Калькулятор расчета балок перекрытия из дерева: Расчет балки онлайн — Калькулятор балок перекрытия из дерева

Расчет балок перекрытия из дерева

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

О материалах перекрытий

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

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

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

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

От чего зависит прочность перекрытия?

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

Свойства древесных материалов:

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

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

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

Технические показатели:

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

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

Результат и пример расчета

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

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

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

Пример расчета

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

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

Для соответствующего ригеля при сосредоточенной нагрузке в 90 кг расчетный прогиб составит 23 миллиметра, а запас по прогибу — 1,04 раза. Конструкция не выдержит нагрузки свыше 422 килограмм.

Следственно, эксперты-строители будут рекомендовать не использовать перекрытие между этажами с такими показателями, поскольку запас прогиба слишком мал.

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

Польза калькулятора

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

Деревянные балки перекрытия – виды, расчет деревянного перекрытия + пример

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.

Требования к перекрытиям из дерева

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

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

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

Чердачное перекрытие по деревянным балкам

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

Междуэтажное перекрытие по деревянным балкам

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

2. По виду

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

Цельные (цельномассивные) деревянные балки 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.

Клееные деревянные балки перекрытия — схема устройства

Преимущества клееных балок:
  • высокая прочность;
  • возможность перекрывать большие пролеты;
  • легкость монтажа;
  • незначительный вес;
  • длительный срок службы;
  • отсутствие деформации;
  • пожарная безопасность.

Максимальная длина деревянной балки перекрытия такого вида достигает 20 метров погонных.

Поскольку клееные деревянные балки имеют гладкую поверхность, их часто не зашивают снизу, а оставляют открытыми, создавая в комнате стильный дизайн интерьера.

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 прямоугольного или квадратного сечения

Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)

Как правило используются для устройства чердачных перекрытий. Круглая балка отличаются высокой устойчивостью на изгиб (зависит от диаметра).

Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)

Максимальная длина деревянной балки перекрытия из оцилиндрованного бревна составляет 7, 5 м.п.

Деревянные балки перекрытия — размеры

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).

Деревянные двутавровые балки перекрытия — виды и типы, таблица

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

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.

Расчет перекрытия по деревянным балкам — таблица сопротивления древесины

Если используется не сосна, тогда значение следует скорректировать на переходящий коэффициент (приведен в СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)).

Расчет перекрытия по деревянным балкам — переходящий коэффициент

Если учесть предполагаемый срок службы строения, то полученное значение нужно скорректировать и на него.

Расчет перекрытия по деревянным балкам — срок службы дома

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.

Таблица деревянных балок перекрытия для расчета 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.

Таблица для подбора сечения деревянных балок перекрытия

Итогом наших 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.

Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы

Государственные стандарты регулируют все аспекты использования деревянных балок перекрытия вне зависимости от их вида или места использования.

Ниже представлена подборка наиболее важных документов по данной тематике.

Деревянные балки перекрытия – ГОСТ — СНиП

Заключение

В данной статье вы ознакомились с факторами, оказывающими влияние на выбор материала для устройства деревянных балок перекрытия. А также научились определять сечение и выполнять расчёт деревянных балок перекрытия.

Расчет балок перекрытий | ЗАО «Техстройпроект»

Деревянные балки перекрытий

Деревянные балки перекрытий часто являются наиболее экономичным вариантом. Деревянные балки легки в изготовлении и монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными балками. Недостатки деревянных балок — более низкая механическая прочность, требующая больших сечений, низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами и термитами (если они водятся в вашей местности). Поэтому, деревянные балки перекрытий требуется тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами, например ХМ-11 или ХМББ производства фирмы Антисептик (С-Петербург).

Как расчитать необходимое сечение деревянной балки перекрытий?

Оптимальный пролет для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшее сечение для деревянной балки — прямоугольное с соотношением высоты к ширине 1,4:1. В стену балки заводят не менее чем на 12 см и гидроизолируют по кругу, кроме торца. Желательно закрепить балку анкером, заделанным в стену.

При выборе сечения балки перекрытия учитывают нагрузку собственного веса, которая для балок междуэтажных перекрытий, как правило стоставляет 190-220 кг/м2, и нагрузку временную (эксплуатационную), её значение принимают равной 200 кг/м2. Балки перекрытия укладывают по короткому сечению пролёта. Шаг монтажа деревянных балок рекомендуется выбирать равным шагу установки стоек каркаса.

Для расчета минимального и оптимального сечения деревянной балки перекрытия можно воспользоваться он-лайн калькулятором Романова для деревянных балок перекрытий

Ниже приведены несколько таблиц, со значениями минимальных сечений деревянных балок для различных нагрузок и длинн пролетов:

Таблица сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400кг/м2. — рекомендуется расчитывать именно на эту нагрузку

Если вы не используете утеплитель или не планируете нагружать перекрытия (например, перекрытие необитаемого чердака), то можно использовать таблицу для меньших значений нагрузок деревянных балок перекрытий:

Таблица минимальных сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и нагрузки, при нагрузках от 150 до 350 кг/м2.

Если вы используете вместо балок прямоугольного сечения круглы бревна, можно пользоваться следующей таблицей:

Минимальный допустимый диаметр круглых бревен, используемых в качестве балок междуэтажных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м2

Если вы хотите перекрыть большие прогоны, то рекомендуем воспользоваться опытом с сайта Околоток.

Стальные (металлические) двутавровые балки перекрытий

Двутавровая металлическая балка перекрытий обладает рядом неоспоримых преимуществ, только при одном недостатке — высокой стоимости. Металлической двутавровой балкой можно перекрыть большие пролеты со значительной нагрузкой, металлическая стальная балка негорюча и устойчива к биологическим воздействиям. Однако, металлическая балка может корродировать при отсутствии защитного покрытия и наличия в помещении агрессивных сред.

Для расчета параметров двутавровой металлической балки можно воспользоваться хорошей программой расчета Beam

Вес одного метра двутавровой балки можно посмотреть в таблице веса двутавровых балок

В большинстве случаев в самодеятельном строительстве при расчетах в вышеуказанной программе или других ей подобных, следует считать, что металлическая балка имеет шарнирные опоры (то есть концы не фиксированы жестко — например, так как в каркасной стальной конструкции). Нагрузку на перекрытие со стальными двутавровыми металлическими балками с учетом собственного веса следует рассчитывать, как 350 (без стяжки) -500 (со стяжкой) кг/м2
Шаг между двутавровыми металлическими балками рекомендуется делать равным 1 метру. В случае экономии возможно увеличение шага между металлическими балками до 1200 мм.

Таблица для выбора номера двутавровой металлической балки при различном шаге и длине прогонов

Железобетонные балки перекрытий

При устройстве железобетонных балок нужно использовать следующие правила (по Владимиру Романову):

  1. Высота железобетонной балки должна быть не менее 1/20 длины проема. Делим длину проема на 20 и получаем минимальную высоту балки. Например при проеме в 4 м высота балки должна быть не менее 0,2 м.
  2. Ширину балки рассчитывают исходя из соотношения 5 к 7 (5 — ширина, 7 — высота).
  3. Армировать балку следует минимум 4 прутками арматуры d12-14 (снизу можно толще) — по два сверху и снизу. Таблицы соотношения длины и массы арматуры различного сечения.
  4. Бетонировать за один раз, без перерывов, чтобы ранее уложенная порция раствора не успела схватиться до укладки новой порции. С бетономешалкой бетонировать балки сподручнее, чем заказывать миксер. Миксер хорош для быстрой заливки больших объемов.

Вес строительной арматуры или сколько метров арматуры в тонне. Вес арматуры длиной 11,75 м. Вес арматуры диаметром от 5,5 до 32 мм. 

Вес двутавра и количество метров в тонне двутавра

 

Популярность: 25%

Расчет деревянных балок перекрытия — Кровля крыши для дома

Автор Кровельщик На чтение 8 мин Просмотров 440 Обновлено

Деревянные балки перекрытий – общая информация

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

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

К преимуществам элемента можно отнести:

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

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

Впрочем, недостатки у детали тоже есть:

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

При изготовлении элемента необходимо учесть следующие требования:

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

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

Виды и типы деревянных балок перекрытия

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

Выглядит оно следующим образом:

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

Требования к перекрытиям из дерева

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

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

Расчет деревянных балок перекрытия – специфика

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

Для этого необходимо учесть ряд моментов:

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

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

Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы

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

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

Как определить нагрузку, которая будет действовать на перекрытие?

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

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

Однако, для этого существует упрощенный вариант:

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

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

Общая расчетная нагрузка, воздействующая на перекрытие, составит:

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

В этом случае, общая нагруженность перекрытий составит:

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

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

Что следует знать про нагрузку на балку?

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

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

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

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

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

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

Основные требования к балкам перекрытия

К главным требованиям можно отнести следующие:

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

Пример расчета деревянной балки

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

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

Чтобы просчитать величину прогиба при нагрузке необходимо воспользоваться формулой:

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

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

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

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

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

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.

видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности обработки, калькулятор, максимальная длина, шаг, расчет сечения, размеры, цена, фото

Все фото из статьи

Если вы решили построить двухэтажный дом, то можно использовать калькулятор для расчета деревянных балок перекрытия, но можно это сделать и самостоятельно, используя таблицы и собственные знания, которые вы сейчас получите. Кроме того, вам нужно знать, оптимальное поперечное сечение профиля, расстояние, которое лучше всего выдерживать между брусом или брёвнами, способы утепления и другие нюансы, необходимые при строительстве.

Сейчас мы расскажем о различных способах монтажа и практических вычислениях, а также покажем вам видео в этой статье.

Самостоятельный монтаж деревянных балок перекрытия

Монтаж перекрытия

Пиломатериалы для балок и крепёж

Цельномассивный и клееный брус

  • В первую очередь, расчет сечения деревянных балок перекрытия зависит от их длины, но сюда также входит и прочность самого материала, то есть, все таблицы, которые вы увидите ниже, основаны на показаниях по брусу из цельного массива дерева и бревну. Но руководствуясь этими данными, вы также можете использовать в монтаже клееный деревянный профиль – он даже лучше цельномассивного, но его цена, конечно, гораздо выше, хотя он не нуждается в дополнительной обработке антисептиками.
  • Помимо профиля из цельного дерева, как мы уже сказали, используется клееный брус, который располагается ламелями по вертикали – так увеличивается прочность на изгиб, а это именно то направление, где оказываются наиболее существенные нагрузки. Для пространственных балок из дерева используются зубчатые пластины, которыми фиксируется опора или они могут быть скреплены между собой такой же самой пластиной.

Внутреннее раздельное крепление для балок

  • Настоящий кронштейн применяется для фиксации консолей несущих балок, когда те служат основанием для обустройства перекрытий, в основном при возведении зданий из пиломатериалов. Такие элементы инструкция позволяет монтировать без врезки в несущий профиль, следовательно, не происходит ослабления в определённом месте и на всей конструкции. Прижимается такой крепёж гвоздями или саморезами, у него улучшенный внешний вид и здесь не нужен специальный инструмент.

Универсальное крепление

  • Крепление, которое вы видите на фото вверху, является универсальным, так как позволяет фиксировать профили, находящиеся в разной плоскости. Это очень удобно для монтажа обрешётки или же в тех случаях, когда один ряд балок используется по совместительству в качестве декорации.

Т-образный крепёж

  • Т-образный крепёж больше нужен для вертикальных опор, нежели для горизонтальных профилей, тем не менее, его применяют именно при монтаже перекрытий. Например, если превышена максимальная длина деревянных балок перекрытия, а этот предел обозначается шестью метрами, то в таких случаях устанавливаются деревянные опоры, которые обычно также служат декоративным украшением помещения – нечто в виде колонн.

Зубчатая шайба

  • Если расчет балок деревянных перекрытий требует их пересечения друг с другом, а также фиксации в этих местах (это также касается и вертикальных опор), то в таких случаях для жёсткости фиксации используются зубчатые шайбы или даже зубчатые пластины. Их подкладывают под головку болта, как обычную прокладку, но зубчатая поверхность чётко фиксирует консоль на одном месте.

Саморезы, болты, шпильки, гайки, шайбы

  • Ну и, конечно, саморезы, болты, шпильки, гайки и шайбы, без которых невозможен крепёж профилей между собой и к стене (в стене, на стену). Их размеры могут быть разными, но это зависит от сечения профиля, свойства соединения и его назначения.

Таблицы для вычислений

Нагрузка на балку перекрытия всегда осуществляется сверху вниз

Примечание. Все расчёты производятся из эксплуатационного положения профиля. Так, нагрузка на балку перекрытия во время её эксплуатации всё время осуществляется сверху вниз.

Перекрытие из бруса

Чтобы не использовать онлайн калькулятор для расчета балок перекрытия из дерева, как мы уже говорили в заголовке, вы можете воспользоваться таблицами – это гораздо надёжнее.Тем не менее, следует обращать внимание на конфигурацию сечения, так, его оптимальная форма не квадратная, а прямоугольная, в соотношении 1,4:1.

Только, как вы, наверное, понимаете и сами, монтаж производится вертикально, то есть, укладка на более узкую сторону, а более широкая сторона работает на сопротивление.

Закладка профиля в стену

В тех случаях, когда производится расчет балок перекрытия из дерева по длине, всегда следует учитывать их запуск в стену (или на стену (мауэрлат)), то с каждой стороны вам нужно добавить, как минимум, по 120 мм, то есть, общая длина профиля должна минимально превышать расстояние между стенами на 240 мм.

Брус или бревно на конце в таких случаях обычно подрезаются под углом 45⁰ (острым углом книзу), чтобы раствором зафиксировать положение профиля.

Примечание. При монтаже перекрытия на чердак, где не ожидается, что кто-либо там будет ходить, и там не будут складываться никакие предметы, всегда следует учитывать собственную (естественную) нагрузку профиля 190-220 кг/м2.

 

Длина пролёта (м) 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0
Шаг между брусом перекрытия (м) ↓ Поперечное сечение бруса (мм)
0,6 75х100 75х150 75х200 100х200 100х200 125х200 150х225
1,0 75х150 100х150 100х175 125х200 150х200 150х225 175х250

Расчет на нагрузку 400 кг/м2

В верхней таблице вы видите сечение балок деревянного перекрытия при расчете вертикальной нагрузки 400 кг/м2. По сути, это наибольший вес, который воспринимается для деревянных строений – если он превышает это значение, то в таких случаях нужно задействовать сталь и бетон. Использовать пиломатериалы любого сечения при больших нагрузках просто напросто нет смысла.

Нагрузка (кг/м пог.) 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
Поперечное сечение балок (мм)
150 50х140 50х160 60х180 80х180 80х200 100х200 100х220
200 50х160 50х180 70х180 70х200 100х200 120х220 140х220
250 60х160 60х180 70х200 100х200 120х200 140х220 160х220

Нагрузки на перекрытие, наиболее часто встречающиеся в быту

В бытовых условиях жилищное строительство редко требует сопротивления вертикальным нагрузкам 400 кг/м2 – чаще всего, эти нагрузки гораздо меньше, особенно это касается частного сектора, где здание рассчитано на одну-две семьи. Следовательно, основное внимание, если, конечно, вы будете использовать брус прямоугольного сечения, вам следует обращать именно на эту таблицу.

Но помимо бруса, для монтажа потолочных (напольных) перекрытий также используется бревно (только не оцилиндрованное). Ниже вы можете обратить внимание на основные его параметры, приемлемые при строительстве.

Ширина пролёта (см) Шаг (см) Сечение бревна (см)
20 100 13
60 11
25 100 15
60 13
30 100 17
60 14
350 100 19
60 16
40 100 21
60 17
45 100 22
60 19
50 100 24
60 20
55 100 25
60 21
60 100 27
60 23
65 100 29
60 25
70 100 31
60 27

Параметры для круглого бревна при расчетной нагрузке 400 кг/м2

Также вы можете руководствоваться общими параметрами, когда в строительстве используется и брус, и бревно. Поэтому, здесь вы можете обратить внимание на таблицу, расположенную ниже.

Порода древесины Сорт Диаметр поперечного сечения (мм) Максимальный пролёт (м)
Есть горизонтальные связи у стояков Есть перекрёстные связи у стояков Есть горизонтальные и перекрёстные связи у стояков
Хвойные 2 Расстояние между балками (мм)
300 400 600 300 400 600 300 400 600
38х89 1,86 1,72 1,58 1,99 1,81 1,58 1,99 1,81 1,58
38х140 2,92 2,71 2,49 3,14 2,85 2,49 3,14 2,85 2,49
38х184 3,54 3,36 3,20 3,81 3,58 3,27 3,99 3,72 3,27
38х235 4,17 3,96 3,77 4,44 4,17 3,92 4,60 4,29 4,00
38х286 4,75 4,52 4,30 5,01 4,71 4,42 5,17 4,82 4,49

Параметры по общим расчетам

Нюансы монтажа

Будущее перекрытие

Начнём с самой сути, которая достаточно проста даже для непосвящённого человека – в зависимости от длины пролёта высота бруса должна быть порядка 150-300 мм, а его ширина при этом 100-250 мм. Угол, который заделывается в стену, срезается под уклоном 60-80⁰, а если профиль кладётся на мауэрлат, то есть, перекрытие будет для чердака, то здесь вообще можно обойтись прямым углом.

Очень важна обработка деревянных балок перекрытия – их обрабатывают антисептиками и антипиреновыми составами (зачастую такие препараты продаются, как одна и та же смесь). Если концы заводятся в кирпичную или каменную стену, то их, помимо обработки жидкими составами, оборачивают в рубероид – получается нечто, вроде отсечной гидроизоляции.

При этом между балкой и стенами ниши следует оставлять зазор 30-50 мм с каждой стороны, чтобы забить туда минеральную вату для теплоизоляции.

Готовое перекрытие

При монтаже профилей всегда следует учитывать шаг балок перекрытия деревянных или кирпичных застроек – это порядка 60-150 см друг от друга (в зависимости от длины пролёта). Но в любом случае, от стены, при монтаже первой балки, следует отступать не менее 50 мм, то есть, она не должна лежать на стене – там находится либо обвязка, либо мауэрлат.

На фото: отделка балок у стены

Вне зависимости от того, какой был использован размер деревянных балок перекрытия, очень важно точно соблюдать горизонтальную плоскость их монтажа, постоянно сверяясь по уровню или шнуру.

Дело в том, что только клееный брус может точно соответствовать указанным параметрам, а профиль из цельного массива дерева чаще всего имеет отклонения в несколько миллиметров.

Поэтому, в зависимости от того, какая плоскость важнее, верхняя или нижняя, вы будете при монтаже расклинивать каждый брус или бревно, если в этом появится необходимость.

Утепление (звукоизоляция) деревянного перекрытия

Чаще всего перекрытие нуждается в звукоизоляции, которое по совместительству служит утеплением, хотя это нужно разве что для чердака или не отапливаемой мансарды. Конечно, здесь можно посоветовать использовать шумоизолон и другие дорогостоящие изоляторы, но мы не занимаемся рекламой, поэтому хотим предложить наиболее практичный и дешёвый вариант – минеральную вату.

Её укладывают между нижней верхней обшивкой (потолком и полом) и она превосходно изолирует звук, даже если стучать по полу верхнего этажа, только изоляция должна быть плотной, без вентиляционного зазора.

Заключение

Если вы своими руками монтируете межэтажное перекрытие из дерева, то совершенно неважно, чем вы будете облицовывать потолок на первом и покрывать пол на втором этаже – это может быть ориентировано-стружечная плита (ОСП), ДСП или доски. Здесь важно, чтобы, во-первых, само перекрытие получилось прочным и, во-вторых, вы создали хорошую шумоизоляцию.

Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и монтаж | Статьи | Знания

Деревянные балки – основной элемент перекрытий и других конструкционных элементов. Деревянные перекрытия применяются при возведении зданий малой этажности, при этом строения могут быть из древесины, лёгкого бетона или другого строительного материала. Основное назначение перекрытий – принятие и равномерное распределение нагрузки по конструктивным элементам, её передача на несущие конструкции (стены или фундамент). Наибольшее применение деревянные перекрытия нашли в частном строительстве одно и двухэтажных коттеджей.

Преимущества и недостатки деревянных перекрытий

Основными преимуществами обустройства перекрытий из пиломатериала считаются следующие факторы:

  • Незначительный вес конструкций.
  • Лёгкость и высокая скорость монтажа, не требующая задействования подъёмной техники.
  • Простота отделки различными материалами.
  • По сравнению с бетонными плитами – более высокие тепло- и звукоизоляционные характеристики, даже без применения дополнительных материалов.
  • Особенности конструкции деревянного перекрытия позволяют использовать различные звуко- и теплоизоляционные материалы на этапе их сборки.
  • Ремонтопригодность: в некоторых случаях есть возможность заменить подгнившие балки без демонтажа всего перекрытия.

К минусам деревянных конструкций относят следующие аспекты:

  • Горючесть древесины. По правилам пожарной безопасности деревянные элементы, используемые при строительстве, обрабатываются антипиренами.
  • Подверженность биологическому воздействию. Необходимость обработки пиломатериалов антисептиками.
  • Нестабильность геометрических параметров: усадки при усыхании и набухание при намокании. Поэтому для долговечности деревянных элементов важно поддерживать стабильную влажность и температуру.
  • Деревянные перекрытия проигрывают бетонным и металлическим конструкциям в прочности и несущей способности.

Технические стандарты

Технические условия изготовления и эксплуатации, а также другие аспекты регламентируются следующими нормативными документами:

Основные требования, которым должны соответствовать перекрытия

Конструкции из древесины должны отвечать следующим требованиям:

  1. Прочность. Конструкция должна выдерживать постоянные (от собственного веса) и переменные нагрузки (люди, оборудование, мебель и другие предметы).
  2. Жёсткость: перекрытие не должно прогибаться под расчётными нагрузками.
  3. Огнестойкость, которая повышается многоразовой пропиткой древесины антипиренами.
  4. Тепло- и шумоизоляция: использование современных материалов, которые закладываются в межбалочное пространство.

Типы и виды деревянных перекрытий

Применяемые для возведения перекрытий балки из древесины классифицируются на виды и типы по нескольким параметрам.

По назначению

В зависимости от разделяемых помещений, перекрытия бывают следующих типов:

  1. Подвальное/цокольное. Основное требование к такому перекрытию – прочность. Для решения этой задачи используются балки мощного сечения, а надёжная теплоизоляция обеспечивается современными утеплителями. Кроме этого, в теплоизоляционном пироге используются отражающие материалы с фольгированным покрытием, паробарьеры и гидроизоляционная подложка.
  2. Межэтажное – более простое по своей конструкции перекрытие. Основное требование – обеспечение хорошей звукоизоляции, что достигается укладкой между лагами волокнистого материала. Такая же конструкция используется в случае, когда на чердаке оборудуется отапливаемая мансарда.
  3. Чердачное. Оборудуется, если чердак остаётся неотапливаемым. Особых нагрузок конструкция не испытывает, поэтому особое внимание уделяется теплоизоляции. Чтобы влага не конденсировалась в толще утеплителя, используется пароизоляционная плёнка (мембрана).

По виду

По внешнему виду деревянные балки, применяемые для возведения перекрытий, делятся на два типа:

  1. Цельные. Изготавливаются из древесины хвойных или лиственных пород. Наиболее распространённый вариант для небольших перекрытий, так как в соответствии с действующими стандартами такие балки имеют ограничение по ширине пролёта – не более 5 метров. Основные преимущества цельного материала: экологичность, низкая цена.

  1. Клееные. Изготавливаются методом склеивания нескольких брусков из массива древесины. Это значительно повышает прочностные показатели, поэтому балки могут использоваться при организации перекрытий шириной до 20 метров. Технология производства клееных брусьев позволяет изготавливать не только прямые балки, но и гнутого, а также переменного сечения. Гнутоклееные изделия используются при обустройстве двускатной кровли.

Клееные балки имеют ряд преимуществ перед изделиями из массива: не деформируются при намокании или высыхании, увеличенный срок эксплуатации. Минус клееного материала – использование клея на формальдегидной основе. Это сказывается на экологической безопасности: при нагревании в воздух могут выделяться опасные вещества.

По сечению

Сечение балок перекрытия может быть следующих типов:

  1. Прямоугольное сечение используется чаще всего, так как подходит для любых перекрытий. В этом случае используется брус (цельный или клееный) различного сечения, от значения которого зависят прочностные показатели. Прямоугольная балка ставится на ребро, чтобы увеличить жёсткость на изгиб.

  1. Круглое или овальное сечение – ошкуренные, оцилиндрованные или профилированные брёвна различного диаметра. Такой материал применяется для обустройства чердачных или мансардных перекрытий в коттеджах. При этом потолок нижнего этажа не подшивается, так как бревно выполняет декоративные функции.

Двутавровые деревянные балки

Двутавровые балки чаще всего представляют собой клееную конструкцию, которая состоит из двух поясов древесины и поперечины. В качестве поперечины допускается использование фанеры или ДСП, ОСП.

Преимуществами деревянных двутавров считаются следующие факторы:

  • Незначительный вес.
  • Прочность и жёсткость в 3 раза выше, чем цельного бруса.
  • Возможность использования в пролётах до 12 метров.
  • Отсутствие усадки и деформации в процессе эксплуатации.
  • Изготовление под точные размеры, что снижает отходы при строительстве.
  • Возможность производства практически любой высоты поперечины и ширины полки, в том числе, несимметричной.

К недостаткам деревянных двутавров относят сложность их производства и высокую стоимость, что негативно повлияло на популярность их применения в частном строительстве.

Расчёт деревянного перекрытия

Расчёт сечения балок перекрытия производится на этапе проектирования. Правильно выполненные расчёты позволяют оптимизировать расходы на строительстве, обеспечив необходимую жёсткость и запас прочности конструкций. Для расчёта сечения необходимы следующие данные: длина балок, расстояние между ними, нагрузки, которые будут воздействовать на конструкцию.

Длина

Линейные размеры будущего перекрытия определяются достаточно просто. Измеряется пролёт, который необходимо перекрыть. Если строение прямоугольное, балки рекомендуется устанавливать по короткой стороне. К полученному значению прибавляется напуск (запас), необходимый для заделки в стены (с обеих сторон):

  • По 150 мм: если несущие стены выполнены из кирпича или любого вида строительных блоков.
  • Если строение деревянное (брус или бревно), то глубина заделки должна составлять не менее 70 мм.

Количество и расстояние между балками

Количество балок напрямую зависит от шага их укладки. Оптимальное значение расстояния между соседними балками составляет от 40 до 110 см. Часто на шаг укладки подгоняют под размеры утеплителя: балки располагают таким образом, чтобы теплоизоляционный материал входил между лагами без подрезания. Однако следует помнить, что увеличение расстояния между балками приводит к росту их расчётного сечения.

Нагрузки

Действующие на перекрытие нагрузки делятся на два типа:

  1. Постоянные: собственный вес конструкции.
  2. Временные: вес людей и предметов, находящихся в помещении.

Расчёт точных параметров нагрузок выполняется проектировщиками на этапе составления проекта. В частном строительстве берутся усреднённые значения по типу перекрытий:

  • Для неэксплуатируемых чердачных помещений из лёгкого заполнителя показатель нагрузки берётся 150–200 кг/м².
  • Если чердак планируется использовать для хранения вещей или подшивка и утепление производится тяжёлыми материалами, значение нагрузки увеличивается до 250 кг/м².
  • Для межэтажных, подвальных и мансардных перекрытий значение действующей нагрузки приравнивается к 350–400 кг/м².

Прогиб деревянных перекрытий от расчётных нагрузок не должен превышать соотношения к длине балки 1:350 для межэтажных и подвальных перекрытий, для чердачных и мансардных – 1:250.

Расчёт сечения

Зная расчётную нагрузку и расстояние между балками, сечение подбирается при помощи специальных таблиц, облегчающих расчёты. Пример такой таблицы для небольших пролётов представлен ниже. Следует помнить, что при промежуточных данных, округлять следует в большую сторону, чтобы несущие конструкции имели запас прочности.

Технология монтажа

Рассмотрим общую технологию обустройства деревянного перекрытия, которая состоит из следующих этапов.

Монтаж балок (лаг)

Способ крепления лаг перекрытия к стене зависит от её материала:

  • В кирпичных и блочных домах глубина паза, в который заводят балки, составляет 15 см с каждой стороны. Концы лаг, соприкасающиеся со стеной, обрабатывают жидкой битумной мастикой и оборачивают рулонной гидроизоляцией. Чтобы обеспечить тепловое и влажностное расширение древесины, торец бруса обрезается под углом 60°. Балка должна опираться на обработанную антисептиком и гидроизоляционной мастикой доску толщиной 3–4 см. После заведения бруса в паз, оставшееся пространство заделывается паклей. Каждую 4 или 5 балку к стене дополнительно фиксируют при помощи металлического анкера.

  • В деревянных строениях несущие лаги перекрытия заглубляются в паз не менее чем на 7 см с обеих сторон. Конец балки оборачивается рулонной гидроизоляцией, которая предотвращает скрип. Также практикуется пазовое соединение балки со стеной при помощи «ласточкиного хвоста».
  • Опоры из оцинкованной стали позволяют произвести крепление балок без оборудования посадочных гнёзд, что ускоряет процесс строительства. При помощи пластин различной конфигурации монтаж можно произвести как к деревянным, так и к каменным стенам. Использование такого вида креплений используется на этапе, когда несущие стены уже возведены. Однако такой метод крепления способен выдержать меньшую нагрузку, чем при заведении концов балок в стеновые пазы.

Накат и утепление

Следующий этап – настил наката, утепление и звукоизоляция перекрытия. Работы заключаются в следующем:

  • К нижнему краю балок прибиваются черепные бруски, выполняющие функцию опоры для наката (чернового пола).
  • В качестве материала для чернового пола используют доску, фанеру, или листы влагостойкой OSB.
  • После укладки наката, его накрывают гидроизоляцией в случае обустройства подвального перекрытия или пароизоляцией, если конструкция межэтажная или чердачная.
  • Между брусьями укладывается утеплитель, одновременно выполняющий функцию звукоизоляции. Для этих целей чаще всего используют маты или плиты минеральной ваты.
  • Сверху утеплитель также накрывают гидроизоляцией, после чего набивают шпунтованную доску, выполняющую функцию чистового пола. Также можно использовать листовой материал: фанеру, ОСП, ЦСП и так далее.

Межэтажное и чердачное перекрытие снизу подшивается фанерой, ДВП, гипсокартоном, блок-хаусом, ПВХ вагонкой или другими отделочными материалами.

Производители

Изготовление бруса, пригодного для применения в качестве основных элементов перекрытия, осуществляется на многих деревообрабатывающих заводах. Основными поставщиками данной продукции являются следующие предприятия.

Детчинский деревообрабатывающий комбинат, расположенный в Калужской области, производит обработку пиловочника, поставляемого из Красноярского края и Иркутской области на современном оборудовании с ЧПУ. В каталоге компании более 10 видов продукции из сибирской лиственницы. Также предприятие оказывает услуги по изготовлению деревянных изделий по индивидуальным размерам.

ООО «Деревообрабатывающий комбинат» (Кировская область, г. Белая Холуница), специализируется на производстве элементов для возведения жилых домов из оцилиндрованного бревна и клееного бруса. В качестве сырья компания использует ель и сосну северных регионов России.

«Заволжский ДОЗ» – ведущее предприятие РФ в области глубокой переработки древесины. Компания специализируется на строительстве коттеджей из бессучкового клееного бруса, изготовлении всех конструктивных элементов на собственных производственных мощностях.

ЗАО «Дмитровский деревообрабатывающий завод» работает с такими породами, как берёза, ель и сосна. Из этой древесины на мощностях предприятия изготавливаются оконные блоки, обрезной и необрезной пиломатериал камерной сушки, брус различного сечения естественной влажности.

ООО «Златоустовский деревообрабатывающий комбинат» специализируется на изготовлении пиломатериала и изделий по европейским стандартам. Среди продукции компании евробрус клееный, евровагонка, окна и двери из массива сосны, другие изделия.

Таблицы пролетов балок перекрытия

— калькулятор

Часть 2 жилищного конструктивного проектирования

На этой странице мы объясним, как спроектировать с помощью таблиц пролета перекрытия. Внизу страницы вы найдете калькулятор пролета балок. На этой странице объясняется, как интерпретировать результаты калькулятора.

Если вы только начинаете, вы можете начать с нашей предыдущей страницы, страницы проектирования жилых зданий, на которой объясняется основная структура дома.

См. Карту нашего учебного сайта «Создай свой собственный дом», чтобы пройти обучение по порядку или прыгать по нему по своему усмотрению.

Использование таблиц пролета балок перекрытия

Продолжая часть 1: Конструктивное проектирование жилых домов, вертикальные структурные силы, мы собирались начать изучение таблиц перекрытия балок.

Не волнуйтесь, вам не нужно будет проделывать много вычислений при определении размера и размещения несущего каркаса в вашем доме.Тем не менее, вам необходимо ознакомиться с чтением местных таблиц перекрытия балок перекрытия для балок перекрытия, балок перекрытий, оконных и дверных перемычек, балок перекрытий, балок крыши, стропил крыши и балок конька крыши, а также размеров и расстояния между ними. столы с деревянными гвоздиками.

Прежде чем переходить к таблицам пролетов, давайте сначала рассмотрим породы и сорта древесины. Как правило, все пиломатериалы штампуются производителем около конца пиломатериала.

Штамп отображает несколько типов информации.Отображаемая информация варьируется в зависимости от лесных ассоциаций. Но большинство будет отображать:

  • Порода древесины — часто сокращается
  • Сорт древесины — может быть числом или описанием
  • Лесная ассоциация, членом которой является производитель пиломатериалов
  • Как была выдержана древесина — это дает представление о содержании влаги
  • Идентификация мельницы — указывается по названию или номеру мельницы.

Породы древесины

На штампе выше в треугольнике указано, что это дерево Дугласова пихта (D FIR).Другие распространенные обозначения:

  • S-P-F (или Ель — Сосна — Ель)
  • Подол-ель (N) (или Hemlock-ель)
  • D.Fir-L (N) (или Douglas Fir — Larch)
  • N. Породы (красный кедр, некоторые сосны, бальзам и тополя)

Пиломатериалы Сорт

Показанный выше штамп указывает на то, что сорт пиломатериала является стандартным или лучше (STAND & BTR), это то же самое, что и номер 3 или шпилька. К общепринятым обозначениям сортов пиломатериалов относятся:

  • SEL STR (Выбрать структурные)
  • №1, № 2
  • № 3 / Штифт / Подставка и Btr. (или Standard & Better)

Эти обозначения и числа станут важными при чтении структурных таблиц, поскольку прочность древесины зависит от ее обозначений.

Теперь посмотрим, как читать эти таблицы. Начнем с простого, очень маленького домика шириной 12 футов и длиной 13 футов. Дом будет иметь двускатную крышу и будет обрамлен деревянными шпильками.

В таблице ниже указаны максимальные пролеты для перекрытий перекрытия со следующими обозначениями:

  • Пихта-лиственница Дуглас (порода пиломатериалов)
  • №1 и №2 (сорт пиломатериалов)
  • Все балки перемычки

Образец таблицы пролетов перекрытия

Приведенная выше выдержка из таблицы является всего лишь образцом и может не подходить для вашего региона.

Посмотрев на эту таблицу, вы увидите, что существует возможность выбора размера балки перекрытия (2 X 6, 2 X 8, 2 X 10 или 2 X 12), а также выбор расстояния между балками (12 дюймов, 16 дюймов). или 14 дюймов). Расстояние между балками пола — это расстояние между центрами любых двух установленных балок.На изображении ниже показан пример балок, расположенных на расстоянии 16 дюймов по центру (16 дюймов).

Поскольку примерный дом, для которого мы проектируем, имеет ширину 12 футов, нам нужно найти в таблице пролета балок перекрытия размер и центрирование балок, которые могут перекрывать 12 футов или больше. Читая таблицу, вы увидите, что 2 х 8, установленные на расстоянии 16 дюймов по центру, могут занимать 12 футов 4 дюйма.

Итак, наш дом будет выглядеть как на картинке ниже (все перекрытия перекрытия 2 «X 8»). На картинке ниже показан вид сверху, то есть вид сверху дома.Внешние серые стены — это бетонные фундаментные стены, которые поддерживают балки пола. Узкие двойные линии показывают сами балки перекрытия.

С трехмерной точки зрения каркас перекрытия из балок будет выглядеть так:

Имейте в виду, что в приведенной выше таблице пролетов указаны только допустимые пролеты для пихты Дугласа или лиственницы, существуют разные таблицы для всех видов строительных пиломатериалов.

Следующий раздел учебного пособия

Теперь давайте сделаем дом шире, чтобы у него была центральная опора для балок перекрытия.Чтобы узнать о проектировании с использованием таблиц пролета балок, перейдите к следующей части документа «Проектирование жилых зданий»:

Часть 3: Проектирование с использованием таблиц пролета деревянных балок.

Калькулятор пролета перекрытия

Чтобы использовать приведенный ниже калькулятор пролета балок, сначала выберите из раскрывающегося списка породу пиломатериалов, которые вы будете использовать для своего строительного проекта.

Затем с помощью кнопок в таблице выберите максимальную длину в футах (или метрах в скобках), которую должны перекрывать балки перекрытия.

Значения, отображаемые в итоговой таблице, показывают три возможных размера и расстояния балок в зависимости от используемого метода ограничения.

Если вы используете очень маленький экран или смартфон, поверните устройство в альбомную ориентацию, чтобы воспользоваться калькулятором ниже.

Ель, сосна или пихта Дугласовая пихта или лиственница Семя или пихта Северные породы


Калькулятор пролета балок жилых этажей

Ель-Сосна-Пихта

Таблица действительна для No.1 и №2 сорт Ель-Сосна-Пихта

Включает все виды елей, кроме ели прибрежно-ситинской, сосны джековой, лесной палки. сосна, пихта бальзамическая и пихта альпийская

Максимум. Размах, фут-дюйм. (метры)

Используйте кнопки ниже для выбора диапазона

Размеры балки, дюймы x дюймы (мм x мм) Расстояние между балками, дюймы (мм) Метод сдерживания
Калькулятор пролета балок жилых этажей

Пихта-пихта

Таблица действительна для No.1-й и 2-й сорт тсуги-пихты

Включает тсугу западную и пихту амабилис.

Максимум. Размах, фут-дюйм. (метры)

Используйте кнопки ниже для выбора диапазона

Размеры балки, дюймы x дюймы (мм x мм) Расстояние между балками, дюймы (мм) Метод сдерживания
Калькулятор пролета балок жилых этажей

Пихта дугласская

Таблица действительна для No.1 и 2 сорт пихты и лиственницы дугласовой

Включает пихту дугласовую и лиственницу западную.

Максимум. Размах, фут-дюйм. (метры)

Используйте кнопки ниже для выбора диапазона

Размеры балки, дюймы x дюймы (мм x мм) Расстояние между балками, дюймы (мм) Метод сдерживания
Калькулятор пролета балок жилых этажей

Северный вид

Таблица действительна для No.1 и 2 сорт пиломатериалов северных пород

Включает красный кедр, некоторые сосны, бальзам и тополя.

Максимум. Размах, фут-дюйм. (метры)

Используйте кнопки ниже для выбора диапазона

Размеры балки, дюймы x дюймы (мм x мм) Расстояние между балками, дюймы (мм) Метод сдерживания

Данные взяты из Таблиц деревянного каркасного дома CMHC
Примечания:
1.Эта таблица предназначена только для жилищного строительства и предназначена только для целей первоначальной оценки. Вы должны проконсультироваться с местными таблицами пролетов балок пола, чтобы убедиться, что размер балок соответствует вашему району.
2. Максимальные пролеты указаны с шагом 6 дюймов (150 мм). Для более точных пролетов вам нужно будет обратиться к таблицам пролетов.

Никакая часть этого веб-сайта не может быть воспроизведена или скопирована без письменного разрешения. Нелегальные копии в Интернете будут обнаружены Copyscape.

Современные подходы к моделированию и расчету деревянного каркаса здания с учетом совместной работы несущих элементов каркаса и облицовки

IOP Conf.Series: Earth and Environment Science 751 (2021) 012089

и причины их разрушения, а также представлены следующие методы повышения сейсмической устойчивости деревянных зданий

за счет увеличения общей пространственной жесткости здания, которая составляет

достигается за счет следующих мероприятий:

• планировка здания должна предусматривать введение достаточного количества продольных

и поперечных стен, расположенных максимально симметрично относительно главных осей и на ограниченных, равных или

близких расстояниях друг от друга;

• крепление стен и стоек к фундаменту должно быть достаточно надежным;

• повышение общей жесткости стен и перекрытий в их плоскости, усиление связи между стенами и перекрытиями, а также стыковка элементов стен и перекрытий;

• наличие более низкой и более легкой крыши;

• повышение пространственной жесткости и связь со стенами.

• использование легких материалов в качестве наполнителя стен, установка раскосов и косой обшивки в плоскости стен

, обеспечение прочного и постоянного соединения с фундаментом, соединение элементов каркаса

между собой и т. Д.

Таким образом, деревянные конструкции необходимо армировать, что приведет к увеличению несущей способности и жесткости

. Для этого используются различные комбинации дерева и металла. Одним из последних исследований в этом направлении

является сравнительный анализ стандартных клееных балок, усиленных арматурой [4] в нижней зоне

, с новыми балками с канатной арматурой, изогнутой в теле балки.Авторы статьи

установили основные принципы создания нового типа арматуры. Приведены схемы различных арматурных путей

. Сформированы математические модели исследуемых структур. Исследовано напряженно-деформированное состояние нескольких балок

с различными вариантами траекторий армирования балок

в программном комплексе SCAD. Результаты работы представлены в виде

показателей прогибов балок и изополей напряжений.Проведен сравнительный анализ исследованных конструкций

с неармированными балками и традиционным методом армирования. Сделан вывод о повышении прочностных характеристик балок с применением стальной канатной арматуры

. Выбрана оптимальная траектория движения канавки арматуры. Определены конкурентные преимущества

и перспективы использования арматуры нового типа [5].Исследование

показало еще один важный плюс деревянных конструкций — их сложную взаимную работу с металлом.

3. Проблемы численного моделирования деревянных конструкций

Дерево — особый материал, имеющий свои достоинства и недостатки. Основная задача инженеров проекта

— разработать численные алгоритмы моделирования деревянных каркасов, учитывающие сложное и сильно нелинейное поведение древесины

.

В работе Э.Н. Серов и Б.В. Лабудин [1] рассматривают современное состояние, тенденции и проблемы

использования клееных конструкций, выявляют приоритетные направления в области российского проектирования деревянных конструкций

(в том числе клееных). в качестве перспектив дальнейшего развития этих направлений —

ций.

Проблемы численного моделирования деревянных конструкций также затрагивались в работах

зарубежных и отечественных ученых. Например, в работе В.Н. Волынского [6] рассмотрено влияние температуры, влажности, скорости и характера нагружения на прочностные характеристики древесины.

Также было проведено исследование работы древесины поперек волокон, проведенное В.Н. Глухих [7],

, которое позволяет с высокой точностью определить взаимосвязь между физико-механическими

характеристиками древесины и параметрами окружающей среды. .

На основании вышеизложенного можно сказать, что древесина как строительный материал оправдывает свое использование, позволяя инженерам

создавать надежные и прочные пространственные конструкции, которые вписываются в самые разные архитектурные формы.Но реализация

различных архитектурных и инновационных решений в большинстве случаев требует экспериментального мысленного изучения нового продукта. Испытания могут проводиться на реальных объектах или на специальных испытательных стендах

, предназначенных для этого. Испытания проводятся как на конструктивных элементах объектов, так и на соединительных элементах

, роль которых в конструкции становится все более важной в случае деревянных каркасных конструкций

.Компьютерное программное обеспечение для расчетов с использованием метода конечных элементов (МКЭ) в

Timber Beam & Joist Design

Эта программа обеспечивает проектирование и расчет до семи простых балок на одной странице расчета. Мы разработали его в первую очередь для быстрого проектирования балок, стропил, перекрытий и других деревянных элементов с простыми нагрузками.

Просматривая рабочий лист, вы заметите семь расположенных рядом столбцов, каждый из которых представляет одну балку.В каждом из этих столбцов вы можете ввести данные о размере балки, допустимые напряжения, длину пролета и нагрузки, а также просмотреть рассчитанные выходные данные, состоящие из напряжений, реакций, сдвигов и прогибов, а также соотношений пролета / прогиба.

Программа автоматически применяет временные нагрузки к центральному пролету, пролету консоли и всему пролету при расчете максимальных моментов, сдвигов, реакций и прогибов. Это избавляет вас от необходимости изменять нагрузки, чтобы найти все максимальные условия.

Уникальные особенности

Пользователь может быстро спроектировать до семи балок или балок в одной программе.
Динамические нагрузки автоматически пропускаются при наличии консолей для получения максимальных моментов, сдвигов, реакций и прогибов.
Программа проверяет коэффициент глубины и неподдерживаемые длины для расчета допустимых напряжений изгиба.
Фактическое напряжение сдвига рассчитывается на расстоянии d от каждой опоры.

Допущения и ограничения

Необходимо ввести фактическую глубину и ширину балки.
Концы балок не могут быть зафиксированы, а балки, являющиеся чисто консольными, не могут быть проанализированы. В этом случае используйте программы для тяжелых деревянных балок или многопролетных деревянных балок.
Вес балки не добавляется автоматически к введенным нагрузкам.

Пример

Ввод данных для этого примера показан на снимках экрана, которые сопровождают разделы «Вкладки ввода данных» и «Вкладки результатов и графики», которые следует далее.

Вкладки для ввода данных

Этот набор вкладок содержит записи для всех входных данных в этом расчете. Во время ввода данных и переключения между этими вкладками вы можете просматривать желаемую результирующую информацию на вкладках в правой части экрана (расчетные значения, эскизы, диаграммы и т. Д.).). Пересчет выполняется после изменения любых данных ввода. После каждого ввода данных вы можете просмотреть результаты на правом наборе вкладок.

Вкладка «Общие»

Эта вкладка содержит только ввод для общего описания. Поскольку эта программа проектирует отдельные балки на каждой вкладке, вся входная информация содержится на этой конкретной вкладке.

Выступы балок: от №1 до №7

На каждой из этих вкладок можно спроектировать полную балку.Каждая балка просто перекрывается дополнительной консолью.

Кнопка [Деревянная секция] и запись

Используйте эту кнопку для отображения базы данных сечений древесины. В базе данных представлена ​​подборка пиломатериалов, клееных и промышленных пиломатериалов. См. Предыдущую главу, описывающую использование базы данных в Библиотеке проектирования конструкций. При нажатии [Деревянная секция] отобразится следующее окно выбора:

Ширина и глубина

Введите точные размеры используемого сечения балки.Вы можете быстро изменить эту запись, чтобы оптимизировать свой дизайн. Кроме того, при автоматическом выборе размера стержня здесь будет указана глубина.

Тип балки

Этот выбор определяет способ вычисления коэффициента объема. Если выбрано «Пилено», рассчитывается «Cf». Если выбран «GluLam», рассчитывается «Cv». Если выбрано «Произведенная или чистая сосна», то рассчитывается коэффициент NO (Cf или Cv).

Кнопка [Stress] и запись

Это позволяет использовать встроенную базу данных допустимых напряжений NDS & Manufactured lumber для получения допустимых напряжений.Когда вы нажмете кнопку, вы увидите это окно выбора. Пожалуйста, обратитесь к разделу ранее в этом Руководстве пользователя, который дает информацию и способы использования баз данных.

Fb: Базовый

Введите здесь базовое кодовое допустимое напряжение изгиба. Не умножайте его ни на какие коэффициенты (продолжительность нагрузки, глубина и стройность). Программа вычислит все соответствующие коэффициенты, применит их к этому значению и отобразит окончательное значение Fb: Допустимое значение в разделе РЕЗУЛЬТАТЫ.

Fv: Базовый

Что касается Fb: Allow, описанное выше, введите базовый код допустимого напряжения сдвига.

Модуль упругости

Модуль упругости следует вводить в KSI, т.е. 1700 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Это значение используется для расчета прогибов и допустимых факторов напряжения для длинных тонких балок.

Коэффициент продолжительности нагрузки

Этот коэффициент изменяет допустимые напряжения изгиба и сдвига. Поскольку это значение применяется к допустимым значениям, ваши значения НАПРЯЖЕНИЯ всегда должны быть меньше единицы.

Центральный пролет TAB

На этой вкладке можно ввести длину пролета, длину свободного покрова и нагрузки, приложенные к главному пролету деревянной балки.

Длина центрального пролета

Введите длину пролета главной балки.

Le: Свободная длина

Введите свободную длину сжатой кромки балки, которая будет использоваться для расчета допустимого напряжения изгиба на основе возможного разрушения балки из-за продольного изгиба при кручении.

Равномерная нагрузка

Можно ввести постоянную и временную нагрузки, приложенные ко всей длине центрального пролета. Эта нагрузка имеет равномерную интенсивность по всей длине балки.

Частичная нагрузка

Нагрузки Здесь вы можете ввести постоянную и постоянную нагрузку с постоянной интенсивностью для всего или только части центрального пролета балки. X-Left — это начальная точка нагрузки по отношению к левой опоре. X-Right — это конечная точка. Если оставить как X-Left, так и X-Right нулевое значение, нагрузка будет применена ко всему центральному пролету.

Точечные нагрузки

К центральному пролету можно приложить до четырех постоянных и постоянных сосредоточенных нагрузок. X-Расст. — расположение груза от левой опоры.

Консольный пролет TAB

На этой вкладке можно установить дополнительную консоль, а также ее свободную длину и приложенные нагрузки.

Консольная длина

Введите длину пролета главной балки.

Le: Свободная длина

Введите свободную длину сжатой кромки балки, которая будет использоваться для расчета допустимого напряжения изгиба на основе возможного разрушения балки из-за продольного изгиба при кручении.

Равномерная нагрузка

Можно ввести постоянную и временную нагрузки, приложенные ко всей длине центрального пролета. Эта нагрузка имеет равномерную интенсивность по всей длине балки.

Нагрузки на пролет

К центральному пролету могут быть приложены две постоянные и постоянные сосредоточенные нагрузки. X-Расст. — расположение груза от левой опоры.

Вкладки результатов и графики

Этот набор вкладок предоставляет рассчитанные значения, полученные в результате вашего ввода на «Вкладки ввода данных».Поскольку пересчет выполняется при каждом вводе данных, информация на этих вкладках всегда отражает точные и текущие результаты, эскиз проблемы или диаграмму напряжения / прогиба.

Вкладка результатов

M: макс. При центральном размахе

Это максимальный момент в пределах центрального пролета. При наличии консоли любые временные нагрузки пропускаются для определения максимального момента.

Момент с правой опорой

Это момент для правильной опоры только из-за полной статической и динамической нагрузки, приложенной к консоли.

Коэффициент напряжений

Отношение максимального фактического / допустимого напряжения для балки

Напряжения изгиба

Fb: Разрешить: Окончательное допустимое напряжение изгиба после расчета всех модификаций, связанных с продолжительностью нагрузки, факторами глубины и уменьшениями для длинных свободных кромок сжатия.

Fb: Фактический: Фактическое максимальное напряжение изгиба по всей длине балки.

Напряжения сдвига

Fv: Разрешить: Конечное допустимое напряжение сдвига после применения коэффициента продолжительности нагрузки.

Fv: Фактическое: Фактическое максимальное напряжение сдвига на любом конце балки.

Реакция

Реакции опоры при статической и постоянной нагрузке. Реакция на динамическую нагрузку — это максимальная реакция, возникающая в результате перегрузки при использовании консоли.

Отклонения

Это все максимальные прогибы статической и временной нагрузки и их расстояние от опор. Прогибы при динамической нагрузке возникают из-за пропуска нагрузки при наличии консоли. Коэффициенты длины / отклонения для консолей умножаются на 2, чтобы привести их в соответствие с эквивалентными простыми коэффициентами отклонения пролета.

Вкладка эскиза

На этой вкладке представлен эскиз балки с показанными нагрузками и результирующими значениями. Использование кнопки [Печать эскиза] позволяет распечатать эскиз в крупном масштабе на одном листе бумаги.

Вкладка диаграмм

Отображает диаграмму момента, сдвига и прогиба балки с приложенными нагрузками и конечными условиями. Обратите внимание на две вкладки …. «Графическая диаграмма» и «Таблица данных».На вкладке «Таблица данных» представлен весь внутренний анализ в точках 1/500 балки.

Вкладка «Примечания»

Эта вкладка содержит некоторые общие замечания об использовании результатов этой программы.

Вкладка печати

Эта вкладка позволяет вам контролировать, какие области расчета следует печатать. Установка флажка будет означать, что информация, описываемая элементом, будет напечатана.Однако, если для определенного выбора нет информации, он не будет напечатан. Поэтому эти флажки лучше всего описать как «Если эта конкретная область вычислений содержит данные, распечатайте их».

Образец распечатки

Справочный URL: http://www.ec-software.com/help/index.html?woodjois.htm

Калькулятор деревянных балок — пролеты балок, деревянные балки, клееные балки и балки для фальцевых балок

Для каких проектов подходят калькуляторы?
Калькуляторы предназначены для бытовых проектов.

Мне нужен разовый расчет, мне он подходит?
Да, просто оформите ежемесячную подписку и отмените ее, как только закончите.

Учитываются ли в калькуляторах стали европейские размеры сечения?
Да, калькулятор стальной балки Еврокода включает профили IPE и другие стандартные европейские размеры сечений. Он также включает разделы UB, UC и PFC. Объекты британской секции предоставлены Tata Blue Book, европейские секции предоставлены ArcellorMittal Orange Book.

Могу ли я использовать стандартные / метрические единицы США?
Во всех калькуляторах используются метрические единицы, кроме калькулятора США, в котором используются стандартные единицы измерения США.

В каком формате бывают отчеты?
Расчеты можно загрузить или отправить по электронной почте в виде файла PDF.

Что мне делать, если мне нужна нагрузка, которой нет в раскрывающемся списке?
Если вам нужно использовать нагрузку, которой нет в раскрывающемся меню, выберите «другое» внизу списка и введите сведения о нагрузке вручную.

Будут ли калькуляторы работать на моем ПК / Mac / планшете?
Да, калькуляторы работают в вашем браузере на любом устройстве, подключенном к Интернету, включая ПК, Mac и планшеты.

Насколько точны калькуляторы?
Мы сравниваем калькуляторы с различными источниками. К ним относятся примеры организаций по стандартизации, институтов, торговых организаций и учебники. Мы также сравниваем наши результаты с другими инженерными программами.

Мы используем автоматизированные модульные тесты и сквозные тесты для моделирования десятков или сотен примеров расчетов, охватывающих широкий спектр сценариев использования для каждого калькулятора.

Мы также используем наши основные вычислительные машины для воссоздания и сравнения наших результатов со стандартными отраслевыми таблицами (такими как Синяя книга, Оранжевая книга и таблицы пролетов древесины).

Наши калькуляторы обычно проходят недели или месяцы бета-тестирования и итераций и, наконец, аудит независимым дипломированным инженером-строителем перед выпуском.

Заявление об ограничении ответственности: Все программное обеспечение для проектирования основано на приблизительных оценках и стандартах, которые могут быть открыты для интерпретации и могут изменяться.Эти калькуляторы следует использовать только в том случае, если у вас достаточно знаний для правильной оценки нагрузок, поддерживаемых элементами, обоснованности вывода программы, общей производительности конструкции и пригодности предлагаемой конструкции. Результаты следует проверять на себе, а все расчеты проверять самостоятельно.

Вычислитель сечения перекрытия балки. Устройство деревянных балок внахлест и их размер. Как выбрать сечение и шаг между балками

В любом здании есть перекрытия.В собственных домах при создании опорной детали используются деревянные балки, обладающие рядом потребительских свойств:

  • наличие на рынке;
  • простота обработки;
  • цена существенно ниже, чем на стальные или бетонные конструкции;
  • высокая скорость и простота установки.

Но, как и любой строительный материал, деревянные балки имеют определенные прочностные характеристики, на основании которых производится расчет прочности, определяются необходимые размеры силовых изделий.

Все расчеты производятся в соответствии с Еврокодом. Совместимость со всеми известными на рынке продуктами — прямой импорт и экспорт самых популярных рисунков и заметок. Динамика документов и графиков — изменение любой функции из вычислительной модели автоматически отражается в текстовых и графических материалах. Рисунки и пояснительные записки о отличном качестве и возможностях экспорта в текстовом или графическом редакторе. Гибкость — берите только те программы, которые вам нужны. . В следующих строках мы рассмотрим стальные деревянные композитные конструкции и их использование в строительстве.

Основные типы балок

При бытовом строительстве применяется несколько видов установки опорных элементов:

  1. Простая балка, — это перекладина, имеющая две опорные точки на концах. Расстояние между опорами называется косой. Соответственно, при наличии нескольких точек крепления возникают двух-, трех- и более пролетные непрямые балки. В конструкции частного дома в этом качестве используются промежуточные стеновые перегородки.
  2. Консоль, — Штанга жестко закреплена одним концом в стене или имеет один свободный конец, длина которого более чем в два раза превышает поперечный размер. Наличие двух свободно свисающих частей говорит о том, что имеется двухконтурная конструкция. На практике это горизонтальные балки, входящие в крышу и образующие навес.
  3. Поставляемый товар — Оба конца жестко закреплены в стене. Такая схема встречается при возведении вышеупомянутых перегородок и стен, при этом балка получается смонтированной в вертикальном исполнении.

У этого типа конструкции много преимуществ и недостатков. Преимущества: увеличенная прочность зазора, более высокая антисессимическая безопасность и эффективность. Проблемы возникают из-за различий в свойствах материалов. Были проведены три типа испытаний и исследований для трех различных способов комбинирования материалов.

Первое исследование касается противовоспалительной поддержки многоэтажных домов из напряженной древесины. Исследование было проведено в Университете Кентербери в Новой Зеландии и направлено на разработку нового типа композитной системы строительства и соединений для высотных деревянных панелей из натурального шпона в сейсмических зонах.Считается, что новый тип взаимоотношений будет способствовать увеличению долговечности деревянных построек и позволит им оставаться в эксплуатации после землетрясений за счет уменьшения количества пострадавших, а также затрат на ремонт и ликвидацию различных компаний.

Горизонтальная нагрузка перекрытия

Для расчета прочности нужно знать нагрузки, возникающие при работе операционной системы. Наиболее значимые ценности располагаются на первом этаже жилого дома.Меньшие значения получаются для мансардных конструкций и чердачных помещений. В балке возникают напряжения:

В дополнение к этому исследованию в упрощенной версии комбинированной стальной конструкции, используемой на трех мостах Mentorio, была разработана таблица в специальном формате, основанная на сложной теории, для расчета прочности и деформации. Общие характеристики Комбинированные конструкции включают в себя дизайнерские и архитектурные преимущества различных материалов, которые могут работать независимо или вместе, но в любом случае их работа улучшается.

Канада использует различные типы композитных конструкций. В Квебеке и Онтарио были построены сотни композитных стальных мостов, в которых сталь используется в качестве основного конструкционного материала в виде стальных основных балок, а дерево используется для небольших элементов, таких как деревянные балки. Эти приложения распространены и в зданиях, где они начали участвовать как опорный каркас, а дерево используется для плоских элементов.

Статическая нагрузка определяет два основных типа напряжения: прогиб по всей длине и изгиб в месте опоры.

Хотя эти два материала используются во многих местах в Канаде, их первоначальное использование в одной конструкции расположено на западном побережье страны. Часто результатом является сочетание конструкций, в которых сталь и дерево совместно воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Комбинация дерева и стали становится все более популярной во многих других странах мира, таких как США, Новая Зеландия, Англия. За последнее десятилетие была проведена серьезная проработка комбинированных стальных и деревянных конструкций.Однако имеющаяся информация и подробности не систематизированы и труднодоступны строителям. Это требует более детального изучения сложных деревянных и стальных конструкций для определения различных комбинаций, преимуществ, трудностей и проблем, связанных с их взаимодействием.

  1. Прогиб — Получается от веса вышеперечисленных элементов. Стрелка максимального отклонения получается в точке нахождения объекта с наибольшей массой и (или) посередине между опорами.
  2. Изгиб или рама — Это разрушение перекладины в точке перевязки. Это происходит от вертикальной нагрузки, а сама балка, воспринимающая это натяжение, действует как рычаг. С определенного усилия начинается критический изгиб, приводящий к разрушению поперечной опоры.

Для уменьшения влияния на прочность деревянных поперечных изделий внутренних конструкций их стараются размещать в местах расположения нижних опор.Бытовую технику и мебель по возможности желательно разместить вдоль стен или возле разгрузочных конструкций.

Методы объединения дерева и стали в единую конструктивную конструкцию, состоящую по существу из трех, и их можно суммировать следующим образом: Структура, система и материал. Конструкция — это так называемая «конструкция» — основной вид композитной конструкции, в которой используются отдельные конструктивные элементы из разных материалов. Можно привести множество примеров таких сочетаний. Один из самых распространенных видов — кровельные фермы.Например, можно упомянуть структуру фермы на крыше в Soutridge School, где соединения упрощены за счет сочетания стальных элементов растяжения и дерева, вдавленного в элегантную внутреннюю ферму.

Существует довольно много видов деревянных балок, но наиболее доступными для широкой массы населения являются изделия прямоугольного или овального сечения. В последнем случае брус представляет собой оцилиндрованное бревно, обрезанное с двух противоположных сторон.

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Суммарная нагрузка на элементы перекрытия складывается от собственного веса конструкции, веса от внутренних строительных изделий, находящихся на балках, а также от массы людей, мебели, бытовой техники и других хозяйственных принадлежностей.

Преимущества деревянных двухходовых балок

Рамы — еще один вид комбинированной конструкции. Системная система представляет собой еще один комбинированный метод, когда сталь и дерево собираются в общую конструктивную систему. Одним из примеров такой комбинации являются новые комбинированные деревянные соединения, разработанные исследователями из Университета Кентербери в Новой Зеландии. Связанные системы этого типа в принципе аналогичны железобетонным конструкциям, напряженным после бетонирования.Компаунды соединяют готовые деревянные элементы с помощью отдельных натяжных стальных соединений.

Тотальный расчет с учетом всех технических нюансов достаточно сложен и выполняется специалистами при проектировании жилого дома. Для горожан, поднимающих жилье по принципу «самостоятельной установки», более удобная упрощенная схема, в которую заложены требования СНиП, условия отделки I. Технические характеристики Деревянные материалы:

В конструкции также предусмотрены продольные стержни стальной арматуры, улучшающие сейсмостойкость подключенной системы.Материал Комбинация этого типа возникает, когда сталь и дерево одновременно образуют структурный элемент, аналогичный другим типам композитных конструкций, в которых два разных материала соединены для взаимодействия в одном элементе. Этот метод в основном используется при возведении мостов. Примеры включают мосты в Онтарио, где верхняя конструкция состоит из предварительно напряженных плоских деревянных элементов и стальных балок с поперечными переборками.

  • длина опорной части балки, контактирующей с фундаментом или стеной, должна быть не менее 12 см;
  • рекомендуемое соотношение сторон прямоугольника 5/7, — ширина меньше высоты;
  • допустимый прогиб для мансардного помещения не более 1/200, межэтажных перекрытий — 1/350.

Snip 2.01.07-85 Эксплуатационная нагрузка на чердачную конструкцию с легкой изоляцией из минеральной ваты составит:

Другой пример — мост Боку в Японии. Объект состоит из ортотропной стальной дорожной плиты, соединенной с двухсторонней деревянной балкой прямоугольного сечения. Прочность балок увеличивается за счет двух вертикальных стальных пластин переменной ширины. Плита соединяется с балками стальными пластинами, которые тоже работают посменно.

Варианты перекрытия разных помещений

Комбинация материалов также используется при строительстве жилых домов, но не так широко.Обычно совмещают две деревянные балки с металлической пластиной между ними и соединением на болтах. Такое сочетание встречается при строительстве легких каркасных домов в Северной Америке. Такие лучи поглощают большие нагрузки в отверстиях большего размера, чем полностью деревянная балка того же сечения. В Ванкувере для остановки станции Руперт на линии Тысячелетия использовался этот тип луча. Конструкция упора состоит из изогнутых деревянных балок, соединенных стальными панелями, стальных круглых колонн и стальных деревянных стоек, образующих трехрамный каркас.

G = q + gn * k, где:

  • k — коэффициент запаса прочности, обычно для зданий малой этажности принимают значение 1,3;
  • GN — стандарт для аналогичного чердака равный 70 кг / м²; При интенсивном использовании чердачного помещения величина будет не менее 150 кг / м²;
  • Q — нагрузка от самого перекрытия чердака, равная 50 кг / м².

Пример расчета

Дано:

Крыша состоит из легкой стальной панели, поддерживаемой клееными деревянными столами.Преимущества стальных деревянных конструкций. Хотя сталь и дерево — два очень разных материала, объединение их в общий дизайн может дать ряд преимуществ, учитывая свойства и качество каждого из них, чтобы преодолеть их недостатки. Для разработки таких компонентов важно глубокое понимание и изучение свойств этих материалов. Инженеры и архитекторы должны учитывать прочность каждого материала и знать, в каких условиях каждый из них работает лучше всего.

  • Чердак жилого дома, предназначенный для хранения различного хозяйственного инвентаря;
  • для утепления применяется кламзит с легкой бетонной стяжкой.

Общая нагрузка составит g = 50 кг / м² + 150 кг / м² * 1,3 = 245 кг / м².

Исходя из практики, средние усилия на мансардном этаже не превышают значений 300-350 кг / м².

Для межэтажных перекрытий значения находятся в пределах 400-450 кг / м², и что более важно, следует принимать во внимание при расчете первого этажа.

Хотя сталь лучше всего работает при напряжении, дерево лучше реагирует на сжатие. Следовательно, при строительстве композитной стальной конструкции дерево должно быть предусмотрено в штампованной части, а сталь — на стороне растяжения. По желанию архитекторов более грубый, так называемый «рустик» влияет на тип конструкции крыши. То же самое стоит увидеть посетителям в холле здания, где выставлены экспонаты, связанные с историей города. Конструкция фермы предназначена для поддержки крыши.

В данной конструкции держателя стальная часть находится на стороне растяжения, а на стороне пресса — клееный стержень. Сочетание стали и дерева улучшает устойчивость конструкций к землетрясениям. Дерево имеет высокое соотношение прочности и веса элементов, что делает деревянные конструкции легче других строительных материалов. Это небольшой вес, который полезен при сейсмических событиях. Учитывая тот факт, что сейсмическая сила пропорциональна массе конструкции, можно ожидать, что легкие деревянные конструкции, которые правильно спроектированы и построены, будут лучше справляться с землетрясениями.

Совет. При выполнении перекрытий желательно принимать значения нагрузок, превышающие расчетные на 30-50%. Это повысит надежность конструкции в целом и увеличит общий срок службы.

Как рассчитать необходимое количество балок

С другой стороны, сталь придает пластичность деревянной конструкции. Пластичность — это способность конструкции развивать пластические деформации и отвлекать сейсмическую энергию, не разрушая ее.Поэтому желательно, чтобы здание имело аналогичные свойства, учитывая внезапный характер сейсмических событий, потому что они позволят вам рассеивать сейсмическую энергию. Они покрыты сталью для лучшей передачи сейсмических сил. Дерево является экологически чистым строительным продуктом из-за снижения выбросов углекислого газа.

Профили и балки деревянного перекрытия

В эпоху глобального потепления Стратегии устойчивого развития не просто необходимы, они все чаще навязываются большинством правительств.Дерево, как наиболее устойчивый, натуральный и возобновляемый строительный материал, нуждается в повсеместном распространении в строительной индустрии. Однако такие продукты, как клееные деревянные элементы и детали из обработанной древесины, считаются продуктом строительной отрасли из-за производственного процесса. Хотя склеивание и ламинирование повышают прочность и снижают влажность древесины, они также делают материал пригодным для вторичной переработки, как и многие другие изделия из дерева.

Количество поперечных опор определяется нагрузками на душу населения и максимальным прогибом чернового покрытия, сделанного, например, из плиты или фанеры.Их твердость влияет на собственную толщину изделия и шаг между точками опоры, то есть расстояние от соседних балок.

Для малоэксплуатационных помещений (чердак) допускается использование доски толщиной не менее 25 мм, с шагом между опорами 0,6-0,75 метра. Межэтажное перекрытие жилой зоны целесообразно выполнять зачатком размером не менее 40 мм и расстоянием по ближайшим точкам крепления не более 1 метра.

Таким образом, образуется до 30% потерь древесины, и некоторые положительные стороны дерева теряются как экологический строительный материал, учитывая, что это возобновляемый ресурс. С другой стороны, сталь может быть переработана в значительной степени, поэтому сочетание дерева и стали дает положительный результат с точки зрения экологии и устойчивого строительства.

Выбор схемы расчета

В Канаде и в большинстве других стран мира строительные нормы накладывают ограничения по высоте и площади деревянных конструкций с точки зрения противопожарной защиты, но ограничений по применению нет. из дерева с негорючими материалами, например сталью.Несмотря на то, что древесина является горючим материалом, здания, построенные из массивных деревянных элементов конструкции, обладают отличными огнестойкими свойствами.

Пример расчета

Чердак. Длина между стенами 5 метров. Слабая эксплуатационная нагрузка, — хранение всей посуды. Настил выполняется из обрезных сухих досок хвойных пород толщиной 25 мм. При максимальном шаге 0,75 метра количество ориентиров должно быть:

5 м / 0.75 м = 6,67 шт., Звучание в целое число в большой стороне — 7 лучей.

Тогда уточненный шаг:

5 м / 7 шт = 0,715 м.

Межэтажное перекрытие. Длина между стенами 5 метров. Первый этаж с максимальной нагрузкой. Черновой пол выполняется из изделия размером 40 мм. Шаговые опоры берутся через 1 метр.

Количество точек крепления : 5 м / 1 м = 5 шт.

Совет. Несмотря на низкую нагрузку на чердачное помещение, желательно применять требования, связанные с межэтажным перекрытием, в будущем может быть вероятность реструктуризации в жилищном прокуратуре.

Как рассчитать желаемое сечение традиционного перекрытия деревянного бруса

Прочностные характеристики опорного элемента определяются геометрическими параметрами — длиной и поперечным сечением. Длина, как правило, определяется из внутренних размеров межпространства и закладывается на этапе проектирования здания.Второй параметр — это сечение, оно может меняться в зависимости от предполагаемых нагрузок в процессе строительства.

Пример расчета

Чтобы избежать лишних математических вычислений, приведите рекомендованные данные, которые сведены в таблицу. Имея размер пролета и шага, вы можете определить приблизительное сечение стержня или диаметр бревна. Расчет производился исходя из средней нагрузки 400 кг / м²

Таблица 1

Песочная секция прямоугольного бруса:

стол 2

Диаметр оцилиндрованного бревна:

Примечание: В таблицах указаны минимально допустимые размеры.При проектировании собственной постройки необходимо брать те размеры деревянных изделий, которые присутствуют на местном строительном рынке региона, а значения требуется округлять до самых больших.

Совет. При отсутствии необходимой планки ее можно заменить на доски, скрепленные между собой столярными и саморезами. Еще один вариант армирования — увеличить сечение бруса, добавив к его боковым сторонам доски определенной толщины.

Совет. Продлить срок службы и снизить показатель воспламеняемости поможет специальное противопожарное и биозащитное оборудование. К тому же такая операция способствует небольшому увеличению прочности деревянных изделий.

Совет. Тем, кто еще хочет провести математические обзоры, по расчету деревянных балок, на перекрытия, желательно заглянуть в интернет с таким вопросом, «есть достаточное количество сайтов, на которых размещены электронные калькуляторы для определения параметров» элементов силовых структур.

Если в частном доме по внутренней конструкции планируется устройство потолка, состоящего из деревянных балок, важная составляющая подготовительного этапа Расчет точных размеров, наилучшего сечения реек и ступеньки, которую следует отступать между ними . Рассчитать размер и количество рельсов необходимо, прежде всего, для экономии средств, а также во избежание дефицита стройматериалов.

В Интернете сегодня предлагается множество онлайн-калькуляторов, которые позволяют сделать расчет максимально простым и быстрым.Первичный расчет включает определение разновидностей используемых балок:

  • балки подходят;
  • склеен из досок;
  • клееный из шпона;
  • часть распиленного бревна.

Какие измерения нужны

Балки перекрытия деревянные, а точнее точное количество, определяется на основании таких данных, которые измеряются строительной рулеткой:

  • размеры пролета, к которому будет крепиться рельс;
  • варианты крепления стеновых конструкций, а именно глубина, расчетная для крепежа;
  • оценка нагрузки, действующей непосредственно во время работы;
  • Шаг и сечение
  • чаще всего определяются специальными таблицами.

Балки деревянные внахлест и их длина

Длина настила перекрытия зависит от размера пролета, на котором разворачиваются строительные работы, плюс желательно учесть небольшой запас, рассчитанный на вложение деревянных балок в стену. Длина может быть измерена сама по себе, но размеры глубины зависят от используемого материала.

Например, если стены выполнены из кирпича или применена блочная система, деревянные балки перекрытия уходят в так называемые гнезда, глубина колеблется в пределах 100-150 мм.Деревянные конструкции следует оборудовать глубиной 70 мм. Предполагаемое использование металлических крепежей, хомутов разного рода, уголков определяет размер участков равный пролёту. Есть желание соорудить крышу в стиле мойки, снаружи дома намечаются деревянные балки перекрытия на 30-50 см.

Наиболее оптимальные размеры пролета, балки перекрытия колеблются в пределах 2,5-4 м. Специалисты не рекомендуют превышать длину реек более чем на 6 м, в противном случае лучше приобрести клееный брус или использовать промежуточные стены, колонны.

Схема расчета нагрузки при перекрытии

Нагрузка, действующая на перекрытие деревянных плит, состоит из нескольких видов нагрузки:

  1. Собственные накладные части.
  2. Постоянная или, наоборот, временная нагрузка, например, если на верхнем этаже установлена ​​мебель, бытовая техника. оборудование.

Перекрытие чердака, не удерживающее вещи, мусор, а только учитывающее массу светоизоляции по типу минеральной ваты или пенопласта и собственный вес, принимается в размере 50 кг / кв.м. Исходя из этого, рассчитывается эксплуатационная нагрузка перекрытия:

70 × 1,3 = 90 кг / кВ. М, 70 — единственное принятое значение нагрузки для чердака, а 1,3 — показатель запаса.

Рассчитать общую нагрузку:

(50 + 90) × 1,3 + 50 = 232 кг / кв.м, округлить до 240 кг / кв. м.

Для потолка мансарды, где оборудована мансарда, следует прибавить вес конструкции перекрытия, перегородок и мебели. Затем нагрузка возрастает до 300–350 квадратных метров.м. Уравновешиваем вес нескольких жителей и посетителей дома и получаем нагрузку 350-400 кг / кв.м.

Пошаговая инструкция по расчету деревянных речек

При установке возможной нагрузки На деревянные балки перекрытия самое время приступить к расчету сечения деталей и расстояния между ними при креплении. Например, возьмем груз в 300 кв. м и пролетом 6 м. Тогда сечение балки предполагает использование формулы:

Размер габаритов = (20 × 22Н) / (В = 25).Эта формула создана ведущими инженерами и дизайнерами. Итак, получаем: (20 × 22) / 25 = 17,6 см — идеальные размеры перекрытия деревянного бруса.

Что касается высоты, то стоит изучить пропорциональность показателя толщины материала, который выбран в качестве надежного утеплителя. Между планками должно быть не менее 30 см, но не более 1,2 м. Сосредоточьтесь на размерах блоков изоляционных пластин, фиксации в межрабочем пространстве или на связывающей панели плоскости потолка.

Шаг фиксации штанги должен соответствовать шагу стоек каркасного основания, по мнению профессионалов, такой простой прием позволит добиться большей жесткости установки, надежности и прочности конструкции.

Если вы все еще не уверены в собственной мощности После расчета размеров деталей, необходимых для организации перекрытия, изучите справочную информацию технических учебников, которая для удобства представлена ​​в табличной форме.

Как определить расстояние между балками перекрытия сарая [Простое руководство]

Когда я строил свой первый сарай, меня интересовало правильное расстояние между балками пола сарая. При этом у меня возникло несколько вопросов относительно того, какой размер пиломатериалов мне следует использовать и как лучше всего выполнить работу правильно.

Итак, каково правильное расстояние между балками перекрытия сарая? Расстояние между балками в вашем сарае 16 дюймов по центру даст вам ощущение большей жесткости с меньшим отскоком и увеличит несущую способность пола.Хотя вы можете быть в порядке с пролетом балок в 24 дюйма, пол будет максимально доведен до предела.

При строительстве вашего первого сарая может возникнуть множество других факторов и соображений. Ниже приведены некоторые из других вопросов и проблем, с которыми я столкнулся во время строительства моего первого сарая. Надеюсь, это краткое руководство может превратить этот проект в прогулку по парку для вас.

Как далеко должны быть балки перекрытия для сарая?

Итак, как далеко должны быть друг от друга балки пола для сарая? Ответ в том, что это зависит от нескольких факторов.Вес, который будет лежать на полу, будет иметь большое значение при определении размера и расстояния между балками. Кроме того, у вас могут быть строительные нормы и правила, которых следует придерживаться, которые также могут сыграть роль в вашем общем расстоянии между балками.

Некоторые из важнейших факторов, которые необходимо учитывать при выборе расстояния между балками, — это такие факторы, как размер пиломатериалов, сорт пиломатериалов, нагрузка и порода древесины. В большинстве случаев предпочтительной древесиной для строительства будет сосна.

Строительные нормы и правила обычно строятся на основе инженерных требований.Во многих случаях стандартным шагом для балок перекрытия сарая будет 16 дюймов, но это лишь приблизительные рекомендации.

Два возможных варианта: более широкий 24 дюйма и более узкий 12 дюймов для интервала. 2x8s часто используются для этих проектов. Стандартно 2 × 8 имеют толщину 1 дюйма. В этой ситуации требуется, чтобы балки перекрытия находились на расстоянии 12 или 24 дюймов по центру .

При строительстве каркаса сарая следует учитывать и другие факторы.Давайте погрузимся в некоторые из них.

Какой размер балки перекрытия мне нужен?

Самый распространенный вариант для вашей балки перекрытия — стандартная 2 × 6 . 2 × 8 обеспечит несколько дополнительных преимуществ и некоторые преимущества, но в целом 2 × 6 является наиболее часто используемым и экономичным вариантом для строительства пола сарая.

Чтобы получить более точные числа, вы можете использовать таблицы и калькуляторы, которые помогут вам сузить более точные измерения. При использовании калькулятора введите необходимую информацию о ширине пола, длине этажа и расстоянии между центрами.Это измерение даст вам только необходимое количество балок. Это хорошее начало, но необходимо еще кое-что.

Как я могу рассчитать расстояние между балками перекрытия для моего сарая?

Калькулятор поможет вам с основной частью уравнения. Теперь нам нужно обработать фактическую часть уравнения, касающуюся перекрытия / расстояния балок. Для начала, вот отличный калькулятор, который может рассчитать расстояние между балками в зависимости от породы дерева, размера и расстояния между балками.

Кроме того, этот калькулятор также позволит вам рассчитать общее количество балок перекрытия, необходимое для завершения вашего сарая, на основе предоставленных вами измерений.

Также могут быть задействованы другие факторы, такие как пролет и сорт пиломатериалов. После этих определений вы должны быть готовы с легкостью погрузиться в цифры для вашего интервала.

2 × 4 или 2 × 6 или 2 × 8 для одноэтажного перекрытия: что лучше?

Также может быть сложно определить пиломатериал какого размера для пола вашего сарая. Что вы должны использовать: 2 × 4, 2 × 6 или 2 × 8? В большинстве сценариев вы будете использовать 2 × 6 или 2 × 8 , но есть исключения.

Размер также зависит от нагрузки. Что вы планируете поставить в сарае? Если вы собираетесь хранить большие предметы, вам понадобится балка перекрытия большего размера, например, 2 × 6 или 2 × 8. Если вы храните легкие предметы, вы можете выбрать меньший размер.

Обратите внимание на , вариант 2 × 4 редко используется. , если в ваши планы не входит очень маленький сарай без намерения занимать много места для хранения.

Итак, прежде чем принимать окончательное решение о размере, спросите себя: « для чего я собираюсь использовать этот навес и что я планирую хранить в нем?» Это должно помочь вам сделать правильный выбор.

Что делать, если мой сарай построен на бетонной плите?

Если вы строите навес на бетонной плите, вам не нужно беспокоиться о конструкции и планировании балки перекрытия. Однако, если ваш сарай находится на другом основании, таком как бетонные опоры, блоки настила, бетонные блоки или салазки, вы можете использовать 2 × 6 для достижения оптимальных результатов.

Насколько далеко можно пролететь балку перекрытия 2 × 6?

Опять же, это зависит от факторов, от породы дерева, сорта и предполагаемой нагрузки на дерево — все это имеет значение.

Тем не менее, при вводе балок перекрытия SPF 2 × 6 в вычислитель балок перекрытия, упомянутый выше, вы получите максимальный пролет 9 футов 8 дюймов с минимальной длиной опоры 3 дюйма на каждом конце при 12-дюймовом центре. Это приблизительный ориентир. Эмпирическое правило — это 6-футовый пролет с 2х6 на 16-дюймовых центрах. Чем больше нагрузка, тем ближе должны быть балки.

Как далеко можно пролететь балку перекрытия 2 × 8?

Примените те же правила и убедитесь, что вы добавили в уравнение все необходимые вычисления.Если все равно , ваш максимальный пролет пола с SPF 2 × 8 будет 12 футов 8 дюймов с минимальной длиной опоры 4 дюйма при 12-дюймовых центрах. Эмпирическое правило — 8-футовый пролет с 2 × 8 при 16-дюймовом центре.

Сколько веса может выдержать 2 × 8?

Количество веса, которое может выдержать 2 × 8, будет зависеть от пролета балки и расстояния до следующей балки. Поскольку вы можете пролететь 13 футов с балкой SPF 2 × 8 на центрах 16 дюймов, но в конечном итоге решите пролететь только 8 футов с балкой на 12 дюймовых центрах, весовая нагрузка увеличивается.Это увеличит вес, который может выдержать 2 × 8, с максимальной нагрузки 30 фунтов / фут² до 60 фунтов-сил / фут²; значительное увеличение!

Переменные вступают в игру при максимальных нагрузках. Например, другие элементы, такие как общий интервал, материал пола и добавление дополнительных опор средней длины, влияют на ваши максимальные значения. Еще одно соображение — это статическая нагрузка по сравнению с временной нагрузкой. Стационарный груз отличается от движущегося.

Не торопитесь, убедитесь, что вы учитываете все аспекты и аспекты проекта, чтобы гарантировать, что вы завершаете проект безопасным, совместимым и в соответствии с кодом.

Следует ли использовать обработанную под давлением древесину для пола сарая?

Вам может быть интересно, следует ли использовать обработанную под давлением древесину для пола сарая? Да, пиломатериалы, обработанные под давлением, — лучший вариант для пола вашего сарая. Однако имейте в виду, что это не является обязательным требованием. Вы все еще можете использовать древесину, не обработанную давлением.

Проблема, с которой вы можете столкнуться, если не будете использовать обработанную под давлением древесину для пола сарая, заключается в том, как долго она прослужит. Пол, расположенный близко к земле, не прослужит так долго, если используется древесина, не обработанная под давлением.

Не забудьте также использовать древесину, обработанную давлением при контакте с землей, для любого каркаса, который будет касаться земли. Пиломатериалы, обработанные под давлением, также необходимы для открытых участков сарая, которые могут подвергаться воздействию погодных условий и воды.

Связанные вопросы

Могу ли я использовать 2 × 4 для пола под навесом? Рекомендуется использовать пол 2 × 4 только в том случае, если вы строите крошечный сарай, в котором в будущем не планируется использовать складские помещения для тяжелых условий эксплуатации.

Заключение

Многие переменные играют роль при выборе конструкции перекрытия сарая и расстояния между балками.Однако следование общим рекомендациям и проверка в строительном отделе — это всегда хорошее начало. Основывайте свое решение на всех факторах, обсуждаемых в этом посте, а также на том, как вы планируете использовать свой навес. Удачи в вашем проекте!

Евгений был энтузиастом DIY большую часть своей жизни и любит проявлять творческий подход, вдохновляя на творчество других. Он страстно увлекается благоустройством, ремонтом и обработкой дерева.

Расчет прочности балки | Форум по благоустройству, перепланировке и ремонту дома своими руками

Это правда? «изгибание происходит в степени 3, поэтому 2by6 равно 1.В 6 раз ВЫШЕ, чем 2by4, поэтому он будет гнуться в 4 раза меньше.

Формула максимального прогиба прямоугольной балки при равномерно распределенной нагрузке в звене Travelover задается как:

прогиб = (5/384) * (W * l * l * l) / (EI)

Постоянный выход спереди меняется в зависимости от того, какие единицы силы и расстояния вы используете.

Что вам нужно сделать, чтобы ответить на ваш вопрос, так это взглянуть на термин I, который является «моментом инерции» балки и зависит от ФОРМЫ балки.

Для массивной прямоугольной балки I = (b * h * h * h) / 12
или ширина балки, умноженная на куб ее высоты более 12.

Таким образом, при прочих равных, прогиб балки 2X4 и 2X6 при заданной равномерно распределенной нагрузке будет пропорционален расчетным значениям I для 2X4 и 2X6. И, поскольку ширина балок будет одинаковой (1 1/2 дюйма) в обоих случаях, соотношение прогибов балок будет таким же, как соотношение их высот в кубе:

или (5 1/2) * (5 1/2) * (5 1/2) / (3 1/2) * (3 1/2) * (3 1/3) = 166.4 / 42,9 = 3,88

Таким образом, 2X6 будет примерно в 4 раза жестче, чем 2X4, или 2X4 будет отклоняться примерно в 4 раза больше, чем 2X6.

Также 2by8 на краю может нести больше, чем 6by6 ». Эту информацию я нашел в Интернете, но я потерял сайт, и я искал и искал, чтобы найти другой сайт, чтобы подтвердить эту формулу.

Я не знаю, справедливо ли сказать, что 2X8 может «нести больше», чем 6X6, потому что это будет определяться точкой, в которой один из них действительно сломается.Но ЛЕГКО можно определить, что изгибается меньше при той же распределенной нагрузке:

I для 2X8 будет пропорционально (1,5) * (7 1/2) * (7 1/2) * (7 1/2) = 632,8

I для 6X6 будет пропорционально (5,5) * (5,5) * (5,5) * (5,5) = 915,1

Таким образом, 6X6, сделанный из того же материала, что и 2X8, на самом деле будет примерно на 50% жестче. . То есть при одинаковой нагрузке 2X8 будет отклоняться примерно на 50% больше, чем 6X6.

Если эта информация верна, мне придется использовать 2 на 8 для пола на моем чердаке (в настоящее время 2 на 4).Из-за высоты потолка я бы предпочел использовать 2 на 6 вместо 2 на 8. Максимальный пролет, который у меня есть, составляет 13 футов 6 дюймов. Одна идея состоит в том, чтобы использовать 2–2 на 6 дюймов с 3/4 дюйма фанеры, зажатой между ними, в качестве моих балок (все прикручены, склеены или скреплены болтами). Поверх этого должна быть фанера 5/8 «T&G, прикрученная и приклеенная к построенным балкам.

Вы МОЖЕТЕ зажать фанеру между балками, но вы также можете начать думать нестандартно. Формула отклонения балки включает в знаменателе как E, так и I.I, момент инерции полностью определяется размером и формой балки, поэтому, если вы используете балку большего размера, вы получите меньшее отклонение. E — это «модуль упругости», и он зависит от жесткости материала, из которого сделана балка. Например, модуль упругости для вашего среднего садового сорта № 1 сорт 2X4 составляет 1 400 000 фунтов на квадратный дюйм.

Сравнение проектных значений для 2×10 | Южный сосновый совет & # 8482; | 1-504-443-4464

Теперь сравните это с модулем упругости стали 30 000 000 фунтов на квадратный дюйм.3/12 = (1,5) * (7,5) * (7,5) * (7,5) / 12 = 52,73

I для каждого 2X4 = (1,5) * (3,5) * (3,5) * (3,5) / 12 = 5,36

I для стальной пластины = (0,5) * (3,5) * (3,5) * (3,5) / 12 = 1,79

, поэтому EI для 2X8 будет (1,400,000) * (52,73) = 73,820,000

EI для каждого 2X4 будет (1,400,000) * (5,36) = 7,500,000

EI для стальной пластины будет (30,000,000) * (1,79) = 53,700,000

Таким образом, EI для сэндвича 2X4 / стальной пластины будет:
53,7 миллиона плюс 2 раза 7.5 миллионов = 68,7 миллионов фунтов на квадратный дюйм (довольно близко к таковому у 2X8)

Если бы мы использовали стальную пластину толщиной 3/4 дюйма, I для пластины было бы на 50% больше, или 2,68, а EI для сэндвича 2X4 / сталь было бы были 95,4 миллиона фунтов на квадратный дюйм.

Итак, если бы вы пошли в механический цех и просверлили отверстия в куске стального листа толщиной 5/8 дюйма, и вы использовали бы болты через эти отверстия, чтобы сделать стальной сэндвич 2X4, вы могли бы иметь большую прочность, чем пол 2X8. балки без ущерба для высоты над головой.Кроме того, вы не получите стальных пластин длиной 13 футов. Вам нужно будет либо сварить более короткие пластины вместе, либо иметь короткую третью стальную пластину, охватывающую стык между стальными пластинами.

Что вам нужно сделать, так это обсудить этот план игры с любой структурной инженерной или архитектурной фирмой, чтобы убедиться, что конструкция подходит, и посоветовать вам количество и размер болтов, необходимых для скрепления сэндвича.

И, наконец, вместо потолка из гипсокартона, почему бы не сделать потолок из фанеры.

В основном из-за стоимости. Гипсокартон дешевле фанеры.

Придаст ли это прочности конструкции пола?

Это помогло бы укрепить пол, но я должен с уважением не согласиться с предыдущим сообщением, в котором говорилось, что это очень поможет. Это правда, что приклеивание и прикручивание фанеры к нижней стороне балок БЫЛО, по сути, чтобы создать связку деревянных балок, соединенных вместе. Но в стыках между фанерными панелями у вас будет только прочность балки.Фанера должна быть непрерывной по всей длине балок, чтобы получить эффект двутавровой балки, и, поскольку в итоге вы получите кучу отдельных панелей 4X8, у вас не будет ни одной сплошной лист, чтобы нести нагрузку, как нижняя полка двутавровой балки. (Представьте, если вы отрежете нижнюю полку двутавровой балки через каждые 8 ​​футов или около того. Это сильно ослабит двутавровую балку. То же самое и стыки между фанерными панелями ослабят двутавровые балки, создаваемые фанерным потолком.Это просто мое понимание. Я не знаю, насколько это ослабит его, потому что мы никогда не изучали такие вещи, когда я учился в университете. Но, чтобы сделать серию деревянных двутавровых балок, нижний фланец этих двутавровых балок должен быть непрерывным, от одного конца балки до другого, и вы не можете сделать это с соединениями через каждые 4 и 8 футов.

(Понимание того, почему сплошной лист фанеры, приклеенный и прикрученный к основанию балок, может значительно укрепить пол, легко объяснить. Представьте, что сгибаете колоду карт.Сделать это довольно просто. Фактически, это примерно в 52 раза сложнее, чем сгибать одну карту. А теперь представьте, что вы склеиваете все карточки вместе. Если вы попытаетесь согнуть колоду сейчас, вам будет намного сложнее. Причина в том, что теперь вместо того, чтобы каждая карта изгибалась на одинаковую величину, внешние карты фактически должны РАСТЯГИВАТЬСЯ, чтобы приспособиться к новой форме колоды. В вашем случае сплошной лист фанеры должен был бы растянуться, прежде чем балки пола могли бы прогнуться, и это очень сильно предотвратило бы прогиб балок пола.В случае стальной двутавровой балки балка очень прочная, потому что нижняя полка двутавровой балки должна растянуться до того, как двутавровая балка изогнется, а высокая прочность стали на растяжение, которая сохраняет жесткость двутавровой балки и предотвращает ее. от изгиба.)

. палуба.Фанера добавила бы некоторой прочности, потому что фанерные панели также должны были бы изгибаться вместе с балками, но если вы не склеите их вместе, так что фанере придется растягиваться, чтобы балки изгибались, вы не получите такого же увеличения прочности, как обеспечивается фланцем внизу двутавровой балки.

Если вы хотите сэкономить место, то я бы сказал, что наибольший потенциал заключается в использовании стали для усиления ваших балок.

Как вы можете видеть из предыдущего расчета EI, как только вы начинаете укладывать сталь в эти балки, прочность стали в значительной степени преобладает в расчетах, и большая часть жесткости обеспечивается сталью, а не деревом.Я думаю, что если бы вы могли изготовить стальные пластины и просто приклеить их к сторонам существующих балок с помощью очень прочного клея, такого как эпоксидная смола из строительного клея LePage PL Premium, это обеспечило бы необходимую вам прочность без ущерба для места для головы. . В качестве альтернативы просверлите отверстия в стальных пластинах и используйте винты, чтобы приклеить и прикрутить сталь к существующим балкам.

Ваш дом — самая большая инвестиция и самый ценный актив. Если вы можете себе это позволить, я бы посоветовал вам поговорить с конструкторской или архитектурной фирмой об использовании стали для усиления ваших существующих балок, чтобы вам не пришлось жертвовать какой-либо высотой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *