Таблицы расчета перекрытий
Расчет балок перекрытия
Расчет деревянных балок перекрытия в доме ведется по II предельному состоянию (по прогибам). Относительный прогиб 1/250 (по СНиП «Нагрузки и воздействия»). На практике это говорит о том, что балка перекрытия при нагружении ее равномерно распределенной нагрузкой 400 кг/м2 или 250, 200 кг/м2 в отдельных случаях, прогнется в центре на величину равную L/250, где L — расчетная длина балки (расстояние в свету между опорами).
Например, если расчетная длина балки 6 м (6000 мм), то прогиб в центре при максимальной нагрузке будет 6000/250 = 24 мм. Т.е. в данном примере 24 мм — максимально допустимый прогиб балки, при котором возможна комфортная эксплуатация перекрытия — не будет вибраций, скрипов, ощущения «батута».
Ниже приведены таблицы соотношения типа двутавровых балок, шага их установки, расчетной нагрузки и максимального пролета, при которых выполняются данные условия.
Примечания:
- Балки серии W изготавливаются длиной 6 метров. Максимальный пролет, который они перекрывают 5,8м (при минимальном опирании 100 мм с двух сторон)
- Балки серии L изготавливаются длиной до 13,5 метров.
- Рекомендуемые шаги — 0,4 и 0,6 м для межэтажных перекрытий; 0,6 и 0,8 для чердачных перекрытий.
- Максимальный пролет — расстояние «в свету» между соседними опорами.
- Шаг балок — межосевое расстояние двух соседних балок.
Таблица расчета балок межэтажного и цокольного перекрытия
Расчет нагрузки 400 кг/м2 для деревянных перекрытий
| Высота балки, мм | Тип балок / шаг балок | Максимальные пролеты, м | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | ||
| 240 | Балка ICJ-240W | 4,95 | 4,50 | 4,16 | 3,93 |
| 300 | Балка ICJ-300W | 5,80 | 5,35 | 4,96 | 4,70 |
| 360 | Балка ICJ-360W | 5,80 | 5,80 | 5,75 | 5,38 |
| 400 | Балка ICJ-400W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 |
| 240 | Балка ICJ-240L | 5,45 | 4,95 | 4,55 | 4,30 |
| 240 | Балка ICJ-240L с полкой 89 мм | 6,05 | 5,50 | 5,10 | 4,80 |
| 300 | Балка ICJ-300L | 6,50 | 5,90 | 5,45 | 5,15 |
| 300 | Балка ICJ-300L с полкой 89 мм | 7,20 | 6,55 | 6,10 | 5,75 |
| 360 | Балка ICJ-360L | 7,45 | 6,75 | 6,30 | 5,90 |
| 360 | Балка ICJ-360L с полкой 89 мм | 8,30 | 7,50 | 7,00 | 6,60 |
| 400 | Балка ICJ-400L | 8,10 | 7,35 | 6,80 | 6,40 |
| 400 | Балка ICJ-400L с полкой 89 мм | 9,00 | 8,15 | 7,10 | |
| 460 | Балка ICJ-460L | 9,00 | 8,15 | 7,50 | 7,10 |
| 460 | Балка ICJ-460L с полкой 89 мм | 10,00 | 9,05 | 8,40 | 7,90 |
| 500 | Балка ICJ-500L | 9,60 | 8,70 | 8,05 | 7,60 |
| 500 | Балка ICJ-500L с полкой 89 мм | 10,60 | 9,60 | 8,95 | 8,40 |
| 600 | 11,00 | 9,95 | 9,25 | 8,70 | |
| 600 | Балка ICJ-600L с полкой 89 мм | 12,00 | 11,00 | 10,20 | 9,60 |
Таблица расчета балок чердачного не эксплуатируемого перекрытия
Расчет для нагрузки 200 кг/м2 без нагрузки на деревянные перекрытия от стропильной системы
| Высота балки, мм | Тип балок / шаг балок | Максимальные пролеты, м | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | ||
| 240 | Балка ICJ-240W | 5,65 | 5,52 | 4,95 | 4,68 | 4,50 |
| 300 | Балка ICJ-300W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,60 | 5,35 |
| 360 | Балка ICJ-360W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 |
| 400 | Балка ICJ-400W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | |
| 240 | Балка ICJ-240L | 6,20 | 5,80 | 5,45 | 5,15 | 4,95 |
| 240 | Балка ICJ-240L с полкой 89 мм | 6,90 | 6,45 | 6,05 | 5,75 | 5,50 |
| 300 | Балка ICJ-300L | 7,40 | 6,90 | 6,50 | 6,15 | 5,90 |
| 300 | Балка ICJ-300L с полкой 89 мм | 8,25 | 7,70 | 7,20 | 6,90 | 6,60 |
| 360 | Балка ICJ-360L | 8,50 | 7,90 | 7,50 | 7,10 | 6,80 |
| 360 | Балка ICJ-360L с полкой 89 мм | 9,45 | 8,80 | 8,30 | 7,90 | 7,55 |
| 400 | Балка ICJ-400L | 9,25 | 8,60 | 8,10 | 7,70 | 7,40 |
| 400 | Балка ICJ-400L с полкой 89 мм | 10,25 | 9,55 | 9,00 | 8,50 | 8,15 |
| 460 | Балка ICJ-460L | 10,25 | 9,55 | 9,00 | 8,50 | 8,15 |
| 460 | Балка ICJ-460L с полкой 89 мм | 11,40 | 10,60 | 10,00 | 9,50 | 9,05 |
| 500 | Балка ICJ-500L | 11,00 | 10,15 | 9,55 | 9,10 | 8,65 |
| 500 | Балка ICJ-500L с полкой 89 мм | 12,15 | 11,30 | 10,60 | 10,05 | 9,65 |
| 600 | Балка ICJ-600L | 12,50 | 11,65 | 11,00 | 10,40 | 9,95 |
| 600 | Балка ICJ-600L с полкой 89 мм | 13,30 | 12,90 | 12,15 | 11,55 | 11,05 |
Таблица расчета балок чердачного не эксплуатируемого перекрытия
Расчет для нагрузки 250 кг/м2 с нагрузкой на перекрытие от стропильной системы
| Высота балки, мм | Тип балок / шаг балок | Максимальные пролеты, м | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | ||
| 240 | Балка ICJ-240W | 5,25 | 4,95 | 4,60 | 4,35 | 4,15 |
| 300 | Балка ICJ-300W | 5,80 | 5,80 | 5,50 | 5,20 | 4,95 |
| 360 | Балка ICJ-360W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,70 |
| 400 | Балка ICJ-400W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 |
| 240 | Балка ICJ-240L | 5,77 | 5,36 | 5,04 | 4,79 | 4,58 |
| 240 | Балка ICJ-240L с полкой 89 мм | 6,43 | 5,97 | 5,61 | 5,33 | 5,10 |
| 300 | Балка ICJ-300L | 6,88 | 6,39 | 6,01 | 5,71 | 5,46 |
| 300 | Балка ICJ-300L с полкой 89 мм | 7,68 | 7,13 | 6,70 | 6,37 | 6,09 |
| 360 | Балка ICJ-360L | 7,92 | 7,35 | 6,92 | 6,57 | 6,28 |
| 360 | Балка ICJ-360L с полкой 89 мм | 8,80 | 8,17 | 7,69 | 7,31 | 6,99 |
| 400 | Балка ICJ-400L | 8,58 | 7,97 | 7,50 | 7,12 | 6,81 |
| 400 | Балка ICJ-400L с полкой 89 мм | 9,54 | 8,85 | 8,33 | 7,91 | 7,57 |
| 460 | Балка ICJ-460L | 9,54 | 8,85 | 8,33 | 7,91 | 7,57 |
| 460 | Балка ICJ-460L с полкой 89 мм | 10,59 | 9,83 | 9,25 | 8,79 | 8,40 |
| 500 | Балка ICJ-500L | 10,16 | 9,43 | 8,87 | 8,43 | 8,06 |
| 500 | Балка ICJ-500L с полкой 89 мм | 11,27 | 10,46 | 9,84 | 9,35 | 8,94 |
| 600 | Балка ICJ-600L | 11,64 | 10,81 | 10,17 | 9,66 | 9,24 |
| 600 | Балка ICJ-600L с полкой 89 мм | 12,89 | 11,97 | 11,26 | 10,70 | 10,23 |
Расчет деревянной балки перекрытия на прогиб, пример, таблица
Применяется и такое конструктивное решение, когда несущие элементы перекрытия являются частью стропильных конструкций. В этом случае балка является конструкцией для формирования свеса, то она опирается на мауэрлат и имеет выпуск за внешнюю грань каждой стены примерно на 500 мм. Это конструктивное решение может увеличить её длину примерно на 1 метр.
Производя подбор и расчет деревянных балок необходимо помнить, что самым оптимальным расстоянием, которое можно перекрывать, применяя эти конструктивные элементы, является 6 метровый пролет.
При необходимости перекрывать большие расстояния рекомендуется использование деревянных конструкций прямоугольного или двутаврового сечения изготовленных из клееного бруса или применять промежуточные конструкции, такие как стойки, колонны, декоративные арки и т.п.
Сбор нагрузок воздействующих на балки
Диапазон различного вида нагрузок действующих на несущие конструкции достаточно велик. Он различается исходя из целевого применения балки, то есть ответа на вопрос эта балка располагается в междуэтажном или чердачном перекрытии. Конструкции междуэтажных перекрытий несут нагрузку в основном только от веса самого перекрытия, от процесса жизнедеятельности людей которые там находятся и того производственного процесса который там проходит.
Так расчетная нагрузка на междуэтажное перекрытие в жилых зданиях равна 150кг/м2 х 1,3 = 195 кг/м2.
Коэффициент 1,3 обеспечивает надежность работы конструкции. Вес междуэтажного перекрытия включает вес балок, полов, конструкций потолка, утеплителя. При производстве расчетов вес междуэтажного перекрытия лучше всего рассчитывать в каждом случае индивидуально.
Нагрузка на чердачное перекрытие, эксплуатация которого не предусматривает 70 кг/м2 х 1,3 = 91 кг/м².
Вес самого чердачного перекрытия включает в себя вес балок, утеплителя, материала зашивки и составляет 50 кг/м2. В случае, если балка является не только чердачным перекрытием, но и входит в конструкцию стропильной системы здания, то её расчет производится в составе стропильных конструкций.
В случае, когда величина прогиба превышает указанные величины, это может нанести существенные деформационные изменения в геометрии потолочных конструкций. Так при длине балки перекрытия 6 метров величина допустимого прогиба будет составлять 17 мм. Если предположить, что потолок в помещении будет из гипсокартонных плит, то образование трещин неминуемо. Поэтому производя расчет, следует сразу же учитывать материал, из которого будет выполняться конструкция потолка. Если заказчик для оформления потолка будет использовать подвесные конструкции типа «Армстронг», то беспокоиться не о чем, а если для отделки будут применяться материалы на основе гипса, минеральных вяжущих, то возможно стоит увеличить надежность перекрытия и увеличить сечение балок, чтобы полностью исключить возможность прогиба.
Расчет сечения деревянной балки перекрытия
Расчет деревянных несущих однопролетных
опорных балок
С целью упрощения расчетов, можно скачать файла в формате XLSX, см. ниже, для расчета деревянных несущих однопролетных опорных балок (из досок и брусьев).
Для расчета необходимо определиться с шагом балок (расстояние между осями балок) и уйти от так называемого явления «зыбкости» перекрытия. Шаг балок в разных источниках колеблется от 600 до 1040 мм (Линович Л.Е. Расчет и конструирование частей гражданских зданий, 1972 г.; Осипов Л.Г., Сербинович П.П., Красенский В.Е. Гражданские и промышленные здания, часть 1, 1957 г.), но рекомендуемым является шаг — не более 750 мм.
I. Расчет деревянной балки на прочность
Есть на пример междуэтажное деревянное перекрытие жилого дома. Расстояние между несущими стенами (пролет балки) — 5,0 м, расстояние между осями балок — 0,7 м.
Чертеж 1
Расчет:
1. Определить зону с которой будут собираться нагрузки на балку перекрытия. Она составляет половину расстояния между осями балок с одной и другой стороны от оси рассчитываемой балки. В нашем случае зона сбора нагрузки на балку составит:
0,35 + 0,35 = 0,7 м (см. Чертеж 1)
2. Определить нагрузку от перекрытия передающуюся на балку. Она состоит из собственного веса перекрытия и временной нагрузки на него.
Чертеж 2
Нужно найти вес 1 м2 каждого слоя (см. Чертеж 2):
— половая доска, толщ. — 0,05 м;
— звукоизоляция, толщ. — 0,1 м;
— вагонка доска, толщ. — 0,02 м.
Вес 1 м3 древесины для пород: сосна, ель, кедр, пихта (берем с запасом для класса условий эксплуатации 3 (влажный) из таблицы Г.1, свода правил «Деревянные конструкции») — 600 кг.
Вес 1 м3 звукоизоляции (в зависимости от плотности утеплителя, берем на пример URSA GEO M-15 с плотностью от 14 до 15 кг/м3) — 15 кг.
(600 х 0,05) + (15 х 0,1) + (600 х 0,02) = 43,5 кг/ м2
3. Определить вес 1 погонного метра балки. Для этого берем предполагаемое сечение несущей балки, на пример 0,12 х 0,2 (h) м, в таком случае вес 1 погонного метра балки составит:
600 х 0,12 х 0,2 = 14,4 кг/м.п.
4. Найти нормативную и расчетную нагрузки от 1 м2 перекрытия без учета балок перекрытия.
Нормативная нагрузка
Из свода правил «Нагрузки и воздействия»:
— временная нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие в жилых зданиях составляет — 1,5 кПа или 150 кг/м2;
— нормативная нагрузка от веса перегородок составляет — 0,75 кПа или 75 кг/м2 ;
— нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа или — 50 кг/м2). Лучше учесть вес предполагаемых к установке перегородок — 75 кг/м2.
Нормативная нагрузка от 1 м2 перекрытия без учета балок перекрытия составит:
43,5 + 150 + 75 = 268,5 кг/м2
Расчетная нагрузка
Из свода правил «Нагрузки и воздействия»:
— коэффициент надежности по нагрузке для веса строительных конструкций для: бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные — 1,1 (применяем для перекрытия);
— временная нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие в жилых зданиях составляет — 1,5 кПа или 150 кг/м2;
— нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий (в нашем случае деревянное перекрытие) от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа. 1,3 — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа; если нагрузка на перекрытие 2,0 кПа и более, то 1,2 — при полном нормативном значении нагрузки;
— нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа или — 50 кг/м2). Также лучше учесть вес предполагаемых к установке перегородок — 75 кг/м2;
— нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа. 1,3 — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа; если нагрузка на перекрытие 2,0 кПа и более, то 1,2 — при полном нормативном значении нагрузки.
Расчетная нагрузка от 1 м2 перекрытия без учета балок перекрытия составит:
(43,5 х 1,1) + (150 х 1,3) + (75 х 1,3) = 340,35 кг/м2
5. Найти нормативную и расчетную нагрузки от 1 м2 перекрытия с учетом балок перекрытия при ширине сбора нагрузки = 0,7 м.
Нормативная нагрузка
268,5 х 0,7 + 14,4 = 202,35 кг/п.м.
Расчетная нагрузка
Из свода правил «Нагрузки и воздействия»:
— коэффициент надежности по нагрузке для веса строительных конструкций для: бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные — 1,1 (применяем для балки перекрытия);
(340,35 х 0,7) + (14,4 х 1,1) = 254,09 кг/п.м.
6. Определить изгибающий момент балки:
где,
M — изгибающий момент балки, в кгм;
q — расчетная нагрузка на 1 п.м. балки;
l — пролет балки.
(254,09 х 25) / 8 = 794,0 кгм
7. Определить сечение балки (расчет на прочность по расчетным нагрузкам)
Из свода правил «Деревянные конструкции»:
— расчетное сопротивление древесины на изгиб — 130 кгс/м2
Найти момент сопротивления деревянной балки в см3, для этого переводим 794,0 кгм (изгибающий момент балки) в кгсм.
794,0 х 100 = 79400 кгсм
Далее находим сам момент сопротивления — W
79400 / 130 = 610,8 см3
Далее по таблицам 1 (Моменты сопротивления (W) и инерции (J) досок и брусьев) или 2 (Моменты сопротивления (W) и инерции (J) бревен) исходя из полученного расчетом момента сопротивления 610,8 см3 подобрать сечение балки исходя из принятой до начала расчета высоты балки — 20 см.
Из таблицы 1 для досок и брусьев подходит балка 10 х 20 с моментом сопротивления 667, но лучше взять с запасом следующего с сечения 12 х 20, как и предполагалось. Из таблицы 2 для бревен подходит балка диаметром 20 см с моментом сопротивления 785.
Таблица 1. Моменты сопротивления (W) и инерции (J) досок и брусьев
Таблица 2. Моменты сопротивления (W) и инерции (J) бревен
Применять подобранные балки после расчета на прочность нельзя, т.к. их необходимо проверить еще и на прогиб.
II. Расчет деревянной балки на прогиб
Расчет деформации при изгибе выполняется по нормативным нагрузкам.
1. Перевести полученную ранее нормативную нагрузку на 1 п.м. балки при ширине сбора нагрузки 0,7 м — 202,35 кг/п.м в кгс/см
202,35 / 100 = 2,024 кгс/см
и пролет балки — 5 м в см
5 х 100 = 500 см
2. Вычислить прогиб балки
где
f — прогиб балки, в см;
q — нормативная нагрузка на 1 п.м. балки;
l — пролет балки;
E — модуль упругости древесины вдоль волокон — 100000;
J — момент инерции балки из таблицы 1 (в нашем случае берем значение 8000 для подобранной балки 12 х 20 (h)).
(5 / 384) х ((2,024 х 5004) / (100000 х 8000)) = 2,06 см
3. Найти предельный прогиб для нашей балки пролетом 500 см
Из старого свода правил «Деревянные конструкции» (не действующий) см. табл. 3:
— предельный прогиб в долях пролета для балок междуэтажных перекрытий — 1/250.
Таблица 3. Предельные прогибы в долях пролета
Сейчас есть эстетическо-психологические требования к прогибам деревянных балок в своде правил «Нагрузки и воздействия», но они менее требовательны, так что лучше пользоваться данной таблицей.
500 / 250 = 2 см (предельный прогиб для нашей балки)
4. Сравнить полученный предельный прогиб балки с предельным расчетным прогибом.
У нас прогиб получился больше 2 см, а именно — 2,06 см, значит увеличиваем сечение балки до 15 х 20.
Снова находим момент инерции, только в формулу уже подставляем из таблицы момент инерции для балки, сечением 15 х 20 (h) — 10000.
Также подствляем в формулу нормативную нагрузку,
переведенную в кгс/см с учетом веса балки 0,15 х 0,2:
Вес балки — 600 х 0,15 х 0,2 = 18,0 кг/м.п.
Нормативная нагрузка — 268,5 х 0,7 + 18,0 = 205,95 кг/п.м.
Перевод нормативной нагрузки из кг/п.м в кгс/см – 205,95 / 100 = 2,06 кгс/см.
Подставляем полученные данные в формулу
(5 / 384) х ((2,06 х 5004) / (100000 х 10000)) = 1,68 см
Это меньше допустимого прогиба — 2,0, значит берем балку длиной 5 м, сечением 15 х 20.
Таким образом, после выполненных расчетов деревянной балки на прочность и на прогиб от воздействия нагрузок, применяем в конструкции перекрытия деревянные балки длиной 5 м, сечением 15 х 20 (h), с шагом между осями балок 0,7 м.
Более сложные расчеты можно заказать в лицензированной организации.
Расчет деревянной балки перекрытия
Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.
Содержание:
1. Калькулятор
2. Инструкция к калькулятору
Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор. С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:
- Тип 1 — цельная деревянная балка.
- Тип 2 — клееная балка из досок.
- Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.
- Тип 4 — обрезанное бревно.
Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь. Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].
Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.
Калькулятор
Калькуляторы по теме:
Инструкция к калькулятору
Исходные данные
Тип 1
Условия эксплуатации:
Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.
Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.
Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.
Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.
Срок службы — предполагаемое время до замены балок.
Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.
Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.
Характеристики балки:
Материал — порода древесины, из которой сделана балка.
Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.
Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.
Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.
Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.
Нагрузка:
Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.
Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.
Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.
Тип 2
Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.
Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.
Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].
Тип 3
Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).
Тип 4
Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.
Результат
Расчет по прочности:
Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.
Wтреб — требуемый момент сопротивления.
Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб — в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.
Расчет по прогибу:
Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.
Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.
Запас — Fбалки < Fmax — сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.
Другие параметры:
Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.
Общий объем — общая кубатура балок.
Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.
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.
Пролет 6 м деревянные балки. Расчет деревянных балок перекрытия: онлайн-калькулятор и теория расчетов
Деревянные балки – это строительный материал, который нашел свое широкое применение при обустройстве перекрытий между этажами в бревенчатых, брусовых и каркасным домах. Главная цель такой конструкции состоит в том, чтобы принять на себя все нагрузку и распределить ее равномерно по всей поверхности верхнего этажа и крыши. Именно качественные характеристики представленного материала определяют устойчивость и прочность всего дома.
Кроме этого, на выбор материал играет важную роль и особенности материала, ведь представленные перекрытия подвергаются влиянию огня, плесени, в результате чего на поверхности возникают трещины. Для этих целей бурс обязательно нужно обрабатывать специальным составом.
Представленный материал может быть различного вида, каждый из которых характеризуется положительными и отрицательными свойствами. Первый вид балок перекрытия – это непрерывный массив .
При обустройстве цоколя или чердака необходимо применять усиленную теплоизоляцию, так как в этих помещениях имеет место постоянный перепад температуры. Для перекрытий между этажами требуется качественная звукоизоляция. Она необходимо даже при условии, что на верхнем этаже не будут располагаться жилые помещения.
На видео — устройство чердачного перекрытия по деревянным балкам:
Сколько стоит строганая обрезная доска размером 25х150х6000 можно узнать из данной
Имеется еще один метод устройства деревянных конструкций. В этом случае между брусьями ведется укладка плиты минваты. После укладки представленного теплоизоляционного материала поперек него прикрепить лаги. Они должны быть обязательно обшиты накатом.
Еще имеется третий способ устройства перекрытий, он практически аналогичен второму, но только в этом случае необходимо добавить еще один слой лаг и теплоизолятора между ними. Благодаря последнему методу удается усилить несущую способность всего перекрытия.
Посмотреть таблицу о том сколько бруса в одном кубе можно в данной
Когда балки перекрытия монтируются в деревянном здании, то необходимо принимать во внимание тот факт, что со временем произойдет его усадка. Как правило, это происходит через год после возведения дома. Для защиты от деформации необходимо использовать один очень проверенный метод. Он заключается в том, что нужно сочленения брусьев с наружными стенами прикреплять не прочно, а обрезать концы брусьям под наклоном 60 градусов.
Для кирпичных стен технология проведения подобных мероприятий немного другая. В ходе строительства необходимо позаботиться про особые гнезды, в которых и будет происходить закладка бруса. Между его концом и кирпичом стоит уложить подкладку, обработанную битумом.
Как произвести расчет? Для используемого бурса должен соблюдаться необходимый запас прочности, чтобы он смог выдерживать нагрузку жилого строения, мансарды и кровли. Ее значение не должно быть выше 350 кг/м2. Процесс укладки перекрытий осуществляется по ширине, когда пролет представлен в форме прямоугольника. Предельно допустимая длина балки может составлять 7 м.
О том что лучше клееный брус или оцилиндрованное бревно можно узнать из данной
На видео рассказывается о максимальной длине деревянной балки перекрытия:
Если ведется перекрытие этажей с различными режимами температуры, то брус должен быть утеплен. В противном случае вам не избежать образования влаги, которая в итоге приведет в разрушению материала изнутри. Толщина теплоизолятора не должна быть меньше 25 см. При утеплении балок между этажами с одинаковыми показателями температуры стоит учитывать, чтобы толщина теплоизолятора составила 10 см.
Также нужно принимать во внимание тот факт, чтобы балки не были перенасыщены влагой. Это фактор необходимо учитывать во время покупки материала. Уровень влажности не должен быть больше 20 %. В противном случае, выбранный вами природный материал прослужит вам недолго.
Деревянные балки перекрытия – это важный элемент при обустройстве чердачных, цокольных и мансардных перекрытий. Благодаря им дается придать конструкции дополнительную прочность и надежность. Перед тем как приобретать то или иное изделие, важно определить с назначением, размерами и выполнить все необходимые размеры.
Деревянные балки перекрытий дома часто являются наиболее экономичным вариантом. Деревянные балки легки в изготовлении и монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными балками. Недостатки деревянных конструкций — более низкая механическая прочность, требующая больших сечений, низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами и термитами (если они водятся в вашей местности). Поэтому, дерево перекрытий требуется тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами, например ХМ-11 или ХМББ производства фирмы Антисептик (С-Петербург). Современные варианты деревянных балок перекрытий — это балки из клееного бруса (как с вертикальным расположением ламелей, так и с горизонтальным), двутавровые деревянные клееные балки (как полностью деревянные,так и комбинация OSB и дерева), дерево-металлические балки перекрытий (комбинация дерева и пространственных силовых элементов из металла) и пространственные деревянные балки, элементы которых скреплены металлозубчатыми пластинами.
Балки межэтажных перекрытий могут служить опорными балками для выступающих деревянных балконов .
Оптимальный пролет для деревянных конструкций — 2,5- 4 метра. Лучшее сечение для дерева: 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 расчета сечения учитывают нагрузку собственного веса, которая для балок междуэтажных перекрытий, как правило, составляет 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. Как пропускать коммунникации через балки: читайте о допустимых размерах и расположении :
Для расчета минимального и оптимального сечения можно воспользоваться он лайн калькулятором Романова для деревянных балок перекрытий Для деревянно-металлических балок перекрытий можно воспользоваться онлайн калькулятором ХТС балок .
Таблица. Максимальные пролеты балок перекрытий. Общие случаи
Сорт | Размер | Максимальный пролет, м | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
древе-сины | поперечного сечения балки, мм | при наличии горизонтальных связей у опор | при наличии горизонтальных связей у опор и перекрестных вертикальных связей | ||||||||
шаг балок, мм | |||||||||||
Калькулятор балок – основные расчеты для перекрытий и стропил + видео
Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.
На чем строится калькулятор балок
Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.
Калькулятор балок
Укажите размеры балок перекрытий и шаг.Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.
На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.
Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: https://remoskop.ru/kolichestvo-dosok-v-kube.html
Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия
Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.
Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.
Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.
Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: fнор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м2, расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:
Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней
Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: Wz = b · h2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.
Что еще следует знать про нагрузки на балку
Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.
Также обязательно следует учитывать массу утеплителя, используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.
