Правила расчета деревянных балок, какие параметры нужно знать, формулы

99 0

Тому, кто вознамерился построить дом из деревянного бруса, необходимо иметь на руках значения ряда параметров, получать которые позволяет расчет несущей способности и прогиба. Также для подготовки пола в помещении и укладки напольного покрытия необходимо правильно выбрать лаги нужного сечения и рассчитать, какой их объем понадобится использовать.

Прежде чем приступить к строительству, все необходимые вычисления должны быть на руках, без этого начинать работу не имеет смысла. Рассмотрим, как производится расчет деревянных балок.

Расчет деревянных балок перекрытия дома

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчет лаг пола на прогиб – не столь уж простая задача. Чтобы получить данные о размерах балок и о том, сколько их потребуется приобрести, нужно потратить большое количество сил и произвести много расчетов. Однако можно значительно упростить задачу с помощью использования калькулятора.

Строителю потребуется знать глубину крепления фиксаторов в толщу стены и длину пролета, который будет перекрываться досками. Имея эти данные, он может провести все требуемые вычисления, узнать показатели прогиба балок, несущей способности и иных нужных измерений.

Значения ширины пролета в зависимости от типа перекрытия

Длина

Тех, кто планирует строить фундамент дома из деревянного бруса, неизбежно беспокоит вопрос – какую максимальную длину брать для расчетов? Используемая длина досок зависит от длины максимального пролета здания. Пролет – это расстояние между теми стенами, которые будут соединять балки, и чем он длиннее, тем более строгие критерии предъявляются к несущим элементам.

Кроме того, надо брать во внимание, куда будут заделываться используемые балки и из какого материала делаются стены. Для деревянного строения достаточно взять глубину задела в 80 мм, а вот для кирпичного дома она будет больше – 120-150 мм. Эти данные приплюсовываются к изначальной длине деревянной доски. Разница в добавочной длине для разных материалов повлияет и на результирующую несущую способность.

Имеются также еще некоторые особенности:

  • Когда строитель вознамерился использовать кронштейн, в качестве исходной длины он берет просто расстояние между стенами;
  • При большой величине пролета (например, 8 м) надо приобрести прямоугольный клееный брус и позаботиться о вспомогательных опорах (добавочные стены, массивные столбы). В целом же оптимальные размеры пролета – 3-4 метра;
  • Когда строитель делает скат крыши, ему приходится вынести доски за пределы стен на 0,3-0,5 метра. Он должен учитывать эти изменения, когда рассчитывает, насколько постройка способна выдерживать нагрузки;
  • При использовании обрезных досок длина не должна превышать 6 м – в противном случае будет иметь место увеличение прогиба доски и снижение несущих возможностей.
Однопролетные балки

Общая информация по методологии расчёта

Если дом имеет до 4 этажей, используются обычно однопролетные элементы – они могут иметь вид четырехгранного бруса, плоской доски небольшой толщины либо круглого бревна. Длина же этих элементов может сильно варьироваться, в зависимости от параметров конкретного здания. Размеры брусков, используемых в качестве несущих составляющих, обычно находятся в границах 70-150 мм (толщина) и 150-240 мм (высота сечения). Именно эти измерения мы применяем, когда нам нужны вычисления несущих параметров. Они также определяют механическую прочность используемого элемента.

Некоторые детали:

  • Предпочтительнее всего выбрать брусок с сечением, у которого ширина относится к высоте, как 2 и 3;
  • Для получения наиболее крепкой конструкции целесообразно применять перекрестный монтаж;
  • Балки принято делать из древесины хвойных пород – она недорогая, достаточно крепкая и обладает антисептическими свойствами, а благородный внешний вид дерева для данных целей не требуется. В большинстве построек, особенно жилых домов, применяют сосновые изделия. Ель, обладающую меньшей прочностью, можно использовать для дачного домика. Если же планируется постройка бани, для нее идеально использовать лиственничныеэлементы, так как это дерево обладает наибольшей устойчивостью к разрушению под действием влаги;
  • В расчетах используется балочный шаг – это параметр, описывающий частоту укладки элементов. Он напрямую связан с жесткостью создаваемого перекрытия;
  • Также вводится такой параметр, как коэффициент надежности – чем он больше, тем более прочная получится постройка.

На качество перекрытия также влияет сорт древесины:

  • Первосортной считается древесина, дефекты поверхности которой ограничиваются неглубокими трещинами (не более четверти ширины и не длиннее 15 см) и крепкими здоровыми сучочками, длина которых также не превышает четверти поперечного размера. Возможно наличие подгнивших сучков, но не более одного на балку. Еще значимое правило: на участке балки в 20 см общая длина всех сучков не должна быть больше ширины балки. Допускается наличие фрагментов, пораженных грибком, но их суммарная площадь должна составлять не более 0,1 от площади всего дерева;
  • У брусьев второго сорта допустимые длины сучков увеличиваются до трети общей ширины среза, глубина трещин – до этого же значения, а их наибольшая длина – до 20%. Не допускается наличие гнили (как и у первого сорта), площади, пораженные грибком, не должны превышать 20% от общих. Возможно наличие кренящихся балок и кармашков (не более четырех штук на метр балки);
  • У третьесортных балок размеры сучковатостей достигают половины общей длины. Возможны червоточины (до трех штук на метр). Участки с грибковыми и раковыми поражениями могут составлять до трети балочной длины, но гниль все еще недопустима. Хотя такие балки и не слишком презентабельны, их допустимо применять в постройках, особенно не имеющих постоянных круглогодичных жильцов.
Расчет однопролетных деревянных балок и многопролетных конструкций

Как рассчитать несущую способность и прогиб

Обычно несущие качества сверяют с таким каноном: M/W<=Rд. Расшифруем значения указанных параметров:

  • Rд – это сопротивление на изгиб для используемого дерева. У хвойных пород значение примерно равно 130кгс/м2;
  • W – это момент сопротивления, измеряется в см3;
  • М – изгибающий момент балочного элемента, меряют в единицах кгс*м. Этот момент изгиба можно вычислить так: M=(ql2)/8. Здесь l – это длина элемента балки, а q – создаваемая нагрузка на балку. Строителю надо знать, что получаемые им результаты зависят от качества используемого дерева и характера его обработки.

Насколько важно правильно рассчитать прогиб

Важность точного расчета прогиба весьма высока – его значение отнюдь не ограничивается нарушением эстетической привлекательности. Если прогиб будет превышать значение 4% от общей длины балки, вероятность разрушения конструкции дома возрастает во много раз! Кроме того, по прошествии нескольких лет эксплуатации здания исходный прогиб может увеличиваться, поэтому чрезвычайно важно позаботиться о том, чтобы исходные значения имели определенный запас и не доходили до критических.

Так зачем нужен калькулятор

Ниже выложен калькулятор, позволяющий по вводимым вами базовым измерениям подсчитать обозревавшиеся в статье критически важные параметры всего за несколько секунд.

Таким образом, параметр прогиба бруса не менее важен для долговечной службы постройки, чем качество и прочность самих балок. Используя онлайн-вычисления, можно просчитать все нужные данные и проверить их на соответствие строительным стандартам.

Средняя оценка
оценок более 0
Поделиться ссылкой
Комментарии Коментариев пока нет, но вы могли бы быть первым...
Adblock
detector