Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

Необходимые пояснения к расчетам

  • Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
  • Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
  • Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).
    • 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
    • 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
    • 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;
  • Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;
  • Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;
  • Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности

Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

(Пока оценок нет)

Конструкция стропильной системы

Система стропил является своеобразным каркасом крыши. Все узлы и элементы должны обладать достаточной жесткостью для выдерживания нагрузки при распоре и сдвиге. Конструкционные элементы изготавливают из дерева, чтобы кровля имела легкий вес. Материал необходим качественный, с небольшим числом трещин и сучков. Для мауэрлата, прогона и подушек берут сорта твердых пород дерева.

В систему стропил входят следующие элементы:

  • Мауэрлат – своего рода фундамент кровли, служащий опорой. Благодаря ему вес одинаково распределяется по периметру постройки. Это толстая балка, прикрепленная к стене, уложенная строго параллельно балке конька.
  • Ноги стропил. Определяют внешний вид верха дома и уклон крыши.
  • Коньковый прогон. Это брус, положенный в горизонтальном положении, на котором закрепляют стропила.
  • Боковой прогон. Аналогичен коньковому, но фиксируется по центру стропильных ног на скате.
  • Затяжка. Соединяет крайние стропила, чтобы они не расходились.
  • Подкос (ноги под стропами). Состыковывается с лежнем и стропильной ногой, что делает его более стойким.
  • Лежень. Устроенный поверху внутренней стены постройки, параллельно коньку, брус. Служит для установки подкоса и стойки.
  • Конек крыши. В этом месте соединяются скаты кровли, набивается сплошная обрешетка для повышения прочности.
  • Свес. Часть крыши, ограждающая стены от контакта с большим объемом атмосферных осадков.
  • Кобылки. Устанавливаются для увеличения длины стропил, если их не хватает при монтаже свесов.
  • Обрешетка. Сплошная или из реек, служащая основой для кровельного материала.
Читайте также:  Можно ли делать отверстия в плитах перекрытия?

Важно выбрать подходящие методы соединения участков системы, качественно их соединить с общей кровлей для стойкости к расчетной нагрузке.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Калькулятор балок Укажите размеры балок перекрытий и шаг.

Материал древесины CоснаЛиственницаЕль Предельная нагрузка: — а рекомендуемая 400 кг/м2 Данная балка подходит!
Пролёт см
Размеры балки x мм
Шаг балок см

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: 

Как крепить стропила к балкам перекрытия

Стропильные ноги могут фиксироваться к мауэрлату или балкам потолочного перекрытия.

Как крепить стропила к балкам перекрытия

Конкретное решение принимается с учетом индивидуальных архитектурных особенностей строения. Какие отличия имеют оба способа крепления стропилин?

Тип крепления стропилин Эксплуатационные характеристики

К мауэрлатам

Такой метод чаще всего используется на строениях из кладочных материалов и с бетонными чердачными перекрытиями. Мауэрлаты устанавливаются на несущие фасадные стены домов, при необходимости изготавливается специальный армирующий пояс для усиления опорной площадки стропильной системы. Преимущества: возможность увеличить высоту чердачного помещения за счет подъема армированного пояса по периметру строения. Недостатки – большая распирающая нагрузка на фасадные стены.

К балкам перекрытия

Рекомендуется применять в тех случаях, когда несущие стены не отличаются большими показателями устойчивости. Стропила крепятся только к балкам в легких каркасных домах из ОСП плит. Крепление к балкам перекрытия позволяет не только снимать распирающие нагрузки с фасадных стен, но и более равномерно распределять их по периметру строения. Еще одно преимущество – за счет нескольких дополнительных упоров стропильной системы можно облегчить конструкцию и сделать ее более устойчивой. Это уменьшает сметную стоимость строительства дома. Балки перекрытия можно выносить за периметр дома на значительную величину, а упор стропильных ног на эти конструкции увеличивает площадь чердачного помещения.

Есть один очень важный момент, который следует учитывать во время проектирования такого типа стропильной системы. Расстояние между балками перекрытия и стропильными ногами должно быть одинаковым, а этот параметр зависит от нескольких факторов.

  1. Максимальная нагрузка на кровлю. Имеются в виду снеговые и ветровые нагрузки и вес кровельных материалов. Чем больше нагрузка, тем прочнее должна быть стропильная система. Выдерживается эта зависимость за чет трех факторов: уменьшение шага ног, увеличения размеров пиломатериалов, используемых для изготовления стропильной системы, и увеличения количества дополнительных раскосов, прогонов и упоров. Если шаг ног не может изменяться, то проектировщики дома могут изменять только два параметра для математических расчетов максимальных нагрузок.

    Особенности снеговой нагрузки

  2. Тип потолка и кровли. В зависимости от назначения строения они могут быть теплыми, теплым только потолок или теплой только крыша. Все утеплительные материалы имеют стандартную ширину, что позволяет ускорять работы и уменьшать количество непродуктивных отходов. Соответственно, расстояния между стропилами и балками перекрытия также должны быть стандартными. Это требования ограничивает возможности подбора материалов изготовления и использование схем крепления стропильных систем.

    Пример пирога теплой кровли

Решение о типе фиксации стропильных ног должно приниматься профессионалами на стадии проектирования дома. Следует помнить, что стропильная система считается не только одним из самых важным архитектурных элементов, но и одним из самых сложных. Непрофессионалам браться за монтаж кровли не стоит, такие работы могут выполнять только опытные строители.

Виды подстропильных балок и ферм

Надежность всей кровельной системы в полной мере зависит от прочности и основательности несущей стропильной и подстропильной конструкции. На нее оказывается большое количество разнообразных внешних нагрузок.

Балки подстропильные – это изделия из одного цельного элемента, который принимает внешнюю нагрузку, распределяя ее по всей своей длине. В этом случае наибольшие напряжения возникают по концам балки. Применяется она в балочных стропильных системах устройства кровли.

Подстропильная ферма – это сложная составная конструкция, которая собирается из отдельных стержней, жестко соединенных друг с другом. Нагрузки возникают только в узловых соединениях стержней. Используются такие конструкции в кровельных системах со стропильными фермами.

В зависимости от материала изготовления подстропильные конструкции можно разделить на:

  • Железобетонные.
  • Стальные.
  • Деревянные.
  • Армированные деревянные системы.

Железобетонные и стальные балки и фермы наиболее часто используются в строительстве промышленных зданий и сооружений. Деревянные и усиленные арматурой элементы из дерева активно применяются для устройства не только производственных кровель, но и при строительстве крыш в жилых домах.

В промышленном строительстве подстропильными конструкциями перекрывают 12-метровые, 18-метровые, 24-метровые и 30-метровые пролеты между колоннами. При шестиметровом шаге стропильных конструкций подстропильные балочные элементы и фермы служат для них промежуточными опорными элементами.

По виду поперечного сечения балки подразделяются на:

  • Прямоугольные.
  • Тавровые.
  • Двутавровые.
  • Коробчатые балки.

В индивидуальном жилищном строительстве конструкции, предназначенные для опоры стропильной системы, применяются не часто. В основном их используют при устройстве мансардных помещений.

Преимущества перекрытий из дерева

Монтаж деревянных элементов здания не требует привлечения строительной спецтехники и наемной рабочей силы. Этим он выгодно отличается от укладки тяжеловесных бетонных плит. Более того, такое межэтажное перекрытие в деревянном доме при наличии второго этажа или мансарды — единственно верное решение.

Важный параметр качества деревянных элементов здания — отсутствие мостиков холода. Если для утепления используют листовые материалы (пенопласт, минераловатные плиты), полотна подрезают строго по размеру проемов между балками. Если устройство деревянного перекрытия между этажами предполагает использование сыпучих или волокнистых материалов, необходимо проследить за тем, чтобы были заполнены все щели.

Крайне важно обеспечить качественную паропроницаемость. Поэтому при укладке на утеплитель полиэтилена, а не специальной гидропаропроницаемой мембраны, оставляют зазоры. Монтаж деревянного перекрытия завершают настилом чистового пола и отделочными работами.

Еще статьи по этой теме:

Правильная конструкция стен каркасного дома

  • Как произвести отделку стен деревом своими руками

  • Теплоизоляция и настил пола

    При укладке утеплителя он должен подвергаться механическому воздействию как можно меньше. Остающиеся зазоры и стыки плит обязательно заполняются монтажной пеной. Если в перекрытии остается свободное пространство, как в нашем случае, это может привести к появлению гулких звуков при ходьбе.

    Эффект достаточно характерный для двутавровых деревянных балок: при высокой длине пролета высота превышает толщину слоя утеплителя. Один из способов решить проблему — заполнить пространство менее плотным наполнителем, то есть стекловатой или пенопластовой крошкой.

    Теплоизоляция и настил пола

    Более затратный способ — подготовка двух слоев чернового пола. Первый выполняется из обрезной доски, второй — из влагостойкой фанеры 9–13 мм. Между слоями укладывается демпферная подложка, будет достаточно и обычного изолона. При определенных затратах такой пол действительно устойчив и не будет «простукиваться» насквозь.

    После укладки теплоизолятора удобно проводить черновой электромонтаж, выполняя внутри перекрытия разводку на оба этажа. Для этого допускается изготавливать в ОСП отверстия около 50 мм с расстоянием между ними не меньше пяти диаметров.

    Похожие товары:Устройство межэтажных перекрытий в деревянном домеКак подобрать качественный брус для строительства…Как крепить брус между собой: все способы соединенияКак выбрать обрезной пиломатериалЗвукоизоляция деревянного домаКупить брус для строительства баниБлок-хаус — применение и выбор материалаБрусок строганный 40х40

    Теплоизоляция и настил пола

    Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам в доме

    Перекрытия между этажами, подвальные или чердачные конструктивно устраиваются по двум схемам – безбалочное перекрытие (в основе лежит использование монолитной плиты), и балочное перекрытие (применяются деревянные балки перекрытия). Делают перекрытия для разделения междуэтажных помещений, а также, чтобы отделить комнаты от подвала и чердака. Балки могут быть изготовлены из различных материалов, например, из древесины, монолитного железобетона или металлических прогонов.

    Устройство перекрытия по деревянным балкам

    Что нужно знать для продольной стыковки своими руками

    Как мы уже говорили выше, необходимость соединения деревянных деталей при возведении здания из данного материала, появляется тогда, когда проектной документацией предусмотрено строительство одной или нескольких стеновых конструкций длиной больше 6 метров. Привязку необходимо выполнять сначала с одной стороны, а в следующем ряду с другой, и так продолжать до конца.

    Это необходимо для получения привлекательного и оригинального внешнего вида, ведь стыки, которые располагаются в шахматном порядке, выглядят более интересно, чем идущие подряд. Помимо этого, данное расположение делает всю стеновую конструкцию значительно прочнее и долговечнее.

    Во время выбора метода соединения деревянных элементов следует обратить особое внимание на то, как именно располагается брус в конструкции здания. Вся проблема в нагрузке на эти элементы, ведь в разных частях стены она может быть разной, к примеру, брус может быть подвержен растяжению, сжатию или прогибу.

    Виды продольных соединений

    Все дополнительные крепежные детали должны быть изготовлены исключительно из твердых сортов дерева. Влажность этих элементов должна соответствовать влажности самого бруса и не превышать пяти процентов. Если детали имеют большую или меньшую влажность, чем самым материал, то соединение будет непрочным или же деталь может повредить материал.

    Что нужно знать для продольной стыковки своими руками

    Каждое место соединения должно быть идеально ровным. Перед тем, как укладывать сращенные брусья необходимо пропитать их антисептическими составами и дать некоторое время на сушку.

    Каждый стык, включая угловой или продольный, необходимо утеплить слой теплоизоляционного материала. Данную процедуру лучше всего проводить во время установки. Для этого достаточно обложить соединение льноволокном.

    Очень важно помнить о влажности материала во время проведения работ по его сращиванию. Если пересушить изделия, то через некоторое время могут образоваться значительные дефекты в узлах соединения, которые повлекут за собой крайне неприятные последствия. Дополнительное усиление мест соединений нужно проводить с особой ответственностью.

    Если речь идет о профилированном материале, то в этом случае лучше воспользоваться такими типами соединений, как в шип или косой замок. Так стеновые конструкции не потеряют надежность. А если выполнить все работы щепетильно, то соединительные узлы будут не только надежными и безопасными, но и привлекательными с виду. Теперь вы знаете, как соединить брус в длину и сможете справиться с этой задачей без привлечения мастеров.

    Расчёт деревянного перекрытия

    Монтаж деревянных перекрытий выполняется балками с соотношением сторон 7:5. Размеры подбираются в зависимости от их длины и предполагаемых нагрузок. Минимально допустимый прогиб должен составлять до 1/300 на всю длину. Иногда в целях снижения прогиба допускается применение строительного подъёма, когда производится монтаж изогнутой балки либо сращивание двух балок под определённым углом. Толщина подбирается такой, чтобы она составляла более 1/24 от длины. При этом можно сращивать доски одной породы древесины до расчётных размеров сечения с креплением на саморезы через каждые 20 см с их расположением в шахматном порядке.

    Расчёт деревянного перекрытия
    Расчёт деревянного перекрытия

    Длина балок должна быть больше расстояния между стенами минимум на 30 см, чтобы с каждой стороны она входила в стену по 15 см. Данные для выбора параметров балки приведены в таблице 1.

    Расчёт деревянного перекрытия
    Расчёт деревянного перекрытия

    Таблица 1. Распределение нагрузки между балками в зависимости от расстояния между ними и ширины пролётов.

    Расчёт деревянного перекрытия
    Расчёт деревянного перекрытия

    Комбинированная система: чередуем опирающиеся стропила

    Сегодня практикуется и такой вариант крыши, которая состоит из несколько особо прочных ферм, расположенных на расстоянии 3-5 метра друг от друга, и промежуток между ними заполняют строительными парами.

    Комбинированная система: чередуем опирающиеся стропила

    Говоря простым языком, на крыше устанавливают несколько мощных главных ферм, две или три, и они на себе удерживают весь прогон. А уже в пространстве между главными фермами на такие прогоны опираются обычные стропила, по более простой схеме.

    Т.е. здесь на балки перекрытия опираются далеко не все стропила, а лишь некоторые, а остальные опираются на мауэрлат. Таким образом замечательно распределяется вся нагрузка! И концепция такой системы проста: главные фермы делаются по схеме висячих стропил, а второстепенные стропильные ноги – по принципу наслонных, опираясь при этом уже только на лежень:

    Комбинированная система: чередуем опирающиеся стропила

    По сути, весь секрет такой комбинированной системы в том, что здесь прямо на треугольные шарнирные арки укладываются наслонные стропила. Таким хитрым путем из висячих стропил полностью исчезают изгибающие напряжения, и остаются только растягивающие. А это говорит о том, что здесь можно существенно уменьшить сечение стропильных элементов. Другими словами – сэкономить!

    Комбинированная система: чередуем опирающиеся стропила

    Как вы уже наверняка догадались, в вашем случае способ опирания стропил на балки перекрытия будет зависеть от того, какой объект вы строите: гараж, баню, дачный домик или целый загородный комплекс. В любом случае все эти методы проверены, активно применяются сегодня на практике и заслуживают внимания не меньше, чем более привычное использование классического мауэрлата.

    Комбинированная система: чередуем опирающиеся стропила