«Семь раз отмерь, один раз отрежь» — гласит народная мудрость. Она очень даже применима и к нашей, строительной теме, где без расчетов и замеров просто не обойтись. Иначе получится все вкривь и вкось, как у таджиков Равшана и Джамшута из «Нашей Раши». Чтобы не быть горе-строителями, сегодня мы постараемся разобраться, как сделать правильный расчет сечения балки перекрытия, узнаем, сколько метров стоит отмерить для шага пролетов в перекрытии. И, конечно же, поговорим о материале наших балок, выяснив, какие породы наиболее надежные.
Предприятие ООО "Строй Профи" Строительство каркасных домов на территории Краснодарского края, Адыгеи и полуострова Крым. Мы строим дома, соблюдая СНИП и СП 31-105-2002 придерживаясь строительных норм и правил. Используем исключительно качественные материалы высокого класса.
"Строй Профи" г. Краснодар
тел: 8 (902) 406-77-63
тел: 8 (902) 406-77-62
почта: krasnodar@stroj-profi.ru
сайт: http://stroj-profi.ru/
ВЫБИРАЕМ МАТЕРИАЛ ДЛЯ БАЛОК
За ответом обратимся к СП-31-105-2002, глава № 6, пункт 6.1.2, который рекомендует пиломатериалы хвойных пород не ниже 2-го сорта по ГОСТ 8486.
Тут важно заметить, что нормы данного ГОСТа в целом демократичны — он допускает использование большого количества пороков древесины,поэтому найти нужное дерево не составит труда.
Далее обратим внимание на пункт 6.1.3, по которому влажность и плотность древесины должна соответствовать требованиям СНиП II-25. По правилам СНиП II-25, эти требования разнятся в зависимости от климатической влажностной зоны. Чтобы определить, в какой зоне находитесь Вы, откройте СНиП Строительная теплотехника, согласно которому вся территории нашей страны делится по количеству влажности на три зоны: влажную, нормальную и сухую. Эти зоны вы
Видим, что порядка 90% территории охватывает нормальная зона. Чтобы сильно не мудрствовать, выбираем ее и возвращаемся к СНиП II-25. Там замечаем, что нормальной зоне соответствует влажность древесины не более 20%.
Отлично, с нужным материалом все решено — это древесина хвойных пород камерной или естественной сушки с влажностью не более 20%.
ОПРЕДЕЛЯЕМ ШАГ БАЛКИ
При строительстве каркасных домов мы опираемся на СП 31-105-2002, а в данном документе сказано, что шаг балки не должен превышать 600 мм. А если он превышает, то в СП указано что мы должны произвести дополнительные расчеты. Мы не будем превышать этот шаг и возьмем его как за исходный параметр.
РАСЧИТЫВАЕМ СЕЧЕНИЕ БАЛКИ
Тут нас ждет небольшая загвоздка. Если мы откроем СП 31-105-2002, то заметим, что ширина балок, указанная в нем, равняется 38 мм. Но в РФ используются балки шириной 50мм. Почему такой парадокс? Дело в том, что этот СП многое взял из канадской нормативной документации. А стандарты канадцев и наши в некоторых моментах не схожу. Но это даже лучше, чем шире балка, тем больше нагрузку сможет выдержать. Конечно, она стоит гораздо дороже, но тут нечего не поделать!
Поэтому, увы, придется делать расчет вручную и сложными формулами, пользуясь дополнительными документами СНиП. Для тех, кому уже не терпится узнать результат, советуем заглянуть в конец пункта. Ну а кто любит обстоятельность и пошаговый расчет, тем советуем остаться с нами. : )
В соответствии со СНиП Нагрузки и воздействия (табличка ниже) нормативная нагрузка на перекрытие в жилых домах равна 1,5 кПа (это 150 кг). Речь идет о нагрузке, распределенной на всю площадь перекрытия. К ней мы добавим вес самого перекрытия, чернового и чистового пола, утеплителя и подшивки. Для примера, прибавим 90 кг на 1 м2. Этого будет более чем достаточно, так как древесина у нас сухая, да и что-то тяжелое вроде песка для утеплителя мы не используем. Итак, складываем 150 и получаем 240 кг.
Снова открываем СНиП Нагрузки и воздействия. В главе 8.2 пункт 8.2.2 говорится, что для расчета перекрытия на прочность нам необходимо умножить суммарный вес перекрытия на коэффициент надежности, а именно на 1,3 (30%), т.е. 240*1,3. Получаем запас прочности на 1 м2 перекрытия в 312 кг.
Далее определим, какова нагрузка на 1 метр отдельно взятой балки. Для этого нам нужно 312 кг (наш запас прочности) умножить на 0,6 м (шаг балки). Итак, нагрузка на 1 метр балки равна 187,2 кг. Но и это еще не все.
Исходя из того, что нагрузка, действующая на балку, будет больше прогибать ее в центре, нам нужно найти максимальный изгибающий момент. Для этого воспользуемся формулой M max=Q* l *I / 8, где Q – нагрузка на 1 метр балки, l – длина балки (она же длина пролета), возведенная в квадрат.
В качестве значения l (длины балки) возьмем 3,7 м, а Q, как уже нам известно, равно 187,2 кг. Подставляем все в формулу и получаем: 187,2 кг * 3,7 м, возведенные в квадрат / 8 = 320 кг. Это и есть наш максимальный прогиб на центральную часть балки. Другими словами, при равномерной нагрузке в 187,2 кг при шаге балки в 0,6 м нагрузка на ее центр будет равна 320 кг.
Осталось совсем немного. Нам нужно открыть СП Деревянные конструкции, чтобы узнать расчетное сопротивление дерева (табличка ниже).
Видим, что расчетное сопротивление балки зависит от сорта древесины. Ранее мы выяснили, что по стандартам древесина для балки должна быть не ниже 2-го сорта. В таблице находим, что расчетное сопротивление для 2-го сорта равно 13 МПа (130 кг на 1м2). Теперь поделим максимальный прогиб балки на сопротивление: 320/130 = 2,46 м3.
ВСЕ, по этому значению в таблице нужно подобрать сечение балки
В итоге наблюдаем, что нам лучше всего подходит балка 50*200 мм. Это значит, что для пролета в 0,6 м с балками, изготовленными из 2-го сорта хвойных пород и имеющими длину 3,7 м нам необходимо сечение 50*200 мм. Балка такого сечения выдержит все нормативные нагрузки!
РАСЧЕТ БАЛКИ НА ПРОГИБ
Ну и напоследок для всех интересующихся — расчет на прогиб. Заглянем в СНиП Деревянные конструкции. В соответствии с пунктом 4.32 максимально допустимый прогиб междуэтажного перекрытия должен составлять 1/250 от длины пролета. Посчитаем для балки длиной 3,7 м. Для этого мы сделаем следующее: 370/250=1,48см это значение является нашим максимально допустимым прогибом
Но а теперь давайте рассчитаем прогиб для балки исходя из наших фактических параметров.
Сделать это можно по формуле (f)=(5ql4)/(384EI) где:
q— нормативная нагрузка 240*0,6=144 кг
l— длина пролета = 3,7 м.
e— модуль упругости=10000 Мпа
i-момент инерции
Таким образом подставив все значения в формулу, мы получаем (5*144*3,7/(384*10000*3333)=134940/12798720000 =1,05 см. Это говорит о том что расчетный прогиб у нас составил 1,05 см, что существенно меньше чем предельно допустимый максимально прогиб. Исходя из этого можно сказать, что наши балки сечением 50*200 мм. Установленные с шагом 0,6 мм полностью отвечают нормативным требованиям на прогиб, и создают запас прочности в 40%
Предприятие ООО "Строй Профи" Строительство каркасных домов на территории Краснодарского края, Адыгеи и полуострова Крым. Мы строим дома, соблюдая СНИП и СП 31-105-2002 придерживаясь строительных норм и правил. Используем исключительно качественные материалы высокого класса.
"Строй Профи" г. Краснодар
тел: 8 (902) 406-77-63
тел: 8 (902) 406-77-62
почта: krasnodar@stroj-profi.ru
сайт: http://stroj-profi.ru/