Расчет нагрузки на балку: Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор)

Как производить расчет нагрузки на деревянную балку

Как производить расчет нагрузки на деревянную балку

В процессе строительства загородного частного здания большинство мастеров применяют балки перекрытия.

Такие изделия помогают равномерно распределять усилия от расположенных выше конструкций, а еще увеличивают жесткость и прочность дома в целом.

При проектировании жилого строения тут важно производить расчет деревянных балок, выбирать идеальное сечение и дистанцию между брусков.

Содержание:

• 1 Общие сведения
  • 1.1 Разновидности и типы деревянных перекрытий
  • 1.2 Преимущества и недостатки
• 2 Подробности
  • 2.1 Применение цельного бруса и досок
  • 2.2 Клееный брус
  • 2.3 Как своими руками сделать клееный элемент
• 3 Особенности расчета
• 4 Определение шага и сечения

Общие сведения

Разновидности и типы деревянных перекрытий

По назначению балки из древесины для перекрытия можно поделить на такие разновидности:

• Межэтажное.
• Чердачное.
• Подвальное.

С каждой разновидность стоит ознакомиться подробнее.

Подвальное

Такие конструкции обязательно должны иметь высокие показатели прочности, выдерживать большие усилия, потому что балки послужат базой для обустройства пола. Если в проекте жилых домов предусмотрен гараж или подвал для автомобиля, то деревянные виды брусков заменяют на несущие металлические конструкции. Это связано со скорость разрушения древесины от влияния высокого уровня влаги. Альтернативой можно считать уменьшение дистанции между балок перекрытия и обработка элементов из древесины посредством антисептика.

Чердачное

Перекрытие устанавливают вне зависимости от стропильной кровельной системы или является ее продолжением. Лучшие технические свойства у первого варианта. Обустраивать независимое перекрытие более рационально, и такая конструкция будет улучшать звукоизоляционные свойства дома в целом, а еще является пригодной к ремонтам.

Межэтажное

Балочная конструкция перекрытия внутри каркасного дома обладает определенными особенностями. Одна из сторон деревянного бруса применяется в роли элементом опоры для фиксации потолка, а вторая (т.е. верхняя часть) используется в роли лаг для установки покрытия пола. Межбалочное пространство в межэтажном перекрытии заполняют посредством минеральной ваты или иным материалом для тепловой изоляции, обязательно используется пароизоляционная мембрана. В нижней части пирога фиксируют листы гипсокартона, а сверху все нужно застилать деревянный дощатый пол.

Преимущества и недостатки

У брусков из древесины, которые применяют для обустройства перекрытий, есть определенные слабые и сильные стороны. Основными достоинствами балок, сделанных из досок, можно считать:

• Ест возможность производить (при необходимости) ремонт перекрытия при эксплуатационном процессе жилого строения.
• Высокая скорость выполнения монтажных работ без использования подъемных механизмов.
• Возможность установки дощатых полок без дополнительных подготовительных работ.
• Красивый, эстетичный внешний вид.
• Минимальный конструкционный вес каждого из элементов, что уменьшает нагрузку на несущие стены и основание строения.

Расчет деревянной балки на прочность крайне важен. Из недостатков конструкций из древесины следует выделить следующее:

• Деформация и конструкционная усадка в результате резких температурных перепадов или под влиянием высокого уровня влажности.
• Меньшие показатели в плане прочности при сравнении с железобетонными или металлическими изделиями.

Обратите внимание, что устройство перекрытия из древесины возможно на ограждающих газобетонных конструкциях, кирпичных или на стене из любого иного материала.

Подробности

Применение цельного бруса и досок

В случае использования деревянного цельного бруса или досок для обустройства перекрытия длину пролета стоит выбрать в пределах от 4 до 6 метров, что в 2 раза меньше от максимальной дистанции при применении конструкций из клееного бруса для строительства. Элементы из зафиксированных между собой досок довольно часто делают прямиком на строительном объекте.

По конструкционной прочности они куда лучше, чем цельные балки. Главным преимуществом изделий можно считать возможность обустройства составных элементов из нескольких досок. Строители способны своими руками отрегулировать балочную толщину посредством скрепления нужного числа деталей. Доски скрепляют между собой посредством резьбовых составляющих. Под гайки и болты устанавливают пластиковые/резиновые шайбы. Элементы предотвратят влияния коррозии на закладные металлические детали, что защитит дерево от врезки гайки при процессе затягивания.

Клееный брус

Для того, чтобы увеличивать прочность или размер цельных балок, их стоит скреплять между собой вручную при установке перекрытий. Для тех же целей используют сделанный на предприятии клееный брус. Он сделан из нескольких скрепленных между собой брусков. Толщина каждого из элементов может быть отрегулирована числом склеенных между собой изделий. Клееный брус делают на специальных заводах способом прессования, причем его длина достигает до 12 метров. Изделия в готовом виде сохраняют свойства и характеристики цельного пиломатериала, в них можно вбить гвозди без утраты прочность или разрезать их на составляющие нужных размеров. Единственным минусом таких типов конструкций считается высокая цена. Требуется тщательно все просчитать перед монтажом перекрытий на первом этаже по балкам из древесины.

Обратите внимание, что клееный брус часто используют для строительства и монтажа арочных перекрытий.

Как своими руками сделать клееный элемент

Есть несколько вариация для самостоятельного изготовления клееного бруса:

• Скрепление ламелей с применением специализированных элементов, а еще вставок из металла.
• Склеивание пары деталей в виде буквы Z.
• Скрепление 3 элементов в единую конструкцию.

Наиболее практичный можно считать последний метод, который куда проще первых двух. На начальной рабочей стадии нужно отобрать доски для бруса и уложить их на центральном элементе так, чтобы годовые кольца дерева смотрели в противолежащие стороны. На дощатой поверхности стоит сделать пометки простым карандашом или черным маркером, что укажет на последовательность монтажа. Расчет нагрузки на деревянные балки в этой работе важен. Центральный элемент стоит зачищать с двух сторон посредством наждачной бумаги, что дает возможность делать шершавую поверхность, а еще улучшать сцепление клеевого состава. Боковые доски стоит обрабатывать лишь в месте, где они прилегают к главному брусу. На новом рабочем этапе обезжиривают поверхность растворителем, наносят антисептик и антипирены. Это защитные составы и жидкости, которые наносят по очереди – вначале растворитель, а после остальные пропитки после просыхания главного состава. Обрабатывать нужно не просто боковые стороны пиломатериала, но еще и торцы.

После этого стоит нанести клей тонким слоем (в 0.1-0.2 см) на зачищенные и заранее обработанные поверхности. Нижнюю и верхнюю доски стоит укладывают на центральный брус так, чтобы они были расположены в единой плоскости. Для фиксирования элементов применяют струбцины, которые монтируют на балке спустя каждые 0.5 метров. Время отвердевания клеевого состава прописано производителем (как правило, не более 2 дней).

Особенности расчета

Чтобы выполнить расчет деревянной балки перекрытия, их габариты и число помогает проведение предварительного расчета. До проведения этих операций стоит:

• Производить расчет сечения и балочного шага по специальной таблице.
• Рассчитывать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после установки.
• Производить замеры пролета между несущими стенами внутри жилого строения.

Длина балок в основании для обустройства кровли состоит из габаритов пролета и нужного размера запаса в пределах от 0. 1 до 0.15 метров для обустройства надежного перекрытия при опоре на стены. Длина пролета – это расстояние между внутренних частей противолежащих стен внутри жилого дома или в любых иных строениях. Максимально популярным вариантом в частном домостроительства считается дистанция в 2.5-4 метра. При размере пролета больше 6 метров для установки перекрытия применяют деревянные фермы.

Обратите внимание, что нагрузки на деревянные балки будет включать в себя усилия от расположенных выше конструкций, внутреннего наполнения перекрытий, а еще временных элементов (предметов мебели, бытовой техники и людей).

Предельно точные расчеты может произвести лишь специализирующаяся на этом организация, которая занимается строительством

. При самостоятельных вычислениях стоит отталкиваться от таких значений, как:

1. Общая нагрузка по нормативам на квадратный метр перекрытия при применении утеплительного материла (минеральной ваты) составляет около 135 кг на квадратный метр.
2. При применении толстых досок и тяжелого материала для тепловой изоляции нормативная нагрузка увеличится до 155 кг на квадрат, а общая с учетом коэффициента безопасности в 1.3 единицы составляет до 250 кг на квадратный метр.
3. В мансарде на перекрытие воздействуют временные нагрузки от монтажа предметов мебели или перемещения людей, причем общая нагрузка будет около 345 кг на квадрат.
4. Общая нагрузка для пролетов между этажей составляет не меньше 400 кг на квадрат.

Все описанные выше величины можно считать базовыми значениями для будущих расчетов.

Определение шага и сечения

После подбора нагрузок и вычисления балочной длины можно приступить к расчету оптимального шага укладки для создания опалубки в будущем перекрытии, а еще определяют размер сечения. Все работы производят по следующим правилам:

• Соотношение высоты и ширины несущих составляющих в перекрытии находятся на уровне 1.4:1 (балочная ширина колеблется от 4 до 20 см, а высота строений зависит от толщины материала для тепловой изоляции, будет находиться в диапазоне от 0. 1 до 0.3 метров).
• На шаг монтажа балок будут влиять расчетные нагрузки и размер фанеры, утеплителя или иного материала для подшивки.
• Между соседних балок оставляют свободное место от 0.3 до 1.2 метров.

Для максимальной точности определения брусового сечения деревянных перекрытий есть специализированные таблицы. При проведении вычислений стоит обратить внимание на максимальный размер прогиба, для брусков на чердаке в перекрытии не больше 1 к 200, а для межэтажных элементов 1 к 350.

4.2. Расчет балки на нагрузки в горизонтальной плоскости.

В
работу на горизонтальне загрузки
включаем верхние пояса балок и тормозной
лист. Товщину тормозного листа принимаем
8мм. Опирание листа на пояса должны быть
не менее п’яти толщин, при толщине 8мм
приимаем опирание по 50мм.

ПРИМЕР. Подкрановая
балка среднего ряда.
Ширина
листа b_Л
равна

Рис. 4.2. Эпюры
напряжений в балке от вертикальных и
горизонтальных нагрузок.

Нормальные
напряжения вычисляем по формуле (2.1)

Расстояние у от
вертикальной оси Z₀
до точки 1 равно

Статический момент
инерции относительно оси Z₀
, ослабление отверстием учитываем
приближенно без смещения центра тяжести

4.3. Проверка
прочности и жесткости балки.

Суммарные нормальные
напряжения вдоль продольной оси балки
«х» на кромке верхнего пояса (точка «а»)
вычисляем по формуле (2.1)

=
231МПа <

=240*1,0 =240Мпа.

Вывод: Прочность
принятого сечения балки обеспечена.

Жесткость балки
проверяем по приближенной формуле (2.8)

Така
как расчет
балки выполнен при нагружении одним
краном большей грузоподъемности
Q₁=125/20
т при
М’_мах^верт=4471кН*м
прогиб равен

Жесткость балки
обеспечена.

5. РЕБРА И УСТОЙЧИВОСТЬ
СТЕНКИ БАЛКИ.

5.1. Расстановка
ребер жесткости и их размеры.

Подкрановые балки
обычно выполняют с парными
симметричными поперечными ребрами и с
двусторонними
поясными швами.

В соответствии с
п.7.10 СНиП [ ] при наличии подвижной
нагрузки на поясе стенки балок следует
укреплять поперечными ребрами жесткости,
если значения условной гибкости стенки
балки

превышают 2,2.

ПРИМЕР.

Гибкости
стенки балки
(5.1)

Условная
гибкость стенки балки

(5.2)

Ширина b_h
парного поперечного симметричного
ребра

1590/30+40=93мм,
принимаем b_h
=100мм. (5.3)

Толщина ребра t_S
должна быть не менее

(5. 4)

Принимаем t_S
=8мм.

Расстояние между основными поперечными
ребрами не должно превышать 2*h_ef
при

и 2,5h_ef
при

Для сварных балок расчетная высота
стенки h_ef
=
h_W
=1590мм – см. рис.
10[4]. При

расстояние между основными поперечными
ребрами не должна превышать 2*h_ef
= 2*h_W
= 2*1590мм
= 3180мм. Для подкрановых балок обычно
расстояние между основными поперечными
ребрами(шаг ребер) принимают 1500мм или
3000мм. Принимаем шаг ребер а =3000мм в
средней части балки. У опор шаг ребер,
как правило, равен а₁=1500мм.
Однако это требует проверки и обоснования
расчетом в разделе 5.2.

Рис. 5.1. Размещение
поперечных ребер и расчетные отсеки
балки.

В соответствии с
п.7.4 СНиП [4] устойчивость стенок
подкрановых

балок не требуется
проверять, если
не превышает 2,5 при наличии местного
давления в балках с двусторонними
поясными швами. Так как
>2,5
требуется выполнять расчет стенки
балки на устойчивость.

Расчет на устойчивость
стенок балок симметричного сечения,
укрепленных только поперечными основными
ребрами жесткости при условной гибкости

и при наличии местного давления (
),
в соответствии с п. 7.4 СНиП [4] следует
выполнять по формуле:

(5.5)

Поставив основные
поперечные ребра мы поделили балку на
отсеки длина

которых равна шагу этих ребер.

Сжимающие напряжения

у расчетной границы стенки, принимаемое
со знаком «плюс», и среднее касательное
напряжение

следует вычислять по формулам:

(5.6)

(5.7)

—
средние значения соответственно
изгибающего момента и перерезывающей
силы в пределах отсека; если длина отсека
больше его расчетной высоты то усилия
следует вычислять для более напряженного
участка с длиной, равной высоте отсека;
если в пределах отсека момент или
поперечная сила меняет знак, то их
средние значения следует вычислять на
участке отсека с одним знаком. Усилия
следут вычислять по линиям влияния.

Местное напряжение

вычисляем по формуле (2.15), но коэффициент

.

Критические
нормальные и касательные напряжения
вычисляем по формулам (76) и (75) СНиП[4]

(5. 8)

Коэффициент

вычисляем с использованием таблицы
5.1.

Таблица 5.1.
Зависимость коэффициента
от параметра

(5. 9)

В формуле (5.9)
условная гибкость

Здесь:

—
меньшая из сторон отсека

В дипломных проектах
расчет стенки на устойчивость выполняется
для двух отсеков: опорного и у середины
пролета.

5.3. Опорные ребра
балок.

Торцы балки в
месте опирания их на колонны укрепляются
опорным ребрами. Считают, что вся опорная
реакция передается с балки на опору
через эти ребра.

Применяются
два типа конструкций опорных ребер –
рис.5.2.

Рис.
5.2. Типы опорных ребер подкрановой балки.

а)
ребра рядовых балок — тип 1; б) ребра у
торцов тепературного блока цеха – тип
2.

Рассмотрим в
качестве примера расчет и конструирование
ребер по типу 1.

5.3.1. Подбор сечения
ребра и сварные швы.

Опорные
ребра прикрепляют к стенке сварными
швами, а нижний торец ребер строгают
для плотного соприкосновения с колонной
и равномерной передачи опорного давления.

Размер
опорных ребер жесткости по типу 1 обычно
определяется из расчета на смятие торца
ребер (выступающая вниз часть опорного
ребра не должна превышать полторы
толщины опорного ребра 1,5t_ОР):

где:
F
– опорная
реакция балки равная перерезывающей
силе;

А _СМ–
площадь опирания опорного ребра;

Rр – расчетное
сопротивление стали при смятии торцевой
поверхности при наличии пригонки;

ПРИМЕР.
Максимальная поперечная сила Q_Z=
Q_MAX=1937
кН;

По табл.52* СНиП [ ]
для стали С255 толщина металла 20мм с
временным сопротивлением R_un=370
МПа находим R_P=336МПа
=33,6 кН/см². Для балок

.
Ширина пояса балки bf=500мм,
ширина опорного ребра b_ОР
должна быть не больше ширины
пояса балки и не менее 200мм. Принимаем
b_ОР=300мм.
Толщина ребра

Принимаем толщину ребра t_ОР=22мм,
выступающая вниз часть
опорного ребра — 20мм.

Розрахунок зварного шва приєднання
опорного ребра до стінки
балки:

≤

Площадь сварного шва

Расчетная длина шва

Для однопоходного углового
шва, выполняемого полуавтоматической
сваркой — проволока марки Св-08Г
2С диаметром 1,6мм с расчетным сопротивлением
R_Wf=215МПа=
21,5кН/см² по табл.
56 СНиП [ ]

По табл. 38* СНиП [ ] при толщине более
толстого металла 22мм минимальный катет
сварного шва равен 6мм. Приймаємо

.

Расчет нагрузки на балку колонны и расчет перекрытия

Гражданское строительство Информация о строительстве

Расчет нагрузки на колонну | Расчет нагрузки на плиту | Расчет нагрузки на балку

Raja Numan

Отправить письмо

28 апреля 2022 г.

3 7 448 3 минуты чтения

Расчет нагрузки для расчета конструкции балки-колонны и перекрытия

Сегодня у меня есть тема о расчете нагрузки для расчета конструкции балки-колонны и плиты | что такое столбец | что такое луч | что такое плита. Расчет нагрузки для колонной балки и расчета перекрытия

Что такое колонна

Длина колонны обычно в 3 раза превышает ее наименьший боковой размер поперечного сечения. Прочность любой колонны существенно зависит от ее формы и размера поперечного сечения, длины, положения и положения колонны. Колонна представляет собой перпендикулярный элемент конструкции, который в основном предназначен для перевозки сжимающих и деформирующихся грузов. Колонна является одним из важных конструктивных элементов конструкции. В соответствии с грузом, поступающим в столбец, размер увеличивается или уменьшается.

Что такое балка

Балка представляет собой вертикальный конструктивный элемент в монтажной конструкции, предназначенный для восприятия поперечной силы и изгибающего момента, а также передачи груза колоннам на обоих концах. Нижняя часть балки воспринимает силу давления и силу сжатия верхней части. Таким образом, дальнейшая опора меча передается в нижней части луча по сравнению с верхней.

 Что такое плита

Плита представляет собой структурный элемент конструкции, предназначенный для изготовления плоской твердой поверхности. Эти плоские оболочки перекладин используются для изготовления днищ, крыш и потолков. Это вертикальный структурный элемент, размер которого может варьироваться в зависимости от размера и площади конструкции, а также может варьироваться его консистенция. Но минимальная толщина оправки указана для нормальной конструкции около 125 мм. Как правило, каждая беседка поддерживается лучом, колонной и стеной.

Расчет нагрузки на балку колонны и плиту Расчет конструкции

Расчет нагрузки на колонну

Сталь составляет около 8000 кг/м3.

Сейчас

Если размер колонны 300 мм x 450 мм с 1% стали и стандартной высотой 3 метра, собственный вес колонны составляет около 1000 кг/этаж, что равно 10 кН.

Объем бетона = 0,300 x 0,450 x 3.000 = 0,405 мграни

Вес бетона = 0,405 x 2400 = 972 кг

Вес стали (1%) в бетоне = 0,405x 0,01 x 80008. = 32,4 кг

Общий вес колонны = 972 + 32,4 = 1004,4 кг/м = 10,044 кН/м

Расчеты конструкции колонны предполагают, что собственный вес колонн составляет от 10 до 15 кН/этаж.

Подробнее

Разница между гибким и жестким покрытием

Расчет длины резки бруса стульев

Расчет нагрузки на балку

Тот же метод расчетов для балок

x 3

400 мм без учета толщины плиты.

Объем бетона = 0,350×0,400 x 1 =0,14 м³

Вес бетона = 0,14×2400 = 336 кг = 22,40 кг

Общий вес балки = 336+ 22,40= 358 кг/м = 3,5 кН/м

Собственный вес составит 3,5 кН/п.

Мне известно Плотность кирпичей варьируется от 1500 до 2000кг/м3

Предположим, 9 дюймов толщиной Кирпичная стена высотой 2,5 метра и длиной 1 метр,

Нагрузка на стену/погонный метр должна быть равна до 0,225 х 1 х 2,5 х 2000 = 1125 кг

Этот метод можно использовать для расчета нагрузки Кирпич/пог.м для любого типа кирпича.

Для газобетонных блоков и блоков из автоклавного бетона, таких как Aerocon или Siporex, вес/м3 составляет от 550 до 700 кг.

Собственный вес каждого м2 плиты = 0,125 x 1 x 2400 = 300 кг = 3 кН

Теперь рассмотрим чистовую нагрузку до 1 кН/м и дополнительную динамическую нагрузку до 2 кН/м

По заданным данным можно рассчитать нагрузку на плиту от 6 до 7кН/м

Коэффициент запаса прочности

В конце при завершении расчета к коэффициенту запаса необходимо прибавить всю нагрузку на колонну. FS наиболее важен для любого строительного проекта для безопасной и удобной работы здания во время его проектирования и срока службы.

Коэффициент запаса прочности 1,5.

прочее Статья

Highways Engineering Interview Mcqs

Как рассчитать бетон для подпорной стены

Спасибо за чтение статьи Получите больше информации и поделитесь ею с другими.

СПАСИБО ПРИЯТНОГО ДНЯ

Вместе с продуктом, который вы покупаете

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать новые обновления!

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur.