Приветствуем Вас на канале "Счётоматика".
В строительстве загородного дома рано или поздно наступает этап возведения межэтажного перекрытия. В большинстве случаев выбор делается в пользу перекрытия с деревянными балками. И, конечно же, в качестве балки используется доска, монтируемая на кромку.
Но насколько это оправдано с технической и экономической точки зрения, мы попробуем выяснить.
В нашем скромном анализе будет рассмотрено три вида пиломатериалов:
- брус
- доска
- бревно.
Естественно, для получения сопоставимых результатов площадь поперечного сечения балки должна быть одинаковой для всех трёх видов.
Итак, если мы возьмём за основу брус с размерами 100х100 мм и площадью равной 10 000 мм^2. То с такой же площадью размеры доски – 50х200 мм, бревна – около 113 мм в диаметре.
Основой нашего анализа служит расчёт балки на изгиб. Вспомним известную формулу из курса сопротивления материалов:
Нормальное напряжение (σ) = изгибающий момент (M) / осевой момент сопротивления сечения (W);
В этой формуле нас интересует исключительно осевой момент сопротивления сечения. Чем он больше, тем меньше напряжение, а следовательно, выше коэффициент запаса при прочих равных условиях.
Вспомним его расчет для различных форм сечений и произведём вычисления:
Как видно из таблицы, доска, монтируемая на кромку, показала наилучший результат, который в два раза превысил расчётное значение бруса. Результат бревна оказался немногим хуже бруса.
Теперь вернёмся на пару шагов назад, где мы условились сравнивать виды пиломатериалов с одинаковыми площадями поперечного сечения. Суть заключается в том, что балки с одинаковой площадью поперечного сечения при равных длинах будут иметь равные объемы занимаемого пространства. Иными словами, у пиломатериалов будет равный кубометраж. Однако с точки зрения прочности доска гораздо предпочтительнее.
Значение осевого момента сопротивления сечения доски в два раза превысило значение для бруса .
Экономический анализ
Сейчас рассмотрим экономическую сторону вопроса.
Конечно, могут быть отклонения, но в наших широтах кубометр обрезной доски и бруса (за исключением клеёного) не отличаются по стоимости.
Следовательно, использование досок, монтируемых на кромку, вместо брусьев для получения схожих значений по несущей способности межэтажного перекрытия экономически целесообразно и даже выгодно.
С бревном не всё так однозначно. Тем не менее с учетом меньшей стоимости за кубометр, удельный параметр (отношение стоимости к прочности) получится близким к удельному параметру бруса. Если использовать оцилиндрованное бревно стоимость только возрастет. Применение бревна в качестве балки межэтажного перекрытия самый затратный вариант из представленных.
Применение досок выгодно.
Качественный анализ
В данном разделе проанализируем аспекты, не поддающиеся количественному исчислению.
Не всегда использование досок конструктивно оправданно. Если для данного примера подобрать доску (а именно 50х141 мм) равную брусу по осевому моменту сопротивления сечения, толщина межэтажного перекрытия увеличивается на 41 мм.
С эстетической точки зрения открытые массивные балки из бруса на потолке смотрятся намного эффектнее. Аналогично можно сказать и о брёвнах. В частности, если дом строится из оцилиндрованных брёвен, то и в качестве несущих балок межэтажного перекрытия обычно применяют оцилиндрованные брёвна.
Выводы:
- Использование доски, монтируемой на кромку, в межэтажном перекрытии технически и экономически оправдано.
- Древесина хоть и недешевый материал, но вполне доступный. Поэтому реализация каких-нибудь изысканных конструктивных или дизайнерских решений не приведёт к существенным затратам.
Главное понимать, что Вы делаете и с какой целью.
Надеемся, что данная статья Вам понравилась и помогла узнать что-то новое.
Мы всегда приветствуем любую критику, особенно конструктивную. Если же у Вас имеются предложения для выполнения интересных вычислений, будем рады их рассмотреть.
Подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе новых расчётов.
Не забывайте положительно оценивать статью.
Спасибо за внимание!
