Расчет деревянных балок перекрытия – Онлайн-калькулятор для расчета деревянных балок перекрытия

Содержание

Расчет деревянной балки перекрытия

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

Содержание:

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор. С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:

  • Тип 1 — цельная деревянная балка.
  • Тип 2 — клееная балка из досок.
  • Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.
  • Тип 4 — обрезанное бревно.

Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь. Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mдвводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kwкоэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб требуемый момент сопротивления.

Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб — в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас — Fбалки < Fmax — сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем — общая кубатура балок.

Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

svoydomtoday.ru

Расчет деревянной балки перекрытия на прогиб, пример, таблица

Применяется и такое конструктивное решение, когда несущие элементы перекрытия являются частью стропильных конструкций. В этом случае балка является конструкцией для формирования свеса, то она  опирается на мауэрлат  и имеет выпуск за внешнюю грань каждой стены примерно на 500 мм. Это конструктивное решение может увеличить её длину примерно на 1 метр.

Производя подбор и расчет деревянных балок необходимо помнить, что самым оптимальным расстоянием, которое можно перекрывать, применяя эти конструктивные элементы, является 6 метровый пролет.

При необходимости перекрывать большие расстояния рекомендуется  использование деревянных конструкций прямоугольного или двутаврового сечения изготовленных из клееного бруса или применять промежуточные конструкции, такие как стойки, колонны, декоративные арки и т.п.

Сбор нагрузок воздействующих на балки

Диапазон различного вида нагрузок действующих на несущие конструкции достаточно велик. Он различается исходя из целевого применения балки, то есть ответа на вопрос эта балка располагается в междуэтажном или чердачном перекрытии. Конструкции междуэтажных перекрытий несут нагрузку в основном только от веса самого перекрытия, от  процесса жизнедеятельности людей которые там находятся и того производственного процесса который там проходит.

Так расчетная нагрузка на междуэтажное перекрытие  в жилых зданиях равна 150кг/м2  х 1,3 = 195 кг/м2.

Коэффициент 1,3 обеспечивает надежность работы конструкции. Вес междуэтажного перекрытия включает вес балок, полов, конструкций потолка, утеплителя. При производстве расчетов вес междуэтажного перекрытия лучше всего рассчитывать в каждом случае индивидуально.

Нагрузка на чердачное перекрытие, эксплуатация которого не предусматривает 70 кг/м2 х 1,3 = 91 кг/м².

Вес самого чердачного перекрытия включает в себя вес балок, утеплителя, материала зашивки и составляет 50 кг/м2.  В случае, если балка является не только чердачным перекрытием, но и входит в конструкцию стропильной системы здания, то её расчет производится в составе стропильных конструкций.

В случае, когда величина прогиба превышает указанные величины, это может нанести существенные деформационные изменения в геометрии потолочных конструкций.  Так при длине балки перекрытия 6 метров величина допустимого прогиба будет составлять 17 мм. Если предположить, что потолок в помещении будет из гипсокартонных плит, то образование трещин неминуемо. Поэтому производя расчет, следует сразу же учитывать материал,  из которого будет выполняться конструкция потолка. Если заказчик для оформления потолка будет использовать подвесные конструкции типа «Армстронг», то беспокоиться не о чем, а если для отделки будут применяться материалы на основе гипса, минеральных вяжущих, то возможно стоит увеличить надежность перекрытия и увеличить сечение балок, чтобы полностью исключить возможность прогиба.

opotolkax.com

Расчет деревянной балки онлайн, программа расчета балок перекрытия

Строительство зданий – сложная работа, требующая точных расчетов и качественного выполнения работы. Основным материалом в строительстве жилых домов является древесина. Несущие конструкции изготавливаются из этого материала. Рассмотрим способы расчета балки онлайн.

Разновидности перекрытий

Назначение:

  1. Межэтажные.
    Прочное, надежное перекрытие. Между двумя материалами складываются звуко- и теплоизоляционные наполнители.
  2. Чердачное.
    Является частью стропильной конструкции крыши. Чердак оборудован изоляцией от шума и пара.
  3. Цокольное.
    Выносят высокие нагрузки. Делаются с теплоизоляцией.

Балки бывают двух видов:

  1. цельные;
  2. клееные.

Слабым звеном монолитных балок является ограниченная длина. Не могут быть больше 5 метров.

Преимуществами клееных балок над цельными являются:

  • перекрытие больших пролетов;
  • легкость установки;
  • маленькая масса;
  • длительная эксплуатация;
  • пожароустойчивые;
  • не деформируются.

Каким образом определяется длина балки?

Обычно размещаются параллельно самой маленькой стене. Размеры зависят от материалов, из которых изготавливаются блоки и от общего объема материала. Для крепления используют металлические крепежи (кронштейны, уголки, пластинки с перфорацией, плитки). Если применяете один из этих видов крепежа, то длина балки должна соответствовать пролету комнаты.

Также балки могут быть частью стропильных элементов. Конструкция опирается на мауэрлат. Данный способ увеличивает длину исходного материала на метр.

Советы для правильного расчета:

  1. Учитывайте глубину введения материалов в стену.

    Расчет деревянной балки перекрытия

    Глубина вхождения для стен из кирпича составляет от 150 мм для балок из бруса и 100 мм для досок. В домах из дерева – от 70 мм.

  2. Длина балки составляет минимум 6 м.

Инструкция для подсчета:

  1. замерьте пролет;
  2. выберите закрепляющие элементы;
  3. рассчитайте влияющую нагрузку;
  4. подберите шаг и сечение.

При строительстве можно выпустить балки наружу на 31- 60 см. Таким образом, формируется свес крыши.

Определение действующей нагрузки

В жилом помещении имеется два дверных пролета. Обычно отличаются по размерам, но в квадратной комнате могут быть одинаковыми.

Перемычки укладывают в более коротком проеме ,длиной 3-4 метра. По стандарту, стороны должны соотноситься в пропорции семь к пяти. Так исключается деформация. Если не соблюдать этих пропорций, балки прогнутся. Возможный деформация – два см на четыре метра.

Для устранения провисания бруса, изготовьте снизу на несколько см, при этом придав форму арки.

Прогиб можно рассчитать по формуле f(нор)= L/200

L –длина пролета,

200 – расстояние на единицу погружения дерева.

Нагрузка на любую конструкцию определяется по нескольким формулам.

Первая – геометрическая характеристика сечения стержнями:

W≥M/R . M – время относительно нейтральной оси сечения балки или другого твердого тела,

R – рассчитываемое сопротивление, которое нужно взять из справочника исходя из основы.

Для стержней прямоугольной формы формула выглядит так:

W_Z =b∙ h 2/6,

b – ширина балки,

h – высота.

Перекрытие во многих случаях является кровлей и полом следующего и предшествующего этажей. Объединяйте, учитывая нагрузку мебели на поверхности. Если неправильно распределить, появляется риск разрушения конструкций. Не следует применять уж очень широкий шаг промеж балками и отказываться от лагов. Учитывайте, что пространство между основами зависит от толщины досок. Если имеются лаги, то расстояние посередине должно составлять метр.

Совет! Предусмотрите массу утеплителя. Цокольное перекрытие, длиной 1 м2, весит 100 килограммов. Увеличивает вдвое одну и ту же массу опилкобетон. Керамзит еще тяжелее.

Выяснение сечения и шага балки

  1. Параметры балок строго регламентированы. Так, соразмерность — 1:1:4. Широта – с 5 до 21 сантиметра, высота – от 10 до 31 сантиметра. Учитывайте утеплитель! Бревна перекрытия должны иметь диаметр от 11 до 31 сантиметра.
  2. Установочный шаг — примерно 30–120 сантиметров. При каркасном строении шаг соответствует дистанции промеж твердыми основами.

Требования, предъявляемые к конструкциям:

  • влагосодержание материала — максимум 15%;
  • нельзя использовать испорченную древесину, то есть синюшную, поражённую грибком, насекомыми, грызунами;
  • обработка антисептическим составом;
  • размерное отношение — 7:5 для брусьев;
  • чем больше высота лаг, тем больше нагрузка, выдерживаемая балкой;
  • для ровного перекрытия сделайте подъем ярусов;
  • брусья и бревна замените досками, уложенными на ребро, если укладка интенсивная.

Онлайн калькулятор для расчета деревянных балок

Высота балки (мм)
Ширина балки (мм)
Материал древесины
Пролет (м)
Шаг балок (м)

Произвести расчет балки возможно самостоятельно: рассчитать нагрузки, воздействующие на перекрытие по формулам и параметрам или воспользоваться онлайн калькулятором. Также можно выбрать подходящую конструкцию, исходя из имеющихся условий.

Поделиться

Поделиться

Класс!

+1

Как подсчитать сечение деревянных балок перекрытия

Расчет деревянных балок перекрытия-программы расчета

«Балкомплект» предлагает современные, высокотехнологичные и качественные материалы для малоэтажного домостроения – деревянные двутавровые балки из LVL бруса Ultralam и всевозможные виды крепежа от крупнейшего европейского производителя Rotoblaas, для реализации практически любых задумок и проектов.

Для того, чтобы правильно рассчитать какой тип балки необходимо использовать в каждом конкретном случае и как правильно спроектировать крепежное соединение, требуется провести предварительные расчеты. Партнеры компании «Балкомплект» разработали специальные программы для таких расчетов, доступные для скачивания по ссылкам.


Балкомплект-балка 1.0.2 – программа позволяет проверить балку по максимальному изгибающему моменту, по максимальной поперечной силе, по прогибам, на возможность бокового выгиба. При помощи этой программы возможно произвести расчет учитывая любое количество пролетов, различные условия опирания концов балки, произвольный наклон балки, необходимые отверстия. Также существует возможность применения шаблонов для быстрого расчета, редактирования сортамента сечений. В результате обработки данных программа выдает подробный отчет, который может быть использован в качестве рекомендации к выбору той или иной балки. Все системы расчета основаны на существующих стандартах проектирования и расчета деревянных и клееных конструкций.

Ультралам-балка 2.0.2 – проверка по прогибам, устойчивости плоской формы деформирования, по максимальной поперечной силе, по изгибающему моменту. При правильно проведенных расчетах достигается оптимальная прочность и жесткость балки. В результате обработки данных программа выдает подробный отчет, который может быть использован в качестве рекомендации к выбору той или иной балки. Все системы расчета основаны на существующих стандартах проектирования и расчета деревянных и клееных конструкций.



Myproject 3.0
– идеальный помощник от компании Rotoblaas при проектировании различных видов крепежных соединений – соединение на срез шурупами HBS, соединение потайными скобами ALU, постоянное крепление изоляции шурупами DGZ, усиление конструкций шурупами с полной резьбой, соединение между основной и вспомогательной балкой, соединение шпильками-саморезами. Возможен расчет различных конфигураций путем варьирования количества и типов крепежа, изменения наклона, размеров и видов используемого материала, для того чтобы повысить механическую прочность. Скачать руководство пользователя программы Myproject 3.0 можно здесь.

При строительстве или ремонте деревянного дома использовать металлические, а тем более железобетонные балки перекрытия как-то не в тему. Если дом деревянный то и балки перекрытия логично сделать деревянными. Вот только на глаз не определишь, какой брус можно использовать для балок перекрытия и какой делать пролет между балками. Для ответа на эти вопросы нужно точно знать расстояние между опорными стенами и хотя бы приблизительно нагрузку на перекрытие.

Понятно, что расстояния между стенами бывают разные, да и нагрузка на перекрытие тоже может быть очень разная, одно дело расчет перекрытия, если сверху будет нежилой чердак и совсем другое дело расчет перекрытия для помещения, в котором будут в дальнейшем делаться перегородки, стоять чугунная ванна, бронзовый унитаз и много чего еще.

Поэтому учесть все возможные варианты и выложить все в виде простой и понятной таблицы практически невозможно, а вот рассчитать сечение деревянной балки перекрытия и подобрать толщину досок, пользуясь приведенным ниже примером, я думаю, будет не очень сложно:

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ

Помещения бывают разные, чаще не квадратные. Наиболее рационально крепить балки перекрытия так, чтобы длина балок была минимальной. Например если размер помещения 4х6 м, то если использовать балки длиной 4 метра, то требуемое сечение для таких балок будет меньше, чем для балок длиной 6 м. В данном случае размеры 4 м и 6 м условны, они означают длину пролета балок а не длину самих балок. Балки, само собой, будут длинее на 30-60 см.

Теперь попробуем определиться с нагрузкой. Обычно перекрытия жилых зданий рассчитываются на распределенную нагрузку 400 кг/м&sup2. Считается, что для большинства расчетов такой нагрузки достаточно, а для расчета чердачного перекрытия хватит даже 200 кг/м&sup2. Поэтому дальнейший расчет будет проводиться для вышеуказанной нагрузки при расстоянии между стенами 4 метра.

Деревянную балку перекрытия можно рассматривать как балку на двух шарнирных опорах, в этом случае расчетная модель балки будет выглядеть так:

1. Вариант.

Если расстояние между балками будет 1 метр, то максимальный изгибающий момент:

Мmax = (q х l&sup2) / 8 = 400х4&sup2/8 = 800 кг&#183;м или 80.000 кг&#183;см

Теперь легко определить требуемый момент сопротивления деревянной балки

Wтреб = Мmax / R

где R — расчетное сопротивление древесины. В данном случае балка на двух шарнирных опорах работает на изгиб. Значение расчетного сопротивления можно определить по  следующей таблице:

Значения расчетных сопротивлений для сосны, ели и лиственницы при влажности 12%
согласно СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)

А если материал балки не сосна, то следует расчетное значение умножить на переходный коэффициент согласно следующей таблицы:
Переходные коэффициенты для других пород древесины
согласно СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)

Древесные породы Коэффициент mn для расчетных сопротивлений
растяжению, изгибу,
сжатию и смятию
вдоль волокон
Rp, Rи, Rс, Rсм
сжатию и смятию поперек волокон
Rс90, Rсм90
скалыванию
Rск
Хвойные
1. Лиственница, кроме европейской 1,2 1,2 1,0
2. Кедр сибирский, кроме кедра Красноярского края 0,9 0,9 0,9
3. Кедр Красноярского края 0,65 0,65 0,65
4. Пихта 0,8 0,8 0,8
Твердые лиственные
5. Дуб 1,3 2,0 1,3
6. Ясень, клен, граб 1,3 2,0 1,6
7. Акация 1,5 2,2 1,8
8. Береза, бук 1,1 1,6 1,3
9. Вяз, ильм 1,0 1,6 1,0
Мягкие лиственные
10. Ольха, липа, осина, тополь 0,8 1,0 0,8
    Примечание: коэффициенты mn, указанные в таблице, для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности &#8804;25%), умножаются на коэффициент 0,85.

Для конструкций, в которых напряжения, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок, расчетное сопротивление следует дополнительно умножить на коэффициент mд = 0,8. (п.5.2.в СП 64.13330.2011)

А если Вы планируете срок службы Вашей конструкции более 50 лет, то полученное значение расчетного сопротивления следует умножить еще на один коэффициент, согласно следующей таблицы:

Коэффициенты срока службы для древесины
согласно СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)

Срок службы сооружения до 50 лет 50-100 лет более 100 лет
Коэффициент надежности по сроку службы &#947;н(cc) 1,0 0,9 0,8

Таким образом расчетное сопротивление балки может снизиться почти в два раза и соответственно сечение балки увеличится, но мы пока никаких дополнительных коэффициентов использовать не будем. Если будет использоваться древесина сосна 1 сорта, то

Wтреб = 80000 / 142,71 = 560,57 см&sup3

Примечание: Расчетное сопротивление 14 МПа = 142,71 кгс/см&sup2. Впрочем для упрощения расчетов можно использовать и значение 140 большой ошибки в этом не будет, а будет небольшой запас по прочности.

Так как поперечное сечение бруса имеет простую прямоугольную форму, то момент сопротивления бруса определяется по формуле

Wтреб = b x h&sup2 / 6

где b — ширина бруса, h — высота бруса. Если поперечное сечение балки перекрытия будет непрямоугольным, а, например, круглым, овальным и др, т.е. в качестве балок Вы будете использовать лес-кругляк, тесаные бревна или что-то еще, то определить момент сопротивления для таких сечений можно по формулам, приведенным отдельно.

Попробуем определить необходимую высоту бруса при ширине 10 см.

Как рассчитать деревянные балки перекрытия с помощью онлайн калькулятора

В этом случае

высота бруса должна быть не менее 18,34 см. т.е. можно использовать брус сечением 10х20 см. В этом случае потребуется 0,56 м&sup3 древесины на 7 балок перекрытия.

Для примера, если Вы планируете, что ваша конструкция простоит более 100 лет и при этом более 80% нагрузки будет постоянная + длительная, то расчетное сопротивление для древесины того же класса составит 91,33 кгс/см&sup2 и тогда требуемый момент сопротивления увеличится до 876 см&sup3 и высота бруса при этом должна быть не менее 22,92 см.

2 Вариант.

Если расстояние между балками сделать 75 см, то максимальный изгибающий момент:

Мmax = (q х l&sup2) / 8 = (400 х 0,75 х 4&sup2) / 8 = 600 кг&#183;м или 60000 кг&#183;см

тогда требуемый момент сопротивления деревянной балки

Wтреб = 60000 / 142,71 = 420,43 см&sup3

а минимально допустимая высота бруса 15,88 см при ширине бруса 10 см, если использовать брус сечением 10х17,5 см, то на 9 балок перекрытия потребуется 0,63 м&sup3 древесины.

3 Вариант.

Если расстояние между балками сделать 50 см, то максимальный изгибающий момент:

Мmax = (q х l&sup2) / 8 = (400 х 0,5 х 4&sup2) / 8 = 400 кг&#183;м или 40000 кг&#183;см

тогда требуемый момент сопротивления деревянной балки

Wтреб = 40000 / 100 = 280,3 см&sup3

а минимально допустимая высота бруса 12,96 см при ширине балки 10 см, при использовании бруса сечением 10х15 см на 13 балок перекрытия потребуется 0,78 м&sup3 древесины.

Как видно из расчетов, чем меньше расстояние между балками, тем больше может быть расход древесины на балки, но при этом чем меньше расстояние между балками, тем более тонкие доски или листовой материал можно использовать для настилки пола. И еще один важный момент — расчетное сопротивление древесины зависит от породы древесины и влажности древесины. Чем выше влажность, тем меньше расчетное сопротивление. В зависимости от породы древесины колебания расчетного сопротивления не очень большие.

Теперь проверим прогиб балки, рассчитанной по первому варианту. Большинство справочников предлагают определять величину прогиба при распределенной нагрузке и шарнирном опирании балки по следующей формуле:

f=(5ql4)/(384EI)

где,
q — нагрузка на балку;
l — расстояние между несущими стенами;
E — модуль упругости. Для древесины не взирая на породы согласно п.5.3 СП 64.13330.2011; при расчете по предельным состояниям второй группы это значение обычно принимается равным 10000 МПа или 10х108 кгс/м&sup2 (10х104 кгс/см&sup2) вдоль волокон и Е90 = 400 МПа поперек волокон. Но в действительности значение модуля упругости даже для сосны еще колеблется от 7х108 до 11х108 кгс/м&sup2, в зависимости от влажности древесины и времени действия нагрузки. При длительном действии нагрузки, согласно п.5.4 СП 64.13330.201, при расчете по предельным состояниям первой группы по деформированной схеме нужно использовать коэффициент mдс = 0,75. Мы не будем определять прогиб для случая, когда временная нагрузка на балку длительная, балки перед установкой не обрабатываются глубокой пропиткой, препятствующей изменению влажности древесины и относительная влажность древесины может превысить 20%, в этом случае модуль упругости будет около 6х108 кгс/м&sup2, но значение это запомним.
I — момент инерции, для доски прямоугольного сечения.

I = (b x h&sup3) / 12 = 10 х 20&sup3 / 12 = 6666,67 см4
f = (5 х 400 х 44) / (384 х 10 х 108 х 6666,67 х 10-8) = 0,01999 м или 2,0 см.

СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) рекомендует рассчитывать деревянные конструкции так, чтобы для балок перекрытия прогиб не превышал 1/250 от длины пролета, т.е. допустимый максимальный прогиб 400/250=1,6 см. Это условие нами не выполнено. Далее следует подобрать такое сечение балки, прогиб которой устраивает или Вас или СНиП.

Если для балок перекрытия Вы будете использовать клееный брус LVL (Laminated Veneer Lumber), то расчетные сопротивления для такого бруса следует определять по следующей таблице:

Значения расчетных сопротивлений для клееных слоистых материалов
согласно СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)

Расчет на смятие опорных участков балки как правило не требуется. А вот расчет на прочность при действии касательных напряжений сделать не сложно и здесь. Максимальные касательные напряжения при выбранной расчетной схеме будут в поперечных сечениях на опорах балки, там, где изгибающий момент равен нулю. В этих сечениях значение поперечной силы будет равно опорной реакции и будет составлять:

Q = ql/2 = 400 x 4 / 2 = 800 кг

тогда значение максимальных касательных напряжений составит:

т = 1,5Q/F = 1,5 x 800 / 200 = 6 кг/см&sup2 < Rcк = 18 кг/см&sup2,

где,
F — площадь поперечного сечения бруса сечением 10х20 см;
Rcк — расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон, определяется по первой таблице.

Как видим, имеется трехкатный запас по прочности даже для бруса, имеющего максимальную высоту сечения.

Теперь рассчитаем какие доски выдержат расчетную нагрузку (принцип расчета точно такой же).

ПРИМЕР РАСЧЕТА НАПОЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ

1 Вариант. Напольное покрытие из половых досок.

При расстоянии между балками 1 м максимальный изгибающий момент:

Мmax = (q х l&sup2) / 8 = (400 х 1&sup2) / 8 = 50 кг&#183;м или 5000 кг&#183;см

В данном случае расчетная схема для досок, как для однопролетной балки на шарнирных опорах принята весьма условно. Более правильно половые доски длиной от стены до стены, рассматривать, как многопролетную неразрезную балку. Однако в этом случае придется учитывать и количество пролетов и способ крепления досок к лагам. Если же на некоторых участках будут уложены доски между двумя лагами, то такие доски действительно следует рассматривать как однопролетные балки и для таких досок изгибающий момент будет максимальным. Именно это вариант мы и будем далее рассматривать. Требуемый момент сопротивления досок

Wтреб = 5000 / 130 = 38,46 см&sup3

так как нагрузка у нас распределена по всему расчетному участку, то напольное покрытие из досок можно условно рассматривать как одну доску шириной 100 см, тогда минимально допустимая высота досок 1,52 см, при меньших пролетах требуемая высота доски будет еще меньше. Это означает что настилать пол можно стандартными половыми досками высотой 30-35 мм.

Но вместо дорогих половых досок можно использовать более дешевые листовые материалы, например, фанеру, ДСП, OSB.

2 Вариант. Напольное покрытие из фанеры.

Расчетное сопротивление фанеры можно определить по следующей таблице:

Значения расчетных сопротивлений для фанеры
согласно СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)

Так как фанера изготовлена из склеенных слоев древесины, то и расчетное сопротивление фанеры должно быть близким к расчетному сопротивлению древесины, но так как слои чередуются — один слой вдоль волокон, второй поперек, то общее расчетное сопротивление можно принимать как среднее арифметическое. Например для березовой фанеры марки ФСФ

Rф = (160 + 65) / 2 = 112,5 кгс/м&sup2

тогда требуемый момент сопротивления фанеры

Wтреб = 5000 / 112,5 = 44,44 см&sup3

минимально допустимая толщина фанеры 1,63 см, т.е на балки можно укладывать фанеру толщиной 18 мм и более при расстоянии между балками 1 м.

При расстоянии между балками 0,75 м значение изгибающего момента уменьшится

Мmax = (q х l&sup2) / 8 = (400 х 0,75&sup2) / 8 = 28,125 кг&#183;м или 2812,5 кг&#183;см

требуемый момент сопротивления фанеры

Wтреб = 2812,5 / 112,5 = 25 см&sup3

минимально допустимая толщина фанеры 1,22 см, т.е на балки можно укладывать фанеру толщиной 14 мм и более при расстоянии между балками 0,75 м.

При расстоянии между балками 0,5 м изгибающий момент составит

Мmax = (q х l&sup2) / 8 = (400 х 0,5&sup2) / 8 = 12,5 кг&#183;м или 1250 кг&#183;см

требуемый момент сопротивления фанеры

Wтреб = 1250 / 112,5 = 11,1 см&sup3

минимально допустимая толщина фанеры 0,82 см, т.е на балки можно укладывать фанеру толщиной 9,5 мм и более при расстоянии между балками 0,5 м. Однако, если рассчитать прогиб фанеры (подробно расчет не приводится), то прогиб составит около 6,5 мм, а это в 3 раза больше допустимого прогиба. При толщине фанеры 14 мм прогиб составит около 2,3 мм, что практически удовлетворяет требованиям СНиПа.

Общее примечание: вообще-то при расчете деревянных конструкций применяется куча всяких поправочных коэффициентов, но мы решили не усложнять приведенный расчет коэффициентами, достаточно того, что мы взяли максимально возможную нагрузку и кроме того при подборе сечения есть неплохой запас.

3 Вариант. Напольное покрытие из ДСП или OSB.

Вообще-то использовать ДСП или OSB в качестве напольного покрытия (пусть даже и чернового) по балкам перекрытия нежелательно, да и не предназначены эти листовые материалы для этого, слишком много у них недостатков.

Расчетное сопротивление прессованных листовых материалов зависит от слишком большого количества факторов, поэтому какое значение расчетного сопротивления можно использовать при расчетах, Вам никто не скажет.

Тем не менее запретить использовать ДСП или OSB мы не можем, только добавим: толщина ДСП или OSB должна быть в 1,5-2 раза больше чем для фанеры. Полы с провалившимся ДСП приходилось ремонтировать неоднократно, да и сосед недавно выравнивавший деревянный пол плитами OSB, тоже жалуется на провалы, так что можете поверить на слово.

Примечание: на балки перекрытия могут сначала опираться лаги, а потом к лагам будут крепиться доски. В этом случае необходимо рассчитать дополнительно сечение лаг по вышеприведенному принципу.

Расстояние между лагами пола: расчет сечения балок и шага между ними

Многие владельцы дачных участков при строительстве домов выбирают деревянные полы. Это обусловлено тем, что древесина является экологически чистым материалом, который обладает эстетической привлекательностью и природной натуральностью. В большинстве случаев устройство деревянного пола требует наличия лаг – деревянных брусьев, укладываемых на основное перекрытие. При монтаже очень важно правильно выбрать расстояние между лагами пола.

Схема укладки лагов.

Назначение и способы монтажа лаг

Лаги (балки) выполняют несколько очень важных функций:

  • увеличение шумо- и теплоизоляции основания;
  • создание проветриваемого пространства под полом, в котором можно проложить инженерные коммуникации;
  • правильное перераспределение нагрузки на черновой пол;
  • создание ровного и прочного основания для монтажа финишного настила.

Схема расчета расстояние между лагами.

В большинстве случаев лаги изготавливают из деревянных брусьев хвойных и лиственных пород. Иногда устанавливают металлические, железобетонные и полимерные аналоги, но это экономически невыгодно. При отсутствии деревянного бруса лаги можно сконструировать из нескольких досок, сбитых между собой. В этом случае они укладываются на ребра.

При выборе бруса для изготовления лаг следует руководствоваться следующими рекомендациями:

  1. Выбирайте недорогую древесину (пихту, сосну или ель). Если помещение, в котором монтируется пол, будет иметь большую влажность (например, баня), то следует использовать лиственную породу древесины.
  2. Для экономии бюджета можно выбрать стройматериал 2 или 3 сорта с влажностью 17-22%.
  3. Балки должны иметь прямоугольное сечение определенного размера.
  4. Размеры бруса следует выбирать, исходя из пролета, то есть из расстояния между балками нижней развязки.

Как правильно выбрать сечение лаг?

Схема монтажа чернового пола на лагах.

Сечение бруса для изготовления лаг определяется 2 факторами: длина пролета между точками опоры (столбиками, подкладками или поперечными балками) и максимальная нагрузка, под которой будет находиться пол при его эксплуатации (для жилого помещения она составляет не более 300 кг/м2).

Сечение балок должно быть прямоугольной формы с шириной, кратной 1,5, и высотой в 2, то есть соотношение сторон в разрезе должно быть 1,5х2. При укладке балок большая сторона должна располагаться вертикально. Это позволит добиться максимальной жесткости конструкции при минимальных объемах древесины и, соответственно, минимальных затратах. В таблице 1 представлена зависимость сечения бруса от размеров пролета.

Таблица 1

Размер пролета, см 200 300 400 500 600
Сечение лаг, мм 110х60 150х80 180х100 200х150 220х180

Также сечение балки будет зависеть от толщины и прочности напольного покрытия. При монтаже пола следует обратить внимание на слой теплоизоляционного материала.

Между чистовым перекрытием и утеплителем, уложенным между лагами, должен быть небольшой зазор для естественной вентиляции воздуха шириной не менее 2 мм.

Это означает, что брус необходимо приобретать с учетом величины вентиляционного зазора.

Варианты стыковки лаг.

Для конструирования деревянного пола по лагам рекомендуется использовать брус с небольшим запасом сечения. Балки могут монтироваться как на бетонное основание, так и непосредственно на грунт. Различия в этих способах укладки заключаются в опорах, которые будут использоваться под брусья. Если основа – грунт, то в качестве опорных элементов нужно применять бетонные или кирпичные столбики, которые устанавливаются через каждые 1,2 м. Данные элементы изготавливают из красного кирпича М100.

Использование столбчатых опор позволяет сэкономить на толщине древесины. Так, при длине лаг в 400 см всего лишь одна опора, установленная посредине, позволит уменьшить сечение с 180х100 до 110х60, что в итоге существенно отобразится на вашем бюджете.

Расчет расстояния между лагами при монтаже пола

Расстояние между лагами (шаг) – очень важный параметр, на основании которого делаются расчеты требуемого количества стройматериала. Когда в качества финишного перекрытия используются толстые доски, обладающие хорошей прочностью, балки можно монтировать сравнительно редко. Если настил осуществляется тонкими элементами, то шаг нужно уменьшать. В таблице 2 приведена зависимость расстояния между лагами от толщины финишного покрытия.

Таблица 2

Толщина доски, мм 20 24 30 35 40 45 50
Шаг между лагами, м 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0

Данные, приведенные в таблице 2, являются приблизительными. Для более точного расчета шага можно привести пример, когда необходимо узнать, какое расстояние должно быть между балками при конструировании пола в помещении длиной в 9 м. При этом используется брус с сечением 180х100 мм, а в качестве финишного покрытия применяются доски толщиной в 30 мм.

Схема укладки фанеры на лаги.

Так как толщина доски равняется 30 мм, то, согласно таблице 2, шаг должен составлять 0,5 м. Общее количество балок будет обозначено как k. Следовательно, ширина всех лаг будет равна 100*k (мм). Первые брусья будут укладываться на расстоянии 30 мм от стены. Исходя из этого, шаг между ними равен k-1, а расстояние между всеми элементами равно 0,5*(k-1).

Чтобы узнать шаг между балками, нужно создать уравнение: длина комнаты = ширина бруса + расстояние между всеми лагами + отступ от стен.

Программа расчета деревянных балок однопролетных

В результате получается: 9 м = 100 мм*k+0,5*(k-1) м + 30 мм*2. Приведя все значения в единую систему исчисления, получите: 9 = 0,1*k + 0.5*(k-1) + 0,03*2.

Решив данное уравнение, увидите:

  • 9 = 0,1*k + 0.5*k – 0,5 + 0,06;
  • 9 + 0,5 – 0,06 = 0,1*k + 0,5*k;
  • 9,44 = 0,6*k;
  • k = 15,7 шт.

Количество балок должно быть целым, поэтому полученное значение следует округлить в большую сторону. То есть для конструирования пола необходимо приготовить 16 лаг. Сумма всех промежутков между лагами будет равна: 9 – 0,06 – 16*0,1 = 7,34 м. Разделив это значение на количество промежутков, получите: 7,34 / 15 = 0,489 м. Для приведенного примера необходимо устанавливать лаги через каждые 0,489 м или 48,9 см.

Рекомендации по правильной укладке балок

Схема утепления пола с лагами.

Следуйте советам, чтобы полученная конструкция была надежной:

  1. Основание, на которое предполагается монтировать пол, должно быть тщательно очищено от мусора и обработано грунтовкой глубокого проникновения.
  2. Все деревянные элементы следует обработать антисептиком, с помощью чего можно повысить эксплуатационный срок деревянной конструкции.
  3. Укладывать балки нужно по окну с зазорами между стенами в 3-4 см.
  4. После монтажа лаг поверхность проверяется на горизонтальную ровность длинным уровнем. Если просветов между уровнем и балками нет, значит, все работы выполнены правильно.

От сечения лаг и шага между ними зависит надежность всей конструкции. Поэтому к выбору данных параметров следует отнестись со всей серьезностью.

astgift.ru

Калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропильной системы!

Как пользоваться онлайн калькулятором расчета балок перекрытия и стропил

Чтобы правильно произвести прочностной расчет балки перекрытия и подобрать необходимый тип двутавровой балки, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором. На основе полученных вычислений можно точно рассчитать количество, необходимое для устройства стропильной системы или укладки лаг. Расчет деревянных балок перекрытия возможен только после того, как будет известно расстояние между стенами (расчетная длина балки). Кроме того, необходимо знание величины предполагаемой нагрузки на всю конструкцию.
Для межэтажных перекрытий, в том числе цокольного, используйте значение 400 кг/м2; для чердачного — 200 кг/м2 (или 250 кг/м2, если нагрузка от стропильной системы передается непосредственно на чердачное перекрытие). Для стропильной системы 220 кг/м2 для Московского региона, для других регионов принимайте значения в зависимости от снегового района.

Заказать бесплатный расчет балок по проекту или проконсультироваться у специалистов нашей компании можно по телефону

+7(495)105-91-63
+7(812)425-65-03
+7(843)207-04-92
+7(4722)77-73-16
+7(800)333-79-86
+7(421)240-08-29
+7(818)246-42-27
+7(861)212-30-63
+7(800)333-37-59

Так же Вы можете прислать чертежи для расчета на [email protected]

Онлайн калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропил

Где используются балки

ПерекрытиеСтропила

Вам необходимо выбрать конструкцию, для которой вы будете использовать балки: будет ли это расчет перекрытий (применяются в качестве лаг) или стропильной системы (используются в качестве стропил).

Компания «ИнтерСити» производит износоустойчивые деревянные двутавры. Благодаря отличным эксплуатационным свойствам, изделия могут использоваться в различных конструкциях. Однако нужно помнить, что самостоятельно производить расчет балки перекрытия «на глаз» не следует. Ошибка может привести к прогибу конструкции под нагрузкой и, как следствие, потере возможности дальнейшей эксплуатации. Последующий ремонт или замена балок — очень трудоемкий и дорогой процесс. Отнеситесь серьезно к подбору и расчету конструкции перекрытий и стропил; излишняя экономия и подбор без расчета по принципу «всегда так строили» может привести к серьезным проблемам.

enter-city.ru

Расчёт деревянных балок перекрытия. Калькулятор. – Копилка идей

Расчёт лаг для крыши, пола, покрытий деревянных конструкций.

Для расчёта необходимо знать снеговую нагрузку в регионе. Снеговая нагрузка для Удмуртии 320 кг/м.

Самый продвинутый калькулятор расчёта деревянных балок перекрытия …

http://vladirom.narod.ru/stoves/beamcalc.html

Основными несущими конструкциями деревянного перекрытия являются балки. Они воспринимают нагрузку собственного веса, заполнения, а также эксплуатационные нагрузки, передавая их на прогоны или столбы.

Балки (лаги), обычно из сосны, ели, лиственницы, для междуэтажных и чердачных перекрытий должны быть сухими (допустимая влажность не более 14%; при правильном хранении древесина приобретает такую влажность через год). Чем суше балка, тем она прочнее и тем меньше прогибается от нагрузки.

Балки не должны иметь пороков, влияющих на их прочностные характеристики (большое число сучков, косослой, свилеватость и т.д.). Балки подвергают обязательному антисептированию и противопожарной пропитке.

Если половые балки первого этажа опираются на столбики, поставленные довольно часто, то балки междуэтажных и чердачных перекрытий опираются на стены только своими концами и редко, когда под ними ставят опоры. Чтобы междуэтажные балки не прогибались, их следует тщательно рассчитать и укладывать на расстоянии 1 м друг от друга, а то и ближе.

Самая прочная на изгиб балка — это брус с соотношением сторон 7:5, т. е. высота балки должна равняться семи каким-то мерам, а ширина — только пяти таким же мерам. Круглое бревно выдерживает бОльшую нагрузку, чем вытесанный из него брус, однако оно менее прочно на изгиб.

Обычно балки прогибаются от давления на них веса засыпки, пола, мебели, людей и т.д. Прогиб в основном зависит от высоты балки, а не от ее ширины. Если, например, два одинаковых бруса скрепить болтами и шпонками, то такая балка выдержит груз уже в два раза больший, чем оба эти бруса, уложенные рядом. Поэтому выгоднее увеличивать высоту балки, чем ее ширину. Однако и в уменьшении ширины есть свой предел. Если балка будет слишком тонкой, то она может изогнуться в сторону.

Допустим, что прогиб балок междуэтажных перекрытий считается не более 1/300 длины перекрываемого пролета, чердачных — не более 1/250. Если перекрывается чердак пролетом 9 м (900 см), то прогиб не должен быть более 3,5 см (900:250=3,5 см). Зрительно это почти незаметно, но прогиб все же есть.

Любое перекрытие, даже под нагрузкой, будет совершенно ровным, если в укладываемых балках предварительно вытесать так называемый строительный подъем. В этом случае нижней стороне каждой балки придают форму плавной кривой с подъемом в середине (рис. 1).

Рис. 1 Строительный подъем балки (размеры в см)

Сначала потолок с такими балками будет слегка приподнятым в середине, но постепенно от нагрузки выровнится и станет почти горизонтальным. С той же целью для балок можно применять изогнутые в одну сторону бревна, соответственно подтесывая их.

Толщина балок для междуэтажных и чердачных перекрытий должна равняться не менее 1/24 ее длины. Например, устанавливается балка длиной 6 м (600 см). Значит, толщина ее должна составлять: 600:24=25 см. Если необходимо вытесать прямоугольный брус с соотношением сторон 7:5, берут уже бревно диаметром 30 см.

Брус можно заменить двумя досками общим сечением, равным брусу. Такие доски обычно сбивают гвоздями, располагая их в шахматном порядке через 20 см.

При более частой укладке вместо бревен (брусьев) можно использовать обыкновенные толстые доски, поставленные на ребро.

Рассмотрим такой пример. Для перекрытия пролета длиной 5 м с нагрузкой в 1259 кг необходимы две балки прямоугольного сечения 200X140 мм, уложенные через 1000 мм. Однако их можно заменить тремя досками сечением 200Х70 мм, расположив их через 500 мм, или же четырьмя досками сечением 200Х50 мм, уложенными через 330 мм (рис. 2).

Рис. 2 Расположение брусчатых и дощатых балок

Дело в том, что доска сечением 200X70 мм выдерживает груз 650 кг, сечением 200X50 мм – 420 кг. В сумме же они будут выдерживать предполагаемую нагрузку.

Для подбора сечения круглых или прямоугольных балок под нагрузку 400 кг на 1м2 перекрытия можно пользоваться данными таблицы или приведенными расчетами.

Допустимые сечения балок междуэтажных и чердачных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг

Ширина пролета (м) Расстояние между балками (м) Диаметр бревен (см) Сечение брусков (высота на ширину, см)
2 1 13 12×8
0,6 11 10×7
2,5 1 15 14×10
0,6 13 12×8
3 1 17 16×11
0,6 14 14×9
3,5 1 19 18×12
0,6 16 15×10
4 1 21 20×12
0,6 17 16×12
4,5 1 22 22×14
0,6 19 18×12
5 1 24 22×16
0,6 20 18×14
5,5 1 25 24×16
0,6 21 20×14
6 1 27 25×18
0,6 23 22×14
6,5 1 29 25×20
0,6 25 23×15
7 1 31 27×20
0,6 27 26×15
7,5 1 33 30×27
0,6 29 28×16

Концы балок междуэтажных и чердачных перекрытий деревянных зданий врубают сковороднем в верхние венцы на всю толщину стены.

Для выбора балок можно также воспользоваться таблицей, разработанной И.Стояновым.

Подбор деревянных балок перекрытия

Нагрузки, кг/пог.м Сечение балок при длине пролета, м
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
150 5×14 5×16 6×18 8×18 8×20 10×20 10×22
200 5×16 5×18 7×18 7×20 10×20 12×22 14×22
250 6×16 6×18 7×20 10×20 12×20 14×22 16×22
350 7×16 7×18 8×20 10×22 12×22 16×22 20×00

Нагрузки на перекрытия складываются из их собственной массы и временных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации дома. Собственная масса междуэтажных деревянных перекрытий зависит от конструкции перекрытия, применяемого утеплителя и обычно составляет 220-230 кг/м2, чердачных – в зависимости от массы утеплителя – 250-300 кг/м2. Временные нагрузки на чердачное перекрытие принимаются за 100 кг/м2, на междуэтажное – 200 кг/м2. Для того чтобы определить полную нагрузку, приходящуюся на один квадратный метр перекрытия в процессе эксплуатации дома, складывают временную и собственную нагрузки и их сумма является искомой величиной.

Наиболее экономичными по расходу древесины считаются балки толщиной 5 и высотой 15-18 см при расстоянии между ними 40-60 см и минераловатном утеплителе.

Вот таблица расчёта чердака холодного.

Максимальные пролёты балок чердачного перекрытия. Неэксплуатируемый чердак.

Читайте также: Новости Новороссии.

sagalaeved.ru

Расчет деревянных балок перекрытия: калькулятор, как рассчитать?

Деревянные балки перекрытий – общая информация

Зачастую деревянные балки перекрытий используются в строительстве жилых домов. Отличительной особенностью таких построек является то, что они возводятся по каркасной технологии. Из названия элемента можно судить о том, что балки идут на выполнение перекрытий между этажами и чердачного перекрытия.

В массе своей изготавливаются такие балки из хвойных пород дерева. После просушки и изготовления элемент покрывается антисептическим материалом. Балки изготовляются с разными сечениями самой различной длинной и высотой, в зависимости от потребности строителей.

К преимуществам элемента можно отнести:

  • простой монтаж и небольшой вес;
  • широкая распространенность материала, из которого балка изготовляется;
  • при использовании деревянных балок в помещении прекрасная звуконепроницаемость;
  • балки не очень хорошо горят;
  • невысокая стоимость;
  • деталь поддается ремонту;
  • балки внешне выглядят очень красиво;
  • монтаж выполняется в течение дня.

Благодаря этим преимуществам деревянную балку можно приобрести в любой момент без предварительного заказа.

Впрочем, недостатки у детали тоже есть:

  • нет пропитки от горения и ее необходимо выполнять дополнительно;
  • в сравнении с металлическими элементами такого же типа, балки из дерева менее прочные;
  • деталь больше подвержена влаге и воздействию насекомых, нежели металлические изделия;
  • в результате температурного перепада балки могут претерпеть незначительную деформацию.

При изготовлении элемента необходимо учесть следующие требования:

  1. Прочность материала – балка должна выдерживать серьезные нагрузки.
  2. Жесткость – элемент не должен терять форму.
  3. Шумоизоляция и защита от высоких температур.
  4. Пожарная безопасность – деталь необходимо пропитывать специальным негорючим составом.

Подобные требования необходимы потому, что перекрытие – один из важнейших элементов во всем строении и малейшая деформация приведет к разрушению всего дома. Балки призваны распределять нагрузку равномерно и не дать этому произойти.

Виды и типы деревянных балок перекрытия

Деление балок из дерева происходит как по типам, так и по видам.

Выглядит оно следующим образом:

  1. По назначению:
    • Перекрытие в подвале и цокольном этаже – элемент особой прочности, поскольку на нем будет в дальнейшем стоять весь дом. Кроме этого, данное перекрытие будет являться основанием для напольного покрытия, что тоже станет дополнительной нагрузкой.
    • Чердачное перекрытие – здесь у балок большой нагрузки не будет и лучше всего использовать небольшие элементы, чтобы конструкция не оказывала слишком большого давления на нижние балки. Также необходимо сохранить доступ к данным деталям, поскольку они будут часто подвергаться влиянию влажной среды и ветра и рано или поздно потребуют ремонта.
    • Междуэтажное перекрытие – особенности такого элемента конструкции заключаются в том, что балки одновременно могут быть напольными перекрытиями и потолком. Для того, чтобы повысить звукоизоляцию и увеличить теплоизоляцию помещения, необходимо утеплить строение специальными материалами и зашить сверху доской и гипсокартоном.
  2. По виду:
    • Клееные –  изготавливаются из нескольких деталей путем склейки. Способны выдерживать повышенную нагрузку, и не имеют ограничений по длине. Срок службы у таких элементов очень большой. Балки обладают высокой прочностью, легкостью и устойчивостью к возгораниям.
    • Цельномассивные – изготавливаются из дерева твердых пород и выполнены из целого бревна. Используются для пролетов до 5 метров.

Требования к перекрытиям из дерева

Для того, чтобы построенный дом простоял долго лет и не доставил своим хозяевам никаких хлопот нужно учитывать несколько требований, которым должны соответствовать балки перекрытий:

  1. Прежде всего, сам брус, из которого выполняется балка, должен быть выполнен из твердой породы дерева, которая обладает повышенной жесткостью и не поддается деформированию. Это необходимо для того, чтобы постройка могла в дальнейшем выдерживать большие нагрузки в виде верхних этажей, кровли.
  2. Вес балки может превышать 350 кг на квадратный метр.
  3. Допустимый размер балки – 7 метров.
  4. При утеплении толщина материалов не должна превышать 25 см при перекрытии этажей с разным температурным режимом и 10 см, если утепляются балки между этажами с одинаковым температурным режимом.
  5. Материал, из которого элемент изготовлен, должен быть максимально просушен и содержать влаги не более 20%. При необходимости используется гидроизоляция перекрытия путем применения специальной пленки.

Расчет деревянных балок перекрытия – специфика

Для того, чтобы правильно выполнить перекрытия в доме, стоит произвести предварительный расчет, чтобы в дальнейшем конструкция постройки была устойчивой и смогла эксплуатироваться длительное время.

Для этого необходимо учесть ряд моментов:

  1. Возможные нагрузки. Здесь во внимание берется как постоянная нагрузка, так и переменная. К постоянной можно отнести вес перегородок и все конструкции, а под переменной понимается обстановка внутри дома и вес людей в нем проживающих.
  2. Жесткость или нормативный показатель прогиба. У любого материала есть свой уровень жесткости. Впрочем, для конкретного случая используется формула, которая позволяет рассчитать эту величину. Показатель не должен превышать соотношения 1/200 для чердачных перекрытий и 1/250 для межэтажных.
  3. Длина двутавровой балки не может превышать 5 метров для межэтажных перекрытий и 6 метров для чердачных.
  4. Толщина элемента должна составлять не менее 1/25 ее длины.

Наиболее оптимальный вариант проведения предварительных подсчетов – это начать с выполнения чертежа будущей постройки.

Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы

Использование деревянных балок, их параметры, виды и место расположения регулируется следующими ГОСТами и СНиПами:

  1. СНиП 2.01.07-85 – Нагрузки и воздействия
  2. СНиП 2.08.08-89 – Жилые здания
  3. СНиП 3.03.01-87 – Несущие и ограждающие конструкции
  4. СНиП П-25-80 – Деревянные конструкции
  5. СНиП П-26-76 – Кровли
  6. СНиП 23-01-99 – Строительная климатология
  7. СНиП 31-02-2001 – Дома жилые одноквартирные
  8. ГОСТ 8486-86 Е – Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия
  9. ГОСТ 13579-78 – Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия
  10. ГОСТ 16381-77 – Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования
  11. ГОСТ 24454-80 Е –  Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.
  12. ГОСТ 30244-94 – Материалы и изделия строительные. Метод испытания на возгораемость (горючесть)
  13. ГОСТ 30247. 1-97 – Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции.
  14. ГОСТ 30403-96 – Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности.

Как определить нагрузку, которая будет действовать на перекрытие?

Нагрузка на перекрытие формируется из собственного веса балки, дополнительных материалов (утеплителя, заполнителя, зашивки) и переменного веса – внутренне обстановки жилища, и веса людей, проживающих в доме. Также, очень много зависит от частоты эксплуатации помещения.

Чтобы учесть все нюансы и погрешности, специалисты проводят специальный расчет, позволяющий понять, какой вес будет воздействовать на устанавливаемые балки. Исчисление очень сложное и громоздкое, поэтому очень сложно выполнить его самостоятельно.

Однако, для этого существует упрощенный вариант:

К примеру, возьмем перекрытие для чердака, где никакой мебели не стоит, но куда помещаются ненужные вещи. В качестве утеплителя используется обычная минвата. Нагрузка обычно составляет 50 кг на один квадратный метр.

70х1,3 = 90 кг/кв.м, где 70 – норма нагрузки для такого вида перекрытия, кг/кв.м, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка, воздействующая на перекрытие, составит:

50+90=130 кг\кв.м. При округлении за норму берем 150 кг/кв.м. Увеличение происходит потому, что может быть использован более тяжелый утеплитель и обшивка.

В этом случае, общая нагруженность перекрытий составит:

50+150х1,3 = 245 кг/кв.м, округляем до 250 кг/кв.м.

Если на чердаке на будущее планируется отделка под мансарду, то стоит увеличить нагрузку до 350 кг на метр квадратный. Для определения нагрузки существуют всевозможные онлайн калькуляторы.

Что следует знать про нагрузку на балку?

Чтобы правильно выбрать параметры, сечение, и материал, из которого изготавливаются балки перекрытий, нужно предварительно ознакомиться с параметрами, которым должна соответствовать деталь.

Все будет зависеть от того, где балка будет располагаться, какая нагрузка на нее ляжет. Очень важно учесть и уровень деформации дерева. Чем мягче порода, тем выше уровень деформации.

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

При строительстве дома крайне важно учесть шаг и сечение деревянного покрытия. От того, насколько часто расположатся балки, будет зависеть устойчивость дома. Если шаг перекрытий получится значительный, то на каждую балку ляжет достаточно высокая нагрузка и постройка вряд ли будет надежной.

Слишком маленький шаг между балками приведет к повышенной жесткости конструкции и возможной деформации строения в будущем. Оптимальным вариантом считается шаг от 30 см до 1,2 метра. Это обусловлено еще и тем, что получившиеся ячейки будут прекрасно подходить под размер утеплителя.

Что касается сечения детали, то обычно используется деталь прямоугольной формы с сечением 1,4:1, при этом, ширина элемента может быть от 40 до 200 мм, а высота 100 – 300 мм.

Основные требования к балкам перекрытия

К главным требованиям можно отнести следующие:

  1. Параметры детали: длина, ширина, высота, сечение.
  2. Уровень жесткости материала.
  3. Какая нагрузка ляжет на деталь.
  4. Горючестойкость.
  5. Влагостойкость, шумоизоляция.

Пример расчета деревянной балки

Для того, чтобы рассчитать как будет зависеть нагрузка на балку от размера детали и шага, при установке можно воспользоваться следующими формулами:

  1. Стандартные пролет для балки: 2,5 – 4 метра при прямоугольном сечении и отношении высоты к ширине 1,4:1.
  2. Нужно учесть, что в стену балка входит минимум на 12 см.
  3. При расчете необходимо учесть и собственный вес балки от 190 до 220 кг на метр квадратный.

Чтобы просчитать величину прогиба при нагрузке необходимо воспользоваться формулой:

Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 220х4 в кв./8 = 400 кг•м.кв.

Далее, переходим к расчету момента сопротивления древесины на прогиб по формуле:

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

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

Выполненные расчеты помогут построить устойчивый и рассчитанный на длительную эксплуатацию дом.

krovlya777.ru

Расчет балок перекрытия из дерева

При строительстве частных жилых домов, хозяйственных и других построек важно правильно рассчитывать параметры каждого элемента конструкции. Одним из ключевых элементов любой конструкции из дерева является перекрытие.

О материалах перекрытий

Правильно подобранный материал, выбор длины, сечения и схема установки определяет его долговечность и нагрузки, которые она способна выдержать. Выбор и расчет деревянных балок для перекрытия между этажами — это одни из самых важных решений в частном строительстве. Поскольку дерево экологически чистый материал и достаточно прочный.

Единственный предполагаемый минус древесины при сравнении с бетоном — это ее горючесть, показатель которой при необходимости можно снизить, если обработать дерево особыми составами.

Принято считать, что бетон огнеупорный, хотя это не совсем так: он трескается при температуре свыше 250 и осыпается при температуре 550 градусов, то есть полностью разрушается при пожаре. Поэтому хороший альтернативной бетону является именно дерево.

Но, чтобы рассчитать, сколько нужно древесины для постройки, чтобы не было ее переизбытка, чтобы при этом была обеспечена максимальная несущая способность этой деревянной балки, часто используют калькулятор автоматического расчета параметров перекрытия. Калькулятор на расчет балок перекрытия из дерева поможет быстро и достаточно точно определить показатели запаса прочности при использовании разных материалов и, соответственно, выбрать один из них. Лучшие материалы, параметры сечения, особенности конструкции, качественные балки перекрытия позволяют оптимально распределить нагрузку, не превышая при этом допустимой, а также кирпичные или сделанные из другого материала стены.

От чего зависит прочность перекрытия?

Основные параметры, которые влияют на качество перекрытия, зависят от свойств материала, технических параметров и условий эксплуатации.

Свойства древесных материалов:

  • Вид дерева. Популярными породами для употребления в жилом строительстве считают сосну, ель, лиственницу. Иногда используют дуб, березу, осину, а также комбинированные материалы.
  • Сорт. Определяют три сорта древесины, которые нумеруют 1 (самый лучший), 2 и 3. Сорт определяется предельным количеством сучков на древесине, изгиб балок, в том числе здоровых и прогнивших, количеством, глубиной и длиной трещин, другими пороками дерева. Детальные требования к древесине определяются стандартами, нормами, правилами (СНиП II-25-80, СП 64.13330.2011 и другими).

Каждый материал имеет свои характеристики прочности и прогиба, которые зависят от технических показателей, описанных ниже. Некоторые породы более легкие, другие — более стойкие к влаге.

Например, хвойные породы имеют лучшее сопротивление влаге. Первый сорт древесины отличается лучшим качеством, отсутствием изъянов, но он соответственно дороже.

Технические показатели:

  • Тип балки. Определяют такие типы, как прямоугольный брус, круглые бревна, балки,. склеенные из досок или из шпона LVL.
  • Длина пролета. Обычно балочный пролет для частных жилых домов составляет не более 6 метров. Важно помнить, что этот показатель отличается от длины самой балки, которая должна также захватывать опорные участки на стенах или других опорах.
  • Высота и ширина балки. Для бруса, другой прямоугольной балки эти показатели могут быть одинаковыми или отличаться. Чем больше их высота, тем больше жесткость и меньше они прогибаются. В случае с бревнами в расчет берется диаметр или средний диаметр бревна. При выборе этих параметров учитывают также особенности и простоту изготовления, транспортировки, монтажа балок.
  • Шаг балок. Это расстояние между двумя соседними балками в перекрытии. Чем ближе балки, тем выше их расход балок, прочность перекрытия, но уменьшается прогиб и максимальная нагрузка.
  • Нагрузка на площади и сосредоточенная нагрузка, которые определяются стандартами и зависят от типа помещений, количества жильцов или работников, типа, количества мебели или оборудования в них и прочих особенностей их использования.
  • Тип перекрытия. Имеются в виду междуэтажные перекрытия с повышенными требованиями относительного прогиба, который составляет 1/250; чердачные перекрытия, требования к которым ниже — 1/200; покрытия и настилы, относительный прогиб которых составляет 1/150.

Последние 3 пункта также определяются как условия эксплуатации деревянного перекрытия, которые зависят непосредственно от особенностей строительства.

Результат и пример расчета

Как работает калькулятор для расчета деревянных балок и как происходит расчет нагрузки — это главные вопросы, на которые следует здесь ответить.

2 главных показателя, определяющих качество перекрытия — это распределенная нагрузка на само перекрытие, а также сосредоточенная нагрузка на ригели, если они используются. Качество ригеля зависит также от способа его закрепления.

Онлайн-калькулятор автоматически показывает, насколько большим будет запас распределенной нагрузки и прогиба у перекрытие. Или же наоборот, укажет на перегрузку.

Пример расчета

Для примера использованы следующие входные параметры: сосновый брус, однопролетный для междуэтажного перекрытия, длина 6 метров, имеет квадратное сечение 120 на 120 миллиметров. Они будут расположены с шагом 40 сантиметров при нагрузке на балку, которая составляет 60 килограмм на квадратный метр.

Момент инерции сечения составит 1728 см⁴, а весят такие балки по 43 килограмма каждая.
В результате, расчетный прогиб такого перекрытия составит 23 миллиметра (или 1/261 относительного прогиба). Оно будет иметь запас по прогибу в 1,04 раза и при нагрузке 845 килограммов разрушиться.

Для соответствующего ригеля при сосредоточенной нагрузке в 90 кг расчетный прогиб составит 23 миллиметра, а запас по прогибу — 1,04 раза. Конструкция не выдержит нагрузки свыше 422 килограмм.
Следственно, эксперты-строители будут рекомендовать не использовать перекрытие между этажами с такими показателями, поскольку запас прогиба слишком мал.

Оптимальным считается показатель прогиба от 1,5 до 3 соответственно. Чем выше этот показатель, тем выше расход древесины, но чем ниже показатель запаса по прогибу, тем менее устойчивой получится постройка в целом и ее элементы в частности.

Польза калькулятора

С помощью калькулятора строитель может самостоятельно подобрать необходимые параметры, подбирая каждый из доступных или желательных вариантов и рассчитывая более выгодные материалы и тип балок.


derevostroika.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о