Основы вычислений
Для начала следует понять, что именно требуется рассчитать. Дело в том, что деревянный брус или доска балки под нагрузкой способно изогнуться до определенного предела – эта величина называется пределом прочности – и при дальнейшем увеличении нагрузки сломаться. Под действием нагрузки изогнувшаяся балка может также выскользнуть из креплений. Чтобы избежать этого или хотя бы снизить риск такой неприятности, деревянные балки стараются заделать в кладку дома или прикрепить с помощью кронштейнов, уголков и других видов деталей к деревянной стене дома. Используют также врубку балки в венец стены. Все такие виды фиксации считаются жесткой заделкой.
Вот так примерно выглядит расчетная схема для однопролетной балки, то есть изделие, у которого закреплены только концы. Здесь L – пролет балки, расстояние между опорными точками, Q – распределенная нагрузка, f – величина прогиба.
Основой для расчета предельно допустимого прогиба, как и источником других данных о работе деревянных конструкций, является СП 64.13330.2011. Согласно этому документу, предельный прогиб балки для межэтажных перекрытий не должен превышать 1/250 часть длины пролета.
То есть для балки с длиной 6 м допустимый прогиб составит 24 мм. Если же брать более строгие значения (для штукатурки на потолке и требующих строгой плоскости пола второго этажа напольных покрытий, например, плитки) – 1/350, допустимый прогиб уменьшается до 17 мм.
В целом для вычислений используют формулу f=L/350, при этом длину пролета указывают в миллиметрах.
Таблица 1.1. Допустимый прогиб деревянных конструкций.
Соответственно, при расчете балки на прочность в онлайн-калькуляторе или вручную следует уменьшать сечение только до тех пределов прогиба, которые меньше вычисленного значения.
На иллюстрации выше показана расчетная схема для распределенной нагрузки, то есть такой, которая равномерно распределяется по всей балке. Обычно в жилых помещениях используется именно эта схема. Однако при размещении в комнате мебели или оборудования большого веса, особенно не возле стены (на которую опирается край балки), а на некотором удалении от нее, иногда бывает разумнее использовать схему расчета для сосредоточенной нагрузки.
Вот так примерно создается сосредоточенная нагрузка на балку.
Таблица 1.2. Схемы расчета деревянных балок с одной сосредоточенной нагрузкой.
Здесь и далее Е – модуль упругости древесины Е=100 000 кгс/м2), I – осевой момент инерции балки.
Таблица 1.3. Схемы расчета деревянных балок с двумя сосредоточенными нагрузками.
Таблица 1.4. Расчет балки с двусторонним жестким защемлением при равномерно-распределенной нагрузке.
В зависимости от того, куда именно приложены нагрузки и в каком количестве, используется расчетная схема соответствующего типа.
Для бруса, защемленного в стене только одним концом (консольное крепление), используются другие формулы расчета деревянной балки на прочность. Обычно такие вычисления нужны при проектировании навесов на деревянных балках-опорах, больших вылетов крыши и других подобных случаях.
Таблица 1.5. Расчет консольной балки при одной сосредоточенной нагрузке.
Таблица 1.6. Расчет консольной балки при одной неравномерно-распределенной нагрузке.
Таблица 1.7. Расчет консольной балки при одной равномерно-распределенной нагрузке.
Формулы кажутся громоздкими и сложными, но фактически обычному пользователю при расчете деревянных балок перекрытия важно просто представлять себе характер распределения действующих на балку сил и понимать – чтобы соблюсти условия прочности, необходимо правильно выбрать схему приложения нагрузок
Расчет несущих балок
Расчет нагрузок
Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.
1. Собственная удельная масса перекрытия
Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.
Таблица 2
| Наименование материала | Плотность или насыпная плотность, кг/м3 |
| Асбоцементный лист | 750 |
| Базальтовая вата (минеральная) | 50–200 (от степени уплотнения) |
| Берёза | 620–650 |
| Бетон | 2400 |
| Битум | 1400 |
| Гипсокартон | 500–800 |
| Глина | 1500 |
| ДСП | 1000 |
| Дуб | 655–810 |
| Ель | 420–450 |
| Железобетон | 2500 |
| Керамзит | 200–1000 (от коэффициента вспенивания) |
| Керамзитобетон | 1800 |
| Кирпич полнотелый | 1800 |
| Линолеум | 1600 |
| Опилки | 70–270 (от фракции, породы дерева и влажности) |
| Паркет, 17 мм, дуб | 22 кг/м2 |
| Паркет, 20 мм, щитовой | 14 кг/м2 |
| Пенобетон | 300–1000 |
| Пенопласт | 60 |
| Плитка керамическая | 18 кг/м2 |
| Рубероид | 600 |
| Сетка проволочная | 1,9–2,35 кг/м2 |
| Сосна | 480–520 |
| Сталь углеродистая | 7850 |
| Стекло | 2500 |
| Стекловата | 350–400 |
| Фанера клееная | 600 |
| Шлакоблок | 400–600 |
| Штукатурка | 350–800 (от состава) |
Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.
К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м2.
2. Переменная нагрузка
Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м2.
3. Суммарная нагрузка
Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:
- 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м2;
- 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м2.
4. Пример расчета
1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм
Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м2) приведен в таблице 3.
Таблица 3
| Материал | Объем, м3 | Плотность, кг/м3 | Масса, кг | Удельная нагрузка, кг/м2 |
| Брус (сосна) | 9 х 0,15 х 0,1 х 3,3 = 0,4455 | 500 | 222,75 | 14,85 |
| Доска (сосна) | 15 х 0,04 = 0,6 | 500 | 300 | 20,0 |
| Фанера | 15 х 0,01 = 0,15 | 600 | 90 | 6,0 |
| Линолеум | 15 х 0,005 = 0,075 | 1600 | 120 | 8,0 |
| Минвата | 15 х 0,12-0,405 = 1,395 | 100 | 139,5 | 9,3 |
| Итого: | 58,15 | |||
| С учетом k = 1,2 | 70 |
Переменная нагрузка — 150 х 1,2 = 180 кг/м2.
Общая нагрузка — 70 + 180 = 250 кг/м2.
Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).
Расчёт допустимого прогиба
Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.
Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:
h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)
где:
- qр — расчетная нагрузка на балку, qр = 1,5 кг/см;
- L — длина балки, L = 330 см;
- Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
- J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см4.
Для нашего примера:
h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см
Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.
В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:
рмнт.ру
Инструкция к калькулятору
Тип 1
Условия эксплуатации:
Длина пролета (L) – расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.
Шаг балок (Р) – шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.
Вид перекрытия – здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное – это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.
Длина стены (Х) – длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.
Срок службы – предполагаемое время до замены балок.
Температура – максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.
Влажность – расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений – это до 12%/до 65%.
Характеристики балки:
Материал – порода древесины, из которой сделана балка.
Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки – размеры рассчитываемой балки.
Сорт древесины – из какого сорта древесины выполнена балка.
Пропитка – имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.
Коэф. mб – коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 . Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.
Нагрузка:
Нормативные и расчетные нагрузки – максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.
Коэф. mд – вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.
Цена за кубометр – стоимость 1 м3 пиломатериала.
Тип 2
Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.
Толщина слоя (Т) – толщина досок, из которых склеивается балка.
Коэф. kw – коэффициент, определяемый по таблице 11 .
Тип 4
Диаметр балки (D) – диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.
Результат
Расчет по прочности:
Wбалки – момент сопротивления рассчитываемой балки.
Wтреб – требуемый момент сопротивления.
Запас – в случае, если Wбалки < Wтреб – в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб – значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.
Расчет по прогибу:
Fбалки – прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.
Fmax – максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.
Запас – Fбалки < Fmax – сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax – сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.
Другие параметры:
Количество балок – получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.
Общий объем – общая кубатура балок.
Стоимость – количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.
Расчет деревянных балок перекрытий: онлайн калькулятор
Польза онлайн-калькулятора для расчета деревянных перекрытий
Самостоятельные расчеты утомительны и чреваты риском не учесть какой-либо важный параметр. Так, деревянные балки для перекрытий должны обладать определенным сечением, учитывающим возможную нагрузку на них от мебели и техники, находящихся в помещении людей
При таких расчетах крайне важно знать возможный прогиб балки и максимальное напряжение в опасном сечении
Преимущества калькулятора в следующем:
- Точность. Формулы расчета учитывают множество параметров. В специальных полях задаются: тип поперечного сечения (круглое или прямоугольное), длину балки между опорами и шаг, параметры используемой древесины, предполагаемую постоянную нагрузку.
- Сроки. Ввести готовые параметры и получить результат выйдет значительно быстрее, чем рассчитывать вручную требуемые значения.
- Удобство. Онлайн-калькулятор расчета деревянных балок составлен таким образом, что после введения всех постоянных величин, вам остается просто подбирать сечение балки до тех пор, пока не будет обеспечена необходимая прочность.
Расчет деревянного бруса для перекрытия: на что обратить внимание
До расчетов и покупки рекомендовано обратить внимание на типы перекрытий. Брус для надежной связки строительных конструкций, бывает следующих видов:
- Балки. Массив квадратного или прямоугольного сечения, уложенный с шагом от 60 см до 1 м. Стандартная длина – 6 м, на заказ изготавливаются балки до 15 м.
- Ребра. Балки, напоминающие широкую (20 см) и толстую доску (7 см). Шаг укладки на ребро не более 60 см. Стандартная длина – 5 м, под заказ – 12 м.
Комбинация двух типов бруса. Наиболее надежные перекрытия, служащие опорой для пролетов, до 15 м.
Сначала определяется прогиб балки, максимальное напряжение в опасном сечении и коэффициент запаса прочности. Если значение коэффициента получается меньше 1, то это значит, что прочность не обеспечена. В этом случае необходимо изменить условия расчета (изменить сечение балки, увеличить или уменьшить шаг, выбрать другую породу древесины и т.д.)
| Длина балок, м | ||||
| Шаг укладки, м | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 |
| 0,6 | 75*100 | 75*200 | 100*200 | 150*225 |
| 1 | 75*150 | 100*175 | 150*200 | 175*250 |
Когда нужное сечение найдено требуется рассчитать его кубатуру. Это произведение длины, ширины и высоты. Далее по проекту находим количество балок перекрытия и умножаем на полученный результат.
Итог
Для наглядности пользователю предоставлено видео расчета древесины для перекрытий.
От чего зависит прочность перекрытия?
Основные параметры, которые влияют на качество перекрытия, зависят от свойств материала, технических параметров и условий эксплуатации.
Свойства древесных материалов:
- Вид дерева. Популярными породами для употребления в жилом строительстве считают сосну, ель, лиственницу. Иногда используют дуб, березу, осину, а также комбинированные материалы.
- Сорт. Определяют три сорта древесины, которые нумеруют 1 (самый лучший), 2 и 3. Сорт определяется предельным количеством сучков на древесине, изгиб балок, в том числе здоровых и прогнивших, количеством, глубиной и длиной трещин, другими пороками дерева. Детальные требования к древесине определяются стандартами, нормами, правилами (СНиП II-25-80, СП 64.13330.2011 и другими).
Например, хвойные породы имеют лучшее сопротивление влаге. Первый сорт древесины отличается лучшим качеством, отсутствием изъянов, но он соответственно дороже.
Технические показатели:
Тип балки. Определяют такие типы, как прямоугольный брус, круглые бревна, балки,. склеенные из досок или из шпона LVL.
Длина пролета. Обычно балочный пролет для частных жилых домов составляет не более 6 метров
Важно помнить, что этот показатель отличается от длины самой балки, которая должна также захватывать опорные участки на стенах или других опорах.
Высота и ширина балки. Для бруса, другой прямоугольной балки эти показатели могут быть одинаковыми или отличаться
Чем больше их высота, тем больше жесткость и меньше они прогибаются. В случае с бревнами в расчет берется диаметр или средний диаметр бревна. При выборе этих параметров учитывают также особенности и простоту изготовления, транспортировки, монтажа балок.
Шаг балок. Это расстояние между двумя соседними балками в перекрытии. Чем ближе балки, тем выше их расход балок, прочность перекрытия, но уменьшается прогиб и максимальная нагрузка.
Нагрузка на площади и сосредоточенная нагрузка, которые определяются стандартами и зависят от типа помещений, количества жильцов или работников, типа, количества мебели или оборудования в них и прочих особенностей их использования.
Тип перекрытия. Имеются в виду междуэтажные перекрытия с повышенными требованиями относительного прогиба, который составляет 1/250; чердачные перекрытия, требования к которым ниже — 1/200; покрытия и настилы, относительный прогиб которых составляет 1/150.
Последние 3 пункта также определяются как условия эксплуатации деревянного перекрытия, которые зависят непосредственно от особенностей строительства.
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.
- Прогиб, – получается от веса вышерасположенных элементов. Максимальная стрелка отклонения получается в точке местонахождения объекта с самой большой массой и (или) посередине между опорами.
- 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.
Расчет деревянной балки перекрытия
Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.
Конечно, расчет деревянных балок – это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор. С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности – I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу – II группа предельных состояний) следующих балок:
Тип 1 – цельная деревянная балка.
Тип 2 – клееная балка из досок.
Тип 3 – клееная балка из шпона LVL.
Тип 4 – обрезанное бревно.
Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) “Деревянные конструкции” , который можно скачать здесь. Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью .
Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.
 |
 |
 |
 |
Тип 1
Условия эксплуатации:
Длина пролета (L) – расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.
Шаг балок (Р) – шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.
Вид перекрытия – здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное – это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.
Длина стены (Х) – длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.
Срок службы – предполагаемое время до замены балок.
Температура – максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.
Влажность – расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений – это до 12%/до 65%.
Характеристики балки:
Материал – порода древесины, из которой сделана балка.
Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки – размеры рассчитываемой балки.
Сорт древесины – из какого сорта древесины выполнена балка.
Пропитка – имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.
Коэф. mб – коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 . Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.
Нагрузка:
Нормативные и расчетные нагрузки – максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.
Коэф. mд – вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.
Цена за кубометр – стоимость 1 м3 пиломатериала.
Тип 2
Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.
Толщина слоя (Т) – толщина досок, из которых склеивается балка.
Коэф. kw – коэффициент, определяемый по таблице 11 .
Тип 4
Диаметр балки (D) – диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.
Результат
Расчет по прочности:
Wбалки – момент сопротивления рассчитываемой балки.
Wтреб – требуемый момент сопротивления.
Запас – в случае, если Wбалки < Wтреб – в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб – значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.
Расчет по прогибу:
Fбалки – прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.
Fmax – максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.
Запас – Fбалки < Fmax – сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax – сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.
Другие параметры:
Количество балок – получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.
Общий объем – общая кубатура балок.
Стоимость – количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.
Расчёт перекрытий из деревянного бруса
Чтобы посчитать сечение деревянной балки — необходимо собрать нагрузку, действующая на балку. В зависимости от длительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные.
К постоянным нагрузкам относятся:
- собственный вес деревянной балки;
- собственный вес перекрытия, чердачного перекрытия и т.д.;
К временным нагрузкам относятся:
- длительная нагрузка (полезная нагрузка, принимается в зависимости от назначения здания);
- кратковременная нагрузка (снеговая нагрузка, принимается в зависимости от географического расположения здания);
- особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д. В рамках данного калькулятора не учитывается);
Нагрузки на балку разделяют на два типа: расчетные и нормативные. Расчетные нагрузки применяются для расчета балки на прочность и устойчивость (1 предельное состояние). Нормативные нагрузки устанавливаются нормами и применяется для расчета балки на прогиб (2 предельное состояние). Расчетные нагрузки определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент нагрузки по надежности. В рамках данного калькулятора расчетная нагрузка применяется при определении прогиба балки в запас.
Нагрузки можно собрать на нашем сайте.
После того как собрали поверхностную нагрузку на перекрытие, измеряемой в кг/м2, необходимо посчитать сколько из этой поверхностной нагрузки на себя берет балка. Для этого надо поверхностную нагрузку умножить на шаг балок(так называемая грузовая полоса).
Например: Мы посчитали, что суммарная нагрузка получилась Qповерхн.= 400кг/м2, а шаг балок 0,6м. Тогда распределенная нагрузка на деревянную балку будет: Qраспр.= 400кг/м2 * 0,6м = 240кг/м. Эта нагрузка вносится в калькулятор
2. Выбор предельного прогиба
В зависимости от назначения балки и ее пролета задаем вертикальный предельный прогиб по таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия) Пункт2.а. Смысл вертикального прогиба заключается в следующем: например, прогиб l/250 означает, что для балки длинной 4м предельный вертикальны прогиб равен fult = 4м / 250 = 0,016м = 16мм в месте максимального прогиба для балки. Для балки на двух опорах загруженной равномерно или с сосредоточенной нагрузкой посередине балки — максимальный прогиб будет посередине пролета. Для консольной балки максимальный прогиб — на свободном конце балки.
3. Задание ширины искомого сечения балки.
В зависимости от конструктивных требований задаем ширину сечения балки. Расчет деревянной балки сводится к тому, что необходимо подобрать требуемую высоту hтр сечения деревянной балки, которое способно выдержать заданную нагрузку и не превысить заданный предельный прогиб.
Алгоритм расчета деревянной балки, используемый в данном калькуляторе
По заданной нагрузке и пролету производится построение эпюры моментов и поперечной силы. Эпюра поперечной силы находится для информации (чтобы знать какая нагрузка давит на опоры балки) и в расчете не используется. Эпюра зависит от схемы нагружения балки, вида опирания балки. Строится эпюра по правилам строительной механики. Для наиболее частоиспользуемых схем нагружения и опирания существуют готовые таблицы с выведенными формулами эпюр и прогибов.
2. Расчет по прочности и прогибу
После построения эпюр производится расчет по прочности (1 предельное состояние) и прогибу (2 предельное состояние). Для того, чтобы подобрать балку по прочности, необходимо найти требуемый момент инерции Wтр и hтр и из таблицы рекомендуемого сортамента выбрать подходящее сечение высотой равное hтр деревянной балки по ширине сечения (b) и по Wтр. Следует отметить, что калькулятор подбирает именно по Wтр, нахождение hтр сделано для наглядности, чтобы видеть какая высота сечения должна быть. Для подбора деревянной балки по прогибу находят требуемый момент инерции Iтр, который получен из формулы нахождения предельного прогиба. И также из таблицы сортамента пиломатериалов подбирают подходящее сечение.
3. Подбор деревянной балки из таблицы сортамента пиломатериалов по ГОСТ 244454-80
Из двух результатов подбора (1 и 2 предельное состояние) выбирается сечение с большей выстой сечения.
