Онлайн-калькулятор для расчета деревянных балок перекрытия
Skip to content
Рубрика: Черновая отделка
Хотите разместить рекламу ваших товаров или услуг на сайте cdelayremont.ru? Перейдите на страницу реклама, чтобы узнать о вариантах и условиях сотрудничества.
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.
Высота балки (мм):
Ширина балки (мм):
Материал древесины:
СоснаЕльЛиственница
Пролет (м):
Шаг балок (м):
Коэффициент надежности:
1,11,21,31,41,51,61,71,81,92,0
- 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).
- 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;
- 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).
- 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
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.
Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.
4
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
основные правила выбора и монтажа
При конструировании кровельной системы небольшого по размерам здания (частный дом, гараж, сарай и т.п.) применяются такие несущие элементы, как однопролетные деревянные балки. Они предназначены для перекрытия пролетов и выступают основанием для укладки настила на крышу. На этапе планирования и создания проекта будущей постройки в обязательном порядке осуществляется расчет несущей способности деревянных балок.
Деревянный балки предназначены для перекрытия пролетов и выступают основанием для укладки настила на крышу.
Основные правила выбора и монтажа однопролетных балок
К процессу расчета, выбора и укладки несущих элементов следует подходить со всей ответственностью, так как от этого будет зависеть надежность и долговечность всего перекрытия. За многие столетия существования строительной индустрии выработались некоторые правила конструирования кровельной системы, среди которых стоит отметить следующие:
Схема монтажа деревянных балок перекрытия.
- Длина однопролетных брусьев, их габариты и количество определяются после осуществления измерений пролета, который требуется перекрыть. При этом важно учитывать способ их крепления к стенам здания.
- В стены, возведенные из блоков или кирпича, несущие элементы должны углубляться не менее чем на 15 см, если они изготовлены из бруса, и не менее чем на 10 см, если используются доски. В стены из сруба балки должны углубляться минимум на 7 см.
- Оптимальная ширина пролета, пригодного для перекрытия с помощью балок из дерева, находится в пределах 250-400 см. При этом максимальная длина брусьев составляет 6 м. Если требуется применить более длинные несущие элементы, то в этом случае рекомендуется устанавливать промежуточные опоры.
При этом максимальная длина брусьев составляет 6 м. Если требуется применить более длинные несущие элементы, то в этом случае рекомендуется устанавливать промежуточные опоры.Вернуться к оглавлению
Расчет нагрузок, действующих на перекрытие
Кровля передает несущим элементам нагрузку, которая состоит из собственного веса, включая вес используемого теплоизоляционного материала, эксплуатационного веса (предметов, мебели, людей, которые могут по ней ходить в процессе выполнения тех или иных работ), а также сезонных нагрузок (например, снега). Точный расчет выполнить в домашних условиях у вас вряд ли получится. Для этого нужно обратиться за помощью в проектную организацию. Более простые расчеты можно произвести самостоятельно по такой схеме:
Рисунок 1. Таблица минимально допустимого расстояния между балками.
- Для чердачных перекрытий, при утеплении которых использовались легкие материалы (например, минвата), на которые не влияют большие эксплуатационные нагрузки, можно говорить, что в среднем на 1 м2 кровли приходится вес в 50 кг. Согласно ГОСТ для подобного случая нагрузка будет равна: 70*1,3 = 90 кг/м2, где 1,3 – запас прочности, а 70 (кг/м2) – нормированное значение для приведенного примера. Суммарная нагрузка будет равна: 50+90 = 140 кг/м2.
- Если в качестве утеплителя применяется более тяжелый материал, то нормированное значение по ГОСТу будет равно 150 кг/м2. Тогда общая нагрузка: 150*1,3+50 = 245 кг/м2.
- Для мансарды данное значение будет равно 350 кг/м2, а для межэтажного перекрытия – 400 кг/м2.
Согласно ГОСТ для подобного случая нагрузка будет равна: 70*1,3 = 90 кг/м2, где 1,3 – запас прочности, а 70 (кг/м2) – нормированное значение для приведенного примера. Суммарная нагрузка будет равна: 50+90 = 140 кг/м2.Узнав нагрузку, можно приступать к расчету габаритов однопролетных деревянных балок.
Вернуться к оглавлению
Расчет сечения деревянных балок и шага укладки
Несущая способность балок зависит от их сечения и шага укладки. Данные величины являются взаимосвязанными, поэтому их расчет осуществляется одновременно. Оптимальной формой для балок перекрытия является прямоугольная с соотношением сторон 1,4:1, то есть высота должна быть больше ширины в 1,4 раза.
Расстояние между соседними элементами должно быть не менее 0,3 м и не более 1,2 м. В случае монтажа рулонного утеплителя стараются сделать шаг, который будет равен его ширине.
Если конструируется каркасный дом, то ширина принимается равной шагу между стойками каркаса.
Для определения минимально допустимых размеров балок при шаге их укладки в 0,5 и 1,0 м можно воспользоваться специальной таблицей (рис. 1).
Все вычисления должны производиться в строгом соответствии с существующими нормами и правилами. При возникновении некоторых сомнений в точности расчетов полученные значения рекомендуется округлять в большую сторону.
Как спроектировать деревянную балку в соответствии с EN1995
Калькулятор деревянных балок ЕС можно использовать для расчета как требований, так и сопротивления прямой балки.Возможности анализа включают:
- Точечные поперечные силы и точечные одноосные моменты (кроме кручения)
- Линейные нагрузки (включая линейно изменяющиеся)
- Распределенные нагрузки (включая притоки различной ширины). Подробную информацию о ширине притока см. в статье 170 «Что такое ширина притока» 9.0008
Подробную информацию о ширине притока см. в статье 170 «Что такое ширина притока» 9.0008Возможности дизайна включают:
- ULS: Сопротивление моменту (EN 1995-1-1:2004 Cl 6.1.6)
- ULS: сопротивление сдвигу (EN 1995-1-1:2004 Cl 6.1.7)
- ULS: боковая потеря устойчивости при кручении (EN 1995-1-1:2004, класс 6.3.3)
- ULS: подшипник на опорах (EN 1995-1-1:2004 Cl 6.1.5)
- SLS: Анализ прогиба
Поддерживаемые элементы включают:
- Древесина хвойных и лиственных пород
- Ламинированный брус (LVL)
- Клееный брус
В этом примере проработанной конструкции мы рассмотрим процесс проектирования однопролетной несущей перекрытия из LVL. Он будет удерживать 5 балок перекрытий, расположенных на равном расстоянии друг от друга, и жилую динамическую нагрузку. Расстояние между балками составляет каждые 1500 мм, а балка закреплена в поперечном направлении на каждой балке. Это жилой гостиничный номер на первом этаже в Соединенном Королевстве (категория A3).
Это соответствует Классу обслуживания 1 для LVL.
1. Создать расчет
При добавлении нового расчета деревянной балки 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 между центрами, были сделаны специфическими для каждого типа балки. Для этого примера мы выберем балку пола.
2. Ввод наших ключевых свойств
Быстрый совет. Если вы не уверены, что что-то означает в ClearCalcs, просто щелкните метку поля для ссылок, проверок, условий и описаний.
Сначала вводим ключевые свойства нашей балки:
- Тип элемента – При нажатии кнопки «Выбрать» открывается список всех свойств и вы можете выбрать размеры пиломатериалов из базы данных или пиломатериалы нестандартных размеров. См. статью по теме Быстрый поиск лучшего раздела с помощью средства выбора участников. Мы хотим использовать брус из клееного шпона Kerto-S и изначально выбираем элемент на основе прошлого опыта: .
- Общая длина балки — Длина между началом и концом балки, независимо от условий поддержки. Выбираем 6000 м.
- Длина между боковыми ограничителями — Мы уверены, что балка имеет достаточную боковую распорку на каждой балке, поэтому длина между боковыми ограничителями равна нашему расстоянию в 1500 мм.
- Ориентация стержня — Все деревянные балки можно анализировать на изгиб вокруг оси Y или Z. Если он изгибается вокруг малой оси, некоторые проверки не требуются (например, боковая потеря устойчивости при кручении). В нашем случае мы выбираем «Загрузка сверху»
- Положение опор слева — Условия поддержки могут быть в любом положении вдоль балки. Консоль можно создать на любом конце, переместив условие поддержки от «0» или «Общая длина балки». В нашем случае просто поддерживаемая позиция по умолчанию является адекватной. Длина подшипника используется для расчета подшипника l_contact для определения эффективной площади контакта подшипника и грузоподъемности.
Мы хотим использовать брус из клееного шпона Kerto-S и изначально выбираем элемент на основе прошлого опыта:
Длина подшипника используется для расчета подшипника l_contact для определения эффективной площади контакта подшипника и грузоподъемности.3. Детали загрузки
ClearCalcs предлагает несколько способов ввода нагрузок для различных целей. К ним относятся:
- Распределенная нагрузка (кПа)
- Линейные нагрузки (кН/м)
- Точечные и моментные нагрузки (кН или кНм)
На нем также показана диаграмма всех «нефакторизованных» нагрузок, которые автоматически преобразуют распределенные территориальные нагрузки в эквивалентные линейные нагрузки.
Поскольку мы выбрали тип деревянной балки «Floor Joist», ClearCalcs автоматически заполняет ожидаемую нагрузку в соответствии с EN 1995, которую можно просмотреть на вкладке «Параметры проекта по умолчанию» на боковой панели. Обратите внимание, что это может быть установлено вручную в отдельных расчетах, поэтому не беспокойтесь, если вы еще не изучили вкладку «Проект по умолчанию».
Снимок из настроек проекта по умолчанию:
Распределенная нагрузка: Наши 5 балок вводятся как распределенная нагрузка, поскольку разница в действиях минимальна по сравнению с размещением сосредоточенных нагрузок через равные промежутки времени. Однако у вас есть возможность сделать это в таблице «Точечные и моментные нагрузки» ниже. Мы видим, что постоянные нагрузки qk и wG были перенесены из настроек проекта по умолчанию. Все, что необходимо, — это установить ширину притока для нагрузки на пол равной 2000 мм, чтобы отразить возложенную нагрузку на половину длины балок. Дополнительные сведения см. в статье 170-what-is-tributary-width.
- Постоянная нагрузка – оставьте 0,9 кПа, чтобы отразить вес балок и напольных материалов.
- Живая нагрузка — оставьте значение 2 кПа, чтобы отразить таблицу NA.3 Британского национального приложения.
Подсказка: Если балки перекрытия спроектированы в ClearCalcs, вы можете загрузить связи реакций непосредственно в Несущую крышу либо как действующую «Линейную нагрузку» (для регулярно расположенных балок), либо как отдельные сосредоточенные нагрузки.
См. 24-связывающих-реакций-между-лучами-и-колоннами-отслеживание-пути-загрузки. Это предотвращает необходимость повторного ввода загрузки и позволяет избежать ошибок.
Точечные и моментные нагрузки:
- Переменная нагрузка — EN1991-1-1:2004 Cl 6.3.1.2 (3) требует, чтобы учитывалась сосредоточенная нагрузка Qk, действующая отдельно. Используя таблицу NA.3 Британского национального приложения, мы подтверждаем, что необходимо проверить временную нагрузку Qk = 2 кН. ClearCalcs «альтернативные» приложенные нагрузки QI, QI2 и QI3 применяются отдельно друг от друга, но комбинируются с другими типами постоянной, снеговой, ветровой нагрузки. , но мы все равно применим для примера. Поскольку сосредоточенная нагрузка не применяется одновременно с UDL, мы применим ее в разделе «Точечные и мгновенные нагрузки».
Собственный вес может рассчитываться автоматически с помощью переключателя собственного веса.
4. Информационные и национальные приложения
EN1995-1-1 определяет ряд пунктов, которые могут быть специально отменены национальными приложениями, которые кратко изложены в предисловии в разделе «Национальное приложение к EN 1995-1-1». ClearCalcs предлагает удобный раздел «Информация и национальные приложения», который дает доступ к быстрому просмотру или изменению этих параметров.
Класс обслуживания – раскрывающийся список классов обслуживания влияет на коэффициенты продолжительности k_mod и коэффициент деформации k_def. Мы установим класс обслуживания 2 в соответствии с таблицей NA.2 Британского национального приложения (первый этаж). Вы увидите краткий обзор выбранных факторов:
Назначения длительности нагрузки по умолчанию для комбинации нагрузок: ClearCalcs также показывает, какой коэффициент модификации был назначен для каждой комбинации нагрузок. Примерные коэффициенты длительности взяты из Таблицы 2.
2 и могут быть изменены на вкладке «Проект по умолчанию» на боковой панели. Обратите внимание, что все сопутствующие переменные применяются одновременно, т.е. G + QI + все a комп. факторы ( S+W+T).
Частичный фактор / влияние ширины трещины: Эти факторы редко требуют корректировки в соответствии с требованиями национального приложения. В нашем случае британское приложение соответствует EN1995, и мы можем оставить его как есть.
Пределы прогиба: Эти требования ожидаются в соответствии с национальным приложением и зависят от использования конструкции. В нашем случае будем считать, что конструкция спроектирована в соответствии с таблицей NA.5 BS EN19.95-1-1:2004 (приложение для Великобритании) и имеет гипсовый потолок. Таким образом, окончательная комбинация полезной нагрузки только из-за переменной нагрузки составляет пролет / 250. Мгновенные пределы могут быть выбраны на основе национальных требований.
Можно настроить абсолютный критерий, который устанавливает жесткий предел любых отклонений. Это может быть установлено для всего проекта в параметрах проекта по умолчанию или может быть установлено вручную для этой структуры.
5. Выбор сечения
В этот момент мы видим, что наш луч проходит с максимальным использованием 90% для отклонения. Тем не менее, мы хотим убедиться, что получаем максимальную отдачу от нашего участника, поэтому вернитесь к селектору участников и просмотрите различные доступные варианты. Мы отмечаем, что мы можем добиться полностью используемой балки, уменьшив толщину балки до 81 LVL вместо 90 мм.
6. Сводка результатов и диаграммы внутренних сил
После того, как мы получили проект балки, мы можем быстро просмотреть соответствующие значения, чтобы убедиться, что все соответствует нашим ожиданиям. На правой панели находится сводная секция, где мы находим такие вещи, как потребность и мощность критического момента, сдвиг, момент и прогибы.
Там, где требуется расчет поперечного выпячивания при кручении на основе критериев Еврокода, также будут показаны итоговые значения.
Мы также можем посмотреть диаграммы сдвига, изгиба и прогиба, чтобы убедиться, что они соответствуют нашим ожиданиям.
Для прогибов на графике всегда будет отображаться мгновенный прогиб для основного случая мгновенного прогиба (характерного или частого). Мы можем прокрутить график вниз, чтобы увидеть точные значения прогиба в разных точках.
Мы также можем видеть «рассчитанные» нагрузки, применяемые для каждой комбинации нагрузок. Мы видим, что нагрузка QI2 = 2 кН была увеличена в 1,5 раза. Также распределенная нагрузка была преобразована в линейную нагрузку и учтена. QI и QI2 не применяются одновременно, как обсуждалось ранее.
7. Печать и список участников
Печать: Теперь мы можем распечатать полностью разработанное изображение. Прежде чем закончить, давайте напишем Комментарий для себя.
Это появится в распечатке.
И вот распечатка готова к отправке!
Список участников: ClearCalcs предоставляет удобное расписание участников, которое можно просмотреть на боковой панели и/или распечатать.
Подробный режим:
Хотя предыдущие шаги — это все, что требуется для проектирования нашей балки, может быть желательно увидеть больше информации о балке. ClearCalcs полностью раскрывает все расчеты кода, чтобы увидеть каждый шаг процесса, используемого для проектирования балки. Например, мы можем посмотреть, как рассчитывается прочность на изгиб при поперечном кручении. Некоторые расчеты для наглядности скрыты, однако их можно сделать видимыми, выбрав режим «Подробно». См. 163-как-просмотреть-все-подробные-шаги-расчета. Например, см. уравнение для упругого критического момента потери устойчивости
Несколько слоев
Пользователи могут создавать собственные разделы, если в базе данных нет точного размера и класса, которые вам нужны.
Кроме того, можно заламинировать базу данных или пользовательский раздел, при этом все ламинирования будут работать в композите.
На этом мы завершаем наше краткое руководство по проектированию деревянной балки в соответствии с EN1995-1-1:2004 с помощью ClearCalcs.
Span Tables — WoodCampus
Wood Campus Темы по торговле древесиной разрабатываются в сотрудничестве с Федерацией торговли древесиной. Для получения дополнительной информации посетите сайт www.ttf.co.uk.
Вам также может понравиться….
Приложение Builder — бесплатное приложение для телефона, используемое в качестве руководства для расчета пролетов, прочности и количества.
ПЕРЕЙДИТЕ СЮДА
Eurocode 5 Span Таблицы для загрузки.
СКАЧАТЬ ЗДЕСЬ
Классификация по прочности.
СЮДА
Убедитесь, что ваша древесина классифицирована и промаркирована, чтобы показать, что она соответствует правильным стандартам и требованиям прочности, установленным строительными нормами и правилами
Сверяйтесь с таблицами пролетов Еврокода 5 при расчете пролетов
См.
литературу производителя по таблицам размаха для инженерных изделий
литературу производителя по таблицам размаха для инженерных изделийОбразцы таблиц
В следующих таблицах пролетов указаны некоторые пролетные строения, необходимые для внутренних балок пола, где используются классы прочности C16 и C24.
Они относятся к статической нагрузке не более 0,5 кН/м
2 (исключая вес балки) и прикладываемой нагрузке не более 1,5 кН/м 2 .Всегда сверяйтесь с таблицами пролетов Еврокода 5 при расчете пролетов.
Используйте мягкую древесину, высушенную в печи, соответствующего класса прочности, маркированную в соответствии с Еврокодом 5 (EC5).
Нагрузка, которую может нести элемент, зависит от нескольких факторов, включая его пролет, толщину, ширину и породу. Обычно чем глубже и шире секция, тем длиннее пролет.
Таблицы пролетов определяют размер деревянного элемента определенного класса прочности, необходимый для данного пролета, а также максимальное расстояние между каждой секцией или деревянным элементом.
Следующие примеры, относящиеся к массивным деревянным элементам, иллюстрируют, как использовать таблицы пролетов для балок перекрытий в жилых домах с межцентровым расстоянием 400 мм.
Всегда сверяйтесь с таблицами пролетов Еврокода 5 при расчете пролетов.
| Joist size (mm) | Max span (metres) | |
|---|---|---|
| C16 | C24 | |
| 38 x 95 | 1.61 | 1.99 |
| 47 x 95 | 1.72 | 2.05 |
| 38 x 220 | 4.06 | 4.52 |
| 47 x 220 | 4.36* | 4.85 |
*Требуются две дополнительные балки – см. Еврокод 5, раздел 4.1.5
Пролеты для деревянных изделий и двутавровых балок
Внедрение специально спроектированных изделий из древесины, таких как клееные балки, двутавровые балки и металлические решетчатые балки, предлагает решения для более широкого диапазона глубин и пролетов, а усадка после установки, вероятно, будет меньше.
