Расчет на прогиб деревянной балки – Расчет деревянной балки

Содержание

Виды деревянных балок перекрытия — расчет балки на изгиб, прочность и нагрузку

Стены и перекрытия – основные элементы любого строительства.

Назначение перекрытия – разделять этажи в доме, а также нести и распределять
нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций,
мебели, деталей интерьера.

Можно выделить несколько видов перекрытия: металлическое, железобетонное и деревянное.

 

Более подробно остановимся на деревянных перекрытиях,
поскольку именно они получили наибольшее распространение в частном
строительстве.

Деревянное балочное перекрытие обладает преимуществами и недостатками

Плюсы:

  • красивый внешний вид;
  • малый вес дерева;
  • ремонтопригодность;
  • высокая скорость монтажа.

Минусы:

  • без специальной защитной пропитки горючи;
  • низкая прочность по сравнению с железобетонными или
    металлическими балками;
  • подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;
  • могут деформироваться от перепадов температур.

Требования к перекрытиям из дерева

Материал для деревянных балок перекрытия должен обладать
определенными свойствами и соответствовать требованиям:

  • прочность. Материал перекрытия должен выдерживать возможные
    нагрузки. Следует учитывать воздействие как постоянных нагрузок, так и
    переменных;
  • жесткость. Означает способность материала сопротивляться
    изгибу;
  • звуко- и теплоизоляция;
  • пожарная безопасность.

Типы и виды деревянных перекрытий – классификация

1. По назначению

Подвальное и цокольное перекрытие по деревянным балкам

Подвальное и цокольное перекрытие по деревянным балкамОсновное требование к такому перекрытию – высокая прочность. Поскольку в данном случае, балки будут служить основой для перекрытия пола и соответственно,
должны выдерживать значительную нагрузку.

Совет. Если под первым этажом будет располагаться гараж или
большой подвал лучше делать деревянное перекрытие по металлическим балкам.
Поскольку деревянные подвержены гниению и не всегда могут выдержать
значительную нагрузку. Или же уменьшить расстояние между балками.

Чердачное перекрытие по деревянным балкам

Чердачное перекрытие по деревянным балкамПринцип конструктивного устройства может быть независимым или являться продолжением
крыши, т.е. частью стропильной системы. Первый вариант более рационален, т.к.
является ремонтопригодным, плюс, обеспечивает лучшую звукоизоляцию.

Междуэтажное перекрытие по деревянным балкам

Междуэтажное перекрытие по деревянным балкамКонструктивная особенность заключается в эффекте два в одном – балки перекрытия между этажами с одной стороны являются лагами для пола, а с другой, опорами для потолка.
Пространство между ними заполняется тепло- и звукоизоляционными материалами, с
обязательным использованием пароизоляции. Пирог снизу обшивается гипсокартоном,
а сверху застилается половой доской.

2. По виду

Деревянные балки перекрытия также различаются между собой, и
каждый вид имеет свои преимущества.

Цельные (цельномассивные) деревянные балки перекрытия

Для их изготовления применяется массив дерева твердых пород хвойных или лиственных деревьев.

Межэтажные перекрытия по деревянным балкам, могут быть выполнены
цельными только при незначительной длине пролета (до 5 метров).

Клееные деревянные балки перекрытия

Снимают ограничение по длине, поскольку данная технология изготовления позволяет реализовать балки перекрытия большой длины.

За счет повышенной прочности деревянные клееные балки
применяются в тех случаях, когда требуется выдержать повышенную нагрузку на
перекрытие.

Клееные деревянные балки перекрытия – схема устройства

Преимущества клееных балок:
  • высокая прочность;
  • возможность перекрывать большие пролеты;
  • легкость монтажа;
  • незначительный вес;
  • длительный срок службы;
  • отсутствие деформации;
  • пожарная безопасность.

Максимальная длина деревянной балки перекрытия такого вида
достигает 20 метров погонных.

Поскольку клееные деревянные балки имеют гладкую
поверхность, их часто не зашивают снизу, а оставляют открытыми, создавая в
комнате стильный дизайн интерьера.

Сечение деревянных балок перекрытия

Как показывает практика, сечение балок деревянного
перекрытия оказывает существенное влияние на способность балки выдерживать
несущую нагрузку. Поэтому, необходимо предварительно выполнить расчет сечения
деревянных балок перекрытия.

Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения

В деревянных домах в качестве межэтажных балок в декоративных целях
может использоваться бревно.

Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения

Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)

Как правило используются для устройства чердачных перекрытий.
Круглая балка отличаются высокой устойчивостью на изгиб (зависит от диаметра).

Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)

Максимальная длина деревянной балки перекрытия из оцилиндрованного бревна составляет 7, 5 м.п.

Деревянные балки перекрытия – размеры

Деревянные двутавровые балки перекрытия

Могут быть изготовлены из массива дерева, или в сочетании ОСБ и фанеры. Активно используются в каркасном строительстве.

Деревянные двутавровые балки перекрытия

Преимущества деревянных двутавровых балок:
  • точные размеры;
  • возможность использования на длинных пролетах;
  • исключена возможность деформирования;
  • малый вес;
  • уменьшение мостиков холода;
  • возможность закрепить коммуникации;
  • возможность монтажа своими руками без привлечения специальной техники;
  • широкая сфера применения.
Недостатки:
  • высокая стоимость;
  • неудобны для утепления плитами.

Правильный подбор сечения деревянной балки должен быть
включен в расчетный план, в противном случае, конструкция перекрытия окажется
недостаточно или избыточно жесткой (лишняя статья расходов).

Деревянные двутавровые балки перекрытия – виды и типы, таблица

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Расчет деревянного перекрытия

Расстояние между деревянными балками перекрытия определяется:

Во-первых, предполагаемыми нагрузками.

Нагрузка, в свою очередь может быть постоянной – вес
перекрытия, вес перегородок между комнатами или вес стропильной системы.

А также переменной – она принимается равной 150 кг/м.кв.
(Согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»). К переменным нагрузкам
относят вес мебели, оборудования, находящихся в доме людей.

Совет. Поскольку учесть все возможные нагрузки
затруднительно, следует проектировать перекрытие с запасом прочности.
Профессионалы рекомендуют добавлять 30-40 %.

Во-вторых, жесткостью или нормативной величиной прогиба.

Для каждого вида материала ГОСТом устанавливаются свои
пределы жесткости. Но формула для расчета одинакова – отношение абсолютной
величины прогиба к длине балки. Значение жесткости для чердачных перекрытий не
должно превышать 1/200, для междуэтажных 1/250.

На величину прогиба оказывает влияние и порода древесины, из
которой изготовлена балка.

Расчет перекрытия по деревянным балкам

Предположим, что расстояние между деревянными балками
составляет 1 м.п. Общая длина балки 4 м.п. А предполагаемая нагрузка составит
400 кг/м.кв.

Значит, наибольшая величина прогиба будет наблюдаться при
нагрузке

Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 400х4 в кв./8 = 800 кг•м.кв.

Рассчитаем момент сопротивления древесины на прогиб по
формуле:

Wтреб = Мmax / R. Для сосны этот показатель составит 800 /
142,71 = 0,56057 куб. м

R – сопротивление древесины, приведенное в СНиП II-25-80 (СП
64.13330.2011) «Деревянные конструкции» введенные в эксплуатацию в 2011 г.

В таблице приведено сопротивление лиственницы.

Расчет перекрытия по деревянным балкам – таблица сопротивления древесины

Если используется не сосна, тогда значение следует
скорректировать на переходящий коэффициент (приведен в СНиП II-25-80 (СП
64.13330.2011)).

Расчет перекрытия по деревянным балкам – переходящий коэффициент

Если учесть предполагаемый срок службы строения, то
полученное значение нужно скорректировать и на него.

Расчет перекрытия по деревянным балкам – срок службы дома

Пример расчета балки показал, что сопротивление балки на
прогиб может уменьшиться вдвое. Следовательно, нужно изменить ее сечение.

Расчёт деревянных балок перекрытия можно выполнить с
применением выше приведенной формулы. Но можно использовать специально
разработанный калькулятор расчета деревянных балок перекрытия. Он позволит
учесть все моменты, не утруждая себя поиском данных и расчетом.

В-третьих, параметрами балки.

Длина деревянных балок перекрытия цельных может составлять
не более 5 метров для междуэтажных перекрытий. Для чердачных перекрытий длина
пролета может составлять 6 м.п.

Таблица деревянных балок перекрытия содержит данные для
расчета подходящей высоты балок.

Таблица деревянных балок перекрытия для расчета высоты балок

Толщина деревянных балок перекрытия рассчитывается исходя из
предпосылки, что толщина балки должно быть не меньше 1/25 ее длины.

Например, балка длиной 5 м.п. должна иметь ширину 20 см.
Если выдержать такой размер сложно, можно достичь нужной ширины путем набора
более узких балок.

Следует знать:
Если балки сложить рядом они выдержат нагрузку в два раза
больше, а если сложить друг на друга – выдержат нагрузку в четыре раза больше.

Используя график, представленный на рисунке можно определить
возможные параметры балки и нагрузку, которую она в силах вынести. Учтите, что
данные графика пригодны для расчета однопролетной балки. Т.е. для того случая,
когда балка лежит на двух опорах. Измеряя один из параметров можно получить
желаемый результат. Обычно в качестве изменяемого параметра выступает шаг балок
деревянного перекрытия.

Таблица для подбора сечения деревянных балок перекрытия

Итогом наших расчетов станет составление чертежа, который
будет служить наглядным пособием при работе.

Чтобы качественно и надежно осуществить своими руками
перекрытие по деревянным балкам, чертеж должен содержать все расчетные данные.

Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы

Государственные стандарты регулируют все аспекты
использования деревянных балок перекрытия вне зависимости от их вида или места
использования.

Ниже представлена подборка наиболее важных документов по
данной тематике.

Деревянные балки перекрытия – ГОСТ – СНиП

Заключение

В данной статье вы ознакомились с факторами, оказывающими
влияние на выбор материала для устройства деревянных балок перекрытия. А также
научились определять сечение и выполнять расчёт деревянных балок перекрытия.

fasaddomstroy.ru

Расчет деревянной балки / Доктор Лом. Первая помощь при ремонте


Деревянная балка перекрытия является изгибаемым элементом конструкции. Если балка цельная, сплошного прямоугольного или квадратного сечения, при этом устойчивость балки из плоскости изгиба обеспечена другими элементами конструкции, например лагами или досками, крепящимися к балками, то расчет такой балки будет относительно не сложным.

При расчете по первой группе предельных состояний — расчете на прочность — должны соблюдаться требования пп.6.9 и 6.10. При расчете по второй группе предельных состояний — расчете по деформациям — прогибы балки междуэтажного перекрытия не должны превышать значений, приведенных в таблице 19.

Вот собственно и все. А теперь рассмотрим расчет деревянной балки перекрытия более подробно на конкретном примере.

Комментарии


На мой взгляд, расчет деревянных балок — заняние куда более простое и понятное по сравнению с определением нагрузок, действующих на рассчитываемые деревянные балки. Т.е. для того, чтобы выполнить этот самый расчет, достаточно знать основы сопромата и несколько формул, на все расчеты может уйти несколько минут. А вот сбор нагрузок, действующих на рассматриваемую деревянную балку -это занятие не из простых.

Дело в том, что уже на стадии проектирования для более менее точных расчетов необходимо знать не только состав пирога перекрытия, представляющего собой постоянную нагрузку, но и все возможные длительные и кратковременные нагрузки. Т.е. если это перекрытие жилого дома, то где и какая будет стоять мебель, сколько в этой и на этой мебели будет всего храниться и располагаться, какие на это перекрытие будут нагрузки от людей (и домашних животных) и т.п.

Комментарии


Древесина — один из древнейших строительных материалов естественного происхождения, используемый человеком для строительства вот уже много тысяч лет. Тем не менее определить прочность древесины или, выражаясь языком строителей, значение расчетного сопротивления древесины, необходимое для расчета деревянных конструкций, можно лишь очень приблизительно. Слишком уж много факторов влияют на эту прочность.

И дело тут не только в том, что разные породы древесины имеют разные значения сопротивления изгибу, растяжению, сжатию, сколу и т.д., а и в количестве сучков, трещин, влажности помещения, в котором рассчитываемая конструкция будет эксплуатироваться, планируемом сроке эксплуатации и других факторах.

Комментарии


Согласно требований п, 6.35 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (Актуализированная редакция СНиП II-25-80) при определении прогиба деревянных балок необходимо учитывать влияние касательных напряжений (поперечных сил, действующих в поперечных сечениях балки).

На первый взгляд данное требование вполне разумное, так как касательные напряжения действительно влияют на величину прогиба. Вот только влияние это очень сильно зависит от отношения высоты балки к длине.

Комментарии


Всего статей по ремонту в этом разделе: 4

doctorlom.com

Расчет деревянной балки на прочность в стропильной системе

Как строительный и отделочный материал древесина используется повсеместно. Но если при ее подборе в качестве облицовочного покрытия важен, в первую очередь, ее внешний вид и геометрия, то для несущих частей конструкции  прежде следует обращать внимание на другие характеристики.

Ни одно здание невозможно покрыть кровельным материалом, не обустроив соответствующую стропильную систему (исключение составляют только дома, для которых в качестве перекрытий используются ж/б плиты). Вот для такого «скелета» и используются заготовки из древесины.

[box type=»info» ]Не отвлекаясь на уточнения, что это – бревна или толстые доски, их параметры, какие в них допускаются дефекты и тому подобные вещи, рассмотрим один вопрос – как рассчитать их прочность. Для упрощения все эти детали стропильной системы будем именовать балками.[/box]

Тот, кто знаком с курсом «Сопротивление материалов», знает все сам, тому, кто о нем только слышал, формулы не помогут. Поэтому рассмотрим этот вопрос в виде практических советов, чтобы понимать, что и где посмотреть.

Нас должно интересовать, не сломается ли балка под нагрузкой? Нужно знать, что какая бы конструкция системы не обустраивалась, есть общее требование – величина максимального прогиба балки должна быть менее 0,004 ее длины. Например, при стандартной в 6000 мм прогиб не должен превышать 24 мм (6000 х 0,004).

Учесть нужно 2 фактора – собственный вес конструкции и максимальную нагрузку, которую она будет испытывать (снежный покров, порывы ветра). Существуют специальные таблицы, а также онлайн-калькуляторы в интернете, по которым, имея исходные данные, все легко просчитать.

Вводятся следующие параметры: сечение балки, ширина пролета и расстояние между стропилами. Максимальную нагрузку для хвойных пород принимают равной 130 кг/м2. Под весом конструкции подразумевается общий вес как деревянных элементов системы (стропила, обрешетка), так и слоев гидро-, паро- и теплоизоляции + кровельного покрытия.

Необходимо увеличить расчетные величины с учетом веса работающего на крыше человека (обслуживание, ремонт кровли), различных устройств (например, мачта антенны, громоотвода и тому подобное).

Нужно принять во внимание и целостность балки, ведь при нехватке ее длины заготовки соединяются между собой. Кстати, такие элементы системы считаются более надежными.

Можно привести некоторые значения для расчета сечения стропил в зависимости от длины:

  • от 3 м и менее – 10 х 8 при шаге 1,2 м;
  • 3-4 м – 9 х 18, 8 х 18 и 8 х 16 при расстоянии между стропилами 1,8; 1,4 и 1 м соответственно;
  • 4-6 м – 8 х 20 (шаг 1 м) и 10 х 20 (шаг 1,4 м). 

Рекомендации

  • Для стропильной системы нельзя применять древесину сортности ниже 2-й.
  • Оптимальным вариантом являются балки с прямоугольным профилем (соотношение – 4:1).
  • Для клееных заготовок методика расчетов и используемые формулы остаются такими же, как и для цельных.
  • Нельзя использовать лиственничные деревья, так как они имеют недостаточную прочность на изгиб.
  • Концы опорных балок должны быть не менее 12 см.

roof-gid.ru