Балки в будинку відносяться зазвичай до кроквяної системи або перекриття, і щоб отримати надійну конструкцію, експлуатація якої може здійснюватись без будь-яких побоювань, необхідно використовувати калькулятор балок.

На чому будується калькулятор балок

Коли стіни вже підведені під другий поверх або під дах, необхідно зробити , у другому випадку плавно переходить у кроквяні ноги. При цьому матеріали потрібно підібрати так, щоб і навантаження на цегляні або зроблені з колод стінине перевищувала допустиму і міцність конструкції була на належному рівні. Отже, якщо ви збираєтеся використовувати деревину, потрібно правильно підібрати балки з неї, зробити розрахунки для з'ясування потрібної товщини та достатньої довжини.

Просідання або часткове руйнування перекриття можуть послужити різні причини, наприклад, занадто великий крок між лагами, прогин поперечок, занадто мала площа їх перерізу або дефекти в структурі. Щоб виключити можливі ексцеси, слід з'ясувати передбачуване навантаження на перекриття, чи воно є цокольним або міжповерховим, після чого використовуємо калькулятор балок, враховуючи їх власну масу. Остання може змінюватися в бетонних перемичках, вага яких залежить від щільності армування, для дерева та металу за певної геометрії маса постійна. Винятком буває дерева, що відволожилася, яку не використовують у будівельних роботахбез попереднього сушіння.

На балочні системи в перекриттях та кроквяних конструкціяхнадають навантаження сили, що діють на вигин перерізу, на кручення, на прогин по довжині. Для крокв також потрібно передбачити снігове та вітрове навантаження, які також створюють певні зусилля, що додаються до балок. Також потрібно точно визначити необхідний крок між перемичками, оскільки надто велика кількістьпоперечок призведе до зайвої маси перекриття (або покрівлі), а занадто мале, як було сказано вище, послабить конструкцію.

Вам також може бути цікава стаття про розрахунок кількості необрізної та обрізної дошкиу кубі:

Як розрахувати навантаження на балку перекриття

Відстань між стінами називається прольотом, і в приміщенні їх налічується два, причому один проліт обов'язково буде меншим від іншого, якщо форма кімнати не квадратна. Перемички міжповерхового або горищного перекриттяслід укладати за більш коротким прольотом, оптимальна довжина якого – від 3 до 4 метрів. При більшій відстаніможуть знадобитися балки нестандартних розмірів, що призведе до деякої хисткості настилу. Оптимальним виходом у цьому випадку буде використання металевих поперечок.

Що стосується перерізу дерев'яного бруса, є певний стандарт, який вимагає, щоб сторони балки співвідносилися як 7:5, тобто висота ділиться на 7 частин, і 5 з них повинні становити ширину профілю. У цьому випадку деформація перерізу виключається, якщо ж відхилитися від зазначених вище показників, то при ширині, що перевищує висоту, вийде прогин, або, при зворотній невідповідності - загин у бік. Щоб подібне не вийшло через надмірну довжину бруса, потрібно знати, як розрахувати навантаження на балку. Зокрема, допустимий прогин обчислюється із співвідношення до довжини перемички, як 1:200, тобто має становити 2 сантиметри на 4 метри.

Щоб брус не провисав під вагою лагів та настилу, а також предметів інтер'єру, можна виточити його знизу на кілька сантиметрів, надавши форму арки, у цьому випадку його висота повинна мати відповідний запас.

Тепер звернемося до формул. Той самий прогин, про який говорилося раніше, розраховується так: f нор = L/200, де L- Довжина прольоту, а 200 - допустима відстань в сантиметрах на кожну одиницю просідання бруса. Для залізобетонної балки, розподілене навантаження qна яку зазвичай дорівнює 400 кг/м 2 , розрахунок граничного згинального моменту виконується за формулою М max = (q · L 2)/8. При цьому кількість арматури та її вага визначається за такою таблицею:

Площі поперечних перерізів та маса арматурних стрижнів

Навантаження на будь-яку балку досить однорідного матеріалу розраховується по ряду формул. Спочатку вираховується момент опору W ≥ М/R. Тут М– це максимальний згинальний момент навантаження, що додається, а R – розрахунковий опір, що береться з довідників залежно від матеріалу, що використовується. Оскільки найчастіше балки мають прямокутну форму, момент опору можна розрахувати інакше: W z = b · h 2 /6, де bє шириною балки, а h- Висотою.

Що ще варто знати про навантаження на балку

Перекриття, як правило, є заразом і підлогою наступного поверху і стелею попереднього. Отже, потрібно зробити його таким, щоб не було ризику об'єднати верхні та нижні приміщення шляхом банального перевантаження меблюванням. Особливо така ймовірність виникає при надто великому кроці між балками та відмові від лагів (дощата підлога настилається прямо на брус, укладений у прольоти). У цьому випадку відстань між поперечками безпосередньо залежить від товщини дощок, наприклад, якщо вона становить 28 міліметрів, то довжина дошки не повинна перевищувати 50 сантиметрів. За наявності лагів мінімальний проміжок між балками може сягати 1 метра.

Також обов'язково слід враховувати масу, яка використовується для підлоги. Наприклад, якщо укладаються мати з мінеральної вати, то квадратний метрцокольного перекриття важитиме від 90 до 120 кілограмів, залежно від товщини термоізоляції. Опилкобетон збільшить масу такої ж ділянки вдвічі. Використання керамзиту зробить перекриття ще важчим, оскільки на квадратний метр припадатиме навантаження в 3 рази більше, ніж при укладанні мінеральної вати. Далі, не слід забувати про корисне навантаження, яке для міжповерхових перекриттівскладає 150 кілограмів на квадратний метр мінімум. На горищі достатньо прийняти допустиме навантаження 75 кілограмів на квадрат.

Одним з найпопулярніших рішень при влаштуванні міжповерхових перекриттів у приватних будинках є використання несучої конструкції. дерев'яних балок. Вона має витримувати розрахункові навантаження, не згинаючись і, тим більше, не руйнуючись. Перш ніж приступити до зведення перекриття, рекомендуємо скористатися нашим онлайн-калькулятором і розрахувати основні параметри балочної конструкції.

Балки перекриттів або стелі лаги є несучою конструкцієювдома, тому перед тим як почати самостійно монтувати лаги перекриттів у зруб зрубубудинки або лазні наполегливо рекомендуємо Вам особливо ретельно підійти до вибору матеріалуі правильно розрахуватиконструкцію перекриттів.

Для виготовлення лаг перекриттів краще використовувати сухий, просочений вогнебіозахисним складом матеріал першого сорту.

Балки найчастіше врізають:

Як забезпечити міцність перекриттів та зручний монтаж

Попередньо розмітивши місця врізання балок, у колоді роблять пропили та щільновставляють у них балки з відривом близько 600 мм друг від друга. Така відстань між балками забезпечує необхідну міцність перекриттів. Більшість видів утеплювача випускається завширшки саме 600 мм, що забезпечує зручний монтаж теплошумоізоляції. При такому способі монтажу лаг кріпити їх додатково до стіни не потрібно.

Лаги перекриттів можна змонтувати і після складання зрубу, закріпивши їх на стіні за допомогою спеціальних кронштейнів та саморізів. на будівельному ринкузараз єВеличезна різноманітність кріпильних пристроїв. Але правильніший і надійнийспосіб монтажу – перший!

Питання, що виникають у процесі будівництва

При будівництві з колод будинку, лазні з колодиЗвичайно виникають питання: Якого перерізу врізати балки перекриттів (підлоги, стелі)? Яке навантаження можуть витримати дерев'яні лаги(Балки)? Яка максимальна довжина балки можлива для перетину дошки, бруса, колоди?

На підставі наведеної таблиці нескладно розрахувати перетин лаги, залежно від її довжини. Дані наведені для стандартних прольотів завширшки від 2 до 6 метрів, при частоті набору лаг через 600 мм (відстань між лагами 600 мм) Розрахункове навантаження 300 кг на 1 кв. метр. У таблиці наведено руйнівні навантаження для цих лаг кг на квадратний метр.

Простіше кажучи, цифри на кольоровому фоні це навантаження в кілограмах на 1 м2, коли перекриття просто зламається. Але для того, щоб підлога не "пружинила", є ще показник вигину балки. Синій фон - підлога не буде "пружинити", жовтий - гранично допустимий, і червоне тло підлога буде прогинатися при навантаженні в 300кг більше допустимої норми.

Таблиця розрахунку руйнівного навантаження (кг/м2) на лаги (балки) перекриттів зробленого з колод будинку.

Блакитним кольором у таблиці підсвічені значення із запасом міцності

Жовтим кольором у таблиці підсвічені значення гранично допустиміпо прогину балок для цих умов

Червоним кольором підсвічені значення неприпустимі за прогином(більш ніж удвічі від допустимої норми) балок цих умов.

Примітка: додаткову жорсткістьбалці також можна надати шляхом зрощування двох і більше дощок за товщиною.

Головною умовою будь-якого будівництва є простота та надійність конструкції, але щоб цього досягти, слід зробити правильні розрахункиміцності матеріалу. Тому що для будівництва дерев'яних будинків, мансарди або горищного приміщеннявикористовується дерев'яний зрубдо його вибору потрібно підходити з усією відповідальністю, адже від якого навантаження витримує брус (100х100, 50х50, 150х150 і т. д.) безпосередньо залежатиме довговічність, надійність і стійкість збудованого будинку.

Для правильного підрахунку навантаження, що витримується брусом, можна застосувати спеціальні програми або формули, але при цьому в розрахунки доведеться внести додаткові навантаження, що безпосередньо впливають на міцність конструкції. Щоб розрахувати навантаження на брус правильно доведеться вказати снігові та вітрові впливи присутні безпосередньо в регіоні забудови, а також характеристики матеріалів (теплоізовер, брус і т. д.).

У цій статті ми розглянемо, яке навантаження витримає брус розміром 50х50,100х100,150х150 різних конструкціях, таких як брусовий будинок, дерев'яне перекриттяі кроквяна система, а як приклад розберемо останню, адже це найвідповідальніша і найскладніша робота.

На фото можна побачити різновиди бруса, які відрізняються не тільки формою, але й витримуваним навантаженням.

Про що йтиметься:

Як впливає перетин зрубу з його надійність?

При створенні покрівлі обов'язковою умовоюїї надійності є переріз бруса і порода деревини, що впливає на довговічність.

Виконуючи розрахунок власноруч, потрібно врахувати такі показники, як:

• яку масу мають усі покрівельні будівельні матеріали;
• вага обробки мансарди чи горища;
• для кроквяних опорта балок враховується розрахункове значення;
• враховується тепловий та осадовий вплив природи.

Крім цього доведеться зазначити:

• відстань між балками;
• довжина проміжку між кроквяними опорами;
• принцип кріплення крокв та конфігурація її ферми;
• тяжкість опадів та вплив вітрів на конструкцію;
• решта факторів, які можуть вплинути на надійність конструкції.

Всі ці розрахунки можна виконати власноруч за допомогою спеціальних формул. Але простішим як за часом, так і за якістю буде розрахунок навантаження бруса за допомогою спеціальних програм, а ще краще, коли ці підрахунки виконає професіонал.

Яким вимогам має відповідати брус?

Щоб вся кроквяна система була міцною та надійною до якості будівельних матеріалівдоведеться підійти з усією відповідальністю. Наприклад, на брусі повинні бути відсутні дефекти (тріщини, сучки тощо), яке вологість не перевищувати показник 20%. Крім цього зруб будь-якого розміру (50х50, 100х100, 150х150 тощо) обов'язково обробляється захисними засобамивід шашеля та інших комах, гниття та займання.

Також роблячи вибір матеріалу, доведеться врахувати, що на брус можуть бути додаткові навантаження, такі як:

• Безперервне навантаження бруса. До них відносяться безпосередньо сама вага всієї кроквяної системи, до якої входить: облицювальні та покрівельні матеріали, утеплювачі і т. д. Отримані дані на кожен матеріал підсумовуються.
• Короткочасні навантаження можуть бути кількох видів: особливо рідкісні, нетривалі та тривалого впливу. До першого виду відносяться події, які трапляються дуже рідко (землетруси, повені тощо). Нетривалими є вітрові та снігові впливи, пересування людей, що ремонтують дах і т. п. Тривалими навантаженнями є всі інші впливи, що здійснюються в певному проміжку часу.

Визначаємо вітрове та снігове навантаження на брус

Щоб визначити яке навантаження витримує брус (100х100, 150х150,50х50 та ін) при вітровому та сніговому впливі можна скористатися певними таблицями.

Для з'ясування снігової дії на крокви різного перерізу застосовують формулу S=Sg*µ.

• Sg – є розрахунковою вагою снігу, що лежить на землі, який впливає на 1 м².

Важливо! Це значення не можна порівнювати із навантаженням на дах.

• µ – це значення навантаження на поверхню даху, що змінюється від горизонтального до похилого. Цей коефіцієнт може приймати різні значення, все залежить від нахилу даху.

При нахилі поверхні до 25 градусів µ набуває значення 1.

Коли нахил даху лежить у діапазоні 25-60 градусів, µ становить 0,7.

При ухилі в 60 і більше градусів коефіцієнт µ не враховується так, як практично не впливає на кроквяну систему.

Крім снігового навантаженняперед будівництвом кроквяної системи обчислюється вітрове навантаження на дерев'яний брус 50 на 50, 100х100 і т. д. Якщо ці показники не врахувати, то все може закінчитися плачевно. Для обчислення застосовуються табличні значення та формула W=Wo*k.

Wо – є табличним значенням вітрового навантаження в кожному окремому регіону.

k – це тиск вітру, що має різні значення за зміни висоти. Ці показники також є табличними.

Зображена на фото, таблиця навантажень бруса при дії стихій, проста у використанні, необхідно лише пам'ятати, що в 1-му стовпці наведені значення для степових, пустельних регіонів, річок, озер, лісостепу, тундри, берегів морів і водоймищ. У наступній колонці внесено дані щодо міської місцевості та районів з 10 метровими перешкодами.

Важливо! У розрахунках бажано застосовувати інформацію щодо руху вітру, адже це може внести важливу поправку до результатів.

За якими правилами розраховується необхідний переріз бруса?

На підбір перерізу зрубу для кроквяної системи впливає кілька параметрів:

• яка довжина кроквяного будівництва;
• відстань між кожним наступним брусом;
• одержані результати розрахунків навантаження для відповідного району.

На сьогоднішній день для кожного певного району існують спеціальні таблиці з уже внесеними даними за навантажувальними значеннями для кроквяних систем. Як приклад можна навести Московську область:

• щоб установки мауерлат можна застосувати брус перетином не нижче 100х100, 150х100 та 150х150;
• брус 200х100 можна використовувати для діагональних розжолобків і кроквяних опор (ніг);\
• прогони можна створити із деревини 100х100, 150х100 або 200х100;
• зруб 150х50 стане оптимальним рішеннямдля затягування;
• як стійки найкраще використовувати зруб 150х150 або 100х100;
• кроква 150х50 підійде для карниза, підкосів або кобилки;
• ригелі найкраще встановити зі крокв 150х100 або 200х100;
• Як обшивку або лобову можна застосувати дошку не менше 22х100.

Вказані вище дані є оптимальними, тобто менше цього значення матеріал застосовувати не можна. Також усі розміри вказані у міліметрах.

Підведемо підсумок

Для створення надійної та довговічної дерев'яної конструкціїпотрібно ретельно прорахувати все можливі навантаження, після чого тільки купувати брус. Якщо правильність розрахунків у вас викликає сумніви найкраще скористатися послугами професіонала або застосувати спеціальну програму, якою буде обчислено допустиме навантаження на брус (150х150, 100х100 та ін.).

Щоб збудувати дерев'яний будинокнеобхідно провести розрахунок несучої здатності дерев'яної балки. Також особливе значення у будівельній термінології має визначення прогину.

Без якісного математичного аналізувсіх параметрів просто неможливо побудувати будинок із бруса. Саме тому перед тим як розпочати будівництво дуже важливо правильно розрахувати прогин дерев'яних балок. Дані розрахунки стануть запорукою вашої впевненості в якості та надійності будівництва.

Що потрібно для того, щоб зробити правильний розрахунок

Розрахунок несучої здатності та прогину дерев'яних балок не така просте завдання, як здається здавалося б. Щоб визначити, скільки дощок вам потрібно, а також який у них повинен бути розмір необхідно витратити чимало часу, або ж ви просто можете скористатися нашим калькулятором.

По-перше, потрібно виміряти проліт, який ви збираєтеся перекрити дерев'яними балками. По-друге, приділіть підвищена увагаметодом кріплення. Вкрай важливо, наскільки глибоко фіксуючі елементи заходитимуть у стіну. Тільки після цього ви зможете зробити розрахунок несучої здібності разом із прогином та низки інших не менш важливих параметрів.

Довжина

Важливо! Якщо дерев'яні балки закладаються в стіни - це безпосередньо впливає на їхню довжину і всі подальші розрахунки.

При підрахунку особливе значення має матеріал, із якого зроблено будинок. Якщо це цегла, дошки монтуватимуться всередину гнізд. Приблизна глибина близько 100-150 мм.

Коли мова йде про дерев'яних спорудахпараметри згідно з СНіП сильно змінюються. Тепер достатньо глибини 70—90 мм. Природно, що через це також зміниться кінцева здатність, що несе.

Якщо в процесі монтажу застосовуються хомути або кронштейни, то довжина колод чи дощок відповідає отвору. Простіше кажучи, вирахуйте відстань від стіни до стіни і в результаті зможете дізнатися несучу здатністьвсієї конструкції.

Важливо! При формуванні схилу даху колод виноситься за стіни на 30-50 сантиметрів. Це необхідно враховувати при підрахунку можливості конструкції протистояти навантаженням.

На жаль, далеко не все залежить від фантазії архітектора, коли справа стосується виключно математики. Для обрізної дошки максимальна довжина шість метрів. В іншому випадку несуча здатність зменшується, а прогин стає більшим.

Зрозуміло, що зараз не рідкість будинку, у якого проліт досягає 10—12 метрів. У такому разі використовується клеєний брус. Він може бути двотавровим або прямокутним. Також для більшої надійності можна використовувати опори. Як їх ідеально підходять додаткові стіничи колони.

Порада ! Багато будівельників за необхідності перекрити довгий проліт використовують ферми.

Загальна інформація щодо методології розрахунку

Найчастіше в малоповерховому будівництві використовуються однопрольотні балки. Вони можуть бути у вигляді колод, дощок або брусів. Довжина елементів може змінюватись у великому діапазоні. Найчастіше вона безпосередньо залежить від параметрів будівлі, які ви збираєтеся звести.

Увага ! Представлений наприкінці сторінки калькулятор розрахунку балок на прогин дозволить вам прорахувати всі значення з мінімальними витратами часу. Щоб скористатися програмою, достатньо запровадити базові дані.

Роль несучих елементіву конструкції виконують дерев'яні бруски, Висота перерізу яких становить від 140 до 250 мм, товщина лежить в діапазоні 55-155 мм. Це параметри, що найчастіше використовуються при розрахунку несучої здатності дерев'яних балок.

Дуже часто професійні будівельникиДля того, щоб посилити конструкцію використовують перехресну схему монтажу балок. Саме ця методика дає найкращий результатпри мінімальних витратахчасу та матеріалів.

Якщо розглядати довжину оптимального прольоту при розрахунку здатності дерев'яних балок, що несе, то найкраще обмежити фантазію архітектора в діапазоні від двох з половиною до чотирьох метрів.

Увага ! Найкращим перетином для дерев'яних балок вважається площа, у якої висота та ширина співвідносяться як 1,5 до 1.

Як розрахувати несучу здатність та прогин

Варто визнати, що за багато років практики в будівельному ремеслі був вироблений канон, який найчастіше використовують для того, щоб провести розрахунок несучої здібності:

M/W<=Rд

Розшифруємо значення кожної змінної у формулі:

• Літера МСпочатку формули вказує на згинальний момент. Він обчислюється в кгс*м.
• Wпозначає момент опору. Одиниці виміру см 3 .

Розрахунок прогину дерев'яної балки є частиною, представленою вище за формулу. Літера Мвказує нам на цей показник. Щоб дізнатися параметр застосовується така формула:

M=(ql 2)/8

У формулі розрахунку прогину є всього дві змінних, але саме вони найбільшою мірою визначають, якою зрештою буде здатність дерев'яної балки, що несе:

• Символ qпоказує навантаження, яке може витримати дошка.
• У свою чергу буква l- Це довжина однієї дерев'яної балки.

Увага ! Результат розрахунок несучої здатності та прогину залежить від матеріалу з якого зроблена балка, а також від способу його обробки.

Наскільки важливо правильно розрахувати прогин

Цей параметр дуже важливий для міцності всієї конструкції. Справа в тому, що однієї стійкості бруса недостатньо для довгої та надійної служби, адже з часом його прогин під навантаженням може збільшуватися.

Прогин не просто псує естетичний вигляд перекриття. Якщо цей параметр перевищить показник 1/250 від загальної довжини елемента перекриття, то ймовірність виникнення аварійної ситуації зросте вдесятеро.

Так навіщо потрібний калькулятор

Нижче представлений калькулятор дозволить вам миттєво прорахувати прогин, несучу здатність і багато інших параметрів без використання формул і підрахунків. Усього кілька секунд і дані щодо вашого майбутнього будинку будуть готові.