные нагрузки, действующие на любую из консольных частей. Нагрузки действуют по всей длине консоли.

 

Трапециевидные нагрузки

В этом разделе можно ввести нагрузки, которые могут иметь разную конечную величину и могут начинаться и заканчиваться в любом месте вдоль балки.

 

—>>> Внимание! Если ввести ТОЛЬКО значение «Левая» и оставить «Правую» нагрузку, а ОБЕ начальное и конечное местоположение пустыми, то нагрузка будет равномерная по полной длине.

 

Нагрузка слева и справа

  Эти записи определяют величины конечных нагрузок. Величина нагрузки затем линейно интерполируется между начальным и

  конечные точки. Эти значения могут быть положительными или отрицательными, чтобы указать направление силы вниз или вверх.

 

Левое и правое расположение

  Здесь вводятся начальный и конечный размеры нагрузок. Эти значения вводятся как расстояние от ЛЕВОЙ опоры. Для нагрузок на левую консоль

введите отрицательное значение. Для нагрузок на правую консоль местоположение должно быть больше, чем длина «Центрального пролета».

 

Point & Moment Loads Tab

точечные нагрузки

Мертвые и живые нагрузки

. ; центральный пролет или консоли.

 

Расстояние

Все расстояния указаны от левой опоры.

 

Момент Нагрузки

 

Мертвый и живой момент

Эта запись позволяет вам прикладывать до восьми постоянных и временных нагрузок к любой части всей балки… центрального пролета или консолей.

 

Расстояние

Все расстояния указаны от левой опоры.

 

Вкладки «Результаты и графика»

В этом наборе вкладок представлены расчетные значения, полученные в результате ввода данных на «Вкладках ввода данных». Поскольку при каждом вводе данных выполняется перерасчет, информация на этих вкладках всегда отражает точные и текущие результаты, эскиз проблемы или диаграмму напряжения/прогиба.

 

Вкладка «Сводка/Результаты»

Макс. Коэффициент напряжения

С учетом всех вариантов размещения временных нагрузок и изучения максимального момента во всех точках балки это максимальный коэффициент напряжения, рассчитанный путем деления этого момента на модуль сечения балки Sxx, умноженный на допустимое напряжение изгиба.

 

Максимальный момент и напряжение

Это максимальный момент, используемый в расчете «Максимальное отношение напряжений» и результирующее напряжение в балке. Также указан допустимый момент и напряжение.

 

Максимальный сдвиг * 1,5

С учетом всех вариантов размещения временных нагрузок и изучения максимального сдвига во всех местах балки это максимальное значение, умноженное на код, требуемый 1,5, для получения расчетного сдвига. Также приведены фактические и допустимые напряжения

 

Макс. прогиб в середине пролета

С учетом всех вариантов размещения временных нагрузок и изучения максимального прогиба по центральному пролету балки это максимальное значение. Также указано отношение длины к прогибу

 

Сведения о моменте

Приведены дополнительные сведения о максимальных значениях положительных и отрицательных моментов, а также опорных моментов.

 

Сдвиг

Это максимальный сдвиг, рассчитанный на обоих концах. Временная нагрузка автоматически размещается во всех возможных комбинациях положений, чтобы определить максимальное значение сдвига с каждой стороны опор. (Этот сдвиг не изменяется для нагрузок на расстоянии d от конца балки и не умножается на типичный коэффициент сдвига 1,5. Эти скорректированные значения см. в разделе Расчетный сдвиг).

 

Реакции

Как для левой, так и для правой опоры даны реакции статической и полной нагрузки. При наличии консолей временная нагрузка не действует на консоль на противоположном от опоры конце. Временная нагрузка автоматически размещается во всех возможных комбинациях положений, чтобы определить максимальное значение сдвига с каждой стороны опор.

 

Вкладка «Сводка/Расчет напряжения»

Анализ изгиба

Le

Длина без связей, используемая для расчета допустимого напряжения изгиба коэффициента «CL».

Cv

Этот элемент будет отображаться как «Cv» для клееных многослойных балок, когда применяется объемный коэффициент, и как «Cf» для распиленных или изготовленных элементов, когда применяется размерный коэффициент.

 

Руб.

Коэффициент гибкости балки.

 

CL

Понижающий коэффициент, который будет применяться к Fb: Basic Допустимый для снижения допустимого напряжения изгиба на основе длин нескрепленных сжатых ребер.

 

Sxx и область

Свойства сечения анализируемой балки.

 

Макс. Момент, Sxx Требуется,  Fb: Допустимый @ Пролет

Это сводка важных значений анализа изгиба в трех критических точках балки.

 

Анализ сдвига

Расчетный сдвиг

Путем деления всей балки на 250 приращений максимальные сдвиги определяются путем приложения динамических нагрузок к различным частям балки для создания максимальных эффектов с обеих сторон опор и середины пролета. . Затем все нагрузки на расстоянии, равном высоте балки, от конца балки вычитаются, а результат умножается на 1,5.

 

Требуемая площадь

Требуемая площадь сдвига балки, рассчитанная расчетным сдвигом / FV: Допустимая.

 

Fv: Допустимый

Fv равен умножению допустимого напряжения сдвига на коэффициент продолжительности нагрузки.

 

Подшипник @ опоры

Максимальные реакции на каждой опоре делятся на допустимое напряжение опоры и ширину балки, чтобы определить требуемую длину опоры.

 

 

Сводка / Отклонения Вкладка

Значения статической нагрузки и общей нагрузки

Прогибы статической нагрузки представляют собой расчетные отклонения, когда введенная статическая нагрузка (и собственный вес балки, если выбран) применяется ко всему пролету.

Суммарные прогибы под нагрузкой представляют собой МАКСИМАЛЬНЫЕ прогибы в каждом месте балки.

 

Прогиб, положение и длина/коэффициент отклонения

В этой области указано значение отклонения, положение от ЛЕВОЙ опоры (отрицательное значение для левой консоли) и длина пролета/коэффициент отклонения.

Примечание: отрицательные прогибы вниз

Примечание: Для консолей коэффициент прогиба рассчитывается как (2,0 * длина наклона) / (прогиб в конце). Поскольку для простых пролетных балок с двумя опорами предлагаются нормы коэффициента прогиба, консоль составляет всего 1/2 эквивалентного пролета.

 

Кривизна

Это в 1,5 раза больше, чем отклонение от статической нагрузки

 

Вкладка «Сводка/запрос»

Местоположение

Введите меры местоположения от левой опоры, где требуется рассчитать подробное значение.

 

Использовать «LL» в xxxxxx для запроса

Этот выбор указывает программе, как применить динамическую нагрузку для этого значения запроса.

 

Расчетные значения

Дает расчетный момент, сдвиг и прогиб для указанного местоположения.

 

 

 

Вкладка «Эскиз»

На этой вкладке представлен эскиз балки с указанием нагрузок и результирующих значений. При нажатии кнопки [Печать эскиза] эскиз будет распечатан в большом масштабе на одном листе бумаги.

 

 

Вкладка «Диаграммы»

Здесь отображается диаграмма момента, сдвига и прогиба для балки с приложенными нагрузками и конечными условиями. Обратите внимание на две вкладки….»Графическая диаграмма» и «Таблица данных». На вкладке «Таблица данных» представлен весь внутренний анализ в 1/500-й точке луча.

 

 

Вкладка «Печать»

Эта вкладка позволяет вам управлять тем, какие области расчета следует печатать. Установка флажка будет сигнализировать о том, что информация, описываемая элементом, будет напечатана. Однако, если для определенного выбора нет информации, он не будет напечатан.