Расчет балок онлайн деревянных: Расчет балки онлайн — Калькулятор балок перекрытия из дерева

Программа расчета деревянных балок

Программа расчета деревянных балок  перекрытия — небольшой и удобный инструмент, который упростит основные расчеты по определению сечения бруса и шага его установки при устройстве межэтажных перекрытий.

Инструкция по работе с программой

Рассмотренная программа небольшая и дополнительной установки не требует.

Интерфейс программы

Чтобы было понятнее, рассмотрим каждый пункт программы:

• Материал — выбираем требуемый материал бруса или бревна.
• Тип балки — брус или бревно.
• Размеры — длина, высота, ширина.
• Шаг балок — расстояние между балками. Изменяя данный параметр (как и размеры) можно добиться оптимального соотношения.
• Нагрузка по площади. Как правило, расчет нагрузки на перекрытия производится на этапе проектирования специалистами, но выполнить его можно и самостоятельно. Прежде всего, учитывается вес материалов, из которых изготовлено перекрытие. Например, чердачное перекрытие, утепленное легким материалом (например, минеральной ватой), с легкой подшивкой выдерживает нагрузку от собственного веса в пределах 50 кг/м². Эксплуатационная нагрузка определяется в соответствии с нормативными документами. Для чердачного перекрытия из деревянных основных материалов и с легкими утеплителем и подшивкой эксплуатационная нагрузка в соответствии со СНиП 2.01.07-85 вычисляется таким путем: 70*1,3=90 кг/м². 70 кг/м².  В этом расчете берется нагрузка в соответствии с нормативами, а 1,3 – коэффициент запаса. Общая нагрузка вычисляется путем сложения
  : 50+90=140 кг/м². Для надежности цифру рекомендуется округлить немного в большую сторону. В данном случае можно принимать общую нагрузку за 150 кг/м². Если чердачное помещение планируется интенсивно эксплуатировать, то требуется увеличить в расчете нормативное значение нагрузки до 150. В этом случае расчет будет выглядеть следующим образом: 50+150*1,3=245 кг/м². После округления в большую сторону – 250 кг/м². Также следует проводить расчет таким образом, в случае если используются более тяжелые материалы: утеплители, подшивка для заполнения межбалочного пространства. Если на чердаке будет обустраиваться мансарда, то необходимо принимать во внимание вес пола и мебели. В этом случае общая нагрузка может составить до 400 кг/м².
• При относительном прогибе.  Разрушение деревянной балки обычно происходит от поперечного изгиба, при котором в сечении балки возникают сжимающие и растягивающие напряжения. Вначале древесина работает упруго, затем возникают пластические деформации, при этом в сжатой зоне происходит смятие крайних волокон (складки), нейтральная ось опускается ниже центра тяжести. При дальнейшем росте изгибающего момента пластические деформации растут и происходит разрушение в результате разрыва крайних растянутых волокон. Максимальный относительный прогиб балок и прогонов покрытий не должен превышать 1/200.
• Среднеточечная нагрузка (для ригелей) — это нагрузка, взятая с плиты (полная) плюс собственный вес ригеля.

Похожие записи по метке:

Калькулятор подбора деревянных двутавровых балок

SIA I-beams производит износоустойчивые деревянные двутавры. Такие балки показали себя как незаменимый стройматериал при строительстве зданий в Северной Америке, понемногу они начинают завоевывать и рынки Европы.

Чтобы правильно произвести расчет необходимого количества балок, мы создали расчетный калькулятор, который вам поможет быстро и удобно рассчитать шаг между балками и их тип в зависимости от расстояния между стенами и от нагрузок в конкретном случае.

Как пользоваться калькулятором:

1. Вводим расчетную длину пролета. Для балок перекрытия — это наибольший пролет, т.е. наибольшее расстояние между соседними стенами, на которые опирается балка. Для стропил кровли – это горизонтальное расстояние (проекция мест опоры, обычно расстояние между осями) между местами опора балки (сама балка длиннее, чем эта проекция, т.е. чем больше угол, тем длиннее балка).
2. Для стропил кровли вводим угол наклона. Угол наклона – наклон стропил к горизонтали.
3. Вводим шаг – это межцентровое расстояние между соседними балками.
4. 4. Можно изменить постоянную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, постоянную нагрузку рассчитывают по плотности конструкции пола/перекрытия/крыши, помноженной на коэффициент надежности. Согласно EN 1990, коэффициент надежности для постоянных нагрузок — 1,35, а для временных — 1,5.
5. Можно изменить временную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, величины временной нагрузки принимаются в зависимости от предполагаемого использования перекрытия. Для перекрытий жилых помещений можно принимать временную нагрузку 200 kg/m². При расчете стропильной системы нагрузки от снега принимаются согласно LBN-003-1, таблица 16.2. Для Риги это равняется 125 kg/m².

   *В расчетном калькуляторе включено определение расчетной нагрузки при соответствующих коэффициентах надежности: согласно EN 1990 для постоянных нагрузок это — 1,35 а для временных нагрузок — 1,5. В калькулятор вводятся нагрузки без учета коэффициентов надежности. – это повторение из п.4.

   *Величина используемой расчетной нагрузки будет индивидуальной — в зависимости от конкретной ситуации.

6. Когда все упомянутые данные введены в таблицу, можно ознакомиться с результатом. Внизу находится табличка с имеющимися в нашем ассортименте балками. Зеленым цветом закрашены все балки, которые можно использовать, а красным – несущая способность которых не соответствует заданным вами параметрам. Чтобы изменить результат, советуем изменить шаг балок.

Калькуляторы расчета деревянных балок — Доктор Лом

Ну а теперь поговорим о положительных качествах калькуляторов:

1. Все калькуляторы выполняют расчет согласно требований СП 64.13330.2011. Есть все необходимые данные для построения эпюр поперечных сил, изгибающих моментов, углов поворота и прогибов, а также нормальных сил, если это требуется.

2. Калькуляторы прекрасно подходят как для домохозяек, впервые задумавшихся о расчете конструкций, так и для продвинутых пользователей, понимающих толк в сопромате. Для тех и других есть первая вкладка, где вводятся данные — длина пролета, значение нагрузки (и другие, если требуется). Калькулятор тут же, в этой же вкладке, выдает ближайшее сечение деревянной балки, удовлетворяющее условиям по прочности, показывает максимальный прогиб балки в сантиметрах и отношение прогиба к длине пролета и проходит ли это сечение по общим требованиям по прогибу.

3. Также калькулятор показывает, проходит ли данное сечение деревянной балки по нормальным напряжениям на опорных участках (подобной опции в on-line калькуляторах я пока не встречал). Проверить, проходит сечение или нет по скалывающим напряжениям, можно в соответствующей вкладке, но как правило если сечение проходит по прочности, то и по скалывающим напряжениям тоже проходит.

4. Предлагаемое калькулятором сечение далеко не всегда есть в свободном доступе, поэтому на первой вкладке есть возможность проверить прочность балки из имеющегося спектра (того, что есть на ближайшем складе пиломатериалов, ну или на складе, где пиломатериалы стоят дешевле всего — это уже вам решать). Для этого достаточно ввести ширину и высоту деревянной балки (в сантиметрах). Калькулятор определит, можно или нет использовать балку такого сечения, исходя из требований прочности, и покажет, какой прогиб будет иметь такая балка и проходит ли такая балка по нормальным напряжениям на опорных участках и по общим требованиям по прогибу.

5. Кроме вышеуказанного калькулятор покажет, сколько будет весить деревянная балка, что бывает весьма полезно, если вы планируете укладывать эти балки самостоятельно.

6. Функция примерной цены балки работает следующим образом, в основу расчета заложены брусья длиной 6, 3 и 2 м, например если ваша балка длиной 5 метров, то все равно вы будете платить за 6 метров и у вас будет 1 м отходов. Если у вас есть возможность заказать балки нужного размера без отходов, то не обращайте на данную опцию внимания.

7. Для продвинутых пользователей (как впрочем и для обычных) есть возможность указать расчетное сопротивление древесины, модули упругости древесины и материала опоры, отличное от тех, что даются по умолчанию. Это не очень сильно повлияет на результаты расчетов, но все-таки.

8. Конечно же есть возможность заглянуть в другие вкладки и проверить точность расчетов. А кроме того вы можете изменить калькулятор под свои нужды (если соображаете в экселе), что иногда бывает также весьма полезно.

Для балок из LVL бруса все данные только в соответствующей вкладке, на первую вкладку выносить ничего не стал, чтобы не усложнять восприятие. Да и потребности в расчете таких балок возникают далеко не у многих. Тем не менее, если вам известны все необходимые параметры LVL бруса, то вы можете внести их на первой вкладке и посмотреть результат.

Ну а теперь непосредственно ссылки на сами калькуляторы.

1. Калькулятор для расчета балок на действие равномерно распределенной нагрузки. Такая нагрузка — одна из самых распространенных, соответственно и такой калькулятор будет одним из самых востребованных. Во всяком случае мне так кажется.

2. Калькулятор для расчета балок на действие

сосредоточенной нагрузки. Этот калькулятор больше для студентов, но и простым людям может пригодиться.

3. Калькулятор для расчета балок на действие наклонной равномерно распределенной нагрузки. Этот калькулятор может использоваться при расчете стропил или других наклонных элементов конструкции.

4. Калькулятор для расчета балок на действие равномерно распределенной нагрузки, действующей не по всей длине пролета балки. Этот калькулятор тоже по большей части для людей, изучающих теорию сопротивления материалов.

Скорее всего со временем появятся и другие калькуляторы.

Расчет балок онлайн. Примеры расчета

Расчет балки различается в зависимости от того, является она статически определимой, либо статически неопределимой. На сайте производится расчет любых балок, но подробное решение расписывается только для статически определимых балок, не имеющих промежуточных шарниров.

Балка на двух опорах. Построение эпюр

Для этого типа балок сервис позволяет определить и подробно расписывает:

• реакции опор
• эпюры поперечных сил и изгибающих моментов (эпюры Q и M)
• подбор сечений — двутавр, прямоугольник, круг, квадрат, труба
• строятся эпюры нормальных и касательных напряжений
• по уравнениям метода начальных параметров вычисляются прогибы и углы поворота. Записываются и сами уравнения метода начальных параметров по участкам.

Посмотреть пример »

Консольная балка. Построение эпюр.

Для этого типа балок сервис позволяет определить и подробно расписывает:

• построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов
• подбор сечений — двутавр, прямоугольник, круг, квадрат, труба
• строятся эпюры нормальных и касательных напряжений
• вычисляются прогибы и углы поворота.

Посмотреть пример »

Статически неопределимая балка. Подбор сечения.

Для такого типа балок Вы можете получить

• только результаты расчета — (эпюры Q и M).

Естественно, по этим эпюрам можно легко найти реакции опор. Подробный ход расчета не расписывается, но, имея результаты, Вы легко можете проверить все промежуточные итоги своего расчета.

Посмотреть пример »

Балка с промежуточными шарнирами

Расчет балки с промежуточными шарнирами Вы должны производить, скорее всего, методом построения поэтажной схемы. Сервис, опять же, дает только конечный результат, но его наличие, естественно, очень упрощает проверку промежуточных этапов решения заданий.

 

Посмотреть пример »

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

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.

Сама укладка должна выполняться по краткому пролету шагом каркасных стоек.

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.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Что еще почитать по теме?

Расчеты деревянных балок перекрытия — онлайн расчет по формуле

В любом здании имеются перекрытия. В собственных домах при создании опорной части, применяются деревянные балки, которые обладают рядом потребительских свойств:

• доступность на рынке;
• лёгкость обработки;
• цена значительно ниже, нежели на стальные или бетонные конструкции;
• высокая скорость и удобство монтажа.

Но, как и всякий строительный материал, деревянные балки имеют определённые прочностные характеристики исходя из которых производится расчёт на прочность, определяются необходимые размеры силовых изделий.

Основные виды балок

При бытовом строительстве используются несколько типов монтажа опорных элементов перекрытий:

1. Простая балка, — представляет собой перекладину, имеющую две опорные точки на своих концах. Расстояние между опорами называется пролёт. Соответственно, при наличии нескольких точек крепления, бывают двух–, трёх–, и более пролётные неразрезные балки. В конструкции частного дома в этом качестве выступают промежуточные стеновые перегородки.
2. Консоль, — брус жёстко закреплён одним концом в стене или имеет один свободный конец, с длиной более чем двукратный поперечный размер. Наличие двух свободных свисающих частей говорит о том, что наличествует двухконсольная конструкция. На практике – это горизонтальные балки, входящие в состав крыши и образующие навес.
3. Заделанное изделие, — оба окончания жёстко вмонтированы в стену. Такая схема встречается при возведении вышерасположенных перегородок и стен, при этом балка получается вмонтированной в вертикальную конструкцию.

Нагрузки на горизонтальное перекрытие

Для расчёта на прочность необходимо знать нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации перекрытия. Самые значительные величины возникают на первом этаже жилого здания. Меньшие значения получаются для мансардных конструкций и чердачных помещений. Напряжения в балке возникают:

• от внутренних строительных конструкций, например, перегородок, лестниц;
• от веса бытовой техники, мебели;
• от массы людей.

Статическую нагрузку определяет два основных вида напряжения, – прогиб по всей длине и изгиб в месте опоры.

1. Прогиб, – получается от веса вышерасположенных элементов. Максимальная стрелка отклонения получается в точке местонахождения объекта с самой большой массой и (или) посередине между опорами.
2. Изгиб или излом, – это разрушение перекладины в точке заделки. Возникает от вертикальной нагрузки, а сама балка, воспринимающая это напряжение, выступает в роли рычага. С определённой величины усилия начинается критический изгиб, приводящий к разрушению поперечной опоры.

Для уменьшения влияния на прочность деревянного поперечного изделия от внутренних конструкций, их стараются располагать в местах нахождения нижних опор. Бытовую технику и мебель по возможности, целесообразно размещать вдоль стен или около разгрузочных конструкций.

Существует достаточно много типов деревянных балок, но наиболее доступны для широкой массы населения – это изделия прямоугольного или овального сечения. В последнем случае, балка представляет собой оцилиндрованное бревно, обрезанное с двух противоположных сторон.

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Общая нагрузка на элементы перекрытия складывается из собственного веса конструкции, веса от внутренних строительных изделий, опирающихся на балки, а также массы людей, мебели, бытовой техники и прочей хозяйственной утвари.

Полный расчёт, учитывающий все технические нюансы, достаточно сложен и выполняется специалистами при проектировании жилого дома. Для граждан, возводящих жильё по принципу «самостроя», более удобна упрощённая схема, в которую заложены требования СНиП, оговаривающие условия и технические характеристики деревянных материалов:

• длина опорной части балки, контактирующей с фундаментом или стеной, не должна быть меньше 12 см;
• рекомендуемое соотношение сторон прямоугольника 5/7, — ширина меньше высоты;
• допустимый прогиб для чердачного помещения составляет не более 1/200, межэтажные перекрытия – 1/350.

По СНиП 2.01.07–85 эксплуатационная нагрузка на чердачную конструкцию с лёгким утеплителем из минеральной ваты составит:

G = Q + Gn * k, где:

• k – коэффициент запаса прочности, обычно для строений малой этажности принимают значение 1,3;
• Gn – норматив для подобного чердака, равный 70 кг/м²; при интенсивном использовании чердачного пространства значение составит не менее 150 кг/м²;
• Q – нагрузка от самого чердачного перекрытия, равная 50 кг/м².

Пример расчёта

Дано:

• чердак в жилом доме, использующийся для хранения различного хозяйственного инвентаря;
• для утепления применён керамзит с лёгкой бетонной стяжкой.

Общая нагрузка составит G = 50 кг/м² + 150 кг/м² * 1,3 = 245 кг/м².

Исходя из практики, средние усилия на мансардном этаже не превышают значений в 300–350 кг/м². 

Для межэтажных перекрытий величины находятся в диапазоне 400–450 кг/м², причём большее значение следует принимать при расчётах первого этажа.

Совет. При выполнении перекрытий целесообразно принимать значения нагрузок, превышающие расчётные на 30–50%. Это повысит надёжность конструкции в целом и увеличит общий срок эксплуатации.

Как рассчитать необходимое количество балок

Число поперечных опор определяется нагрузками, приходящиеся на них, и максимальным прогибом чернового покрытия, выполненного, например, из доски или фанеры. На их жёсткость влияет собственная толщина изделий и шаг между точками опоры, то есть, расстояние от соседних балок.

Для помещения с малой эксплуатацией (чердак), допускается использовать доску толщиной не менее 25 мм, при шаге между опорами 0,6–0,75 метра. Межэтажное перекрытие жилой зоны целесообразно осуществлять половой доской с размером не менее 40 мм и расстоянием по ближайшим точкам крепления не более 1 метра.

Пример расчёта

Чердачное пространство. Длина между стенами составляет 5 метров. Слабая эксплуатационная нагрузка, – хранение всякой утвари. Настил осуществляется из обрезной сухой доски хвойных пород толщиной 25 мм. Принимая максимальный шаг в 0,75 метра, количество опорных точек должно составить:

5 м / 0,75 м = 6,67 шт., округляя до целого числа в большую сторону – 7 балок.

Тогда уточнённый шаг равен:

5 м / 7 шт = 0,715 м.

Межэтажное перекрытие. Длина между стенами 5 метров. Первый этаж с максимальной нагрузкой. Черновой пол выполняется из изделия с размером 40 мм. Шаг по опорам принимается в 1 метр.

Количество точек крепления составляет: 5 м / 1 м = 5 шт.

Совет. Несмотря на невысокую нагрузку, приходящуюся на чердачное пространство, целесообразно применять требования, относящиеся к межэтажным перекрытиям, — в будущем может появиться вероятность перестройки в жилое мансардное помещение.

Как рассчитать необходимое сечение традиционной деревянной балки перекрытия

Прочностные характеристики опорного элемента определяются геометрическими параметрами, – длиной и поперечным сечением. Длина, как правило, даётся из внутренних размеров межстенного пространства и закладывается на стадии проектирования здания. Второй параметр, – сечение, можно изменять в зависимости от предполагаемых нагрузок в процессе строительства.

Пример расчёта

Чтобы избежать достаточно мудрёных математических выкладок, приводим рекомендуемые данные, которые сведены в таблицу. При имеющихся размерах пролёта и шага, можно определить примерное сечение бруса или диаметр бревна. Расчёт осуществлялся исходя из усреднённой нагрузки в 400 кг/м²

Таблица 1

Сечение прямоугольного бруса:

Шаг, метр	Пролёт, метр
	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
0,6	75 х 100	75 х 200	100 х 200	150 х 200	150 х 225
1,0	75 х 150	100 х 175	125 х 200	150 х 225	175 х 250

Таблица 2

Диаметр оцилиндрованного бревна:

Шаг, метр	Пролёт, метр
	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
0,6	110	140	170	200	230
1,0	130	170	210	240	270

Примечание: В таблицах приведены минимальные допустимые размеры. При проектировании собственного здания, необходимо принимать те размеры деревянных изделий, которые присутствуют на местном строительном рынке региона, причём значения требуется округлять в большую сторону.

Совет. При отсутствии необходимого бруса, его можно заменить досками, скреплёнными между собой посредством столярного клея и саморезов. Ещё один вариант усиления – увеличить сечение бруса, добавив к его боковым сторонам доски определённой толщины.

Совет. Продлить срок службы и снизить показатель горючести поможет обработка специальными огне– и биозащитными средствами. Кроме этого, такая операция способствует небольшому увеличению прочности деревянных изделий.

Совет. Тем, кто всё-таки желает провести математические изыскания, по расчётам деревянных балок, для перекрытий, целесообразно заглянуть в интернет с этим вопросом, — имеется достаточное количество сайтов, на которых выложены электронные калькуляторы по определению параметров элементов силовых конструкций.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение  прогиба.

Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

Длина

Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски. Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.

Важно! Если деревянные балки заделываться в стены — это напрямую влияет на их длину и все дальнейшие расчёты.

При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.

Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого  также изменится конечная несущая способность.

Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

Важно! При формировании ската крыши брёвна выносятся за стены на 30—50 сантиметров. Это нужно учесть при подсчёте способности конструкции противостоять нагрузкам.

К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров. В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным. Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.

Совет! Многие строители при необходимости перекрыть длинный пролёт используют фермы.

Общая информация по методологии расчёта

В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

Внимание! Представленный в конце странички калькулятор расчета балок на прогиб позволит вам просчитать все значения с минимальными затратами времени. Чтобы воспользоваться программой, достаточно ввести базовые данные.

Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм. Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

Внимание! Лучшим сечением для деревянных балок считается площадь, у которой высота и ширина соотносятся как 1,5 к 1.

Как рассчитать несущую способность и прогиб

Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

M/W<=Rд

Расшифруем значение каждой переменной в формуле:

• Буква М вначале формулы указывает на изгибающий момент. Он исчисляется в кгс*м.
• W обозначает момент сопротивления. Единицы измерения см³.

Расчёт прогиба деревянной балки является частью, представленной выше формулы. Буква М указывает нам на данный показатель. Чтобы узнать параметр применяется следующая формула:

M=(ql²)/8

В формуле расчёта прогиба есть всего две переменных, но именно они в наибольшей степени определяют, какой в конечном итоге будет несущая способность деревянной балки:

• Символ q показывает нагрузку, которую способна выдержать доска.
• В свою очередь буква l — это длина одной деревянной балки.

Внимание! Результат расчёт несущей способности и прогиба зависит от материала из которого сделана балка, а также от способа его обработки.

Насколько важно правильно рассчитать прогиб

Этот параметр крайне важен для прочности всей конструкции. Дело в том, что одной стойкости бруса недостаточно для долгой и надёжной службы, ведь со временем его прогиб под нагрузкой может увеличиваться.

Прогиб не просто портит эстетичный вид перекрытия. Если данный параметр превысит показатель в 1/250 от общей длины элемента перекрытия, то вероятность возникновения аварийной ситуации возрастёт в десятки раз.

Так зачем нужен калькулятор

Представленный ниже калькулятор позволит вам моментально просчитать прогиб, несущую способность и многие другие параметры без использования формул и подсчётов. Всего несколько секунд и данные по вашему будущему дому будут готовы.

Калькулятор деревянных балок

| Какой размер мне нужен?

Рассчитайте необходимый размер балки, балки или перекрытия из сосны № 2 или LVL. Охватывает любой пролет и любую нагрузку с высокой точностью. Дважды проверьте себя с этими графиками диапазона. Работает только с равномерно распределенными нагрузками.

Есть два разных типа нагрузок. Это либо внешняя, либо внутренняя нагрузка. Другими словами, он будет либо на внешней стене, либо где-то внутри. Нагрузка на внешнюю стену с чистыми пролетными фермами составляет ровно половину нагрузки на каждую стену.Например, если размер здания составляет 24 x 24 дюйма, и в нем есть фермы, а нагрузка на крышу будет составлять 30 фунтов снеговой нагрузки, а потолок без хранилища будет таким. Это будет вдвое больше нагрузки на внешние стены по сравнению со зданием с центральной стеной. Калькулятор учитывает все это. Вам нужно только выбрать все применяемые нагрузки.

Большинство внутренних балок должны учитывать нагрузку на крышу. Если есть какие-либо вопросы по другому поводу, вам следует обратиться к поставщику или инженеру.Этот калькулятор соответствует 90% приложений в Международной книге кодов жилищного строительства 2012 года.

Здравый смысл

По моему опыту никогда не использовать балку меньше двухслойной 2 x 8. Независимо от того, что сказано в технических характеристиках. Эти небольшие области обычно представляют собой дверные проемы внутри, и людей учат, что эти области являются самым надежным местом в доме в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Подшипник

Согласно кодам IRC 2012 года любая балка, балка или свод никогда не должны иметь пеленг менее 1 1/2 дюйма.Что-нибудь 5 ‘и выше мы всегда как минимум вдвое калечим. На более длинных пролетах балке может потребоваться гораздо больше места для опоры, как указано в этой таблице.

Крепление

Балки, состоящие из более чем одного слоя, должны скрепляться вместе гвоздями или болтами. Код IRC 2012 года требует минимум 32 ″ O.C. в шахматном порядке с использованием гвоздя размером не менее 3 x 120 дюймов. На собственном опыте мы научились использовать гвоздь с пазом размером не менее 3 1/4 дюйма x 131 дюйм в колонне по четыре на каждую ногу вниз по ламинату.

Единственный раз, когда вам когда-либо понадобится использовать болты, будет, если материал будет иметь такие серьезные деформации, как плохая «чашка», которую невозможно преодолеть гвоздями.

Расчет нагрузок на коллекторы и балки | Строительство и строительные технологии

Обратите внимание: Эта старая статья нашего бывшего преподавателя остается доступной на нашем сайте в архивных целях. Некоторая информация, содержащаяся в нем, может быть устаревшей.

Понимание того, как нагрузки передаются через конструкцию и воздействуют на элементы конструкции, является первым шагом к определению размеров коллекторов и балок

Пол Физетт — © 2005

Большинство строителей автоматически выбирают двойные заголовки -2 x 8 или -2 x 10 для обрамления окон и дверей в каждом доме, который они строят.Эти коллекторы работают, чтобы выдерживать большинство жилых нагрузок и по совпадению удерживают верхние части окон на одинаковой высоте. Замечательное решение, но эффективно ли это и экономично ли использование материала? То же самое верно и для балок, таких как конструкционные коньковые балки и центральные балки. Слишком часто строители собирают брус размером 2 дюйма, чтобы выдержать нагрузки на крышу и пол, не рассматривая другие варианты. Вы не сможете превзойти пиломатериалы для большинства небольших оконных коллекторов, но по мере увеличения пролётов и нагрузок более прочные материалы становятся лучшим выбором.Пиломатериалы ограничивают возможности дизайна и в некоторых случаях просто не работают. Parallam, Timberstrand, клееный брус и Anthony Power Beam — примеры альтернативных материалов, которые предоставляют строителям захватывающий выбор.

В этой серии из двух частей мы рассмотрим, как пиломатериалы и эти инженерные материалы подходят для использования в качестве коллекторов и балок. Часть I покажет вам, как отследить структурные нагрузки до коллекторов и балок. В части II будут рассмотрены процедуры определения размеров, характеристики и стоимость этих материалов для нескольких приложений (см. «Определение размеров проектируемых балок и коллекторов» для части 2).

Делаю работу

Работа коллекторов и балок проста. Они передают нагрузки сверху на фундамент снизу через сеть конструктивных элементов. Идея определения размеров коллекторов и балок проста: сложите все временные и статические нагрузки, действующие на элемент, а затем выберите материал, который будет выдерживать нагрузку. Балка должна быть достаточно прочной, чтобы не ломаться (значение Fb), и достаточно жесткой, чтобы она не прогибалась чрезмерно под нагрузкой (значение E).Однако процесс определения размеров этих структурных элементов может быть сложным, если вы не инженер. Вот упрощенный подход, который поможет вам указать подходящий материал для многих приложений.

Первый шаг такой же для пиломатериалов и конструкционных древесных материалов: сложите все нагрузки, действующие на жатку или балку, и затем преобразуйте эту нагрузку в термины , какую нагрузку будет ощущать каждая прямая опора жатки или балки . Говоря лучевым языком, вы говорите: этот заголовок должен нести X-фунтов на линейный фут.Этот перевод является ключом к любой проблеме определения размеров конструкции. Вооружившись этой информацией, вы можете определить минимальный размер, пролет или прочность балки (кредит джулио). Размеры спроектированных деревянных компонентов определяются с помощью таблиц пролетов, которые соответствуют различным пролетам и фунтам на фут балки. Для пиломатериалов необходимо произвести математические расчеты.

Нагрузки считаются распределенными или точечными нагрузками. Слой песка, равномерно распределенный по поверхности, является примером чистой распределенной нагрузки.Каждый квадратный фут поверхности испытывает одинаковую нагрузку. Текущие и статические нагрузки, указанные в строительных нормах и правилах для крыш и полов, являются приблизительными значениями распределенных нагрузок. Точечные нагрузки возникают, когда груз накладывается на одно место в конструкции, например на колонну. Нагрузка на опорную конструкцию распределяется неравномерно. Анализ точечной нагрузки лучше доверить инженерам. Мы будем рассматривать только распределенные нагрузки. Это позволит нам определять размеры балок для наиболее распространенных приложений.

Рисунок 1

Давайте проследим распределенные нагрузки для нескольких разных домов.Предположим, что все они расположены в одном климате, но имеют разные пути загрузки из-за конструкции. Эти примеры показывают, как распределенные нагрузки распределяются между элементами конструкции. Наши образцы домов находятся в районе, где снеговая нагрузка составляет 50 фунтов на квадратный фут площади крыши (снег рассматривается как временная нагрузка). Само собой разумеется, что в более теплом климате снеговая нагрузка, вероятно, была бы меньше, поэтому вам необходимо проверить свою кодовую книгу на предмет временных и статических нагрузок в вашем регионе. Все нагрузки указаны в фунтах на квадратный фут горизонтальной проекции (площадь пятна контакта).(СМ. РИСУНОК 1)

Заголовки

Рисунок 2

Пример заголовка № 1

Здесь каждый квадратный фут кровельной системы обеспечивает 50 фунтов динамической нагрузки и 15 фунтов статической нагрузки (всего 65 фунтов на квадратный фут) на конструктивную опорную систему. Помните, что эти нагрузки равномерно распределяются по всей поверхности крыши. Наружная стена (и коллекторы внутри) будут нести все нагрузки от средней точки дома (между опорными стенами) к внешней стороне дома (включая свес крыши).Расстояние в этом случае составляет 12 футов + 2 фута = 14 футов. Таким образом, каждый линейный фут стены должен выдерживать нагрузки, создаваемые полосой шириной 1 фут в этом районе 14 футов. С технической точки зрения стена имеет ширину притока 14 футов. Отсюда мы легко можем видеть, что каждая линейная опора стены поддерживает:

Условия:

живая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
Собственная нагрузка на крышу:	15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут
общая нагрузка:	= 910 фунтов на линейный фут

Важно перечислить временную нагрузку, постоянную нагрузку и общую нагрузку отдельно, поскольку временная нагрузка используется для расчета жесткости, а общая нагрузка используется для расчета прочности.

Рисунок 3

Пример заголовка 2

Этот дом идентичен нашему первому примеру, за исключением того, что он построен из палки. В результате временная нагрузка, статическая нагрузка и распределение сил различны. В отличие от стропильной крыши, временная нагрузка и собственная нагрузка на стропила и балки перекрытия должны учитываться как отдельные системы. Поскольку чердак можно использовать для хранения, временная нагрузка на чердак в соответствии с нормами составляет 20 фунтов на квадратный фут.

Условия:

живая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
Собственная нагрузка на крышу:	10 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 140 фунтов на линейный фут
живая нагрузка потолка:	20 фунтов на фут x 6 футов = 120 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка потолка:	10 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут
общая нагрузка:	= 1020 фунтов на линейный фут

Рисунок 4

Пример заголовка 3

Опять же, у этого дома такая же ширина, но у него 2 уровня.Нагрузки на нижний коллектор создают крыша, верхние стены и система 2-го этажа. В Стандартах архитектурной графики вес внешней стены размером 2 × 6 составляет 16 фунтов на фут ² . Таким образом, стена высотой 8 футов весит 8 футов x 16 фунтов / фут ² = 128 фунтов на линейный фут. На жатку доставлено:

грузов.

Условия:

живая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
Собственная нагрузка на крышу:	15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут
стена верхнего уровня:	= 128 фунтов на линейный фут
Живая нагрузка 2-го этажа:	30 фунтов на фут x 6 футов = 180 фунтов на линейный фут
Собственная нагрузка 2-го этажа:	10 фунтов на фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут
общая нагрузка:	= 1278 фунтов на линейный фут

Балки

Пример коньковой балки

Рисунок 5 — На этом рисунке показаны 2 конструктивных элемента: конструкционная коньковая балка и центральная балка.У обоих есть приток площадью 12’0 ″. Нагрузка на фут балки определяется так же, как и для жаток.

Условия коньковой балки

живая нагрузка (снег):	50 фунтов на фут x 12 футов = 600 фунтов на линейный фут
Собственная нагрузка на крышу:	10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
общая нагрузка:	= 720 фунтов на линейный фут

Пример фермы

Центральная балка несет половину нагрузки на пол, нагрузку на перегородку и половину нагрузки на второй этаж.Текущие и статические нагрузки указаны в строительных нормах и правилах. Вес перегородки указан в Стандартах архитектурной графики как 10 фунтов на квадратный фут.

B) Состояние балок первого этажа

Живая нагрузка 1-го этажа:	40 фунтов на фут x 12 футов = 480 фунтов на линейный фут
Статическая нагрузка 1-го этажа:	10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
Перегородка высотой 8 футов:	= 80 фунтов на линейный фут
Живая нагрузка 2-го этажа:	30 фунтов на фут x 12 футов = 360 фунтов на линейный фут
Собственная нагрузка 2-го этажа:	10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
общая нагрузка:	= 1160 фунтов на линейный фут

Резюме

Эти примеры являются типичными для типов расчетов, которые вам необходимо выполнить для определения равномерной нагрузки, которая распределяется на балку или коллектор.Вы должны установить, какую нагрузку принимает каждая прямая опора жатки или балки. Следующим шагом является использование технической литературы любой из компаний, производящих деревянные компоненты, для определения пролета и размера балки. Все они соотносят допустимые пролеты с нагрузкой на фут балки. Списки пролетов основаны на допустимом прогибе, динамической нагрузке и статической нагрузке, которые перечислены в вашей книге строительных норм. В части 2 «Определение размеров инженерных коллекторов и балок» мы сравниваем стоимость и характеристики некоторых спроектированных деревянных изделий с пиломатериалами.

Все иллюстрации любезно предоставлены Journal of Light Construction.

WebStructural — Бесплатное проектирование стальных балок

О нашем программном обеспечении для расчета конструкций

Наши технологии

В нашем конструкторе балок и калькуляторе многопролетных балок для рассчитать перемещения, силы и реакции в многопролетные балки с множественными нагрузками.Метод конечных элементов (МКЭ) полагается на закон Крюка найти высокоточное приближенное решение балки. Модель дискретизирована на мелкие элементы, и для каждого элемента устанавливается жесткость пружины. Силы (нагрузки) прикладываются к пружинам матрица жесткости (k) создается из малых элементов и смещения найдено путем инвертирования матрицы жесткости и умножения ее на вектор силы.Вспомните закон Крюка для пружин:

`F = kx`

Мы расширяем это до 2-х и 3-х измерений, используя линейную алгебру:

`| F | = [k] | x | `

Калькулятор момента пучка и поперечной силы

Калькулятор многопролетных балок — отличный инструмент для быстрой проверки сил в балках. с несколькими пролеты и загрузить.Используйте его, чтобы помочь вам спроектировать стальные, деревянные и бетонные балки под различные условия загрузки.

Калькулятор стальных, деревянных и бетонных балок

Если у вас стальная, деревянная или бетонная балка со сложными граничными условиями и нагрузками это отличный инструмент для численного решения проблемы. Если вы хотите проверить этот калькулятор Воспользуйтесь нашим калькулятором балок закрытой формы для сравнения результатов: Калькулятор балки.Если вам нужны полные проверки конструкции с помощью AISC 360, NDS, ASD и LRFD для стали или дерева балочная конструкция и вы хотите создать свой следующий луч за считанные минуты, вам может понравиться наш Инструмент Beam Designer.

Free AISC Steel и NDS Wood Beam Design

Наша цель с WebStructural — помочь инженерному сообществу, предоставляя бесплатно, облачное программное обеспечение для расчета конструкций.Нечего устанавливать, просто перейдите к один из наших калькуляторы вроде этого и начинаем проектирование! Если вам понравился инструмент и вы решили сохранить и распечатать проекты, вы можете обновление за 19 долларов в месяц. Нет долгосрочного контракта. Отменить в любое время, мы сохраним ваши проекты, и вы сможете повторно подписаться позже, чтобы получить к ним доступ.

Анализ алюминия и нестандартной формы

Перейдите на учетную запись Pro, чтобы анализировать нестандартные формы с использованием нестандартных материалов.

Другие бесплатные онлайн-калькуляторы

Мы делаем простые в использовании мощные средства проектирования конструкций и структурного анализа программного обеспечения. Попробуйте некоторые из наш другие бесплатные инструменты:

Калькулятор балки

— PolyBeam прост и удобен в использовании!

Простой в использовании калькулятор балки

Первое, что наши пользователи связывают с PolyBeam, — это простота.PolyBeam — это очень простой и интуитивно понятный калькулятор луча, который делает его очень простым в использовании, даже если вы не знакомы с ИТ и программным обеспечением. Опоры, нагрузки и свойства сечений вставляются с минимальным вмешательством пользователя. Одновременно с этим PolyBeam построит графическое представление балки с приложенными нагрузками, вычислит поперечные силы и определит коэффициент использования балки.

Боковое продольное изгибание при кручении

Критический изгибающий момент от поперечного продольного изгиба при кручении определяется на основе энергетического метода, который учитывает высоту атаки нагрузки, поперечные силы и ограничения.С помощью этого метода с высокой точностью определяется критический момент. Это часто приводит к более высокой несущей способности по сравнению с традиционными расчетами.

Упругие и пластические силы поперечного сечения

В отличие от традиционного программного обеспечения для проектирования, PolyBeam определяет поперечные силы как упруго, так и пластично. Это позволяет более эффективно использовать наиболее часто используемые стальные профили для статически неопределимых балок.

Расчет по предельным состояниям (ULS)

Можно указать комбинацию нагрузок ULS.Если это будет сделано, PolyBeam проверит поперечные силы из расчета балки с грузоподъемностью выбранной секции и определит коэффициент использования. Для получения дополнительных сведений о том, что входит в проверку конструкции ULS, см. Вопрос «Что включает проверка конструкции?».

Расчет предельного состояния эксплуатационной пригодности (SLS)

Можно указать два различных типа комбинаций нагрузок SLS: анализ собственной частоты или анализ прогиба. Анализ собственной частоты определяет первую собственную частоту балки и позволяет пользователю указать порог — это очень полезно при работе с требованиями к вибрации.аналогично можно указать порог отклонения, поскольку по умолчанию используется L / 400.

Противопожарное проектирование

Если указана комбинация пожарной нагрузки, PolyBeam рассчитывает температуру стали на основе продолжительности пожара и определяет несущую способность. Если секция не может выдержать нагрузку, можно определить критическую температуру стали и использовать ее для определения необходимой противопожарной изоляции.

Экспорт в PDF

Когда вы закончите расчет балки, ее очень легко задокументировать.Просто нажмите на экспорт, выберите, какой контент вы хотите включить, и позвольте PolyBeam создать для вас короткий и элегантный документ PDF. Эта функция — одна из самых популярных среди наших пользователей. См. Пример.

Характеристики сдвига двутавровой композитной балки из дерева и стали :: BioResources

Ву С., Шань К., Чжан Дж., Тонг К. и Ли Ю. (2021 г.). « Поведение I-образной композитной балки из дерева и стали при сдвиге s», BioResources 16 (1), 583-596.

---

Реферат

Чтобы расширить область применения древесины в качестве строительного материала, в данной статье был рассмотрен новый тип двутаврового стального бруса, состоящий из клееного бруса и холодногнутой тонкостенной стали.Характеристики сдвига девяти композитных балок дерево-сталь были испытаны, чтобы оценить влияние коэффициента пролета на сдвиг, толщины стенки и толщины полки. Затем были проанализированы характер и механизм разрушения композитных балок. Также были обсуждены основные факторы, влияющие на сдвигающую способность. Кроме того, была разработана формула расчета несущей способности композитных балок, и результаты расчета были сопоставлены с результатами экспериментов. Результаты экспериментов показали, что комбинированный эффект составных балок был превосходным.На способность к сдвигу в основном влияли коэффициент пролета сдвига и толщина стенки. Формула расчета прочности на сдвиг была создана на основе теории сдвигового потока и технических условий для зданий из конструкционной стали. Формула была получена из метода баланса микросегментов и теоремы взаимности касательного напряжения. Результаты расчета по формуле хорошо согласуются с экспериментальными значениями.

---

Скачать PDF

---

Полная статья

Поведение двутавровых композитных балок при сдвиге двутавровых балок

Shixu Wu, ^a Qifeng Shan, ^a Jialiang Zhang, ^a Keting Tong, ^a и Yushun Li ^b, *

Чтобы расширить область применения древесины в качестве строительного материала, в данной статье был рассмотрен новый тип двутавровой стальной балки, состоящий из клееного бруса и тонкостенной стали холодной штамповки.Характеристики сдвига девяти композитных балок дерево-сталь были испытаны, чтобы оценить влияние коэффициента пролета на сдвиг, толщины стенки и толщины полки. Затем были проанализированы характер и механизм разрушения композитных балок. Также были обсуждены основные факторы, влияющие на сдвигающую способность. Кроме того, была разработана формула расчета несущей способности композитных балок, и результаты расчета были сопоставлены с результатами экспериментов. Результаты экспериментов показали, что комбинированный эффект составных балок был превосходным.На способность к сдвигу в основном влияли коэффициент пролета сдвига и толщина стенки. Формула расчета прочности на сдвиг была создана на основе теории сдвигового потока и технических условий для зданий из конструкционной стали. Формула была получена из метода баланса микросегментов и теоремы взаимности касательного напряжения. Результаты расчета по формуле хорошо согласуются с экспериментальными значениями.

Ключевые слова: композитная балка; Клееный брус; Тонкостенная сталь; Коэффициент пролета сдвига; Усилие сдвига

Контактная информация: a: Школа гражданской и экологической инженерии, Университет Нинбо, Нинбо 315211, Китай; b: Колледж гражданского строительства и архитектуры, Сельскохозяйственный университет Циндао, Циндао, 266109, Китай; * Автор для переписки: lys0451 @ 163.com

ВВЕДЕНИЕ

С развитием строительной индустрии постоянно продвигаются устойчивые концепции, такие как экологичность и энергосбережение. Сегодня в строительной отрасли стало тенденцией возводить эффективные и экологически чистые конструкции (Lou and Ren 2015). Дерево — один из самых экологичных строительных материалов. Он имеет такие преимущества, как низкое энергопотребление, отсутствие загрязнения окружающей среды, высокий коэффициент прочности и так далее. Клееный брус (LVL) — это разновидность деревянной фанеры.Способ производства однонаправленной заготовки из ЛВЛ делает ее более однородной и устойчивой, чем массивная древесина, но также имеет ряд недостатков, таких как небольшой модуль упругости. Кроме того, механические свойства LVL анизотропны и сильно зависят от деформации ползучести. Прочность древесины в направлении, перпендикулярном волокнам, заметно отличается от прочности в направлении, параллельном волокнам (Su 1990; Liu et al .2007; Zhong et al .2014). Поэтому изучение деревянных композитных элементов имеет большое значение для развития индустрии зеленого строительства.

Сталь

имеет преимущества высокой прочности и однородности материала. Однако тонкие элементы не могут достичь максимальной прочности из-за местного коробления или общей нестабильности (Hou, 2006). Благодаря разумному сочетанию дерева и стали можно сформировать новый тип композитной структуры, чтобы полностью реализовать преимущества двух материалов (Bai and Jiang, 2016). Например, поперечная жесткость древесины достаточна для предотвращения преждевременного коробления стали в конструкции композитной балки, а сталь также может укреплять древесину.Взаимодействие двух материалов может эффективно улучшить механические свойства композитных элементов.

Текущие исследования механических свойств композитных конструкций в основном сосредоточены на композитных конструкциях бетон-сталь. По мере того как концепция композитных конструкций получила признание, появились некоторые новые типы композитных конструкций, которые привлекли большое внимание в стране и за рубежом. Gutkowski и др. . (2004) представили новый тип композитной конструкции.Вместо потрескавшегося бетона и арматуры цельной бетонной плиты они использовали слой твердой древесины. Толщина бетонной плиты уменьшилась примерно на 50%. Полученная композитная структура показала отличные характеристики. Шанак и др. . (2015) использовали небольшие зазоры для имитации растрескивания бетона. Затем авторы дополнительно изучили механические свойства армированных композитных балок, на которые повлияло растрескивание бетона. Эксперимент показал, что модуль скольжения может снизиться более чем на 70%.Кортиш и др. . (2015) использовали программное обеспечение конечных элементов (ADNIA) для анализа характеристик соединения композитных балок дерево-сталь и предоставили эффективный метод моделирования композитных балок сложной формы. Ясенько и Новак (2014) изучали композитные балки из дерева и стали, которые были сформированы путем размещения стальных пластин внутри или снаружи деревянных балок. Результаты показали, что механические характеристики композитных балок были превосходными. Чен и др. .(2016) предложили сварную Н-образную стальную композитную балку в качестве каркаса и наклеили деревянные доски на внешнюю поверхность стальной балки для образования двутаврового сечения. По результатам испытаний предложена методика расчета средней прогиба и несущей способности. Исследовательская группа Университета Нинбо уже изучила свойства изгиба и сдвига композитных конструкций из бамбука и стали (Li et al .2011; Zhai et al .2015). Однако было проведено мало исследований свойств сдвига композитных балок дерево-сталь.Поэтому проведение экспериментальных исследований сдвиговых свойств композитных балок дерево-сталь имеет большое теоретическое и прикладное значение.

В данном исследовании предлагается новый тип двутавровой композитной балки из дерева и стали, состоящей из клееного бруса и тонкостенной стали холодной штамповки. Девять предложенных составных балок были испытаны с точки зрения коэффициента пролета на сдвиг, толщины стенки и толщины полки. Были проанализированы и сопоставлены режим разрушения при сдвиге и механизм разрушения композитных балок.На основе результатов испытаний предложена формула для расчета несущей способности композитных балок на сдвиг.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалы

I-образная композитная балка была изготовлена ​​из холодногнутой тонкостенной стали (Ningbo Haishu Shiqi Zhenren Material Management, Нинбо, Китай), фанеры LVL (Guannan Yindelong Wood Industry Co., Ltd., Ляньюньган, Китай) и структурный клей (Henkel Adhesive Technology (Guangdong) Co., Ltd., Дунгуань, Китай). Механические свойства материалов, включая фанеру LVL и тонкостенную сталь композитных балок, были испытаны в структурной лаборатории. Толщина, предел текучести, предел прочности, модуль упругости, коэффициент Пуассона и коэффициент текучести стальных листов были измерены в соответствии с ISO 6892-1 (2016). Механические свойства стали представлены в таблице 1.

Механические свойства фанеры LVL, использованной в этом исследовании, были измерены в соответствии с GB / T 17657 (2013).Прочность на сдвиг фанеры LVL составила 6,57 МПа, модуль упругости — 13 373 МПа, а предел прочности при растяжении — 85,28 МПа.

Таблица 1. Механические свойства стали

Образцы для испытаний

Составная балка состояла из двух кусков холодногнутого тонкостенного стального швеллера, установленных друг напротив друга в виде каркаса, и трех кусков фанеры LVL. Были применены следующие конкретные производственные процессы. Сначала были удалены пятна и гальванические слои с поверхности стали и фанеры.Затем полированную сталь и фанеру LVL протирали спиртом, чтобы обеспечить чистоту склеиваемых поверхностей. Наконец, стальной канал и фанера LVL были соединены клеем. Расход конструкционного клея определялся в зависимости от размера образца и отверждения под давлением при 25 C. Процесс производства композитной балки показан на рис. 1.

Рис. 1. Процесс изготовления композитной балки

Рис. 2. Балка ЛВЛ-стальная композитная

Комбинированный метод удобен для переработки и промышленного производства.Стабильность и сопротивление продольному изгибу композитной балки заметно улучшились за счет сдерживающего действия фанеры LVL. Девять двутавровых композитных балок, предназначенных для испытаний, показаны на рис. 2 и пронумерованы от L-1 до L-9 по порядку.

Основными параметрами образцов для испытаний были коэффициент пролета на сдвиг, толщина стенки и толщина полки. Толщина стенки образцов для испытаний составляла 20 мм и 25 мм, а коэффициент сдвига составлял 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 и 3,0. Толщина стали 1.5 мм. Размеры поперечного сечения стального канала (ширина полки × высота стенки) составляли 30 мм × 120 мм. Все девять испытательных образцов, обозначенных L-1 — L-9, были рассчитаны на длину 1,80 м, а расчетный интервал образцов составлял 1,50 м. Параметры образцов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры образцов

Методы

Гидравлическая испытательная машина (Changchun New Testing Machine Co., Ltd., Чанчунь, Китай) использовалась в качестве системы нагружения реактивной рамы в этом исследовании, а распределительная балка использовалась для двухточечной симметричной нагрузки, как показано на Рис. .3а.

Рис. 3. (a) Испытательное нагружающее устройство и (b) принципиальная схема нагружающего устройства ( λ — коэффициент пролета сдвига, h — высота балки, все размеры указаны в мм)

Для испытаний принят метод монотонного многоступенчатого нагружения. Шаг нагрузки каждого уровня составлял 4 кН. Согласно требованиям сортировки нагрузки, 10% предельной нагрузки использовалось как приращение каждого уровня. Датчик силы был принят для измерения сжимающей нагрузки.Пять тензодатчиков были равномерно расположены в стенке среднего пролета балок. Измерители смещения были расположены в точке опоры и в середине пролетов образцов для регистрации изменения прогиба составных балок. Схема загрузочного устройства теста показана на рис. 3б.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Механизм отказа и результаты испытаний

Механические свойства композитных балок во время испытания на нагрузку были превосходными.Процесс нагружения можно разделить на три этапа: линейно-упругий этап, упругопластический этап и этап разрушения. В начале испытания составные балки находились в стадии линейной упругости. Затем, на среднем и поздних этапах испытания, составные балки могут быть классифицированы на основе режима отказа.

Характеристики разрушения образцов (от L-1 до L-4) были аналогичными, поскольку коэффициент пролета на сдвиг композитных балок был аналогичным. На примере L-3 в точке опоры возникали небольшие трещины сжатия, когда нагрузка составляла до 48 кН, а прогиб в середине пролета образца составлял 4.07 мм одновременно. Затем при дальнейшем увеличении приложенной нагрузки в фанере ЛВЛ появились треск и сдавливание. Трещины в точке опоры распространяются по прослойке до тех пор, пока нагрузка не увеличится до 72 кН, а прогиб в середине пролета достиг 6,29 мм. При увеличении нагрузки до 96 кН прогиб композитной балки в середине пролета достиг 9,65 мм. Стальной швеллер нижней полки на конце балки загнут. Фанера ЛВЛ была повреждена в зонах сжатия (рис. 4).

Фиг.4. Виды отказа Л-3: (а) изгиб стального швеллера и (б) трещина в фанере нижнего фланца

Коэффициент пролета на сдвиг образцов (L-5 и L-6) составлял 2,0. Между двумя образцами не было разницы, за исключением толщины фланца, и их режимы разрушения были аналогичными. На примере L-6 при увеличении нагрузки до 58 кН от фанеры LVL раздался легкий звук из-за сдавленного волокна. Фанера ЛВЛ на нижнем конце балки треснула в продольном направлении. Между тем прогиб в середине пролета составил 6.72 мм. При увеличении нагрузки до 81 кН тонкостенная сталь верхнего фланца в точке нагружения погнулась и в фанере ЛВЛ появились трещины, которые постепенно углублялись до тех пор, пока фанера ЛВЛ не повредилась (рис. 5).

Рис. 5. Виды разрушения Л-6: (а) фанера ЛВЛ на нижнем конце балки треснула и (б) фанера ЛВЛ треснула в точке нагружения

Составные балки (от L-7 до L-9) одновременно подвергались изгибу и сдвигу из-за большего отношения пролета сдвига.На примере Л-7 при увеличении нагрузки до 57 кН трещины появились на кромке фанеры ЛВЛ на нижнем фланце композитной балки. При этом на стенке образца возникло коробление тонкостенного стального канала. Прогиб в середине пролета при этом достиг 10,09 мм. Когда нагрузка достигла 70 кН, составная балка повредилась из-за срезания стенки образца в точке нагружения (рис. 6).

Рис. 6. Виды разрушения L-7: (а) фанера нижнего фланца треснула в средней части пролета и (б) разрушение стенки при сдвиге в точке нагружения

Некоторые выводы можно сделать на основании описанных выше явлений, а виды отказов композитных балок можно разделить на три категории.Первый вывод заключался в том, что при коэффициенте пролета на сдвиг менее 2,0 стальной канал нижней полки на конце балки изгибался, а фанера LVL в точке опоры треснула и повредилась. Во-вторых, когда коэффициент пролета на сдвиг составлял 2,0, стальной канал изгибался в точке нагружения, и фанера LVL треснула и повредилась. Последний из них заключался в том, что, когда коэффициент пролета на сдвиг был больше 2,0, стенка композитной балки стала срезанной и поврежденной в точке нагружения.Когда коэффициент пролета сдвига изменился с малого на большой, режимы разрушения составных балок изменились.

Кривые нагрузки-прогиба

Кривые прогиба-нагрузки для средних пролетов композитных балок в этом испытании показаны на рис. 7. Из рисунка видно, что кривые прогиба-нагрузки образцов (от L-1 до L-6) с увеличение приложенной нагрузки показало две стадии. Были упругий этап и упругопластический этап. Во время упругой стадии нагрузка составляла от 1/2 до 2/3 предельной нагрузки.По мере увеличения нагрузки его деформация линейно возрастала. На этом этапе фанера LVL и тонкостенная сталь работали вместе, и общие характеристики композитной балки были идеальными. Когда кривые переходили в упругопластические стадии, деформация быстро развивалась с увеличением приложенной нагрузки. В это время нагрузка превысила от 1/2 до 2/3 предельной нагрузки, а кривые нагрузки-прогиба показали нелинейное поведение. Прогиб в середине пролета испытательных образцов (от L-7 до L-9) линейно увеличивался с увеличением нагрузки из-за относительно большого отношения пролета сдвига.В конце концов, перемычка в точке нагружения стала рассеченной и разрушенной, и образец достиг своей предельной несущей способности.

Рис. 7. Отклонение от нагрузки на средних пролетах

Распределение деформаций в средней части пролета

На примере L-3 кривые деформации поперечного сечения образца показаны на рис. 8. На основе анализа изменения деформации на нейтральной оси балки с нагрузкой, деформация на нейтральная ось всегда была нулевой.По мере увеличения нагрузки деформация увеличивалась в положительном направлении, и распределение деформации по высоте в середине пролета изменялось почти линейно. Когда нагрузка достигла от 1/2 до 2/3 предельной нагрузки, положение нейтральной оси секции было в центре высоты балки. Плоскость осталась после деформации изгиба, что свидетельствует о том, что деформация среднего пролета составной балки соответствовала предположению о плоском сечении.

Фиг.8. Распределение деформации в средней части пролета Л-3

Несущая способность

Согласно GB 50017 (2017), ≤ L / 250 использовалось в качестве контрольного значения прогиба в середине пролета составной балки в предельном состоянии при нормальном использовании. Когда прогиб композитной балки в середине пролета достигал 6 мм, это считалось допустимым прогибом в предельном состоянии нормальной эксплуатации. В этот момент изгибающий момент и сила сдвига испытательного образца были несущей способностью секции в предельном состоянии нормальной эксплуатации.Основные результаты испытаний представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты испытаний

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Для образцов несущая способность при сдвиге и виды отказов связаны с коэффициентом пролета сдвига, толщиной стенки и толщиной полки.

Влияние отношения сдвига

Изменения коэффициента пролета на сдвиг отражают взаимосвязь между изгибом балок и напряжением сдвига. По мере увеличения коэффициента пролета на сдвиг режимы разрушения и несущая способность композитных балок постепенно менялись.Взяв образцы L-4, L-6, L-8 и L-9 в качестве примеров, коэффициент пролета сдвига L-9 был увеличен с 1,5 (коэффициент размаха L-4) до 3,0, но предельная нагрузка была уменьшена с 102 до 68 кН. Предельная несущая способность снижена на 33,3%. Причем прогиб составной балки увеличен с 8,14 мм до 12,99 мм. Можно видеть, что сдвиговая способность отрицательно связана с коэффициентом сдвига. Коэффициент пролета сдвига фактически отражает относительную взаимосвязь между нормальным напряжением и напряжением сдвига в секции.Поскольку коэффициент пролета сдвига увеличился, сосредоточенная нагрузка была ближе к средней секции пролета, и ее способность сдвига будет уменьшаться. Кривые нагрузки-прогиба образцов показаны на рис. 9.

Рис. 9. Влияние отношения пролета сдвига на кривые прогиба и нагрузки

Влияние толщины полотна

Если взять L-3, L-4, L-7 и L-8 в качестве примеров, увеличение толщины стенки может улучшить предельную несущую способность композитных балок.Путем сравнения кривых нагрузки-прогиб образцов L-3 и L-4, толщина стенки увеличилась на 5 мм, а способность к сдвигу увеличилась на 6,25%. Для L-7 и L-8 толщина стенки также была увеличена на 5 мм, а предельная несущая способность была увеличена на 5,71%. Момент инерции секции перемычки увеличивался с увеличением толщины полотна. Таким образом, предельную несущую способность можно улучшить за счет увеличения толщины стенки композитных балок (рис. 10).

Фиг.10. Влияние толщины стенки на кривые нагрузки-прогиба

Влияние толщины фланца

Взяв образцы L-1, L-2, L-5 и L-6 в качестве примеров, из кривых прогиба нагрузки-прогиба для L-1 и L-2 можно увидеть, что толщина фланца увеличилась на 5 мм, а мощность сдвига увеличена на 17%. Для L-5 и L-6 толщина фланца увеличилась на 5 мм, а предельная несущая способность увеличилась на 6,17%. Увеличение толщины полки можно по существу рассматривать как расширение стенки составных балок.Увеличилась и предельная несущая способность (рис. 11).

Рис. 11. Влияние толщины фланца на кривые прогиб

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ПРОВЕРКА

Метод расчета прочности на сдвиг

Результаты испытаний были проанализированы в этой статье на основе литературы (Lee and Yoo 1999; Nie et al .2002; Xue et al .2008; Xie 2012; Ge et al .2018). Когда несущая способность композитных балок достигла предельной нагрузки, несущая способность на сдвиг в основном состояла из фанеры и стали LVL.Таким образом, в данной статье использовался метод наложенных расчетов,

, где V — сила сдвига (кН) композитной балки, V _w — сила сдвига (кН) фанеры композитной балки, а V _S — сила сдвига (кН ) стали составной балки.

Расчетная формула для фанеры была установлена ​​в основном на основе теории течения при изгибе и сдвиге тонкостенных балок в механике материалов.Напряжение сдвига стенки двутавровой балки действовало только в вертикальном направлении. Максимальное напряжение сдвига произошло на нейтральной оси, в то время как наименьшее напряжение возникло на стыке стенки и фланца. Это напряжение было намного больше, чем напряжение сдвига фланца. Согласно литературным данным (Triantafillou 1998; Tang 2014), коэффициент вклада ( ζ = 1,04) фланца был предложен в этой статье из-за влияния прочности на сдвиг фанеры фланца.

Прочность соединения между частями композитной балки должна быть достаточной для передачи напряжения сдвига.Предположим, что напряжение сдвига на нейтральной оси равномерно распределено по стенке. Используя метод баланса микросегментов и теорему взаимности для напряжения сдвига, формулу расчета прочности на сдвиг можно получить как,

, где f _v — прочность на сдвиг (МПа) фанеры, b — толщина стенки (мм), I _n — момент инерции секции стенки, I _n = bh ³ /12, S _n — статический момент сечения стенки, S _n = bh ² /8.

Формула расчета прочности на сдвиг стали в основном ссылается на ANSI / AISC 360-10 (2010). На основании двутаврового сечения балки была установлена ​​расчетная формула прочности на сдвиг стали

.

, где f _y — предел прочности на разрыв (МПа) стали, h _w — высота стенки (мм) стали, t _ws — толщина (мм) сталь, E — модуль упругости (МПа) стали, C _v — отношение критического напряжения продольного изгиба и напряжения продольного изгиба пластины стенки, a — чистое расстояние (мм) между поперечные ребра жесткости, и k _v — коэффициент продольного изгиба перегородки, k _v = 5 + 5 / ( a / h _w ) ² .

Для стенок без поперечных ребер жесткости расстояние в свету между поперечными ребрами жесткости составной балки можно считать бесконечным. Таким образом, коэффициент продольного изгиба перегородки при сдвиге в этой статье принимает значение k _v = 5,

.

Анализ результатов

Теоретические расчетные значения сдвиговой способности композитных балок сравнивались с экспериментальными значениями, и результаты расчета хорошо согласуются с экспериментальными, приведенными в Таблице 4.Погрешности экспериментов не превышали 10%.

Таблица 4. Сравнение значений сдвиговой способности теоретических и экспериментальных значений

V — экспериментальное значение, V ‘ — теоретическое расчетное значение, V’ _w — теоретическое значение для фанеры, V ‘ _s — теоретическое значение для стали и Δ означает ошибку,

ВЫВОДЫ

1. Было установлено, что двутавровые композитные балки из дерева и стали имеют хорошие общие характеристики.Прочность композитных балок на сдвиг может достигать 1/2 предельной несущей способности в предельных условиях нормальной эксплуатации. В полной мере используются преимущества фанеры ЛВЛ и тонкостенной стали.
2. Несущая способность при сдвиге и виды отказов зависят от коэффициента пролета сдвига, толщины стенки и толщины полки. Несущая способность увеличивается с увеличением толщины стенки композитных балок. Однако способность к сдвигу отрицательно связана с коэффициентом пролета сдвига. Увеличение толщины полки можно по существу рассматривать как расширение стенки композитной балки, что также может улучшить несущую способность композитной балки.
3. Когда композитные балки подвергаются изгибу и сдвигу одновременно, предельная прочность на сдвиг будет снижена из-за присутствия изгибающих сил. На этапе проектирования необходимо учитывать, что перегородка должна быть достаточно стабильной, чтобы сталь не изгибалась до достижения предельной прочности на сдвиг.
4. Формула расчета прочности на сдвиг была создана на основе теории сдвигового потока и ANSI / AISC 360-10 (2010). Он выводится из метода баланса микросегментов и теоремы взаимности о напряжении сдвига.Результаты расчета по формуле хорошо согласуются с экспериментальными значениями, средняя погрешность составляет 6,25%.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы благодарны за поддержку Национальному фонду естественных наук Китая (51678310, 51978345), Китайскому фонду естественных наук провинции Чжэцзян (LQ19E080007) и проекту науки и технологий Нинбо (202002N3090).

ССЫЛКИ

ANSI / AISC 360-10 (2010).«Спецификация для зданий из конструкционной стали», Американский институт стальных конструкций, Чикаго, Иллинойс, США.

Бай Р. С. и Цзян З. Л. (2016). «Исследование композитной структуры сталь-дерево», Журнал Института архитектурной инженерии Хэбэя 34 (3), 75-78. DOI: 10.3969 / j.issn.1008-4185

Чен, А. Г., Ли, Д. Х., Фанг, К., Чжэн, К. Г., и Син, Дж. Х. (2016). «Экспериментальное исследование поведения при изгибе H-образных композитных балок из стали и дерева», Journal of Building Structures 37 (S1), 261-267.DOI: 10.14006 / j.jzjgxb.2016.S1.037

ГБ / т 17657 (2013 г.). «Методы испытаний для оценки свойств древесных панелей и древесных панелей с декорированной поверхностью», Управление по стандартизации Китая, Пекин, Китай.

ГБ 50017 (2017). «Стандарт на проектирование стальных конструкций», Управление по стандартизации Китая, Пекин, Китай.

Ге, Ю. М., Ли, Ю. С., Тонг, К. Т., и Чжан, Дж. Л. (2018). «Исследование поведения сдвига тонкостенных стальных рекомбинантных бамбуковых композитных балок», Лесная инженерия, 34 (6), 72-79.DOI: 10.16270 / j.cnki.slgc.2018.06.031

Гутковски Р. М., Браун К., Шигиди А. и Наттерер Дж. (2004). «Исследование зубчатых композитных соединений дерево-бетон», J. Struct. Англ. 130 (10), 1553-1561. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0733-9445 (2004) 130: 10 (1553)

Хоу, Дж. Ф. (2006). Исследование соединения современной деревянной архитектуры со сталью , магистерская работа, Юго-Восточный университет, Нанкин, провинция Цзянсу, Китай.

ISO 6892-1 (2016). «Металлические материалы. Испытание на растяжение. Часть 1. Метод испытания при комнатной температуре», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария.

Ясенько Ю., Новак Т. П. (2014). «Балки из массивной древесины, усиленные стальными пластинами — Экспериментальные исследования», Constr. Строить. Матер. 63, 81-88. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2014.04.020

Кортиш, Й., Гочал, Й., Беднар, М., и Баторек, В. (2015). «Использование ортотропного пластического материала для анализа напряжений в конструкционном соединении дерево-сталь с двойной плоскостью сдвига», Procedure Eng. 111, 431-435. DOI: 10.1016 / j.proeng.2015.07.112

Ли, С.К. и Ю, К. Х. (1999). «Экспериментальное исследование предела прочности панелей на сдвиг», J. Struct. Англ. 125 (8), 838-846. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0733-9445 (1999) 125: 8 (838)

Лю, Х. Р., Лю, Дж. Л., и Чай, Ю. Б. (2007). «Применение и развитие клееного бруса», China Wood-Based Panels 14 (2), 5-7. DOI: 10.3969 / j.issn.1673-5064.2007.02.002

Ли Ю. С., Шен Х. Ю., Шань В., Лв Б. и Цзян Т. Ю. (2011). «Экспериментальное исследование поведения сдвига двутавровых балок из бамбука и стали», Journal of Building Structures 32 (7), 80-86.DOI: 10.14006 / j.jzjgxb.2011.07.012

Лу, В. Л., и Рен, Х. К. (2015). «Характеристики и перспективы зданий из деревянных конструкций в Китае», China Wood Industry 29 (5), 20-23. DOI: 10.3969 / j.issn.1001-8654.2015.05.005

Не, Дж. Г., Чен, Л., и Сяо, Ю. (2002). «Поведение композитных композитных балок при сдвиге под действием провисающего момента», журнал Университета Цинхуа (наука и технологии), 42 (6), 835-838. DOI: 10.16511 / j.cnki.qhdxxb.2002.06.034

Шанак Ф., Рамос О. Р., Рейес Дж. П. и Лоу А. А. (2015). «Экспериментальное исследование влияния растрескивания бетона на композитные балки из деревянного бетона», Eng. Struct. 84, 362-367. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2014.11.041

Су, Ф. М. (1990). «Новый тип конструкционного материала из клееного бруса», Jiangxi Forestry Science and Technology 1990 (1), 41-43. DOI: 10.16259 / j.cnki.36-1342 / s.1990.01.025

Тан Дж. (2014). Исследование механических свойств восстановленной композитной балки из бамбука и стали , магистерская работа, Университет Нинбо, провинция Чжэцзян, Китай.

Triantafillou, T. C. (1998). «Композиты: новая возможность для упрочнения сдвигом бетона, кирпичной кладки и дерева», Compos. Sci. Technol. 58 (8), 1285-1295. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (98) 00017-7

Се, К. Т. (2012). Исследование связующих свойств границы раздела сталь-бамбук при статических нагрузках , магистерская работа, Университет Нинбо, Нинбо, провинция Чжэцзян, Китай.

Сюэ, Дж. Й., Ченг, Г., Чжао, Х. Т. и Фу, Г. (2008). «Экспериментальное исследование поведения при сдвиге железобетонных композитных балок при отрицательном моменте», Журнал строительных конструкций, 2008 (S1), 83-87.DOI: 10.14006 / j.jzjgxb.2008.s1.022

Чжай, Дж. Л., Ли, Ю. С., Хуанг, С., и Ду, Ю. Ф. (2015). «Экспериментальное исследование сейсмического поведения композитной каркасной конструкции из стали и бамбука», Journal of Building Structures 36 (S1), 60-66. DOI: 10.14006 / j.jzjgxb.2015.S1.010

Чжун, Ю., Син, X. Т., Рен, Х. К., и Чжан, Р. (2014). «Свойства конструкционного клееного бруса при сжатии под углом к ​​волокну», Журнал строительных материалов, 17 (1), 115-119.DOI: 10.3969 / j.issn.1007-9629.2014.01.021

Статья подана: 21 сентября 2020 г .; Рецензирование завершено: 15 ноября 2020 г .; Доработанная версия получена: 19 ноября 2020 г .; Принята в печать: 20 ноября 2020 г .; Опубликовано: 25 ноября 2020 г.

DOI: 10.15376 / biores.16.1.583-596

The Sagulator — WoodBin

Характеристики полки
	Материал полки	—- Выберите —- AfrormosiaAlbarcoAlder, RedAndirobaAngelinAngeliqueAsh, BlackAsh, BlueAsh, GreenAsh, OregonAsh, WhiteAspen, BigtoothAspen, QuakingAvodireAzobeBaldcypressBalsaBanakBasswoodBeech, AmericanBengeBirch, PaperBirch, SweetBirch, YellowBubingaBulletwoodButternutCativoCedar, AlaskaCedar, Atlantic WhiteCedar, Восточная RedcedarCedar, IncenseCedar, Северная WhiteCedar, Порт -OrfordCedar, Western RedcedarCeibaCeibaChery, BlackChatnut, AmericanCottonwood, Balsam TopplarCottonwood, BlackCourbarilCuangareCypress, MexicanDark red merantiDegameDetermaDouglas-fir, CoastDouglas-fir, Interior NorthDouglas-firl, Elfi-Eglas-Evel, Интерьер-Юг , Гранд-пихта, благородная пихта, тихоокеанская пихта, субальпийская пихта, белый гонкалоЗеленое сердце, хемлок, шемох восточный, горный хемлок, западный гикори, горький орех, гикори, мокернат, гикори, мускатный орех, гикори, пекан, гикори, колючий гикори, шагбарник, гикори, ракушечник rHoneylocustHuraIpeIrokoJarrahJelutongKaneelhartKapurKarriKempasKeruingLarch, westernLight красный merantiLimbaLocust, BlackMacawoodMagnolia, SouthernMagnolia, CucumbertreeMahogany, AfricanMahogany, trueManbarklakManniMaple, BigleafMaple, BlackMaple, RedMaple, SilverMaple, SugarMarishballiMerbauMersawaMoraOak, BlackOak, BurOak, CherrybarkOak, ChestnutOak, LaurelOak, LiveOak, Северный RedOak, OvercupOak, PinOak, PostOak, ScarletOak, Южный Красный дуб, болотный каштан, дуб болотный, дуб водяной, дуб белый, ива , ЕльСосна, Сахарная сосна, ВирджинияСосна, Западная белая сосна, Окотососна, лучистаяПикияПримавераПурпурное сердцеРаминРедвуд, Старовозрастная красное дерево, Молодняк РобаПалина, Палина бразильская, ИндийскаяСандСанта-МарияСапелеСассафра sSepetirShorea, bullau groupSpanish-cedarSpruce, BlackSpruce, EngelmannSpruce, RedSpruce, SitkaSpruce, WhiteSucupiraSweetgumSycamore, AmericanTamarackTeakTupelo, BlackTupelo, WaterWallabaWalnut, BlackWhite merantiWillow, BlackYellow merantiYellow-poplarllombaD-2 ParticleboardD-3 ParticleboardH-1 ParticleboardH-2 ParticleboardH-3 ParticleboardM-1 ParticleboardM-2 ДСП M – 3 ДСП LD-1 ДСП LD-2 Меламин (см. Примечание 8) МДФ — ЛДМДФ — МДМДФ — HDOSB (мин.) OSB (макс. Жесткость) Фанера, пихта
	Приставка для полки	Фиксированный (прикреплен по бокам) Плавающий (не прикреплен)
	Нагрузка на полку			на фут (305 мм) всего
	Единицы нагрузки	фунтов кг
	Распределение нагрузки	Равномерная нагрузка Центральная нагрузка
	Пролет полки			дюймов мм
	Глубина (спереди назад)
	Толщина
[Дополнительно] Кромочная полоса (см. Примечание № 10)
	Материал	NoneSame в shelfAfrormosiaAlbarcoAlder, RedAndirobaAngelinAngeliqueAsh, BlackAsh, BlueAsh, GreenAsh, OregonAsh, WhiteAspen, BigtoothAspen, QuakingAvodireAzobeBaldcypressBalsaBanakBasswoodBeech, AmericanBengeBirch, PaperBirch, SweetBirch, YellowBubingaBulletwoodButternutCativoCedar, AlaskaCedar, Атлантик WhiteCedar, Восточной RedcedarCedar, IncenseCedar, Северная WhiteCedar, Порт-OrfordCedar, Западная RedcedarCeibaCherry, BlackChestnut , Американский хлопок, тополь бальзамический , Субальпийская пихта, БелыйГонкалоЗеленое Сердце, Хемлок, Гикори, Восточный, Гикори, Гикори западный, Гикори, Гикори, Гикори, Мускатный орех, Гикори, Мускатный орех, Гикори, Пекан, Гикори, Пигнут, Гикори, Шагбар, Гикори, Гикори, Гикори, Ват erHoneylocustHuraIpeIrokoJarrahJelutongKaneelhartKapurKarriKempasKeruingLarch, westernLight красный merantiLimbaLocust, BlackMacawoodMagnolia, SouthernMagnolia, CucumbertreeMahogany, AfricanMahogany, trueManbarklakManniMaple, BigleafMaple, BlackMaple, RedMaple, SilverMaple, SugarMarishballiMerbauMersawaMoraOak, BlackOak, BurOak, CherrybarkOak, ChestnutOak, LaurelOak, LiveOak, Северный RedOak, OvercupOak, PinOak, PostOak, ScarletOak, Южный Красный дуб, болотный каштан, дуб болотный, дуб водяной, дуб белый, дуб ивовый Сахарососна, ВирджинияСосна, Западная белаяСосна, Окотососна, Лучистая ПикияПримавераПурпурное СердцеРаминРедвуд, СтаровозрастныеРедвуд, Молодняк, Ризвуд, Бразильская палина, ИндийскийСандСанта-МарияСапелеСассафрасСепетирShorea, bul Lau groupSpanish-cedarSpruce, BlackSpruce, EngelmannSpruce, RedSpruce, SitkaSpruce, WhiteSucupiraSweetgumSycamore, AmericanTamarackTeakTupelo, BlackTupelo, WaterWallabaWalnut, BlackWhite merantiWillow, BlackYellow merantiYellow-poplarllombaD-2 ParticleboardD-3 ParticleboardH-1 ParticleboardH-2 ParticleboardH-3 ParticleboardM-1 ParticleboardM-2 ParticleboardM- 3 ДСП Меламин (см. Примечание 8) МДФ — ЛДМДФ — МДМДФ — HDOSB (мин. Жесткость.) OSB (макс. Жесткость) Фанера, пихта
	Ширина (вертикальная плоскость)
	Толщина
		Целевой прогиб: 0,02 дюйма на фут (1,7 мм на м) или менее

Онлайн-конструкторское проектирование

Бесплатно

Характеристики сечения, вычислитель момента инерции

Требуется логин, расчет бесплатный

Расчет момента инерции для общего сечения

метрика имперский инерция момент инерции

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Расчет закрепленной балки (метрическая система)

Расчет бесплатный, логин не требуется

Расчет внутренних сил балки (поперечная сила, изгибающий момент) и прогибов

метрика луч грузы случаи нагрузки силы отклонение

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Балка, закрепленная на обоих концах (метрическая система)

Расчет бесплатный, логин не требуется

Расчет внутренних сил балки (поперечная сила, изгибающий момент) и прогибов

метрика луч исправлено грузы случаи нагрузки силы отклонение

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Площадь арматуры по номеру и размеру (метрическая)

Расчет бесплатный, логин не требуется

Расчет площади армирования, метрические единицы

метрика подкрепление арматура

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Ж / б балка (EC2)

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет прочности на изгибающий момент железобетонной балки (Еврокод 2)

метрика EC2 луч конкретный

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Вместимость колонны RC (EC2)

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет несущей способности железобетонной колонны и схема взаимодействия колонн (Еврокод 2)

метрика EC2 столбец конкретный диаграмма взаимодействия

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Усилие и крутящий момент предварительной затяжки болта (EC3)

Требуется логин

Расчет предварительного натяга высокопрочных болтов, значения моментов затяжки болтов (Еврокод 3 и EN1090-2)

метрика EC3 EN1090-2 болт предварительная загрузка крутящий момент

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Поверка опорной плиты (метрическая система)

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет опорной плиты колонны и размера болтов (Еврокод 3)

метрика EC3 опорная плита болт стали

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Болтовое соединение (EC3)

Требуется логин, расчет бесплатный

Расчет допустимой нагрузки на болтовое соединение (Еврокод 3)

метрика EC3 момент связи стали

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Диаметр балки (EC5)

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет несущей способности деревянных балок, проверка деревянных элементов (Еврокод 5)

метрика EC5 луч древесина изгиб

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Вместимость деревянной колонны (EC5)

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет грузоподъемности деревянных колонн, проверка деревянных элементов (Еврокод 5)

метрика EC5 столбец древесина изгиб

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Снеговая нагрузка на односкатную крышу

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет снеговой нагрузки кровли на односкатных кровлях

метрика снег грузы силы крыша

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Снеговая нагрузка на скатную кровлю

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет снеговой нагрузки на скатную крышу

метрика снег грузы силы крыша

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Многопролетная снеговая нагрузка

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет снеговой нагрузки кровли на многослойных кровлях

метрика снег грузы силы крыша

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Базовое давление ветровой нагрузки

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет эталонного давления ветровой нагрузки (Еврокод 1)

метрика ветер грузы силы

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Коэффициент орографии ветровой нагрузки

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет коэффициента орографии ветровой нагрузки (Еврокод 1)

метрика ветер грузы силы

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Расчет бокового давления на грунт (метрическая система)

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет давления на грунт в активном, пассивном состоянии и в состоянии покоя для несвязных грунтов

метрика активный пассивный пачкаться нагрузка давление

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Расчет изолированного фундамента (метрическая система)

Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

Расчет максимального давления под фундамент

метрика Фонд опора давление

Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

Бесплатно

Калькулятор веса стальных элементов (метрическая система)

Расчет бесплатный, логин не требуется

Расчет веса прямоугольных и круглых полых стальных профилей на метр

метрика масса стали

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Давление на подушку оборудования (метрическая система)

Требуется логин, расчет бесплатный

Расчет давления на подушку оборудования (метрическая система)

метрика давление подушки размер колодки

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Простая балка — равномерно распределенная нагрузка

Расчет бесплатный, логин не требуется

Расчет сдвигов, моментов и прогибов для простой опорной балки при равномерно распределенной нагрузке

метрика статика грузы силы луч

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Простая балка — сосредоточенная нагрузка в центре

Расчет бесплатный, логин не требуется

Расчет сдвигов, моментов и прогибов для простой опорной балки с сосредоточенной нагрузкой в ​​центре

метрика статика грузы силы луч

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Простая балка — сосредоточенная нагрузка в любой точке

Расчет бесплатный, логин не требуется

Расчет сдвигов, моментов и прогибов для простой опорной балки, сосредоточенной нагрузки в любой точке

метрика статика грузы силы луч

Открыть расчетный лист

Бесплатно

Простая балка 2 Концентрированная сим.грузы

Расчет бесплатный, логин не требуется

Расчет сдвигов, моментов и прогибов для простой опорной балки, 2 сосредоточенных симметричных нагрузки

метрика статика грузы силы луч

Открыть расчетный лист

.