Расчет прочности деревянной балки: Расчет деревянной балки на прогиб (калькулятор)

Содержание

Расчет нагрузки деревянной балки онлайн для минимальной прочности и прогиба перекрытия

Задача расчета балки для деревянного перекрытия по прогибу и прочности сводится к тому, чтобы найти поперечное сечение деревянных балок и определить их шаг, чтобы перекрытие было достаточно прочным и было способно выдерживать определенную нагрузку. И для того, чтобы не возникали чрезмерные прогибы, которые могут создавать существенный дискомфорт тем, кто будет ходить по такому перекрытию.

Для этого мы сделали данный калькулятор деревянного перекрытия на прогиб и прочность для деревянной балки.

Порядок работы:
1. Укажите длину пролета балки
2. Укажите шаг балок
3. Укажите расчетную нагрузку на балку (посчитать можно здесь)
4. Укажите сорт дерева (для расчета по прочности)
5. Укажите либо отношение высоты к ширине (h/b), либо напрямую задать ширину с последующим расчетом высоты
6.

Нажать на кнопку «Расчет»

В результате вы получите подбор минимального сечения по прочности и прогибу деревянной балки, и на основании этих значений подбор окончательного варианта сечения и площадь для рационального использования сечения балки.

Для информации:
— принято считать, что сопротивление дерева на изгиб: для 1-ого сорта — 9 МПа, для 2-ого сорта — 8.34 МПа и для 3-его сорта — 5.56 МПа. Это следует из СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции» при коэффициентах Mв=0.9 (нормальная эксплуатация), Mт=0.8 (температура до 50 градусов), Мсс=0.9 (срок службы 75 лет), Мдл=0.66 (совместное действие постоянной и кратковременной нагрузок).

Если онлайн калькулятор расчета деревянной балки на прочность и прогиб оказался Вам полезен – не забывайте делиться им с друзьями и коллегами ссылкой в соц.сети, а также посмотреть другие строительные калькуляторы онлайн, они простые но здорово облегчают жизнь строителям и тем кто решил сам строить свой дом с нуля.


Расчет деревянных балок перекрытий: онлайн калькулятор

Деревянные брусья для перекрытий в частном строительстве используют часто. Легкость, доступность по цене и возможность самостоятельного монтажа компенсируют способность к возгоранию, поражению грибком и гниению. В любом случае при возведению второго и более этажей просто необходимо произвести расчет деревянных балок перекрытия. Онлайн-калькулятор, который мы представляем в этом обзоре, поможет справиться с этой задачей просто и быстро.

Деревянные брусья для перекрытия – только качественная древесина

Читайте в статье

Польза онлайн-калькулятора для расчета деревянных перекрытий

Самостоятельные расчеты утомительны и чреваты риском не учесть какой-либо важный параметр. Так, деревянные балки для перекрытий должны обладать определенным сечением, учитывающим возможную нагрузку на них от мебели и техники, находящихся в помещении людей. При таких расчетах крайне важно знать возможный прогиб балки и максимальное напряжение в опасном сечении.

Разное сечение бруса

Преимущества калькулятора в следующем:

  • Точность. Формулы расчета учитывают множество параметров. В специальных полях задаются: тип поперечного сечения (круглое или прямоугольное), длину балки между опорами и шаг, параметры используемой древесины, предполагаемую постоянную нагрузку.
  • Сроки. Ввести готовые параметры и получить результат выйдет значительно быстрее, чем рассчитывать вручную требуемые значения.
  • Удобство. Онлайн-калькулятор расчета деревянных балок составлен таким образом, что после введения всех постоянных величин, вам остается просто подбирать сечение балки до тех пор, пока не будет обеспечена необходимая прочность.

Расчет деревянного бруса для перекрытия: на что обратить внимание

До расчетов и покупки рекомендовано обратить внимание на типы перекрытий. Брус для надежной связки строительных конструкций, бывает следующих видов:

  • Балки. Массив квадратного или прямоугольного сечения, уложенный с шагом от 60 см до 1 м. Стандартная длина – 6 м, на заказ изготавливаются балки до 15 м.
  • Ребра. Балки, напоминающие широкую (20 см) и толстую доску (7 см). Шаг укладки на ребро не более 60 см. Стандартная длина – 5 м, под заказ – 12 м.
Ребра перекрытия для одноэтажных построек
  • Комбинация двух типов бруса. Наиболее надежные перекрытия, служащие опорой для пролетов, до 15 м.

Сначала определяется прогиб балки, максимальное напряжение в опасном сечении и коэффициент запаса прочности. Если значение коэффициента получается меньше 1, то это значит, что прочность не обеспечена. В этом случае необходимо изменить условия расчета (изменить сечение балки, увеличить или уменьшить шаг, выбрать другую породу древесины и т. д.)

Длина балок, м
Шаг укладки, м2,03,04,05,0
0,675*10075*200100*200150*225
175*150100*175150*200175*250

Когда нужное сечение найдено требуется рассчитать его кубатуру. Это произведение длины, ширины и высоты. Далее по проекту находим количество балок перекрытия и умножаем на полученный результат.

Брус

Итог

Важно! Для строительства многоэтажных домов не рекомендовано приобретать балки недостаточной длины. Сращивание, даже качественное, снижает надежность конструкций.

Сращивание двух балок перекрытия = снижение надежности

Для наглядности пользователю предоставлено видео расчета древесины для перекрытий.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

несущая способность, на двух опорах, пример

В современном индивидуальном строительстве деревянные балки используются почти в каждом проекте. Найти постройку, в которой не используются деревянные перекрытия, практически невозможно. Деревянные балки применяются и для устройства полов, и в качестве несущих элементов, как опоры для межэтажных и чердачных перекрытий.

Формула расчета прогиба балки.

Известно, что деревянные балки, как и любые другие, могут прогибаться под воздействием различных нагрузок. Эта величина – стрелка прогиба – зависит от материала, характера нагрузки и геометрических характеристик конструкции. Небольшой прогиб вполне допустим. Когда мы ходим, например, по деревянному настилу, то чувствуем, как пол слегка пружинит, однако если такие деформации незначительны, то нас это мало беспокоит.

Насколько можно допустить прогиб, определяется двумя факторами:

  1. Прогиб не должен превышать расчетных допустимых значений.
  2. Прогиб не должен мешать эксплуатации здания.

Чтобы узнать, насколько будут деформироваться деревянные элементы в конкретном случае, нужно произвести расчеты на прочность и жесткость.

Подробные и детальные расчеты такого рода – это работа инженеров-строителей, однако, имея навык математических вычислений и зная несколько формул из курса сопротивления материалов, вполне можно самостоятельно рассчитать деревянную балку.

Вспомогательная таблица для расчета количества балок.

Любая постройка должна быть прочной. Именно поэтому балки перекрытия проверяют в первую очередь на прочность, чтобы конструкция могла выдерживать все необходимые нагрузки, не разрушаясь. Кроме прочности конструкция должна обладать жесткостью и устойчивостью. Величина прогиба является элементом расчета на жесткость.

Прочность и жесткость неразрывно связаны между собой. Вначале делают расчеты на прочность, а затем, используя полученные результаты, можно сделать расчет прогиба.

Чтобы правильно спроектировать собственный загородный дом, необязательно знать полный курс сопротивления материалов. Но углубляться в слишком подробные вычисления не стоит, как и просчитывать различные варианты конструкций.

Чтобы не ошибиться, лучше воспользоваться укрупненными расчетами, применяя простые схемы, а высчитывая нагрузки на несущие элементы, всегда делать небольшой запас в большую сторону.

Алгоритм вычисления прогиба

Рассмотрим упрощенную схему расчета, опуская некоторые специальные термины, и формулы для расчета двух основных случаев нагружения, принятых в строительстве.

Нужно выполнить следующие действия:

  1. Составить расчетную схему и определить геометрические характеристики балки.
  2. Определить максимальную нагрузку на этот несущий элемент.
  3. При необходимости проверить брус на прочность по изгибающему моменту.
  4. Вычислить максимальный прогиб.

Расчетная схема балки и момент инерции

Расчетную схему сделать довольно просто. Нужно знать размеры и форму поперечного сечения элемента конструкции, способ опирания, а также пролет, то есть расстояние между опорами. Например, если вы укладываете опорные брусья перекрытия на несущие стены дома, а расстояние между стенами 4 м, то пролет будет l=4 м.

4.

Здесь нужно обратить внимание на то, что момент инерции прямоугольного сечения зависит от того, как оно сориентировано в пространстве. Если брус положить широкой стороной на опоры, то момент инерции будет значительно меньше, а прогиб – больше. Этот эффект каждый может прочувствовать на практике. Все знают, что доска, положенная обычным способом, прогибается гораздо сильнее, чем та же доска, положенная на ребро. Это свойство очень хорошо отражается в самой формуле для вычисления момента инерции.

Определение максимальной нагрузки

Для определения максимальной нагрузки на балку нужно сложить все ее составляющие: вес самого бруса, вес перекрытия, вес обстановки вместе с находящимися там людьми, вес перегородок. Все это нужно сделать в пересчете на 1 пог.м балки. Таким образом, нагрузка q будет состоять из следующих показателей:

Расчет на смятие опорных участков балки.

  • вес 1 пог.м балки;
  • вес 1 кв.м перекрытия;
  • временная нагрузка на перекрытие;
  • нагрузка от перегородок на 1 кв. 3/48*E*J, где:

    F – сила давления на брус, например, вес печи или другого тяжелого оборудования.

    Модуль упругости Е для разных видов древесины различен, эта характеристика зависит не только от породы дерева, но и от вида бруса – цельные балки, клееный брус или оцилиндрованное бревно имеют различные модули упругости.

    Подобные вычисления могут производиться с различными целями. Если вам нужно просто узнать, в каких пределах будут находиться деформации элементов конструкции, то после определения стрелки прогиба дело можно считать завершенным. Но если вас интересует, насколько полученные результаты соответствуют строительным нормам, то необходимо выполнить сравнение полученных результатов с цифрами, приведенными в соответствующих нормативных документах.

    Калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропильной системы!

    Как пользоваться онлайн калькулятором расчета балок перекрытия и стропил

    Чтобы правильно произвести прочностной расчет балки перекрытия и подобрать необходимый тип двутавровой балки, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором. На основе полученных вычислений можно точно рассчитать количество, необходимое для устройства стропильной системы или укладки лаг. Расчет деревянных балок перекрытия возможен только после того, как будет известно расстояние между стенами (расчетная длина балки). Кроме того, необходимо знание величины предполагаемой нагрузки на всю конструкцию.
    Для межэтажных перекрытий, в том числе цокольного, используйте значение 400 кг/м2; для чердачного — 200 кг/м2 (или 250 кг/м2, если нагрузка от стропильной системы передается непосредственно на чердачное перекрытие). Для стропильной системы 220 кг/м2 для Московского региона, для других регионов принимайте значения в зависимости от снегового района.

    Заказать бесплатный расчет балок по проекту или проконсультироваться у специалистов нашей компании можно по телефону +7(495)105-91-63 +7(812)425-65-03 +7(843)207-04-92 +7(4722)77-73-16 +7(800)333-79-86 +7(421)240-08-29 +7(818)246-42-27 +7(861)212-30-63 +7(800)333-37-59
    Так же Вы можете прислать чертежи для расчета на [email protected] ru

    Онлайн калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропил


    Где используются балки

    ПерекрытиеСтропила

    Вам необходимо выбрать конструкцию, для которой вы будете использовать балки: будет ли это расчет перекрытий (применяются в качестве лаг) или стропильной системы (используются в качестве стропил).

    Компания «ИнтерСити» производит износоустойчивые деревянные двутавры. Благодаря отличным эксплуатационным свойствам, изделия могут использоваться в различных конструкциях. Однако нужно помнить, что самостоятельно производить расчет балки перекрытия «на глаз» не следует. Ошибка может привести к прогибу конструкции под нагрузкой и, как следствие, потере возможности дальнейшей эксплуатации. Последующий ремонт или замена балок — очень трудоемкий и дорогой процесс. Отнеситесь серьезно к подбору и расчету конструкции перекрытий и стропил; излишняя экономия и подбор без расчета по принципу «всегда так строили» может привести к серьезным проблемам.

    Расчет деревянной балки / Доктор Лом


    Деревянная балка перекрытия является изгибаемым элементом конструкции. Если балка цельная, сплошного прямоугольного или квадратного сечения, при этом устойчивость балки из плоскости изгиба обеспечена другими элементами конструкции, например лагами или досками, крепящимися к балками, то расчет такой балки будет относительно не сложным.

    При расчете по первой группе предельных состояний — расчете на прочность — должны соблюдаться требования пп.6.9 и 6.10. При расчете по второй группе предельных состояний — расчете по деформациям — прогибы балки междуэтажного перекрытия не должны превышать значений, приведенных в таблице 19.

    Вот собственно и все. А теперь рассмотрим расчет деревянной балки перекрытия согласно требований СП 64.13330.2011 более подробно на конкретном примере.

    Комментарии

    На мой взгляд, расчет деревянных балок — заняние куда более простое и понятное по сравнению с определением нагрузок, действующих на рассчитываемые деревянные балки. Т.е. для того, чтобы выполнить этот самый расчет, достаточно знать основы сопромата и несколько формул, на все расчеты может уйти несколько минут. А вот сбор нагрузок, действующих на рассматриваемую деревянную балку -это занятие не из простых.

    Дело в том, что уже на стадии проектирования для более менее точных расчетов необходимо знать не только состав пирога перекрытия, представляющего собой постоянную нагрузку, но и все возможные длительные и кратковременные нагрузки. Т.е. если это перекрытие жилого дома, то где и какая будет стоять мебель, сколько в этой и на этой мебели будет всего храниться и располагаться, какие на это перекрытие будут нагрузки от людей (и домашних животных) и т. п.

    Комментарии

    Древесина — один из древнейших строительных материалов естественного происхождения, используемый человеком для строительства вот уже много тысяч лет. Тем не менее определить прочность древесины или, выражаясь языком строителей, значение расчетного сопротивления древесины, необходимое для расчета деревянных конструкций, можно лишь очень приблизительно. Слишком уж много факторов влияют на эту прочность.

    И дело тут не только в том, что разные породы древесины имеют разные значения сопротивления изгибу, растяжению, сжатию, сколу и т.д., а и в количестве сучков, трещин, влажности помещения, в котором рассчитываемая конструкция будет эксплуатироваться, планируемом сроке эксплуатации и других факторах.

    Комментарии

    Согласно требований п, 6.35 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (Актуализированная редакция СНиП II-25-80) при определении прогиба деревянных балок необходимо учитывать влияние касательных напряжений (поперечных сил, действующих в поперечных сечениях балки).

    На первый взгляд данное требование вполне разумное, так как касательные напряжения действительно влияют на величину прогиба. Вот только влияние это очень сильно зависит от отношения высоты балки к длине.

    Комментарии

    Как правило по умолчанию под термином «балка» подразумевается однопролетный стержень постоянного по длине сечения, без консолей, на шарнирных опорах. Определение термина «сосредоточенная (точечная) нагрузка» приводится отдельно. Пример расчета такой балки мы ниже и рассмотрим.

    Конечно же для опытного инженера-строителя подобный расчет никаких проблем не представляет. А если сосредоточенная нагрузка приложена посредине балки, то инженер часто выполняет примерный расчет в уме за несколько секунд, тем более, если значения и нагрузки и длины пролета выражены целыми однозначными цифрами. Как он это делает? Сейчас узнаем.

    Комментарии
    Всего статей по ремонту в этом разделе: 5

    Расчет деревянных конструкций / Доктор Лом


    Расчет деревянного перекрытия — одна из самых легких задач и не только потому, что древесина — один из самых легких строительных материалов. Почему так, мы очень скоро узнаем. Но сразу скажу, если вас интересует классический расчет, согласно требований нормативных документов, то вам сюда.

    При строительстве или ремонте деревянного дома использовать металлические, а тем более железобетонные балки перекрытия как-то не в тему. Если дом деревянный то и балки перекрытия логично сделать деревянными. Вот только на глаз не определишь, какой брус можно использовать для балок перекрытия и какой делать пролет между балками. Для ответа на эти вопросы нужно точно знать расстояние между опорными стенами и хотя бы приблизительно нагрузку на перекрытие.

    Понятно, что расстояния между стенами бывают разные, да и нагрузка на перекрытие тоже может быть очень разная, одно дело — расчет перекрытия, если сверху будет нежилой чердак и совсем другое дело — расчет перекрытия для помещения, в котором будут в дальнейшем делаться перегородки, стоять чугунная ванна, бронзовый унитаз и много чего еще.

    Комментарии (199)

    Внимание: в текст статьи были внесены некоторые изменения с целью упрощения процедуры расчета.

    Дано:

    Планируется такой себе двухэтажный домик 8х10 м, высота этажа 3 м (с учетом междуэтажных перекрытий). Место строительства — Московская область. Дом с пятью несущими стенами: 4 наружные и одна внутренняя, толщина наружных стен — 0.51 м, толщина внутренней стены — 0.38 м. Кровля — волнистые асбестоцементные листы. Стропильная система — двускатная кровля с опорными стойками по центральной несущей стене, шаг стропил — 1 м, обрешетка — доски необрезные толщиной 25 мм. Чердачное помещение — нежилое.

    Примечание: Для большей надежности лучше сделать сплошной настил и дополнительную гидроизоляцию рубероидом перед укладкой шифера, но ограничимся расчетом бюджетного варианта.

    Требуется:

    Подобрать сечение стропил и обрешетки.

    Решение:

    Даже такую, казалось бы простую задачу можно решать, принимая во внимание различные факторы.

    Комментарии (86)

    При проектировании различных конструкций и в частности при расчете деревянных балок нагрузки, действующие на балку, уже известны. Также известна длина пролета или пролетов, если балка многопролетная, шаг балок, а также варианты закрепления на опорах. На основании этих данных, а также с учетом расчетного сопротивления принимаемой древесины и определяются параметры поперечного сечения балки.

    Между тем людей, сталкивающихся со строительством один-два раза в жизни, чаще интересует обратный расчет, т.е. определение несущей способности деревянной балки при известном пролете, шаге балок, и параметрах сечения. Или как это часто формулируют пользователи: какую нагрузку выдержит деревянная балка? Происходит это, как я понимаю, из-за того, что сначала делается например перекрытие или другая конструкция на глаз или по советам форумных гуру, а затем все-таки возникает сомнение — достаточно ли принятого сечения и пр.?

    Комментарии (73)

    Дано:

    Рассчитывается стропильная система двухскатной шиферной кровли для дома в Московской области, имеющая приблизительно следующий вид:

    Комментарии (16)

    Иногда при устройстве перекрытий лаги делаются в двух направлениях. Таким образом получается как бы решетка и укладываемая на эту решетку фанера может рассматриваться как пластина с опиранием по контуру. Имеет ли смысл рассматривать такой лист как пластину, мы далее и узнаем.

    Конечно же в большинстве случаев лист фанеры будет укладываться более чем на одну ячейку решетки и тогда следует рассматривать только часть фанерного листа, перекрывающего только одну ячейку, заменяя не рассматриваемые части листа как минимум жесткими опорами. Однако мы рассмотрим вариант, когда лист фанеры укладывается только на одну ячейку, например в одном из углов помещения. Это вполне вероятно, если размеры фанерных листов не кратны размерам помещения.

    Комментарии (2)

    Сюда я поместил переписку с одним из читателей по поводу установки печки на деревянный пол по деревянным лагам. Переписка велась несколько месяцев и потому читать вопросы и ответы по установке топки, разбавленные другими вопросами и ответами, было не очень-то удобно

    Комментарии (6)

    Любая конструкция под воздействием нагрузки прогибается. Особенно сильно это ощущается при ходьбе по деревянному полу, выполненному по деревянным балкам перекрытия. Причин такого прогиба или как говорят — пружинистости деревянных полов — может быть несколько:

    1. Деревянные балки перекрытия (или лаги по балкам перекрытия) были уложены не в одной плоскости или для выставления балок в одной плоскости использовались слишком пластичные материалы;

    2. Использовались непрямолинейные балки перекрытия или лаги;

    Комментарии (8)

    Статья, посвященная расчету деревянного перекрытия, обильно поросла комментариями, часто не имеющими прямого отношения к теме статьи и касающимися общих вопросов расчета деревянных конструкций. Чтобы снизить нагрузку на читателя, я решил перенести часть этих вопросов в отдельную статью.

    Здесь собраны вопросы по расчету стропил, стоек, многопролетных балок, балок, к которым приложено несколько сосредоточенных нагрузок, расчету деревянного основания под стяжку с последующей укладкой керамической плитки и т.п.

    Комментарии (10)

    Как правило плиты и балки перекрытия в жилых зданиях рассчитываются на равномерно распределенную нагрузку.

    В действительности даже нагрузка от собственного веса балки, настила и напольного покрытия не может рассматриваться как равномерно распределенная из-за того, что плотность не постоянна и геометрия не идеальна, а уж про нагрузку от всяких там книжных и платяных шкафов, кроватей, диванов, инженерного оборудования, людей и животных и говорить нечего. Нагрузку от мебели и инженерного оборудования более правильно рассматривать как временную статическую условно сосредоточенную нагрузку, точнее несколько нагрузок, передающихся в местах контакта мебели или оборудования с перекрытием, а нагрузку от людей и животных, как временную динамическую, а иногда даже ударную. Впрочем, если вы собираетесь часто ронять шкафы и прочую мебель на пол, то и нагрузку от мебели тоже более правильно рассматривать как ударную.

    Комментарии (8)

    Данная переписка извлечена мной из статьи «Расчет деревянного перекрытия», так как занимала там много места да и прямого отношения к теме статьи не имела.

    09-05-2015: Виталий

    Добрый день, уважаемый Доктор Лом! С праздником Великой Победы Вас и всех форумчан!

    Вопрос мой по этой статье таков? Почему Вы, когда рассчитываете максимальный момент для фанеры, уложенной на лаги, не учитываете, рассматривая фанеру как однопролетную балку шириной 1 метр, уложенную на эти лаги, что при изменении расстояния между лагами с 1 метра, например, до 0.75м, изменится не только пролет этой балки но и нагрузка q, приходящаяся на данный пролет, а именно, теперь 400*0.75=300 кг теперь q равно. И тогда результат будет иным, нежели у Вас. Объясните, пожалуйста.


    Комментарии (7)

    20-01-2013: Григорий

    Скажите пожалуйста что обозначает допустимый прогиб 1/250? Для 4м балки (я так понимаю в центре) допустимый прогиб 16мм. Допустимый для чего? При его прtвышении треснет сама балка? А при каком прогибе будет отпадать напольная плитка и трескается потолок из ГКЛ ?Или допустим я захочу сделать раздвижную дверь от пола до потолка, так для них макс прогиб (в зависимости от конструкции) в некоторых случаях может быть не более 5мм .Как быть в этом случае?

    Комментарии (2)

    В последнее время при устройстве перекрытия по деревянным балкам, особенно при достаточно больших пролетах, люди хотят сэкономить на материале. Причин для этого несколько — доступные размеры сечений деревянного бруса сильно ограничены, а под заказ это сделать достаточно проблематично. Кроме того прямоугольное сечение бруса, который чаще всего и используется для балок перекрытия,  является далеко не самым эффективным с точки зрения восприятия действующих нагрузок.

    Однако изготовить составную балку тоже не всегда просто. Вопросы возникающие при этом я вынес в данную статью, так как к теме расчета деревянного перекрытия эти вопросы прямого отношения не имеют.

    Комментарии

    Вопрос на первый взгляд кажется до смешного простым, чего там определять, если все размеры бруса и порода древесины известны? Умножаешь объемный вес древесины на объем, всего и делов-то.

    Например, имеется деревянный сосновый брус сечением 10х10 см и длиной 200 см. При объемном весе сосны около 500 кг/м3 вес бруса выйдет 10 кг. Вот только ни объемный вес, ни размеры поперечного сечения для древесины не являются постоянными величинами, а зависят от влажности древесины. А так как строительный лес часто продают свежепиленный, то объемный вес той же свежепиленной сосны может составлять до 820-850 кг/м3.

    Комментарии

    Когда сечение деревянных балок принимается без расчета, а так, на глаз или на основании авторитетного мнения соседа, то с прочностью или величиной прогиба таких балок при расчете на все действующие нагрузки могут возникнуть проблемы. Как правило это обнаруживается уже на стадии эксплуатации, когда просто заменить старые слабые балки на новые — слишком дорого, да и технологически это может быть достаточно сложно. В таких случаях возникает вопрос: а как можно усилить деревянную балку? Впрочем подобный вопрос может возникнуть и тогда, когда задумывается перепланировка.

    Комментарии

    23-09-2015: Сергей

    Здравствуйте! Пытаюсь разобраться в вопросе подбора сечения балки.

    Перекрытие холодного чердака по деревянным балкам. Сосна свежеспил будет закупаться зимой и выдерживаться до начала весны в штабеле, т.е. к установке влажность древесины будет более 20%. Пролет 5,5м.

    При вводе по определенным причинам предельных для себя данных (модуль упругости уменьшаю до кгс/м2, однако существует необходимость увеличения общей расчетной нагрузки равномерно-распределенной на чердачное перекрытие до 250кг/м2), при расчете на прогиб практически проходит сечение 140х220(h)мм. при шаге 72см. Т.е. при подсчете имеем прогиб 3см. против 2,8см. положенных.

    Вопрос, возможно, не по теме, но задать некому, при возможности, ответьте.

    Комментарии

    Когда-то на моем старом сайте был форум, где также можно было задавать различные вопросы. Теперь у меня нет возможности этот форум поддерживать, однако я решил выложить вопросы, задаваемые когда-то на форуме, на основном сайте. Как знать, может кому и пригодится. Ниже приводится переписка по поводу укладки керамической плитки на черновой пол, выполненный из ЦПС (цементно-стружечных плит).

    Комментарии

    Иногда посетители сайта задают мне достаточно каверзные вопросы и просят объяснить, как возможно то или иное чудо. Например: «Есть здание, в котором нужно положить лаги перекрытия длиной 14 метров. Никто по ним ходить не будет, просто положить, прибить потолок а сверху утеплитель, ну и сама крыша. Есть точно такое же здание, там стоят лаги размером 45 на 150, каждые 0,9м. Между собой стыкуются в торец. Расскажите, как они выдерживают и нормально ли это. Спасибо».

    Даже без долгих расчетов понятно, что формулировке вопроса что-то не так, деревянные лаги длиной 14 м изготовить достаточно сложно, да и несущая способность их будет очень низкой. Впрочем, что именно было не так, вы и узнаете из данной статьи.

    Комментарии

    06-05-2015: Владимр

    Здравствуйте! Поражен вашим терпением и внимательностью к вопросам дилетантов типа меня. Прошу ответить на мой вопрос: Где-то увидел простое соотношение — дерево(Сосна) на растяжение крепче чем на сжатие (100:30) в 3,3 раза. Если это верно, то значит ли что, низ балки можно делать менее массивным (в 3-3,3 раза), не теряя значительно в прочности и выигрывая в весе самой балки. Какую нагрузку например может нести П-образная сосновая балка склеенная из дюймовки(толщина стенок 25мм) с габаритами: h=175, ширина=150 в сравнении с такой же полнотелой балкой ? Заранее спасибо.

    Комментарии

    В начало

    Vladislav: 28 янв 2013, 11:56

    В общем, остановился пока на таких показателях — прогиб балки 5 мм на 2,9 м, прогиб доски 1,4 мм на 0,7 м. Включив воображение (плитки под рукой нет), мысленно подложил под плитку размером 0,7х0,7 м (расстояние между балками 0,7 м) по центру стержень толщиной 1,4 мм, а на края плитки встал ногами — плитка не сломалась, повторил эксперимент с плиткой размером 0,4х0,4, подложив под нее стержень толщиной 0,8 мм — результат тот же.2 и … ведь чем балки чаще тем прогиб меньше.


    Комментарии
    Всего статей по ремонту в этом разделе: 28

    Выполнение расчета прогиба деревянной балки

    При действии нагрузки деревянные балки могут получать довольно большие прогибы, в результате которых нарушается их нормальная эксплуатация. Поэтому кроме расчетов по первой группе предельных состояний (прочность), необходимо выполнить расчет деревянных балок и по второй группе т. е.

    по прогибам. Расчет деревянных балок на прогиб выполняется на действие нормативных нагрузок. Нормативную нагрузку получаем разделением расчетной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке.

    Вычесление нормативной нагрузки выполнятся в сервисе расчет деревянных балокавтоматически. Нормальная эксплуатация балок возможна, в случае если расчетный прогиб деревянной балки не превышает прогиб, установленный нормами. Нормативными документами установлены конструктивные и эстетико-психологические требования.

    1. Конструктивные требования к прогибам деревянных балок.

    Представлены в СП64.13330.2011 “ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ” Таблица 19Элементы конструкцийПредельные прогибы в долях пролета, не более1 Балки междуэтажных перекрытий 2 Балки чердачных перекрытий 3 Покрытия (кроме ендов): а) прогоны, стропильные ноги б) балки консольные в) фермы, клееные балки (кроме консольных) г) плиты д) обрешетки, настилы 4 Несущие элементы ендов 5 Панели и элементы фахверха1/2501/2001/2001/1501/3001/250 1/1501/4001/250

    1. Эстетическо-психологические требования к прогибам деревянных балок.

    Представлены в СП20.13330.2011 “НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ” Приложение Е.2

    Элементы конструкцийВертикальные предельные прогибы 2 Балки, фермы, ригели, прогоны, плиты, настилы (включая поперечные ребра плит и настилов):а) покрытий и перекрытий, открытых для обзора, при пролете l, м: l<1 l<3 l<6 l<12 l<24 1/1201/150 1/2001/2501/300В случае если балка скрыта (к примеру, под подшивным потолком) то соблюдение эстетико-психологических требований не является обязательным. В данном случае необходимо выполнить расчет прогибов балкина соблюдение только конструктивных требований по прогибам.

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

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

    Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

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

    Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками.

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

    Длина

    Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски.

    Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.

    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<=Rд

    Расшифруем значение каждой переменной в формуле:

      Буква Мвначале формулы указывает на изгибающий момент. Он исчисляется в кгс*м.Wобозначает момент сопротивления. Единицы измерения см3.

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

    M=(ql2)/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.

    В современном индивидуальном строительстве деревянные балки используются почти в каждом проекте. Найти постройку, в которой не используются деревянные перекрытия, практически невозможно. Деревянные балки применяются и для устройства полов, и в качестве несущих элементов, как опоры для межэтажных и чердачных перекрытий.

    Формула расчета прогиба балки.

    Известно, что деревянные балки, как и любые другие, могут прогибаться под воздействием различных нагрузок.

    Эта величина — стрелка прогиба — зависит от материала, характера нагрузки и геометрических характеристик конструкции. Небольшой прогиб вполне допустим. Когда мы ходим, например, по деревянному настилу, то чувствуем, как пол слегка пружинит, однако если такие деформации незначительны, то нас это мало беспокоит.

    Насколько можно допустить прогиб, определяется двумя факторами:

      Прогиб не должен превышать расчетных допустимых значений.Прогиб не должен мешать эксплуатации здания.

    Чтобы узнать, насколько будут деформироваться деревянные элементы в конкретном случае, нужно произвести расчеты на прочность и жесткость. Подробные и детальные расчеты такого рода — это работа инженеров-строителей, однако, имея навык математических вычислений и зная несколько формул из курса сопротивления материалов, вполне можно самостоятельно рассчитать деревянную балку.

    Вспомогательная таблица для расчета количества балок.

    Любая постройка должна быть прочной.

    Именно поэтому балки перекрытия проверяют в первую очередь на прочность, чтобы конструкция могла выдерживать все необходимые нагрузки, не разрушаясь. Кроме прочности конструкция должна обладать жесткостью и устойчивостью. Величина прогиба является элементом расчета на жесткость.

    Прочность и жесткость неразрывно связаны между собой. Вначале делают расчеты на прочность, а затем, используя полученные результаты, можно сделать расчет прогиба.

    Чтобы правильно спроектировать собственный загородный дом, необязательно знать полный курс сопротивления материалов. Но углубляться в слишком подробные вычисления не стоит, как и просчитывать различные варианты конструкций.

    Чтобы не ошибиться, лучше воспользоваться укрупненными расчетами, применяя простые схемы, а высчитывая нагрузки на несущие элементы, всегда делать небольшой запас в большую сторону.

    Алгоритм вычисления прогиба

    Рассмотрим упрощенную схему расчета, опуская некоторые специальные термины, и формулы для расчета двух основных случаев нагружения, принятых в строительстве.

    Нужно выполнить следующие действия:

      Составить расчетную схему и определить геометрические характеристики балки.Определить максимальную нагрузку на этот несущий элемент.При необходимости проверить брус на прочность по изгибающему моменту.Вычислить максимальный прогиб.

    Расчетная схема балки и момент инерции

    Расчетную схему сделать довольно просто. Нужно знать размеры и форму поперечного сечения элемента конструкции, способ опирания, а также пролет, то есть расстояние между опорами. Например, если вы укладываете опорные брусья перекрытия на несущие стены дома, а расстояние между стенами 4 м, то пролет будет l=4 м.

    Деревянные балки рассчитывают как свободно опертые. Если это балка перекрытия, то принимается схема с равномерно распределенной нагрузкой q. В случае если нужно определить изгиб от сосредоточенной нагрузки (например, от небольшой печки, выложенной прямо на перекрытии), принимается схема с сосредоточенной нагрузкой F, равной весу, который будет давить на конструкцию.

    Для определения величины прогиба f необходима такая геометрическая характеристика, как момент инерции сечения J.4.

    Здесь нужно обратить внимание на то, что момент инерции прямоугольного сечения зависит от того, как оно сориентировано в пространстве. Если брус положить широкой стороной на опоры, то момент инерции будет значительно меньше, а прогиб — больше.

    Этот эффект каждый может прочувствовать на практике. Все знают, что доска, положенная обычным способом, прогибается гораздо сильнее, чем та же доска, положенная на ребро. Это свойство очень хорошо отражается в самой формуле для вычисления момента инерции.

    Определение максимальной нагрузки

    Для определения максимальной нагрузки на балку нужно сложить все ее составляющие: вес самого бруса, вес перекрытия, вес обстановки вместе с находящимися там людьми, вес перегородок.

    Все это нужно сделать в пересчете на 1 пог. м балки. Таким образом, нагрузка q будет состоять из следующих показателей:

    Расчет на смятие опорных участков балки.

    вес 1 пог.

    м балки;вес 1 кв. м перекрытия;временная нагрузка на перекрытие;нагрузка от перегородок на 1 кв.3/48*E*J, где:

    F — сила давления на брус, например, вес печи или другого тяжелого оборудования.

    Модуль упругости Е для разных видов древесины различен, эта характеристика зависит не только от породы дерева, но и от вида бруса — цельные балки, клееный брус или оцилиндрованное бревно имеют различные модули упругости.

    Подобные вычисления могут производиться с различными целями. Если вам нужно просто узнать, в каких пределах будут находиться деформации элементов конструкции, то после определения стрелки прогиба дело можно считать завершенным. Но если вас интересует, насколько полученные результаты соответствуют строительным нормам, то необходимо выполнить сравнение полученных результатов с цифрами, приведенными в соответствующих нормативных документах.

    Балка является основным элементом несущей конструкции сооружения.

    При строительстве важно провести расчет прогиба балки. В реальном строительстве на данный элемент действует сила ветра, нагружение и вибрации. Однако при выполнении расчетов принято принимать во внимание только поперечную нагрузку или проведенную нагрузку, которая эквивалентна поперечной.

    При расчете балка воспринимается как жесткозакрепленный стержень, который устанавливается на двух опорах.

    Если она устанавливается на трех и более опорах, расчет ее прогиба является более сложным, и провести его самостоятельно практически невозможно.Основное нагружение рассчитывается как сумма сил, которые действуют в направлении перпендикулярного сечения конструкции. Расчетная схема требуется для определения максимальной деформации, которая не должна быть выше предельных значений. Это позволит определить оптимальный материал необходимого размера, сечения, гибкости и других показателей.

    Виды балок

    Для строительства различных сооружений применяются балки из прочных и долговечных материалов. Такие конструкции могут отличаться по длине, форме и сечению.

    Чаще всего используются деревянные и металлические конструкции. Для расчетной схемы прогиба большое значение имеет материал элемента. Особенность расчета прогиба балки в данном случае будет зависеть от однородности и структуры ее материала.

    Деревянные

    Для постройки частных домов, дач и другого индивидуального строительства чаще всего используются деревянные балки. Деревянные конструкции, работающие на изгиб, могут использоваться для потолочных и напольных перекрытий.

    Для расчета максимального прогиба следует учитывать:

      Материал. Различные породы дерева обладают разным показателем прочности, твердости и гибкости.Форма поперечного сечения и другие геометрические характеристики.Различные виды нагрузки на материал.

    Допустимый прогиб балки учитывает максимальный реальный прогиб, а также возможные дополнительные эксплуатационные нагрузки.

    Конструкции из древесины хвойных пород

    Стальные

    Металлические балки отличаются сложным или даже составным сечением и чаще всего изготавливаются из нескольких видов металла. При расчете таких конструкций требуется учитывать не только их жесткость, но и прочность соединений.

    Металлические конструкции изготавливаются путем соединения нескольких видов металлопроката, используя при этом такие виды соединений:

      электросварка;заклепки;болты, винты и другие виды резьбовых соединений.

    Стальные балки чаще всего применяются для многоэтажных домов и других видов строительства, где требуется высокая прочность конструкции. В данном случае при использовании качественных соединений гарантируется равномерно распределенная нагрузка на балку.

    Для проведения расчета балки на прогиб может помочь видео:

    Прочность и жесткость балки

    Чтобы обеспечить прочность, долговечность и безопасность конструкции, необходимо выполнять вычисление величины прогиба балок еще на этапе проектирования сооружения. Поэтому крайне важно знать максимальный прогиб балки, формула которого поможет составить заключение о вероятности применения определенной строительной конструкции.

    Использование расчетной схемы жесткости позволяет определить максимальные изменения геометрия детали.

    Расчет конструкции по опытным формулам не всегда эффективен. Рекомендуется использовать дополнительные коэффициенты, позволяющие добавить необходимый запас прочности. Не оставлять дополнительный запас прочности – одна из основных ошибок строительства, которая приводит к невозможности эксплуатации здания или даже тяжелым последствиям.

    Существует два основных метода расчета прочности и жесткости:

      Простой. При использовании данного метода применяется увеличительный коэффициент.Точный. Данный метод включает в себя использование не только коэффициентов для запаса прочности, но и дополнительные вычисления пограничного состояния.

    Последний метод является наиболее точным и достоверным, ведь именно он помогает определить, какую именно нагрузку сможет выдержать балка.

    Расчет на жесткость

    Для расчета прочности балки на изгиб применяется формула:

    Где:

    M – максимальный момент, который возникает в балке;

    Wn,min– момент сопротивления сечения, который является табличной величиной или определяется отдельно для каждого вида профиля.

    Ryявляется расчетным сопротивлением стали при изгибе. Зависит от вида стали.

    γcпредставляет собой коэффициент условий работы, который является табличной величиной.

    Расчет жесткости или величины прогиба балки является достаточно простым, поэтому расчеты может выполнить даже неопытный строитель. Однако для точного определения максимального прогиба необходимо выполнить следующие действия:

      Составление расчетной схемы объекта.Расчет размеров балки и ее сечения.Вычисление максимальной нагрузки, которая воздействует на балку.Определение точки приложения максимальной нагрузки.Дополнительно балка может быть проверена на прочность по максимальному изгибающему моменту.Вычисление значения жесткости или максимально прогиба балки.

    Чтобы составить расчетную схему, потребуются такие данные:

      размеры балки, длину консолей и пролет между ними;размер и форму поперечного сечения;особенности нагрузки на конструкцию и точно ее приложения;материал и его свойства.

    Если производится расчет двухопорной балки, то одна опора считается жесткой, а вторая – шарнирной.

    Расчет моментов инерции и сопротивления сечения

    Для выполнения расчетов жесткости потребуется значение момент инерции сечения (J) и момента сопротивления (W). Для расчета момента сопротивления сечения лучше всего воспользоваться формулой:

    Важной характеристикой при определении момента инерции и сопротивления сечения является ориентация сечения в плоскости разреза. При увеличении момента инерции увеличивается и показатель жесткости.

    Определение максимальной нагрузки и прогиба

    Для точного определения прогиба балки, лучше всего применять данную формулу:

    Где:

    q является равномерно-распределенной нагрузкой;

    E – модуль упругости, который является табличной величиной;

    l – длина;

    I – момент инерции сечения.

    Чтобы рассчитать максимальную нагрузку, следует учитывать статические и периодические нагрузки. К примеру, если речь идет о двухэтажном сооружении, то на деревянную балку будет постоянно действовать нагрузка от ее веса, техники, людей.

    Особенности расчета на прогиб

    Расчет на прогиб проводится обязательно для любых перекрытий.

    Крайне важен точный расчет данного показателя при значительных внешних нагрузках. Сложные формулы в данном случае использовать необязательно. Если использовать соответствующие коэффициенты, то вычисления можно свести к простым схемам:

      Стержень, который опирается на одну жесткую и одну шарнирную опору, и воспринимает сосредоточенную нагрузку.Стержень, который опирается на жесткую и шарнирную опору, и при этом на него действует распределенное нагружение.Варианты нагружения консольного стержня, который закреплен жестко.Действие на конструкцию сложной нагрузки.

    Применение этого метода вычисления прогиба позволяет не учитывать материал. Поэтому на расчеты не влияют значения его основных характеристик.

    Пример подсчета прогиба

    Чтобы понять процесс расчета жесткости балки и ее максимального прогиба, можно использовать простой пример проведения расчетов. Данный расчет проводится для балки с такими характеристиками:

      материал изготовления – древесина;плотность составляет 600 кг/м3;длина составляет 4 м;сечение материала составляет 150*200 мм;масса перекрывающих элементов составляет 60 кг/м²;максимальная нагрузка конструкции составляет 249 кг/м;упругость материала составляет 100 000 кгс/ м²;J равно 10 кг*м².

    Для вычисления максимальной допустимой нагрузки учитывается вес балки, перекрытий и опор. Рекомендуется также учесть вес мебели, приборов, отделки, людей и других тяжелых вещей, который также будут оказывать воздействие на конструкцию. Для расчета потребуются такие данные:

      вес одного метра балки;вес м2 перекрытия;расстояние, которое оставляется между балками;временная нагрузка;нагрузка от перегородок на перекрытие.

    Чтобы упросить расчет данного примера, можно принять массу перекрытия за 60 кг/м², нагрузку на каждое перекрытие за 250 кг/м², нагрузки на перегородки 75 кг/м², а вес метра балки равным 18 кг. При расстоянии между балками в 60 см, коэффициент k будет равен 0,6.

    Если подставить все эти значения в формулу, то получится:

    q = ( 60 + 250 + 75 ) * 0,6 + 18 = 249 кг/м.

    Для расчета изгибающего момента следует воспользоваться формулой f = (5 / 384) * [(qn * L4) / (E * J)] £ [¦].

    Подставив в нее данные, получается f = (5 / 384) * [(qn * L4) / (E * J)] = (5 / 384) * [(249 * 44) / (100 000 * 10)] = 0,13020833 * [(249 * 256) / (100 000 * 10)] = 0,13020833 * (6 3744 / 10 000 000) = 0,13020833 * 0,0000063744 = 0,00083 м = 0,83 см.

    Именно это и является показателем прогиба при воздействии на балку максимальной нагрузки. Данные расчеты показывают, что при действии на нее максимальной нагрузки, она прогнется на 0,83 см. Если данный показатель меньше 1, то ее использование при указанных нагрузках допускается.

    Использование таких вычислений является универсальным способом вычисления жесткости конструкции и величины их прогибания. Самостоятельно вычислить данные величины достаточно легко. Достаточно знать необходимые формулы, а также высчитать величины.

    Некоторые данные необходимо взять в таблице. При проведении вычислений крайне важно уделять внимание единицам измерения. Если в формуле величина стоит в метрах, то ее нужно перевести в такой вид.

    Такие простые ошибки могут сделать расчеты бесполезными. Для вычисления жесткости и максимального прогиба балки достаточно знать основные характеристики и размеры материала. Эти данные следует подставить в несколько простых формул.

    Источники:

    • rascheta.net
    • bouw.ru
    • 1poderevu.ru
    • viascio.ru

    дерева — Могу ли я рассчитать размер балки, если я знаю длину и требования к опоре веса?

    Я заинтересован в том, чтобы повесить тяжелую сумку / качели / ленты для воздушной йоги, но меня беспокоит подвешивание на достаточно прочной балке.
    Я пытался много прочитать об прогибах различных материалов в зависимости от пролета (с использованием таблиц пролетов), но мне не хватает фундаментальной информации, с которой, я надеюсь, вы мне поможете.

    Стропила потолка слишком тонкие (2х4) и состоят из множества стыков — я бы даже не стал с ними связываться.Поэтому вместо этого я решил прикрепить 2×6 к стенам и использовать балочные подвесы для поддержки нового набора балок для этого проекта — я просто не знаю, какой размер балки может понадобиться.

    Зная, что мне нужно пролететь 10 футов и ожидать наличия динамической нагрузки (вес будет колебаться) в одной точке на балке, мне нужно определить требуемый размер для поддержки 200 фунтов. Или, скажем, 400 фунтов (я предполагаю, что мы можем просто скорректировать эту переменную в формуле, как только кто-то поможет мне понять формулу).

    Я прочитал тонны тем, в которых все в основном говорят одно и то же — «Давай, воспользуйся этим калькулятором!» http://www.awc.org/codes-standards/calculators-software/spancalc Проблема в том, что я не понимаю, каких значений достаточно, чтобы завершить это. Калькулятор требует, чтобы я выбрал размер и длину, что противоречит моим потребностям. Я знаю свою длину и вес, но не размер доски. (например, 2×6, 2×8, 2 — 2×6 скреплены болтами)

    Я понимаю, что чем больше материала там, тем он будет прочнее — но достаточно ли у меня информации, чтобы использовать расчет для определения необходимого размера?

    Мне рекомендуют 15 других «похожих вопросов», на которые я, кажется, не могу составить ответ для себя, поэтому, возможно, мне нужно больше информации, прежде чем я смогу это определить, но я не понимаю, какие еще переменные это будут на основе информации, которую я прочитал до сих пор.

    Существует ли такое уравнение? Пример: Живая нагрузка * Расстояние в дюймах = X фунт / дюйм, где тогда есть таблица, в которой дерево поддерживает фунт / дюйм, и я могу найти, что подойдет?

    Расчет деревянной балки для прочности, пример

    Деревянная балка AB пролетом 5 м, шириной 100 мм и высотой 200 мм должна выдерживать три сосредоточенные нагрузки, показанные на рисунке. Выбранный сорт древесины имеет следующие допустимые материалы; τ все = 1 МПа и σ все = 10 МПа.

    Рассчитать максимальное напряжение сдвига и нормальные напряжения для выбранной древесины. балка для данных условий нагружения.

    Решение:

    Шаг 1: Запишите входные параметры (включая свойства материала), которые определено в образце примера.

    ОБЗОР ВХОДНЫХ СВОЙСТВ
    Параметр Стоимость
    Ширина бруса [b] 200 мм
    Высота бруса [H] 100 мм
    Допустимое напряжение сдвига [τ все ] 1 МПа
    Допустимое нормальное напряжение [σ все ] 10 МПа
    Тип балки Балка с простой опорой
    с многоточечными нагрузками

    Шаг 2. Посетите страницу «Пример расчета просто поддерживаемого прогиба балки», чтобы см. пример расчета на сдвиг сила и изгибающие моменты.Рассчитать сдвиг сил и изгибающих моментов с помощью калькулятора напряжения и прогиба простой опоры балки, как описано в примере. Максимальные усилия сдвига и изгибающие моменты через деревянную балку приведены ниже.


    СДВИГАТЕЛЬНЫЕ СИЛЫ И ИЗГИБНЫЕ МОМЕНТЫ
    Расстояние x Сдвигающая сила (N) Изгибающий момент (Нм)
    0.5 12676,5 6323
    1,5 2500 8882

    Шаг 3. Посетите страницу «Расчет прямоугольной балки на прочность», чтобы рассчитать максимальный сдвиг. и нормальные стрессы.

    См. Пример расчета ниже для первой точки, указанной на шаге 2.

    ВХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
    Параметр Стоимость
    Высота несущей балки [2c] 200 мм
    Ширина несущей балки [b] 100
    Высота y [y] 100
    Сила сдвига [V] 12676. 4
    Нормальное напряжение в точке y [σ x ] 9.484 МПа
    Напряжение сдвига в точке y [τ xy ] 0
    Напряжение фон Мизеса в точке y [σ v ] 9,484
    Максимальное нормальное напряжение [σ макс ] 9.484
    Максимальное напряжение сдвига [τ макс ] 0,951
    Максимальное напряжение по Мизесу [σ v_max ] 9,484

    Шаг 4: Результаты расчета напряжений приведены в следующей таблице.

    РЕЗУЛЬТАТЫ
    Расстояние x Сдвигающая сила (N) Изгибающий момент (Нм) Максимум.Нормальный
    Напряжение (МПа)
    Максимум. Сдвиг
    Напряжение (МПа)
    0,5 12676,5 6323 9,484 0,951
    1.5 2500 8882 13,323 0,188

    Резюме

    По результатам дизайн не безопасен для заданных параметров и условий. Максимальное нормальное напряжение (13,323 МПа) превышает допустимое значение (10 МПа), указанное в задаче.Для надежной конструкции следует выбрать деревянную балку большего размера.

    Проблема полностью решена с помощью калькуляторов и примеров, которые представлены в виде следует.



    Прочностные характеристики древесины для практического применения

    Опубликовано в июле 2016 г. | Id: FAPC-162

    От Салим Хизироглу

    Механические свойства древесины играют важную роль при использовании в различных конструкциях. Приложения.Древесина широко используется в строительных целях. Этот информационный бюллетень резюмирует некоторые из основных понятий, связанных с механическими характеристиками древесины, в том числе вязкоупругость, сжатие, сдвиг, свойства прочности на изгиб и как такие характеристики следует принимать во внимание для эффективного практического дизайна.

    Вязкоупругость

    В отличие от металлов и пластмасс, дерево является ортотропным материалом, что означает его свойства. будет независимым в трех направлениях — продольном, тангенциальном и радиальном, так как проиллюстрировано на рисунке 1.Еще одно уникальное свойство древесины — вязкоупругость, которая можно охарактеризовать как обладающие как пластическими, так и упругими характеристиками при воздействии некоторая деформация.

    Рисунок 1. Ортотропная структура древесины.

    Эластичные материалы легко растягиваются под действием приложенной нагрузки. Однако они возвращаются в свои исходные условия после снятия нагрузки. Напротив, пластиковые материалы остаются в растянутом состоянии, даже если нагрузка снимается после длительного периода времени. Поведение изделий из дерева находится между двумя вышеупомянутыми типами условий.

    Пример книжной полки может быть использован для иллюстрации вязкоупругости древесины: число книг кладут на полку, и со временем она будет немного провисать деформация. Когда все книги убраны с полки, она никогда не вернется на свое место. первоначальное состояние квартиры. Таким образом, останется остаточная деформация из-за его вязкоупругость.На рисунке 2 показано вязкоупругое поведение древесины, как на рис. пример книжной полки.

    Рисунок 2. Вязкоупругое поведение древесины.

    Сжатие

    Сжатие древесины и древесных материалов играет важную роль практически в любом строительные проекты.Если прочность на сжатие или изгиб 2 дюйма на 4-дюймовую балку неизвестно, прогиб из-за несения нагрузки может вызвать значительные деформация, которая могла даже привести к его выходу из строя в течение срока службы. Следовательно, Большинство строительных пиломатериалов из хвойных пород классифицируются на основе допустимого сопротивления нагрузке, которое можно определить с помощью стресс-теста. Однако прочностные свойства пиломатериалов лиственных пород не так важны, потому что большая их часть используется в производстве мебели и не подвергается значительным нагрузкам.

    Прочность на сжатие или сдвиг деревянной балки или фермы, широко используемых в строительстве можно рассчитать по следующему уравнению:

    Сигма (σ) = P / A, где σ — напряжение, P — нагрузка и A — площадь поверхности.

    В общем, напряжение — это нагрузка на единицу площади, выраженная в фунтах на квадрат. дюйм (psi), килограмм на квадратный сантиметр (кг / см2) или любые другие единицы измерения. Фигуры 3 и 4 — напряжение сжатия и сдвига, создаваемое перпендикулярно приложенной нагрузкой. на небольших деревянных блоках.

    Рисунок 3. Сжатие параллельно зерну.

    Рис. 4. Относительное напряжение образца.

    МЧС и МД

    В случае изгиба балки мы имеем дело с модулем упругости (MOE) и модуль разрыва (MOR) для оценки его сопротивления нагрузке.В то время как MOE является мерой жесткость тела, MOR относится к максимальной прочности, которой может противостоять участник. Оба они выражаются как напряжение, аналогичное большинству других механических свойств. из дерева. Следующие два уравнения используются для расчета MOE и MOR древесины с прямоугольное сечение:

    MOE = (P L 3 ) / (48 I D)

    MOR = (P макс л) / (b d 2 )

    I = (bd 3 ) / 12


    Где:

    P = нагрузка ниже пропорционального предела (фунт.)

    P макс. = разрушающая нагрузка (фунт)

    L = испытательный интервал (дюймы)

    b = ширина образца (дюйм)

    d = толщина образца (дюйм)

    D = центральное отклонение (дюймы)

    I = момент инерции, который представляет собой инерцию твердого тела по отношению к его вращению. и, в случае прямоугольного поперечного сечения, выражается как 4 .

    В целом, в зависимости от породы древесина имеет значения MOE и MOR 800 000–2 500 000 фунтов на квадратный дюйм и 5000–15000 фунтов на квадратный дюйм, соответственно. Если Red Oak с приблизительным значением MOE 2000000 фунтов на квадратный дюйм используется для изготовления упомянутой выше книжной полки, ее деформация отклонения будет меньше, чем у Aspen, у которого более низкая MOE.

    Значения MOE и MOR для разных видов могут быть получены из различных источников. для конкретного дизайна. В таблице 1 показаны некоторые механические свойства, в том числе МЧС и МОР, нескольких видов. На рисунке 5 также показан типичный изгиб балки. с прогибом в результате центральной нагрузки.

    Таблица 1. Некоторые механические свойства различных видов при содержании влаги 12%. (Из Справочника по дереву, 1999 г.)

    Виды MOE (фунт / кв. Дюйм) MOR (фунт / кв. Дюйм) Сжатие // до зерна (psi) Sheer // до волокон (psi) Удельный вес
    Пихта Дугласа 1 950 000 12 400 3,780 900 0.48
    Ель ситкинская 1 570 000 10 200 5,610 1,150 0,40
    Сосна белая 1,240,000 8,600 4,800 900 0.35
    Восточный Редседар 880 000 8 800 3,520 1,010 0,47
    Сосна красная 1 630 000 11 000 6 070 1,210 0.46
    Хлопок 1,100,000 6,800 4 020 790 0,34
    Дуб красный 2 200 000 13 400 6 540 1850 0.54
    Красный клен 2 200 000 13 400 6 540 1850 0,54
    Дуб белый 1 030 000 10 300 6 060 1820 0.64
    Орех черный 1,680,000 14 600 1,010 1,370 0,55

    Рисунок 5. Гибка деревянного бруса.

    Содержание влаги

    Влажность древесины также является важным параметром, влияющим практически на все механические свойства. Прочностные свойства древесины повышаются с уменьшением ее влажности. содержание. Например, высушенная на воздухе древесина со средней влажностью 12-13 процентов. будет иметь более высокие прочностные характеристики, чем у древесины с 20-процентной влажностью.Как правило, древесина сушится до 15-20% влажности для типичных строительных работ. вместо того, чтобы использовать его в зеленом состоянии. Прочностные свойства древесины также можно оценить. используя следующее уравнение для заданного содержания влаги, чтобы можно было использовать древесину с более высокой эффективностью для любых приложений:

    P = P 12 (P 12 / P г ) (12-M / Mp – 12)

    Где:

    P = стоимость недвижимости

    P 12 = значение свойства при содержании влаги 12%

    P г = значение свойства при сырой влажности

    M = влажность

    M p = влажность, при которой свойство изменяется (Mp предполагается 25% для большинства видов, по данным Лесной службы Министерства сельского хозяйства США, 1999 г.).

    Пример: если балка из пихты Дугласа имеет значение MOR 7700 фунтов на квадратный дюйм при содержании зеленой влаги и 12 400 фунтов на квадратный дюйм при 12-процентной воздушной сушке, его значение MOR при 18-процентной влажности содержание можно рассчитать следующим образом:

    P = 12 400 (12 400/7 700) (-6 / 13)

    P = 12 400 x 1.610 -0,461

    P = 12 400 / (1,610) 0,461

    P = 9,959 фунтов на кв. Дюйм

    Дополнительная информация

    Подробная информация о механических свойствах древесины и изделий из дерева также может быть можно найти в следующей литературе:

    Справочник по дереву (1999).Дерево как инженерный материал. Лаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США: Мэдисон, Висконсин.

    Hoadley, B. (2000). Понимание дерева. The Taunton Press: Ньютаун, Коннектикут.

    Ambsore, J. (1994). Упрощенное проектирование деревянных конструкций. John Wiley & Sons, Incorporated: Нью-Йорк.

    Смит И., Лэндис Э. и Гонг М. (2003). Разрушение и усталость древесины. Джон Вили & Sons, Incorporated: Нью-Йорк.

    Бауэр, Дж., Смулски, Р., и Хейгрин, Дж. (2007). Лесная продукция и наука о древесине, An Вступление.Блэквелл Паблишинг Инкорпорейтед: Малден, Массачусетс.

    Салим Хизироглу
    FAPC Специалист по изделиям из дерева

    Была ли эта информация полезной?
    ДА НЕТ Свойства масла семян конопли

    Существует более 40 сортов конопли.Коноплю можно выращивать для получения семян, клетчатки или масла. Конопля может использоваться в пищевых продуктах или составах кормов при условии, что продукты одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) для пищевых продуктов и Ассоциацией американских чиновников по контролю за кормами (AAFCO) для кормовых продуктов. Семена конопли и масло семян конопли можно использовать в пищевых продуктах.

    Сельскохозяйственные культурыПищевая промышленностьПищевые продуктыЗерновые и масличные культуры ПОСМОТРЕТЬ ВСЕ

    Расчет нагрузок на коллекторы и балки | Строительство и строительные технологии

    Обратите внимание: Эта старая статья нашего бывшего преподавателя остается доступной на нашем сайте в архивных целях.Некоторая информация, содержащаяся в нем, может быть устаревшей.

    Понимание того, как нагрузки передаются через конструкцию и действуют на элементы конструкции, является первым шагом к определению размеров коллекторов и балок

    Пол Физетт — © 2005

    Большинство строителей автоматически выбирают двойные заголовки -2 x 8 или -2 x 10 для обрамления окон и дверей в каждом доме, который они строят. Эти коллекторы предназначены для поддержки большинства жилых помещений и по совпадению удерживают верхние части окон на одинаковой высоте.Замечательное решение, но эффективно ли это и экономично ли использование материала? То же самое верно и для балок, таких как конструкционные коньковые балки и центральные балки. Слишком часто строители собирают брус размером 2 дюйма, чтобы выдержать нагрузки на крышу и пол, не рассматривая другие варианты. Вы не можете превзойти пиломатериалы для большинства небольших оконных коллекторов, но по мере увеличения пролетов и нагрузок более прочные материалы становятся лучшим выбором. Пиломатериалы ограничивают возможности дизайна и в некоторых случаях просто не работают. Parallam, Timberstrand, Laminated Veneer Lumber и Anthony Power Beam — примеры альтернативных материалов, которые предоставляют строителям захватывающий выбор.

    В этой серии из двух частей мы рассмотрим, как пиломатериалы и эти инженерные материалы подходят для использования в качестве коллекторов и балок. Часть I покажет вам, как отследить структурные нагрузки до коллекторов и балок. В части II будут рассмотрены процедуры определения размеров, характеристики и стоимость этих материалов для нескольких приложений (см. «Определение размеров проектируемых балок и коллекторов» для части 2).

    Делаю работу

    Работа коллекторов и балок проста. Они передают нагрузки сверху на фундамент снизу через сеть конструктивных элементов.Идея определения размеров коллекторов и балок проста: сложите все временные и статические нагрузки, действующие на элемент, а затем выберите материал, который будет выдерживать нагрузку. Балка должна быть достаточно прочной, чтобы не сломаться (значение Fb), и достаточно жесткой, чтобы она не прогибалась чрезмерно под нагрузкой (значение E). Однако процесс определения размеров этих структурных элементов может быть сложным, если вы не инженер. Вот упрощенный подход, который поможет вам указать подходящий материал для многих приложений.

    Первый шаг такой же для пиломатериалов и конструкционных древесных материалов: сложите все нагрузки, действующие на жатку или балку, и затем преобразуйте эту нагрузку в значение , какую нагрузку будет ощущать каждая прямая опора жатки или балки . Говоря лучевым языком, вы говорите: этот заголовок должен нести X-фунтов на линейный фут. Этот перевод является ключом к любой проблеме определения размеров конструкции. Вооружившись этой информацией, вы можете определить минимальный размер, пролет или силу балки (кредит джулио). Размеры инженерных деревянных компонентов определяются с помощью таблиц пролетов, которые соответствуют различным пролетам и фунтам на фут балки.Для пиломатериалов необходимо произвести математические расчеты.

    Нагрузки

    считаются либо распределенными , либо точечными нагрузками. Слой песка, равномерно распределенный по поверхности, является примером чистой распределенной нагрузки. Каждый квадратный фут поверхности испытывает одинаковую нагрузку. Текущие и статические нагрузки, указанные в строительных нормах и правилах для крыш и полов, являются приблизительными значениями распределенных нагрузок. Точечные нагрузки возникают, когда груз накладывается на одно место в конструкции, например на колонну.Нагрузка на опорную конструкцию распределяется неравномерно. Анализ точечной нагрузки лучше оставить инженерам. Мы будем рассматривать только распределенные нагрузки. Это позволит нам определять размеры балок для наиболее распространенных приложений.


    Рисунок 1

    Давайте проследим распределенные нагрузки для нескольких разных домов. Предположим, что все они расположены в одном климате, но имеют разные пути загрузки из-за конструкции. Эти примеры показывают, как распределенные нагрузки распределяются между элементами конструкции.Наши образцы домов находятся в районе, где снеговая нагрузка составляет 50 фунтов на квадратный фут площади крыши (снег рассматривается как временная нагрузка). Само собой разумеется, что в более теплом климате снеговая нагрузка, вероятно, будет меньше, поэтому вам необходимо проверить свою кодовую книгу на предмет временных и статических нагрузок в вашем регионе. Все нагрузки указаны в фунтах на квадратный фут горизонтальной проекции (площадь пятна контакта). (СМ. РИСУНОК 1)

    Заголовки


    Рисунок 2

    Пример заголовка № 1

    Здесь каждый квадратный фут кровельной системы обеспечивает 50 фунтов динамической нагрузки и 15 фунтов статической нагрузки (всего 65 фунтов на квадратный фут) на систему несущей конструкции.Помните, что эти нагрузки равномерно распределяются по всей поверхности крыши. Наружная стена (и коллекторы внутри) будут нести все нагрузки от средней точки дома (между опорными стенами) к внешней стороне дома (включая свес крыши). Расстояние в этом случае составляет 12 футов + 2 фута = 14 футов. Таким образом, каждый линейный фут стены должен выдерживать нагрузки, создаваемые полосой шириной 1 фут в этом районе 14 футов. С технической точки зрения стена имеет ширину притока 14 футов. Отсюда мы легко можем видеть, что каждая линейная опора стены поддерживает:

    Условия:

    живая нагрузка (снег):

    50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут

    Собственная нагрузка на крышу:

    15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут

    общая нагрузка:

    = 910 фунтов на линейный фут

    Важно перечислить временную нагрузку, постоянную нагрузку и общую нагрузку отдельно, поскольку временная нагрузка используется для расчета жесткости, а общая нагрузка используется для расчета прочности.


    Рисунок 3

    Пример заголовка 2

    Этот дом идентичен нашему первому примеру, за исключением того, что он построен из палки. В результате временная нагрузка, статическая нагрузка и распределение сил различны. В отличие от стропильной крыши, временная нагрузка и собственная нагрузка на стропила и балки перекрытия должны учитываться как отдельные системы. Поскольку чердак можно использовать для хранения, временная нагрузка на чердак в соответствии с нормами составляет 20 фунтов на квадратный фут.

    Условия:

    живая нагрузка (снег):

    50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут

    Собственная нагрузка на крышу:

    10 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 140 фунтов на линейный фут

    перегрузка потолка:

    20 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 120 фунтов на линейный фут

    статическая нагрузка потолка:

    10 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут

    общая нагрузка:

    = 1020 фунтов на линейный фут


    Рисунок 4

    Пример заголовка 3

    Опять же, у этого дома такая же ширина, но у него 2 уровня.Нагрузки на нижний коллектор создают крыша, верхние стены и система 2-го этажа. В Стандартах архитектурной графики вес внешней стены размером 2 × 6 составляет 16 фунтов на фут 2 . Таким образом, стена высотой 8 футов весит 8 футов x 16 фунтов / фут 2 = 128 фунтов на линейный фут. На жатку доставлено:

    шт.

    Условия:

    живая нагрузка (снег):

    50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут

    Собственная нагрузка на крышу:

    15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут

    стена верхнего уровня:

    = 128 фунтов на линейный фут

    Живая нагрузка 2-го этажа:

    30 фунтов на фут x 6 футов = 180 фунтов на линейный фут

    Собственная нагрузка 2-го этажа:

    10 фунтов на фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут

    общая нагрузка:

    = 1278 фунтов на линейный фут

    Балки

    Пример коньковой балки


    Рисунок 5 — На этом рисунке показаны 2 конструктивных элемента: несущая балка конька и центральная балка.У обоих есть приток площадью 12’0 ″. Нагрузка на фут балки определяется так же, как и для жаток.

    Условия коньковой балки

    живая нагрузка (снег):

    50 фунтов на фут x 12 футов = 600 фунтов на линейный фут

    Собственная нагрузка на крышу:

    10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут

    общая нагрузка:

    = 720 фунтов на линейный фут

    Пример балки

    Центральная балка несет половину нагрузки на пол, нагрузку на перегородку и половину нагрузки на второй этаж.Текущие и статические нагрузки указаны в строительных нормах и правилах. Вес перегородки указан в Стандартах архитектурной графики как 10 фунтов на квадратный фут.

    B) Состояние балок первого этажа

    Живая нагрузка 1-го этажа:

    40 фунтов на фут x 12 футов = 480 фунтов на линейный фут

    Статическая нагрузка 1-го этажа:

    10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут

    Перегородка высотой 8 футов:

    = 80 фунтов на линейный фут

    Живая нагрузка 2-го этажа:

    30 фунтов на фут x 12 футов = 360 фунтов на линейный фут

    Собственная нагрузка 2-го этажа:

    10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут

    общая нагрузка:

    = 1160 фунтов на линейный фут

    Резюме

    Эти примеры являются типичными для типов расчетов, которые вам необходимо выполнить для определения равномерной нагрузки, которая распределяется на балку или коллектор.Вы должны установить, какую нагрузку принимает каждая прямая опора жатки или балки. Следующим шагом является использование технической литературы любой из компаний, производящих деревянные компоненты, для определения пролета и размера балки. Все они соотносят допустимые пролеты с нагрузкой на фут балки. Списки пролетов основаны на допустимом прогибе, динамической нагрузке и статической нагрузке, которые перечислены в вашей книге строительных норм. В части 2 «Определение размеров инженерных коллекторов и балок» мы сравниваем стоимость и характеристики некоторых спроектированных деревянных изделий с пиломатериалами.

    Все иллюстрации любезно предоставлены Journal of Light Construction.

    Испытание на изгиб деревянной балки — практическое руководство

    🕑 Время чтения: 1 минута

    Целью испытания деревянной балки на изгиб является изучение поведения деревянной балки на изгиб или изгиб и определение модуля упругости и модуля разрыва древесины.

    Рис. 1. Испытание на деревянную балку.

    Необходимое оборудование

    • 10 тонн Buckton UTM
    • Измерители отклонения
    • Деревянная балка
    • Измерительная лента

    Теория и принципы

    Модуль упругости при изгибе и прочности на изгиб определяют путем приложения нагрузки к центру испытательного образца, поддерживаемого в двух точках.Модуль упругости рассчитывается с использованием наклона линейного участка кривой нагрузки-прогиба.

    Прочность на изгиб каждого образца рассчитывается путем определения отношения изгибающего момента M при максимальной нагрузке F max к моменту его полного поперечного сечения.

    Для балки с простой опорой и центральной нагрузкой прогиб под нагрузкой определяется по формуле:

    Где,

    Вт = приложенная нагрузка

    L = Эффективный пролет балки

    E = Модуль Юнга древесины

    I = момент инерции

    Процедура испытания

    1. Вставьте гибочное устройство в UTM.
    2. Измерьте ширину и глубину деревянной балки.
    3. Отрегулируйте опору на необходимое расстояние и закрепите ее на нижнем столе.
    4. Закрепите поперечный испытательный лоток на нижней стороне нижней поперечины.
    5. Закрепите его на роликах поперечных испытательных кронштейнов так, чтобы нагрузка приходилась на центр, и измерьте длину пролета балки между опорами для центральной нагрузки.
    6. Установите указатель нагрузки на ноль, подняв нижний столик.При приложении нагрузки прогиб, соответствующий каждой нагрузке, определяется по нониусной шкале на UTM.
    7. Запишите максимальный прогиб и максимальную нагрузку.
    Рис. 2: Деревянная балка во время нагрузки и после разрушения.

    Наблюдение и расчет

    b = ____ мм, h = ____ мм, l = ____ мм
    Разрывная нагрузка (P макс ): _____ тонн
    Модуль разрыва =

    Модуль упругости при разрыве обозначен в МПа

    Модуль упругости =

    Модуль упругости обозначается ГПа

    Тест

    Меры предосторожности
    1. Прикладывайте нагрузки постепенно, чтобы мы могли легко считывать отклонение по каждому показанию.
    2. Снимите манометры перед отказом нагрузки, в противном случае они могут быть повреждены.
    3. Не приближайтесь к машине во время приложения нагрузки, поскольку частицы могут нанести травму.

    Подробнее: Критерии проектирования деревянной бетонной опалубки с расчетными формулами

    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 измерения 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.

    (PDF) Анализ деревянных балок с простой опорой при температуре окружающей среды и высоких температурах

    Рис. 6: Соотношение между геометрией деревянных балок при окружающей и высокой температуре

    при воздействии огня в течение 30 минут.

    На рис.7 представлено сравнение расчетной силы при окружающей среде

    и воздействия огня в течение 30 минут.

    Рис. 7: Соотношение между расчетным усилием при температуре окружающей среды и расчетным усилием

    при пожаре в течение 30 минут.

    Уравнения также получаются по линии тренда мощности и

    с тем же значением постоянной экспоненты, что и предыдущее. Кроме того, снижается расчетная пожарная нагрузка на

    для меньших поперечных сечений. Для более высоких сечений

    расчетная нагрузка имеет экспоненциальный рост

    .Для более высоких поперечных сечений расчетная пожарная нагрузка увеличивается на

    по сравнению с расчетной нагрузкой при температуре окружающей среды.

    4. Заключение

    В этой работе представленные результаты были получены в соответствии с теорией упругих и пластических балок

    , а также с использованием упрощенных уравнений из Еврокода 5, часть 1-1 [10] и часть 1-2. [3]. Был разработан рабочий лист

    с учетом всех параметров, который позволяет проверить

    несущую способность деревянных балок при температуре окружающей среды и высокой температуре

    .

    Результаты были представлены в различных таблицах и графиках, ac-

    , в соответствии с расчетными уравнениями. Результаты показывают, что несущая способность деревянных балок

    при высоких температурах уменьшается из-за уменьшения поперечного сечения

    .

    Для структурного анализа теория линейных пучков может обеспечить достаточную точность до точки нестабильности. Методы, основанные на стандарте

    , как правило, консервативны, и они подходят для использования в целях проектирования с большей безопасностью.

    Ссылки

    [1] Пилотные проекты Леонардо да Винчи, Учебные материалы для подписания De-

    и испытания деревянных опор — TEMTIS, Справочник 1 —

    Деревянные конструкции, (2008).

    [2] Winady J, Rowell R. Handbook of Wood Chemistry and Wood

    Composites, Глава 11: Химия прочности древесины., CRC Press

    LLC, (2005).

    [3] CEN, EN1995-1-2: Еврокод 5: Проектирование деревянных конструкций. Часть

    1-2: Общее конструктивное противопожарное проектирование, Брюссель, 2003 г.

    [4] Do MH, Springer GS, (1983), Время отказа загруженных деревянных

    лучей во время пожара. Журнал пожарных наук, 1, 297-303.

    [5] Дэвид Л. П. Коуту, Эльза М. М. Фонсека, Пауло А. Г. Пилото, Хорхе М.

    Мейрелеш, Луиза М.С. Баррейра, Дебора RSM. Феррейра, (2016), Перфо-

    оценил ячеистые деревянные плиты под огнем: численный и экспериментальный подходы

    . Журнал строительной техники, 8, 218-224.

    DOI: 10.1016 / j.jobe.2016.10.007

    [6] EMM. Фонсека, DCS. Коэльо, LMS. Баррейра, (2012), Структурная безопасность

    деревянных балок в условиях термических и механических нагрузок

    . Международный журнал техники безопасности и защиты,

    2/3, 242-255. DOI: 10.2495 / SAFE-V2-N3-242-255

    [7] EMM. Фонсека, Л. Баррейра, (2011), Экспериментальный и численный метод

    Метод определения древесного угольного слоя при высоких температурах

    из-за анаэробного нагрева.Международный журнал безопасности и Se-

    curity Engineering, 1/1, 65-76. DOI: 10.2495 / SAFE-V1-N1-65-76

    [8] EMM. Фонсека, Л. Баррейра, «Высокие температуры, параллельные или пер- , Г. Ренирс, Калифорния Brebbia, F.

    Garzia (Ed.), Belgium, Vol.117, (2011) pp.171-183.

    doi: 10.2495 / SAFE110161

    [9] EMM. Фонсека, Л. Баррейра, «Определение скорости обугливания древесины

    сосновых профилей, подвергнутых воздействию высоких температур», WIT Press, Третья международная конференция

    по технике безопасности, M.

    Guarascio, C.A. Brebbia, F. Garzia (Ed.), Italy, Vol 108, (2009),

    pp 449-457. doi: 10.2495 / SAFE0

    [10] CEN, EN1995-1-1: Еврокод 5: Проектирование деревянных конструкций.Часть

    1-1: Общие общие правила и правила для зданий, Брюссель, 2004.

alexxlab

Related Posts

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *