Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников
Строительные работы в Севастополе
Требуется собрать нагрузки на монолитную балку перекрытия жилого дома (балка по оси «2» в осях «Б-В» на рис.1). Размеры сечения балки: h = 0,5 м, b = 0,4 м. Конструкцию пола принять по рисунку в Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания. Решение Данный тип здания относится ко II классу ответственности. Коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. Состав пола и значения постоянных нагрузок примем из примера 1.1. Нагрузки, действующие на балку, принимаются линейно распределенными (кН/м). Для этого равномерно распределенные нагрузки на перекрытие умножаются на ширину грузового участка, равному для средних балок шагу рам. В нашем примере см. рис. 1 ширина грузового участка составляет В = 6,6 м. Остается умножить постоянную нагрузку, вычисленную в примере 1.1, на данную величину и записать в таблицу 1: q1 = 5,89*В = 5,89*6,6 = 38,87 кН/м; q1p = 6,63*В = 6,63*6,6 = 43,76 кН/м. Таблица 1 Сбор нагрузок на балку перекрытия Вычислим нагрузку от собственного веса балки. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). При высоте балки h = 0,5 м и ее ширине b = 0,4 м нормативное значение нагрузки от собственного веса составляет q2 = 25*h*b*γн =25*0,5*0,4*1,0 =5,0 кН/м. Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,1, тогда расчетное значение составит: q2р = q2*γt =5*1,1 =5,5 кН/м. Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет q = q1 + q2 = 38,87 + 5,0 = 43,87 кН/м; расчетная: qр = q1р + q2р = 43,76 + 5,5 = 49,26 кН/м. Понижающие коэффициенты φ1, φ2, φ3 или φ4, при расчете балок нормативные значения нагрузок, допускается снижать в зависимости от грузовой площади А, м2, рассчитываемого элемента умножением на коэффициент сочетания φ. При грузовой площади А = 6,6*7,2 = 47,52 м2 и при А = 47,52 м2 > А1 = 9,0 м2 для помещений коэффициент сочетания φ1 определяется по формуле: φ1 = 0,4 + 0,6/ √(А/А1) = 0,4 + 0,6/√(47,52/9,0) = 0,66. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0 и коэффициент сочетания φ1 = 0,66, итоговая нормативная кратковременная полезная нагрузка составляет: ν1 = 1,5*В*γн*φ1 = 1,5*6,6*1,0*0,66 = 6,53 кН/м. При нормативном значении временной нагрузки менее 2,0 кПа коэффициент надежности по нагрузке γt принимается равным γt = 1,3. Тогда расчетное значение составляет: ν1р = ν1*γt = 6,53*1,3 = 8,49 кН/м. Длительную полезную нагрузку получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35 т.е: р1 = 0,35*ν1 = 0,35*6,53 = 2,29 кН/м; р1р = р1*γt = 2,29*1,3 = 2,98 кН/м. Нормативное значение равномерно распределенной нагрузки от перегородок составляет не менее 0,5 кН/м2. Приводим ее к линейно распределенной нагрузке на балку путем умножения на ширину грузового участка В=6,6 м: р2 = 0,5*В*γн = 0,5*6,6*1,0 = 3,3 кН/м. Расчетное значение нагрузки тогда: р2р = р2*γt = 3,3*1,3 = 4,29 кН/м. I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и балки) + полезная (кратковременная). При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициент Ψl, Ψt вводить не следует. q1 = q + ν1 = 43,87 + 6,53 = 50,4 кН/м; q1р = qр + ν1р = 49,26 + 8,49 = 57,75 кН/м. II сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и балки) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная). Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψ1 принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψ2 для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7. Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициент Ψl и Ψt = 1,0. qII = q + ν1 + р2 = 43,87 + 6,53 + 3,3 = 53,7 кН/м; qIIр = qр+ ν1р + р2р = 49,26 + 8,49 + 4,29 = 62,04 кН/м. Смотрите так же другие примеры spravkidoc.ru Существуют специальные таблицы, позволяющие рассчитать предельно допустимую нагрузку на балку в зависимости от длины бревна и размера его поперечного сечения. Однако все приведенные величины являются лишь примерными. Для более точных расчетов необходимо учитывать дополнительные факторы, речь о которых пойдет ниже. Основой надежности крыши, стропил или любой другой несущей конструкции является несущая способность ее элементов, которая зависит от следующих факторов: В качестве основы расчетов берется предельно допустимая нагрузка на 1 кв.м. площади. Средняя норма нагрузки в обычном жилом здании составляет минимум 200 килоньютонов (кН). Так как один килоньютон приблизительно равен ста килограммам, можно проводить и грубые расчеты «один к одному». Хотя если говорить точно, то 1 кН равен 101,97 кг. В таблице ниже вы найдете приблизительные значения предельно допустимой нагрузки на балку, выраженные в килограммах на метр: На безопасность влияют не только характеристики самих балок, но и допустимая предельная нагрузка всей конструкции. Потенциально слабыми местами могут быть: Если вес или длина балок в конструкции превышает допустимую норму, используйте опорные балки или раскосы под балки, которые примут на себя лишний вес. Кроме того, таким образом вы можете использовать имеющиеся под рукой балки малого сечения Источник: diybook.de homebuilding.ru Металлические балки двутавровые Кроме повсеместно ведущегося строительства многоэтажных зданий с большим числом квартир, широкое распространение получило сооружение частных домов, причем не только небольших одноэтажных, но и довольно крупных, с двумя и более этажами, иногда и с мансардой наверху или обитаемым чердаком. Для таких домов уже не подходит каркасный метод; материалом часто служит, вместо дерева, кирпич или железобетон. Возведение крупных частных домов должно вестись по всем правилам строительной науки, так как ошибки при проектировании или воплощении проекта могут привести к нежелательным последствиям. Если строящийся дом представляет собой капитальное здание – из бетона, кирпича, шлакоблока, то для потолочных перекрытий, межэтажных и чердачных, целесообразно применить железобетонные плиты. Наиболее подходящий тип каркаса, способный выдержать вес таких перекрытий, – это каркас, элементом которого является металлическая балка двутаврового профиля. Именно этот вид проката, установленный своей стенкой вертикально, обладает наибольшей несущей способностью. Естественно, фундамент и стены дома при этом должны быть достаточной прочности, чтобы выдерживать дополнительный вес от 0,5 до 1 тонны – столько металла, в зависимости от количества балок и номера профиля может понадобиться для потолочного перекрытия. Чтобы избежать лишних затрат и лишнего веса каркаса потолка, а также не допустить обрушения или значительного прогиба балок, необходимо заранее рассчитать их параметры и по результатам расчета подобрать нужный прокат. Расчет сводится к вычислению следующих величин: требуемого момента сопротивления и минимального момента инерции сечения балки, а исходя из последнего – максимального относительного прогиба. Расчет ведется по двум характеристикам – на прочность и на жесткость. По полученным значениям момента сопротивления и момента инерции в таблицах ГОСТ находят требуемый номер проката.
Для каркаса потолочных перекрытий малогабаритных частных домов обычно используется двутавр 10 – 20 номеров. Характеристики этих профилей приводятся в ГОСТ 8239-72 – их линейные размеры, площади сечения, максимальные моменты сопротивления по вертикали Wy и минимальные моменты инерции Jy. Необходимо знать тип плит, которые будут опираться на балочный каркас, а также размеры несущего периметра дома. Можно применить пустотные железобетонные плиты ПК-12-10-8 (1180 х 990 мм, масса 380 кг), а размеры дома взять 4,5 х 6 м. Балки укладываются вдоль короткой стены; шаг укладки при таком размере плит равен 1000 мм (стыки плит совпадают с продольными осями балок, при минимальном зазоре 1 см). Это потребуется для расчета распределенной нагрузки, и исходя из нее – линейной нагрузки на балку, вес самой балки по сравнению с распределенной нагрузкой мал, и при вычислении линейной нагрузки им можно пренебречь. Распределенная нагрузка при таком типе плит будет равна 325 кгс / м2. К этому надо добавить нагрузку возможных перегородок на верхней стороне перекрытия (75 кгс / м2) и возможную временную нагрузку (200 кгс / м2). В итоге нагрузка, распределенная по площади: Q = 325 + 75 + 200 = 600 кгс / м2, а линейная нагрузка q = Q * p = 600 кгс / м = 6 кгс / см. Эта величина используется в дальнейших расчетах. Изгибающий момент для каждой балки вычисляется, исходя из величины линейной нагрузки q, шага укладки балок p и длины перекрываемого пролета L. Так как балки укладываются вдоль короткой стороны, то L = 4,5 м = 450 см (конечно, сами балки длиннее – около 5 м, так как опираются на стены, но шарнирными опорами для них служат именно внутренние края стен). Искомая величина момента, в таком случае: My = (q * L2) / 8 = 6 * 4502 / 8 = 151875 кгс * см. Максимальный момент сопротивления сечения балки можно рассчитать, разделив изгибающий момент на расчетное сопротивление стали – например, марки С235, равное 2150 кгс / см2: Wy = 151875 / 2150 = 70,6 см3. Это полученное значение надо сравнить с величиной момента сопротивления сечения двутавровой балки. Из таблицы ГОСТ 8239-72 видно, что вычисленный показатель примерно соответствует (с запасом) моменту сопротивления для профиля 14 (81,7 см3). Следовательно, этот номер проката будет удовлетворять требованиям к прочности балок. Жесткость балок характеризуется максимальной величиной прогиба при заданных исходных параметрах. В случае распределенной нагрузки прогиб вычисляется по формуле: f = 5 * q * L4 / (384 * E * Jy), где Для принятых ранее исходных данных, с учетом того, что из расчета на прочность наиболее подходящим профилем оказался № 14, для которого Jy, по табличным значениям ГОСТ, равен 572 см4, можно получить: f = 2,6 см, а в относительной мере, с учетом того, что длина пролета 450 см – 1 / 172. Это превышает максимально допустимый прогиб, принятый равным 1 / 250. Поэтому расчет приходится повторить и вычислить прогиб для другого номера проката. Для № 16, у которого момент инерции равен 873 см4, абсолютный прогиб получается 1,74 см, а относительный – 1 / 256, что является приемлемым. Итак, для помещения размером 4,5 х 6 м каркас потолочного перекрытия из железобетонных плит ПК-12-10-8 с распределенной нагрузкой 600 кгс / м2 может быть устроен из двутавровых балок профиля № 16 стали марки С235, расположенных вдоль короткой стороны с шагом 1 м. Можно рассчитать, что для такого здания понадобится 7 таких балок длиной по 5 м, и, зная массу и цену погонного метра, вычислить общую массу балочного каркаса и его стоимость. Так, для приведенного примера общее количество погонных метров – 35; масса балочного каркаса из профиля № 16 – 525 кг. opotolkax.com Назначение перекрытия – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера. 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 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 — классификация1. По назначению +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 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 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 перекрытияДля 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 перекрытияСнимают 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. Сечение деревянных балок перекрытияКак 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 сеченияВ деревянных домах в качестве межэтажных балок в декоративных целях может использоваться бревно. Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)Как правило используются для устройства чердачных перекрытий. Круглая балка отличаются высокой устойчивостью на изгиб (зависит от диаметра). Максимальная длина деревянной балки перекрытия из оцилиндрованного бревна составляет 7, 5 м.п. Деревянные двутавровые балки перекрытияМогут быть изготовлены из массива дерева, или в сочетании ОСБ и фанеры. Активно используются в каркасном строительстве. Деревянные двутавровые балки перекрытияПреимущества 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). Расчет деревянного перекрытияРасстояние 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 балкамПредположим, 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. Если используется не сосна, тогда значение следует скорректировать на переходящий коэффициент (приведен в СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)). 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. 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. 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. #ремонт#книгаремонта kakpostroit.su Бывают случаи, когда деревянные балки для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом. В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба. Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка. Условия эксплуатации: Длина пролета (L) - расстояние между двумя внутренними гранями стен. Другими словами, пролет, который перекрывают рассчитываемые балки. Шаг балок (Р) - шаг по центру балок, через который они укладываются. Вид перекрытия - в случае, если на последнем этаже Вы жить не будете, и он не будет сильно захламляться милыми Вашему сердцу вещами, то выбирается "Чердачное", в остальных случаях - "Междуэтажное". Длина стены (Х) - длина стены, на которую опираются балки. Характеристики балки: Длина балки (А) - самый большой размер балки. Вес 1 п.м. - данный параметр используется как бы во втором этапе (после того, как Вы уже подобрали нужную балку). Расчетное сопротивление Ry - данный параметр зависит от марки стали. Например, если марка стали: Но обычно в расчете используется Ry = 210 МПа для того, чтобы обезопасить себя от разного рода "форс-мажерных" ситуаций. Все-таки в России живем - привезут металлопрокат из стали не той марки и все... Модуль упругости Е - этот параметр зависит от вида металла. Для самых распространенных его значение равно: Нагрузка: Значения нормативной и расчетной нагрузок указываются после их сбора на перекрытие. Цена за 1 т - стоимость 1 тонны металлопроката. Расчет по прочности: Wтреб - требуемый момент сопротивления профиля. Находится по сортаменту (есть ГОСТах на профили). Направление (х-х, y-y) выбирается в зависимости от того, как будет лежать балка. Например, для швеллера и двутавра, если Вы хотите их поставить (т.е. больший размер направлен вверх - [ и Ι), нужно выбирать "x-x". Расчет по прогибу: Jтреб - минимально допустимый момент инерции. Выбирается по тем же сортаментам и по тем же принципам, что и Wтреб. Другие параметры: Количество балок - общее количество балок, которое получается при укладки их по стене X с шагом P. Общая масса - вес всех балок длиной А. Стоимость - затраты на покупку металлических балок перекрытия. svoydomtoday.ruЭти примеры помогут сделать расчет металлической балки без напряга. Нагрузка на балку перекрытия
Пример 1.3 Сбор нагрузок на балку перекрытия
Вид нагрузки
Норм. кН/м
Коэф. γt
Расч. кН/м
Постоянная нагрузка
1. Ж.б. плита + пол
38,87
43,76
2. Собственный вес балки
5,0
1,1
5,5
Всего:
43,87
49,26
Временная нагрузка
1. Полезная нагрузка:
кратковременная ν1
длительная р1
6,53
2,29
1,3
1,3
8,49
2,98
2. Перегородки (длительная) р2
3,3
1,3
4,29
Расчет нагрузки на балку перекрытия. Красивые интерьеры и дизайн
Восемь важных факторов при расчете нагрузки на балку перекрытия
Один килоньютон — это чуть больше ста килограмм
Сечение (см) Длина балки (м) Нагрузка (кг/м) 6/10 3 1,63 6/10 10 0,73 6/20 3 3,26 6/20 10 1,47 8/10 3 1,80 8/10 10 0,98 8/20 3 3,59 8/20 10 1,96 10/10 3 1,94 10/10 10 1,17 10/20 3 3,87 10/20 10 2,33 Крепления часто бывают самым слабым местом
Расчет металлической балки перекрытия на прогиб и на жесткость
Исходные данные для расчетов
Расчет на прогиб
Расчет на жесткость
Итоги расчета
Виды деревянных балок перекрытия - расчет балки на изгиб, прочность и нагрузку
Стены и перекрытия – основные элементы любого строительства. Расчет металлической балки перекрытия
Калькуляторы по теме:
Инструкция к калькулятору
Исходные данные
Результат
