Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников
Строительные работы в Севастополе
При конструировании кровельной системы небольшого по размерам здания (частный дом, гараж, сарай и т.п.) применяются такие несущие элементы, как однопролетные деревянные балки. Они предназначены для перекрытия пролетов и выступают основанием для укладки настила на крышу. На этапе планирования и создания проекта будущей постройки в обязательном порядке осуществляется расчет несущей способности деревянных балок. Деревянный балки предназначены для перекрытия пролетов и выступают основанием для укладки настила на крышу. К процессу расчета, выбора и укладки несущих элементов следует подходить со всей ответственностью, так как от этого будет зависеть надежность и долговечность всего перекрытия. За многие столетия существования строительной индустрии выработались некоторые правила конструирования кровельной системы, среди которых стоит отметить следующие: Схема монтажа деревянных балок перекрытия. Кровля передает несущим элементам нагрузку, которая состоит из собственного веса, включая вес используемого теплоизоляционного материала, эксплуатационного веса (предметов, мебели, людей, которые могут по ней ходить в процессе выполнения тех или иных работ), а также сезонных нагрузок (например, снега). Точный расчет выполнить в домашних условиях у вас вряд ли получится. Для этого нужно обратиться за помощью в проектную организацию. Более простые расчеты можно произвести самостоятельно по такой схеме: Рисунок 1. Таблица минимально допустимого расстояния между балками. Узнав нагрузку, можно приступать к расчету габаритов однопролетных деревянных балок. Несущая способность балок зависит от их сечения и шага укладки. Данные величины являются взаимосвязанными, поэтому их расчет осуществляется одновременно. Оптимальной формой для балок перекрытия является прямоугольная с соотношением сторон 1,4:1, то есть высота должна быть больше ширины в 1,4 раза. Расстояние между соседними элементами должно быть не менее 0,3 м и не более 1,2 м. В случае монтажа рулонного утеплителя стараются сделать шаг, который будет равен его ширине.Деревянные консольные балки. Пример расчета деревянных консольных балок. Расчет несущей способности деревянной балки
основные правила выбора и монтажа
Основные правила выбора и монтажа однопролетных балок
Расчет нагрузок, действующих на перекрытие
Расчет сечения деревянных балок и шага укладки
Если конструируется каркасный дом, то ширина принимается равной шагу между стойками каркаса.
Для определения минимально допустимых размеров балок при шаге их укладки в 0,5 и 1,0 м можно воспользоваться специальной таблицей (рис. 1).
Все вычисления должны производиться в строгом соответствии с существующими нормами и правилами. При возникновении некоторых сомнений в точности расчетов полученные значения рекомендуется округлять в большую сторону.
Не нашли ответа в статье? Больше информации по теме:
-
Детальный расчет кубатуры обрезной доски Расчет кубатуры доски обрезной. Что такое кубатурник и какие в него входят элементы. Почему лучше производить все расчеты в голове. Расчет материала с набором популярных параметров.
-
Какое выбрать расстояние между стропилами?
1poderevu.ru
Расчёт деревянных балок – важный этап в строительстве дома
Чтобы возвести качественное и надёжное жильё из бруса, нужно сначала сделать правильный расчёт для выяснения несущей способности балок. Без грамотного анализа каждого параметра нельзя возвести добротный дом, который простоит десятки лет. Поэтому, прежде чем приступать к строительным работам, важно выполнить точные расчёты балок на прогиб. Если этого не сделать, готовая постройка может в скором времени обрушиться.
Сегодня рынок предлагает большой выбор строительных материалов, которые используются в производстве перекрытий, однако самым популярным и востребованным остается дерево. Этот материал обладает уникальными свойствами:
- Перекрытия из дерева весят гораздо меньше, чем монолит или железобетон.
- Дерево легко поддаётся обработке, это упрощает изготовление балочных перекрытий нужного размера и формы.
- Характеристики перекрытия с использованием древесины позволяют применять различные типы изоляции.
- Дерево экологически чистое и безопасное.
Перекрытие из дереваОднако, кроме многочисленных достоинств у деревянного перекрытия отмечается большой минус – ограничение нагрузки. Данное обстоятельство уменьшает область использования этого материала.
Виды перекрытий
Исходя из планировки, наличия или отсутствия подвального помещения в доме и этажности, перекрытия делятся на нескольких видов:
- Чердачное.
- Подвальное.
- Цокольное и мансардное.
- Межэтажное.
Перекрытие межэтажноеКак выполнить расчёт
Сразу скажем, что выполнить грамотно расчёт – задача сложная, поэтому лучше такую работу доверить профессионалам. Здесь имеет значение, сколько в доме деревянных балок расположено, каким должен быть их размер и многое другое. Первым делом вымеряют пролёт, на который потом будет выполняться перекрытие балками. Важно правильно определиться с тем, каким способом крепить балки перекрытия пола и стен, на какую глубину в стене деревянного дома укладывать крепежные элементы. После этого можно правильно подсчитать, какой несущей способностью обладают деревянные балки на прогиб и ещё большое количество иных параметров, которые тоже играют огромную роль.
Балки закреплёны в кирпичной стенеДлина
Прежде чем приступать к расчётам несущей способности деревянных балок, уложенных на пролёт, нужно точно определить длину каждой доски. Этот параметр узнаётся замером длины пролёта. При расчёте учитывают небольшой запас. Если балки пола или перекрытия будут входить в стены, это скажется на их длине, следовательно, и на всех последующих проводимых расчётах.
При расчётах большую роль играет и материал, который использован для строительства жилья. Если дом построен из кирпича, тогда доски нужно устанавливать внутрь гнёзд на глубину примерно 100-160 мм. А вот если речь идёт о жильё, которое построено из дерева, то здесь параметры по принятым СНиПам другие. Глубина гнёзд, куда потом будут вставляться деревянные балки составит 70-100 мм. Этот факт скажется и на несущей способности.
Если при установке брёвен используются хомуты, в этом случае длина балок должна полностью соответствовать проёму. В этом случае определяют точное расстояние от одной стены до другой, без запаса, чтобы узнать несущую способность конструкции.
Внимание! При создании ската кровли нужно, чтобы доски выступали за стены на 40-50 см. Это придется принимать во внимание при расчёте способности конструкции сопротивляться нагрузкам.
Если речь идёт исключительно о математических расчётах, то здесь мало что зависит от задумок архитекторов. Наибольшая длина доски обрезной составляет строго шесть метров, иначе несущая способность значительно уменьшится, при этом уровень прогиба увеличится. Есть такие дома, в которых пролёт составляет 10 и даже 12 м. Однако здесь укладывается бурс клееный. А для надёжности рекомендуется устанавливать опоры, в роли которых служат добавочно построенные колоны или перегородки.
Общая информация о проведении подсчёта
В малоэтажном строительстве домов используют однопролётный вариант деревянных балок. Их длина бывает разной, это зависит от параметров будущей постройки. Этот факт играет большую роль в надёжности строения. Несущими элементами выступают бруски из дерева толщиной от 55 до 155 мм, а высота сечения – от 140 мм до 250. Такие параметры чаще всего задействуются при выполнении расчётов несущей способности досок.
Чтобы укрепить балочную конструкцию, строители применяют так называемую перекрёстную схему монтажа, такой способ дает лучший результат при незначительных временных затратах и небольшом расходе стройматериалов. Оптимальная длина пролета – от 2,5 метров до 4.
Как сделать расчёт способности балки несущей на прогиб
За многие годы практики в домостроении прижился определённый канон, его и применяют, если требуется выполнить расчёты балок на их несущую способность и на прогиб. Это формула M/W <= Rд. Давайте разберём, что в этой формуле обозначает каждая переменная:
- В начале формулы расчёта на изгиб стоит буква М. Она обозначает изгибающий момент, который исчисляется в кгс *м.
- Втрое обозначение выражено буковой W. Данный показатель указывает на момент сопротивления и исчисляется в см3.
Расчёт изгиба досок – это одна часть формулы. Обозначение М говорит об этом показателе. А вот чтобы определить параметр, используют другую формулу, которая выглядит так: M=(ql2)/8. Здесь только две переменных, однако, как раз они и определяют несущую конечную способность:
- Обозначение q – это показатель нагрузки, которую может перенести балка.
- Обозначение l — это показатель длины каждой отдельной доски.
Внимание! Конечный результат расчёта способности несущей балки или досок напрямую зависит от материала, который использован для изготовления балки и от применённого метода её обработки.
Схема укладки балки потолочнойПочему нужно точно выполнить расчёт прогиба
Отметим, что данный параметр играет большую роль в определении прочностных характеристик конструкции. Ведь только одной стойкости уложенного на перекрытии бруса мало, чтобы обеспечить постройке надёжность и долгий срок службы. Спустя время прогиб под воздействием нагрузки увеличится. Если этот параметр превысит 1/250 от длины перекрытия, риск возникновения аварийной ситуации многократно возрастет.
Как правильно делать расчёт, вы узнаете из этого видео.
Вконтакте
Google+
Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкой
Нужные товары
Всего более 200 товаров в каталогеlaminatepol.ru
Калькулятор балок перекрытия. Программа расчета деревянных балок однопролетных
При конструировании кровельной системы небольшого по размерам здания (частный дом, гараж, сарай и т.п.) применяются такие несущие элементы, как однопролетные деревянные балки. Они предназначены для перекрытия пролетов и выступают основанием для укладки настила на крышу. На этапе планирования и создания проекта будущей постройки в обязательном порядке осуществляется расчет несущей способности деревянных балок.
Деревянный балки предназначены для перекрытия пролетов и выступают основанием для укладки настила на крышу.
Основные правила выбора и монтажа однопролетных балок
К процессу расчета, выбора и укладки несущих элементов следует подходить со всей ответственностью, так как от этого будет зависеть надежность и долговечность всего перекрытия. За многие столетия существования строительной индустрии выработались некоторые правила конструирования кровельной системы, среди которых стоит отметить следующие:
- Длина однопролетных брусьев, их габариты и количество определяются после осуществления измерений пролета, который требуется перекрыть. При этом важно учитывать способ их крепления к стенам здания.
- В стены, возведенные из блоков или кирпича, несущие элементы должны углубляться не менее чем на 15 см, если они изготовлены из бруса, и не менее чем на 10 см, если используются доски. В стены из сруба балки должны углубляться минимум на 7 см.
- Оптимальная ширина пролета, пригодного для перекрытия с помощью балок из дерева, находится в пределах 250-400 см. При этом максимальная длина брусьев составляет 6 м. Если требуется применить более длинные несущие элементы, то в этом случае рекомендуется устанавливать промежуточные опоры.
Расчет нагрузок, действующих на перекрытие
Кровля передает несущим элементам нагрузку, которая состоит из собственного веса, включая вес используемого теплоизоляционного материала, эксплуатационного веса (предметов, мебели, людей, которые могут по ней ходить в процессе выполнения тех или иных работ), а также сезонных нагрузок (например, снега). Точный расчет выполнить в домашних условиях у вас вряд ли получится. Для этого нужно обратиться за помощью в проектную организацию. Более простые расчеты можно произвести самостоятельно по такой схеме:
Рисунок 1. Таблица минимально допустимого расстояния между балками.
- Для чердачных перекрытий, при утеплении которых использовались легкие материалы (например, минвата), на которые не влияют большие эксплуатационные нагрузки, можно говорить, что в среднем на 1 м 2 кровли приходится вес в 50 кг. Согласно ГОСТ для подобного случая нагрузка будет равна: 70*1,3 = 90 кг/м 2 , где 1,3 – запас прочности, а 70 (кг/м 2) – нормированное значение для приведенного примера. Суммарная нагрузка будет равна: 50+90 = 140 кг/м 2 .
- Если в качестве утеплителя применяется более тяжелый материал, то нормированное значение по ГОСТу будет равно 150 кг/м 2 . Тогда общая нагрузка: 150*1,3+50 = 245 кг/м 2 .
- Для мансарды данное значение будет равно 350 кг/м 2 , а для межэтажного перекрытия – 400 кг/м 2 .
Узнав нагрузку, можно приступать к расчету габаритов однопролетных деревянных балок.
Расчет сечения деревянных балок и шага укладки
Несущая способность балок зависит от их сечения и шага укладки . Данные величины являются взаимосвязанными, поэтому их расчет осуществляется одновременно. Оптимальной формой для балок перекрытия является прямоугольная с соотношением сторон 1,4:1, то есть высота должна быть больше ширины в 1,4 раза.
Расстояние между соседними элементами должно быть не менее 0,3 м и не более 1,2 м. В случае монтажа рулонного утеплителя стараются сделать шаг, который будет равен его ширине.
Если конструируется каркасный дом, то ширина принимается равной шагу между стойками каркаса.
Для определения минимально допустимых размеров балок при шаге их укладки в 0,5 и 1,0 м можно воспользоваться специальной таблицей (рис. 1).
Все вычисления должны производиться в строгом соответствии с существующими нормами и правилами. При возникновении некоторых сомнений в точности расчетов полученные значения рекомендуется округлять в большую сторону.
Программа расчета деревянных балок перекрытия — небольшой и удобный инструмент, который упростит основные расчеты по определению сечения бруса и шага его установки при устройстве межэтажных перекрытий.
Инструкция по работе с программой
Рассмотренная программа небольшая и дополнительной установки не требует.
Чтобы было понятнее, рассмотрим каждый пункт программы:
- Материал — выбирае
mirhat.ru
|
|
doctorlom.com
Деревянные консольные балки. Пример расчета деревянных консольных балок.
Пример расчета деревянных консольных балок.
Несущая способность деревянных консольных балок проверяется на прочность по формуле:M/W<=Rдгде,M - изгибающий момент балки определяемый расчетом, кгс*мW - момент сопротивления балки, см^3Rд=130 кгс/м^2 - расчетное сопротивление на изгиб для древесины (ель, сосна)
Расчет на прочность выполняется исходя из воздействия расчетных нагрузок, а расчет на изгиб исходя из воздействия нормативных нагрузок.
Ход расчета- Назначить шаг балок исходя из максимального расстояния между балками (для деревянного настила не более 0.75 м)- Определяем ширину зоны с которой нагрузка передается на консольную балку. Она составляет 0.5 ширины пролета настилов с каждой стороны балки.Рассмотрим пример расчета деревянного балкона жилого дома с вылетом несущих консольных балок равным 1.5 м и расстоянием между балками равном 0.6 м. В этом случае ширина сбора нагрузки на балку будет равна 0.6м.
Конструкция рассматриваемая в примере представлена на рисунке ниже.
Определяем собственный вес 1 кв.м настила из половой досок:gнас=600*hнас
gнас=600*0.05=30 кгс/м^2где600 - объемный вес древесины, кг/м^3hнас - толщин настила, м
Принимаем ориентировочно в качестве консольной балки бревно диаметром 20 см.Площадь сечения балки составит 0.0305 м^2.Определяем вес погонного метра балки:gбал_пм=600*F
gбал_пм=600*0.0305=18.3 кг/мгде600 - объемный вес древесины, кг/м^3F - площадь сечения балки, м^2
Временную нормативную нагрузку на перекрытие принимаем равной 200 кгс/м^2Итого нагрузка на 1 м^2 перекрытия составит:gн_п=30+200=230 кгс/м^2gр_п=30*1.1+200*1.2=273 кгс/м^2
Нагрузка на 1 п.м. консольной балки при ширине зоны сбора равной 0.6 м будет равна:gн=230*0.6+18.3=156.3 кгс/мgр=273*0.6+18.3*1.1=183.93 кгс/м
Далее определяем изгибающий момент консольной балкиМ=(g*l^2)/2М=(183.93*1.5^2)/2=206.9 кгм
Определяем расчетное сечение балки:Перед этим приводим размерности к одному видуМ=206.9 кгм=20690 кгсмW=20690/130=159.15 см^3
по таблицам определяем сечение консольной балки для W=159.15 см^3 и получаем Ф12 смПроверяем на прогиб (расчет по нормативным нагрузкам)f=(1/8)*(gн*l^4)/EJгдеE - модуль упругости (для древисины вдоль волокон равен 100000 кгс/м^2)J - момент инерции балки, см^4 (по таблицам)
Таблица - Балки прямоугольного сечения
Таблица - Балки из бревен
gн=156.3 кгс/м=1.563 кг/смl=150 см
f=(1/8)*(1.563*150^4)/(100000*916)=1.08
Сравниваем полученный прогиб f с предельным прогибом по таблице 
fпр=l/200=150/200=0.75 смf=1.08>0.75 ТОЕСТЬ БАЛКА Ф12 см НЕ ПРОХОДИТ ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ ПРОГИБУ
принимаем балку большего диаметра Ф14 смf=(1/8)*(1.563*150^4)/(100000*1697)=0.58f=0.58<0.75 ТОЕСТЬ БАЛКА Ф14 см ПРОХОДИТ ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ ПРОГИБУ И ПРОЧНОСТИ
www.stroyka-voprosy.ru
| Характеристики: Момент инерции 9 476,5 см4 Момент сопротивления 631,8 см3 Модуль упругости 12 000 МПа Расчетное сопротивление 22,0 МПа | Характеристики: Момент инерции 11 520,0 см4 Момент сопротивления 960,0 см3 Модуль упругости 9 000 МПа Расчетное сопротивление 14,0 МПа | Характеристики: Момент инерции 8 788,0 см4 Момент сопротивления 676,0 см3 Модуль упругости 14 000 МПа Расчетное сопротивление 26,5 МПа |
| Производим расчет по первому предельному состоянию: (где, R - расчетное сопротивление изгибу, M-максимальный момент (M=q*L2/8; M=160*5,82/8=672,8 кНм), W-момент сопротивления) | ||
| R=M/W R=672,8 кНм/631,8*10-6 см3= 1,06 кНм2 = 10,6 МПа < Rрасч =22 МПа Выполнено. | R=M/W R=672,8 кНм/960*10-6 см3= 0,7 кНм2 = 7 МПа < Rрасч =14 МПа Выполнено. | R=M/W R=672,8 кНм/676*10-6 см3= 0,99 кНм2 = 9,9 МПа < Rрасч =26,5 МПа Выполнено. |
| Производим расчет по второму предельному состоянию: (f/L < fпред/L где fпред - предельный прогиб, по СНиП II-25-80 для перекрытий равный 1/250 f/L=5*q*L3/(384*E*J)) | ||
| f/L=5*160*5,83 / (384*12000*105*9476,5*10-8)=0,00358 <fпред/L=0,004 Выполнено. | f/L=5*160*5,83/ (384*9000*105*11520*10-8)= 0,00392 <fпред/L=0,004 Выполнено. | f/L=5*160*5,83/ (384*9000*105*8788*10-8)= 0,00392 <fпред/L=0,004 Выполнено. |
| Вывод: все 3 материала с данными геометрическими характеристиками примерно равны по своей несущей способности и удовлетворяют условиям прогибов. | ||
| Сравним цены и эксплуатационные характеристики | ||
|
|
|
enter-city.ru
Методика расчета несущих конструкций из различных материалов
На балки перекрытия приходится значительная нагрузка, поэтому во избежание чрезмерного прогиба перекрытий и обрушения зданий необходимо выполнять расчет данных несущих конструкций. Балки изготавливаются из деревянного бруса, металлопроката и железобетона. Ниже приводятся простейшие методики расчетов и рекомендации по выбору балок из указанных материалов.
Расчет деревянных балок
Для расчета деревянных балок необходимо знать распределенную нагрузку на перекрытие, длину балок и расстояние между ними. Балки укладываются параллельно короткой стороне здания, распределенная нагрузка выбирается равной 400 кг/кв. метр для межэтажных и 200 кг/кв. метр для чердачных перекрытий. Для примера рассчитаем балки для комнаты размерами 6х4,5 метра, при этом длина балки будет равна около пяти метров, но расчет ведется исходя из расстояния между стенами — 4,5 метра. Расстояние между балками выбираем равным 0,8 метра.
Рассчитываем максимальный изгибающий момент:
М = (q х hхl2) / 8 = 400 х 0,8 х 4,52 / 8 = 810 кгм = 81000 кгсм;
где q — распределенная нагрузка, h — расстояние между балками; l — длина пролета.
Требуемый момент сопротивления балки равен:
W = М / R = 81000 / 142,71 = 567,6 куб. см;
где R — расчетное сопротивление древесины, для сосны равное 14 МПа или 142,71 кгс/кв. см.
Задавая ширину сечения бруса (10 см) определяем высоту балки:
h = √(6W/b) = √(6 х 567,6/10)= 18,5 см;
где h — высота, b — ширина балки. Результаты расчетов показывают, что можно применить брус 10х20 см.
Оптимальное соотношение ширины и высоты балки равняется 1:1,4. Подставляя в формулы разные значения расстояний между балками и их ширины подсчитываем расход материалов и выбираем наиболее экономичный вариант при оптимальном сечении.
Для выбора деревянных балок можно воспользоваться онлайн калькулятором Романова или таблицами, в которых по результатам расчетов приведены наиболее типичные варианты. Подобные материалы можно легко найти в интернете.
Прогиб деревянной балки должен быть менее 1/250 ее длины, для нашего случая 450/250 = 1,8 см. Он рассчитывается по формуле:
f=(5ql4)/(384EI) = 5 х 400 х 4,5 х 4,5 х 4,5 х 4,5 / 384 х 109 х 6666.6667 х 10 — 8 = 3,2 см;
где E — модуль упругости, для древесины равный 109 кгс/м2; I — момент инерции, для балки прямоугольного сечения равный:
I = b x h4 / 12 = 10 х 203 / 12 = 6666.6667 см4.
В данном случае прогиб больше допустимого, поэтому следует выбрать брус большего сечения или уменьшить расстояние между балками и повторить расчеты.
Расчет металлических балок
Методика определения максимального изгибающего момента и момента сопротивления одинакова для балок из любого материала. Металлические балки чаще всего изготавливаются из двутавра. Величину допустимого момента сопротивления для выбранного профиля можно узнать в справочнике по металлопрокату или вычислить на онлайн калькуляторе по геометрическим размерам. Расчеты значительно облегчаются при использовании программ, имеющихся в интернете. В таблице указаны рекомендуемые номера двутавров при распределенной нагрузке 400 кгс/кв. м.
| Расстояние между балками (метров) | Двутавр при пролете 3 метра | Двутавр при пролете 4 метра | Двутавр при пролете 6 метров |
| 1000 | №10 | №12 | №20 |
| 1100 | №10 | №12 | №20 |
| 1200 | №10 | №12 | №20 |
- Как обеспечить правильное примыкание крыши к стене дома, читайте в нашей статье.
- Что представляет собой кровельный аэратор, Вы узнаете из данной публикации.
- О характеристиках и особенностях конструкции винилового сайдинга Хольцпласт мы рассказываем по этой ссылке.
Расчет железобетонных балок
Заводские балки выбираются по допустимому моменту сопротивления, который указывается в документации. Выбор конструкции монолитных балок затруднен тем, что железобетон является материалом, состоящим из нескольких компонентов и предусмотреть влияние всех факторов на несущую способность балки довольно сложно. Методику расчетов смогут осилить лишь специалисты, изучившие сопромат и имеющие практический опыт.Общие рекомендации по выбору железобетонных балок сводятся к следующему:
- Бетон выдерживает значительные нагрузки на сжатие, а арматура — на растяжение, поэтому она устанавливается в растянутой зоне — нижней части балки.
- Высоту сечения балки выбирают большей 1/20 длины пролета, отношение высоты к ширине сечения — равным 7:5.
- Диаметр арматуры должен быть 12 мм и более, количество прутков — не менее 4, в нижней части сечения укладывается более толстая арматура (арматура в верхней части нужна, если балка изготавливается на почве и устанавливается на место подъемным краном).
- Бетонировка должна осуществляться в один прием, следующая порция бетона укладывается до схватывания предыдущей.
- Выбор балок упрощается при использовании программ, определяющих их сечение и количество арматуры.
Заключение
Приведенные формулы и рекомендации дают представление о методике расчетов и с большинстве случаев пригодны для выбора балок перекрытия. Более сложные методики учитывают все условия работы, при этом производится проверка на устойчивость к нагрузкам, действующим в разных направлениях.
Выбор балок упрощается при использовании программ и онлайн калькуляторов, которые имеются в интернете. Программы делаются людьми, а люди могут допустить ошибки, поэтому перед использованием программ нужно почитать отзывы, написанные пользователями.
okrovle.com
