Что такое полезная нагрузка на балку
Требуется собрать нагрузки на монолитную балку перекрытия жилого дома (балка по оси «2» в осях «Б-В» на рис.1). Размеры сечения балки: h = 0,5 м, b = 0,4 м. Конструкцию пола принять по рисунку в Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания.
Решение
Данный тип здания относится ко II классу ответственности. Коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0.
Состав пола и значения постоянных нагрузок примем из примера 1.1.
Нагрузки, действующие на балку, принимаются линейно распределенными (кН/м). Для этого равномерно распределенные нагрузки на перекрытие умножаются на ширину грузового участка, равному для средних балок шагу рам. В нашем примере см. рис. 1 ширина грузового участка составляет В = 6,6 м. Остается умножить постоянную нагрузку, вычисленную в примере 1.1, на данную величину и записать в таблицу 1:
q1 = 5,89*В = 5,89*6,6 = 38,87 кН/м;
q1p = 6,63*В = 6,63*6,6 = 43,76 кН/м.
Таблица 1
Сбор нагрузок на балку перекрытия
Вид нагрузки | Норм. кН/м | Коэф. γt | Расч. кН/м |
Постоянная нагрузка | |||
1. Ж.б. плита + пол | 38,87 | 43,76 | |
2. Собственный вес балки | 5,0 | 1,1 | 5,5 |
Всего: | 43,87 | 49,26 | |
Временная нагрузка | |||
1. Полезная нагрузка:кратковременная ν1длительная р1 | 6,532,29 | 1,31,3 | 8,492,98 |
2. Перегородки (длительная) р2 | 3,3 | 1,3 | 4,29 |
Вычислим нагрузку от собственного веса балки.
Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). При высоте балки h = 0,5 м и ее ширине b = 0,4 м нормативное значение нагрузки от собственного веса составляет
q2 = 25*h*b*γн =25*0,5*0,4*1,0 =5,0 кН/м.
Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,1, тогда расчетное значение составит:
q2р = q2*γt =5*1,1 =5,5 кН/м.
Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет
q = q1 + q2 = 38,87 + 5,0 = 43,87 кН/м;
расчетная:
qр = q1р + q2р = 43,76 + 5,5 = 49,26 кН/м.
Понижающие коэффициенты φ1, φ2, φ3 или φ4, при расчете балок нормативные значения нагрузок, допускается снижать в зависимости от грузовой площади А, м2, рассчитываемого элемента умножением на коэффициент сочетания φ. При грузовой площади А = 6,6*7,2 = 47,52 м2 и при А = 47,52 м2 > А1 = 9,0 м2 для помещений коэффициент сочетания φ1 определяется по формуле:
φ1 = 0,4 + 0,6/ √(А/А1) = 0,4 + 0,6/√(47,52/9,0) = 0,66.
Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0 и коэффициент сочетания φ1 = 0,66, итоговая нормативная кратковременная полезная нагрузка составляет:
ν1 = 1,5*В*γн*φ1 = 1,5*6,6*1,0*0,66 = 6,53 кН/м.
При нормативном значении временной нагрузки менее 2,0 кПа коэффициент надежности по нагрузке γt принимается равным γt = 1,3. Тогда расчетное значение составляет:
ν1р = ν1*γt = 6,53*1,3 = 8,49 кН/м.
Длительную полезную нагрузку получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35 т.е:
р1 = 0,35*ν1 = 0,35*6,53 = 2,29 кН/м;
р1р = р1*γt = 2,29*1,3 = 2,98 кН/м.
Нормативное значение равномерно распределенной нагрузки от перегородок составляет не менее 0,5 кН/м2. Приводим ее к линейно распределенной нагрузке на балку путем умножения на ширину грузового участка В=6,6 м:
р2 = 0,5*В*γн = 0,5*6,6*1,0 = 3,3 кН/м.
Расчетное значение нагрузки тогда:
р2р = р2*γt = 3,3*1,3 = 4,29 кН/м.
I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и балки) + полезная (кратковременная).
При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициент Ψl, Ψt вводить не следует.
q1 = q + ν1 = 43,87 + 6,53 = 50,4 кН/м;
q1р = qр + ν1р = 49,26 + 8,49 = 57,75 кН/м.
II сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и балки) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).
Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψ1 принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψ2 для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.
Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициент Ψl и Ψt = 1,0.
qII = q + ν1 + р2 = 43,87 + 6,53 + 3,3 = 53,7 кН/м;
qIIр = qр+ ν1р + р2р = 49,26 + 8,49 + 4,29 = 62,04 кН/м.
Примеры:
Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания
Пример 1.2 Сбор нагрузок на плиту покрытия
Пример 1.4. Сбор нагрузок на колонну
Пример 2.1 Определение несущей способности буронабивной сваи длиной 2,2 м
Пример 2.2. Определение несущей способности забивной сваи по грунту
Пример 2.3. Определение несущей способности сваи по материалу
Пример 2.4. Определение нагрузок на сваи во внецентренно-нагруженном фундаменте
Пример 3.1. Расчет стыка балки с накладками
Пример 3.2. Расчет соединения столика с колонной
Пример 3.3. Расчет балки настила
Пример 3.4. Расчет заделки в кладку консольной балки и проверка кладки на местное смятие
Пример 3.5. Проверка сечения колонны из двутавра на сжатие
Пример 4.1. Проверка сечения центрально-сжатого элемента
Иллюстрация автора
На данной странице приведен расчет деревянной балки на прогиб и на допустимую нагрузку в соответствии с требованиями науки о сопротивлении материалов (сопромат).
По тексту статьи, попытаюсь максимально доходчиво разложить каждый аспект по полкам простыми словами. При вычислении параметров – беру расчетные данные древесины, опираясь на 3-й сорт, т.к. другие сорта очень тяжело найти, и к нашему сожалению, 90% идет на экспорт из страны.
Вычисления занимают немного времени и все они в конце концов сводятся к расчету на действие изгибающего момента (определение момента сопротивления + допустимый прогиб).
Ниже приведена основная таблица зависимости габаритов Вашей балки и момента сопротивления, как раз к которому и сводится весь расчет.
Момент сопротивления прямоугольного сечения деревянной балки
В качестве примера для расчета беру стандартную длину пиломатериала – 6 метров и шаг между балками – 60 см. (Конечно же эти параметры будут у каждого свои)
Основные понятия:
- Шаг балок (a) – расстояние между осями (центрами) балок;
- Длина балки (L) – длина пиломатериала;
- Опорная длина (Loп) – длина части балки, опертая на опорную конструкцию;
- Расчетная длина (Lo) – длина балки между центрами площадок опирания;
- Длина в свету (Lсв) – ширина помещения (от опоры до опоры).
Расчет начинается с функционального назначения помещения. Если наш этаж – жилое помещение, средняя нагрузка, временно создаваемая людьми при проживании – равна 150 кг./кв.м. или 1,5 кПа (Р1). Обязательным параметром в расчете служит коэффициент надежности, равный – 1,2 (К1), который намеренно увеличивает запас конструкции на 20%.
Теперь, просчитываем нагрузку от собственного веса перекрытия (Р2). Она равна весу самих балок + обшивка снизу + утеплитель + черновой и чистовой полы. В среднем, данное значение составляет так же 150 кг/кв.м., что и берем в расчет. На данном этапе закладываем коэффициент запаса 1.3, т.е. 30% (К2). Коэффициент закладывается приличный, так как в дальнейшем пол может быть заменен на более тяжелый или решим подвесить тяжелый потолок.
Считаем суммарную нагрузку: Рсумм = Р1*К1 + Р2*К2 = 1,5 * 1,2 + 1,5 * 1,3 = 3,75 кПа
Считаем нормативную нагрузку: Рнорм = Р1 + Р2 = 1,5 + 1,5 = 3 кПа
Следующий этап, вычисление расчетной длины (Lo). В качестве примера, принимаем площадку опирания балки на стену Lоп = 120 мм., поэтому расчетная длина составляет:
Lo = L – 2 (Lоп/2) = L – Lоп = 6 – 0,12 = 5,88 м.
Далее, считаем нагрузку на балку: Qрасч = Pсумм * a = 3,75 * 0,6 = 2,25 или 225 кг/м. (чем больше шаг балок, тем выше нагрузка на балку)
Далее, нормативная нагрузка: Qнорм = Pнорм * a = 3 * 0,6 = 1,8 или 180 кг/м.
Определяем расчетное усилие:
Максимальная поперечная сила: Q = (Qрасч * Lo)/2 = 6.6
Максимальный изгибающий момент: M = (Qрасч * Lo^2)/8 = 9.72
Выше мы определили главные составляющие балки, теперь сам расчет:
Действие изгибающего момента:
M/W < Rи, где:
W – момент сопротивления поперечного сечения,
Rи – расчетное сопротивление древесины изгибу (Для 3-го сорта древесины = 10 МПа.)
Из вышеуказанной формулы, получаем требуемый момент сопротивления W = M/Rи,
W = 9.72 / 10 = 0.972 = 972 куб.см.
Возвращаемся к вышеуказанной табличке (приводил в самом начале статьи), где уже в готовом виде представлены значения моментов сопротивления и выбираем сечение, округляя в большую сторону.
P.S. Если у вас нестандартная балка, то момент вашей балки можете получить по формуле: W = (b*h^2)/6, как и все значения в приведенной табличке.
Зеленым цветом обведены подходящие значения
Как видите, очень много сечений, удовлетворяющих нашему расчету. Итак, выбираем балку (1056 > 972) с шириной b=110 мм. и высотой h=240 мм.
Когда выбрали балку, делаем проверку – считаем допустимый прогиб, и если он нас не удовлетворит по эстетическим параметрам (сильный провис, несмотря на надежность конструкции), выберем сечение с более высоким моментом сопротивления поперечного сечения балки.
Расчет на прогиб:
Вычисляем момент инерции: I = (b*h^3)/12 = 110*240^3/12 = 12672 см^4
Определяем прогиб по формуле: f= 5/384 * (Qнорм * Lo^4)/(E*I) , где:
Е – модуль упругости для древесины, принимается 10 000 МПа.
Итак, f = 0.0130208 * (1.8 * 1195.389)/(10 000 * 12672) = 2.21 см.
Получив прогиб (провис) по вертикальной центральной оси – 2,21 см., нам его требуется сравнить с табличным значением по эстетико-психологическим параметрам (см. таблицу Е.1)
Предельные прогибы
По таблице, мы имеем вертикальные предельные прогибы L/ххх. Чтобы сопоставить наше значение с данной характеристикой, нужно получить параметр предельно допустимых величин, поэтому делим расчетную длину на прогиб Lo/f = 5,88/2,21 = 266. Данный параметр обратно пропорционален длине, поэтому он должен быть выше, а не ниже – чем табличный.
Так как мы в расчете использовали балку длиной 6 м., то находим соответствующую строку и ее значение в таблице Е1:
Полученный нами параметр сравниваем с табличным значением прогиба: L/266 < L/200 (прогиб меньше табличного), следовательно прогиб нашей балки будет меньше, поскольку он свободно вписывается в условие.
Выбранная балка – проходит по всем расчетам! На этом всё! Пожалуйста пользуйтесь!
___________________________________
Далее, на канале планируется серия материалов о способах устранения прогиба балок без подпорок и колонн.
Так же в следующих статьях я опишу расчеты швеллеров и двутавровых балок. Поговорим о широкополочных двутаврах, где и какие разновидности оптимальней применять уменьшая высоту перекрытий и увеличивая прочность.
Если данные темы интересны, подписывайтесь намой канал!
Зная тригонометрию, вам не придётся скакать по крыше с рулеткой. Практические примеры
Как определить высоту объекта вблизи или на расстоянии? Основные 5 способов!
История о сносе: “А разрешение на стройку? Да ладно, потом получим!”
Åñëè ïðîåêòèðóåòñÿ ñòðîèòåëüñòâî äâóõýòàæíîãî èëè îäíîýòàæíîãî äîìà, íî ñ ïîäâàëîì èëè ÷åðäàêîì, íåîáõîäèìî ïðàâèëüíî ðàññ÷èòàòü è âîçâåñòè ìåæýòàæíûå ïåðåêðûòèÿ. Ðàññìîòðèì ýòàïû è íþàíñû âûïîëíåíèÿ ïåðåêðûòèÿ ïî äåðåâÿííûì áàëêàì è âûïîëíèì ðàñ÷åò ñå÷åíèé áàëîê, îáåñïå÷èâàþùèõ äîñòàòî÷íóþ ïðî÷íîñòü.
Óñòðîéñòâî ìåæýòàæíûõ ïåðåêðûòèé íóæäàåòñÿ â îñîáîì âíèìàíèè, âåäü âûïîëíåííûå «íà ãëàçîê», îíè ìîãóò íå âûäåðæàòü ïðèõîäÿùèõñÿ íà íèõ íàãðóçîê è îáðóøèòüñÿ, ëèáî ïîòðåáîâàòü èçëèøíèõ, íå ìîòèâèðîâàííûõ çàòðàò. Ïîýòîìó íóæíî âñåñòîðîííå îáäóìàòü è ðàññ÷èòàòü îäèí èëè íåñêîëüêî âîçìîæíûõ âàðèàíòîâ. Îêîí÷àòåëüíîå ðåøåíèå ìîæíî ïðèíÿòü, ñðàâíèâ ñòîèìîñòü èëè äîñòóïíîñòü ïðèîáðåòåíèÿ ìàòåðèàëîâ.
Òðåáîâàíèÿ ê ìåæýòàæíûì ïåðåêðûòèÿì
Ìåæýòàæíûå ïåðåêðûòèÿ îáÿçàíû âûäåðæèâàòü ïîñòîÿííûå è ïåðåìåííûå íàãðóçêè, òî åñòü êðîìå ñîáñòâåííîãî âåñà âûäåðæèâàòü âåñ ìåáåëè è ëþäåé. Îíè äîëæíû áûòü äîñòàòî÷íî æ¸ñòêèìè è íå äîïóñêàòü ïðåâûøåíèå ìàêñèìàëüíîãî ïðîãèáà, îáåñïå÷èâàòü äîñòàòî÷íóþ øóìî- è òåïëîèçîëÿöèþ.
Ïåðåä ðàáîòîé ñîâåòóåì îçíàêîìèòüñÿ ñ ìàòåðèàëàìè, èçëîæåííûìè â ÑÍèÏ II-25–80 (ÑÏ 64.13330.2011), òàì ìíîãî ïîëåçíîé èíôîðìàöèè.
Óäåëüíûå íàãðóçêè îò ìåáåëè è ëþäåé äëÿ æèëîãî ïîìåùåíèÿ ïðèíèìàþòñÿ ñîãëàñíî íîðìàì. Îäíàêî åñëè ïëàíèðóåòñÿ óñòàíîâêà ÷åãî-òî ìàññèâíîãî, íàïðèìåð, àêâàðèóìà íà 1000 ë èëè êàìèíà èç íàòóðàëüíîãî êàìíÿ, ýòî îáÿçàòåëüíî íóæíî ó÷èòûâàòü.
Æåñòêîñòü áàëîê îïðåäåëÿåòñÿ ðàñ÷¸òîì è âûðàæàåòñÿ â äîïóñòèìîì èçãèáå íà äëèíó ïðîë¸òà. Äîïóñòèìûé èçãèá çàâèñèò îò âèäà ïåðåêðûòèÿ è ìàòåðèàëà ïîêðûòèÿ. Îñíîâíûå ïðåäåëüíûå ïðîãèáû, îïðåäåëÿåìûå ÑÍèÏ, ïðèâåäåíû â òàáëèöå 1.
Òàáëèöà 1
| Ýëåìåíòû êîíñòðóêöèé | Ïðåäåëüíûå ïðîãèáû â äîëÿõ ïðîë¸òà, íå áîëåå |
| 1. Áàëêè ìåæäóýòàæíûõ ïåðåêðûòèé | 1/250 |
| 2. Áàëêè ÷åðäà÷íûõ ïåðåêðûòèé | 1/200 |
| 3. Ïîêðûòèÿ (êðîìå åíäîâ): | |
| à) ïðîãîíû, ñòðîïèëüíûå íîãè | 1/200 |
| á) áàëêè êîíñîëüíûå | 1/150 |
| â) ôåðìû, êëååíûå áàëêè (êðîìå êîíñîëüíûõ) | 1/300 |
| ã) ïëèòû | 1/250 |
| ä) îáðåø¸òêè, íàñòèëû | 1/150 |
| 4. Íåñóùèå ýëåìåíòû åíäîâ | 1/400 |
| 5. Ïàíåëè è ýëåìåíòû ôàõâåðõà | 1/250 |
| Ïðèìå÷àíèÿ: 1. Ïðè íàëè÷èè øòóêàòóðêè ïðîãèá ýëåìåíòîâ ïåðåêðûòèé òîëüêî îò äëèòåëüíîé âðåìåííîé íàãðóçêè íå äîëæåí ïðåâûøàòü 1/350 ïðîë¸òà. 2. Ïðè íàëè÷èè ñòðîèòåëüíîãî ïîäú¸ìà ïðåäåëüíûé ïðîãèá êëååíûõ áàëîê äîïóñêàåòñÿ óâåëè÷èâàòü äî 1/200 ïðîëåòà. | |
Ó÷òèòå, ÷òî íàïîëüíîå ïîêðûòèå â âèäå êåðàìè÷åñêîé ïëèòêè èëè áåòîííîé ñòÿæêè, ñêëîííîé ê ðàñòðåñêèâàíèþ, ìîãóò åù¸ áîëåå óæåñòî÷èòü òðåáîâàíèÿ ïî äîïóñòèìîìó ïðîãèáó, îñîáåííî ïðè äîñòàòî÷íî äëèííûõ ïðîë¸òàõ.
×òîáû ñíèçèòü íàãðóçêè íà áàëêè, ñëåäóåò ïðè âîçìîæíîñòè ðàñïîëàãàòü èõ ïàðàëëåëüíî êîðîòêèì ñòåíàì, ñ îäèíàêîâûì øàãîì. Ìàêñèìàëüíàÿ äëèíà ïðîë¸òà ïðè ïåðåêðûòèè èõ äåðåâÿííûìè áàëêàìè — 6 ì.
Òèïû ìåæýòàæíûõ ïåðåêðûòèé
Ïî íàçíà÷åíèþ ïåðåêðûòèÿ äåëÿòñÿ íà:
- ìåæýòàæíûå;
- ÷åðäà÷íûå;
- ïîäâàëüíûå (öîêîëüíûå).
Îñîáåííîñòè èõ êîíñòðóêöèè çàêëþ÷àþòñÿ â äîïóñòèìûõ íàãðóçêàõ è óñòðîéñòâå ïàðî- è òåïëîèçîëÿöèè. Åñëè ÷åðäàê íå ïðåäíàçíà÷àåòñÿ äëÿ ïðîæèâàíèÿ èëè õðàíåíèÿ ìàññèâíûõ ïðåäìåòîâ, ïåðåìåííûå íàãðóçêè ïðè ðàñ÷¸òå ïðîãèáà ìîæíî óìåíüøèòü äî 50–100 êã/ì2.
Òåïëîèçîëÿöèÿ ìåæäó äâóìÿ æèëûìè ýòàæàìè ìîæåò ïîêàçàòüñÿ èçëèøíåé, íî øóìîèçîëÿöèÿ äëÿ áîëüøèíñòâà æåëàòåëüíûé ïàðàìåòð, à äîñòèãàåòñÿ ýòî, êàê ïðàâèëî, îäíèìè è òåìè æå ìàòåðèàëàìè. Ñëåäóåò ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå, ÷òî ÷åðäà÷íûå è ïîäâàëüíûå ïåðåêðûòèÿ íóæäàþòñÿ â áîëåå òîëñòîì ñëîå òåïëîèçîëÿöèîííîãî ìàòåðèàëà. Ïë¸íî÷íûé ìàòåðèàë äëÿ ïàðîèçîëÿöèè â ÷åðäà÷íîì ïåðåêðûòèè äîëæåí áûòü ðàñïîëîæåí ïîä ñëîåì óòåïëèòåëÿ, à â ïîäâàëüíîì — íàä íèì. Äëÿ ïðîôèëàêòèêè âîçíèêíîâåíèÿ ñûðîñòè è ïîðàæåíèÿ êîíñòðóêöèé ãðèáêîì, âñå ïîìåùåíèÿ äîëæíû áûòü îáîðóäîâàíû âåíòèëÿöèåé.
Âàðèàíòû ïåðåêðûòèé: 1 — äîùàòûé ùèò; 2 — ïàðîèçîëÿöèÿ; 3 — òåïëîèçîëÿöèÿ; 4 — ðàçðåæåííûé íàñòèë; 5 — äîñêè; 6 — íàïîëüíîå ïîêðûòèå
Êîíñòðóêöèÿ ïåðåêðûòèé òàêæå ìîæåò áûòü ðàçëè÷íîé:
- ñ îòêðûòûìè è ñêðûòûìè áàëêàìè;
- ñ ðàçëè÷íûìè òèïàìè íåñóùèõ áàëîê;
- ñ ðàçíûìè ìàòåðèàëàìè çàïîëíåíèÿ è îáøèâêè ïåðåêðûòèÿ.
Ñêðûòûå áàëêè çàøèòû ñ îáåèõ ñòîðîí è íå âèäíû. Îòêðûòûå — âûñòóïàþò èç ïîòîëêà è ñëóæàò ýëåìåíòàìè äåêîðà.
Íà ðèñóíêå íèæå ïîêàçàíî, êàêîé ìîæåò áûòü ñòðóêòóðà ïåðåêðûòèÿ ìàíñàðäíîãî ýòàæà ñî ùèòîâûì íàêàòîì è ñ ïîäøèâêîé èç äîñîê.
à — ñî ùèòîâûì íàêàòîì; á — ñ ïîäøèâêîé èç äîñîê; 1 — äîùàòûé ïîë; 2 — ïîëèýòèëåíîâàÿ ïëåíêà; 3 — óòåïëèòåëü; 4 — ïàðîèçîëÿöèÿ; 5 — äåðåâÿííûå áàëêè; 6 — ÷åðåïíûå áðóñêè; 7 — ùèòîâîé íàêàò; 8 — îòäåëêà; 9 — ïîäøèâêà èç äîñîê
Âèäû êðåïëåíèé è ñîåäèíåíèé äåðåâÿííûõ áàëîê
 çàâèñèìîñòè îò êîíñòðóêöèè è ìàòåðèàëà íåñóùèõ ñòåí äåðåâÿííûå áàëêè êðåïÿòñÿ:
- â ïðåäóñìîòðåííûå â êèðïè÷íîé èëè áëî÷íîé êëàäêå ãí¸çäà, çàãëóáèâ áðóñ èëè áðåâíî íå ìåíåå 150 ìì, à äîñêó íå ìåíåå 100 ìì;
- íà ïðåäóñìîòðåííûå â êèðïè÷íîé èëè áëî÷íîé êëàäêå ïîëî÷êè (óñòóïû). Ïðèìåíÿåòñÿ â ñëó÷àå, åñëè òîëùèíà ñòåíû âòîðîãî ýòàæà ìåíüøå, ÷åì ïåðâîãî;
- â âûðåçàííûå ïàçû â áðåâåí÷àòûõ ñòåíàõ íà ãëóáèíó íå ìåíåå 70 ìì;
- ê áðóñó âåðõíåé îáâÿçêè êàðêàñíîãî äîìà;
- ê ìåòàëëè÷åñêèì îïîðàì-êðîíøòåéíàì, çàêðåïë¸ííûì íà ñòåíàõ.
1 — îïîðà íà êèðïè÷íóþ ñòåíó; 2 — ðàñòâîð; 3 — àíêåð; 4 — èçîëÿöèÿ òîëåì; 5 — äåðåâÿííàÿ áàëêà; 6 — îïîðà íà äåðåâÿííóþ ñòåíó; 7 — áîëò
Åñëè äëèíû áàëêè íå õâàòàåò, ìîæíî å¸ óäëèíèòü, ñîåäèíèâ (ñðàñòèâ) ïî äëèíå îäíèì èç èçâåñòíûõ ñïîñîáîâ ñ ïîìîùüþ äåðåâÿííûõ øòûðüêîâ è ñòîëÿðíîãî êëåÿ. Ïðè âûáîðå òèïà ñîåäèíåíèÿ ðóêîâîäñòâóéòåñü íàïðàâëåíèåì ïðèëîæåíèÿ íàãðóçêè. Ñðàùåííûå áðóñû æåëàòåëüíî óñèëèòü ìåòàëëè÷åñêèìè íàêëàäêàìè.
à — ñæàòèå; á — ðàñòÿæåíèå; â — èçãèá
Î äåðåâÿííûõ áàëêàõ ïåðåêðûòèÿ
 ñòðîèòåëüñòâå èñïîëüçóþò áàëêè ïðÿìîóãîëüíîãî, êðóãëîãî èëè ÷àñòè÷íî êðóãëîãî ñå÷åíèÿ. Íàèáîëåå íàäåæíûìè ÿâëÿþòñÿ ïèëîìàòåðèàëû ïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ, à îñòàëüíûå ïðèìåíÿþò â óñëîâèÿõ îòñóòñòâèÿ áðóñà èëè èç ñîîáðàæåíèé ýêîíîìèè, ïðè íàëè÷èè òàêèõ ìàòåðèàëîâ â õîçÿéñòâå. Åù¸ áîëüøåé ïðî÷íîñòüþ îáëàäàþò êëååíûå ìàòåðèàëû èç äðåâåñèíû. Áàëêè èç êëååíîãî áðóñà èëè äâóòàâðà ìîãóò óñòàíàâëèâàòüñÿ íà ïðîë¸òû äî 12 ì.
Ñàìûé íåäîðîãîé è âîñòðåáîâàííûé âèä äðåâåñèíû — ñîñíà, íî èñïîëüçóþò òàêæå è äðóãèå ïîðîäû õâîéíûõ — ëèñòâåííèöó, åëü. Èç åëè äåëàþò ïåðåêðûòèÿ â äà÷íûõ, íåáîëüøèõ äîìèêàõ. Ëèñòâåííèöà õîðîøà äëÿ ñòðîèòåëüñòâà ïîìåùåíèé ñ ïîâûøåííîé âëàæíîñòüþ (áàíÿ, áàññåéí â äîìå).
Îòëè÷àþòñÿ ìàòåðèàëû òàêæå ñîðòíîñòüþ, êîòîðàÿ âëèÿåò íà íåñóùóþ ñïîñîáíîñòü áàëîê. Ñîðò 1, 2 è 3 (ñì. ÃÎÑÒ 8486–86) ïîäõîäÿò äëÿ áàëîê ïåðåêðûòèÿ, íî 1 ñîðò äëÿ òàêîé êîíñòðóêöèè ìîæåò áûòü èçëèøíå äîðîãèì, à 3 ñîðò ëó÷øå èñïîëüçîâàòü íà íåáîëüøèõ ïðîë¸òàõ.
Ðàñ÷åò íåñóùèõ áàëîê
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñå÷åíèÿ è øàãà áàëîê íåîáõîäèìî ðàññ÷èòàòü íàãðóçêó íà ïåðåêðûòèå. Ñáîð íàãðóçîê âûïîëíÿþò ïî ìåòîäèêå è ñ ó÷¸òîì êîýôôèöèåíòîâ, èçëîæåííûõ â ÑÍèÏ 2.01.07–85 (ÑÏ 20.13330.2011).
Ðàñ÷åò íàãðóçîê
Îáùàÿ íàãðóçêà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ñóììèðîâàíèåì ïîñòîÿííîé è ïåðåìåííîé íàãðóçêè, îïðåäåë¸ííûõ ñ ó÷¸òîì íîðìàòèâíûõ êîýôôèöèåíòîâ. Ïðè ïðàêòè÷åñêèõ ðàñ÷¸òàõ ñíà÷àëà çàäàþòñÿ îïðåäåë¸ííîé êîíñòðóêöèåé, âêëþ÷àþùåé è ïðåäâàðèòåëüíóþ ðàñêëàäêó áàëîê îïðåäåë¸ííîãî ñå÷åíèÿ, à çàòåì êîððåêòèðóþò, èñõîäÿ èç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ. Òàê ÷òî íà ïåðâîì ýòàïå âûïîëíèòå ýñêèç âñåõ ñëî¸â «ïèðîãà» ïåðåêðûòèÿ.
1. Ñîáñòâåííàÿ óäåëüíàÿ ìàññà ïåðåêðûòèÿ
Óäåëüíàÿ ìàññà ïåðåêðûòèÿ ñêëàäûâàåòñÿ èç ñîñòàâëÿþùèõ å¸ ìàòåðèàëîâ è äåëèòñÿ íà ãîðèçîíòàëüíóþ ñóììàðíóþ äëèíó áàëîê ïåðåêðûòèÿ. Äëÿ ðàñ÷¸òà ìàññû êàæäîãî ýëåìåíòà íóæíî ðàññ÷èòàòü îáú¸ì è óìíîæèòü íà ïëîòíîñòü ìàòåðèàëà. Äëÿ ýòîãî âîñïîëüçóéòåñü òàáëèöåé 2.
Òàáëèöà 2
| Íàèìåíîâàíèå ìàòåðèàëà | Ïëîòíîñòü èëè íàñûïíàÿ ïëîòíîñòü, êã/ì3 |
| Àñáîöåìåíòíûé ëèñò | 750 |
| Áàçàëüòîâàÿ âàòà (ìèíåðàëüíàÿ) | 50–200 (îò ñòåïåíè óïëîòíåíèÿ) |
| Áåð¸çà | 620–650 |
| Áåòîí | 2400 |
| Áèòóì | 1400 |
| Ãèïñîêàðòîí | 500–800 |
| Ãëèíà | 1500 |
| ÄÑÏ | 1000 |
| Äóá | 655–810 |
| Åëü | 420–450 |
| Æåëåçîáåòîí | 2500 |
| Êåðàìçèò | 200–1000 (îò êîýôôèöèåíòà âñïåíèâàíèÿ) |
| Êåðàìçèòîáåòîí | 1800 |
| Êèðïè÷ ïîëíîòåëûé | 1800 |
| Ëèíîëåóì | 1600 |
| Îïèëêè | 70–270 (îò ôðàêöèè, ïîðîäû äåðåâà è âëàæíîñòè) |
| Ïàðêåò, 17 ìì, äóá | 22 êã/ì2 |
| Ïàðêåò, 20 ìì, ùèòîâîé | 14 êã/ì2 |
| Ïåíîáåòîí | 300–1000 |
| Ïåíîïëàñò | 60 |
| Ïëèòêà êåðàìè÷åñêàÿ | 18 êã/ì2 |
| Ðóáåðîèä | 600 |
| Ñåòêà ïðîâîëî÷íàÿ | 1,9–2,35 êã/ì2 |
| Ñîñíà | 480–520 |
| Ñòàëü óãëåðîäèñòàÿ | 7850 |
| Ñòåêëî | 2500 |
| Ñòåêëîâàòà | 350–400 |
| Ôàíåðà êëååíàÿ | 600 |
| Øëàêîáëîê | 400–600 |
| Øòóêàòóðêà | 350–800 (îò ñîñòàâà) |
Äëÿ äðåâåñíûõ ìàòåðèàëîâ è îòõîäîâ ïëîòíîñòü çàâèñèò îò âëàæíîñòè. ×åì âûøå âëàæíîñòü — òåì òÿæåëåå ìàòåðèàë.
Ê ïîñòîÿííûì íàãðóçêàì îòíîñÿòñÿ è ïåðåãîðîäêè (ñòåíû), óäåëüíûé âåñ êîòîðûõ ïðèíèìàåòñÿ îðèåíòèðîâî÷íî 50 êã/ì2.
2. Ïåðåìåííàÿ íàãðóçêà
Îáñòàíîâêà êîìíàòû, ëþäè, æèâîòíûå — âñ¸ ýòî ïåðåìåííàÿ íàãðóçêà íà ïåðåêðûòèå. Ñîãëàñíî òàáë. 8.3 ÑÏ 20.13330.2011, äëÿ æèëûõ ïîìåùåíèé íîðìàòèâíàÿ ðàñïðåäåë¸ííàÿ íàãðóçêà ñîñòàâëÿåò 150 êã/ì2.
3. Ñóììàðíàÿ íàãðóçêà
Ñóììàðíàÿ íàãðóçêà íå îïðåäåëÿåòñÿ ïðîñòûì ñëîæåíèåì, íåîáõîäèìî ïðèíÿòü êîýôôèöèåíò íàä¸æíîñòè, êîòîðûé ïî òîìó æå ÑÍèÏ (ï. 8.2.2) ñîñòàâëÿåò:
- 1,2 — ïðè óäåëüíîé ìàññå ìåíüøå 200 êã/ì2;
- 1,3 — ïðè óäåëüíîé ìàññå áîëüøå 200 êã/ì2.
4. Ïðèìåð ðàñ÷åòà
 êà÷åñòâå ïðèìåðà âîçüì¸ì êîìíàòó äëèíîé 5 è øèðèíîé 3 ì. ×åðåç êàæäûå 600 ìì äëèíû ïîëîæèì áàëêè (9 øò.) èç ñîñíû ñå÷åíèåì 150õ100 ìì. Ïåðåêðîåì áàëêè äîñêîé òîëùèíîé 40 ìì è íàñòåëèì ëèíîëåóì òîëùèíîé 5 ìì. Ñî ñòîðîíû ïåðâîãî ýòàæà çàøü¸ì áàëêè ôàíåðîé òîëùèíîé 10 ìì, à âíóòðè ïåðåêðûòèÿ óëîæèì ñëîé ìèíåðàëüíîé âàòû òîëùèíîé 120 ìì. Ïåðåãîðîäêè îòñóòñòâóþò.
1 — áàëêà; 2 — äîñêà; 3 — óòåïëåííûé ëèíîëåóì 5 ìì
Ðàñ÷åò ïîñòîÿííîé óäåëüíîé íàãðóçêè íà ïëîùàäü êîìíàòû (5 õ 3 = 15 ì2) ïðèâåäåí â òàáëèöå 3.
Òàáëèöà 3
| Ìàòåðèàë | Îáúåì, ì3 | Ïëîòíîñòü, êã/ì3 | Ìàññà, êã | Óäåëüíàÿ íàãðóçêà, êã/ì2 |
| Áðóñ (ñîñíà) | 9 õ 0,15 õ 0,1 õ 3,3 = 0,4455 | 500 | 222,75 | 14,85 |
| Äîñêà (ñîñíà) | 15 õ 0,04 = 0,6 | 500 | 300 | 20,0 |
| Ôàíåðà | 15 õ 0,01 = 0,15 | 600 | 90 | 6,0 |
| Ëèíîëåóì | 15 õ 0,005 = 0,075 | 1600 | 120 | 8,0 |
| Ìèíâàòà | 15 õ 0,12-0,405 = 1,395 | 100 | 139,5 | 9,3 |
| Èòîãî: | 58,15 | |||
| Ñ ó÷åòîì k = 1,2 | 70 |
Ïåðåìåííàÿ íàãðóçêà — 150 õ 1,2 = 180 êã/ì2.
Îáùàÿ íàãðóçêà — 70 + 180 = 250 êã/ì2.
Ðàñ÷åòíàÿ íàãðóçêà íà áàëêó (qð) — 250 õ 0,6 ì = 150 êã/ì (1,5 êã/ñì).
Ðàñ÷¸ò äîïóñòèìîãî ïðîãèáà
Ïðèíèìàåì äîïóñòèìûé ïðîãèá ìåæýòàæíîãî ïåðåêðûòèÿ — L / 250, ò. å. äëÿ òð¸õìåòðîâîãî ïðîë¸òà ìàêñèìàëüíûé ïðîãèá íå äîëæåí ïðåâûøàòü 330 / 250 = 1,32 ñì.
Òàê êàê áàëêà îáîèìè êîíöàìè ëåæèò íà îïîðå, ðàñ÷¸ò ìàêñèìàëüíîãî ïðîãèáà âåä¸òñÿ ïî ôîðìóëå:
- h = (5 õ qð õ L4) / (384 õ E õ J)
ãäå:
- qð — ðàñ÷åòíàÿ íàãðóçêà íà áàëêó, qð = 1,5 êã/ñì;
- L — äëèíà áàëêè, L = 330 ñì;
- Å — ìîäóëü óïðóãîñòè, Å = 100 000 êã/ñì2 (äëÿ äðåâåñèíû âäîëü âîëîêîí ïî ÑÍèÏ);
- J — ìîìåíò èíåðöèè, äëÿ áðóñà ïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ J = 10 õ 153 / 12 = 2812,5 ñì4.
Äëÿ íàøåãî ïðèìåðà:
- h = (5 õ 1,5 õ 3304) / (384 õ 100000 õ 2812,5) = 0,82 ñì
Ïîëó÷åííûé ðåçóëüòàò ïî ñðàâíåíèþ ñ äîïóñòèìûì ïðîãèáîì èìååò 60% çàïàñ, ÷òî ïðåäñòàâëÿåòñÿ ÷ðåçìåðíûì. Ñëåäîâàòåëüíî, ðàññòîÿíèå ìåæäó áàëêàìè ìîæíî óâåëè÷èòü, ñíèçèâ èõ êîëè÷åñòâî è ïîâòîðèòü ðàñ÷¸ò.
 çàêëþ÷åíèå ïðåäëàãàåì ïîñìîòðåòü âèäåî î ðàñ÷¸òå ïåðåêðûòèÿ ïî äåðåâÿííûì áàëêàì ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîé ïðîãðàììû:
ðìíò.ðó
27.03.17