Нагрузка на деревянные балки перекрытия: Расчет деревянных балок перекрытия на KALK.PRO

Страница не найдена — Как построить дом своими руками?

Отопление дома своими руками

Гелиосистема (гелиоустановка) — это устройство, которое позволяет использовать дармовую энергию солнца для горячего водоснабжения

Отопление дома своими руками

Отопление дома с помощью электричества – очень удобный и комфортный способ его обогрева. Не

Водоснабжение частного дома своими руками

Водонагреватели в современном частном доме служат для нагрева холодной воды и поддержания её температуры

Автономная канализация в частном доме

Канализация в частном загородном, сельском доме или на даче это обычно автономная система, так

Подготовка к строительству дома

Проект дома, коттеджа или дачи выбирают на этапе подготовки к строительству, исходя: из необходимого

Разное

Вибрационные насосы отличаются простотой конструкции, небольшими габаритами и доступной ценой. Такого насоса бывает вполне

Страница не найдена — Как построить дом своими руками?

Разное

Для наружной отделки стен из керамоблоков можно применять цементно-известковые, известковые и специальные штукатурные (тёплые)

Отделка (отделочные работы) своими руками

Отделка сайдингом довольно популярный вид наружной отделки стен дома. Это связано с тем, что

Перегородки в доме своими руками

Перегородки из гипсокартона в последнее время пользуются большой популярностью. Это объясняется тем, что гипсокартонные межкомнатные 

Крыша дома своими руками

Вальмовая четырехскатная крыша дома сложнее одно- или двухскатной. Но, при желании, можно соорудить и

Полы и напольные покрытия в частном доме

Укладка ламината своими руками может быть выполнена после определения необходимого его количества, выбора подходящего

Стены дома своими руками

Для того, чтобы соорудить стены с высокими теплоизоляционными свойствами, уменьшить расход строительного материала и

Расчет нагрузки деревянной балки онлайн для минимальной прочности и прогиба перекрытия

Задача расчета балки для деревянного перекрытия по прогибу и прочности сводится к тому, чтобы найти поперечное сечение деревянных балок и определить их шаг, чтобы перекрытие было достаточно прочным и было способно выдерживать определенную нагрузку. И для того, чтобы не возникали чрезмерные прогибы, которые могут создавать существенный дискомфорт тем, кто будет ходить по такому перекрытию.

Для этого мы сделали данный калькулятор деревянного перекрытия на прогиб и прочность для деревянной балки.

Порядок работы:

1. Укажите длину пролета балки
2. Укажите шаг балок
3. Укажите расчетную нагрузку на балку (посчитать можно здесь)
4. Укажите сорт дерева (для расчета по прочности)
5. Укажите либо отношение высоты к ширине (h/b), либо напрямую задать ширину с последующим расчетом высоты
6. Нажать на кнопку «Расчет»

В результате вы получите подбор минимального сечения по прочности и прогибу деревянной балки, и на основании этих значений подбор окончательного варианта сечения и площадь для рационального использования сечения балки.

Для информации:
— принято считать, что сопротивление дерева на изгиб: для 1-ого сорта — 9 МПа, для 2-ого сорта — 8.34 МПа и для 3-его сорта — 5.56 МПа. Это следует из СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции» при коэффициентах Mв=0.9 (нормальная эксплуатация), Mт=0.8 (температура до 50 градусов), Мсс=0.9 (срок службы 75 лет), Мдл=0.66 (совместное действие постоянной и кратковременной нагрузок).

Если онлайн калькулятор расчета деревянной балки на прочность и прогиб оказался Вам полезен – не забывайте делиться им с друзьями и коллегами ссылкой в соц.сети, а также посмотреть другие строительные калькуляторы онлайн, они простые но здорово облегчают жизнь строителям и тем кто решил сам строить свой дом с нуля.

Допустимая нагрузка на деревянные перекрытия

Одним из самых популярных решений при устройстве межэтажных перекрытий в частных домах является использование несущей конструкции из деревянных балок. Она должна выдерживать расчетные нагрузки, не изгибаясь и, тем более, не разрушаясь. Прежде чем приступить к возведению перекрытия рекомендуем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором и рассчитать основные параметры балочной конструкции.

Необходимые пояснения к расчетам

• Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
• Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
• Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).

• 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
• 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
• 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по балкам.Подробнее про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;

Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;

Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;

Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности

Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

Сначала о нагрузках. По таблице 3.3 СНиП 2.01.07-85* временная нагрузка на перекрытие считается равной 150 кг/м². То есть на каждом квадратном метре перекрытия можно будет разместить 150 кг дополнительного веса сверх постоянных нагрузок. К постоянным нагрузкам относят вес самого перекрытия с напольными конструкциями и вес межкомнатных перегородок. Мебель, санитарно-техническое оборудование и вес людей относят к временным нагрузкам.

Какую величину нагрузки выбрать для устройства деревянного перекрытия? Проще всего провести аналогию с чем-то хорошо знакомым. Например, в наших квартирах используются железобетонные перекрытия с несущей способностью от 400 до 800 кг/м². В последнее время применяются в основном плиты перекрытия с несущей способностью 800 кг/м². Стоит ли принимать к расчету деревянного перекрытия такую нагрузку? Наверное, нет. Как показывает практика, нагрузка на перекрытие чаще всего, не превышает 350–400 кг/м². Однако это не исключает того, что вы, проектируя перекрытие под свои конкретные нужды, примите другую величину нагрузки. В любом случае, все возможные нагрузки лучше учесть заранее и спроектировать перекрытие с небольшим (не более 40%) запасом прочности, чем потом, при возникшей необходимости, заниматься его упрочнением.

Для подбора сечений балок перекрытия, нагрузку исчисляемую в килограммах на квадратный метр нужно перевести в нагрузку, на погонный метр длины балки. Мы легко можем представить себе, например, квадратный лист железа со сторонами длинной в 1 м. Если мы надавим на этот лист весом в 400 кг и подложим под его середину деревянную балку, то на один метр длинны этой балки будет давить сила 400 кг. Это очевидно. А если мы подложим под лист две балки и распределим их под серединами половин листа, то на метр длины балок будет давить вес по 200 кг. Это тоже очевидно. Положив под лист три балки и равномерно раздвинув их, получим нагрузку на каждую балку уже по 133 кг. Таким образом, изменяя количество балок расположенных под одним квадратным метром, мы можем изменять давящую на них нагрузку и тем самым уменьшать сечение балок. Либо наоборот, разместить под двумя (тремя, четырьмя и т.д.) квадратными метрами одну балку и увеличить ее сечение.

Балки перекрытия рассчитываются не только по несущей способности, но еще и на прогиб. Жить в доме, в котором над головой прогнулось перекрытие, будь оно хоть трижды прочным — неприятно. Нормативная величина прогиба балки не должна превышать 1/250 ее длины.

Несущая способность древесины известна, сечения и длины балок то же не составляют тайны — их тысячи раз просчитывали до нас. Поэтому для определения сечения балок при известном пролете (длине от опоры до опоры) можно применить график изображенный на рисунке 37. При использовании графика нужно задать нагрузку и ширину балки и по ним определить ее высоту, для данного пролета балки. Либо зная длину пролета балки и размеры ее сечения, определить какую нагрузку она может выдержать. Изменяя шаг установки балок добиться требуемой величине нагрузки.

рис. 37. График для определения сечений деревянных балок

График предназначен для расчета однопролетных балок, т. е. балок лежащих на двух опорах. Также можно использовать калькулятор для расчета деревянных балок. Если будут применены двухпролетные балки (на трех опорах) или балки нестандартной длины, то можно попробовать программу для расчета наслонных стропил. Методика расчета балок и стропил почти одинакова. Правда, используя эту или другие подобные компьютерные программы нужно хотя бы понимать, что делаешь. В противном случае, лучше обратиться к инженерам-конструкторам.

Основной задачей расчета деревянного перекрытия является подбор сечения и шага деревянных балок. Шаг деревянных балок обычно принимают 0.5-1.5м, а сечение приходится рассчитывать. Непосредственно этой задачей мы и будем заниматься в данном примере.

Расчет перекрытия будем вести между 1-ым и 2-ым этажами. Зададимся исходными данными.

1. Размер перекрытия 4х6 м (балки располагаем по стороне 4 метра)
2. Шаг балок – 0.6 м
3. Порода древесины – сосна
4. Сорт древесины – 2 сорт
5. Состав перекрытия:

a. Балка перекрытия (для примерного подсчета нагрузки от собственного веса возьмем сечение 200х100)
b. Черепной брусок 40х40 (крепим к балке перекрытия)
c. Щит наката толщиной 20 мм
d. Шумоизоляция толщиной 140 мм (пусть плотность равна 100 кг/м3)
e. Черновой пол толщиной 50 мм
f. Чистовой пол толщиной 15 мм

Для начала соберем распределенную нагрузку на балку.

Все постоянные и временные нагрузки на балку сведем в таблицу:

Сперва найдем все нормативные нагрузки на площадь (кг/м2) – столбец №3.

3.1 Для определения нормативной нагрузки в кг/м2 для балок перекрытия воспользуемся следующим методом: найдем массу всех балок перекрытия и разделим на площадь, которую они перекрывают (4,8х4м).
Масса одной балки – 0.2м * 0.1м * 4м * 500 кг/м3 = 40 кг
Масса всех балок – 40 кг * 9 шт = 360 кг
Нормативная нагрузка в кг/м2 от балок перекрытия – 360 кг / 4,8м / 4м = 18,75 кг/м2

3.2 Для определения нагрузки от черепного бруска воспользуемся тем же методом:
Масса одного бруска – 0,04м * 0,04м * 4м * 500 кг/м3 = 3,2 кг
Масса всех брусков – 3,2 кг * 18 шт = 57,6 кг
Нормативная нагрузка в кг/м2 от черепного бруска – 57,6 кг / 4,8м / 4м = 3 кг/м2

3.3 Щит наката – 0,02 м * 500 кг/м3 = 10 кг/м2
3.4 Шумоизоляция – 0,14 м * 100 кг/м3 = 14 кг/м2
3.5 Черновой пол – 0,05 м * 500 кг/м3 = 25 кг/м2
3.6 Чистовой пол (паркет) – 0,015 м * 650 кг/м3 = 9,75 кг/м2
3.7 Полезную нагрузку на перекрытие 2-ого этажа найдем в СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» таблица 8.3. Нормативное значения равномерно распределенной нагрузки будет как для квартир жилых зданий и равна 1,5 кПа или 150 кг/м2.

Запишем все полученные значения в 3-ий столбец таблицы.

После того, как нашли нагрузку на площадь – переведем ее в нагрузку на погонный метр балки. Сделать это легко, нужно просто умножить нагрузку на площадь (столбец №3) на грузовую ширину балки 0,6м (шаг между балками).

4.1 Балки перекрытия – 18,75 кг/м2 * 0,6 м = 11,25 кг/м
4.2 Черепной брусок – 3 кг/м2 * 0,6 м = 1,8 кг/м
4.3 Щит наката – 10 кг/м2 * 0,6 м = 6 кг/м
4.4 Шумоизоляция – 14 кг/м2 * 0,6 м = 8,4 кг/м
4.5 Черновой пол – 25 кг/м2 * 0,6 м = 15 кг/м
4.6 Чистовой пол (паркет) – 9,75 кг/м2 * 0,6 м = 5,85 кг/м
4.7 Полезная нагрузка – 150 кг/м2 * 0,6 м = 90 кг/м

Так же сведем все полученные значения в 4-ый столбец таблицы и просуммируем их, для дальнейшего определения прогиба данной балки.

Далее, руководствуясь разделами 7 и 8 СП 20.13330.2016, расставим коэффициенты надежности по нагрузке (чем меньше вероятность точного подсчета нагрузки, тем больше коэффициент надежности по нагрузке).

Для заполнения 6-ого столбца таблицы перемножим 3-ий и 5-ые столбцы.
Для заполнения 7-ого столбца таблицы перемножим 4-ый и 5-ые столбцы.
Значения в 7-ом столбце просуммируем для дальнейшего расчета на прочность.
Все эти нагрузки Вы также могли бы посчитать в нашем калькуляторе по сбору нагрузок на балку.

Как видно на рисунке – наша посчитанная расчетная нагрузка 174,96 кг/м практически совпадает с нагрузкой в калькуляторе 172,5 кг/м.

При расчете балки на прочность будем руководствоваться СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции» и основная наша формула будет выглядеть следующим образом:

Формула говорит о том, что максимально изгибающий момент в балке M, деленный на момент сопротивления сечения Wрасч, должен быть не более расчетного сопротивления дерева на изгиб Rи.
Зная M и Rи мы найдем Wрасч, а зная Wрасч, мы сможем найти геометрические размеры сечения нашей балки.
Максимальный изгибающий момент M в нашем случае мы можем найти по простой формуле:

где q – расчетная нагрузка на метр балки (174,96 кг/м)
L – пролет балки (по факту он будет чуть-чуть меньше наших 4 метров за счет величины опирания балки, но мы будем принимать 4 м)

Также максимальный момент можно рассчитать у нас в калькуляторе балки.

Расчетное сопротивление дерева на изгиб Rи найдем по формуле

Сильно вникать в формулу не будем, но если кратко, то берется расчетное сопротивление в идеальных условиях и умножается на ряд коэффициентов, которые чаще всего уменьшают нам расчетное сопротивление. В нашем случае, согласно пунктов 6.1 и 6.9 СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции», мы умножаем на следующие коэффициенты:

Mдл = 0.66 – коэффициент, характеризующий режим работы балки (для совместного действия постоянной и кратковременной нагрузки).
Mв = 0.9 – нормальные условия эксплуатации (влажность древесины меньше 12%, максимальная относительная влажность воздуха при 20 градусах – 65%)
Mт = 0,85 – для температуры воздуха в эксплуатируемом помещении 22 градуса
Mсс = 0,9 – для срока службы сооружения 75 лет
По таблице 3 данного СП расчетное сопротивление для 2 сорта древесины равно 19,5 МПа. Умножим это сопротивление на вышеперечисленные коэффициенты.

8,86 Мпа – это то сопротивление, которое мы дальше будем принимать в расчетах.

Зная максимально изгибающий момент М и расчетное сопротивление дерева на изгиб Rи, найдем момент сопротивления сечения Wрасч как для прямоугольного сечения:

Зная формулу момента сопротивления W, можем задать ширину либо высоту сами и найти неизвестную величину, либо задать отношение высоты к ширине и решить уравнение.

Где b – ширина сечения, h – высота сечения

Рассмотрим 1-ый вариант и зададим ширину сечения b= 75 мм.

Принимаем h = 200 мм. Следовательно, имеем сечение 200х75 мм, которое проходит по прочности.
Для интереса можем узнать момент сопротивления в этом калькуляторе

Как видно на рисунке, полученное значение 500 000 мм3 получилось больше нашего расчетного 394 943 мм3, а значит, мы все сделали правильно!

Конечно же, у нас был и калькулятор расчета балки на прочность, в котором можно сразу получить ответ. Давайте же проверим результат и там:

Прочность на рисунке обеспечена с небольшим запасом, как и у нас в расчете.
Далее рассчитаем данное сечение на прогиб.

Если балка проходит по прочности, это совсем не значит, что она проходит по прогибу. Может получиться так, что балка сильно провисла, но прочность свою не потеряла, но из-за большого прогиба, человек будет крайне некомфортно себя чувствовать в таком помещении. Поэтому (и не только) прогибы не должны превышать значений, установленных в СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Придерживаться будем таблице Д.1 из вышеуказанного СП:

Для балок пролетом 3 метра максимальный прогиб L/150, а для балок пролетом 6 метров – L/200. Методом интерполяции найдем отношение для нашей балки (4 метра).

А, значит, максимальный прогиб = L/167 = 4000 / 167 = 23,95 мм.

Теперь найдем фактический прогиб нашей балки от нормативной нагрузки на метр, которая у нас получилась 138,3 кг/м, по следующей формуле:

где q = 138,3 кг/м или 1,383 Н/мм
L = 4000 мм
E – модуль упругости дерева 10000 Мпа
I – момент инерции прямоугольного сечения (b*h*h*h/12 = 75*200*200*200/12 = 50000000 мм4, также это значение можно найти в калькуляторе моментов инерции)

Получаем, что фактический прогиб 9,22 мм меньше предельного прогиба 23,95 мм, а, значит, балка сечением 200х75 мм проходит по прогибу.
Прогиб балки проверим еще у нас в расчете:

Прогиб в программе (9,77 мм) почти совпал с посчитанным прогибом (9,22 мм).

Вывод.
Деревянная балка сечением 200х75 мм проходит как по прочности, так и по прогибу.
В ближайшее время еще сделаю онлайн расчет по расчету/подбору балок для деревянного перекрытия, так что подписывайтесь на обновления и не забывайте поблагодарить автора, мне это будет очень приятно.

Расчет деревянных балок перекрытия — Кровля крыши для дома

Автор Кровельщик На чтение 8 мин Просмотров 299 Обновлено 19.09.2017

Деревянные балки перекрытий – общая информация

Зачастую деревянные балки перекрытий используются в строительстве жилых домов. Отличительной особенностью таких построек является то, что они возводятся по каркасной технологии. Из названия элемента можно судить о том, что балки идут на выполнение перекрытий между этажами и чердачного перекрытия.

В массе своей изготавливаются такие балки из хвойных пород дерева. После просушки и изготовления элемент покрывается антисептическим материалом. Балки изготовляются с разными сечениями самой различной длинной и высотой, в зависимости от потребности строителей.

К преимуществам элемента можно отнести:

• простой монтаж и небольшой вес;
• широкая распространенность материала, из которого балка изготовляется;
• при использовании деревянных балок в помещении прекрасная звуконепроницаемость;
• балки не очень хорошо горят;
• невысокая стоимость;
• деталь поддается ремонту;
• балки внешне выглядят очень красиво;
• монтаж выполняется в течение дня.

Благодаря этим преимуществам деревянную балку можно приобрести в любой момент без предварительного заказа.

Впрочем, недостатки у детали тоже есть:

• нет пропитки от горения и ее необходимо выполнять дополнительно;
• в сравнении с металлическими элементами такого же типа, балки из дерева менее прочные;
• деталь больше подвержена влаге и воздействию насекомых, нежели металлические изделия;
• в результате температурного перепада балки могут претерпеть незначительную деформацию.

При изготовлении элемента необходимо учесть следующие требования:

1. Прочность материала – балка должна выдерживать серьезные нагрузки.
2. Жесткость – элемент не должен терять форму.
3. Шумоизоляция и защита от высоких температур.
4. Пожарная безопасность – деталь необходимо пропитывать специальным негорючим составом.

Подобные требования необходимы потому, что перекрытие – один из важнейших элементов во всем строении и малейшая деформация приведет к разрушению всего дома. Балки призваны распределять нагрузку равномерно и не дать этому произойти.

Виды и типы деревянных балок перекрытия

Деление балок из дерева происходит как по типам, так и по видам.

Выглядит оно следующим образом:

1. По назначению:
   • Перекрытие в подвале и цокольном этаже – элемент особой прочности, поскольку на нем будет в дальнейшем стоять весь дом. Кроме этого, данное перекрытие будет являться основанием для напольного покрытия, что тоже станет дополнительной нагрузкой.
   • Чердачное перекрытие – здесь у балок большой нагрузки не будет и лучше всего использовать небольшие элементы, чтобы конструкция не оказывала слишком большого давления на нижние балки. Также необходимо сохранить доступ к данным деталям, поскольку они будут часто подвергаться влиянию влажной среды и ветра и рано или поздно потребуют ремонта.
   • Междуэтажное перекрытие – особенности такого элемента конструкции заключаются в том, что балки одновременно могут быть напольными перекрытиями и потолком. Для того, чтобы повысить звукоизоляцию и увеличить теплоизоляцию помещения, необходимо утеплить строение специальными материалами и зашить сверху доской и гипсокартоном.
2. По виду:
   • Клееные –  изготавливаются из нескольких деталей путем склейки. Способны выдерживать повышенную нагрузку, и не имеют ограничений по длине. Срок службы у таких элементов очень большой. Балки обладают высокой прочностью, легкостью и устойчивостью к возгораниям.
   • Цельномассивные – изготавливаются из дерева твердых пород и выполнены из целого бревна. Используются для пролетов до 5 метров.

Требования к перекрытиям из дерева

Для того, чтобы построенный дом простоял долго лет и не доставил своим хозяевам никаких хлопот нужно учитывать несколько требований, которым должны соответствовать балки перекрытий:

1. Прежде всего, сам брус, из которого выполняется балка, должен быть выполнен из твердой породы дерева, которая обладает повышенной жесткостью и не поддается деформированию. Это необходимо для того, чтобы постройка могла в дальнейшем выдерживать большие нагрузки в виде верхних этажей, кровли.
2. Вес балки может превышать 350 кг на квадратный метр.
3. Допустимый размер балки – 7 метров.
4. При утеплении толщина материалов не должна превышать 25 см при перекрытии этажей с разным температурным режимом и 10 см, если утепляются балки между этажами с одинаковым температурным режимом.
5. Материал, из которого элемент изготовлен, должен быть максимально просушен и содержать влаги не более 20%. При необходимости используется гидроизоляция перекрытия путем применения специальной пленки.

Расчет деревянных балок перекрытия – специфика

Для того, чтобы правильно выполнить перекрытия в доме, стоит произвести предварительный расчет, чтобы в дальнейшем конструкция постройки была устойчивой и смогла эксплуатироваться длительное время.

Для этого необходимо учесть ряд моментов:

1. Возможные нагрузки. Здесь во внимание берется как постоянная нагрузка, так и переменная. К постоянной можно отнести вес перегородок и все конструкции, а под переменной понимается обстановка внутри дома и вес людей в нем проживающих.
2. Жесткость или нормативный показатель прогиба. У любого материала есть свой уровень жесткости. Впрочем, для конкретного случая используется формула, которая позволяет рассчитать эту величину. Показатель не должен превышать соотношения 1/200 для чердачных перекрытий и 1/250 для межэтажных.
3. Длина двутавровой балки не может превышать 5 метров для межэтажных перекрытий и 6 метров для чердачных.
4. Толщина элемента должна составлять не менее 1/25 ее длины.

Наиболее оптимальный вариант проведения предварительных подсчетов – это начать с выполнения чертежа будущей постройки.

Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы

Использование деревянных балок, их параметры, виды и место расположения регулируется следующими ГОСТами и СНиПами:

1. СНиП 2.01.07-85 – Нагрузки и воздействия
2. СНиП 2.08.08-89 – Жилые здания
3. СНиП 3.03.01-87 – Несущие и ограждающие конструкции
4. СНиП П-25-80 – Деревянные конструкции
5. СНиП П-26-76 – Кровли
6. СНиП 23-01-99 – Строительная климатология
7. СНиП 31-02-2001 – Дома жилые одноквартирные
8. ГОСТ 8486-86 Е – Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия
9. ГОСТ 13579-78 – Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия
10. ГОСТ 16381-77 – Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования
11. ГОСТ 24454-80 Е –  Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.
12. ГОСТ 30244-94 – Материалы и изделия строительные. Метод испытания на возгораемость (горючесть)
13. ГОСТ 30247. 1-97 – Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции.
14. ГОСТ 30403-96 – Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности.

Как определить нагрузку, которая будет действовать на перекрытие?

Нагрузка на перекрытие формируется из собственного веса балки, дополнительных материалов (утеплителя, заполнителя, зашивки) и переменного веса – внутренне обстановки жилища, и веса людей, проживающих в доме. Также, очень много зависит от частоты эксплуатации помещения.

Чтобы учесть все нюансы и погрешности, специалисты проводят специальный расчет, позволяющий понять, какой вес будет воздействовать на устанавливаемые балки. Исчисление очень сложное и громоздкое, поэтому очень сложно выполнить его самостоятельно.

Однако, для этого существует упрощенный вариант:

К примеру, возьмем перекрытие для чердака, где никакой мебели не стоит, но куда помещаются ненужные вещи. В качестве утеплителя используется обычная минвата. Нагрузка обычно составляет 50 кг на один квадратный метр.

70х1,3 = 90 кг/кв.м, где 70 – норма нагрузки для такого вида перекрытия, кг/кв.м, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка, воздействующая на перекрытие, составит:

50+90=130 кг\кв.м. При округлении за норму берем 150 кг/кв.м. Увеличение происходит потому, что может быть использован более тяжелый утеплитель и обшивка.

В этом случае, общая нагруженность перекрытий составит:

50+150х1,3 = 245 кг/кв.м, округляем до 250 кг/кв.м.

Если на чердаке на будущее планируется отделка под мансарду, то стоит увеличить нагрузку до 350 кг на метр квадратный. Для определения нагрузки существуют всевозможные онлайн калькуляторы.

Что следует знать про нагрузку на балку?

Чтобы правильно выбрать параметры, сечение, и материал, из которого изготавливаются балки перекрытий, нужно предварительно ознакомиться с параметрами, которым должна соответствовать деталь.

Все будет зависеть от того, где балка будет располагаться, какая нагрузка на нее ляжет. Очень важно учесть и уровень деформации дерева. Чем мягче порода, тем выше уровень деформации.

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

При строительстве дома крайне важно учесть шаг и сечение деревянного покрытия. От того, насколько часто расположатся балки, будет зависеть устойчивость дома. Если шаг перекрытий получится значительный, то на каждую балку ляжет достаточно высокая нагрузка и постройка вряд ли будет надежной.

Слишком маленький шаг между балками приведет к повышенной жесткости конструкции и возможной деформации строения в будущем. Оптимальным вариантом считается шаг от 30 см до 1,2 метра. Это обусловлено еще и тем, что получившиеся ячейки будут прекрасно подходить под размер утеплителя.

Что касается сечения детали, то обычно используется деталь прямоугольной формы с сечением 1,4:1, при этом, ширина элемента может быть от 40 до 200 мм, а высота 100 – 300 мм.

Основные требования к балкам перекрытия

К главным требованиям можно отнести следующие:

1. Параметры детали: длина, ширина, высота, сечение.
2. Уровень жесткости материала.
3. Какая нагрузка ляжет на деталь.
4. Горючестойкость.
5. Влагостойкость, шумоизоляция.

Пример расчета деревянной балки

Для того, чтобы рассчитать как будет зависеть нагрузка на балку от размера детали и шага, при установке можно воспользоваться следующими формулами:

1. Стандартные пролет для балки: 2,5 – 4 метра при прямоугольном сечении и отношении высоты к ширине 1,4:1.
2. Нужно учесть, что в стену балка входит минимум на 12 см.
3. При расчете необходимо учесть и собственный вес балки от 190 до 220 кг на метр квадратный.

Чтобы просчитать величину прогиба при нагрузке необходимо воспользоваться формулой:

Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 220х4 в кв./8 = 400 кг•м.кв.

Далее, переходим к расчету момента сопротивления древесины на прогиб по формуле:

Wтреб = Мmax / R. Для сосны этот показатель составит 800 / 142,71 = 0,56057 куб. м

R – сопротивление дерева, взято из СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) «Деревянные конструкции», введенные в эксплуатацию в 2011 г.

Выполненные расчеты помогут построить устойчивый и рассчитанный на длительную эксплуатацию дом.

Деревянные балки перекрытия и их размеры, виды и свойства

Перед возведением прочного строения требуется выполнить расчет балок перекрытия деревянных, которые задают параметры будущей конструкции.При расчете определяются оптимальные размеры сечения балок и расстояние между ними. Перекрытия из дерева получили широкое распространение при возведении частных домов и могут использоваться для брусовых, бревенчатых или каркасных конструкций.

Основное назначение балок перекрытия — принять на себя и распределить равномерно нагрузку по поверхности. Качественные показатели материала характеризуют прочность и устойчивость будущего дома. При выборе материала нужно учитывать его особенности. Поскольку дерево подвержено воздействию плесени и огня, то балки перед монтажом требуется обработать специальными защитными средствами.

Виды деревянных балок и их свойства

Прежде всего, стоит выяснить, что же представляет собой перекрытие и для чего оно используется. Перекрытиями принято называть конструкцию, которая разделяет следующие части строения:

• жилые этажи, в том числе и мансардный этаж;
• подвал или цокольный этаж от жилых помещений;
• холодное чердачное помещение от пространства жилых комнат.

В результате верхняя часть перекрытия представляет собой основу, на которой будет монтироваться пол, а нижняя является основой для потолка. Деревянные балки используют при строительстве домов из бруса, поскольку нагрузку от железобетонных плит ни одна деревянная конструкция не выдержит.

Рассматриваемый материал может иметь разные размеры и виды, для него характерны свои плюсы и минусы. В первую очередь следует рассмотреть балки перекрытия из непрерывного массива. Для монтажа межэтажного перекрытия с применением данного материала используются только цельные изделия при длине пролета не более 6 м. Так достигаются высокие прочностные характеристики и в целом положительный эффект.

Если используются клееные балки перекрытия, то с их помощью можно перекрывать большие пролеты, что обусловлено технологией их изготовления. Для такого материала характерна высокая прочность. Используют их в ситуациях, когда на перекрытие будет воздействовать высокая нагрузка. Клееные балки имеют следующие положительные свойства:

• высокие показатели прочности;
• возможность перекрывать большие пролеты;
• простой монтаж;
• малый вес;
• длительный срок эксплуатации.

Клееная балка может достигать 20 м погонных в длину. Нет необходимости зашивать их снизу, так как изначально они имеют гладкую поверхность. Это придает особый стиль в дизайне интерьера. Обшивку выполняют только сверху.

Как определить длину деревянных балок?

Размеры, в частности длина балок, зависят от параметров будущего строения. В процессе расчета длина балки соответствует ширине перекрываемого пролета, также учитывается запас для заделки в стены, чтобы можно было закрепить конструкцию.

В зависимости от материалов, которые используются для возведения стен, и от пиломатериалов для перекрытия, будет отличаться и глубина заделки балок в стену. Если стена выполняется из бетона или кирпича, то глубина заделывания балок составляет 100 мм при использовании в качестве перекрытия досок. В случае применения бруса этот параметр увеличивается до 150 мм.

Если планируется перекрывать пролет в деревянном доме, то монтаж балок производится в специальные зарубки в стенах, глубина которых должна составлять минимум 70 мм. При монтаже балок с применением соответствующих крепежных элементов длина принимается равной ширине перекрываемого пролета. Для этого потребуется выполнить замер расстояния между двумя противоположными стенами, на которые будет выполняться крепление балок.

В зависимости от конструкции, балки могут выходить через стену наружу. К ним выполняют крепление стропильных ног, формируя скат крыши. Балка при такой конструкции может выступать на 300-500 мм. Брусом перекрывают балочный пролет шириной от 2,5 до 4 м. При этом максимально возможная величина перекрытия доской либо брусом составляет 6 м. Если требуется перекрытие пролетов большей длины (от 6 до 12 м), то применяется клееный брус, который, как уже было отмечено, отличается своей высокой прочностью. Из этого материала можно изготовить прямоугольные либо двутавровые балки. В случае использования обычного бруса либо досок требуется установка дополнительных опор для балок. Таковыми могут служить стены помещения или колонны.

Как рассчитать нагрузки на перекрытие?

Деревянные балки перекрытия, помимо собственного веса, испытывают нагрузку в процессе эксплуатации, состоящую из веса самого пола, мебели и передвигающихся людей. Данная нагрузка имеет непосредственную зависимость от типа перекрытия. Исходя из этого, рассчитывают возлагаемые на него нагрузки. Данный расчет выполняется на этапе проектирования, при этом его можно осуществить как при помощи специалистов, так и своими руками.

В первую очередь следует учесть вес материалов, которые используются для изготовления перекрытия. В качестве примера можно рассмотреть чердачное перекрытие, где в качестве утеплителя будет использоваться минеральная вата: такая конструкция способна выдержать нагрузку от собственного веса в пределах 50 кг/м².

Для вычисления эксплуатационной нагрузки необходимо обратиться к нормативной документации. Если чердачное перекрытие выполняется при помощи дерева, используется минеральная вата или пенопласт в качестве утеплителя и подшивка, то данный тип нагрузки согласно СНиП 2.01.07-85 рассчитывается следующим образом: 70*1,3=90 кг/м², где 70 — это нагрузка, соответствующая нормативам, в кг/м², а 1,3 — коэффициент запаса.

Чтобы определить общую нагрузку, производят суммирование: 50+90=140 кг/м². Для увеличения надежности значение округляют в большую сторону. В рассмотренном примере следует принять значение общей нагрузки за 150 кг/м². В случае интенсивной эксплуатации чердачного перекрытия при расчетах необходимо значение нормативной нагрузки увеличить до 150 кг/м². Итоговое значение составит 245 кг/м², округлив, получим 250 кг/м². Если в планах сделать чердачное помещение жилым, следует учесть вес мебели и пола. При расчетах значение общей нагрузки может составлять 400 кг/м².

Как выбрать сечение и шаг между балками?

Измерив длину балок и ширину пролета, можно выполнять расчет шага укладки и сечения. Поскольку обозначенные величины связаны друг с другом, расчеты производятся при помощи одинаковых математических действий. Форма сечения может быть как прямоугольной, так и круглой. Оптимальной принято считать прямоугольную форму. Соотношение сторон прямоугольника должно быть следующим: 1:4:1, при этом высота должна быть больших размеров, чем ширина. Высота в большинстве случаев определяется толщиной применяемого утеплителя. Размеры балок по высоте могут находиться в пределах 10-30 см, по ширине — 4-20 см. Если перекрытия монтируются из круглого бревна, то его диаметр должен быть 11-30 см.

Что касается расстояния между балками, то минимальное значение должно составлять 30 см, максимальное — 1,2 м. При расчетах необходимо учесть ширину подшивки и применяемого утеплителя. Если есть необходимость, выполняют подгонку, чтобы обеспечить более простой монтаж. В случае возведения каркасного дома шаг между балками приравнивают к расстоянию между стойками каркаса.

Итак, расчет балок для перекрытия (деревянных) является важным и ответственным этапом, от правильности которого будет зависеть надежность конструкции. Расчеты должны проводиться с учетом существующих и утвержденных норм.

Если возникают сомнения в точности полученных значений, то их следует округлить в большую сторону. Таким образом удастся избежать аварийных ситуаций при эксплуатации строения. Если есть сомнения в полученных значениях при самостоятельных расчетах, рекомендуется обратиться к специалистам, которые сделают работу правильно и с учетом всех нюансов.

Видео: установка деревянных балок

Методология и формулы расчета деревянных балок перекрытия на прочность и прогиб- Обзор +Видео

Дерево до сих пор пользуется огромной популярностью в строительстве домов, и ведь не зря. Древесина обладает такими уникальными качествами как прочность, надежность, долговечность, экологическая чистота, а хвойные породы, благодаря наличию в составе смол, обогащают воздух, дезинфицируют его, создают благоприятный микроклимат в помещении.

Материал применяется для обустройства перекрытий в жилых домах, а для правильного расчета деревянной балки многие пользуются либо онлайн калькулятором, либо услугами профессионалов. Расчёты необходимо проводить в обязательном порядке, это обеспечивает длительный срок эксплуатации.

Для строительства деревянного дома, специалисты совершают расчет нагрузки на деревянные балки. Кроме того, в строительной сфере есть понятие определения прогиба досок.

На любом этапе застройки зданий необходимо проводить математические расчеты

Расчеты необходимы для всех используемых элементов, в противном случае вас постигнет неудача. Прежде чем начать закупку материалов для строительства, проведите расчет прогиба деревянных балок. Это обеспечит надежность будущей постройки, а вы будете уверены в качественном выполнении работ.

Определение прогиба и несущей способности перекрытий дело непростое, поэтому к нему нужно подойти со всей ответственностью. Расчёты помогают определить какое количество материала необходимо закупить, а также, каких размеров должны быть балки.

Измерить пролет

Первым делом необходимо измерить пролёт, который будет перекрываться балками из древесины. Также, не забывайте продумать все нюансы способов закрепления элементов конструкции. В этой ситуации, вам необходимо определит, как глубоко элементы фиксации будут погружены в стены. Это позволит вам сделать точный расчет несущих способностей деревянной балки.

Длина деревянных балок, даст вам возможность для точного расчета необходимых параметров, в том числе и прогиба. Эти показатели обусловливаться длиной пролёта. Также, важно учитывать и то, что расчет производится с неким запасом.

Примечание.

Балки из дерева, заходящие в стены, рассчитываются с учетом данного параметра.

Учитывать материал

Делая расчет деревянной балки на прочность, вы должны брать во внимание материал, который используется для застройки. В кирпичных домах, балки перекрытия устанавливаются в специальные гнезда, с глубиной 10 – 15 см. для деревянных домов есть иные параметры СНиП. В данном случае, глубина гнезд должна составлять 7 – 9 см. Параметры глубины гнезд определяют несущую способность балок.

Использование при установке перекрытий хомутов или кронштейнов, длина балок должна соответствовать проемам. Иными совами, вы должны сделать расчет промежутка между стенами, получив в результате величину несущей способности.

Примечание.

Формируя скат кровли, балки необходимо вынести за пределы стен на 30 – 50 см.

Длина обрезной доски должна составлять не более 6 м. Иначе, это к уменьшению несущей способности, и увеличению прогиба. Современное строительство отличается тем, что пролеты в домах составляют порой отметки 10 – 12 м. такие размеры, предусматривают применение клееного бруса (прямоугольной формы или двутаврового). Для увеличения показателей стойкости, применяют установку опор. К примеру, зачастую ставят колоны или добавочные стены. Также, для удлинения пролета, часто применяют технологию монтажа ферм.

Для строительства малоэтажных зданий

Используются однопролётные перекрытия: доски, бревна, брусья. Их длина может быть самой разнообразной, но в любом случае зависеть от габаритов здания.

Деревянные брусья берут на себя роль несущей конструкции. Их сечение должно составлять 14 -25 см, толщина 5,5 см – 15 см. Такие размеры – самые часто применяемые в строительстве домов. На практике, довольно часто применяется перекрестная схема установки перекрытий. Это дает возможность максимально укрепить конструкцию, не затрачивая дополнительные материалы и время в работе.

Оптимальная длина пролёта в процессе расчета деревянных балок перекрытия, составляет 2,5 – 4 м. Лучшее сечение для балок перекрытия – в соотношении высоты-ширины 1,5:1.

В строительстве существуют определенные формулы расчетов деревянных балок и необходимых параметров, которые выработались за годы непрерывной практики.

Формулы расчета деревянных балок на изгиб

M / W < = Rд

• М – момент прогиба, измеряемый в кгс х м.
• W – уровень сопротивления, измеряемый в см³.
• M = ( ql² ) / 8
• Две переменные в данной формуле, помогают рассчитать нагрузку на деревянную балку.
• q – нагрузка, которую может выдерживать балка.
• l – длина балки перекрытия.

Примечание.

Результат, полученный от методологии расчета деревянных балок и степени прогиба, находится в непосредственной зависимости от используемого материала и метода обработки.

Итог

Важность расчета деревянных балок настолько велика, что от него зависит прочность всей дальнейшей конструкции здания. Не важно, насколько прочный брус вы используете для строительства, в процессе эксплуатации, он все равно потеряет свои первоначальные свойства. Под давлением и оказанной нагрузкой всей конструкции, балки начнут прогибаться, и чем больше времени пройдет, тем хуже.

Превышение показателей в 1/250 от всей длины доски перекрытия, увеличивает возможность создания ситуации аварийного обрушения. Именно поэтому, специалисты советуют не относиться халатно к расчетам деревянных балок перекрытий в жилом доме, и в случае если вы не сможете сделать при помощи калькулятора расчета деревянных балок самостоятельно, обратитесь к профессионалам.

 

к

Общие сведения о перекрытиях перекрытий

Здравый смысл подсказывает вам, что большие балки перекрытия могут нести большую нагрузку, а расстояние между балками, расположенное ближе друг к другу, также увеличивает несущую способность пола. Но больше не всегда лучше, когда строители строят дом или добавляют дополнительную комнату. Например, дополнительные два дюйма вертикального расстояния, когда пол обрамлен балками 2 x 10, а не 2 x 12, могут быть весьма важны. Таким образом, перед строителями стоит задача выбрать балки, соответствующие нагрузке, которую они несут, и при этом максимально увеличить пространство.

Расчет грузоподъемности и выбор правильных размеров и расстояния между балками перекрытия — задача более сложная, чем вы можете себе представить, поскольку здесь играет роль множество переменных:

• Порода древесины
• Сорт пиломатериалов
• Ширина и толщина досок
• Расстояние между балками
• Груз размещен на полу
• Длина перекрытия балок

Также доступны деревянные балки перекрытий, которые имеют свои собственные требования к размерам и интервалам.

Породы древесины

Различные породы древесины имеют разные прочностные характеристики, причем одни из них имеют гораздо более высокую прочность на изгиб, чем другие. В целом, у медленнорастущих видов больше годичных колец на дюйм и, следовательно, они значительно сильнее, чем у быстрорастущих деревьев. Это также верно для деревьев одного и того же вида — когда условия вызывают медленный рост, древесина дерева будет прочнее.

К распространенным видам, используемым в домашних условиях, относятся:

• Сосна южная желтая и пихта Дугласа обладают высокой прочностью на изгиб.
• Болиголов, ель и красное дерево имеют среднюю прочность на изгиб.
• Кедр красный, сосна восточная и сосна пондероза имеют низкую прочность на изгиб.

Пиломатериал сорт

Чем меньше дефектов содержится в куске пиломатериала, тем он будет прочнее. Пиломатериалы более высоких сортов (чистые, отборные или 1) имеют меньше дефектов и, следовательно, будут прочнее. Распространенный выбор для обрамления строений — пиломатериалы двух сортов. Несмотря на то, что они не такие прочные, как у более высоких сортов, дефектов в пиломатериалах двух сортов обычно недостаточно, чтобы серьезно ослабить доски.Избегайте использования пиломатериалов трех или четырех сортов для строительства каркасов. Если вы собираете доски вручную, проверьте их на наличие сучков и других недостатков.

Размер пиломатериала

На прочность данной доски балки наиболее сильно влияет ширина доски от верха до низа. Ширина гораздо важнее, чем толщина доски. Например, балка, сделанная из сдвоенных балок 2 x 6, может охватывать расстояние примерно на 25 процентов больше, чем простая балка 2 x 6, но балка 2 x 12 может охватывать примерно на 80 процентов больше, чем балка 2 x 6, даже если она имеет такое же расстояние. из дерева в виде сдвоенных 2 х 6.

Нагрузка

Пролет балки также зависит от веса пола. Нагрузки на перекрытие описываются двумя измерениями: статическая нагрузка и временная нагрузка.

Собственная нагрузка для жилищного строительства обычно составляет около 10 фунтов на квадратный фут. Статическая нагрузка рассчитывается путем сложения веса строительных материалов и деления на квадратные метры.

Термин «временная нагрузка» относится к общей нагрузке, воспринимаемой полом, включая мебель, людей и другие хранимые предметы.Для жилых полов живая нагрузка обычно составляет от 30 до 40 фунтов на квадратный фут (psf), хотя это зависит от местоположения в доме. Временные нагрузки первого этажа предъявляют более высокие требования, чем временные нагрузки второго этажа (40 фунтов на квадратный фут против 30 фунтов на квадратный фут). В комнате, используемой исключительно для сна, может потребоваться всего 30 фунтов на квадратный фут, тогда как для пола гаража над подвалом потребуется 50 фунтов на квадратный фут или выше. С другой стороны, на недоступном чердаке живая нагрузка может составлять всего 20 фунтов на квадратный фут.

Таблицы пролетов балок

Пролет балки относится к измерению, покрытому балкой между несущими конструкциями, такими как балки или фундаментные стены. Строители обычно используют предварительно рассчитанные таблицы, чтобы указать им подходящие пролеты балок для каждой породы пиломатериалов, размера и расстояния. Но всегда следует обращаться к местным строительным нормам, так как необычные ситуации могут потребовать рекомендаций по разным пролетам. Истинные расчеты пролета перекрытий могут быть выполнены только инженером-строителем или подрядчиком.

В этой таблице с образцами приведены минимальные размеры балок перекрытия для балок с шагом 16 дюймов и 24 дюйма по центру (oc) для пиломатериалов 2-го сорта с 10 фунтов на квадратный фут статической нагрузки и 40 фунтов временной нагрузки, что типично для обычных жилых помещений. строительство:

	Желтая сосна, Пихта Дугласа		Редвуд Тсуга, Ель		Красный кедр западный, Сосна белая восточная
Размер балки	16 ″ o.c.	24 ″ o.c.	16 ″ o.c.	24 ″ o.c.	16 ″ o.c.	24 ″ o.c.
2 × 6	9 ′ 9 ″	8 ′ 3 ″	8 ′ 8 ″	7 ′ 6 ″	7 ′ 6 ″	6 ′ 3 ″
2 × 8	12 ′ 8 ″	10 ′ 8 ″	11 ′ 0 ″	10 ′ 2 ″	10 ′ 5 ″	8 ′ 6 ″
2 × 10	16 ′ 0 ″	13 ′ 0 ″	14 ′ 6 ″	12 ′ 4 ″	12 ′ 9 ″	10 ′ 5 ″
2 × 12	18 ′ 6 ″	15 ′ 0 ″	17 ′ 6 ″	14 ′ 4 ″	14 ′ 9 ″	13 ′ 0 ″

Строители могут регулировать свой выбор размера пиломатериалов и расстояния между ними в зависимости от обстоятельств.Например, если возникает проблема с высотой помещения, они могут выбрать балки меньшего размера и расположить их ближе друг к другу с более коротким пролетом. Или, если требуется большой пролет, например, при обрамлении потолка над комнатой с открытой планировкой, можно выбрать балки большего размера, сделанные из более прочных пород древесины.

Проектирование системы перекрытий

: нагрузка — открытая балка TRIFORCE®

При проектировании системы перекрытий важно понимать, как вес и нагрузки распределяются по всему зданию. Часто каркас перекрытия играет важную роль в передаче нагрузок с крыши на фундамент здания.

Для обеспечения надлежащей структурной целостности при оценке нагрузки на пол необходимо учитывать такие факторы, как конструкция крыши, размеры и материалы элементов каркаса, а также пути нагрузки внутри конструкции.

Типы нагрузки

Не все нагрузки являются постоянными или равномерно распределенными. Однако они должны быть учтены при проектировании системы полов.

Постоянные нагрузки представляют собой нагрузки, которые постоянно находятся в фиксированных положениях. Сюда входит сама конструкция здания, включая вес материалов, из которых состоят полы, крыша и стены.Несмотря на то, что положение этих нагрузок является постоянным и в определенных местах, строительные нормы США и Канады требуют применять их к каждому квадратному метру при проектировании систем полов.

Живые нагрузки, , с другой стороны, учитывают движимые объекты, включая людей, мебель и другие непостоянные предметы. Эти нагрузки различаются по величине и продолжительности, но строительные нормы и правила также требуют, чтобы на каждый квадратный фут системы перекрытий применялась определенная временная нагрузка.В случае жилой конструкции этот минимальный стандартный коэффициент временной нагрузки для основных жилых помещений составляет 40 фунтов / фут2 (1,9 кПа).

Особые условия нагрузки зависят от климата, региональных условий и местных правил. Иногда они могут играть роль в конструкции системы пола, когда каркас пола передает такие нагрузки. Специальная нагрузка может включать в себя защиту от снега , ветра и даже землетрясения .

Распределение нагрузок

Нагрузки применяются к конструкции по-разному.

Поверхностные нагрузки (часто называемые нагрузками на площадь ) применяются равномерно по горизонтальным «слоям» здания, таким как крыша и перекрытия. Системы перекрытий должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать равномерно распределенные временные и статические нагрузки.

Линейные нагрузки, , как следует из их названия, применяются вдоль линии. Примером может служить стена, которая поддерживает пол или каркас крыши наверху, передавая эту нагрузку на систему пола ниже, где проходит линия стены.Положение и степень линейных нагрузок необходимо учитывать при проектировании каркаса пола для их размещения.

Концентрированные нагрузки собирают нагрузки с крыш и перекрытий наверху и объединяют их в одну большую нагрузку, чаще всего переносимую стойкой, балкой или балкой на систему каркаса или опору ниже. Системы полов должны быть спроектированы так, чтобы адекватно воспринимать любые присутствующие сосредоточенные нагрузки.

TRIFORCE

^® : лидер нагрузки

Деревянные двутавровые балки TRIFORCE ^® способны выдерживать более тяжелые нагрузки, чем многие сопоставимые балочные конструкции.Вы можете использовать эту возможность для повышения производительности пола за счет «чрезмерного проектирования» или для снижения затрат за счет «оптимизации затрат».

Напольный каркас TRIFORCE ^® хорошо воспринимает линейные и сосредоточенные нагрузки. Стандартные детали каркаса показывают строителям, как именно укрепить балки с помощью обычных материалов, чтобы выдержать особые нагрузки, влияющие на систему пола.

И, поскольку вы можете применить армирование после установки балок, возможны корректировки, если места нагрузки изменяются во время установки каркаса.

Система перекрытий — неотъемлемая часть конструкции. Это может помочь правильно распределить нагрузки по всему зданию, чтобы сохранить структурную целостность. Хороший дизайн пола в сочетании с высококачественными компонентами TRIFORCE ^® — залог спокойствия под ногами!

Как определить несущую способность деревянного пола

Вес, который может выдержать деревянный пол, является важным фактором, который следует учитывать перед проведением различных видов ремонтных работ в доме, особенно при установке нового напольного покрытия или тяжелого элемента (например, отдельно стоящей ванны).Фактически, в зависимости от несущей способности деревянного пола может потребоваться его усиление перед выполнением работ.

Естественно, на несущую способность пола с деревянными балками могут влиять многие факторы. В этой статье вы узнаете, как определить, какой вес может выдержать деревянный пол, исходя из его характеристик.

Расчет несущей способности пола с помощью таблиц балок

При строительстве перекрытия таблицы балок используются для определения размеров межосевых расстояний (расстояние между каждой балкой), а также пролета деревянных балок (общий пролет балок) для выбора в соответствии с рабочей нагрузкой на перекрытие. номера.

Столы с балками

также могут быть полезны при определении максимальной нагрузки, которую может выдержать пол.

Вот пример балочного стола:

Однако вы должны знать, что существует большое количество различных таблиц балок, поэтому убедитесь, что вы используете ту, которая лучше всего подходит для рассматриваемой конфигурации пола. Это связано с тем, что числа на счетах будут меняться в зависимости от постоянных и временных нагрузок и типа балок перекрытия.

Характеристики, которые могут влиять на допустимую нагрузку деревянного пола

Как упоминалось выше, крайне важно использовать таблицу балок, которая идеально подходит для существующего пола, чтобы иметь точное представление о нагрузке, которую он может выдержать.

Для этого полезно знать:

• Тип используемых балок (2 × 8, двутавровые балки, сборные балки перекрытий, стропильные системы с открытыми стенками и т. Д.).
• Способ крепления балок (ребрами жесткости стенки, арматурой и т. Д.).
• Породы балок (хвойные, лиственные, клееный брус и др.).
• Пролет детали (расстояние между двумя опорами, т.е. длина балки)
• Расстояние между балками (расстояние между балками)
• Собственные нагрузки (нагрузки, которые не меняются во времени, например, вес на единицу площади напольного покрытия или потолка под полом)
• Операционные расходы: расходы, которые меняются со временем.

Короче говоря, чем больше подробностей о конструкции пола, тем точнее будут результаты. И наоборот, определить вес, который может выдержать деревянный каркас пола, будет очень сложно, если вы ничего не знаете о его конструкции.

UsiHome поможет вам построить твердые полы

В заключение, первый шаг к определению того, какой вес может выдержать деревянный пол, — это знать, как он спроектирован. Как только вся важная информация будет доступна, можно определить несущую способность пола, о котором идет речь.

Несомненно одно: перед проведением любых ремонтных работ следует всегда обращаться за советом к специалисту, чтобы убедиться, что конструкция здания и полы достаточно прочны.

Тем не менее, если вы ищете высококачественные перекрытия пола или перекрытия, которые упрощают установку механических компонентов здания, вы можете положиться на конструкционные изделия из дерева UsiHome. Они спроектированы в Квебеке, соответствуют Национальным строительным нормам и могут быть доставлены на ваш объект, когда они вам понадобятся.

Что такое деревянная балка? (с иллюстрациями)

Деревянная балка — это деревянная часть конструкции, которая поддерживает нагрузку. Общие типы балок включают балки потолка и балки пола. Балки в потолке или перекрытии часто устанавливают перпендикулярно горизонтальным элементам, из которых состоит пол или потолок.

В системах перекрытий балки обычно расположены равномерно и покрыты досками определенного размера, которые переходят от одной балки к другой.Плотники разрезают полы, чтобы они проходили между определенным количеством балок. Это обеспечивает устойчивость пола.

Хотя стальные балки или балки из других материалов широко используются в строительстве коммерческих и общественных сооружений, деревянные балки являются одними из самых распространенных элементов жилищного строительства.Деревянные балки жилых домов могут быть скрытыми, как на многих обычных полах, или открытыми в некоторых типах потолков и крышах. Когда деревянные балки открыты, они могут придать помещению отличный декоративный вид. Открытые балки могут либо придать комнате рустикальный вид, либо создать своего рода современный «прозрачный» дизайн.

Среди различных видов деревянных балок, используемых в домах, консольная балочная конструкция обеспечивает особую эстетическую привлекательность.В консольной деревянной балке один конец балки встроен в конструкцию потолка или крыши, а другой конец выходит в открытое пространство. Под консольной конструкцией понимаются балки, которые опираются только на один конец. Нагрузка физически распределена, так что открытый конец балки выдерживает вес.

Домовладельцы и дизайнеры придумали разные варианты использования консольных деревянных балок.Открытые концы балки можно использовать для поддержки свеса, который обеспечивает укрытие для открытой площадки. Они также могут служить опорой для крючков для цветочных горшков или других декоративных композиций. Те, кто проектирует открытые деревянные балки, всегда должны следить за тем, чтобы деревянные балки были должным образом защищены от атмосферных осадков или были подвержены атмосферным воздействиям, если обнажены.

При физической конструкции пола или потолка деревянные балки обеспечивают гораздо больше, чем просто украшение.Современные строительные нормы и правила предусматривают необходимое расстояние для деревянных балок и других типов балок, которые обеспечат прочную несущую способность дома или другого здания. Профессиональные плотники, архитекторы и строители должны тщательно соблюдать требования к конфигурации балок, чтобы обеспечить безопасность при проектировании строительства и убедиться, что здание выдержит испытание временем. Знание некоторых основных условностей для балок пола и потолка может быть полезно для всех, кто занимается строительством любого дома или здания.

FHWA-HRT-04-098-Глава 5. Этаж Системный закрытый мост, руководство — АПРЕЛЬ 2005 г.,

Глава 5. Этаж Системы

Система перекрытий крытого моста — важный элемент мост, потому что он поддерживает нагрузки и передает их на фермы.Чтобы сохранить соотношение пола и ферм в перспективу, полезно понимать, что дизайнеры предпочитают перекрытие должно иметь несколько меньшую вместимость, чем фермы. Фермы спроектированы с большей вместимостью, чем пол, так что в случае ожидаемая перегрузка, пол будет первым, кто выставит бедствие, избегая серьезной неудачи.

В этой главе представлена ​​информация о следующих частях система деревянных полов:

• Балки перекрытия — важные поперечные элементы опоры автомобильная загрузка.
• Распределительные балки — элементы, прикрепленные к нижней стороне пола. балки, предназначенные для дополнения балок перекрытия.
• Продольные стрингеры — пролёт между балками перекрытия (стрингеры можно исключить, если балки перекрытия расположены близко друг к другу).
• Профнастил — компонент, передающий нагрузки от колес на стрингеры или балки перекрытия.
• Беговые доски — жертвенная поверхность для катания на настил встречается во многих крытых мостах.
• Замена системы полов — когда предыдущий этаж был полностью удален, и новый пол не зависит от фермы.

Крайне редко можно встретить систему полов в историческом крытый мост, который сохранился со времен своего первоначального строительство. Как минимум, настил, вероятно, был менял несколько раз. Часто стрингеры и / или балки перекрытия также будет заменен. Соответственно, в этой главе рассматриваются различные состояния пола и компоненты, которые в настоящее время найдено в тех мостах.Здесь также представлен ряд примеров как заменяются элементы пола при ремонте крытого моста проекты.

На рисунках 40 и 41 показаны два наиболее распространенных обычных напольные системы. На рисунке 40 представлена ​​базовая система перекрытий, тип чаще всего встречается в городских мостах с решетчатой ​​фермой. Этот этаж Система включает поперечные балки перекрытия и продольный настил. На рисунке 41 представлена ​​более сложная система пола, обычно используется в мостах с ферменной стойкой или, в более общем смысле, во всех других типы ферм, которые имеют более четкие, разделенные точки панелей (в отличие от единой конструкции решетчатой ​​фермы города).Этот Система приводит к меньшему количеству, но более тяжелых поперечных балок перекрытия. An добавленным элементом в этой системе является продольный стрингер, который поддерживает поперечный настил. В следующих разделах обсуждается эти отдельные компоненты более подробно. Основная часть этого Глава посвящена традиционным компонентам деревянного пола. В В последнем подразделе обсуждаются некоторые из различных замен пола системы, которые были установлены в крытых мостах.

Рисунок 40.Поперечные балки перекрытия и продольный настил — Fitch’s Bridge, округ Делавэр, NY.

На рисунке 41 изображена трехслойная система перекрытий из балок перекрытия, продольный стрингер и поперечный настил (вне поля зрения). В расширение балки перекрытия за грань наружного сайдинга покрытие фермы Pony обычно поддерживает распорку между конец балки перекрытия и верх фермы для обеспечения бокового опора для верха фермы. Настораживающая особенность этого изображения в том, что стойки были временно сняты, чтобы облегчить осмотр моста, когда была сделана эта фотография.

Рисунок 41. Пол со стрингерами, пол. балки и поперечный настил —Comstock Bridge, Ист-Хэмптон, Коннектикут.

Поперечные балки перекрытия являются важными элементами любого крытого мостовая система перекрытий. Как объяснялось в главе 2, эти балки перекрывают между двумя (реже — тремя) продольными фермами. Эти балки обеспечивают основную опору для динамических нагрузок за счет перекрытия между фермами.

Гибка

Балки перекрытия подвержены двум основным нагрузкам: изгибу и сдвиг.Изгиб под напряжением возникает при нагружении балки. Вершина волокна элемента сжимаются, стремясь укорачивать верхнюю часть луч. Нижние волокна в элементе раздвинуты в стороны. натяжение, стремящееся удлинить нижнюю часть балки. Гибка напряжения часто влияют на конструкцию стальных балок перекрытия и / или бетон. Древесина относительно прочна на изгиб. стрессы.

Напряжения изгиба максимальны около центра пролета. балки перекрытия, что указывает на необходимость полного сечения балки там.Некоторые этажи содержат нижнюю боковую систему с элементами которые встречаются в середине балки перекрытия. Часто такие соединения включают в себя паз и шип, что приводит к некоторому разделу потери от балки перекрытия (см. рисунок 42, где показан пример аналогичного соединение в конце балки перекрытия). Хотя паз будет располагаться вблизи нейтральной оси сечения, приведенная прочность балки перекрытия может быть значительной. (Нейтральная ось элемент — это геометрическое положение в разрезе, которое не испытывает напряжения от изгибной нагрузки секции; е.грамм., для прямоугольного элемента он обычно находится на середине высоты раздел.) Следовательно, внимательное рассмотрение этой ситуации является желательно, и таких деталей следует избегать, если это возможно.

Рисунок 42. Врезное соединение в балка перекрытия —Даунсвилл-Бридж, округ Делавэр, NY.

Хотя может быть и соединение боковых сторон ближе конец балки перекрытия (как показано на рисунке 42), либо существенное уменьшение сечения из-за надрезания конец балки перекрытия, изгибающие напряжения в балке перекрытия обычно довольно маленькие на концах.Эти условия редко проконтролировать размер балки перекрытия, но это следует проверить.

Ножницы

Второй тип первичного напряжения, который следует учитывать в балках перекрытия: сдвиг. Один из способов визуализации касательных напряжений связан с тенденцией для отдельных элементов в балке, чтобы исказить их Изначально квадратная форма в форму параллелограмма (но не квадратная) (технически ромбовидный). Этот тип искажения называется сдвигом. искажение.

Древесина — ортотропный материал; его основные свойства различаются отношение к направлению текстуры древесины.В древесине вертикальный сопротивление сдвигу (поперек стержня) сильное и редко контролирует размер члена. Однако горизонтальный сдвиг сопротивление (по длине элемента) относительно слабое. Это это напряжение сдвига вдоль зерна, которое занесено в таблицу в таблицы допустимых напряжений NDS. Горизонтальное напряжение сдвига термин используется в ссылках на древесину, потому что поперечные силы (и их сопутствующие напряжения сдвига) в балках обычно больше, чем в столбцы.Более слабая компонента сдвига вдоль зерна ориентирована горизонтально в балках, способных выдерживать вертикальные гравитационные нагрузки. Напряжения сдвига часто определяют размер балок перекрытия. В отличие от изгиб, что приводит к самым высоким напряжениям изгиба на в середине балки перекрытия наибольшие касательные напряжения ближе к концу балки.

Локальные горизонтальные касательные напряжения в деревянной балке увеличиваются, когда есть какой-либо дефект поперечного сечения. Эти дефекты могут быть естественные, такие как проверка усадки в результате нормальной сушки дерева или сучка.Дефект также мог быть результатом детали соединения, используемые с элементом, например, надрез по размеру балку перекрытия в место ее опоры вдоль фермы. Рисунок 43 изображает детали, используемые на концах большинства балок перекрытий в городе. решетчатые фермы. Обратите внимание, что и низ, и верх имеют насечки. Нижняя выемка обеспечивает поперечный и надежный упор против пояс фермы. На верхней части есть выемка, чтобы член мог поместиться в меньшие и наклонные верхние отверстия в решетчатой ​​ферме члены.Комбинация этих выемок может увеличить сдвиг. напряжения в балке перекрытия достаточно, чтобы потребовать усиления балка на ее концах. Обычно это достигается с помощью вертикальных, шурупы большого диаметра. Этот метод армирования стержней в настоящее время не включены в проектные спецификации; Однако статья «Проектирование деревянных балок с надрезом» в журнале Journal of Структурная инженерия обсуждает эти вопросы. ^[7]

Рисунок 43.Торцевые вырезы балок перекрытия используется в ферме городской решетки — мост Уэст-Даммерстон, VT.

В последнее время наблюдается некоторый интерес к использованию древесины лиственных пород. дюбеля вместо шурупа при армировании критические плоскости сдвига в балках перекрытия. Лаги имеют свойство ржаветь (даже если они изначально были оцинкованы), что делает их неприглядными и менее эффективен. Дюбель из твердой древесины также может быть дешевле. чем гальванизированный шуруп. Деревянные дюбеля не упоминаются в текущих проектных спецификаций, но различные исследователи начинают обсудить поведение дюбеля.Несколько инженеров-мостовиков использовали дюбеля вместо шурупов в нескольких установках, где уверенность в том, что деревянный дюбель может улучшить сопротивление сдвигу, которое, как показал анализ, необходимо. Рисунок 44. изображает использование деревянных дюбелей для усиления стойки против горизонтальный сдвиг от вертикальной составляющей нагрузки в диагональ. Более темный аккорд обрабатывается давлением, в то время как столбик более светлого цвета и диагональ нет.Аналогичный дюбель возможно усиление балки перекрытия. Ферма показана горизонтально на этом изображении, поскольку он строился на фальшивая работа.

Рисунок 44. Армирование деревянными дюбелями пост — Милл-Бридж, Танбридж, Вирджиния.

Живая нагрузка Прогиб

Вертикальные отклонения также заслуживают изучения при рассмотрении балки перекрытия. Балка перекрытия, способная выдержать изгиб и напряжения сдвига, связанные с движением транспортного средства, все еще могут отклониться достаточно, чтобы пользователь моста заметил.Самый дизайн спецификации ограничивают величину отклонения, допустимого в элементы — например, спецификации AASHTO указывают на динамическую нагрузку ограничение прогиба длины пролета (в дюймах), деленное на 500 для деревянные элементы. Это ограничение отклонения может, в некоторых случаях, установить, что балки перекрытия должны быть больше, чем требуется, чтобы противостоять напряжениям сдвига и изгиба. На практике, балки перекрытия крытых мостов часто слишком гибкие, чтобы удовлетворить это требование.Следовательно, необходимо решить, есть ли такой ограничение работоспособности является разумным, или если ограничение может быть расслаблен. Несколько практикующих приняли такое расслабление, но степень такого принятия неизвестна.

Типичный теоретический Слабость балок перекрытия

Несколько отдельно от обсуждения общих вопросов относящиеся к балкам перекрытия, в этом разделе руководства поднимается соответствующий тема. То есть оценка перекрытых мостов часто находит пол. система должна быть значительно слабее, чем хотелось бы, по сравнению с текущие требования.Многие считают, что текущие спецификации являются чрезмерно жесткими при оценке прочности балок перекрытия. Этот вывод делается из того факта, что балка перекрытия оказалась теоретически слабее, чем хотелось бы, часто может функционировать успешно, без признаков бедствия. Некоторые говорят, что допустимые напряжения сдвига слишком консервативны. Другие подозревают что коэффициенты распределения нагрузки для этих типов напольных систем слишком консервативны. На сегодняшний день не существует общепринятых инженерный анализ или практика, связанная с этой темой, хотя многие люди его преследуют.Требуется гораздо больше исследований.

Следовательно, если кто-то присоединяется к такому убеждению и сопротивляется принимая вердикт анализа, взятый непосредственно из применяя сегодняшние спецификации, необходимо учитывать альтернативных средств оценки прочности и исправности балок перекрытия. Этот момент усиливается каждый раз даны рекомендации по замене, казалось бы, исправных и в удовлетворительном состоянии существующие балки перекрытия.

Рассмотрение Распределительные балки

Многие существующие системы перекрытий содержат конструктивные элементы, не являющиеся частью оригинальной конструкции.Эти элементы выровнены по оси моста и прикреплены к нижней стороне пола балки. Обычно они включают одну линию элементов вдоль центр этажа; иногда бывают двойные линии по третьему точки балок перекрытия. Стержни обычно массивные пиленые. бревна и расположены в шахматном порядке вдоль моста с каждым компонентом, непрерывным под множеством балок перекрытия.

Эти элементы идентифицируются несколькими терминами; обычный термин распределительный луч.Название происходит от намерения элемент для распределения воздействия нагрузки на колесо более чем на один балка перекрытия. «Распределительные лучи» в главе 12 обсуждают задействованные аналитические вопросы; их эффективность спорна. На рисунке 45 показан пример двойной линии распределения. балки.

Рисунок 45. Установка раздачи балки —Union Village Bridge, VT.

Присоединение к нижней стороне балки перекрытия почти всегда через стальные U-образные болты, расположенные над балкой перекрытия и зажат под распределительной балкой, со стальной пластиной на нижний конец U-образного болта.Когда автомобиль пересекает балку пола, его отклонение заставляет распределительную балку опускаться, тем самым снос соседних балок перекрытия; вот почему это называется распределительный луч.

На практике со временем соединения могут ослабнуть (даже если от усадки бруса), а прогиб распределения пучок может стать настолько маленьким, что внесет свой вклад в Подозреваем, что в частности балка перекрытия.

Эти балки часто бывают довольно толстыми — до 203 мм толщиной на 406 мм. высокий (8 на 16 дюймов).Таким образом, они могут значительно прибавить в весе. к мосту.

Некоторые инженеры считают, что эти распределительные балки прозрачны. свидетельство того, что характеристики моста недооценивают пропускную способность балки перекрытия. Добавление распределительных балок просто задумано как средства для увеличения распределения автомобильных нагрузок до большего члены. Тем не менее, сравнивая состояние балок перекрытия в десятках исторические крытые мосты не демонстрируют улучшенных условий балок перекрытия в тех мостах с распределительными балками, чем в эти мосты без них.

Исследование этих компонентов было проведено в рамках Изучение мостов штата Вермонт в начале 1990-х гг. Вывод исследования заключался в том, что вклад компоненты не могли быть гарантированы; следовательно, никакой пользы от них следует предполагать. Далее, при работе на конкретном мосту с распределительные балки были предприняты, было рекомендовано, чтобы балки должны быть удалены, чтобы облегчить нагрузку на мост.

Другие проблемы с полом Балки

Есть несколько других тем, представляющих общий интерес, связанных с балки перекрытия.

Балки перекрытия играют жизненно важную роль в обеспечении нижней части мост выдерживает боковую нагрузку от ветра или силы ручья. Для мосты с промежуточными соединениями с нижними отводами в посередине балок перекрытия большие силы могут быть переданы на балки перекрытия от такой боковой нагрузки, вызывающей поперечные (слабые ось) изгиб балки перекрытия.

Точно так же тяговые силы в системе палубы (от торможения транспортных средств) также могут вызывать дополнительные напряжения в полу луч.

Иногда концы балок перекрытия имеют недостаточную опору зона, которая может привести к защемлению балки перекрытия. Это может быть особенно актуально для систем перекрытий Town решетчатых ферм для тех, кто балки перекрытия, которые опираются только на самые внутренние пояса.

Типовой этаж Балки

Типовые балки перекрытия составляют от 203 до 254 мм (от 8 до 10 дюймов) шириной и глубиной от 305 до 356 мм (от 12 до 14 дюймов). Какой-то узкий город решетчатые мосты с их многочисленными балками перекрытия содержали много более узкие балки пола для поддержки изначально более легких автомобилей.В мосты, требующие достаточной грузоподъемности для более тяжелых транспортных средств (18 метрических тонн (MT) или 20 тонн), или тех, которые имеют ширину в две полосы, цельнопиленные элементы разумного размера могут быть недостаточно прочными. В В этих случаях балки перекрытия из ламината размерных клееный брус (клееный брус) можно обеспечивают большую производительность за счет повышенных допустимых напряжений и большие разделы.

Как объяснялось выше, некоторые крытые мосты имеют стрингеры — продольные балки, несущие нагрузку от настила на балки перекрытия.Расстояние между стрингерами обычно не превышает 0,6 до 1,2 м (от 2 до 4 футов) по центру. Стрингеры простираются только с одного этажа балка до следующей, с ограничением пролета от 2,4 до 3,7 м (от 8 до 12 футов). Иногда стрингеры бывают достаточно длинными, чтобы охватить два пролеты балок перекрытия, превращая их в двухпролетные неразрезные элементы. Эти элементы более жесткие, чем простые пролеты (когда они того же размера, что и однопролетные элементы) и лучше справляются с распределением живых прогибы нагрузки, особенно когда двухпролетные стрингеры в шахматном порядке с концами, поддерживаемыми чередующимися балками перекрытия.

Подобно балкам перекрытия, стрингеры рассчитаны на сопротивление изгибу и напряжения сдвига и ограничения прогиба. Сдвиговые напряжения часто контролировать размер стрингеров. Размеры стержней от 254 до 305 мм (От 10 до 12 дюймов) в глубину и от 100 до 150 мм (от 4 до 6 дюймов) в ширину. общий. Стрингеры обычно однокомпонентные, спиленные. пиломатериалы.

Общей проблемой для всех деревянных настилов в крытых мостах является отсутствие трения о дорожное покрытие. Поверхность палубы внутри крытый мост часто становится гладким, и это обычное дело скольжение внутри крытого моста при включении тормозов.Там не является общепринятой практикой борьбы с этим явлением, но это важный вопрос, который нужно признать. Некоторые предпочитают устанавливать перила сужения для обеспечения медленного проезда транспортных средств в свете этого проблема. В редких случаях над настил для этой цели.

Доска настила

Самый простой и распространенный тип настила состоит из массивной массивной древесины. доски. Они непосредственно поддерживают нагрузки на колеса и распределяют их. к стрингерам или балкам перекрытия.В стрингерных полах палуба доски идут поперек моста. В мостах с балками перекрытия только доски простираются в продольном направлении. Настил обычно 75 или 100 мм (3 или 4 дюйма) толщиной и может составлять от 152 до 305 мм (от 6 до 12 дюймов) в ширину и от 3,7 до 4,9 м (от 12 до 16 футов) в длину. Палуба доски обычно вырезают из хвойных пород, таких как южная сосна или Дуглас Фир. Дополнительная статическая нагрузка, приложенная к более плотной древесине твердых пород планки редко оправдываются требованиями к нагрузке. Доски обычно просто прикрепить шипами или привинтить к опорным элементам.Типичный поперечный настил из досок показан на рис. 46. Этот экземпляр имеет продольные ходовые планки сверху по колесной линии.

Рисунок 46. Типовой настил из поперечных досок. с беговыми досками —Центральный мост в Солсбери, Округ Херкимер, штат Нью-Йорк.

Некоторые крытые мосты имеют два слоя деревянных досок, уложенных на прямые углы. Это сложно оправдать ни экономически, ни с точки зрения грузоподъемности.Есть даже примеры мосты с двойным слоем настилов, а третий слой — беговые доски — поверх этих двух слоев (см. «Беговые доски» далее в этой главе).

Ламинированный гвоздь Профнастил

Рис. 47. Ламинированный гвоздевой настил. удалено —Fitch’s Bridge, округ Делавэр, NY.

Профнастил, ламинированный гвоздями, обычно собирается с пиломатериалы, обработанные под давлением, для защиты от преждевременного ухудшение.Материал конструкционного качества (выберите конструкционный или No. 1 класс) может обеспечить прочность, необходимую для правильной поддержки проектировать автомобили. Южная сосна — популярный вид для этого использовать.

Клей-ламинат Профнастил

Альтернативой настилу из гвоздей является настил. панели клееные в магазинах, из номинального бруса 50 мм (2 дюйма). Эти панели часто имеют ширину около 1,2 м (4 фута) и могут достигать 4,9. до 6,1 м (от 16 до 20 футов) в длину. Глубина панели такая же номинальная. 100, 150, 200 или 250 мм (4, 6, 8 или 10 дюймов).Эта глубина и более высокие допустимые напряжения делают эти панели эффективными при несение нагрузок между широко расставленными балками перекрытия. Эти палубные панели поэтому обычно ориентированы продольно вдоль моста. Это означает, что есть несколько панелей по ширине проезжая часть. Панели обычно располагаются в шахматном порядке, чтобы стыковые соединения смежных панелей опираются на разные балки перекрытия. Часто, прилегающие стыки должны находиться на расстоянии не менее 1,2 м (4 фута) друг от друга. по оси моста.Панели можно устанавливать поперечно. над продольными стрингерами.

Панели обычно изготавливаются из обработанного пиломатериала и фрезерованы. сверху, чтобы получилась гладкая поверхность. Смежные и стыкующиеся торцами панели часто соединяются глухими стальными дюбелями, чтобы разделить нагрузки между панелями и уменьшение дифференциальных перемещений. Специальные аппаратные приспособления соединяют панели с балками перекрытия. Для пиломатериалов, обработанных давлением, необходимо указать оцинкованные или даже оцинкованные. крепеж для соединения панелей из нержавеющей стали.На рисунке 48 показано балки перекрытия и профнастил в стадии строительства. Эти панели были изготовлены в виде отдельных блоков по всей длине мост — 39,6 м (130 футов).

Рисунок 48. Балки перекрытия клееные и строящаяся система настила —Hamden Мост, округ Делавэр, штат Нью-Йорк.

Traffic постепенно изнашивает верхнюю поверхность любого настила. Этот износ может быть значительным, особенно для настилов из хвойных пород, поэтому что все это нужно будет заменить через несколько лет, хотя повреждение довольно локализовано.Распространенной практикой является создание слой досок из твердых пород дерева, выровненный только по колесным дорожкам. Эти члены намеренно приносятся в жертву износу и с большей готовностью при необходимости заменять без замены всей колоды. А Типовая установка сдвоенных линий беговых досок показана на рисунок 49.

Рисунок 49. Беговая доска. инсталляция — Тафтсвиллский мост, VT.

Ходовые планки можно размещать вдоль колесных дорожек двумя способами. отдельные участки, часто шириной 1 м (3 фута), состоящие из нескольких досок в каждом блоке.Иногда беговые доски помещают в один слой во всю ширину. Первая схема дешевле, и имеет тенденцию замедлять движение, помогая водителям избежать соскальзывания с дороги. беговые доски. Последняя схема при контакте избегает проблемы соскальзывание транспортных средств с колесных гусениц (что может вызвать водитель потерял контроль над транспортным средством) и столкнулся с фермой. В тенденция сдвоенных пар бегущих досок замедлять водителей широко признанный эффективный инструмент для обеспечения скорости ограничение на однополосный мост.Для тех мостов, которые часто используются снегоходы, вопрос ширины снегоходных гусениц и лыж должны быть рассмотрены и могут привести к решению избегать использования центральный зазор между полосами колесной линии. Точно так же эти путешественники при использовании мотоциклов необходимо соблюдать осторожность из-за гладкости дерева и нестабильность, связанная с высадкой.

Ходовые доски обычно имеют номинальную толщину 50 мм (2 дюйма) и при желании можно обработать консервантами. Часто бегайте по доске изнашиваются задолго до того, как необработанные члены сгниют, что указывает на то, что лечение от гниения может быть ненужным расходом.Этот решение должно частично основываться на ожидаемом количестве проезды автомобилей каждый день. Для более высокого использования потребуется член замену чаще, что означает, что лечение давлением больше посторонний. Низкое использование может привести к разумному использованию устойчивых к гниению лечение.

Системы деревянных полов заменяются довольно регулярно, в связи с износ, чрезмерный износ и / или структурное повреждение после 30-40 лет. Иногда владелец устанавливает другой пол. системы, чем та, которая изначально была установлена ​​в мосту.Владелец может обнаружить, что альтернатива, по-видимому, дешевле или может обеспечивают большую пропускную способность по сравнению с предыдущей системой перекрытий. В Фактически, системы перекрытий часто являются слабым звеном в мостах. грузоподъемность. Возможно, это не так уж и плохо; чрезмерно тяжелая нагрузка может выйти из строя некоторые элементы пола, не уронив автомобиль в реке, или не забирая с собой весь промежуток. Более тяжелый ламинированный гвоздь или ламинированные клеем настилы обычно устанавливаются для обновления грузоподъемность по сравнению с оригинальным настилом из деревянных досок.Обычно это не оказывает значительного эстетического воздействия на состав.

В некоторых случаях колода заменяется во время установка структурно независимой мостовой системы внутри оболочка оригинального крытого моста. Этого можно добиться с помощью установка двух или более стальных балок внутри оригинала, но ниже его фермы с брусом или даже бетонный настил, опирающийся на продольные стальные балки. Балки будут поддерживаться на независимые опорные площадки на опоре, отдельные от фермы зона поддержки.Иногда лучи достаточно глубоки и видны ниже низ исходных ферм. Это означает, что либо проезжая часть поверхность должна быть приподнята, чтобы поддерживать ту же самую низкую точку возвышение конструкции (важно, когда гидравлическое отверстие не должно быть уменьшенным), или балки выступают ниже ферм (когда есть достаточное гидравлическое открытие). Часто лучи не видны сразу и не вызывают возражений у путешествующей публики. Многие считают это действие эффективно выпотрошивает мост и, следовательно, неприемлемо.Однако это может быть единственный способ удержать мост в услуга. На рисунке 50 изображена независимая система перекрытий.

Рисунок 50. Самостоятельный пол. система —Чизельвильский мост, штат Вирджиния. Обратите внимание, что крышка опоры не поддерживает деревянную ферму, которая должна выдерживают вес покрытия и снега.

Недавний опыт в Вермонте показывает, что это действие не принимаются в этом штате, в то время как Пенсильвания продолжает разрешить этот метод армирования.Каждое государство и собственник имеют дело с эта проблема сохранения в соответствии с местными практиками, обычаями и Ресурсы.

Это действие, когда завершено, разделяет деревянные фермы и покрытие от опоры автомобильной загрузки. Следовательно, рутина осмотр мостов (по требованию Федерального правительства каждые два лет) будет сосредоточено на основных опорных элементах (стальных балках и настил) и может уделять меньше внимания фермам и покрытию. Со временем серьезное ухудшение может стать более выраженным и избегать обнаружения до тех пор, пока покрытие не обрушится на балочный мост неизбежно.Это представляет серьезную проблему безопасности для пользователи моста и потенциальная потеря исторического моста.

Важный вопрос касается подключения оболочки к стабилизируйте нижний пояс фермы. Горизонтальное соединение нижний пояс оболочки необходим для обеспечения сопротивления ветровая нагрузка на борта корпуса. Однако независимая конструкция отклонится вертикально под действием автомобильного движения.Неподключенная оболочка не будет отклоняться от эта живая нагрузка. И наоборот, снаряд будет отклоняться от влияние снеговой нагрузки, в то время как независимая конструкция — нет. Следовательно, если кто-то пытается соединить нижнюю часть оболочки с независимая конструкция, адекватное вертикальное дифференциальное движение должно быть размещенным. Кроме того, если это соединение со временем закрепится, оно может разорвать нижний пояс раковины и разрушить раковину. Следовательно, это требует особой осторожности при детализации связь.

дерева — Что нужно сделать, чтобы проверить вместимость деревянного перекрытия, которому более 100 лет?

Короткая версия

Деревянная балка пола размером 7,5 x 20 см в квартире, построенной в 1906 году в Роттердаме, Нидерланды, будет подвергаться повышенной нагрузке. Тип нагрузки, которую испытывает балка перекрытия, уже переносится другими балками перекрытия с таким же поперечным сечением.

Балка перекрытия была тщательно проверена на предмет уменьшения ее поперечного сечения и повреждений, вызванных каким-либо органическим процессом.Обнаружены легкие пятна белой гнили. Пятна были удалены, балка пола была покрашена, и были приняты меры для обеспечения того, чтобы балка пола оставалась сухой и обеспечивала надлежащий воздушный поток со всех сторон. Согласно Еврокоду (NEN-EN 1990: 2002, NEN-EN 1991-1-1: 2002 и NEN-EN 1995-1-1: 2005) балка перекрытия будет иметь достаточную способность выдерживать основные расчетные нагрузки.

Мой вопрос: нужно ли еще что-нибудь проверить?

Удлиненная версия

В настоящее время каменный фасад верхнего этажа четырехэтажной квартиры в Роттердаме поддерживает крышу квартиры.Этот каменный фасад будет удален, а его роль в поддержке крыши квартиры будет заменена на уже построенную деревянную ферму (как показано на изображении ниже).

Все элементы фермы сделаны из пихты Дугласа размером 16,5 x 6,5 см, ферма опирается на деревянную балку пола размером 7,5 x 20 см оригинальной конструкции. Оба конца деревянных балок перекрытия заделаны в каменную стену, а балки перекрытия поддерживаются деревянной засыпной балкой 12 см x 7 см на линии координатной сетки B в разрезе ниже, эта балка-засыпка имеет достаточную нагрузку на момент и сдвиг для дополнительной нагрузки. наносится на заливную балку от фермы.Дополнительные чертежи конструкции можно найти в этом pdf.

Нагрузка, приложенная к конструкции, была рассчитана в соответствии с еврокодом NEN-EN 1990: 2002 и NEN-EN 1991-1-1: 2002, и были использованы следующие нагрузки:

• Собственная нагрузка (крыша) = 0,55 кН / м2
• Фактическая нагрузка (крыша) = 0,3 кН / м2
• Снеговая нагрузка (крыша) = 0,16 кН / м2
• Собственная нагрузка (пол) = 0,15 кН / м2
• Фактическая нагрузка (пол) = 1,5 кН / м2
• Ветровая нагрузка = 0.83 кН / м2

Новая ферма будет поддерживать 1,7 метра крыши. Однако для простоты и консервативности предполагалось, что эта ферма будет поддерживать 3,4 метра крыши. Структурная система была смоделирована в SAP2000, и полный отчет о расчетах можно найти здесь. Стропильный элемент фермы имел наибольший приложенный момент и сдвиг. Согласно Еврокоду NEN-EN 1995-1-1: 2005 стропильный элемент фермы имеет следующую потребность / мощность:

.

• Момент = 0.89
• Сдвиг = 0,44
• Подшипник = 0,03

И в соответствии с Еврокодом NEN-EN 1995-1-1: 2005 балка перекрытия имеет следующую потребность / мощность:

• Момент = 0,22
• Сдвиг = 0,33
• Подшипник = 0,09

И математика, и инженерная оценка. Инженерная оценка подтверждается, потому что на протяжении всего срока службы конструкции три фермы опирались на собственную балку перекрытия, соответственно, без видимых проблем.

Состояние балки перекрытия

Балка пола, которая будет поддерживать новую ферму, была тщательно осмотрена на предмет повреждений, и была обнаружена небольшая белая гниль. Белая гниль была удалена, а балки перекрытия были очищены и окрашены. Более подробную информацию об этом можно найти в этом вопросе.

Когда ремонт будет завершен, внешняя оболочка здания изменится. Однако, как обсуждается в этом вопросе и ответе, система была продумана для предотвращения повреждения водой и грибком.

Есть ли причина, о которой я не подумал, почему эта новая система не будет работать?

Черновой пол из балок и балок | СТРОЙКА

Состав балочного перекрытия.

Что такое перекрытия из балок и балок?

Балки и балки могут служить опорой для пола. Балки толще и длиннее, укладываются вертикально; балки обычно короче и лежат поперек балок, чтобы обеспечить им горизонтальную поддержку. Как и другие компоненты каркаса, каркасы перекрытий из балок и балок часто строятся заранее, транспортируются на площадку и прикрепляются к пням или (реже) к плиточному фундаменту, хотя они могут быть построены и на месте.Эти черновые полы не обладают прочностью бетонной плиты, но предлагают широкий спектр возможных вариантов напольного покрытия, включая половицы.

Какие материалы используются в перекрытиях из балок и балок?

Материал, наиболее часто используемый для жилых полов с использованием балок и балок, — это древесина, хотя дома со стальным каркасом становятся все более популярными. Сталь часто используется для строительства зданий с дополнительными требованиями к весу.

Есть ли вариации?

Этот стиль открыт для множества настроек и достаточно гибок, чтобы удовлетворить почти все потребности в напольных покрытиях.В большинстве случаев изменения будут определяться требованиями к несущей способности и конструкцией, но должны соответствовать требованиям, изложенным в австралийском стандарте AS 1684 — Жилое деревянное строительство .

Балки могут быть длиннее или короче в зависимости от места и размера и обычно расположены на расстоянии 450 мм или 600 мм друг от друга. Толщина самих балок перекрытия будет зависеть от того, что на них происходит. Балки, расположенные ниже стыков с торцевыми стыками, должны иметь толщину не менее 35 мм.Те, которые поддерживают соединенный встык пол, должны быть толщиной 45 или 50 мм, чтобы уменьшить раскалывание.

Как устанавливаются каркасные полы?

Балки и каркасы перекрытий могут быть построены на строительной площадке или за ее пределами и транспортированы внутрь, в зависимости от вашего фундамента. Древесина в первую очередь защищена от воды и атмосферных воздействий, а при необходимости может быть также защищена от термитов. Балки укладываются, прорезаются канавки и затем устанавливаются балки. Балки должны встречаться друг с другом только в середине балки.Поскольку балки будут равномерно распределены по всему дому, обычно отправной точкой являются первые две балки перед унитазом, так как именно здесь вам нужно будет оставить больше места для водопровода. После того, как это будет выровнено, остальная часть пола укладывается до тех пор, пока она не коснется граничных стен.