Расчет деревянных балок перекрытия: калькулятор и методика

Назначение калькулятора

В частном строительстве в качестве перекрытий используются деревянные балки. Древесина как строительный материал имеет больше достоинств, чем недостатков. Единственное, что смущает при выборе, это горючесть древесины.

В принципе неверно предполагать, что бетон не горит.

Он начинает трескаться при 250-300 градусах, а при температуре 550 градусов нахлестывает на вороны. Древесина, обработанная специальными составами, загорается очень медленно.

И даже обугленные балки могут служить надежной опорой многие последующие годы.

Такая надежность возможна только в том случае, если балка устроена с запасом прочности. В процессе работы деревянные связки гнутся и должны выдерживать фиксированную нагрузку.

К ним относится все, что лежит над полом: пол, перегородки, мебель, приборы, люди и так далее. Стандарты требуют нагрузки с запасом.

Онлайн-калькулятор рассчитывает деревянные балки перекрытий, чтобы найти такое сочетание длины и сечения, при котором прочность будет оптимальной.

Основы вычислений

Для начала нужно понять, что именно следует рассчитывать. Дело в том, что деревянный брус или брусовая доска могут прогибаться до определенного предела — эта величина называется пределом прочности — и трескаться при дальнейшем увеличении нагрузки.

При нагрузке на нагрузку балка тоже может выскальзывать из соединителей.

Чтобы избежать этого или хотя бы уменьшить риск такой неприятности, деревянные брусья стараются закрепить для кладки дома или прикрепить их в скобах, уголках и других видах деталей к деревянной стене дома. Также используют разделочные балки в венце стены.

Все такие виды фиксации считаются жесткими.

Вот так выглядит схема конструкции однопроходной балки, т.е. изделия, в котором установлены только концы. Здесь l — пролет балки, расстояние между опорными точками, Q — распределенная нагрузка, F — величина отклонения.

Основанием для расчета предельно допустимого прогиба, а также источником других данных, касающихся эксплуатации деревянных конструкций, является СП 64.13330.2011.

Согласно этому документу максимальный прогиб балки для перекрытий между землей не должен превышать 1/250 длины пролета.

Это означает, что для балки длиной 6м допустимый прогиб составит 24мм.

Если взять более жесткие значения (в случае штукатурки на потолке и напольном покрытии, требующих строгой плоскости пола второго этажа, например плитки) — 1/350, то допустимый прогиб снижается до 17мм.

В общем случае для расчетов используется формула f = l/350, при этом длина пролета указывается в миллиметрах.

Таблица 1.1. Допустимый прогиб деревянных конструкций.

Поэтому при расчете связки сил в онлайн-калькуляторе или вручную сечение следует уменьшать только до пределов отклонения, меньших расчетного значения.

На приведенном выше рисунке показана схема расчета распределенной нагрузки, т.е. равномерно распределенной по всему пучку. Обычно эта схема используется в жилых помещениях.

Однако при размещении в помещении тяжелой мебели или оборудования, особенно не у стены (на которую опирается край балки), а на расстоянии от нее, иногда целесообразнее использовать расчетную схему для сосредоточенной нагрузки.

Так возникает сосредоточенная нагрузка на балку.

Таблица 1.2. Схемы расчета деревянных связок с одной сосредоточенной нагрузкой.

В данном случае Е — модуль упругости древесины, Е = 100 000 кгс/м2, а — осевой момент инерции балки.

Таблица 1.3. Схемы расчета деревянных связок с двумя сосредоточенными нагрузками.

Таблица 1.4. Расчет балки с двусторонним жестким зажимом на равномерно распределенную нагрузку.

В зависимости от того, где использовались нагрузки и какое количество используется для проектирования подходящего типа.

В случае стержня, зажатого в стене только одним концом (консольное крепление), для расчета силы деревянной балки использовались другие схемы.

Обычно такие расчеты нужны при проектировании кровли по деревянным опорным балкам, большим свесам крыши и другим подобным случаям.

Таблица 1.5. Расчет опорной балки с одной сосредоточенной нагрузкой.

Таблица 1.6. Расчет опорной балки с одной неравномерно распределенной нагрузкой.

Таблица 1.7. Расчет ответвления балки с одной распределенной нагрузкой.

Формулы кажутся обременительными и сложными, но на самом деле, рассчитывая деревянные балки перекрытий, рядовому пользователю важно просто представить себе характер распределения сил, действующих на балку,.

Важно понять, что для соблюдения условий прочности необходимо выбрать подходящую схему приложения нагрузки.

Расчет балки на прогиб (изгиб)

Способ определения прогиба балки значительно проще. При распределенной нагрузке используется следующая формула:

Наклонная балка (шаблон): f = (5 × Q × L4) / (384 × E × I)

• Q — величина нагрузки на пол;
• L — пролет пола;
• E — модуль гибкости;
• I — момент инерции.

Мы знаем, что первыми двумя параметрами модуль упругости для древесины принято считать равным ё00 000кгс/м², хотя это не всегда так, а момент инерции в зависимости от формы сечения рассчитывается с помощью различных формулы.

Для прямоугольника:

Момент инерции (схема): i = B × H3 /12

• В — ширина балки;
• Н – высота балки.

Собрав все воедино, получим итоговую схему расчета прогиба балки:

Отклонение балки (окончательная формула): f = (5 × q × l4) / (384 × E × (B × H3 / 12)).

После получения нужного значения необходимо сравнить его со значением допустимого (предельного) прогиба балки в долях пролета. Этот параметр установлен СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»:

Элементы дизайна	Максимальный прогиб балки, не более
1. Полевые лучи	Л/250
2. Балки перекрытия на чердаке	Л/200
3. Согласие при наличии упрека/гипса	Л/350

Например, в случае перекрытий между пролетом 400см получаем условие — 400/250, т.е. максимально возможный изгиб в данной ситуации 1,6см.

Если ваше значение F превышает, вам нужно изменить сечение балки до тех пор, пока оно не станет меньше максимального значения прогиба.

Наш калькулятор прогиба деревянной балки автоматически подберет необходимые параметры сечения и сэкономит на сложных нагрузках.

Конечные параметры балки

После выбора сечения при расчете на прочность и изгиб/изгиб можно будет определить минимально допустимые параметры балки.

Предположим, что при расчете на прочность вы получите сечение – 165х150мм, а при расчете на прогиб – 239 х 150мм.

Конечно, в такой ситуации следует выбирать наибольшее значение, т.е. значение прогиба, потому что, если сделать ровно наоборот, потолок выдержит нагрузку, но очень сильно деформируется и сомнений в даже каждый потолок.

В результате расчета несущей способности деревянной опоры мы используем сечение, равное 239 х 150мм, но здесь мы имеем дело с другой проблемой – балки такого размера в линейке никто не производит.

В этом случае необходим выпуск, обычно кратный 50мм, т.е. подойдет брус 250 х 150мм. В некоторых ситуациях можно обратиться к ГОСТ 24454-06, в котором указаны все типоразмеры материалов.

Расчет балки онлайн без знаний о прочности материалов – одно из главных преимуществ сервиса КАЛК.ПРО.

Виды креплений и соединений деревянных балок

В зависимости от конструкции и материала несущих стен деревянные связки крепятся:

• в гнездах, поставленных в кирпиче или блоке, заглубление бруса или дневника не менее 150мм, а доски не менее 100мм;
• на стеллажах (полках) поставляются кирпичами или блоками. Используется, если толщина стены второго этажа меньше, чем первого;
• для вырезания пазов в стенах из бревен на глубину не менее 70мм;
• к верхней связке соединительной рамы рамы;
• для замены металлических кронштейнов на стенах.

1 — опора кирпичной стены; 2 — раствор; 3 — якорь; 4 — войлочный утеплитель; 5 — деревянная балка; 6 — опора на деревянную стену; 7 — болт

Если длины бруса недостаточно, можно удлинить его, комбинируя (сочетая) вместе одним из известных способов с использованием деревянных штифтов и деревянного клея. При выборе типа подключения ориентируются на направление нагружения нагрузки.

Подшитые связки желательно укрепить металлочерепицей.

а — сжатие; б — растяжка; в — изгиб

Формулы и элементы расчета

Калькулятор использует следующие исходные данные для расчетов:

• длина балки является параметром, установленным проектом и зависящим от расстояния между несущими стенами;
• сечение балки – ее ширина и высота, причем высота всегда должна быть больше для лучшего сопротивления удельным нагрузкам на изгиб;
• порода дерева — пластичность и глубина прогиба балки, а значит зависит от максимально возможной нагрузки;
• расчетная нагрузка — взята из нормативов и зависит от типа помещения и количества проживающих.

Помимо исходных данных калькулятор содержит переменную — прыжок луча. Изменяя его значение, можно выбрать оптимальный вариант размещения балок. Калькулятор содержит справочные значения, характерные для каждого из выбранных параметров:

• разрушающая сила — это величина постоянной нагрузки балки после достижения разрушения, зависит от габаритов балки;
• распределенная сила – зависит от величины предполагаемой нагрузки;
• милиарное отклонение — максимально допустимая величина деформации зависит от длины балки, значение приведено для сравнения, оно не должно превышать расчетного прогиба;
• расчетный прогиб в миллиметрах – зависит от породы дерева.

В результате после ввода всех данных калькулятор сообщает, есть ли запас по отклонению и прочности при заданных пользователем параметрах. В случае запаса можно использовать балку, при превышении нагрузки следует подкорректировать один из параметров.

Для справки в калькуляторе приведены такие значения, как крутящий момент и масса самой балки.

Первый параметр интересен для общего развития, но вес знать стоит, ведь от этого зависит стоимость доставки древесины на строительную площадку.

Деревянные балки перекрытия – размеры и нагрузки

В срубе сделали деревянный пол, а пол дрожит, прогибается, есть эффект «трамплина»; хотим сделать деревянные балки перекрытия длиной 7 метров; нужно перекрыть помещение длиной 6,8 метра, чтобы лаги не опирались на промежуточные опоры.

Какой должна быть потолочная балка с пролетом 6 метров, дом из дерева; что делать, если вы хотите сделать бесплатную верстку — такие вопросы часто задают форумчане.

Пользователь MAXINOVAFORUMHOUSE:

Мой дом примерно 10х10 метров. Я «накинул» на потолок деревянные бревна, их длина 5 метров, сечение 200х50. Расстояние между лагами 60см.

В процессе эксплуатации пола выяснилось, что когда дети бегают в одной комнате, а вы стоите в другой, на полу возникают довольно сильные вибрации.

И этот случай не единственный.

елена555 пользователь форума:

Я не знаю, какие балки для межслойных перекрытий нужны. Мой дом 12 х 12 метров, 2 этажа. Первый этаж из газобетона, второй этаж мансарды деревянный, перекрытый брусом 6000х150х200мм через каждые 80см. Когда я поднимаюсь на второй этаж, меня трясет.

Большепролетные балки должны выдерживать большие нагрузки, поэтому для возведения прочного и надежного большепролетного деревянного перекрытия их необходимо тщательно рассчитать.

В первую очередь необходимо понять, какую нагрузку может выдержать деревянное бревно из того или иного сечения.

А потом подумать, определив нагрузку на балку перекрытия, какой черновой и чистовой пол делать; чем будет подшит потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилой мансардой над гаражом.

Лев060147 форумчанин:

Для расчета нагрузки на балки перекрытия необходимо добавить:

1. Нагрузка от собственного веса на все конструктивные элементы пола. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, пола, потолка и так далее
2. Рабочая нагрузка. Рабочая нагрузка может быть постоянной или временной.

При расчете эксплуатационной нагрузки учитывалось много людей, мебель, бытовая техника и т.д.

Поэтому при расчете эксплуатационной нагрузки необходимо все продумать – в каком объеме предстоит устанавливать мебель и можно ли в дальнейшем установить спортивный тренажер, который к тому же весит намного больше килограмма.

В случае нагрузки, действующей на деревянные балки длинного перекрытия, принимают следующие значения (для перекрытий на чердаке и между этажами):

• Мансардный этаж — 150кг/кв.м. Где (по СНиП) с учетом запаса прочности — 50кг/м2 — нагрузка от собственного веса пола, а 100кг/кв.м — нормативная нагрузка.

Если на чердаке планируется хранить вещи, материалы и другие предметы быта, предполагается, что нагрузка составляет 250кг/м2.

• Для чердачных перекрытий и перекрытий общую нагрузку принимают равной 350-400кг/кв.м.

Расчет перекрытия по деревянным балкам на допустимый изгиб

Из таблицы 1.4 видно, что максимально допустимый изгиб балки должен быть

f = (ql^4)/384EI

Поскольку эта закономерность, как уже было сказано, является модулем податливости древесины, а I — осевым моментом инерции балки, необходимо найти модуль для конкретной породы древесины.

Также нужно вычислить осевой момент в соответствии с осевым моментом по к выкройке с учетом того, что эта величина Axial измеряется в см4, то ширину балки В следует вводить именно в сантиметрах.

I = (Ba^3)/12 = (5 × 18^3)/12 = 2430

Подставив полученное значение в схему расчета прогиба, получим значение прогиба в метрах.

f = (45 × 10 ^ 3 × 3 ^ 4) / (384 × 100 × 2430) = 0,039

ВАЖНО: Все данные переводятся в замеры в метрах! В противном случае возможна ошибка расчета.

Учитывая, что для пролета 3м максимально допустимый прогиб составляет одну сотую длины пролета, т. е. 10см, расчетное значение на 3,9см больше условий задачи.

СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции

Требования к материалам

1.1 Для изготовления баз отдыха следует использовать преимущественно хвойные породы. Для дюбелей, подушек и других деталей следует использовать некачественную древесину.

2.2 Качество древесины, используемой для элементов баз отдыха, содержащих груз, должно соответствовать дополнительным требованиям, изложенным в приложении Б.

Прочность древесины соответствующих сортов или классов силы не может быть ниже нормативного сопротивления, приведенного в приложении В.

К древесине цельнодеревянных элементов и слоев клееных конструкций, защищенных ГОСТ 8486 на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463 на круглые лесоматериалы, следует применять дополнительные требования:

а) ширина годичных слоев в древесине элементов и слоев классов К26 и К24 должна быть не более 5 мм, а содержание поздней древесины не менее 20%;

б) в  слоях клееных изгибаемых и растянуто-изогнутых элементов 1 и 2 класса или классов прочности не менее С24 для предельной растянутой зоны (на 0,15 сечения) и в элементах из массивной древесины толщиной 60мм и менее.

Имеются ввиду элементы, работающие на грани изгиба или на растяжение, не допускается сердцевина.

В зависимости от условий эксплуатации по температуре и влажности (классов условий работы) следует предъявлять требования к предельным эксплуатационным значениям влажности древесины и учитывать зависимость ее прочности от этих значений.

Классификация условий эксплуатации приведена в таблице 1, особенности их учета при проектировании и изготовлении конструкций — в таблице А.2 приложения А.

В цельнодеревянных конструкциях, эксплуатируемых в условиях классов эксплуатации 2, 3 и 4, когда усадка древесины не вызывает нарушений или увеличения стыков стыков, допускается применение древесины с влажностью не более 40 %.

Это при условии, что он защищен от разложения.

Таблица 1

Класс условий         Эксплуатационная Максимальная

эксплуатации           влаж-ть древ., %    влаж. возд.,%

1а (сухой)                 Не более 8             40

1б (сухой)                 Не более 10           50

2 (нормальный)       Не более 12           65

3 (влажный)             Не более 15           75

4а (мокрый)             Не более 20           85

4б (мокрый)             Более 20                Более 85

Согласно таблице А.2 приложения А класс индивидуального жилого дома в нормальном режиме помещения относится ко второму классу эксплуатации.

Согласно таблице А.2 приложения А, в сухом помещении с относительной влажностью не более 40 % в отопительный сезон относится к эксплуатационному классу — 1а. Использование клееных деревянных конструкций в этих условиях не допускается!

Требования к прогонам, обрешеткам и настилам

Пробеги, рейки, доски и другие изгибаемые элементы должны рассчитываться в соответствии с двумя границами состояний прочности и прогиба.

Значения предельных прогибов и для перекрытий между этажами и предельных физиологических прогибов не должны быть выше указанных в СП 20.13330.

Приложение Д СП 20.13330.2016

Е.2 Ограничения отклонения

Е.2.1 окончательные вертикальные прогибы элементов конструкции в Таблице Е.1.

Полы и развал под кровлей следует рассчитывать на следующие сочетания нагрузок:

а) постоянные и временные от снега (расчеты на прочность и прогиб);

б) длительные и временные с сосредоточенной нагрузкой 1кН с умножением последней на коэффициент перегрузки n = 1,2.

При сплошном перекрытии или при разреженном перекрытии при расстоянии между осями панелей или брусьев не более 150мм нагрузка от сосредоточенной нагрузки должна передаваться на две плиты или два стержня

А расстояние более 150мм – на одну доску или брус.

При двойном настиле (рабочем и защитном, направленном под углом к ​​работе) или постоянном настиле из листового металла (из фанеры, ОСП, ЛВЛ) сосредоточенная нагрузка должна распределяться по ширине рабочего настила 500мм.

Балки из цельной древесины и составные балки

Балки следует рассчитывать в соответствии с двумя группами граничных состояний на прочность, устойчивость плоской формы, деформации и прогиба.

Составные балки на гибких связях должны получать подъем здания, изгибая элементы перед схватыванием.

Величину подъема здания (без учета очередного выпрямления балки) следует увеличить в полтора раза по сравнению с прогибом составной балки под действием расчетной нагрузки.

Блочно-клееные деревянные составные балки следует собирать не более чем из трех связок с тарельчатыми шпунтами, МЗП, косо приклеенными брусками или наклонными саморезами.

Составные балки из досок следует собирать с помощью гвоздей, шурупов, МЗП и т.п.

Расчет усилий составной балки следует проводить в соответствии с положениями 7.9 и 7.11 СП 64.13330.2017.

Читайте также: Как навсегда избавиться от тараканов в квартире: пошаговая инструкция

Упрощенный расчет балок перекрытия из дерева на прочность

В частном строительстве в основном используется схема 2.1 из табл. 1.4, т. е. нагрузка, равномерно распределенная по всей длине балки от стены к стене. Его значение определяют на основании таблиц или экспериментально.

Поскольку связка работает не одна, а в сочетании с другими, для расчетов требуется информация о связке связки (по схеме P).

Нагрузка на брус зависит от типа этажа – чердак или междуэтажный. В СНиП 2.01.07-85 приведены следующие данные (в КГФ/М.Кв или ЗКПА, вторая цифра в скобках):

• для полов на чердаке 130…245 (1,3…2,45);
• для чердака 350 (3,5);
• засыпать между землей 400 (4).

В зависимости от планируемой длины пролета, шага балки (0,5 или 1м) и расчетной нагрузки сечение балки в сантиметрах выбирают по таблице 1.8.

Кроме того, расчеты ведутся исходя из условий прочности — максимальный изгибающий момент, деленный на момент сопротивления балки при изгибе, должен быть меньше максимально допустимого напряжения.

σ_max = m/w ≤ σ

Для расчета момента используем расчеты, приведенные в соответствующей таблице, для равномерно распределенной нагрузки на балку с защемлением на обоих концах

М = (ql^2)/24

Модуль сопротивления при изгибе прямоугольной балки

Вт = (чч^2)/6

Поэтому расчет деревянного бруса на прочность проводят по формуле

σ = ((ql^2)/24) ⁄ ((bh^2)/6)

Для примера возьмем пролет 3м, связки в перекрытии между грунтами встречаются в ростах 0,5м, сечение (по таблице 1.8) 50 х 180мм. Эти цифры дадут (с учетом перевода всех компонентов в одно измерение)

σ = ((45000 × 3^2)/24) ⁄ ((0,05 × 0,18^2)/6) = 1687,5/0,00027 = 6250000Па = 6,2МПа

Что значительно меньше силы изгиба сосны (σ_max = 79МПа). Поэтому величина сечения балки полностью отвечает условию прочности и позволяет нагружать перекрытие даже больше, чем это предлагается СНиП.

Требования к ним

Все деревянные конструкции классифицируются в соответствии со свойствами пород древесины, из которых они состоят.

Поскольку каждый материал имеет разную плотность, массу, естественную прочность волокон в радиальном или касательном направлении, их прочностные характеристики существенно отличаются:

1. Латча – прочная хвойная порода:
   • сжатие — 64,5МПа;
   • напряжение — 125,0МПа;
   • выкрашивание — 9,4 — 9,9МПа;
   • сгибание — 111,5МПа.
2. Дуб – твердая древесина:
   • сжатие — 57,5​​МПа;
   • напряжение — 128,8МПа;
   • выкрашивание — 10,2 — 12,2МПа;
   • сгибание — 107,5МПа.
3. Сосна – мягкая хвойная порода:
   • сжатие — 48,5МПа;
   • напряжение — 103,5МПа;
   • выкрашивание — 7,3 — 7,5МПа;
   • сгибание — 79,3МПа.
4. Береза ​​– это мягкая лиственная древесина:
   • сжатие — 57,5​​МПа;
   • напряжение — 128,8МПа;
   • выкрашивание — 10,2 — 12,2МПа;
   • сгибание — 107,5 МПа.
5. Древесина сосны — композитная конструкция с повышенной прочностью:
   • сжатие — 53,5МПа;
   • напряжение — 118,6МПа;
   • выкрашивание — 14,9МПа;
   • сгибание — 101,5МПа.

В этом списке 1МПа = 1Н/мм2.

Имея под рукой эти табличные показатели силы древесины различных сортов, вы без труда проверите правильность подбора сечения балки или ступени элементов в перекрытии.

Пример упрощенного расчета напольного покрытия.

1 Вариант. Напольное покрытие из половых досок.

При расстоянии между осями балок 1м при ширине балки 10см расстояние в свету между балками составляет 0,9м. Это расстояние и будет расчетным пролетом.

А вот при расчетной нагрузке все немного сложнее, в принципе 1 человек весом 100 кг, въезжая в доску посредине пролета, создаст как минимум динамическую нагрузку и возможно ударную нагрузку, если он прыгнет на пол или падает куда-то.

В принципе, такая сосредоточенная динамическая нагрузка 100кг, используемая в середине пролета, примерно эквивалентна равномерно распределенной статической нагрузке 400кг/м с учетом динамического фактора.

Но эта нагрузка будет использоваться максимум на 2-3 пластины, а если пластины не рифленые и не передают часть нагрузки на соседние, то и на одну.

Максимальный изгибающий момент будет:

MMAXU003D QL2/8U003D 400X0,92/8U003D 40,5кгм или 4050кгм.

При этом конструктивная схема щита, как одинарная натяжная балка на шарнирной опоре, взята очень условно. Половые доски от стены до стены правильнее считать многоцелевой сплошной связкой.

Однако в этом случае необходимо будет учитывать количество пролетов и способы крепления плит к столбам и возможное изменение длины пролета при различных сочетаниях нагрузок.

Если на некоторых участках доски они расположены между двумя лагами, то такие доски действительно следует считать однопроходными балками, и для таких плит изгибающий момент будет максимальным.

Этот вариант, как самый неблагоприятный, мы и рассмотрим далее. Однако в случае двухэтажных связок величина изгиба будет одинаковой.

Требуемый момент сопротивления диска  при расчетном сопротивлении 130кг/см2 определяется по формуле:

Wрек = 4050/130 = 31,15см3

При ширине 36см, которую мы приняли, минимально допустимая высота плит по формуле будет 2,27см, при меньшем пролете требуемая высота плиты будет еще меньше.

Это значит, что можно положить пол из стандартных половиц высотой 30-35мм с пазами и шипами, которые позволяют немного развивать нагрузку на соседние плитки, но в любом случае при таком диапазоне целесообразно проверьте их на прогиб.

Но вместо дорогих досок пола можно использовать более дешевые материалы, такие как фанера, ДСП, ОСП.

2 Вариант. Напольное покрытие из фанеры

Сопротивление конструкции фанеры можно определить на основании приведенной ниже таблицы:

Таблица 6. Значение расчетного сопротивления фанеры по СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)

Как видите, в зависимости от направления укладки расчетное сопротивление может различаться более чем в 2 раза. Поэтому это описано отдельно, а здесь заметим, что при укладке фанеры необходимо обращать внимание на направление внешних слоев.

Продолжим расчеты. Например, для бренда Birch Slywood FSF

Rf = 160кгс/см2

тогда фанерный модуль обязателен

Wрек = 4050/160 = 25,31см3

В случае с фанерой условная ширина покрытия конечно будет больше, чем в случае с досками за счет лучшего перераспределения нагрузки, но я бы все же не принял условную ширину больше 50см.

(Детали возможного перераспределения напряжений напряжения, Вт в досках здесь не учитываются).

При такой ширине минимально допустимая толщина фанеры по формуле составляет 1,74см, т.е. на балки можно укладывать фанеру толщиной 18мм и более с расстоянием между осями балок 1м.

Максимальный прогиб фанерного листа, рассматриваемого как балка с одинарным покрытием в шарнирной зоне, составит:

f = 5 4 904/(384 90 000 24,3) = 1,56см

где i = 50 1,83/12 = 24,3см4, Е = 90000 кгс/см2 — для березовой фанеры.

Если для пола используются листы длиной 2м, их можно считать сдвоенным неразрезным брусом. В этом случае прогиб уменьшится примерно в 2 раза, но все равно останется достаточно большим.

Для его уменьшения желательно использовать фанеру толщиной не менее20 мм.

При расстоянии между осями балки 0,75м и даже более 0,5м изгибающий момент будет падать и соответственно уменьшатся размеры необходимого поперечного сечения. Для таких расстояний между осями балок нетрудно произвести расчет по приведенному выше алгоритму.

Общее замечание: на самом деле при расчете деревянных конструкций используется несколько видов поправочных коэффициентов, но я решил не усложнять расчеты коэффициентами, достаточно принять максимально возможную нагрузку.

И еще, если фанера всегда укладывается на 4 и более дневников, то в этом случае максимальный прогиб будет еще меньше. Подробнее в разделе «Статически неопределенные конструкции»

Классические ошибки

Инженеры, не имеющие должного опыта, часто допускают ошибки при расчете связки, а именно:

1. 
   Слишком маленькое сечение, даже если оно проходит по условиям прочности, может прогибаться больше нормативных значений, из которых перекрытие не соответствует эксплуатационным требованиям.
2. Наоборот, слишком большое сечение приведет к перерасходу материалов и увеличению затрат при строительстве.
3. Неправильно выбранное защемление балки повлияет на результат расчета.
4. При расчетах необходимо все единицы привести к одному модулю, иначе результат будет далек от истины.

Чтобы не совершать типичных ошибок, следует производить расчеты по алгоритму и регистрировать все косвенные результаты. После проведения расчетов проверьте результат несколько раз.

В случае сомнений лучше сравнить выбранное сечение балки с аналогичными образцами.

Черные полы

Подкладку следует укладывать под пол, если прочности недостаточно для выдерживания расчетных нагрузок.

Черные полы изготавливают из:

фанеры по ГОСТ 11539, ГОСТ 3916.1 или ГОСТ 3916.2; Пиломатериалы по ГОСТ 24454; По ГОСТ 26816 связаны цементные частицы из ЦСП-1; Чип Дземных, повышенная водостойкость, класс эмиссии формальдегида Е1 по ГОСТ 10632; Гипсоволоконные плиты по ГОСТ Р 51829.

Могут использоваться и другие материалы, не уступающие указанным по прочности и жесткости и разрешенные к применению в строительстве жилых домов.

Толщина подложки должна соответствовать таблице 6.2.

Таблица 6.2

Максимальное расстояние между балками, мм	Минимальная толщина, мм
Фанера, цементно-стружечная плита	ДСП	Пиломатериалы	Гипсоволокнистые плиты (общая толщина)
400	16,0	16,0	16,0	30,0
500	16,0	19,0	19,0	36,0
600	18,0	26,0	19,0	36,0

В случаях, когда чистый пол состоит из нагонных деревянных досок толщиной не менее 18мм, уложенных под прямым углом к ​​балкам перекрытия, уложенным с шагом не более 600мм, пол может быть выполнен из фанеры или гипсоволокна толщиной не менее 12мм.

Такой пол также может быть обеспечен чистым напольным покрытием из бетона или керамической плитки.

Элементы основания в помещениях должны иметь шпунтовые и пазовые соединения или соединяться на деревянных стержнях сечением 38 х 38мм, прибитых к элементам каркаса.

При установке колодок необходимо соблюдать следующие требования:

— черную фанеру следует располагать таким образом, чтобы деревянные волокна в верхнем слое располагались перпендикулярно к балке перекрытия, а стыки располагались параллельно этим балкам;

— пол из правильных плит должен быть уложен так, чтобы короткая сторона плит была перпендикулярна балке перекрытия, а соединения устроены параллельно этим балкам;

— пол под эластичным покрытием чистого пола должен быть прибит к скобам строительных клубов перемычкой по ГОСТ 4028;

— подложка из пиломатериалов должна располагаться не менее чем под 45° к балкам и полностью опираться торцами на прочный кронштейн; Торф для грунта должен иметь такую ​​же толщину и ширину не более 180мм.

Верхние поверхности и все края подложек из деревянных материалов, устраиваемых в ванных комнатах, кухнях, прачечных и других помещениях, где возможно укладка пола, должны быть обработаны водостойкими веществами для защиты от влаги.

Таким же образом следует обрабатывать верхнюю поверхность и кромки всех сборных деревянных элементов пола, если они не имеют надежной защиты от влаги при транспортировке и хранении.

Достоинства и недостатки

Деревянные брусья, используемые для пола, имеют свои сильные и слабые стороны.

Основными преимуществами балок из дерева являются:

• минимальный вес конструктивных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и основание здания;
• красивый внешний вид;
• возможность укладки деревянного пола без дополнительной подготовки;
• высокая скорость монтажных работ без помощи подъемных механизмов;
• возможен ремонт потолка в процессе эксплуатации жилого дома.

Из минусов деревянных элементов конструкции следует отметить:

• необходимость пропитки древесины антисептиками и замедлителями пламени, такие растворы предотвращают гниение и воспламенение материала;
• более низкие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
• деформация и сжатие конструкции в результате резкого изменения температуры или под воздействием повышенной влажности.

Примечание! Устройство деревянного пола возможно для закрытия конструкций из газобетона, кирпича или на стены из любого другого материала.

РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

1. Общие положения
Расчет деревянных элементов стропильной системы проводили в соответствии с СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».
Подтверждено соответствие следующим требованиям СП 64.13330.2011:

(Расчеты для первой группы пограничных состояний: позиция 6.17)

где Sigma Max — максимальное нормальное напряжение в опасном сечении балки;
RC – прочность древесины на сжатие.

f ≤ f (расчеты для второй группы граничных состояний)
где f max – максимальный прогиб стропильных ног;

F — Максимальный прогиб стропильной ноги.

В расчетах принималась древесина второго сорта со следующими свойствами прочности и деформации: RC = 14МПа; Е = 1 104МПа.

Нормативные и расчетные значения нагрузок на 1м2 пучков (ГН, ГП) принимаются по результатам набора нагрузки (см соответствующий пункт). Геометрические характеристики пучков (расчетные ЛП, средний ААВ. Путь) составляются на основании измерений.

Геометрические характеристики сечения балки (IY) рассчитывают в соответствии с общими принципами прочности материалов для заданного сечения сечения:

— в случае прямоугольного сечения (черепные стойки в действие не включались).

Наибольшие внутренние силы (изгибающий момент MMAX, поперечная сила Qmax) и прогиб балки fmax определялись с помощью компьютерной системы SCAD.

Окончательный прогиб F рассчитывают в соответствии с таблицей Д.1 СП 20.1330.2011 и таблицей 19 СП 64.13330.2011 {3} в зависимости от пролета балки (выбирается наименьшее значение).

Информация

Балка играет роль основного элемента в несущей конструкции. Его функция эквивалентна ядру всей конструкции, которая прочно установлена.

При возведении любой конструкции очень важно провести грамотный расчет балки, чтобы деформировать и исключить ошибки в расчетах. В первую очередь расчеты необходимы для определения того, как балка деформируется в процессе эксплуатации конструкции.

Если при расчетах скорость деформации находится в пределах нормы, можно определить необходимые показатели будущей балки (сечение, материал, размер и так далее).

При расчете балки на прочность следует четко знать виды материала, из которого производятся балки (сталь, дерево, бетон, алюминий, стекло и медь). Тогда нужно обратить внимание на то, что виды нагрузок, как и их программы, тоже различаются.

Например, распределенная нагрузка означает, что давление не используется в одной точке, а распределяется по всей балке. Сосредоточенный тип нагрузки характеризуется направлением давления на один небольшой участок (точку) балки.

Клееный брус

Для увеличения прочности или размера сплошных связок их крепят вручную при устройстве полов. Для этих же целей используется клееный брус, производимый на предприятиях. Он состоит из нескольких полос, соединенных между собой.

Толщина одного элемента регулируется количеством склеиваемых изделий. Липучая клееная древесина получается на заводе путем глажки, ее длина достигает 12м.

Готовые изделия сохраняют характеристики неизменной древесины, их можно вводить в гвозди без потери прочности или резать на куски необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций является высокая стоимость.

Перед установкой пола первого этажа по деревянным балкам необходимо все тщательно просчитать.

Примечание! Ламинированная древесина часто используется в строительстве для арочных потолков.