Розрахунок навантаження на дошку 50 мм. Розрахунок балок перекриттів

1. Про матеріали перекриттів
2. Від чого залежить міцність перекриття?
3. Результат і приклад розрахунку
4. приклад розрахунку
5. користь калькулятора
6. Розрахунок дерев'яних балок
7. Розрахунок залізобетонних балок
8. висновок
9. Яке навантаження діє на профільну трубу
10. Класифікація навантажень на профільну трубу
11. Розрахункові схеми навантаження на профільну трубу
12. Максимальні навантаження на профільну трубу
13. Методи розрахунку навантажень на профільну трубу
14. Як розрахувати навантаження за допомогою довідкових таблиць
15. Розрахунок за формулою максимального напруження при згині профільної труби
16. Калькулятор для розрахунку навантаження на профільну трубу
17. Як розрахувати необхідний перетин дерев'яної балки перекриттів?
18. Сталеві (металеві) двотаврові балки перекриттів
19. Залізобетонні балки перекриттів

При будівництві приватних житлових будинків, господарських та інших будівель важливо правильно розраховувати параметри кожного елемента конструкції. Одним з ключових елементів будь-якої конструкції з дерева є перекриття.

Про матеріали перекриттів

Правильно підібраний матеріал, вибір довжини, перетину і схема установки визначає його довговічність і навантаження, які вона здатна витримати. Вибір і розрахунок дерев'яних балок для перекриття між поверхами - це одні з найважливіших рішень в приватному будівництві. Оскільки дерево екологічно чистий матеріал і досить міцний.

Єдиний передбачуваний мінус деревини при порівнянні з бетоном - це її горючість, показник якої при необхідності можна знизити, якщо обробити дерево спеціальними складами.

Прийнято вважати, що бетон вогнетривкий, хоча це не зовсім так: він тріскається при температурі понад 250 і обсипається при температурі 550 градусів, тобто повністю руйнується при пожежі. Тому хороший альтернативної бетону є саме дерево.

Але, щоб розрахувати, скільки потрібно деревини для побудови, щоб не було її надлишку, щоб при цьому була забезпечена максимальна несуча здатність цієї дерев'яної балки, часто використовують калькулятор автоматичного розрахунку параметрів перекриття. Калькулятор на розрахунок балок перекриття з дерева допоможе швидко і досить точно визначити показники запасу міцності при використанні різних матеріалів і, відповідно, вибрати один з них. Кращі матеріали , Параметри перетину, особливості конструкції, якісні балки перекриття дозволяють оптимально розподілити навантаження, не перевищуючи при цьому допустимою, а також цегляні або зроблені з іншого матеріалу стіни.

Від чого залежить міцність перекриття?

Основні параметри, які впливають на якість перекриття, залежать від властивостей матеріалу, технічних параметрів і умов експлуатації.

Властивості деревних матеріалів:

• Вид дерева. Популярними породами для вживання в житловому будівництві вважають сосну, ялину, модрину. Іноді використовують дуб, березу, осику, а також комбіновані матеріали.
• Сорт. Визначають три сорти деревини, які нумерують 1 (найкращий), 2 і 3. Сорт визначається граничною кількістю сучків на деревині, вигин балок, в тому числі здорових і прогнилих, кількістю, глибиною і довжиною тріщин, іншими пороками дерева. Детальні вимоги до деревини визначаються стандартами, нормами, правилами (СНиП II-25-80, СП 64.13330.2011 і іншими).

Кожен матеріал має свої характеристики міцності і прогину, які залежать від технічних показників , Описаних нижче. Деякі породи більш легкі, інші - більш стійкі до вологи.

Наприклад, хвойні породи мають кращий опір волозі. Перший сорт деревини відрізняється кращою якістю, відсутністю вад, але він відповідно дорожче.

Технічні показники:

• Тип балки. Визначають такі типи, як прямокутний брус, круглі колоди, балки ,. склеєні з дощок або з шпони LVL.
• Довжина прольоту. Зазвичай балочний проліт для приватних житлових будинків становить не більше 6 метрів. Важливо пам'ятати, що цей показник відрізняється від довжини самої балки, яка повинна також захоплювати опорні ділянки на стінах або інших опорах.
• Висота і ширина балки. Для бруса, інший прямокутної балки ці показники можуть бути однаковими або відрізнятися. Чим більше їх висота, тим більше жорсткість і менше вони прогинаються. У випадку з колодами в розрахунок береться діаметр або середній діаметр колоди. При виборі цих параметрів враховують також особливості і простоту виготовлення, транспортування, монтажу балок.
• Крок балок. Це відстань між двома сусідніми балками в перекритті. Чим ближче балки, тим вище їх витрата балок, міцність перекриття, але зменшується прогин і максимальне навантаження.
і зосереджене навантаження, які визначаються стандартами і залежать від типу приміщень, кількості мешканців або працівників, типу, кількості меблів або обладнання в них і інших особливостей їх використання.
• Тип перекриття. Маються на увазі міжповерхові перекриття з підвищеними вимогами відносного прогину, який становить 1/250; горищні перекриття, вимоги до яких нижче - 1/200; покриття і настили, відносний прогин яких становить 1/150.

Останні 3 пункту також визначаються як умови експлуатації дерев'яного перекриття , Які залежать безпосередньо від особливостей будівництва.

Результат і приклад розрахунку

Як працює калькулятор для розрахунку дерев'яних балок і як відбувається розрахунок навантаження - це головні питання, на які слід тут відповісти.

2 головні показники, що визначають якість перекриття - це розподілене навантаження на саме перекриття, а також зосереджене навантаження на ригелі, якщо вони використовуються. Якість ригеля залежить також від способу його закріплення.

Онлайн-калькулятор автоматично показує, наскільки великим буде запас розподіленого навантаження і прогину у перекриття. Або ж навпаки, вкаже на перевантаження.

приклад розрахунку

Для прикладу використані наступні вхідні параметри: сосновий брус, однопрогоновий для міжповерхового перекриття, довжина 6 метрів, має квадратний перетин 120 на 120 міліметрів. Вони будуть розташовані з кроком 40 сантиметрів при навантаженні на балку, яка становить 60 кілограм на квадратний метр.

Момент інерції перерізу складе 1728 см⁴, а важать такі балки по 43 кілограми кожна.
В результаті, розрахунковий прогин такого перекриття складе 23 міліметра (або 1/261 відносного прогину). Воно буде мати запас по прогину в 1,04 рази і при навантаженні 845 кілограмів зруйнуватися.

Для відповідного ригеля при зосередженому навантаженні в 90 кг розрахунковий прогин складе 23 міліметра, а запас по прогину - 1,04 рази. Конструкція не витримає навантаження понад 422 кілограм.
Слідчо, експерти-будівельники будуть рекомендувати не використовувати перекриття між поверхами з такими показниками, оскільки запас прогину занадто малий.

Оптимальним вважається показник прогину від 1,5 до 3 відповідно. Чим вище цей показник, тим вище витрата деревини, але чим нижче показник запасу по прогину, тим менш стійкою вийде споруда в цілому і її елементи зокрема.

користь калькулятора

За допомогою калькулятора будівельник може самостійно підібрати необхідні параметри, підбираючи кожен з доступних або бажаних варіантів і розраховуючи більш вигідні матеріали і тип балок.

І обвалення будівель необхідно виконувати розрахунок даних несучих конструкцій. Балки виготовляються з дерев'яного бруса , Металопрокату та залізобетону. Нижче наводяться найпростіші методики розрахунків і рекомендації щодо вибору балок із зазначених матеріалів.

Розрахунок дерев'яних балок

Для розрахунку дерев'яних балок необхідно знати розподілене навантаження на, довжину балок і відстань між ними. Балки укладаються паралельно короткій стороні будівлі, розподілене навантаження вибирається рівної 400 кг / кв. метр для міжповерхових і 200 кг / кв. метр для горищних перекриттів. Для прикладу розрахуємо балки для кімнати розмірами 6х4,5 метра, при цьому довжина балки дорівнюватиме близько п'яти метрів, але розрахунок ведеться виходячи з відстані між стінами - 4,5 метра. Відстань між балками вибираємо рівним 0,8 метра.

Розраховуємо максимальний згинальний момент:

М = (q х hхl2) / 8 = 400 х 0,8 х 4,52 / 8 = 810 кгм = 81000 кгсм;

де q - розподілене навантаження, h - відстань між балками; l - довжина прольоту.

Необхідний момент опору балки дорівнює:

W = М / R = 81000 / 142,71 = 567,6 куб. см;

де R - розрахунковий опір деревини, для сосни рівне 14 МПа або 142,71 кгс / кв. см.

Ставлячи ширину перетину бруса (10 см) визначаємо висоту балки:

h = √ (6W / b) = √ (6 х 567,6 / 10) = 18,5 см;

де h - висота, b - ширина балки. Результати розрахунків показують, що можна застосувати брус 10х20 см.

Оптимальне співвідношення ширини і висоти балки дорівнює 1: 1,4. Підставляючи у формули різні значення відстаней між балками і їх ширини підраховуємо витрата матеріалів і вибираємо найбільш економічний варіант при оптимальному перетині.

Для вибору дерев'яних балок можна скористатися онлайн калькулятором Романова або таблицями, в яких за результатами розрахунків наведені найбільш типові варіанти. Подібні матеріали можна легко знайти в інтернеті.

Прогин дерев'яної балки повинен бути менше 1/250 її довжини, для нашого випадку 450/250 = 1,8 см. Він розраховується за формулою:

f = (5ql4) / (384EI) = 5 х 400 х 4,5 х 4,5 х 4,5 х 4,5 / 384 х 109 х 6666.6667 х 10 - 8 = 3,2 см;

де E - модуль пружності, для деревини рівний 109 кгс / м2; I - момент інерції, для балки прямокутного перетину рівний:

I = bx h3 / 12 = 10 х 203/12 = 6666.6667 см4.

В даному випадку прогин більше допустимого, тому слід вибрати брус більшого перетину або зменшити відстань між балками і повторити розрахунки.

Методика визначення максимального згинального моменту і моменту опору однакова для балок з будь-якого матеріалу. Металеві балки найчастіше виготовляються з двутавра. Величину допустимого моменту опору для обраного профілю можна дізнатися в довіднику по металопрокату або обчислити на онлайн калькуляторі на геометричні розміри. Розрахунки значно полегшуються при використанні програм, наявних в інтернеті. У таблиці вказані рекомендовані номери двутавров при розподіленої навантаженні 400 кгс / кв. м.

Розрахунок залізобетонних балок

Заводські балки вибираються по допустимому моменту опору, який вказується в документації. вибір конструкції монолітних балок утруднений тим, що залізобетон є матеріалом, що складається з декількох компонентів і передбачити вплив всіх факторів на несучу здатність балки досить складно. Методику розрахунків зможуть подужати лише фахівці, які вивчили спрямують і мають практичний досвід.

• Бетон витримує значні навантаження на стиск, а арматура - на розтягнення, тому вона встановлюється в розтягнутій зоні - нижньої частини балки.
• Висоту перерізу балки вибирають більшою 1/20 довжини прольоту, відношення висоти до ширини перерізу - рівним 7: 5.
• Діаметр арматури повинен бути 12 мм і більше, кількість прутків - не менше 4, в нижній частині перетину укладається товща арматура (арматура в верхній частині потрібна, якщо балка виготовляється на грунті і встановлюється на місце підйомним краном).
• Бетонування повинна здійснюватися в один прийом, наступна порція бетону укладається до схоплювання попередньої.
• Вибір балок спрощується при використанні програм, що визначають їх перетин і кількість арматури.

висновок

Наведені формули і рекомендації дають уявлення про методику розрахунків і з більшості випадків придатні для вибору балок перекриття. Більш складні методики враховують всі умови роботи, при цьому виробляється перевірка на стійкість до навантажень, що діють в різних напрямках.

Дерев'яні бруси для перекриттів в приватному будівництві використовують часто. Легкість, доступність за ціною і можливість самостійного монтажу компенсують здатність до займання, ураження грибком і гниття. У будь-якому випадку при зведення другого і більше поверхів просто необхідно зробити розрахунок дерев'яних балок перекриття. Онлайн-калькулятор, який ми представляємо в цьому огляді, допоможе впоратися з цим завданням просто і швидко.

З приходом літа починається будівельний сезон для компаній, власників котеджів, дачних ділянок. Хтось будує альтанку, теплицю або паркан, інші люди перекривають дах або зводять баню. І коли перед замовником виникає питання про несучих конструкціях, частіше вибір зупиняється на профільній трубі через низьку вартості і міцності на вигин при малій вазі.

Яке навантаження діє на профільну трубу

Інше питання, як розрахувати розміри профільної труби так, щоб обійтися «малою кров'ю», купити підходящу по навантаженню трубу. Для виготовлення поручнів, огорож, теплиць можна обійтися без розрахунків. Але якщо ви будуєте навіс, покрівлю, козирок, без серйозних розрахунків навантаження не обійтися.

Кожен матеріал чинить опір впливу зовнішніх навантажень, і сталь - не виняток. Коли навантаження на профільну трубу не перевищує допустимих значень, то конструкція зігнеться, але чи витримає навантаження. Якщо вага вантажу прибрати, профіль прийме вихідне положення. У разі перевищення допустимих значень навантаження труба деформується і залишається такою назавжди, або розривається у місці згину.

Щоб виключити негативні наслідки, при розрахунку профільної труби враховуйте:

1. розміри і перетин (квадратне або прямокутне);
2. напруга конструкції;
3. міцність сталі;
4. типи можливих навантажень.

Класифікація навантажень на профільну трубу

Згідно СП 20.13330.2011 за часом дії виділяють наступні типи навантажень:

1. постійні, вага і тиск яких не змінюється з часом (вага частин будівлі, грунту і т.д.);
2. тимчасові довготривалі (вага сходи, котлів в котеджі, перегородок з гіпсокартону);
3. короткочасні (снігові і вітрові, вага людей, меблів, транспорт і т.д.);
4. особливі (землетрусу, вибухи, удар машини і т.д).

Наприклад, ви споруджуєте навіс у дворі ділянки і використовуєте профільну трубу як несучу конструкцію . Тоді при розрахунку труби враховуйте можливі навантаження:

1. матеріал для навісу;
2. вага снігу;
3. сильний вітер;
4. можливе зіткнення автомобіля з опорою під час невдалої паркування у дворі.

Для цього скористайтеся СП 20.13330.2011 «Навантаження і впливи». У ній є карти і правила, необхідні для правильного розрахунку навантаження профілю.

Розрахункові схеми навантаження на профільну трубу

Крім типів і видів навантаження на профілі, при розрахунку труби враховуються види опор і характер розподілу навантаження. Калькулятор розраховує, використовуючи тільки 6 типів розрахункових схем.

Максимальні навантаження на профільну трубу

Деякі читачі запитують: «Навіщо робити такі складні розрахунки, якщо мені потрібно зварити перила для ганку». У таких випадках немає необхідності в складних розрахунках з урахуванням нюансів, так як можна вдатися до готовим рішенням (Таб. 1, 2).

Таблиця 1. Навантаження для профільної труби квадратного перетину Розміри профілю, мм 1 метр 2 метри 3 метри 4 метри 5 метрів 6 метрів Труба 40х40х2 709 173 72 35 16 5 Труба 40х40х3 949 231 96 46 21 6 Труба 50х50х2 1165 286 120 61 31 14 Труба 50х50х3 1615 396 167 84 43 19 Труба 60х60х2 1714 422 180 93 50 26 Труба 60х60х3 2393 589 250 129 69 35 Труба 80х80х3 4492 1110 478 252 144 82 Труба 100х100х3 7473 1851 803 430 253 152 Труба 100х100х4 9217 2283 990 529 310 185 Труба 120х120х4 13726 3339 1484 801 478 296 Труба 140х140х4 19062 4736 2069 1125 679 429 Таблиця 2. Навантаження для профільної труби прямокутного перетину (розраховується по більшій стороні) Розміри профілю, мм 1 метр 2 метри 3 метри 4 метри 5 метрів 6 метрів Труба 50х25х2 684 167 69 34 16 6 Труба 60х40х3 тисяча двісті п'ятьдесят-п'ять 308 130 66 35 17 Труба 80х40х2 1911 471 202 105 58 31 Труба 80х40х3 2672 658 281 146 81 43 Труба 80х60х3 3583 884 380 199 112 62 Труба 100х50х4 5489 тисячі триста п'ятьдесят сім 585 309 176 101 Труба 120х80х3 7854 тисяча дев'ятсот сорок сім 846 455 269 164

Користуючись готовими розрахунками, пам'ятайте, що в таблицях 2 і 3 вказана максимальне навантаження, від впливу якої труба зігнеться, але не зламається. При ліквідації навантаження (припинення сильного вітру) профіль знову набуде первісний стан. перевищення максимального навантаження навіть на 1 кг веде до деформації або руйнування конструкції, тому купуйте трубу з запасом міцності, в 2 - 3 рази перевищує граничне значення.

Методи розрахунку навантажень на профільну трубу

Для розрахунку навантажень на профілі використовуються методи:

1. розрахунок навантаження за допомогою довідкових таблиць;
2. використання формули напруги при вигині труби;
3. визначення навантаження за допомогою спеціального калькулятора.

Як розрахувати навантаження за допомогою довідкових таблиць

Цей метод точний і враховує види опор, закріплення профілю на опорах і характер навантаження. Для розрахунку прогину профільної труби за допомогою довідкових таблиць необхідні наступні дані:

1. значення моменту інерції труби (I) з таблиць ГОСТ 8639-82 (для квадратних труб) і ГОСТ 8645-68 (для прямокутних труб);
2. значення довжини прольоту (L);
3. значення навантаження на трубу (Q);
4. значення модуля пружності з чинного СНиП.

Ці значення підставляють в потрібну формулу, яка залежить від закріплення на опорах і розподілу навантаження. Для кожної розрахункової схеми навантаження формули прогину змінюються.

Розрахунок за формулою максимального напруження при згині профільної труби

Розрахунок напруги при вигині обчислюється за допомогою формули:

де M - згинальний момент сили, а W - опір.

Відповідно до закону Гука сила пружності прямо пропорційна величині деформації. Тепер підставляють значення для потрібного профілю. Далі формула уточнюється і доповнюється, виходячи з характеристик стали для профільної труби, навантаження і т.д.

Юлія Петриченко, експерт

Калькулятор для розрахунку навантаження на профільну трубу

Розрахунок профільної труби на прогин - складний і трудомісткий процес. Для цього треба уважно вивчити ГОСТи і інші нормативні документи, вивчити види опор і навантажень на майбутню конструкцію, побудувати схему, додати запас міцності. Найменша помилка при розрахунках призведе до сумного фіналу. Тому, не знаючи фізики і спрямують, краще довірити розрахунки відповідальних конструкцій (покрівля, каркас) професіоналам. Вони допоможуть провести точні розрахунки при менших витратах.

Якщо ви вирішили питання розрахунку навантаження на профільну трубу, поділіться досвідом і розкажіть, для чого ви її використовували в коментарях!

Дерев'яні балки перекриттів

Дерев'яні балки перекриттів часто є найбільш економічним варіантом. Дерев'яні балки легкі у виготовленні і монтажі, мають низьку теплопровідність в порівнянні зі сталевими або залізобетонними балками. Недоліки дерев'яних балок - більш низька механічна міцність, що вимагає великого перерізу, низька пожежостійкість і стійкість до поразки мікроорганізмами і термітами (якщо вони водяться у вашій місцевості). Тому, дерев'яні балки перекриттів потрібно ретельно обробляти антисептиками і антипіренами, наприклад ХМ-11 або ХМББ виробництва фірми Антисептик (С-Петербург).

Як розрахувати необхідний перетин дерев'яної балки перекриттів?

Оптимальний проліт для дерев'яних балок - 2,5 4 метри. Найкраще перетин для дерев'яної балки - прямокутне з співвідношенням висоти до ширини 1,4: 1. У стіну балки заводять не менше ніж на 12 см і гідроізолюють по колу, крім торця. Бажано закріпити балку анкером, закладеним в стіну.

При виборі перерізу балки перекриття враховують навантаження власної ваги, яка для балок міжповерхових перекриттів, як правило стоставляет 190-220 кг / м2, і навантаження тимчасову (експлуатаційну), її значення приймають рівною 200 кг / м2. Балки перекриття укладають по короткому перетину прольоту. Крок монтажу дерев'яних балок рекомендується вибирати рівним кроку установки стійок каркаса.

Для розрахунку мінімального і оптимального перетину дерев'яної балки перекриття можна скористатися он-лайн калькулятором Романова для дерев'яних балок перекриттів

Нижче наведено кілька таблиць, зі значеннями мінімальних перетинів дерев'яних балок для різних навантажень і длинн прольотів:

Таблиця перетинів дерев'яних балок перекриття в залежності від прольоту і кроку установки, при навантаженні 400кг / м2. - рекомендується розраховувати саме на це навантаження

Якщо ви не використовуєте утеплювач або не плануєте навантажувати перекриття (наприклад, перекриття безлюдного горища), то можна використовувати таблицю для менших значень навантажень дерев'яних балок перекриттів:

Таблиця мінімальних перетинів дерев'яних балок перекриття в залежності від прольоту і навантаження, при навантаженнях від 150 до 350 кг / м2.

Якщо ви використовуєте замість балок прямокутного перерізу круглі колоди, можна користуватися наступною таблицею:

Мінімальний допустимий діаметр круглих колод, використовуваних як балок міжповерхових перекриттів в залежності від прольоту при навантаженні 400 кг на 1 м2

Якщо ви хочете перекрити великі прогони, то рекомендуємо скористатися досвідом з сайту куток.

Сталеві (металеві) двотаврові балки перекриттів

Двотаврова металева балка перекриттів має низку незаперечних переваг, тільки при одному недоліку - високої вартості. металевої двотаврової балкою можна перекрити великі прольоти зі значним навантаженням, металева сталева балка негорюча і стійка до біологічних впливів. Однак, металева балка може корродировать при відсутності захисного покриття і наявності в приміщенні агресивних середовищ.

Для розрахунку параметрів двотаврової металевої балки можна скористатися хорошою

У більшості віпадків в самодіяльному будівництві при розрахунках в Вищевказаний програмою або других їй подібніх, слід вважаті, что металева балка має шарнірні опори (Тобто кінці НЕ фіксовані жорсткий - например, так як в каркасній сталевої конструкції). Навантаження на перекриття зі сталевими двотавровими металевими балками з урахуванням власної ваги слід розраховувати, як 350 (без стяжки) -500 (зі стягуванням) кг / м2
Крок між двотавровими металевими балками рекомендується робити рівним 1 метру. У разі збереження енергії можна встановити збільшення кроку між металевими балками до 1200 мм.

Таблиця для вибору номера двотаврової металевої балки при різному кроці і довжині прогонів

Залізобетонні балки перекриттів

При влаштуванні залізобетонних балок потрібно використовувати такі правила (за Володимиром Романову):

1. висота залізобетонної балки повинна бути не менше 1/20 довжини отвору. Ділимо довжину отвору на 20 і отримуємо мінімальну висоту балки. Наприклад при отворі в 4 м висота балки повинна бути не менше 0,2 м.
2. Ширину балки розраховують виходячи зі співвідношення 5 до 7 (5 - ширина, 7 - висота).
3. Армувати балку слід мінімум 4 прутами арматури d12-14 (знизу можна товщі) - по два зверху і знизу. Таблиці співвідношення довжини і маси арматури різного перетину.
4. Бетонувати за один раз, без перерв, щоб раніше укладена порція розчину не встигла схопитися до укладання нової порції. З бетономішалкою бетонувати балки зручніше, ніж замовляти міксер. Міксер хороший для швидкої заливки великих обсягів.

Вага будівельної арматури або скільки метрів арматури в тонні. Вага арматури завдовжки 11,75 м. Вага арматури діаметром від 5,5 до 32 мм.

Вага двутавра і кількість метрів в тонні двотавру

Схожі статті