Расчет деревянной балки перекрытия

Расчет деревянной балки перекрытия

<div> <div> Содержание статьи: </div> <div> <br> </div> <div> 1. <a href="#1">Элементы стропильных систем</a><br> 2. <a href="#2">Виды железобетонных балок</a><br> 3. <a href="#3">Выбор сечения у железобетонных балок</a><br> 4. <a href="#4">Перекрытия по металлическим балкам</a><br> 5. <a href="#5">Устройство перекрытий по деревянным балкам</a><br> 6. <a href="#6">Балки из бруса</a><br> 7. <a href="#7">Подстропильные балки и их особенности</a> </div> <div> <br> </div> <div> При создании кровельной системы используют такие несущие элементы как балка стропильная и ферма, их внешний вид можно увидеть на фото. Стропильные конструкции предназначаются для перекрытия пролетов и служат основанием для укладки настила на кровлю. При составлении проекта здания и крыши для него в обязательном порядке выполняется расчет балок перекрытия, исходя из нагрузок, которым они будут подвергаться. </div> <div style="text-align: center;"> <img width="580" alt="перекрытия по металлическим балкам" src="/upload/medialibrary/d3a/d3a6aa591a3a9aed6067e0628d134525.jpg" height="405" loading="lazy" title="расчет деревянной балки" border="0"> </div> <h2> <a name="1"></a> Элементы стропильных систем</h2> <a name="777"></a> <div> Балки стропильные и фермы, лежащие в основе всех стропильных систем, по-разному распределяют оказываемые на них внешние и внутренние усилия. Балка является одноэлементной конструкцией, воспринимающей нагрузку по всей своей длине. Изгибающие моменты в ее сечениях вызывают нормальные разнозначные усилия, при этом у крайних волокон они самые большие. </div> <div> <br> </div> <blockquote style="margin: 0px 0px 0px 40px; border: none; padding: 0px;"> <div> <div> <a href="//kryshadoma.com/stropilnaya-sistema/stropilnaya-ferma-vybor-skhemy.html" data-turbo="false">Деревянная стропильная ферма</a> относится к стержневым конструкциям, она испытывает давление только в местах соединения стержней, где действуют вызываемые узловой нагрузкой нормальные однозначные усилия. Так для сборного железобетона признано рациональным использование безраскосных ферм с круговыми очертаниями в месте нахождения верхнего пояса. </div> </div> </blockquote> <div> <div> <br> </div> <h2> <a name="2"></a> Виды железобетонных балок</h2> <a name="777"></a> <div> Железобетонные стропильные балки применяют для перекрытия пролетов, имеющих расстояние 6, 9, 12, 18 метров. Если длина пролета превышает 24 метра, тогда фермы по технико-экономическим параметрам значительно превосходят подстропильные балки. Имеющие длину 6 и 9 метров балки используют для выполнения кровель на пристройках, а 12-метровые изделия применяют в качестве поперечных и продольных ригелей покрытия. 18-метровые балки задействуют как поперечные ригели, на них укладывают плиты, имеющие размеры </div> <div> 3х6 или 3х12 метров. </div> <div> <br> </div> <div> <u><i>В зависимости от типа профиля балки бывают:</i></u> </div> <div> <ul> <li>односкатными с нижним ломаным поясом или расположенными параллельно поясами;</li> <li>трапециевидными двускатными с постоянным уклоном верхнего пояса;</li> <li>с ломаным и криволинейным верхним поясом. </li> </ul> </div> <div style="text-align: center;"> <img width="580" alt="металлические балки перекрытия" src="/upload/medialibrary/471/4716213e7389481bab169c4c786439b2.jpg" height="398" loading="lazy" title="расчет балки перекрытия" border="0"> </div> <div> При обустройстве разных видов покрытий используют то или иное изделие, для чего и выполняется расчет нагрузки на балку. Как правило, односкатные балки необходимы для устройства кровель, имеющих уклон в одну сторону, например, на пристройках. Элементы железобетонные стропильные с параллельными поясами изготавливаются легко, поскольку арматурные каркасы для них отличаются постоянной высотой – их применяют в строительстве горизонтальных кровель. <br> <br> </div> <div> </div> <div> При создании двускатных крыш чаще всего используют балки с постоянным уклоном верхнего пояса, который равен для кровель с незначительным наклоном 1:30, а для кровель с большим наклоном - 1:12. Но у них имеется недостаток: возникает необходимость выполнения арматурных каркасов с переменной высотой. При необходимости создания в уровне покрытия пропуска для инженерных сетей, используют балки двускатные решетчатые, имеющие пролет 18 и 12 метров. </div> <div> <br> </div> </div> <blockquote style="margin: 0px 0px 0px 40px; border: none; padding: 0px;"> <div> <div> Балки, у которых очертания верхнего пояса делают в виде ломаной или кривой линии, широкого применения не нашли, поскольку их производство основано на сложной технологии, хотя для них свойственно выгодное распределение материалов по длине пролета. </div> </div> </blockquote> <div> <div> <br> </div> <h2> <a name="3"></a> Выбор сечения у железобетонных балок</h2> <a name="777"></a> <div> <u><i>При подборе поперечных сечений для железобетонных балок учитывают ряд особенностей:</i></u> </div> <div> <ul> <li>Для поперечного сечения ригелей наиболее экономичной формой сечений считается двутавровая, у которой толщина стенки составляет от 60 до 100 миллиметров. Этот параметр зависит от способа расположения каркаса арматуры, укладки бетона и его уплотнения в вертикальном положении.</li> <li>У V-образных опор толщина стенки постепенно увеличивается и тем самым обеспечивается прочность балок и стойкость к возникновению трещин, переходя на опоре из наклонных в прямоугольное или трапециевидное сечение, имеющее ширину, равную ширине полок. Для балок, имеющих длину 6 и 9 метро, часто используют тавровое сечение.</li> <li>Высота сечения ригелей в середине пролета составляет 1/10-1/15 длины пролета. Также в середине пролета для двускатных балок значение сечений определяется, исходя из стандартной высоты балок – 800 или 900 миллиметров и уклона верхнего пояса.</li> <li>С целью обеспечения устойчивости и надежности при установке, транспортировке и опирании плит покрытия кровли ширина верхней полки выбирается в пределах от 200 до 400 миллиметров.</li> <li>Что касается ширины нижней полки, то этот параметр определяют в зависимости от ее прочности при обжатии бетона, размещения напрягаемой арматуры и длины площадки, необходимой для опирания балки на колонну. Как правило, ширина нижней полки составляет 200-280 миллиметров. От нижней и верхней полок переход к вертикальной стенке осуществляется с использованием вута (плавного увеличения поперечного сечения недалеко от места опирания), имеющего угол наклона около 45 градусов.</li> <li>Самыми простыми в производстве и удобными при пропуске всевозможных коммуникаций считаются решетчатые железобетонные двускатные стропильные балки с сечением 200-280 миллиметров.<a name="777"></a></li> <li>Для изготовления двускатных балок используют бетон классов В25-В40. В качестве продольной арматуры задействуют стержневую арматуру классов A-V и A-IV, канаты класса К-7, высокопрочную проволоку класса Bp-II. Хомуты полок, продольные стержни верхней полки и каркасы стенки производят из арматуры класса A-III. Поскольку у ригелей в опорных частях могут возникать большие усилия, устанавливают дополнительную арматуру, имеющую форму расположенных вертикально стержней и сеток.</li> <li>В двускатных балках с двутавровым сечением на этапе обжатия возможно появление начальных трещин в верхней полке, поэтому их надо армировать в верхней части ригеля с помощью конструктивной напрягаемой арматуры.</li> <li>Когда производится расчет балки перекрытия, учитывают особенности опирания их на колонны, а затем определяют расчетный пролет.</li> <li><span>Расчет стойкости относительно вероятности возникновения прогибов и трещин, подбор арматуры выполняют аналогично тому как и для простого изгибаемого элемента различного профиля на всех стадиях работы конструкции. Следует учитывать, что в двускатных балках опасное нормальнее сечение располагается на 0,35-0,4L от опоры (прочитайте также: "<a href="//kryshadoma.com/profnastil-proflist/profnastil-dlya-perekrytiy.html" data-turbo="false">Монолитное перекрытие по профлисту</a>").</span></li> <li>Под воздействием равномерно распределенной нагрузки при уклоне верхней полки 1:12, опасное нормальное сечения находится от опоры на расстоянии 0,37L.</li> <li>В балках, имеющих параболическое очертание верхнего пояса, при равномерно распределенной нагрузке нормальное расчетное сечение располагается посередине пролета.</li> </ul> </div> <h2> <a name="4"></a> Перекрытия по металлическим балкам</h2> <a name="777"></a> <div> Перекрытие по металлическим балкам позволяет обустраивать большие пролеты, но по цене оно является наиболее дорогостоящим. В качестве металлических балок предпочтительно использовать двутавр, можно швеллер или рельсы. Металлические балки перекрытия и некоторое количество арматуры, которое укладывают и приваривают между ними, заливают бетоном.<br> <br> Так как пролет каждого из участков около одного метра, то толщина полученного перекрытия получается значительно меньше, чем у монолитного перекрытия (прочтите также: "<a href="//kryshadoma.com/stropilnaya-sistema/ferma-metallicheskaya-minusy-i-preimushchestva.html" data-turbo="false">Ферма металлическая, минусы и преимущества</a>"). </div> <h2> <a name="5"></a> Устройство перекрытий по деревянным балкам</h2> <a name="777"></a> <div> Конструкция перекрытия по деревянным балкам обладает достоинствами, среди которых дешевизна и легкость устройства. Чтобы смонтировать потолочные балки из дерева, не требуется наличие специальной техники (читайте: "<a href="//kryshadoma.com/stropilnaya-sistema/balki-perekrytiya-i-stropila-sposoby-krepleniya.html" data-turbo="false">Балки перекрытия и стропила - способы крепления</a>"). Плохо, что устройство перекрытий по деревянным балкам можно использовать при наличии пролетов от 4 до 4,5 метров. Если они имеют большее расстояние, то и размеры балок, и стоимость конструкции сильно возрастают. </div> <div style="text-align: center;"> <img width="590" alt="потолочные балки из дерева" src="/upload/medialibrary/b51/b5119b3dff969d21bdb6606023c90a2b.jpg" height="225" loading="lazy" title="расчет деревянной балки перекрытия" border="0"> </div> <div> Перед установкой делается расчет деревянных балок перекрытия, желательно специалистами. Величина опирания балки на стену не может быть менее 12 сантиметров. Концы этих элементов либо опираются на стену, либо их заводят в специально оставленные гнезда. Балки пропитываются антисептиком, их концы оборачивают рубероидом, толем или пленкой. Расчет деревянных балок можно выполнить самостоятельно при помощи специальных программ. Также расчет деревянной балки перекрытия в зависимости от пролета, шага установки и нагрузки имеется в Интернете. </div> <h2> <a name="6"></a> Балки из бруса</h2> <a name="777"></a> <div> </div> <div> Клееная балка (стропила из бруса) относится к современным стройматериалам, получившим широкое распространение благодаря отличным эксплуатационным характеристикам. В несущих системах конструкционный брус также нашел применение. </div> <div> Самой прочной на износ балкой считается брус с соотношением сторон 7:5. <br> <br> <div align="center"> <div class="video-wrapper"> <div class="video-responsive"> <iframe title="Расчёт балок междуэтажного перекрытия" width="640" height="360" src="//www.youtube.com/embed/7G3vwuLIcnI?feature=oembed" loading="lazy" frameborder="0" allowfullscreen=""> </iframe> </div> </div> </div> <br> </div> <div> Круглое бревно выдерживает большую нагрузку, чем вытесанный из него брус, но такой прочностью на изгиб не обладает. Зависит прогиб в основном от высоты балки, а не от ее ширины. Например, соединение двух абсолютно одинаковых брусьев при помощи болтов и шпонок способно выдержать вес в 2 раза больший, чем, если уложить оба бруса рядом.<a name="777"></a><br> </div> <div> <br> </div> <div> Правда, когда клееные стропила сделать слишком тонкими, они начинают изгибаться в сторону. Если создается чердачное или межэтажное перекрытие по балкам, они должны обладать толщиной не менее 1/24 длины. </div> <div> <br> </div> <div> <i><b>Пример расчета балки, достаточно подробная видеоинструкция:</b></i> </div> <div> <br> </div> <div align="center"> <div class="video-wrapper"> <div class="video-responsive"> <iframe title="Расчет деревянных балок перекрытий" width="640" height="360" src="//www.youtube.com/embed/WRNxqR6OaUQ?feature=oembed" loading="lazy" frameborder="0" allowfullscreen=""> </iframe> </div> </div> </div> <h2> <a name="7"></a> Подстропильные балки и их особенности</h2> <a name="777"></a> <div> <u><i>Используемые для покрытий с балочными конструкциями балки подстропильные и подстропильные фермы обладают рядом особенностей:</i></u> </div> <div> <ul> <li>железобетонные изделия производят с пучковой арматурой исключительно предварительно напряженными;</li> <li>эти изделия бывают с параллельными и непараллельными поясами;</li> <li>балку подстропильную рассчитывают по схеме как для однопролетной балки, которая нагружена распределенной от собственного веса нагрузкой и сосредоточенной силой в середине пролета;</li> <li>у балок и ферм подстропильных конструкций есть железобетонные консоли или стальные столики, предназначенные для опираний на них несущих конструкций покрытий;</li> <li>эти элементы крепят к каркасу, как и основные конструкции.</li> </ul> </div> <div> От правильного выбора балок стропильных и подстропильных зависит прочность и надежность всей кровельной конструкции </div> </div> </div>