Как выполняется расчет нагрузки на деревянную балку

23.01.2015
Просмотров: 126
Рейтинг: 56
126
56

Для строительства и сооружения перекрытий различного типа чаще всего применяются деревянные балки, они обладают необходимыми качествами и доступной стоимостью. Работать с таким материалом просто, он хорошо поддается обработке и защите. Чтобы конструкция получилась прочной и надежной, нужно во время проектирования провести расчет для всего строения и для деревянных балок в частности.

Схема монтажа деревянных балок перекрытия

Схема монтажа деревянных балок перекрытия.

Выполнять вычисления необходимо, основываясь на том, какие именно балки будут использованы, для каких целей, требуется учесть, какие нагрузки планируются. Для расчетов требуется руководствоваться специальными СНиПами, в которых отображаются все особенности и требования подобных работ с деревянными конструкциями.

Где используются деревянные балки?

Деревянная балка может применяться для различных работ:

Расчет деревянной балки перекрытия

Расчет деревянной балки перекрытия.

  1. Цокольные, подвальные перекрытия. К таким балкам предъявляются особые требования, так как нагрузки на них оказываются серьезные. Деревянные балки укладываются под основание пола, фактически именно они принимают на себя все нагрузки от строения.
  2. Чердачные перекрытия. В данном случае балки являются неотъемлемой частью стропильной системы, хотя есть варианты, когда перекрытие делается независимым. Но в первом случае обеспечивается большая прочность и рациональность, такая конструкция легче поддается ремонту, звукоизоляция дома получается более качественной.
  3. Межэтажные перекрытия отличаются некоторыми особенностями, они выполняют 2 функции: являются основанием для пола верхнего этажа и опорой для потолка этажа нижнего. К такой конструкции предъявляются высокие требования, так как нагрузки оказываются в двойном размере. Обязательные элементы — теплоизолятор, гидрозащита, пароизоляция. Нагрузки оказываются отделочным материалом потолка и пола, коммуникациями, которые будут проводиться.

Балки можно классифицировать и по виду:

  1. Цельномассивные изделия. Для изготовления в данном случае применяются твердые сорта древесины, это может быть лиственная или хвойная порода, но отличного качества. Цельные типы балок можно использовать только в том случае, когда длина пролета будет до 5 м.
  2. Клееные деревянные изделия считаются одними из лучших. Длина перекрытия может быть больше 5 м. Материал отличается следующими свойствами: высокий уровень прочности, простой монтаж, возможность использования с пролетами большой длины, устойчивость к возгораниям, во время сушки деформации не происходит, срок службы длительный. Еще одним немаловажным преимуществом является то, что вес подобных балок намного меньше, чем у цельных. Это приводит к тому, что нагрузки на конструкцию оказываются намного меньшие.

Пример вычислений

Схема к расчету балок деревянного перекрытия

Схема к расчету балок деревянного перекрытия.

При расчете нагрузки на деревянную балку необходимо учитывать разнообразные параметры, работа выполняется в несколько этапов:

  1. Проводится расчет предполагаемых нагрузок.
  2. Вычисляется нормативная величина прогиба, жесткость конструкции.

Во время расчета требуется внимание уделить тому, какие нагрузки планируются. Они классифицируются на следующие:

  1. Постоянные, т.е. самостоятельный вес перекрытий, вес стропильной системы, межкомнатных перегородок.
  2. Переменные, которые принимаются равными 150 кг/м², согласно данным СНиПа 2.01.07-85. Переменные нагрузки включают в себя вес мебели, бытовой техники, людей и оборудования, которое может находиться в доме.

Чтобы исключить неточности, специалисты рекомендуют во время учета нагрузок прибавлять к ним запас прочности в 30-40%. При выполнении расчета важно учесть, какие пределы жесткости установлены, для этого необходимо ознакомиться с ГОСТом для конкретного типа строительного материала. Для междуэтажных деревянных балок такой предел равен 1/250, а для чердачных перекрытий — 1/200. Требуется еще учесть, какая именно древесина используется для сооружения балки.

Деревянные балки — материал прочный, но рассчитанный на определенные нагрузки. Пример вычислений приведен ниже:

  1. Расстояние между отдельными деревянными изделиями составляет 1 м. При длине одной балки в 4 м предполагаемая нагрузка составляет 400 кг/м².
  2. Величина прогиба при указанных данных будет составлять 800 кг/м² (400*4/8=800).
Расчет на смятие опорных участков балки

Расчет на смятие опорных участков балки.

Сопротивления дерева вычисляется по такой формуле: Wтреб=Мmax/R.

Для сосны значение Мmax, т.е. величина прогиба, равно 800/142,71=0,56057 м³. Значение R — это коэффициент сопротивления древесины, определяется согласно СНиПу II 25-80 для деревянных конструкций.

Есть уже установленные значения для таких показателей:

  • на сжатие, изгиб, смятие;
  • растяжение волокон (для балок различного сечения и сорта);
  • сжатие поперек;
  • местное смятие;
  • скалывание поперек волокон;
  • растяжение клееной древесины.

При выполнении расчета учитываются конструктивные параметры. К примеру, длина одной балки не может быть больше 5 м, если материал используется для устройства междуэтажных перекрытий.

Требуется помнить, что толщина балки не может быть меньшее 1/25 от ее длины.

Для проектирования используются нормативные документы:

  • нагрузка, воздействие на строительные конструкции, СНиП 2.01.07-85;
  • жилые здания, СНиП 2.08.01-89;
  • данные для ограждающих, несущих конструкций, СНиП 3.03.01-87;
  • данные по деревянным конструкциям, СНиП II-25-80;
  • технические условия пиломатериалов, ГОСТ 8486-86Е;
  • размеры для пиломатериалов хвойных пород, ГОСТ 24454-80Е.

Перед строительством любого дома, где будут использоваться деревянные изделия, важно правильно провести расчет нагрузок, размеров материала. Рекомендуется использовать нормативные данные, которые указываются в СНиПах и ГОСТах. Именно в них можно найти все требуемые данные и значения, которые необходимы для выбора пиломатериалов должного качества и с нужными параметрами.