Как рассчитать деревянной балки: Как рассчитать нагрузку на деревянные балки перекрытия в жилых домах? Обзор

Устройство чистых полов

6.6.1 Общие требования

6.6.1.1 Чистый пол должен предусматриваться во всех жилых помещениях.

6.6.1.2 В случаях, когда водопроницаемый чистый пол в помещениях ванных комнат, кухонь, прихожих и постирочных кладется по черному полу, который может повреждаться водой, под чистый пол следует укладывать гидроизолирующее покрытие с водопроницаемостью не более 0,068 мг/(Па×ч×м2), определяемой испытанием в соответствии с ГОСТ 26589.

6.6.1.3 Деревянные лаги, на которые укладывается настил чистого пола на бетонную плиту по грунту, должны иметь сечение не менее 18 ´ 38 мм и быть пропитанызащитным составом для древесины.

6.6.2 Основание плитного типа для пола

6.6.2.1 Основание плитного типа, укладываемое на черный пол, предусматривается при необходимости обеспечить ровную поверхность под чистое покрытие пола, например, когда черный пол выполнен из пиломатериалов, а покрытие предусмотрено из упругих материалов, паркета, керамической плитки или предусмотрена укладка напольного покрытия из нетканого синтетического волокна или покрытия коврового типа.

6.6.2.2 Основание плитного типа должно иметь толщину не менее 6 мм и должно быть выполнено из твердой фанеры, твердых древесно-волокнистых, древесно-стружечных, цементно-стружечных или гипсоволокнистых плит.

Основание плитного типа под наклеиваемую керамическую плитку должно иметь толщину не менее 6 мм, если балки под черным полом расположены с шагом менее 300 мм, и не менее 10 мм при шаге более 300 мм.

6.6.2.3 Основание плитного типа должно крепиться к черному полу скобками, половыми гвоздями или самонарезающими винтами, расположенными с шагом не более 150 мм по краям и 200 мм в других местах.

Гвозди для прибивания основания плитного типа должны быть длиной не менее 20 мм для основания пола толщиной 6 мм и не менее 25 мм для основания пола толщиной 8 мм.

Скобки для крепления основания плитного типа должны иметь:

– толщину стержня не менее1,2 мм и ширину наружной соединяющей части 4,0 мм;

– длину забиваемого стержня не менее 25 мм при толщине основания пола 6 мм и не менее 30 мм при большей толщине основания пола.

6.6.2.4 Если основание плитного типа устанавливают по черному полу из фанеры, древесно-волокнистых, древесностружечных, цементно-стружечных, гипсоволокнистых плит, то стыки плит основания должны быть смещены на 200 мм относительно стыков в находящемся подними черном полу.

6.6.2.5 Все отверстия, трещины или другие видимые дефекты на поверхности плит основания пола под приклеиваемыми к ним упругими или керамическими покрытиями должны заделываться, чтобы дефекты не проявлялись на поверхности чистого пола.

6.6.3 Дощатый пол

6.6.3.1 Толщина дощатого пола должна соответствовать таблице 6.5.

Таблица 6.5

Типы дощатого пола	Максимальное расстояние между балками перекрытия, мм	Минимальная толщина настила, мм
с черным полом	без черного пола
Шпунтованные доски из древесины твердых пород (для применения только внутри зданий)	400	16	19
600	16	32
Шпунтованные доски из древесины мягких пород (для применения внутри и снаружи)	400	19	19
600	19	32
Рейки квадратного сечения из древесины хвойных пород (только для применения снаружи)	400	–	25
600	–	40

6.6.3.2 Доски чистого пола нельзя укладывать параллельно настилу черного пола из пиломатериалов, если не предусмотрено отдельное дополнительное основание пола.

Если доски чистого пола настилаются без черного пола, они должны укладываться под прямым углом к балкам перекрытия таким образом, чтобы торцевые стыки досок размещались в шахматном порядке и находились на опорах.

Каждая доска чистого пола должна опираться не менее чем на две опоры.

6.6.3.3 Каждая доска пола прибивается не менее чем одним гвоздем по ширине доски с шагом гвоздей согласно таблице 6.6, кроме досок шириной более 250 мм, прибиваемых как минимум двумя гвоздями по ширине доски.

Таблица 6.6

Толщина настила чистого пола, мм	Минимальная длина гвоздей для пола, мм	Максимальный шаг гвоздей, мм
19 и менее	60	400
25	60	400
32	70	600
40	80	600

6.6.4 Клей, используемый для наклейки настила пола из паркетных щитов и клепок, должен подходить для соединения древесины с материалом черного пола.

Устройство

По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:

• цокольные,
• межэтажные,
• чердачные.

Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

• балки,
• подшивное перекрытие,
• изоляционные слои,
• накат,

Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними. Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.

Если устанавливаются балки перекрытия в деревянном доме, следует учитывать его усадку в течение года после возведения. Избежать деформации вследствие этого можно следующим способом: сочленения брусьев с наружными стенами закрепляются не жестко, а концы брусьев обрезают под 60º. В кирпичных стенах делают по-другому: в процессе возведения предусматривают специальные гнезда для закладки бруса. Между его концом и кирпичом должна находиться пропитанная битумом подкладка.

При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.

В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:

• крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
• следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
• крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
• между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.

Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.

Разновидности деревянных перекрытий

Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.

Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов. Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:

• доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
• пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.

В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.

Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.

В Интернете можно найти специальные онлайн калькуляторы, помогающие выполнить расчеты онлайн, но далеко не все доверяют калькулятору, поэтому мы расскажем, по каким формулам и как именно производится расчет балок перекрытия.

Спаренные балки из доски. Сообщества › Сделай Сам › Блог › фрагмент из цикла “строим баню” (СБОРНАЯ ЛАГА)

Бодрого утра, сограждане!

ни для кого ни секрет, что если ты хочешь сделать что-то хорошо — делай САМ.

по-этому я решил построить себе баню своими руками, не прибегая к чьей-либо помощи.

к сожалению по ряду причин не могу сейчас начать эту “рубрику” с “нулевого цикла”, по-этому поделюсь одним фрагментом из жизни стройки…

сегодня речь пойдет о сборной лаге (далее — балка).

в моем случае это лага перекрытия первого и второго этажа (перекрытие второго этажа будет таким же. стропила будут так же аналогичны).

всем (наверное) известно, что балки/лаги лучше делать сборными, а не из цельного бруса.кто-то собирает балки, вставляя между боковых досок обрезки из таких же досок.конечно это лучше, чем цельный брус, но все-равно — выброшенное время и силы.ещё одна ошибка — НЕЛЬЗЯ скручивать такие балки САМОРЕЗАМИ! (если соприкасаемые поверхности НЕ проклеены)для неклеенных балок используются только ШПИЛЬКИ (резьбовые) или аналог.почему нельзя саморезами? потому что саморез не стянет данный конструктив так, как резьбовая шпилька с гайками.

почему? потому что дерево продолжает “жить” все время. саморезы сделаны из каленого металла и при малейшей нагрузке — ломаются, переставая “работать”.

теперь немного фото:для изготовления балки понадобятся (в моем случае):— материал:доска обрезная 40х200х6000фанера ламинированная 21мм (полосой 200х3000)антисептик Neomid 400— измерительный инструмент— электроинструмент (паркетка, дрель со сверлом 10мм)— шпилька резьбовая М10 (кусками по 140мм)— шайба кузовная М10— гайка М10— гаечные ключи

после обработки антисептиком досок (включая торцы и места запилов)приступаем с сборке.

на доску, лежащую в “горизонте”, укладываем полосы из фанеры.накрываем второй доской ВНИМАНИЕ! таким образом, чтобы она была “зеркально” спилу нижней.для чего? для того, чтобы доски, когда их начнет изгибать в процессе усушки, не “утянули” балку в сторону своего изгиба.если они лежат зеркально — они будут гнуться в разные стороны. таким образом есть бОльшая вероятность того, что балка останется ровной

далее делаем разметку, где будут шпильки.

в моем случае был выбран шаг 570мм. (на то были причины. о них долго говорить и нет смысла)сверлим отверстия В ШАХМАТНОМ ПОРЯДКЕ! относительно продольной оси доски.не могу объяснить с точки зрения СопроМат-а, но так нужно! =)

вставляем шпильки в отверстия и закручиваем гайки (с шайбами, разумеется).усилие такое, чтобы гайка чуть чуть “ушла” в древесину.все равно все нужно будет протягивать после того, как дом будет “зашит” и древесина подсохнет.

получаем вот такую конструкцию

балка получается тяжелой, по-этому закидывать наверх её одному очень сложно. на этот случай можно пригласить рукожопых друзей. все-равно тот ничего испортить не получится ))

балки выставляются с шагом (в моём случае) 680мм (по осям!) или 580мм от “стенки” до “стенки” (по внутренней стороне).

почему такой шаг?потому что в качестве утеплителя я буду использовать “каменную вату” (базальтовую). её размеры 1200х600.останавливая балки с межстеночным расстоянием 580 — я обеспечу плотную укладку утеплителя, избегая воздушного зазора между доской и кромкой плиты утеплителя.да, 1-2 мм не критично, но я так хочу!я не строю говно и из говна!

на данном этапе строительства “уровнем” я НЕ ПОЛЬЗУЮСЬ, ибо начиная с ростверка (ригеля плиты) у меня все в горизонте до 1мм.я — перфекционист и научен опытом. если с самого начала не выставить все по “уровню” — потом будешь мучиться и постоянно все подгонять, а я просто делаю заготовки и потом собираю все, как конструктор. получается быстро и приятно.контрольный замер горизонта я произвожу каждый вечер ЛАЗЕРНЫМ уровнем, ибо доски имеют погрешности в своем размере.

после расстановки балок по верхней обвязке, они будут закрыты с торцов доской 40х200 по всему периметру бани.

всем спасибо за внимание!

Основные правила выбора и монтажа однопролетных балок

К процессу расчета, выбора и укладки несущих элементов следует подходить со всей ответственностью, так как от этого будет зависеть надежность и долговечность всего перекрытия. За многие столетия существования строительной индустрии выработались некоторые правила конструирования кровельной системы, среди которых стоит отметить следующие:

Длина однопролетных брусьев, их габариты и количество определяются после осуществления измерений пролета, который требуется перекрыть

При этом важно учитывать способ их крепления к стенам здания. В стены, возведенные из блоков или кирпича, несущие элементы должны углубляться не менее чем на 15 см, если они изготовлены из бруса, и не менее чем на 10 см, если используются доски

В стены из сруба балки должны углубляться минимум на 7 см. Оптимальная ширина пролета, пригодного для перекрытия с помощью балок из дерева, находится в пределах 250-400 см

При этом максимальная длина брусьев составляет 6 м. Если требуется применить более длинные несущие элементы, то в этом случае рекомендуется устанавливать промежуточные опоры.

Сдвоенные балки перекрытия. Перекрытия досками 200 на 50 и другие ходовые размеры

Как залить армопояс

Здесь два варианта:

1. В опалубку.
2. В специальные U-образные блоки.

Первый способ – традиционный. Собирается опалубка с креплением к стенам строения, в которую армирующий пояс будет заливаться толщиною 20-25 см. Предварительно в нее укладывается армирующий каркас из стальной сетки или арматуры.

Второй вариант – использование специальных блоков, которые укладываются на стены точно так же, как обычные. Только в них есть канавки, образующие общую канавку по всему периметру здания. В нее закладывается два-три стержня стальной арматуры и заливается бетонным раствором.

Если U-образные блоки вами не были найдены, то их можно изготовить своими руками из полнотелых блоков. Просто канавку надо вырезать, используя обычную пилу.

Требования к деревянным брусьям для перекрытий

Помимо бруса, для деревянных балок применяют бревна, обтесанные с трех сторон или сколотые друг с другом доски. Выбирая материал, из которого будет изготавливаться перекрытие, нужно проследить, чтоб на нем отсутствовали сколы, трещины, гниль, следы жизнедеятельности различных паразитов, к примеру, шашеля.

Балки цокольного перекрытия

На качество дерева влияет уровень его просушки, показатель влажности ни в коем случае не должен превышать 14 %, иначе материал будет иметь малую степень прочности, начнет прогибаться под действием нагрузок. Правильно подобранная балка должна иметь толщину не менее 1/24 от ее длины. К примеру, если ее длина 5 м, то ширина должна быть 20 см. Если достичь необходимой толщины сложно, то складывается несколько узких балок в одну.

Для расчета нагрузок, действующих на перекрытие, нужно учесть тяжесть самого перекрытия (брус, утеплитель, настил) и добавить к ним усредненные показатели нагрузок от мебели, людей и так далее. Очень часто нагрузку на цокольное перекрытие, выполненное по деревянным балкам, принимают равным 400 кг/м2. Учесть все возможные нагрузки достаточно сложно, поэтому при проектировании к полученным результатам добавляют 30-40 %, чтоб получить запас прочности.

Достоинства деревянной двутавровой балки перекрытия:

• Долговечность;
• Идеальная заявленная геометрия;
• Использование только сухого материала камерной сушки;
• Возможность монтажа длинных пролетов (максимальная длина составляет 12 м);
• Высокая точность и стабильность геометрии;
• Возможность круглогодичного использования в строительстве;
• Возможность внутренней прокладки инженерных коммуникаций;
• Удобный монтаж (в 5-10 раз быстрее чем для ж/б монолита, пустотной плиты и доски), с минимальными затратами труда и без необходимости подачи спецтехники.

При пролетах больше 6 метров мы используем двутавровые балки с брусом LVL, только цельная конструкция, без стыкования брусков клеевым способом.

Балки перекрытия (двутавровые) не растрескиваются и не деформируются со временем. Наши изделия – отличная альтернатива тяжелым и сложным в работе металлическим и железобетонным покрытиям, монтаж которых связан с необходимостью выполнения «мокрых» работ, дополнительного привлечения арматурщиков, бетонщиков и т.д.

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения

Для изготовления стропильных ног применяется качественный пиломатериал определенного сечения. Его прочностных характеристик должно быть гарантированно достаточно для того, чтобы конструкция крыши могла противостоять всем выпадающим на нее нагрузкам.

Калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения их оптимального сечения

Чтобы определиться с этим параметром, придется провести некоторые вычисления. Посильную помощь сможет оказать калькулятор расчета нагрузки на стропила для определения оптимального сечения пиломатериала для их изготовления.

Необходимые пояснения по проведению расчетов будут приведены ниже.

Алгоритм проведения расчета сечения стропильных ног

Работа будет строиться в два этапа. Вначале с помощью калькулятора будет определена распределенная нагрузка на 1 погонный метр стропильной ноги. Затем, по приложенной таблице, можно будет подобрать оптимальный размер бруса для изготовления стропила.

Шаг первый – расчет распределенной нагрузки на стропильные ноги

Калькулятор расчёта запросит следующие значения:

Угол уклона ската. Эта величина напрямую связана с уровнями внешних нагрузок на кровлю – снеговую и ветровую.

С крутизной ската и, соответственно, с высотой конька (конькового узла) поможет разобраться специальный калькулятор, к которому ведет ссылка.

• Тип планируемого кровельного покрытия. Естественно, что различные покрытия имеют собственную массу, которая предопределяет статическую нагрузку на стропильную систему. В калькуляторе уже учтены не только весовые характеристики различных покрытий, но и материалы обрешетки и утепления кровли.
• Необходимо указать зону своего региона по уровню возможной снеговой нагрузки. Ее несложно определить по расположенной ниже карте-схеме:

Карта-схема для определения своей зоны по уровню снеговой нагрузки

Аналогичным образом определяется и зона по уровню ветрового давления – для этого существует своя карта-схема.

Карта-схема для определения зоны по степени ветрового воздействия на кровлю

Необходимо учесть особенности расположения здания на местности. Для этого нужно оценить его «окружение» и выбрать одну из трех предлагаемых зон, «А», «Б» или «В».

При этом есть нюанс. Все естественные или искусственные преграды для ветра могут приниматься в расчет только в том случае, если они расположены на расстоянии от дома, не превышающем величины 30×Н. где Н – это высота здания по коньку. Например, для здания высотой 7 метров получается круг с радиусом 210 метров. Если преграды расположены дальше, то это будет считаться открытой местностью.

• Наконец, потребуется внести высоту дома в метрах (по коньку).
• Последнее окно калькулятора – шаг установки стропильных ног. Чем чащи они устанавливаются – тем меньше будет распределенная нагрузка, выпадающая на каждую из них, но при этом, естественно, увеличивается их количество. Можно «поиграть» значением шага, чтобы проследить динамику изменения распределенной нагрузки – так появится возможность выбрать оптимальное значение для дальнейшего определения сечения стропил.

Шаг второй – определение сечения стропильной ноги

Итак, имеется значение распределённой нагрузки, выпадающей на погонный метр стропильной ноги. Наверняка, заранее была рассчитана и длина стропила (если нет, то рекомендуется перейти к соответствующему калькулятору). С этими данными уже можно войти в таблицу для определения сечения бруса.

Таблица для определения оптимального сечения бруса для изготовления стропильных ног

Есть еще один нюанс. Если стропила получаются слишком длинными, то для повышения их жесткости часто предусматриваются дополнительные усиливающие элементы системы – стойки (бабки) или подкосы. Они позволяют уменьшить расстояние «свободного пролета», то есть между соседними точками опоры. Именно это значение и будет необходимо для вхождения в таблицу.

На иллюстрации стрелками показан пример определения сечения стропила для распределенной нагрузки в 75 кг/погонный метр и с расстоянием между точками опоры в 5 метров. В левой части таблицы можно взять любое из предлагаемых значений, которое покажется удобнее: доски или брусья с минимальными сечениями: 40×200; 50×190; 60×180; 70×170; 80×160; 90×150; 100×140. Кроме того, можно использовать и бревно с диаметром 140 мм.

Стропила – основные несущие элементы конструкции крыши

От их качества и правильности расчета зависят долговечность и надежность всей кровельной конструкции в целом

Много важной информации по этому вопросу содержит статья нашего портала «Стропила своими руками»

Как определить шаг и сечение балок перекрытия

Теперь, когда нам известна их длина и расчетная нагрузка, следует выполнить расчет шага балок перекрытия и их сечение. Для этого руководствуемся такими правилами:

1. соотношение высоты конструкции по отношению к ее ширине составляет 1,4 к1. Ширина деревянных балок перекрытия, размер которых непосредственно зависит от этих параметров, составляет от 40 до 200 мм. А высота и толщина деревянных балок зависит от толщины утеплителя и составляет от 100 до 300 мм;
2. шаг укладки составляет от 300 до 1200 мм, при этом следует учитывать размеры листов утеплителя, а также материал, используемый для подшивки. Если вы планируете устанавливать каркасное строение, то шаг балок должен соответствовать расстоянию между каркасными стойками;
3. допускается изгиб в размере 1/200 для чердачных перекрытий и 1/350 для межэтажных соответственно;
4. расчет сечения производится при помощи специальных калькуляторов и справочных материалов.
5. Если расчетная нагрузка составляет 400 кг на метр, то соотношение между шириной пролета, шагом и сечением должно составлять не менее 75 на 100 мм при условии шага в 0,6 мм, ширина пролета в 2 мм. Расстояния увеличиваются в зависимости от того, насколько большим будет сечение.

Расчёт перекрытий из деревянного бруса

Чтобы посчитать сечение деревянной балки — необходимо собрать нагрузку, действующая на балку. В зависимости от длительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные.

К постоянным нагрузкам относятся:

• собственный вес деревянной балки;
• собственный вес перекрытия, чердачного перекрытия и т.д.;

К временным нагрузкам относятся:

• длительная нагрузка (полезная нагрузка, принимается в зависимости от назначения здания);
• кратковременная нагрузка (снеговая нагрузка, принимается в зависимости от географического расположения здания);
• особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д. В рамках данного калькулятора не учитывается);

Нагрузки на балку разделяют на два типа: расчетные и нормативные. Расчетные нагрузки применяются для расчета балки на прочность и устойчивость (1 предельное состояние). Нормативные нагрузки устанавливаются нормами и применяется для расчета балки на прогиб (2 предельное состояние). Расчетные нагрузки определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент нагрузки по надежности. В рамках данного калькулятора расчетная нагрузка применяется при определении прогиба балки в запас.

Нагрузки можно собрать на нашем сайте.

После того как собрали поверхностную нагрузку на перекрытие, измеряемой в кг/м2, необходимо посчитать сколько из этой поверхностной нагрузки на себя берет балка. Для этого надо поверхностную нагрузку умножить на шаг балок(так называемая грузовая полоса).

Например: Мы посчитали, что суммарная нагрузка получилась Qповерхн.= 400кг/м2, а шаг балок 0,6м. Тогда распределенная нагрузка на деревянную балку будет: Qраспр.= 400кг/м2 * 0,6м = 240кг/м. Эта нагрузка вносится в калькулятор

2. Выбор предельного прогиба

В зависимости от назначения балки и ее пролета задаем вертикальный предельный прогиб по таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия) Пункт2.а. Смысл вертикального прогиба заключается в следующем: например, прогиб l/250 означает, что для балки длинной 4м предельный вертикальны прогиб равен fult = 4м / 250 = 0,016м = 16мм в месте максимального прогиба для балки. Для балки на двух опорах загруженной равномерно или с сосредоточенной нагрузкой посередине балки — максимальный прогиб будет посередине пролета. Для консольной балки максимальный прогиб — на свободном конце балки.

3. Задание ширины искомого сечения балки.

В зависимости от конструктивных требований задаем ширину сечения балки. Расчет деревянной балки сводится к тому, что необходимо подобрать требуемую высоту hтр сечения деревянной балки, которое способно выдержать заданную нагрузку и не превысить заданный предельный прогиб.

Алгоритм расчета деревянной балки, используемый в данном калькуляторе

По заданной нагрузке и пролету производится построение эпюры моментов и поперечной силы. Эпюра поперечной силы находится для информации (чтобы знать какая нагрузка давит на опоры балки) и в расчете не используется. Эпюра зависит от схемы нагружения балки, вида опирания балки. Строится эпюра по правилам строительной механики. Для наиболее частоиспользуемых схем нагружения и опирания существуют готовые таблицы с выведенными формулами эпюр и прогибов.

2. Расчет по прочности и прогибу

После построения эпюр производится расчет по прочности (1 предельное состояние) и прогибу (2 предельное состояние). Для того, чтобы подобрать балку по прочности, необходимо найти требуемый момент инерции Wтр и hтр и из таблицы рекомендуемого сортамента выбрать подходящее сечение высотой равное hтр деревянной балки по ширине сечения (b) и по Wтр. Следует отметить, что калькулятор подбирает именно по Wтр, нахождение hтр сделано для наглядности, чтобы видеть какая высота сечения должна быть. Для подбора деревянной балки по прогибу находят требуемый момент инерции Iтр, который получен из формулы нахождения предельного прогиба. И также из таблицы сортамента пиломатериалов подбирают подходящее сечение.

3. Подбор деревянной балки из таблицы сортамента пиломатериалов по ГОСТ 244454-80

Из двух результатов подбора (1 и 2 предельное состояние) выбирается сечение с большей выстой сечения.

Преимущества и недостатки железобетонных балок

Тяжелый армированный бетон очень прочный строительный материал способный выдерживать большие нагрузки на сжатие, изгиб и кручение. Кроме того себестоимость изготовления данного изделия значительно ниже себестоимости изготовления стального проката: швеллера или двутавра.

Эти и другие характеристики определили следующие преимущества железобетонных балок перекрытия:

• Способность нести в разы большую нагрузку по сравнению с деревянными аналогами.
• Высокая жесткость позволяющая перекрывать большие пролеты.
• Устойчивость к вредным атмосферным и биологическим факторам: влаге, коррозии, грибкам и древоточцам.
• Стойкость к воздействию открытого огня.
• Меньшая себестоимость изготовления по сравнению с балками перекрытия из стального проката.

Принципиальные недостатки:

• Большой вес изделия, определяющий высокую «собственную» нагрузку на стены и фундамент.
• Необходимость привлечения специальной строительной техники при разгрузке и монтаже изделия.
• Высокая теплопроводность по отношению к деревянным аналогам.
• Экономическая нецелесообразность применения при возведении одноэтажных частных жилых домов. Балки перекрытия одноэтажного дома воспринимают нагрузку от элементов стропильной системы, кровельного материала и материала, из которого выполнено перекрытие (как правило, два слоя досок утепленных базальтовой ватой и фанерой). Это относительно незначительная по весу конструкция, которую с запасом способны нести на себе балки перекрытия, выполненные из массива древесины.

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

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

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.

Область применения

Чаще всего, двутавровые балки применяются в промышленном строительстве, а именно, в случае возведения зданий с большими пролётами между опорами.

Благодаря своим механическим характеристикам и стойкости к динамическим воздействиям, металлический брус используют при возведении дорог и мостов и в других случаях необходимости возведения конструкций, выдерживающих большие нагрузки подобного характера.

В последнее время, стальные двутавровые балки стали применять в качестве элемента декора в квартирах и офисах. После покраски, металлическая балка может выглядеть эстетично и иметь практическое применение в бытовом хозяйстве.

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 расчитывают 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.

Таблица. Рекомендуемые размеры прямоугольных поперечных сечений балок

Ширина сечения.	Высота сечения, мм
мм	300	400	500	600	700	800	1000	1200	Далее кратно 300
150	+	+
200		+	+	+
300				+	+	+
400						+	+	+
500							+	+
Далее кратно 100								+	+

Теперь прочитайте про расчет стропильной системы и расчет фундамента.

Особенности строительства перекрытий в кирпичном доме ↑

Основные требования к балкам перекрытия

1. Балки изготавливают из древесины хвойных деревьев: она обладает достаточной прочностью. Влажность материала не должна превышать 14%: превышение этого параметра может стать причиной прогиба лаг под нагрузкой.
2. Не допускаются пороки древесины, такие как синюшность, поражение плесенью, насекомыми-вредителями и грызунами.
3. Перед укладкой балки обрабатывают антисептическим составом.
4. Балка будет устойчива к изгибу, если ее стороны имеют соотношение по размерам как 7:5 (для брусьев).
5. Прочность на изгиб определяется высотой лаг: чем больше значение этого параметра – тем большую нагрузку без прогиба выдержит балка.
6. Чтобы перекрытие оставалось ровным даже под воздействием нагрузки, следует вытесать строительный подъем. Потолок нижнего яруса в этом случае будет иметь небольшой подъем в центральной части, но с увеличением нагрузки на перекрытие, он выровняется.
7. При частой укладке лаг брусья и бревна допускается заменять досками, уложенными на ребро.
8. Расход древесины будет более экономичным при изготовлении балок толщиной 50 и высотой 150… 180 мм. Ширина шага укладки при этом должна быть 400… 600 мм (это удобно для укладки плит утеплителя).

В заключение – видеоурок с подробным изложением методики расчета балок перекрытия и других конструкционных элементов.