Несущая способность балки: OnLine расчет несущей способности и прогиба деревянных балок / каркасный дом своими руками

Формулы расчета деревянной балки на прогиб и несущую способность +Видео объяснение

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок. Для строительства деревянного дома потребуется провести расчет несущей способности деревянной балки. Не менее важное значение в терминологии строителей уделяется определению прогиба. Без хорошего математического анализа каждого из параметров невозможно выстроить красивый и надежный дом из бруса. Именно по этой причине перед началом строительства очень важно, чтобы был правильно рассчитан прогиб балок из дерева.

Такие расчеты будут залогом того, что ваша постройка будет надежной и качественной.

Содержание:

Что требуется для правильного расчета?

Расчет деревянной балки на прогиб и несущей способности не такая простая задача, как может показаться кому-то вначале. Чтобы понять, какое количество досок вам потребуется, а также, какого они должны быть размера, следует потратить много времени, или же просто использовать специальную программу-калькулятор для расчета.

Для начала следует замерить пролет, который вы хотите перекрыть деревянными балками, а после уделить особое внимание способу фиксации. Очень важно, как глубоко будут заходить в стену фиксирующие элементы. Только после проведения всех подобных операций вы сможете заняться расчетом несущей способности и прогиба деревянных балок и остальных параметров, которые не менее важны при строительстве.

Длина

Перед началом расчета прогиба и несущей способности узнайте, какова длина каждой доски из дерева. Такой параметр определен длиной пролета, и все же это еще не все. Все подсчеты должны быть выполнены с определенным запасом.

Обратите внимание, что, если деревянные балки будут заделаны в стены, это будет влиять на их длину и остальные расчеты.

Материал

При проведении подсчета немаловажное значение имеет материал, из которого вы хотите построить дом. Если вы выбрали в качестве основного материала кирпич, доски должны будут быть вмонтированы в гнезда, и приблизительная глубина при этом должна быть от 10 до 15 см. если же речь идет о постройке из дерева, параметры, которые описаны в СНиП, кардинально меняются. В таком случае будет достаточно глубины в 7-9 см. Но учтите, что из-за этого изменится конечная несущая способность.

Если при монтаже будут использованы кронштейны или хомуты, то длина досок и бревен должна соответствовать проему. Если говорить проще, вам нужно рассчитать расстояние от одной стены до другой и тогда вы узнаете, какова несущая способность конструкции в целом.

Важно! При создании ската крыши за стены следует выносить бревна на 0,3-0,5 метра. Это обязательно нужно будет учитывать при подсчете способности конструкции противостояния различным нагрузкам.

Но не все зависит от того, что хочет воплотить архитектор, если дело касается одной лишь математики. Для обрезной доски допустима максимальная длина в 600 см., иначе несущая способность ухудшится и прогиб станет только больше.

Клееный брус

Не редкость, что у домов есть пролеты от 10 до 12 метров. Для осуществления этого используют клееный брус. Он бывает прямоугольным или двутавровым. Еще для надежности можно использовать опоры, и для этого идеально подойдут колоны или дополнительные стены.

Полезный совет! Большинство строителей, если требуется перекрыть длинный пролет, используют фермы.

Методология расчета – общая информация

При расчете деревянной балки на прогиб следует помнить, что для малоэтажного строительства не редкость использование однопролетных балок. Длина всех элементов может быть разной и в большом диапазоне. Чаще всего она зависит от того, какие параметры строения, которое вы хотите возвести.

Обратите внимание, что калькулятор на расчет деревянной балки на прогиб, который есть в конце этой статьи, даст возможность высчитать каждое из значений без временных затрат. Для использования программы введите все известные базовые данные.

В качестве несущих элементов конструкции используют деревянные бруски, у которых высота сечения от 14 до 25 см, а толщина от 5,5 до 15,5 см. Эти параметры используются чаще всего при расчете. Очень часто строители-профессионалы для усиления конструкции используют такое прекрасное дополнение, как перекрестная схема монтажа балок. Такая методика дает самые лучшие результаты при небольших временных и материальных затратах.

Если рассмотреть длину идеального пролета при выведении значения несущей способности деревянных балок, то ограничьте фантазию вашего архитектора параметрами от 2,5 до 4 метров.

Важно! Оптимальным вариантом сечения для деревянной балки считается та площадь, у которой соотношение высоты к ширине как 1,5 к 1.

Расчет прогиба и несущей способности

Хочется отметить, что за много лет строительства был выработан следующий алгоритм расчета, который используют чаще всего для расчета несущей способности деревянных балок: М/W<=R_д

В этой формуле значения переменных таковы:

• Буква М – это изгибающий момент, который измеряется к кг/с*м.
• W является значением момента сопротивления, и его единица измерения – это см³.

Расчет прогиба – это та часть, указанная выше формулы, и на этот показатель указывает переменная М. для того, чтобы узнать этот параметр, используют такую формулу: М=(ql²)/8

В этой формуле для расчета есть две основные переменные, но они и определяют какова будет несущая способность балки из дерева:

• Обозначение q указывает на нагрузку, которую доска в состоянии выдержать.
• А вот буква l является длиной одной из деревянных балок.

Обратите внимание, что расчет прогиба и несущей способности деревянной балки во многом зависит от выбранного материала и метода его обработки.

Насколько важны параметры расчета

Описанные выше параметры очень важны для прочности конструкции в целом. Все дело в том, что одно   й лишь стойкости бруса не хватит для обеспечения надежной и долгой службы, так как со временем прогиб из-за нагрузки может возрасти.

А он, в свою очередь, не просто будет портить красивый внешний вид перекрытия. Если этот параметр будет больше, чем 0,004 об всей длины перекрытия, то вероятность образования аварийного положения возрастает в несколько десятков раз.

Для чего нужен калькулятор

Установленный ниже калькулятор поможет рассчитать прогиб за пару секунд, а также несущую способность балки из дерева и многие другие параметры. С вас лишь требуется ввести данные, и вы мгновенно получите все расчеты по вашему будущему дому.

2. Определение несущей способности железобетонной балки по проектным данным

При
освидетельствовании промышленного
предприятия с целью проведения
реконструкции выявлено, что при установке
нового технологического оборудования
нагрузка на балку (см. рис. 4.1) увеличится
в 1,2 раза по сравнению с проектной.
Проектные данные о конструктивных
размерах и физико-механических свойствах
материалов балки приведены в табл.8

Таблица 8

Проектные
характеристики балки

Расчет
несущей способности балки по нормальному
сечению производится в следующем порядке

I). Определяется
высота сжатой зоны бетона:

x
= R_s
А_s
/ R_b
b.

где
R_s
– расчетное сопротивление арматуры;
R_b
– расчетное сопротивление бетона; А_s
– площадь арматуры.

II).
Определяется теоретический разрушающий
момент по данным проекта:

М^Т_u
= R_b
b
x (h – 0,5x).

III).
Теоретическая
разрушающая нагрузка

q^Т_u
= М^Т_u
8 / ℓ²_р.

3.
Определение фактических размеров балки,
прочности бетона и характеристик
армирования

С помощью рулетки
измеряются геометрические размеры
сечения балки и расчетная длина. Запись
результатов измерений производят в
табл. 9.

Рис.
4.1. Расчетная схема балки

Рис. 4.2. Схема
расположения трасс прозвучивания

Таблица 9

Определение класса
бетона по прочности на сжатие

Для
определения фактического класса бетона
по прочности на сжатие используется
ультразвуковой импульсный метод.
Измерение времени прохождения ультразвука
производится прибором УК-14П. Предварительно
производят разметку трасс сквозного
прозвучивания согласно схеме, приведенной
на рис. 4.2. С помощью кондуктора производится
измерение базы прозвучивания, погрешность
измерения которой не должна превышать
± 0,5%. Результаты измерений заносятся в
табл. 9. В дальнейшем обработку результатов
измерений необходимо проводить с
использованием этой таблицы.

Рис.4.3.
Градуировочная зависимость для
определения прочности бетона на сжатие

По
времени и величине трассы прозвучивания
высчитывается скорость УЗК в бетоне
балки. По градуировочной зависимости
“скорость-прочность” (рис.4.3) определяется
прочность бетона в i- ой точке.

Находится
среднее значение прочности на сжатие:

,

где
суммирование производится по всем
точкам, в которых определены скорости
(в таблице), n
– число трасс прозвучивания.

Среднеквадратическое
отклонение

.

Коэффициент
изменчивости

.

Класс бетона по
прочности на сжатие определяется по
формуле

.

Нормативная
прочность бетона на сжатие определяется
как

R_bn
= В(0,77 –
0,00125В).

И расчетное
сопротивление бетона

R_b
= R_bn
/ γ_bc
= R_bn /
1,3.

Количество
арматурных стержней, их диаметр и толщину
защитного слоя бетона определяют с
помощью магнитоиндукционного прибора
ИЗС – 10Н по методике, изложенной в
лабораторной работе 3.

4.Перерасчет балки
по фактическим данным

По
результатам испытаний определяется
фактическая несущая способность балки
по нормальному сечению. Для ее определения
в формулы, приведенные в начале этой
работы, необходимо подставить фактические
значения геометрических характеристик,
прочности бетона и характеристик
армирования, найденные экспериментальным
путем.

5.Выводы по
результатам испытаний

В
выводах приводится сравнение фактической
несущей способности балки с проектной.
Если фактическая несущая способность
балки ниже проектной, то необходимо
рассмотреть ее использование после
реконструкции, усиления или полной ее
замене.

E009__CC3175

%PDF-1.4
%
2 0 объект
>/OCGs[38 0 R]>>/Страницы 3 0 R/Тип/Каталог/ViewerPreferences 35 0 R>>
эндообъект
36 0 объект
>/Шрифт>>>/Поля 42 0 R>>
эндообъект
37 0 объект
>поток
приложение/pdf

2015-12-09T22:21:28+08:00pdfFactory Pro www.pdffactory.com2015-12-10T18:51+01:002015-12-10T18:51+01:00pdfFactory Pro 3.50 (Windows 7 китайский (упрощенный))uuid :aa65030b-7e57-439e-9d3a-34d73022cb80uuid:c709705e-8ccd-41d2-8ed8-5bf32ab9bc0d

конечный поток
эндообъект
3 0 объект
>
эндообъект
35 0 объект
>
эндообъект
5 0 объект
>/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]/XObject>>>/Тип/Страница>>
эндообъект
12 0 объект
>/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]/XObject>>>/Тип/Страница>>
эндообъект
17 0 объект
>/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]/XObject>>>/Тип/Страница>>
эндообъект
19aptfqːmسZ&u;ƅq)w3(rWPk#D%S֓\Bo9`/6
-J;CiTun,s’kbxJn=v,z?;6JL:!-Wc;-Ltn#vlU)2
W%*#r. {Cauv#VVCM}

Cu.]%3HIA@X=/>
@{خnvpNpM.=ha(xKQ
WӷIJn3NRR:()u1]WWY.%

Исследование несущей способности железобетонной балки комбинированным экспериментально-расчетным методом

Открытый доступ

Проблема		Веб-конференция MATEC. Том 116, 2017 6 -я Международная научная конференция «Надежность и долговечность инженерных сооружений и сооружений железнодорожного транспорта» (Трансбуд-2017)
Номер статьи		02024
Количество страниц)		5
Секция		Сооружения, здания и сооружения
ДОИ		https://doi.org/10.1051/matecconf/201711602024
Опубликовано онлайн		10 июля 2017 г.

MATEC Web of Conferences 116 , 02024 (2017)

Исследование несущей способности железобетонной балки комбинированным экспериментально-расчетным методом

Ольга Некора, Виталий Словинский, Сергей Поздеев ^*

Черкасский институт пожарной безопасности им. Героев Чернобыля Национальный университет гражданской защиты Украины, 18000 Черкассы, Украина

^* Автор, ответственный за переписку: [email protected]

Реферат 900 результатов исследования поведения железобетонной балки при воздействии огня по стандартной кривой «время-температура». По результатам исследований разработана и апробирована методика расчета огнестойкости железобетонных балок на основе экспериментально-расчетного метода. Показана блок-схема алгоритма определения температуры узловых точек сечения путем интерполяции значений температуры в точках измерения сечения. Проведено огневое испытание железобетонных балок и на его основе определено распределение температуры в поперечном сечении балок с применением разработанных интерполяционных методик.