Содержание

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

Стены и перекрытия – основные элементы любого строительства.

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

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

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

Деревянное балочное перекрытие обладает преимуществами и недостатками

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

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

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

*прочность.

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

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация
1. По назначению

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

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

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

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

2. По виду

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

*Цельные (цельномассивные) деревянные балки перекрытия
Для их изготовления применяется массив дерева твердых пород хвойных или лиственных деревьев.

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

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

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

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

Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения
В деревянных домах в качестве межэтажных балок в декоративных целях может использоваться бревно.

Деревянные балки перекрытия 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 перекрытия
Могут быть изготовлены из массива дерева, или в сочетании ОСБ и фанеры.

Активно используются в каркасном строительстве.

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

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

Расчет деревянного перекрытия
Расстояние между деревянными балками перекрытия определяется:

Во-первых, предполагаемыми нагрузками.
Нагрузка, в свою очередь может быть постоянной – вес перекрытия, вес перегородок между комнатами или вес стропильной системы.

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

Совет. Поскольку учесть все возможные нагрузки затруднительно, следует проектировать перекрытие с запасом прочности. Профессионалы рекомендуют добавлять 30-40 %.
Во-вторых, жесткостью или нормативной величиной прогиба.
Для каждого вида материала ГОСТом устанавливаются свои пределы жесткости. Но формула для расчета одинакова – отношение абсолютной величины прогиба к длине балки. Значение жесткости для чердачных перекрытий не должно превышать 1/200, для междуэтажных 1/250.

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

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

Значит, наибольшая величина прогиба будет наблюдаться при нагрузке

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

Рассчитаем момент сопротивления древесины на прогиб по формуле:

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

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

В таблице приведено сопротивление лиственницы.

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.

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

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

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

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

Деревянное балочное перекрытие обладает преимуществами и недостатками

Плюсы:
+красивый внешний вид;
+малый вес дерева;
+ремонтопригодность;
+высокая скорость монтажа.

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

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

*прочность. Материал перекрытия должен выдерживать возможные нагрузки. Следует учитывать воздействие как *постоянных нагрузок, так и переменных;

*жесткость. Означает способность материала сопротивляться изгибу;
*звуко- и теплоизоляция;
*пожарная безопасность.

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация
1. По назначению

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

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

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

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

2. По виду

Деревянные балки перекрытия также различаются между собой, и каждый вид имеет свои преимущества.
*Цельные (цельномассивные) деревянные балки перекрытия
Для их изготовления применяется массив дерева твердых пород хвойных или лиственных деревьев.

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

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

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

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

Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения
В деревянных домах в качестве межэтажных балок в декоративных целях может использоваться бревно.

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

Деревянные двутавровые балки перекрытия
Преимущества деревянных двутавровых балок:
+точные размеры;
+возможность использования надлинных 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 перекрытия
Расстояние между деревянными балками перекрытия определяется:

Во-первых, предполагаемыми нагрузками.
Нагрузка, в свою очередь может быть постоянной – вес перекрытия, вес перегородок между комнатами или вес стропильной системы.

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

Совет. Поскольку учесть все возможные нагрузки затруднительно, следует проектировать перекрытие с запасом прочности. Профессионалы рекомендуют добавлять 30-40 %.
Во-вторых, жесткостью или нормативной величиной прогиба.
Для каждого вида материала ГОСТом устанавливаются свои пределы жесткости. Но формула для расчета одинакова – отношение абсолютной величины прогиба к длине балки. Значение жесткости для чердачных перекрытий не должно превышать 1/200, для междуэтажных 1/250.

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

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

Значит, наибольшая величина прогиба будет наблюдаться при нагрузке

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

Рассчитаем момент сопротивления древесины на прогиб по формуле:

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

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

В таблице приведено сопротивление лиственницы.

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

.

Расчет деревянной балки Онлайн, расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Распределенная нагрузка (перекрытия)

Шаг балок,мм

Нагрузка по площади, кг/кв. м

Распределенная нагрузка, кг/кв.м 150

При относительном прогибе 1/2501/2001/150

максимально допустимый прогиб для междуэтажных перекрытий, мм 16

Расчетный прогиб, мм 12

Расчетный относительный прогиб 1/333

Запас по прогибу в 1.33 раза

Разрушающая нагрузка, кг 2475

Сосредоточенная нагрузка (ригели)

Сосредоточенная нагрузка, кг

Расчетный прогиб, мм 16

Запас по прогибу в 1. 33 раза

Разрушающая нагрузка, кг 1238

Расчет длины балки перекрытия. Применение деревянных ферм, достоинства и недостатки. Типы и виды деревянных перекрытий

Раздел : Перекрытия

Перекрытия первого этажа между подвалом или подполом выполняются как правило либо из специальных плит перекрытия, либо по балкам опирающимся на достаточно часто стоящие опорные столбики. Это решает многие проблемы по их расчету, устройству и дальнейшей эксплуатации. Но балки межэтажный перекрытий опираются только своими краями на стены помещений и не имеют никаких дополнительных опор. Поэтому к их устройству требуется более тщательный подход.

Для устройства балок перекрытия следует применять только уже сухую древесину, как минимум 1 года сушки на воздухе, лучше – 2-3 года. Те, кто укладывает балки из свежеспиленного леса «этого года» рискует получить большой провис балок даже при их небольшой длине. Как правило, для балок применяют древесину хвойных пород, причем ее комлевую часть, содержащую минимальное количество сучков.

В зависимости от планируемой нагрузки на перекрытие выбирают частоту укладки балок перекрытия. Как правило, это не реже 1 метра, а обычно чаще.

Самое прочное на изгиб сечение деревянной балки 5: 7. Т.е. 7 мер в высоту балки, 5 мер в ширину. Такая балка прочна и на изгиб, и на кручение. Если балка будет более широкой, чем высокой — они будет иметь излишний прогиб. А если наоборот – у нее возникнет тенденция к изгибу в сторону под нагрузкой. Так, из имеющихся «стандартных» типоразмеров пиломатериалов весьма удобно использовать либо брус с сечением 10 х 15 см, либо сшитые между собой пару досок-«пятидесяток» (50 х 150 мм).

Балка прогибается под тяжестью собственного веса под тяжестью нагрузки более высокого этажа (мебели, пола… и т. д.). При этом следует бороться не с прогибом как с явлением, но следует учитывать его и просчитывать заранее. Для этого поступают следующим образом.

Допустимый прогиб балки считается 1/200 – 1/300 от ее длины. Т.е. балка длиной в 6 метров прогнется примерно на 2-3 см. Что бы потолок нижнего этажа не опускался вниз «пузырем», то балку подтесывают со стороны обращенной вниз рубанком на эту величину так, что бы выбрать 2-3 см. древесины. Т.е. придают балке как бы вид арки. Концы балки остаются прежними, а в середине она становится тоньше на 2-3 см. После укладки такая балка будет слегка выгнута вверх, но довольно быстро под нагрузкой она станет практически горизонтальной.

Обычно при расчете деревянных балок считают, что ее сечение должно быть не хуже 1/25 ее длины. Например, 6-ти метровое перекрытие должно быть не менее 24-25 см в толщину. При ширине балки 15 – 18 см, соответственно. Поскольку выдерживать такие параметры затруднительно (из-за отсутствия пиломатериалов таких размеров), производят их набор из более мелкоразмерных (по сечению) материалов. При этом действует обычно следующие правила.

1) Уложенные рядом балки одной высоты суммируют свои «нагрузки». Т.е. если одна балка выдерживает 400 кг, то 2 балки — 800 кг.

2) Балки уложенные одна на другую (по вертикали) и скрепленные между собой выдерживают нагрузку в 4 раза больше, чем каждая из них. Поэтому выгоднее наращивать балки по высоте, чем толщине. Т.е. те же 2 балки, но положенные не рядом, а друг на друга выдержат уже 1600 кг, а не 800.

Разумеется, следует учитывать и возможность изгиба слишком высокой и узкой балки. Поэтому при оптимальном соотношении высоты к ширине 1,4 не следует превышать его значение более чем до 2,0 – 2,5 при условии надежного закрепления балки по всей длине.

Особо следует упомянуть необходимость тщательного скрепления балок друг с другом при их вертикальном соединении. Известна, т.н. балка Деревягина. В ней два бруса соединялись между собой при помощи шкантов и шпонок (примерно так же, как при укладке стен из бруса). Смысл этого — в устранении продольного смещения балок друг относительно друга при изгибе. Т.е. балки становятся как бы монолитным элементом, что и придает им дополнительную жесткость. Добиться подобной жесткости можно и более современными методами, например, с помощью клея, шкантов, шпилек и специальных металлических пластин.

Однако на увеличение высоты балок накладывает серьезные ограничения требования по рациональному использованию пространства дома. Поэтому более 20-30 см балки не делают (кому нужны перекрытия толщиной в пол-метра…). Следовательно, для увеличения несущей способности балок и перекрытий используют их более частую укладку. При этом важно учитывать несущую способность балок из расчета на 1 м2 перекрытия. И при этом оказывается выгоднее использовать более узкие, но высокие балки. Посудите сами:

Например для перекрытия 5 метрового пролета с нагрузкой 1200 кг потребуются 2 балки с сечением 200 х 150 мм уложенные через 1 метр. Их можно заменить 3-мя балками 200 х 70 мм, через пол-метра (выигрыш по объему пиломатериалов 30% !) или 4-мя балками 200 х 50. (выигрыш 34%)

Поскольку пиломатериал продается «по объему», правильный расчет балок может существенно снизить затраты на их устройство без потери качества и несущих свойств перекрытия.

Ниже я привожу примерную таблицу, которая поможет вам правильно выбрать сечения балок при устройстве межэтажных и чердачных перекрытий.

Разумеется, следует делать поправки и на изменение нагрузки, на качество материала, изменение частоты укладки балок и отклонения их от типовых размеров.

Константин Тимошенко

Расчет нагрузки на балку перекрытия – это важнейший этап в проектировании. Об этом говорит тот факт, что студентов строительных специальностей на протяжении всего периода обучения натаскивают на решение подобных задач. Допущенная ошибка может вылиться в полное обрушение здания, обвал перекрытия и абсолютную непригодность здания к дальнейшей эксплуатации. Именно поэтому расчет деревянных балок перекрытия онлайн-калькулятор выполняет с учетом всех существующих ныне норм.

Балки перекрытия

В частном строительстве в качестве лагов перекрытия используют деревянный брус. Дерево как строительный материал имеет больше достоинств, чем недостатков. Единственное, что настораживает при выборе – это горючесть древесины. В корне неверно считать, что бетон не горит. Он начинает трескаться при температуре 250 – 300 градусов, а при температуре 550 градусов перекрытия осыпаются. Дерево, обработанное специальными составами, загорается очень медленно, и даже обугленные брусья могут служить надежной опорой еще многие годы.

Такая надежность возможна только в том случае, если брус уложен с запасом прочности. При эксплуатации деревянные брусья работают на изгиб и должны выдерживать постоянную нагрузку. К таковым относится все, что лежит над перекрытием: пол, перегородки, мебель, техника люди и так далее. Нормы требуют нагрузки брать с запасом. Расчет деревянных балок перекрытия онлайн калькулятор осуществляет для того, чтобы найти такое сочетание длины и сечения, при которых прочность будет оптимальной.


Калькулятор расчета деревянных балок перекрытия

Формулы и элементы расчета

Калькулятор при расчетах использует следующие исходные данные:

  • длина балки – это параметр, который закладывается проектом и зависит от расстояния между несущими стенами;
  • сечение бруса – его ширина и высота, причем высота всегда должна быть больше для лучшего сопротивления специфическим изгибающим нагрузкам;
  • порода дерева – от нее зависит пластичность и глубина прогиба балки, а соответственно, и максимально возможная нагрузка;
  • предполагаемая нагрузка – берется из стандартов и зависит от типа помещения и количества жильцов.


Кроме исходных данных в калькуляторе заложена переменная – шаг бруса. Меняя его значение, можно подобрать оптимальный вариант размещения балок. В калькуляторе заложены справочные значения, характерные для каждого из выбранных параметров:

  • разрушающее усилие – это величина постоянной нагрузки на балку, при достижении которой произойдет обрушение, зависит от габаритов бруса;
  • распределенное усилие – зависит от величины предполагаемой нагрузки;
  • прогиб в миллиметрах – максимально допустимая величина деформации, зависит от длины балки, величина приведена для сравнения, она не должна превышать расчетный прогиб;
  • расчетный прогиб в миллиметрах – зависит от породы дерева.

В итоге после введения всех данных калькулятор сообщает о том, существует ли запас по прогибу и прочности при заданных пользователем параметрам. Если запас есть, балку можно использовать, если нагрузка превышена, следует откорректировать один из параметров. Для справки в калькуляторе приведены такие величины, как крутящий момент и масса самой балки. Первый параметр интересен для общего развития, а вот вес полезно знать, так как от него зависит стоимость доставки леса на стройплощадку.


Допуски при расчетах

Расчет несущих деревянных балок перекрытия онлайн-калькулятор производит с целью выявления допусков. Результатом подбора являются такие определения, как запас по прочности и запас по прогибу, который выражается в кратных единицах. Иными словами, чем больше у результата запас прочности, тем лучше. Однако для рационального строительства и недопущения перерасхода следует стремиться к значению коэффициентов от 1,5 до 3.

Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение прогиба.

Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

Длина


Важно ! Если деревянные балки заделываться в стены — это напрямую влияет на их длину и все дальнейшие расчёты.

При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.

Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого также изменится конечная несущая способность.

Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

Важно ! При формировании ската крыши брёвна выносятся за стены на 30—50 сантиметров. Это нужно учесть при подсчёте способности конструкции противостоять нагрузкам.

К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров . В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным . Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.


Совет ! Многие строители при необходимости перекрыть длинный пролёт используют фермы.

Общая информация по методологии расчёта

В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

Внимание ! Представленный в конце странички калькулятор расчета балок на прогиб позволит вам просчитать все значения с минимальными затратами времени. Чтобы воспользоваться программой, достаточно ввести базовые данные.

Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм. Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

Внимание ! Лучшим сечением для деревянных балок считается площадь, у которой высота и ширина соотносятся как 1,5 к 1.

Как рассчитать несущую способность и прогиб


Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

M/W

Расшифруем значение каждой переменной в формуле:

  • Буква М вначале формулы указывает на изгибающий момент. Он исчисляется в кгс*м.
  • W обозначает момент сопротивления. Единицы измерения см 3 .

Расчёт прогиба деревянной балки является частью, представленной выше формулы. Буква М указывает нам на данный показатель. Чтобы узнать параметр применяется следующая формула:

M=(ql 2)/8

В формуле расчёта прогиба есть всего две переменных, но именно они в наибольшей степени определяют, какой в конечном итоге будет несущая способность деревянной балки:

  • Символ q показывает нагрузку, которую способна выдержать доска.
  • В свою очередь буква l — это длина одной деревянной балки.

Внимание ! Результат расчёт несущей способности и прогиба зависит от материала из которого сделана балка, а также от способа его обработки.

Насколько важно правильно рассчитать прогиб


Этот параметр крайне важен для прочности всей конструкции. Дело в том, что одной стойкости бруса недостаточно для долгой и надёжной службы, ведь со временем его прогиб под нагрузкой может увеличиваться.

Прогиб не просто портит эстетичный вид перекрытия. Если данный параметр превысит показатель в 1/250 от общей длины элемента перекрытия , то вероятность возникновения аварийной ситуации возрастёт в десятки раз.

Так зачем нужен калькулятор

Представленный ниже калькулятор позволит вам моментально просчитать прогиб, несущую способность и многие другие параметры без использования формул и подсчётов. Всего несколько секунд и данные по вашему будущему дому будут готовы.

Перед сооружением прочного и надежного деревянного перекрытия необходимо выполнить ряд расчетов, чтобы определить параметры конструкции. Основная цель расчета – вычислить оптимальное соотношение размера сечения балок и расстояния между ними в конструкции перекрытия.

Определение основных параметров

Длина определяется в зависимости от параметров здания. Она приравнивается к ширине пролета, который нужно перекрыть. В свою очередь, для вычисления сечения учитываются длина пролета, расстояние между балками и величина нагрузки, оказываемой на них.

Перед выполнением расчетов проводится измерение исходных параметров конструкции. Также следует заранее продумать особенности конструкции: глубину погружения элементов в стены и способ их крепления.

Длина деревянных балок

За длину балок деревянного перекрытия принимается ширина пролета, который будет перекрываться с учетом запаса на углубление в стены для закрепления. Глубина погружения в стены определяется с учетом материалов, использованных для строительства дома, и типа пиломатериалов, используемых для изготовления балок. Для кирпичных или блочных стен глубина заделывания элементов будет оставлять 10 см при условии использования доски и 15 см при использовании бруса. Для изготовления перекрытия в деревянном доме балки устанавливаются в зарубки в стенах на глубину не менее 7 см.

Если для закрепления балок будут использованы специальные вспомогательные крепежные элементы (кронштейны, хомуты, уголки), то можно принимать за длину балок размер перекрываемого пролета. В этом случае достаточно измерить расстояние между противоположными стенами, на которые будут устанавливаться балки.

В некоторых конструкциях для формирования ската крыши балки выходят из стен наружу. При этом ноги стропильной системы крыши крепятся непосредственно к балкам перекрытия. Выпуск наружу должен составлять 30-50 см.

Оптимальная величина пролета, пригодного для перекрытия деревянными балками, составляет от 2,5 до 4 м. Максимальная допустимая длина пролета, перекрываемого необрезной доской или брусом, 6 м. Для перекрытия пролетов от 6 до 12 м требуется использовать только современный прочный материал – клееный брус. Из него могут быть выполнены двутавровые или прямоугольные балки. Использовать доску или обычный брус можно только при условии установки промежуточных опор, на которые будут опираться балки. В качестве промежуточных опор могут быть установлены колонны или внутренние стены.

Расчет нагрузки на перекрытие

На деревянное перекрытие оказываются нагрузка его собственного веса, эксплуатационная нагрузка, которая включает в себя вес мебели, пола, предметов обихода и людей, ходящих по перекрытию. Эксплуатационная нагрузка напрямую зависит от типа перекрытия, которым определяются особенности оказываемой на него нагрузки.

Как правило, расчет нагрузки на перекрытия производится на этапе проектирования специалистами, но выполнить его можно и самостоятельно. Прежде всего, учитывается вес материалов, из которых изготовлено перекрытие. Например, чердачное перекрытие, утепленное легким материалом (например, минеральной ватой), с легкой подшивкой выдерживает нагрузку от собственного веса в пределах 50кг/м². Эксплуатационная нагрузка определяется в соответствии с нормативными документами. Для чердачного перекрытия из деревянных основных материалов и с легкими утеплителем и подшивкой эксплуатационная нагрузка в соответствии со СНиП 2.01.07-85 вычисляется таким путем: 70*1,3=90 кг/м². 70 кг/м² в этом расчете – это нагрузка в соответствии с нормативами, а 1,3 – коэффициент запаса.

Общая нагрузка вычисляется путем сложения: 50+90=140 кг/м². Для надежности цифру рекомендуется округлить немного в большую сторону. В данном случае можно принимать общую нагрузку за 150 кг/м².

Изображение 1. Таблица определения минимального допустимого сечения при шаге в 0,5 м.

Если чердачное помещение планируется интенсивно эксплуатировать, то требуется увеличить в расчете нормативное значение нагрузки до 150. В этом случае расчет будет выглядеть следующим образом: 50+150*1,3=245 кг/м². После округления в большую сторону – 250 кг/м². Также следует проводить расчет таким образом, в случае если используются более тяжелые материалы: утеплители, подшивка для заполнения межбалочного пространства.

Если на чердаке будет обустраиваться мансарда, то необходимо принимать во внимание вес пола и мебели. В этом случае общая нагрузка может составить до 400 кг/м².

Расстояние между балками и их сечение

После измерения длины (L) пролета и деревянных балок, соответственно, можно переходить к основной части вычислений и рассчитать шаг укладки балок и их сечение (или диаметр для круглых элементов). Эти две величины взаимосвязаны, поэтому вычисления для их определения производятся одними и теми же математическими действиями.

Оптимальной формой сечения считается прямоугольная.

Изображение 2. Таблица определения минимального допустимого сечения при шаге в 1 м.

При этом стороны прямоугольника должны относиться друг к другу в соотношении 1:4:1. Высота должна быть больше ширины. Выбор высоты элементов часто зависит от толщины используемого утеплителя. Высота и ширина прямоугольных элементов могут быть в пределах 10-30 см и 4-20 см, соответственно. Если перекрытие будет укладываться из бревен, то величина их диаметра должна вписываться в интервал 11-30 см.

Шаг между элементами может составлять 30 см минимум и 1,2 м максимум. Для удобства его монтажа стараются при расчете подогнать ширину листов подшивки или плит утеплителя. Если взводится каркасное здание, то рекомендуется принимать шаг, равный расстоянию между стойками каркаса.

Для определения минимального допустимого сечения при шаге в 0,5 м и 1 м можно воспользоваться таблицами (изображения 1, 2).

Таким образом, расчет и исполнение перекрытия по деревянным балкам – это ответственная задача, от эффективного решения которой напрямую зависит надежность всего дома. Эти вычисления проводятся в соответствии с существующими утвержденными нормами. При возникновении спорных случаев или некоторых сомнений в точности всегда необходимо округлять полученные значения в большую сторону.

Это позволит избежать катастрофических последствий для дома. Если владельцы дома сомневаются в своих способностях рассчитать все требуемые значения, то им нужно обратиться за помощью к профессионалам.

Несмотря на разнообразие материалов, применяемых для изготовления перекрытий в домах, дерево остается самым востребованным для небольших жилых сооружений с двумя или тремя этажами. Это связано с их особенными свойствами:

  • деревянные перекрытия имеют небольшой вес по сравнению с аналогами из железобетона и тем более монолитными, и сохраняют при этом хорошие эксплуатационные показатели;
  • его просто обрабатывать, поэтому монтажные работы по установке осуществляются без использования специальной техники, что невозможно для других материалов;
  • особенность конструкции перекрытий из дерева позволяет использование любых изоляционных материалов;
  • готовые деревянные перекрытия являются лучшей основой для проведения финишной отделки потолка или пола;
  • дерево до сих пор является самым экологически чистым и безопасным материалом.

Единственным недостатком его использования можно считать ограничение в допустимой нагрузке, что сокращает сферу их применения.

Виды перекрытий в доме

В зависимости от планировки, наличия подвального помещения, проведенного отопления и количества этажей могут использоваться следующие деревянные перекрытия в доме:

  • цокольные или подвальные;
  • межэтажные или мансардные;
  • чердачные.

Каждое перекрытие в зависимости от типа помещения, планируемого температурного режима и уровня влажности выполняет свою функцию. Для этого во время монтажа происходит укладка необходимой изоляции, которая препятствует прохождению звука, влаги и тепла и позволяет надёжно разделить помещения в доме.

Структура перекрытия

Устройство деревянных перекрытий зависит от их функционального назначения, но все они имеют очень похожую структуру. Их главной составляющей, которая служит основой для других элементов, являются деревянные балки, закрепляемые к несущим конструкциям дома, то есть к стенам. Вся будущая нагрузка во время эксплуатации дома будет ложиться именно на них. Поэтому расчет деревянных балок перекрытия занимает важное место на подготовительном этапе.

Для изготовления балок используется деревянный брус из хвойных пород деревьев, почти не прогибающихся с течением времени, в отличие от лиственных.

На установленные балки закрепляется черновой или вспомогательный пол. Для этого используется фанера, листы ОСП или ДСП, поверх которых после завершения работ крепится финишное покрытие, напольное или потолочное. Образованное между черновым полом и потолком пространство заполняется разными изоляторами в зависимости от параметров помещения.


Варианты перекрытия для разных помещений

В зависимости от типа помещения деревянные перекрытия могут иметь разное строение. Всего возможно три варианта:

  • для цокольных перекрытий, где характерна разность температур и повышенная влажность, требуется применение пароизоляции, повышенного слоя теплоизоляции и специальной отражающей плёнки или фольги;
  • для межэтажных перекрытий, которым свойственна более простая структура, в связи с равномерным температурным режимом и стабильным уровнем влажности обязательно необходима шумоизоляция;
  • для чердачных перекрытий, если они не отапливаются, используется такое же наполнение, как и для цокольных, с тем отличием, что расположение изоляторов происходит в обратном порядке из-за направления действия холода.

Более подробно о строении разных перекрытий будет написано ниже.

Виды конструкций

Деревянные перекрытия в доме в зависимости от размера проема могут иметь разную конструкцию, которая должна выдерживать заданные нагрузки и предусматривать размещение технологических элементов, в том числе придающих жёсткость, а также различную крепёжную фурнитуру.


Сегодня деревянные перекрытия сооружаются с помощью трёх основных видов конструкций:

  • с помощью балок, самый старый из всех вид, в котором надёжность конструкции обеспечивается балками из массива квадратной или прямоугольной формы, уложенными с шагом от 60 см до 1,0 м;
  • с помощью рёбер, в котором жёсткость создаётся доской толщиной до 7 см и шириной не менее 20 см, уложенной на ребро с шагом не более 60 см;
  • балочно-ребристый, использующийся для пролётов до 15 м и состоящий из балок и перпендикулярно установленных, закреплённых к ним рёбер.

Ниже приводятся показатели каждого вида конструкций.

Таким образом, вид конструкции перекрытия определяется для каждого проёма индивидуально.

Способы крепления балки к стене

Для создания надёжной конструкции все балки должны быть прочно закреплены в несущих стенах. Это можно сделать несколькими способами. Одни используются, как и сами деревянные перекрытия, несколько столетий, другие стали возможны относительно недавно.

Первый способ — традиционный. Применяется для кирпичных домов или построенных из бруса. Балки помещают внутрь стены в специально сделанную нишу на глубину от 10 до 15 см с соблюдением нескольких правил:

  • рекомендуемая глубина составляет 2/3 толщины несущей стены;
  • часть балки, соприкасающаяся со стенками ниши, закрывается рубероидом в два слоя;
  • торцевые части обрезаются под углом примерно 60° для доступа воздуха к дереву;
  • расстояние между балкой и стенками ниши составляет не менее 5,5 см;
  • балка ложится на обработанную антисептиком деревянную подложку;
  • пустое пространство заделывается утеплителем;
  • боковые стороны замазываются цементным раствором;
  • каждая пятая (можно чаще) балка дополнительно закрепляется к стене анкером.


Если этот способ крепления применяется для деревянных домов, глубина ниши составляет не более 7 см с обязательной укладкой изоляции между стеной и балкой. Это снижает вероятность появления скрипа.

Второй способ состоит в использовании специальных металлических крепежей:

  • уголков;
  • хомутов;
  • кронштейнов.

Выбранный крепеж фиксируется к стене и к балке с помощью саморезов или дюбелей. Иногда металлическое крепление может использоваться для усиления конструкции.

Этот способ позволяет устанавливать деревянные балки быстрее и проще. При этом традиционный вариант до сих пор остаётся самым надёжным.

Произведение расчётов

Определившись с видом конструкции, необходимо подготовить расчёт деревянного перекрытия, в первую очередь необходимого количества балок, с учётом нужного сечения и порядка расположения. Точно произведённые расчёты позволят избежать неприятных сюрпризов в процессе эксплуатации.

Длина балки рассчитывается, исходя из размеров проёма и выбранного способа крепления. Для традиционного способа общая длина включает ширину проёма и длину частей, помещаемых в нишу. Если используются крепежи, длина балки равна ширине проёма.

Расстояние между балками, или шаг, обычно больше 60 см и меньше 1 м, но можно размещать чаще. Количество рассчитывается путём деления длины проёма на выбранный шаг с обязательным смещением крайних балок от стены минимум на 5 см.

Особенности расчёта

Сечение балки зависит от трех параметров:

  • ширины проёма;
  • расстояния между балками;
  • планируемой нагрузки.

Средняя нагрузка обычно считается равной примерно 400 кг на квадратный метр (свой вес около 200 кг и допустимая нагрузка 200 кг). Для нежилых помещений эта величина может быть в два раза меньше.

Сечение прямо связано с шириной проёма. Чем он шире, тем больше должно быть значение. Здесь используется правило соотношения величины проёма и высоты балки, равное 1/25. Например, для проёма шириной 5 м нужна балка высотой 200 см. Чаще всего используется сечение 5-16 см в ширину и 14-24 см в длину прямоугольной формы.


Сегодня произвести расчёт деревянных балок перекрытия можно, используя калькуляторы, находящиеся в бесплатном доступе в сети или готовые таблицы.

Таблица расчёта сечений в сантиметрах для нагрузки 400 кг на метр квадратный

Проём, м/шаг, м

После завершения расчётов можно начинать устанавливать деревянные перекрытия.

Особенности установки цокольного перекрытия

Установка цокольного перекрытия может быть сделана с применением любого из трёх описанных видов конструкций.

При установке по балкам используется дополнительный элемент — черепной брусок — размером 50 х 50 см. Он закрепляется снизу к балке на одном уровне, и вспомогательное покрытие крепится на него. Далее укладывается слой теплоизоляции (пенопласт, пенополистирол, вата) толщиной не менее 10 см, который накрывается пароизоляцией, желательно в рулонах.


При расстоянии между балками более 60 см сначала устанавливаются лаги, к которым крепится второе черновое покрытие (фанера, ОСП или ДСП). Сверху можно укладывать финишное напольное покрытие.

Для установки по рёбрам черепные бруски не используются. Черновой потолок (фанера или ОСП) нашивается непосредственно к рёбрам с шагом не более 15 см. Теплоизоляция плотно укладывается между рёбрами. Далее укладывается пароизоляция и черновой пол.

Установка балочно-ребристого перекрытия производится аналогично.

Особенности установки межэтажного перекрытия

Когда устанавливается деревянное перекрытие между этажами, главная задача — обеспечение хорошей звукоизоляции. Одинаковый температурный режим и отсутствие влаги позволяют не использовать пароизоляцию. Другими словами, если бюджет жёстко ограничен, можно отступить от некоторых обязательных правил.

Устанавливая перекрытие второго этажа на балках, как правило, всегда дополнительно применяются лаги, к которым крепится черновой пол из фанеры или ДСП. Кроме этого, рекомендуется использование черепного бруса.


Деревянное перекрытие между этажами отличается от всех остальных использованием резиновой или пробковой подложки толщиной до 5 мм, размещаемой дважды:

  • между балками и лагами;
  • между вспомогательным полом и финишным покрытием.

Для монтажа перекрытия на ребрах обрешётка не применяется. Ещё одной особенностью является выполнение обрешётки для потолка первого этажа из дерева, так как металлический профиль может издавать в процессе эксплуатации шум.

Особенности установки чердачного перекрытия

Как было указано ранее, деревянное чердачное перекрытие очень схоже с цокольным. Отличие состоит в движении холодного воздуха, которое на чердаке движется сверху вниз, а в подвале — наоборот.

Именно поэтому чаще всего допускается одна серьёзная ошибка. Вместо размещения пароизоляции под утеплителем его размещают сверху, как на цокольном этаже.

Для дополнительной безопасности на теплоизоляцию можно положить гидроизоляцию в рулонах, предохраняющую от прямого попадания влаги через крышу.

Эксплуатация и профилактика

Правильно выбранные, хорошо обработанные и грамотно уложенные балки могут служить достаточно долго. Но это не исключает необходимости периодической профилактики и проверки. Если возникает подозрение в повреждении любого элемента конструкции, рекомендуется своевременно произвести его замену или усиление.

Виды деревянных балок перекрытия — расчет балки на прочность

Перекрытие – очень важный конструктивный элемент любого здания, будь то частный дом или здание большого предприятия. Больше всего вопросов вызывает технология перекрытия. О том, как выполняется монтаж балок перекрытия, какие нюансы стоит при этом учитывать, мы и поговорим в данном материале.

Общая характеристика балок из дерева

При строительстве именно деревянные балки перекрытий считаются самым экономичным вариантом. Их монтаж не вызывает особых трудностей. Материал характеризуется низкой теплопроводностью, особенно по сравнению с железобетонными, стальными балками.

Конечно, есть у дерева и свои недостатки. Например, невысокая механическая прочность. Если металл поражает коррозия, то дерево – различные грибки и микроорганизмы. Вот почему перед установкой необходимо тщательно обрабатывать их различными антипиренами и антисептиками.

Основные требования к перекрытиям

Что такое перекрытие? Так называется горизонтальная конструкция, которая разделяет пространство сооружения по высоте. Именно благодаря ему можно ставить в помещениях сколько угодно мебели, размещать оборудование. Кроме того, соединение балок прочно связывает несущие стены, делает сооружение более устойчивым. Деревянные балки перекрытий бывают цокольные, подвальные, чердачные и междуэтажные.

Балка перекрытия из дерева должна соответствовать следующим требованиям:

  1. Прочность. Поскольку речь идет о достаточно серьезных нагрузках, материал должен выдержать их. Учитывайте постоянное давление и переменное.
  2. Жесткость. Насколько используемый материал способен сопротивляться изгибу?
  3. Тепловая и звукоизоляция.
  4. Пожарная безопасность.

Разновидности перекрытий: какие бывают?

В зависимости от назначения, можно выделить такие разновидности перекрытий:

  1. Цокольное. Поскольку оно является основой для пола, к балкам предъявляются повышенные требования. Стоит ли говорить, насколько прочными они должны быть?

Небольшой совет. Если планируете строить гараж или подвал под 1-м этажом, перекрытие лучше делать по балкам, сделанным из металла. Дерево подвержено гниению, выдержать солидную нагрузку сможет далеко не всегда.

  1. Чердачное.
  2. Междуэтажное.

Деревянные балки перекрытий бывают:

  • Цельные. Производятся из твердых пород – как хвойных, так и лиственных.
  • Клееные. Благодаря данной технологии, возможно изготовление планок приличной длины – вплоть до двадцати метров. Обладают повышенной прочностью, способны выдержать очень большие нагрузки. Еще одна особенность – идеально гладкая поверхность. Благодаря ей, снизу дерево оставляют открытым – оно становится настоящей изюминкой помещения.

Тонкости расчетов

Итак, вы поставили цель определить, сколько балок понадобится для перекрытия. Чтобы сделать это, необходимо:

  1. Выполнить замеры пролета, который планируете перекрывать.
  2. Выяснить, какой способ крепежа на стене будет наиболее оптимальным.
  3. Рассчитать нагрузку.
  4. Подобрать нужный шаг и сечение, используя таблицы или специальный калькулятор.

Балки перекрытия: определение длины

Расчет длины выполняется в соответствии с размерами пролета, который будут перекрываться, а также глубиной заделывания в стены. Чтобы измерить длину пролета, воспользуйтесь рулеткой. Что касается глубины заделывания, во многом она зависит от материала.

Когда дом построен из кирпичей или блоков, балки перекрытия заделывают в «гнезда» глубиной 10 см и более (доска), 15 см и более (брус). Если сооружение деревянное, материал монтируется в отдельные зарубки глубиной минимум 7 см. Используете металлические крепления? В таком случае, длина балок и пролета будет одинаковой. Также допускается вариант, когда в процессе монтажа стропильных ног они выпускаются наружу, примерно на 30-40 сантиметров за пределы стен. Так формируется свес.

Оптимальным будет вариант, когда балки перекрытий деревянные используются для перекрытия пролетов в 250 – 400 сантиметров. Когда пролет достаточно длинный (более 4 метров), на помощь приходят современные конструкции из клееного бруса.

Как определить нагрузку?

Для начала давайте выясним, что представляет собой такая нагрузка. Она состоит из:

  • Нагрузки элементов перекрытия.
  • Эксплуатационного давления бытовых устройств, людей и пр. Расчет нагрузки достаточно громоздкий, обычно выполняется опытными специалистами. Однако вы всегда сможете сделать его самостоятельно. Предлагаем упрощенный вариант, с которым мы познакомим вас ниже.

А начнем мы с расчета перекрытия для чердака, на котором не планируется укладка крупногабаритных вещей, утеплитель будет легким (например, минеральная вата). Согласно предписанию СНиП 2.01.07-85, нагрузка составит:

  • 70 х 1,3 = 90 кг/м2. В данной схеме 70 – норма нагрузки в килограммах на один квадратный метр, а 1,3 – запас. Общая расчетная нагрузка рассчитывается следующим образом: Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кг\м2. Округлим полученное значение в лучшую сторону и получим 150 кг/м2.
  • Планируя другой, более громоздкий утеплитель, и хранение различных вещей на чердаке, нормативное значение нагрузки желательно увеличить до 150 килограмм на м2. Что касается общей нагрузки, она составит: 50+150х1,3 = 245 кг/м2.
  • Есть еще и третий вариант, когда чердак используют для обустройства мансарды. Расчетная нагрузка при этом возрастает до 300 кг/м2.

Запомните одно простое правило: жесткость и прочность всего перекрытия зависит скорее от высоты балок, нежели от ширины. Поскольку на конструкцию действуют два вида нагрузки (сосредоточенная и распределенная), проектировать перекрытия нужно с небольшим запасом прочности. Это гарантирует, что эксплуатация перекрытия будет не только долговечной, но и безопасной.

Деревянные балки перекрытий: как узнать шаг, сечение?

Когда знаешь нужную длину каждой балки перекрытия из дерева, расчетную нагрузку, несложно узнать сечение, шаг укладки. По мнению большинства инженеров и специалистов в области строительства, универсальным вариантом будет прямоугольное сечение с соотношением ширины/высоты 1:1,4 (S и H соответственно).

Ширина балок может варьироваться от 4 до 20 сантиметров, высота – от 10 до 30 см. Когда с этой целью используются бревна, их диаметр варьируется от 11 сантиметров до 30.

Теперь давайте поговорим о шаге балок. В зависимости от вида, он варьируется в пределах 30-120 сантиметров. Если здание каркасное, необходимо, чтобы шаг укладки был таким же, как шаг стоек. Это позволит добиться максимальной жесткости.

Подведем итог вышесказанного. Вы только что узнали, как рассчитывать шаг и длину деревянных балок перекрытия, выполнять некоторые другие расчеты. Данный материал будет полезен всем, кто занимается строительством или хотел бы лично проконтролировать правильность расчетов, выполненных другими специалистами.

Рассчитать балку на прогиб калькулятор

Одним из самых популярных решений при устройстве межэтажных перекрытий в частных домах является использование несущей конструкции из деревянных балок. Она должна выдерживать расчетные нагрузки, не изгибаясь и, тем более, не разрушаясь. Прежде чем приступить к возведению перекрытия рекомендуем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором и рассчитать основные параметры балочной конструкции.

Необходимые пояснения к расчетам

  • Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
  • Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
  • Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).
  • 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
  • 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
  • 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по балкам.Подробнее про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;
  • Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;
  • Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;
  • Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности
  • Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

    Для расчета балок первым делом необходимо определить усилия, возникающие в конструкциях. В данном разделе показано, как находить усилия, опорные реакции, прогибы и углы поворота в различных изгибаемых конструкциях. Для самых распространенных из них вы можете воспользоваться онлайн расчетом. Для редких – приведены все формулы определения необходимых значений.

    Онлайн расчет балки на двух опорах (калькулятор).

    Приведен расчет на момент, прогиб и опорные реакции от сосредоточенной и распределнной силы.

    Синие ячейки – ввод данных. (Белые ячейки – ввод координаты для определения промежуточного итога).

    Зеленые ячейки – расчетные, промежуточный итог.

    Оранжевые ячейки – максимальные значения.

    >>> Перейти к расчету балки на двух опорах
    Онлайн расчет консольной балки (калькулятор).

    Приведен расчет на момент, прогиб и опорные реакции от сосредоточенной и распределнной силы.

    Синие ячейки – ввод данных. (Белые ячейки – ввод координаты для определения промежуточного итога).

    Зеленые ячейки – расчетные, промежуточный итог.

    Оранжевые ячейки – максимальные значения.

    >>> Перейти к расчету консольной балки
    Расчет однопролетной балки на двух шарнирных опорах.

    Рис.1 Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной сосредоточенной нагрузке

    Рис. 2 Расчет балки на двух шарнирных опорах при двух сосредоточенных нагрузках

    Рис.3 Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной равномерно-распределенной нагрузке

    Рис4. Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной неравномерно-распределенной нагрузке

    Рис5. Расчет балки на двух шарнирных опорах при действии изгибающего момента

    Расчет балок с жестким защемлением на двух опорах

    Рис6. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной сосредоточенной нагрузке

    Рис7. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при двух сосредоточенных нагрузках

    Рис8. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной равномерно-распределенной нагрузке

    Рис9. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной неравномерно-распределенной нагрузке

    Рис10.Расчет балки с жестким защемлением на опорах при действии изгибающего момента

    Расчет консольных балок

    Рис11. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной сосредоточенной нагрузке

    Рис12. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной равномерно-распределенной нагрузке

    Рис13. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной неравномерно-распределенной нагрузке

    Рис14. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при действии изгибающего момента

    Расчет двухпролетных балок

    Рис15. Расчет двухпролетной балки с шарнирными опорами при одной сосредоточенной нагрузке

    Рис16. Расчет двухпролетной балки с шарнирными опорами при одной равномерно-распределенной нагрузке

    Рис17. Расчет двухпролетной балки с шарнирными опорами при одной неравномерно-распределенной нагрузке

    Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение прогиба.

    Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

    Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

    Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

    Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

    Длина

    Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски. Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.

    При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.

    Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого также изменится конечная несущая способность.

    Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

    К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров. В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

    Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным. Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.

    Общая информация по методологии расчёта

    В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

    Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм. Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

    Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

    Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

    Как рассчитать несущую способность и прогиб

    Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

    Расчёт прогиба деревянной балки является частью, представленной выше формулы. Буква М указывает нам на данный показатель. Чтобы узнать параметр применяется следующая формула:

    M=(ql 2 )/8

    В формуле расчёта прогиба есть всего две переменных, но именно они в наибольшей степени определяют, какой в конечном итоге будет несущая способность деревянной балки:

    • Символ q показывает нагрузку, которую способна выдержать доска.
    • В свою очередь буква l — это длина одной деревянной балки.

    Насколько важно правильно рассчитать прогиб

    Этот параметр крайне важен для прочности всей конструкции. Дело в том, что одной стойкости бруса недостаточно для долгой и надёжной службы, ведь со временем его прогиб под нагрузкой может увеличиваться.

    Прогиб не просто портит эстетичный вид перекрытия. Если данный параметр превысит показатель в 1/250 от общей длины элемента перекрытия, то вероятность возникновения аварийной ситуации возрастёт в десятки раз.

    Так зачем нужен калькулятор

    Представленный ниже калькулятор позволит вам моментально просчитать прогиб, несущую способность и многие другие параметры без использования формул и подсчётов. Всего несколько секунд и данные по вашему будущему дому будут готовы.

    % PDF-1.5 % 885 0 объект > endobj xref 885 85 0000000016 00000 н. 0000003220 00000 н. 0000003370 00000 н. 0000003941 00000 н. 0000004078 00000 н. 0000004210 00000 н. 0000004349 00000 п. 0000004491 00000 н. 0000004518 00000 н. 0000005188 00000 п. 0000005398 00000 н. 0000005959 00000 н. 0000006156 00000 н. 0000006193 00000 п. 0000006768 00000 н. 0000006880 00000 н. 0000006994 00000 н. 0000007207 00000 н. 0000007603 00000 н. 0000008080 00000 н. 0000008107 00000 н. 0000008134 00000 п. 0000008630 00000 н. 0000009382 00000 п. 0000009894 00000 н. 0000010605 00000 п. 0000011298 00000 п. 0000012005 00000 п. 0000012138 00000 п. 0000012287 00000 п. 0000012314 00000 п. 0000012808 00000 п. 0000012835 00000 п. 0000013255 00000 п. 0000013946 00000 п. 0000014608 00000 п. 0000015271 00000 п. 0000015356 00000 п. 0000036914 00000 п. 0000037207 00000 п. 0000037606 00000 п. 0000037692 00000 п. 0000079126 00000 п. 0000079409 00000 п. 0000079979 00000 п. 0000080049 00000 п. 0000080119 00000 п. 0000080200 00000 п. 0000087193 00000 п. 0000087455 00000 п. 0000087721 00000 п. 00000

    00000 п. 0000090452 00000 п. 0000090522 00000 п. 0000090611 00000 п. 0000112939 00000 н. 0000113208 00000 н. 0000113638 00000 н. 0000113708 00000 н. 0000133265 00000 н. 0000133528 00000 н. 0000139507 00000 н. 0000139895 00000 н. 0000139965 00000 н. 0000140002 00000 н. 0000140072 00000 н. 0000140153 00000 п. 0000146096 00000 н. 0000146367 00000 н. 0000146535 00000 н. 0000146562 00000 н. 0000146860 00000 н. 0000146966 00000 н. 0000148830 00000 н. 0000149138 00000 н. 0000149488 00000 н. 0000149587 00000 н. 0000150975 00000 н. 0000151277 00000 н. 0000151617 00000 н. 0000154202 00000 н. 0000155641 00000 п. 0000158226 00000 н. 0000003021 00000 н. 0000002037 00000 н. трейлер ] / Назад 834216 / XRefStm 3021 >> startxref 0 %% EOF 969 0 объект > поток hb«`b`b`g«db @

    Бесплатный калькулятор луча | Калькулятор изгибающего момента, поперечной силы и прогиба

    Добро пожаловать в наш бесплатный онлайн-калькулятор диаграмм изгибающего момента и поперечной силы, который может генерировать диаграммы реакций, поперечных сил (SFD) и изгибающих моментов (BMD) консольной балки или просто поддерживаемой балки. Используйте этот калькулятор пролета балки, чтобы определить реакции на опорах, построить диаграмму сдвига и момента для балки и рассчитать прогиб стальной или деревянной балки. Бесплатный онлайн-калькулятор балки для создания реакций, расчета прогиба стальной или деревянной балки, построения диаграмм сдвига и момента балки. Это бесплатная версия нашего полного программного обеспечения SkyCiv Beam. Доступ к нему можно получить из любой из наших Платных учетных записей, которая также включает полное программное обеспечение для структурного анализа.

    Используйте интерактивное окно выше, чтобы просмотреть и удалить длину балки, опоры и добавленные нагрузки. Любые внесенные изменения автоматически перерисовывают диаграмму свободного тела для любой балки с опорой или консольной балкой. Калькулятор реакции балки и расчет изгибающего момента будут запущены после нажатия кнопки «Решить» и автоматически сгенерируют диаграммы сдвига и изгибающего момента. Вы также можете щелкнуть отдельные элементы этого калькулятора балки LVL, чтобы редактировать модель.

    Калькулятор пролета балки легко рассчитает реакции на опорах.Он может рассчитывать реакции на опорах консольных или простых балок. Это включает в себя расчет реакций для консольной балки, которая имеет реакцию изгибающего момента, а также силы реакции x, y.

    Вышеупомянутый калькулятор пролета стальной балки — это универсальный инструмент для проектирования конструкций, используемый для расчета изгибающего момента в алюминиевой, деревянной или стальной балке. Его также можно использовать в качестве калькулятора несущей способности балки, используя его в качестве калькулятора напряжения изгиба или напряжения сдвига. Он способен выдерживать до 2 различных сосредоточенных точечных нагрузок, 2 распределенных нагрузки и 2 момента.Распределенные нагрузки могут быть расположены так, чтобы они были равномерно распределенными нагрузками (UDL), треугольными распределенными нагрузками или трапециевидными распределенными нагрузками. Все нагрузки и моменты могут быть направленными вверх или вниз по величине, что должно учитывать наиболее распространенные ситуации анализа балок. Расчет изгибающего момента и поперечной силы может занять до 10 секунд, и обратите внимание, что вы будете перенаправлены на новую страницу с реакциями, диаграммой поперечной силы и диаграммой изгибающего момента балки.

    Одна из самых мощных функций — использование его в качестве калькулятора отклонения балки (или калькулятора смещения балки). Это может быть использовано для наблюдения расчетного прогиба балки без опоры или консольной балки. Возможность добавлять формы сечения и материалы делает его полезным в качестве калькулятора деревянных балок или в качестве калькулятора стальных балок для проектирования балок lvl или i. На данный момент эта функция доступна в SkyCiv Beam, который имеет гораздо больше функций для проектирования деревянных, бетонных и стальных балок.

    SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и улучшать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

    Размеры стальной балки

    | SkyCiv

    Наличие хорошего ресурса для размеров двутавровых балок очень важно при проектировании конструкций. Для нас, как для инженера-строителя, важно определить разделы, которые не только безопасны, но и экономичны.С помощью приведенной ниже таблицы размеров стальных балок SkyCiv стремится получить бесплатный ресурс, к которому можно будет получить доступ в любое время через браузер. Приведенная ниже таблица размеров стальных балок поможет инженерам-строителям найти подходящий размер и форму, которые вам нужны для вашего проекта. Эти свойства важны при проверке прочности секции, что является само определение конструкции конструкции.

    Таблица размеров стальных балок — это интерактивная таблица, в которой перечислены размерные и геометрические свойства сечения.Эти свойства могут помочь инженерам найти желаемый стальной профиль, который они ищут. Просто выберите систему единиц измерения, библиотеку перед тем, как выбрать форму, чтобы отобразить размеры балки этой формы. В библиотеке есть разделы из Австралии, США, Канады, Великобритании и Европы. Программное обеспечение извлекает размеры балки непосредственно из базы данных Structural 3D, которая является основным программным обеспечением для трехмерного структурного анализа платформы SkyCiv, которое также можно использовать в веб-браузере.Эта информация обычно требует, чтобы пользователь держал под рукой ручные или стальные диаграммы балок, что может быть неудобно, то есть если у пользователя есть копия. Несмотря на то, что приобретение руководства по стали требует денежных затрат, мы должны еще раз подчеркнуть, что справочная таблица SkyCiv легко доступна здесь бесплатно.

    Некоторые из размеров, которые может отображать этот инструмент:

    • Размеры двутавровой балки
    • Размеры S-образной балки
    • Квадрат полый / HSS Размеры
    • Круглые размеры из быстрорежущей стали
    • Размер балки с широким фланцем
    • Т-образная балка Размеры
    • Размер каналов
    • Размеры уголков
    • Имперские и метрические размеры балки

    Приведенные выше размеры стальных секций должны дать пользователю возможность легко получить доступ к свойствам элементов и размерам обычно используемых секций в различных библиотеках по всему миру. Мы надеемся, что инженеры найдут ссылки на эти размеры и размеры стальных балок, которые будут полезны для их рабочего процесса. Опять же, в настоящее время существуют размеры и размеры стали для профилей из Австралии, США, Великобритании, Европы и Канады. Если конкретная используемая вами библиотека недоступна, вы можете связаться с нами здесь. Мы открыты для улучшения и расширения нашей базы данных. Еще одним замечательным аспектом этого инструмента является то, что он может преобразовывать размеры балки из метрических в британские и наоборот. Это экономит время инженера при работе с единичными системами и снижает риск ошибки в расчетах.

    Свойства сечения, отображаемые в приведенной выше таблице, включая площадь поперечного сечения (A), полярный момент инерции (J), момент площади (Iz, Iy), модуль упругости сечения и постоянную деформации (Iw). Эти результаты чрезвычайно важны при выборе конструкционной стали для конструкций балок и колонн. Это свойства, которые контролируют количество и тип силы, которую может принять стальной элемент.

    Здесь, в SkyCiv, у нас есть ряд программного обеспечения (бесплатного и платного), позволяющего инженерам моделировать и проектировать свои конструкции.Наш калькулятор свободных балок — это простой в использовании калькулятор, помогающий анализировать консольные балки и балки с простой опорой. Вы также можете воспользоваться нашим калькулятором ферм для быстрого анализа 2D ферм. Для небольших 2D-рам вы можете использовать наш бесплатный калькулятор несущих конструкций. Для типичных форм из стали нестандартных размеров калькулятор свободного момента инерции является хорошим источником для определения их геометрических характеристик и характеристик сечения.

    SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений.Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и улучшать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

    (Прогиб — TotalConstructionHelp)

    Балки и перемычки на самом деле являются просто балками.

    Балка — это конструктивный элемент, который обычно размещается горизонтально и может выдерживать нагрузки, в первую очередь за счет сопротивления изгибу. Изгибающая сила индуцированных в материал балки в результате нагрузок, в том числе ее собственный вес (вес балки) и дополнительные нагрузки (другие нагрузки, называемые временными нагрузками) и статические нагрузки, такие как люди и мебель).Эти нагрузки производят то, что называемые изгибающими моментами в балке, а также могут иметь изгибающие моменты на каждом поддерживаемый конец, когда концы прикреплены к концевым опорам. Фиксированный означает, что они прикреплены таким образом, что часть нагрузки на балку переносятся на торцевые соединения (например, стены или колонны).

    Балки бывают разных размеров и форм. Обычно они либо однородные или составной.Однородный пучок — это пучок из одного материала, например, дерево или сталь. Композит — это композит, сделанный из материалов, которые не совпадают, например так же, бетонная балка со стальной арматурой.

    Некоторые типы балок:

    Нагрузка балки и опоры:

    Все это может показаться ошеломляющим, но это не так.

    Некоторые эксперты говорят, что инженерия — это на 80% логика и на 20% приложение. Некоторые могут обсудить это. но здесь мы предоставим вам основную инженерную информацию и приложения, которые не всегда доступны.

    Пока балки нагружаются по-разному. Балка с простой опорой — это обычно используемая балка (как показано выше).

    Ниже вам будет показано, как все это работает, и как выбрать балку (дерево или стали).

    Мы также касаемся выбора бетонной балки в секции балки.



    Простая опорная балка с равномерно распределенной нагрузкой с уравнениями и решениями:





    В приведенном выше примере есть шаги, необходимые для выбора и проектирования деревянного Луч. Если вы хотите выбрать и спроектировать стальную балку, шаги будут следующими: одно и тоже.Меняются некоторые вещи, например, напряжение изгиба в Материал, момент инерции, модуль упругости и сечение Модуль. Все остальные уравнения были бы такими же, если бы у вас было такое же нагрузка (W) и пролет (L).

    Обычные шаги для проектирования балки:

    1. Решите, какой материал вы хотите использовать (дерево или сталь). Мы не проектируем Бетонные балки в разделе сайта.
      1. Если нагрузка будет тяжелой, вы можете использовать сталь, так как она иметь возможность принимать большую нагрузку на тот же пролет.
      2. Если пролет короткий, вероятно, лучше будет использовать дерево.
      3. Иногда полевые условия диктуют, что лучше использовать.
    2. Определите, какие нагрузки будут на балку.
      1. Нагрузка обычно берется из Строительных норм. Код содержит список из того, что минимальные нагрузки для большинства типов использования. В жилых помещениях Кодекс обычно требует использования не менее 40 фунтов на квадратный фут для называется жилыми помещениями. Будьте осторожны, потому что код имеет гораздо большую загрузку требования к балконам и лестницам. Предоставляется ссылка на Строительный кодекс. в разделе Строительного кодекса этого веб-сайта.
      2. Иногда встречаются условия нагрузки, превышающие указанные в Кодексе. Имейте в виду, что Кодекс предусматривает минимальные требования, и вы можете превысить минимум.
    3. Проверьте пролет (длину) и то, что будет поддерживать балку на каждом конце.
      1. Пролет — это расстояние между одной опорой и другой опорой на каждом конце. луча.
    4. Как только у вас будет вся вышеуказанная информация, вы запустите Actual Beam. Дизайн.
      1. Уравнение Общая нагрузка = Ш x Д предназначено для определения полной нагрузки на балку.
      2. Получив полную нагрузку на балку, ее делят на 2, чтобы определить нагрузка, передаваемая на каждый конец балки, которая переносится либо на стена или колонна. Это важно, так как вам нужно убедиться, что стена или колонна может нести нагрузки.
      3. Получите момент, максимальный момент должен быть получен, по этой причине Моменты в других точках Луча игнорируются. Мы хотим, чтобы луч быть спроектированным для максимальной безопасности. Для балки с простой опорой Равномерно распределенная нагрузка M = WL 2 / 8.
      4. Пока что у нас есть нагрузка и момент балки. Теперь нам нужно знать будет ли Луч будет деревянным или стальным. Если балка деревянная, то в зависимости от для древесины типичное значение fb (напряжение изгиба) может варьироваться от 1000 фунтов на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм) до 1200 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, консервативное значение будет около 1000 фунтов на квадратный дюйм, если вы используете пихту или болиголов, это также можно получить из Строительного кодекса для различных пород дерева.Аналогично, если вы намерены для использования стали значение Fy = 36000 Steel будет fb = 24000 psi (где, fb = 0,66 x Fy). Как видно, Сталь — 24000, а Дерево — 1000, что указывает на то, что сталь примерно в 24 раза прочнее дерева при изгибе. Что также указывало на то, что стальная балка будет меньше деревянной. Так если у вас ограниченное пространство, стальная балка может быть лучшим выбором.
      5. Теперь нам нужно вычислить Sx (модуль сечения), который требуется для кода. Этот выполняется с использованием уравнения Sx = M / fb. У нас есть М (момент) из нашего вычисления. Просто примените расчеты. Этот расчет и есть требуется и должно быть минимально допустимым. Вы можете выбрать деревянную балку. из Таблицы сечений древесины, которые доступны в большинстве Руководств по дереву, или из наш веб-сайт, или вы аналогичным образом выбираете стальную балку таким же образом.Естественно, вы можете выбрать деревянный стержень, а затем рассчитать модуль сечения для этого Член, как показано в примере. Модуль сечения должен быть равен или больше чем рассчитанный модуль сечения.
      6. Остается один последний шаг — найти отклонение луча, вызванное загрузка. Когда вы кладете груз на балку, она изгибается вниз, и это вертикальное смещение вниз называется прогибом и измеряется в дюймы (или мм).Как видно из примера, мы вычислили максимальное значение Прогиб в центре луча. В этом примере максимальное отклонение разрешено контролируется Кодексом. Различные допустимые отклонения показаны на пример. Чтобы вычислить отклонение, нам нужна дополнительная информация, который представляет собой E (модуль упругости) материала и I (момент Инерция) для выбранного элемента. (См. Раздел для расчета момента инерции на этом веб-сайте)
        Модуль упругости (E) древесины колеблется около 11

        , для этих в примерах было использовано значение 119000.Если используется сталь, то значение E будет около 2

        00, как показано в примерах.
        Момент инерции (I) может быть вычислен или выбран из таблиц. предоставлено или вычислено. (См. Раздел о вычислении момента инерции)
        Допустимый прогиб: опорные полы и потолки L / 360, опорные Крыши с уклоном менее 3 дюймов 12 L / 240 и несущие крыши больше чем 3 в 12, наклон L / 180. L = пролеты, например: 12 футов, умножить 12 футов на 12 дюймов = 144 дюйма, разделенные на 360, 240 или 180, в зависимости от того, что применимо.

      7. Наконец, сравните вычисленное отклонение с допустимым отклонением. Если Расчетное отклонение больше допустимого отклонения, тогда вы должны выберите больший элемент балки и пересчитайте.


    Простой Поддерживаемые точки Концентрированный нагруженной балки с уравнений и решения:



    Как спроектировать деревянную балку в соответствии с AS 1720.1: 2010

    ClearCalcs позволяет вам спроектировать деревянную балку в соответствии с AS 1720.1: 2010 за несколько простых шагов, с проверками на момент, усилие сдвига, несущую способность и прогиб.

    Основные сведения о настройке проектирования / анализа балки см. В статье « Как использовать калькулятор анализа балки» .

    Видеоурок

    Учебное пособие | Как спроектировать деревянную балку в ClearCalcs для AS1720.1 из ClearCalcs на Vimeo.

    1. Выберите тип балки

    При добавлении нового расчета деревянных балок вы можете выбирать между различными типами деревянных балок для жилых помещений. Лист и расчеты для каждого из них одинаковы, однако некоторые значения и критерии по умолчанию, такие как пределы прогиба и расстояние от центра до центра, были сделаны индивидуальными для каждого типа балки.

    После создания деревянной балки можно использовать функцию изменения материала, чтобы быстро перейти на сталь или наоборот.

    2. Свойства входного ключа

    Подсказка. Если вы когда-нибудь не уверены, что что-то означает в ClearCalcs, просто щелкните по метке поля для ссылок, проверок, условных обозначений и описаний.

    Выбор элементов

    Селектор элементов может использоваться для фильтрации деревянных секций по степени напряжений или путем указания максимальных требуемых размеров. Селектор показывает сводку критических проверок, чтобы помочь вам определить наиболее оптимальный раздел.

    Значения по умолчанию были установлены для других ключевых свойств, которые вы можете изменить.

    Количество элементов в группе / ламинате — это количество элементов, которые склеены гвоздями по глубине балки.

    Ориентация стержня позволяет выбрать, будет ли балка изгибаться относительно большой или меньшей оси.

    Общая длина пролета — общая длина балки, включая все отдельные пролеты, в мм.

    Межцентровое расстояние — это расстояние между последующими балками в мм.

    Поиск Боковое ограничение типа используется для определения эффективной длины малой оси балки для потери устойчивости и коэффициента гибкости в соответствии с пунктом 3. 2.3.2 (например, см. Диаграммы ниже). Это зависит от расстояния между ограничителями и от того, находятся ли они на краю растяжения или сжатия балки.

    Необходимо ввести минимальную эффективную длину оси для продольного изгиба в соответствии с типом бокового ограничения (Cl 3.2.3), в мм.

    Эффективная длина при кручении для потери устойчивости относится только к типу бокового ограничения «Непрерывные ограничения на растянутой кромке с ограничителями при кручении».

    Необходимо указать критерии предельного диапазона отклонения , которые рассчитываются независимо для каждого диапазона. Для консолей «L» принимается равной удвоенной длине кантилевера.

    Абсолютные критерии предела прогиба — это максимально допустимый прогиб, независимо от длины пролета.

    Эти два критерия предела прогиба затем используются решателем методом конечных элементов для расчета основного предела прогиба, который является минимумом из двух:

    Категория структуры используется для определения значения коэффициента мощности. Вы должны выбрать одну из трех категорий: «Дом», «Основной структурный элемент» и «Важная структура». Пояснения к категориям представлены в таблице 2.1.

    Должно быть указано положение опор слева (подробнее см. «Как использовать калькулятор расчета балки»).Если расчет пеленга для конкретной опоры не требуется, ячейку «Длина пеленга» можно оставить пустой или установить равной нулю. Значения коэффициента несущей способности, несущей способности и управляющих реакций обновляются автоматически по мере изменения опор и нагрузки.

    Входные нагрузки

    Входные нагрузки разделяются на «Постоянные и приложенные нагрузки» и «Ветровые и другие нагрузки», которые затем используются для выполнения анализа загружения. Нагрузки могут вводиться как распределенные (патч) нагрузки, точечные нагрузки и моментные нагрузки.Для распределенных нагрузок важно указать начальное и конечное положение нагрузки в мм.

    Собственный вес балки включен по умолчанию; однако вы можете отказаться от этого, выбрав «Нет» в раскрывающемся меню рядом с « Включить собственный вес» .

    Затем необходимо указать Характер наложенной нагрузки , чтобы затем определить краткосрочные, долгосрочные и комбинированные коэффициенты на основе таблицы 4.1.

    ClearCalcs также позволяет отслеживать путь нагрузки, что означает, что реакции могут быть связаны между балками и колоннами как точечные нагрузки, щелкнув значок ссылки рядом со строкой нагрузки.Более подробную информацию можно найти в статье Связанные реакции между балками и колоннами (отслеживание пути нагрузки) .

    Факторы модификации

    Как указано в допущениях, для параметра «Влагосодержание при полной загрузке» и «Равновесное содержание влаги (среднегодовое значение) установлены значения по умолчанию, которые можно изменить, введя текст в поле ввода или выбрав из раскрывающегося списка. меню. Они используются для определения коэффициента частичной приправы k 4 .

    Температурный коэффициент k 6 обычно принимается равным 1, если только выдержанная древесина не используется в прибрежных регионах на севере Квинсленда на широте 25 o южной широты и во всех регионах к северу от широты 16 o южной широты где используется 0,9.

    Необходимо ввести Число дискретных параллельных элементов , как показано в примере ниже. Предполагается, что два параллельных элемента не образуют дискретную параллельную систему, и более 10 не имеют дополнительных преимуществ.Затем это используется для расчета коэффициента распределения сильных сторон k 9 .

    Итоговые выводы

    Показаны максимальный момент, сдвиг и требования к подшипникам, а также допустимая нагрузка и процент использования. Также показаны фактические отклонения в эксплуатационной пригодности и регулирующие пределы. Они определяются механизмом анализа методом конечных элементов ClearCalcs.

    Также показаны диаграммы сдвига, изгибающего момента и прогиба, и вы можете выбрать, какой вариант нагружения отображать графически, выбрав его из раскрывающегося меню Графический вариант нагружения .Также отображается диаграмма нагрузки и реакций.

    AS1720.1: 2010 — Деревянные конструкции

    AS1684.2: 2010 — Жилое строительство с деревянным каркасом: нециклонические районы

    AS1170.0: 2002 — Действия при проектировании конструкций: Общие принципы

    AS1170.1: 2002 — Действия по проектированию конструкций: постоянные, принудительные и другие действия

    AS1170.2: 2011 — Действия по проектированию конструкций: Ветровые воздействия

    Калькулятор луча

    Калькулятор отклонения балки

    Этот калькулятор основан на теории пучков Эйлера-Бернулли. 2) `

    Калькулятор момента пучка и поперечной силы

    Мы используем эти уравнения вместе с граничными условиями и нагрузками для наших балок, чтобы получить замкнутую форму решения для конфигураций балок, показанных на этой странице (балки с простой опорой и консольные балки). В Калькулятор балок использует эти уравнения для вычисления изгибающего момента, поперечной силы, наклона и прогиба. диаграммы.

    Калькулятор балок — отличный инструмент для быстрой проверки сил в балках.Используйте это, чтобы помочь вам в дизайне сталь, дерево и бетонные балки при различных условиях нагружения. Также помните, что вы можете добавлять результаты из балок вместе с помощью метод суперпозиция.

    Калькулятор стальных, деревянных и бетонных балок

    Конечно, не всегда возможно (или практически) получить решение в замкнутой форме для некоторой балки. конфигурации.Если у вас стальная, деревянная или бетонная балка со сложными граничными условиями и нагрузками вам лучше решить проблему численно с помощью одного из наших инструментов анализа методом конечных элементов. Если ты не беспокоясь о конструктивных кодах и сравнивая потребность в луче и его пропускную способность, попробуйте наши простые в использовании Калькулятор сдвига и момента. Если вам нужны полные проверки конструкции с помощью AISC 360, NDS, ASD и LRFD для конструкции стальных или деревянных балок и вы хотите создать свой следующий луч за считанные минуты, вам может понравиться наш Инструмент Beam Designer.

    Проектирование стальных балок Free AISC и NDS для деревянных балок
    Наша цель с WebStructural — вернуть инженерное сообщество, предоставляя бесплатные, облачное приложение для проектирования стальных и деревянных балок. Нечего устанавливать, просто перейдите в наш Бесплатный конструктор стальных и деревянных балок и приступайте к проектированию! Если вам нравится инструмент и решите, что хотите сохранить и распечатать проекты, которые можно обновить за 19 долларов ежемесячно.Нет долгосрочного контракта. Отмените в любой момент, мы сохраним ваши проекты, и вы сможете повторно подписаться позже чтобы получить к ним доступ.
    Другие бесплатные онлайн-калькуляторы

    Мы создаем элегантное и мощное программное обеспечение для проектирования и расчета конструкций. Попробуйте некоторые из наших другие бесплатные инструменты:

    Приложение для проектирования деревянных балок

    от Construction Knowledge.net


    «Очень просто использовать, если нужно убедиться, что кусок дерева достаточно силен, чтобы вытащить что-нибудь из ямы.
    — Лия в Android Market


    Простой в использовании калькулятор расчета деревянных балок для строительства и строительства:

    Входные данные: пролет, размер балки, тип пиломатериала и вариант точечной нагрузки или равномерно распределенная нагрузка (включая только простые пролеты балки).
    Выходы: расчетное напряжение при изгибе, допустимое напряжение вашего типа балки и расчетный и допустимый прогиб.

    Другие функции и примечания:
    Результаты можно отправить по электронной почте, отправить текстовое сообщение или скопировать в буфер обмена телефона.
    Не стесняйтесь писать нам по электронной почте с предложениями по функциям или новыми идеями для приложений.

    Пример:
    У вас есть бревна 6 x 6, перекрывающие верхнюю часть строительных лесов, и входящий в комплект подъем с него. Вы хотите убедиться, что деревянная балка больше, чем адекватный груз, который вы поднимаете. Вы знаете, что это желтый сосна, пролетами 5 футов и пытается поднять 1500 фунтов груза (10 кубических футов бетона).Было бы неплохо узнать, поддерживает ли расчет что вам подсказывает ваша интуиция?

    Вот как это работает:

    1. Введите длину пролета: 5 футов

    2. Введите предлагаемую ширину и глубину балки: 5,5 дюйма и 5,5 дюйма

    3. Выберите породу дерева из вариантов: Сосна южная обработанная № 2 сорт

    .

    4. Укажите, будет ли нагрузка центром точечной нагрузки пролета или равномерной распределенная нагрузка? Точечная нагрузка.

    Пример точечной нагрузки — опора стойки на балка или стальной трос, поднимающий ковш с приставкой. Точечные нагрузки находятся в фунты. В примере на экранах ведро с 10 кубическими футами бетона. должен быть поднят. Следовательно, нагрузка будет составлять 10 кубических футов бетона x 150 фунтов / кубический фут. бетона = 1500 фунтов.

    Равномерно распределенная нагрузка, с другой стороны, возникает, когда силы, действующие на балку, распространяются по длине балки.За Например, деревянная балка на 16 дюймов по центру состоит из 16 дюймов фанеры и ковра. (скажем, 2 фунта на квадратный фут) статической нагрузки над ним. Так мертвый груз становится 2 фунта / квадратный фут x 1,33 фута = 2,66 фунта на погонный фут. Жизнь нагрузка (скажем, 40 фунтов на квадратный фут для жилого помещения) аналогичным образом будет 40 фунтов на квадратный фут x 1,33 фут = 53,2 фунта на погонный фут. Таким образом, полная нагрузка будет мертвой нагрузка 2,66 фунта / фунт + динамическая нагрузка 53,2 фунта / фунт = 55,86 фунта / фунт.

    5.Но вернемся к примеру: введите количество груза: 1500 фунтов

    6. Убедитесь, что верхний пояс балки не скручен или коробление. Программа учитывает только изгибающие напряжения для простого пролета с либо центральная точечная нагрузка, либо равномерно распределенная нагрузка.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *