Расчет балки деревянной онлайн: OnLine расчет несущей способности и прогиба деревянных балок / каркасный дом своими руками

Балки перекрытия деревянные: расчет калькулятором, онлайн

Деревянные балки перекрытия являются главной несущей конструкцией любого дома, расположенной между этажами и отвечающей за прочность полов.

Представленная система выполняет функции распределения нагрузки между стенами здания.

Перед использованием такой деревянной системы нужно произвести с особой тщательностью расчет.

Содержание статьи

• Виды балок
• Расчет деревянных балок перекрытия
  • Расчет перекрытий онлайн с помощью программы
• Выводы

Виды балок

Наиболее часто встречаемыми деревянными перекрытиями в частном строительстве считаются:

• панельные системы;
• монолитные системы.

Для деревянных зданий чаще всего используются конструкции из дерева.

Преимущества балок из дерева:

• легкость;
• возможность выполнения работы при любой температуре воздуха;
• теплотехнические и акустические качества.

Перекрытия могут быть чердачными и междуэтажными.

Применение того или иного типа конструкции зависит от самого здания.

Перекрытия, которые делят прохладный чердак и теплые помещения, должны иметь хорошую термоизоляцию и шумоизоляцию.

А система между этажами делит соседние помещения, температура в них обычно одинакова.

Поэтому утеплять такие перекрытия нет особой надобности, прокладывают только изоляцию от шума.

Исключением считаются конструкции на цокольном этаже, где, не считая термоизоляции, можно использовать и гидроизоляцию.

Водонепроницаемыми они должны быть в ванных комнатах, душевых и санузлах.

Данные перекрытия состоят из 2-х частей: ограждающего наполнения и несущей системы.

Брусья считаются ведущими элементами несущей системы.

Расчет деревянных балок перекрытия

Просмотрев это полезное видео, вы узнаете, как производить расчет балок с помощью программы.

Смотрим:

Перекрытия из деревянных балок — это экономный вариант для собственного дома.

Они легче железобетонных и имеют невысокую теплопроводность.

Расчет материала выполняется по следующей методике.

Требуемая крепость на извив достигается при соблюдении соотношения 5:7.

Это значит, что в случае, если высота опоры составляет 7 мер, то требуемая ширина – 5 мер.

Это соответствие – высочайшая крепость на извив и кручение.

В противном случае вполне вероятно появление прогибов.

1/200 – 1/300 длины – это граница разрешенных коэффициентов прогиба балки.

Таким образом, для доски длиной в 600 метров дозволенный прогиб составляет 2-3 см.

С нижней стороны балки снимите часть древесной породы рубанком.

Сточить надо величину допустимого прогиба.

То есть опора обязана принять форму арки.

Это позволит в будущем не волноваться о возможности прогиба потолков.

Вследствие установки балки вы увидите, что она изогнута вверх.

В этом ничего страшного нет, ведь со временем нагрузка выровняет перекрытие.

Опора еще имеет личный вес.

Учтите это при расчетах.

Для перекрытий между этажами берите доски с весовой нагрузкой 190 кг/м².

Более 220 кг/м² использовать не рекомендуется.

Нагрузка же «эксплуатационная» подразумевает 200 кг/м².

Перед тем, как сделать разрез деревянной балки, нужно учесть некоторые моменты:

• длина доски должна отвечать 1/16 ширины пролета;
• ширина в границах — 1/3-1/2 расчетного пролета.

Пороги для ламината очень легко прикрепить самому. Убедиться в этом можно, зайдя на наш сайт по строительству и ремонту.

Интересные отзывы о системе тёплого пола Калео можно прочитать здесь. Узнайте на самом деле, что же это за пол!

Большое количество деревянных перекрытий между этажами может потребоваться, исходя из таких показателей:

• какая применена система для перекрытия;
• какой был применен теплоизолятор.

Величина нагрузки составит приблизительно 220-230 кг/м².

Нагрузки, которые оказывают временное воздействие на чердачное перекрытие, будут равны 100 кг/м², а на междуэтажное перекрытие — 200 кг/м².

Несущая дееспособность балок зависит от длины их пролета и нагрузок, действующих на них.

Поэтому расстояние между деревянными опорами делают в пределах 0,5-1 м.

Оптимальные показатели будут следующими:

• величина балки: высота 15-18 см, а толщина 5 см;
• расстояние между опорами составит 40-60 см с внедрением минераловатного утеплителя.

Чтобы избежать загнивания брусьев, нужно выбирать только ту породу, которая очищена от коры, с влажностью не более 20 %.

Не допускается наличие брака на деревянных опорах:

• большое число сучков;
• косослой;
• свилеватость.

Балки обязательно должны подвергаться противопожарной обработке и антисептированию.

Расчет перекрытий онлайн с помощью программы

В расчете деревянных конструкций онлайн можно учесть нагрузки на несущие системы.

Надо элементарно установить материал, длину и ширину балки.

Можно посчитать нагрузки на опору в метре, высчитать наибольший прогиб и количество брусьев, необходимых для монтажа крыши.

Также быстро можно получить расчёт деревянных балок перекрытия с помощью калькулятора, если нет возможности произвести его онлайн или с помощью специальной программы.

Выводы

Квалифицированный расчет может проводиться только специалистом: инженером-строителем или архитектором.

При проектировании предусматривается много различных моментов.

Важным считается и наличие практического опыта у исполнителей.

Точные расчетные данные дают возможность держать весь процесс под контролем.

Расчет балки онлайн

Автор admin На чтение 3 мин Просмотров 3.2к. Опубликовано 05. 01.2022

Для расчета балок первым делом необходимо определить усилия, возникающие в конструкциях. В данном разделе показано, как находить усилия, опорные реакции, прогибы и углы поворота в различных изгибаемых конструкциях. Для самых распространенных из них вы можете воспользоваться онлайн расчетом. Для редких — приведены все формулы определения необходимых значений.

Содержание

1. Онлайн расчет балки на двух опорах (калькулятор).
2. >>> Перейти к расчету балки на двух опорах <<<
3. Онлайн расчет консольной балки (калькулятор).
4. >>> Перейти к расчету консольной балки <<<
5. Расчет однопролетной балки на двух шарнирных опорах.
6. Расчет балок с жестким защемлением на двух опорах
7. Расчет консольных балок
8. Расчет двухпролетных балок

Онлайн расчет балки на двух опорах (калькулятор).

Приведен расчет на момент, прогиб и опорные реакции от сосредоточенной и распределнной силы.

Синие ячейки — ввод данных. (Белые ячейки — ввод координаты для определения промежуточного итога).

Зеленые ячейки — расчетные, промежуточный итог.

Оранжевые ячейки —  максимальные значения.

Онлайн расчет консольной балки (калькулятор).

Приведен расчет на момент, прогиб и опорные реакции от сосредоточенной и распределнной силы.

Синие ячейки — ввод данных. (Белые ячейки — ввод координаты для определения промежуточного итога).

Зеленые ячейки — расчетные, промежуточный итог.

Оранжевые ячейки —  максимальные значения.

Расчет однопролетной балки на двух шарнирных опорах.

Рис.1 Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной сосредоточенной нагрузке

Рис.2 Расчет балки на двух шарнирных опорах при двух сосредоточенных нагрузках

Рис. 3 Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной равномерно-распределенной нагрузке

Рис4. Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной неравномерно-распределенной нагрузке

Рис5. Расчет балки на двух шарнирных опорах при действии изгибающего момента

Расчет балок с жестким защемлением на двух опорах

Рис6. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной сосредоточенной нагрузке

Рис7. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при двух сосредоточенных нагрузках

Рис8. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной равномерно-распределенной нагрузке

Рис9. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной неравномерно-распределенной нагрузке

Рис10.Расчет балки с жестким защемлением на опорах при действии изгибающего момента

Расчет консольных балок

Рис11. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной сосредоточенной нагрузке

Рис12.  Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной равномерно-распределенной нагрузке

Рис13. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной неравномерно-распределенной нагрузке

Рис14. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при действии изгибающего момента

Расчет двухпролетных балок

Рис15. Расчет двухпролетной балки с шарнирными опорами при одной сосредоточенной нагрузке

Рис16. Расчет двухпролетной балки с шарнирными опорами при одной равномерно-распределенной нагрузке

Рис17. Расчет двухпролетной  балки с шарнирными опорами при одной неравномерно-распределенной нагрузке

Как рассчитать размеры деревянной балки

После того, как мы рассмотрели все необходимые основы, мы наконец можем определить размеры деревянной балки. Если вы не читали посты о Статических системах деревянных крыш, Нагрузках и Комбинациях нагрузок, я рекомендую вам взглянуть, прежде чем начать читать этот пост в блоге.

Во-первых: что мы имеем в виду, когда измеряем или измеряем балку ?

Для расчета размеров/размеров деревянных балок необходимо выполнить расчеты как ULS (предельное предельное состояние), так и SLS (предельное состояние пригодности к эксплуатации). В конструкции ULS размеры деревянной балки определяются по предельным напряжениям изгиба и сдвига деревянного материала. В конструкции SLS деревянная балка проверяется на предмет непревышения предела прогиба.

Я знаю, что все это звучит довольно сложно🤔 но не волнуйтесь, мы объясним это на практических примерах и картинках. Позвольте мне объяснить вам шаги, которые мы должны сделать, чтобы измерить балку.

Давайте рассмотрим шаги, которые нам нужно выполнить. Вы можете увидеть их визуально на следующем рисунке.

1. Выберите статическую систему, например, свободно опертую балку
2. Рассчитайте все типичные нагрузки (постоянные, снеговые, ветровые, динамические нагрузки и т. д.)
3. Рассчитайте все сочетания нагрузок
4. Выберите древесный материал и найдите свойства материала ($k_{mod}$, $f_{c.0.k}$, $f_{m.k}$, $\gamma_{M}$)
5. Допустим, ширина w и высота h поперечного сечения
6. Проверить балку на изгиб. Если не проверено, увеличьте ширину или высоту балки и повторите расчет
7. Проверьте балку на сдвиг. Если не проверено, увеличьте ширину или высоту балки и повторите расчет
8. Проверьте балку на соответствие критерию мгновенного отклонения. Если не проверено, увеличьте ширину или высоту балки и повторите расчет
9. Проверьте балку на окончательные критерии отклонения. Если не проверено, увеличьте ширину или высоту балки и повторите расчет
10. Если все эти проверки теперь проверены, значит, вы вычислили правильные размеры балки

Мы посмотрите на свободно опертую балку, которая используется в плоской крыше.

Статическая система свободно опертой балки может быть визуализирована, как показано на следующем рисунке. Он состоит из одного ролика (воспринимает вертикальную силу V2) и одной шарнирной опоры (воспринимает вертикальную V1 и горизонтальную силу h2).

В контексте контекста эта свободно опертая балка может быть второстепенной балкой в ​​плоской крыше.

Теперь, когда мы визуализируем второстепенные балки (пунктирные на рисунке) в 2D разрезе, мы можем легко сравнить их со статической системой.

В этом посте вы можете узнать больше о различных типах деревянных крыш и о том, как работают их статические системы.

Нагрузки

Мы будем использовать нагрузки, которые мы предполагали в нашем блоге о сочетаниях нагрузок. Если вы хотите узнать больше о различных типах нагрузок, что они собой представляют и как их применять, вы можете прочитать это в этом посте.

Материал балки

Во-первых, проектировщику необходимо выбрать между конструкционной древесиной и инженерной древесиной, такой как Glulam (клееный брус) или LVL (ламинированный шпон).

Выбор дизайнера зависит от проекта, пролетов, стоимости и личного вкуса.

Итак, для нашего примера с балкой мы используем структурную древесину C24.

Теперь нам нужно найти свойства этой древесины, и мы можем найти их либо в Еврокоде, либо найти производителя в Интернете, у которого есть таблицы его изделий из древесины. 92}$

Коэффициент модификации $k_{mod}$

Коэффициент модификации $k_{mod}$ учитывает влияние содержания влаги и продолжительности нагрузки на свойства древесины .

Этот коэффициент будет использоваться для расчета расчетных напряжений в деревянных элементах.

Содержание влаги подразделяется на 3 категории или так называемые классы обслуживания.

Эти классы эксплуатации показывают, насколько деревянный элемент подвергается воздействию влаги, а это означает, что элемент, подвергающийся воздействию дождя, может быть отнесен к классу эксплуатации 3, а элемент внутри здания может быть отнесен к классу эксплуатации 1.

Подробное описание можно найти в EN 1995-1-1 2.3.1.3.

Классы длительности нагрузки показывают, как долго нагрузка действует на конструкцию, поскольку чем дольше нагрузка, тем сильнее ухудшаются свойства древесины.

Статическая нагрузка, например, действует на конструкцию постоянно, в то время как ветровая нагрузка действует только в течение короткого времени и поэтому может быть классифицирована как мгновенная нагрузка.

Классы длительности нагрузки можно найти в таблице 2.2 стандарта EN 1995-1-1.

Теперь в нашем случае мы предполагаем, что проектируем плоскую крышу жилого дома. Балки не подвержены влиянию погодных условий. Поэтому у нас есть класс обслуживания 1 .

Кроме того, мы также можем определить продолжительность нагрузок, действующих на нашу плоскую крышу, в соответствии с таблицей 2.2 стандарта EN 1995-1-1.

Теперь мы можем найти значения $k_{mod}$ для конструкционной древесины C24 (массивная древесина) и наших различных нагрузок в соответствии с таблицей 3.1 EN 1995-1-1

			$k_{mod}$
Self-weight/dead load	Permanent action	Service class 1	0. 6
Live load, Snow load	Medium term действие	Сервисный класс 1	0,8
ВИНКА НАПРАВЛЕНИЯ	Мгновенное действие	Класс 1	1,1

ПАРТИКА

3

. в УЛС. EN 1995-1-1 Таблица 2.3 представляет рекомендуемые частные коэффициенты.

В нашем случае для массивной древесины мы получаем частный коэффициент

$\gamma_{M} = 1,3$

Допущение ширины и высоты балки

Прежде чем мы наконец сможем приступить к проектированию балки, нам нужно определить ширину и высоту поперечного сечения балки. Это основано на опыте дизайнера.

Ознакомьтесь с этой статьей, чтобы оцифровать свои ручные вычисления.

Ширина w = 80 мм
Высота h = 240 мм

Зная высоту и ширину поперечного сечения, мы можем рассчитать момент инерции прочной оси, необходимый для рассчитать напряжение из-за изгиба. 2}{8}$ 94} * \frac{0,24m}{2} $ $ 10,1 МПа $

Последний шаг, прежде чем мы сможем проверить, может ли поперечное сечение выдержать нагрузки, это расчет напряжения сопротивления древесины. материал.

$ f_{m.d} = k_{mod} * \frac{f_{m.k}}{\gamma_{m}} $

Наконец, мы можем рассчитать использование сечения в его наиболее критической точке.

$\eta = \frac{\sigma}{f_{m.d}}$

LC1 (P-действие)	$\frac{\sigma. P}{f_{m.d.P}} $	$\frac{4,76 МПа}{11,1 МПа} $	$ 0,43 $
LC3 (L-действие)	$ \frac{\sigma.L}{f_{m.d.L}} $	$\frac{13 МПа}{14,77 МПа} $	$ 0,88 $
LC5 (I-действие)	$\frac{ \sigma.I}{f_{m.d.I}} $	$\frac{10,1 МПа}{20,31 МПа} $	$ 0,5 $

LC1, LC3 и LC5 мы можем продолжить и рассчитать наиболее критическую силу сдвига. Самая высокая сила сдвига в свободно опертая балка находится рядом с двумя опорами и может быть рассчитана по следующей формуле:

$V_{d} = q * \frac{L}{2}$

приложенная нагрузка на балку

Это приводит к следующим силам сдвига из-за LC1, LC3 и LC5

По поперечным силам можно рассчитать напряжение в наиболее критическом поперечном сечении (вблизи опоры свободно опертой балки).

$\tau = \frac{3}{2} * \frac{V_{d}}{w * h} $

Последний шаг, прежде чем мы сможем проверить выдерживает ли поперечное сечение нагрузки, рассчитывается сопротивление сдвигу деревянного материала.

$f_{v.d} = k_{mod} * \frac{f_{v.k}}{\gamma_{m}}$

LC1 (P-действие)	$k_{mod.P} * \frac{f_{v.k}}{\gamma_{m}} $	$0,6 * \frac{4 МПа}{1,3} $	$1,85 МПа $
LC3 (L-действие)	$k_{mod.L} * \frac{f_{v.k}}{\gamma_{m}} $	$0,8 * \frac{4 МПа}{1,3} $	$2,46 МПа $
LC5 (I-воздействие)	$k_{mod. I} * \frac{f_{v.k}}{\gamma_{m}} $	$1,1 * \frac{4 МПа}{1,3} $	$ 3,39 МПа $

Наконец, мы можем рассчитать использование поперечного сечения в его наиболее критической точке.

$\eta = \frac{\tau}{f_{v.d.}}$

07

07

07

07 все, что нам нужно, чтобы определить несколько переменных из EN 1995-1-1. деформация ползучести

$w_{fin}$ — конечная деформация: $w_{inst} + w_{creep}$

$w_{net.fin}$ – чистая конечная деформация: $w_{inst} + w_{ползучесть} – w_{c}$

EN 1995-1-1 Таблица 7.2 рекомендует значения для $w_{inst}, w_{net.fin}$ и $w_{fin}$, которые не должны превышаться для свободно опертой балки .

9026 $ до $L/350 $

$w_{inst}$	$w_{net.fin}$	$w_{fin}$
$L/300$ до $L/500$	$L/150$ до $L/300 $

При длине балки (пролете) L=5м мы получаем следующие значения.

$ W_ {Inst} $	$ W_ {net.fin} $	$ W_ {FIN} $
16,67 мм до 10 мм	20.3mm67.

Мгновенная деформация $u_{inst}$

$u_{inst}$ (мгновенная деформация) нашей балки может быть рассчитана с нагрузкой характеристического сочетания нагрузок. Глядя на все комбинации нагрузок, мы видим, что LC3 приводит к наибольшей нагрузке, где временная нагрузка является ведущей, а снеговая нагрузка является сопутствующим переменным действием. 94} = 14.28мм

$

и утилизация.

$\eta = \frac{14.28mm}{16.67mm} = 0.85$

Конечная деформация $u_{fin}$

$u_{fin}$ (конечная деформация) нашей балки можно рассчитать, добавив деформацию ползучести $u_{ползучесть}$ к мгновенному прогибу $u_{inst}$ . Поэтому мы рассмотрим, как мы рассчитываем прогиб LC3 при ползучести.

Деформация ползучести вследствие 94 } * 0,6 * 0,2$
$u_{ползучесть.s} = 0,43 мм$

Добавление ползучести к мгновенному прогибу приводит к окончательному прогибу.

$u_{fin} = u_{inst} + u_{creep.g} + u_{creep.q} + u_{creep.s}$

$u_{fin} = 14,28 мм + 3,33 мм + 0 мм + 0,43 мм = 18,04 мм$

Это приводит к использованию

$\eta = \frac{18,04мм}{33,3мм} = 0,54$

Как рассчитать прочность деревянной балки

по Уоррену Дэвис / в хобби

Точные расчеты прочности деревянных балок необходимы в строительстве. Недооценка поставит под угрозу безопасность конструкции, а завышение приведет к неоправданно высоким затратам. Прочность деревянной балки выражается в единицах объема и известна как «модуль сечения». Для расчета модуля сечения требуются дополнительные данные о конструкции и нагрузках. Из соображений безопасности этот процесс не должен выполняться неквалифицированными лицами.

Определите нагрузку, которая будет на балку. На этом этапе процесса проектирования уже должны были быть рассчитаны комбинированные временная и статическая нагрузки на балку. Постоянные нагрузки относятся к нагрузкам, которые остаются постоянными на балке (например, кровля и другие постоянные конструкции на вершине балки), в то время как временные нагрузки относятся к нагрузкам, которые меняются в течение срока службы балки (например, дождь или люди, работающие на балке). крыша).

• Точные расчеты прочности деревянных балок необходимы в строительстве.
  
• На этом этапе процесса проектирования уже должны быть рассчитаны комбинированные временная и статическая нагрузки на балку.

Убедитесь, что указанная нагрузка учитывает всю нагрузку любого кровельного покрытия или другого компонента, опирающегося на балку. Например, секция крыши площадью 100 квадратных футов и весом 4,54 кг на каждый квадратный фут будет нести на балку 454 кг.

Рассчитайте максимальный изгибающий момент (Mmax). Формула для этого: (вес x длина) / 8. Если ширина луча в приведенном выше примере составляет 10 футов, это соответствует (1000 x 10) / 8, или 1250 футо-фунтов.

• Убедитесь, что указанная нагрузка учитывает всю нагрузку любого кровельного покрытия или другого компонента, опирающегося на балку.
  
• Если ширина луча в приведенном выше примере составляет 10 футов, это соответствует (1000 x 10) / 8, или 1250 футо-фунтам.

Преобразуйте максимальный изгибающий момент из футо-фунтов в дюйм-фунты, а затем разделите на допустимое напряжение волокна при изгибе древесины — (Mmax ​​x 12) / Fb. Информацию о напряжении волокна можно получить у поставщика балки. В примере предположим, что напряжение волокна составляет 1000 фунтов на квадратный дюйм. Это рассчитывается как (1250 x 12) / 1000 или 15 дюймов B3; Это модуль сечения.

Определите размер прямоугольной балки подходящего размера. Формула для расчета: (ширина x глубина ²) / 6. Опять же, используя приведенный выше пример, цель составляет 15 дюймов B3; Если вы попробуете 2 X 4, это будет рассчитано как (2 x 4²) / 6 = 32 / 6 = 5,33 дюйма B3;, чего будет недостаточно. Расчет для 6 X 8 даст (6 x 8²) / 6 = 64 дюйма B3; Этого было бы более чем достаточно, поэтому другой размер мог бы служить так же хорошо, но немного сократить расходы. Выберите 3 X 6 (18 дюймов B3;).

Все примеры в этом документе даны в дюймах, для метрических измерений следуйте тем же правилам.

Эти расчеты предполагают равномерную нагрузку по длине балки, например, на стропила, балки, перемычки и т.д.

Связанные

Ссылки

Автор

• 1 Форум по лесному хозяйству: размеры балок

Уоррен Дэвис с 2007 года пишет такие проекты, как CosyTach Institute, и занимается заказными онлайн-проектами для клиентов Института PachTach.