Отсюда: Я нигде не нашел калькулятор расчёта перемычки над пролетом. А расчёт для балок перекрытий, если я правильно понял, не подходит.
И отсюда как рассчитана нагрузка на перемычку оконного проема от грузовой площади межэтажного перекрытия.
На самом деле, посчитали все балки перекрытия - означает посчитал и отдельную балку.
По порядку.
Деревянный хедер (ригель) проема в газобетоне.
Чуток определений:
- Проем - "дырка в стене". Часть стены изъяли, будет дверь/ворота/окошко.
- Хедер - балка сверху проема, берущая на себя нагрузку отсутствующего участка стены.
- Ригель - балка, где угодно (не обязательно вверху) принимающая на себя нагрузки отсутствующей стены.
Два проёма в цоколе, ширина стены 300 мм. Один 1,6 метра по наружной стене, на него опираются плиты ПНО длиной 4,3 метра длиной (между стенами 4 метра). Выше идет глухая стена из газобетона марки D400 400х625х250.
Второй проем 0,9 метра по внутренней стене, на него опираются те же плиты, но с обоих сторон. На них ничего не опиратся, поскольку сверху проем в полный рост.
Поскольку перемычки - это часть армпояса, известна высота перемычек 20- 22 см.
С газобетоном не разбирался совсем (он ушел из проекта на этапе первичного отбора), поэтому на базе отрывочных общеинженерных сведений (возможны неточности):
Главная (и самая занудная) задача - собрать нагрузки. Сколько кило висит на погонном метре стенки, которую мы собираемся убрать (сделать проем).
Газобетонную кладку относят к каменной, значит к самонесущей. Где-то попадалось, что в нагрузку на проемы, берут вес не всей стены, а пары-тройки рядов (остальные, держат сами себя, даже без опоры).
Мы возьмем вес четырех рядов, как нагрузку от стены (от фонаря). При этом, нам не известны допустимые прогибы для газобетонной кладки, придется фантазировать.
Блок Д400, толщиной 300, высотой 250, весит 21 кг. пара блоков 42 кг, возьмем 45 (с раствором), на погонный метр уйдет 37,5 кг. Слой в четыре блока 150 кг. Т.е. как минимум, 150 кг, будет лежать на каждом погонном метре нашего хедера. Короче пишем:
150 кг/пог.м - от стены
К этому, вес ПНО. ПНО 44-6,4-8 - 650 кг. плита опирается на две полоски по 640 мм, на каждой полоске висит по 325 кг. На центральной (несущей) стене у нас две полоски, всего будет все 650 кг.
На погонный метр одной полоски 350*1000/640=546, округлим до 550 кг. На метр центральной стены, соответственно 1100 кг. Опять пишем:
550 кг на погонный метр от плиты ПНО.
На этом же погонном метре, у нас жильцы гарцуют, жилая нормативная 150 кг/м2. Пролет у нас 4 метра, на нем, аж 4 квадрата, общая нагрузка 600 кг, но опять таки, опирается на две стенки, на одну будет 300 кг. Пишем:
300 кг/пог.м стены от жилой нагрузки.
Всего 1000 кг/пог.м. стены. Тонна.
Считаем
Открываем калькулятор, вбиваем туда деревяшку, для начала - по максимуму, например 300*200 (200 у нас предел по высоте, если я правильно понял, 300 ширина стены), т.е. это предельная деревянная балка). Вбиваем пролет 1600 и лезем в окошко "Сосредоточенная нагрузка (ригели)" и попадаем в затык, с этой самой сосредоточенной. Потому что у нас, посчитана распределенная.
Затык решается просто, умножаем нагрузку на пог. метр, на длину ригеля:
1000*1,6=1600 кг.
Первый вывод: - этот калк не пригоден для игр с каменными домами :) Предельная сосредоточенная в нем 999 кг, а у нас 1600.
Запоминаем разрушающую нагрузку такого ригеля (11 тонн, или "дохрена", запас в 6,8 раз) и, начинаем выкручиваться.
Пожалуй, самый простой способ, одновременно снизить вдвое и нагрузку и толщину балки (будет тот же прогиб).
Увы, ориентироваться на "запас по прогибу в 6 раз", тут нельзя. Это предельно допустимые прогибы межэтажных перекрытий, 1/250 (на каждый метр перекрытия, прогиб 1/250 метра). Это прогибы не по критерию прочности, а по психологическом восприятию, чтоб человек не видел (чувствовал), как под ним полы прогибаются.
Какой прогиб допустим для стены из газобетона - без понятия, не занимался, там не так просто.
Есть подход от обратного. Порасспрашивать у людей про сечения деревянных ригелей и последствия. Дальше, самому оценить прогибы такой балки и если у людей без последствий (и есть доверие к источнику инфы), брать такой прогиб, как безопасный ориентир.
Второй проем 0,9 метра по внутренней стене, на него опираются те же плиты, но с обоих сторон. На них ничего не опиратся, поскольку сверху проем в полный рост.
Коротко, по нагрузкам, на центральной стене.
150 кг/пог.м - от веса стены
550 кг на погонный метр от плиты ПНО. Но плиты две (в разные стороны), соотв. 1100 кг на погонный метр от плиты.
300 кг/пог.м стены от жилой нагрузки. Вспоминаем, центральная стена, от нее на внешние стены по плите. На каждой плите 4*150=600 кг жилой. Каждая плита опирается на центральную и внешнюю. На внешний по 300 кг/пог. м, на центральной 600 кг/пог.м.
Всего на центральной 150+1100+600=1850 кг/пог.м.
Или сосредоточенная в центре проема 0,9 м = 1665 кг.
Дальше, та же метОда.
как рассчитана нагрузка на перемычку оконного проема от грузовой площади межэтажного перекрытия.
Пусть оконный проем 2000 мм. Ширина между центральной и внешней стеной 4000 мм. Каркас 50*150.
Площадь 8 м2, на каждом квадрате этой площади "лежит" по 150 кг жилой, всего 1200 кг.
Вся площадь опирается на две полоски по 2 метра, на центральную и внешнюю стены, на один метр опоры - 300 кг. Пишем
Жилая 300 кг/пог.м.
На эту же полосу 2 м, опираются:
- две доски верхней обвязки (всего 4 метра доски)
- 7 стоек, по 2,5 метров, всего 17,5 м
- еще две верхние обвязки второго этажа 4 м
Всего доски 50*150 25,5 м. Вес 25,5*0,05*0,15*600=114 кг.
К этому, обшивка ЦСП примерно 120 кг, ГК 50 кг. Всего 284 кг на 2 метра.
Вес стены 142 кг/пог. м.
Лаги, 50*250, шаг 400мм, длина 4600 мм, 5 шт. 5*4,6*0,05*0,25*600=172 кг.
Покрытия, пусть дюймовка + фанера+ламинат, еще 300 кг.
Всего перекрытие 472 кг,
Вес перекрытия 236 кг/пог.м.
Кровля. 4 стропилины 50*200, по 6 метров - 150 кг, палуба, железо - еще 70 кг. , всего на два метра проема 210 кг.
Вес кровли 110 кг/пог.м.
Снеговая. Пусть 180 кг/м2, у нас проекция в плане 8 м2, всего 360 кг/пог.м
Общая нагрузка 300+142+236+110+360=1148 кг/пог.м
Величину прогиба, выбираем не хуже 1/250 (потому, что это часть жилого перекрытия), т.е. максимально допустимый прогиб для двух метров - 8 мм.
Теперь, начинаем размышлять. Эту нагрузка у нас держат:
- нижняя и две верхних обвязки второго этажа (три доски плашмя, 50*150)
- две верхних обвязки первого этажа
- рассчитываемый хедер.
Прикидываем, сколько на себя возьмут 5 досок 50*150 плашмя. при прогибе 8 мм.
Пять досок, 200 кг/пог. метр - долой. На наш хедер, придется 948 кг/пог. м.
Дальше, тот же метод. Проверяем вариант балки из ДВУХ досок 50*150, устанавливая ОДНУ доску и снижая ВДВОЕ нагрузку.
Увеличиваем высоту хедера:
При этом, мы не учитывали, что часть нагрузки на себя возьмет листовая обшивка, что две доски плашмя, но сбитые гвоздями, несут больше, чем две отдельно лежащие доски, что конструктив стойки+обвязки, по сути является фермой и дает свою жесткость, т.е. мы считали самый худший вариант.
Осталась, последняя оценка. У нас на двух опорах, лежит балка, на каждую из опор, давит 948 кг, округлим до тонны. Площадь опоры 10*5=50 см2.
Вопрос, а не сомнет ли балку. На 1 см2 опорной стойки, у нас давит аж 20 кг.
Лезем в СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции. Табл. 3. Берем оттуда самый третий сорт. Вдоль волокон, этот третий сорт, будет нести 13 МПа, или 130 кг в течении 50 лет.
Поперек волокон, у нас сам хедер, те же 50 см2 и те же 20 кг/см2. Местное смятие поперек волокон 4,5 МПа, или 45 кг/см2, запас более двух раз.