Расчет деревянного бруса на изгиб: Расчет деревянной балки на прогиб (калькулятор)

Расчет деревянной балки Онлайн, расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Распределенная нагрузка (перекрытия)

Шаг балок,мм

Нагрузка по площади, кг/кв.м

Распределенная нагрузка, кг/кв.м 150

При относительном прогибе 1/2501/2001/150

максимально допустимый прогиб для междуэтажных перекрытий, мм 16

Расчетный прогиб, мм 12

Расчетный относительный прогиб 1/333

Запас по прогибу в 1.33 раза

Разрушающая нагрузка, кг 2475

Сосредоточенная нагрузка (ригели)

Сосредоточенная нагрузка, кг

Расчетный прогиб, мм 16

Запас по прогибу в 1.33 раза

Разрушающая нагрузка, кг 1238

Расчет деревянной балки: прогиб и допустимая нагрузка (хозяину на заметку) | Строю для себя

Иллюстрация автора

Иллюстрация автора

На данной странице приведен расчет деревянной балки на прогиб и на допустимую нагрузку в соответствии с требованиями науки о сопротивлении материалов (сопромат).

По тексту статьи, попытаюсь максимально доходчиво разложить каждый аспект по полкам простыми словами. При вычислении параметров — беру расчетные данные древесины, опираясь на 3-й сорт, т.к. другие сорта очень тяжело найти, и к нашему сожалению, 90% идет на экспорт из страны.

Вычисления занимают немного времени и все они в конце концов сводятся к расчету на действие изгибающего момента (определение момента сопротивления + допустимый прогиб).

Ниже приведена основная таблица зависимости габаритов Вашей балки и момента сопротивления, как раз к которому и сводится весь расчет.

Момент сопротивления прямоугольного сечения деревянной балки

Момент сопротивления прямоугольного сечения деревянной балки

В качестве примера для расчета беру стандартную длину пиломатериала — 6 метров и шаг между балками — 60 см. (Конечно же эти параметры будут у каждого свои)

Основные понятия:

• Шаг балок (a) — расстояние между осями (центрами) балок;
• Длина балки (L) — длина пиломатериала;
• Опорная длина (Loп) — длина части балки, опертая на опорную конструкцию;
• Расчетная длина (Lo) — длина балки между центрами площадок опирания;
• Длина в свету (Lсв) — ширина помещения (от опоры до опоры).

Расчет начинается с функционального назначения помещения. Если наш этаж — жилое помещение, средняя нагрузка, временно создаваемая людьми при проживании — равна 150 кг./кв.м. или 1,5 кПа (Р1). Обязательным параметром в расчете служит коэффициент надежности, равный — 1,2 (К1), который намеренно увеличивает запас конструкции на 20%.

Теперь, просчитываем нагрузку от собственного веса перекрытия (Р2). Она равна весу самих балок + обшивка снизу + утеплитель + черновой и чистовой полы. В среднем, данное значение составляет так же 150 кг/кв.м., что и берем в расчет. На данном этапе закладываем коэффициент запаса 1.3, т.е. 30% (К2). Коэффициент закладывается приличный, так как в дальнейшем пол может быть заменен на более тяжелый или решим подвесить тяжелый потолок.

Считаем суммарную нагрузку: Рсумм = Р1*К1 + Р2*К2 = 1,5 * 1,2 + 1,5 * 1,3 = 3,75 кПа

Считаем нормативную нагрузку: Рнорм = Р1 + Р2 = 1,5 + 1,5 = 3 кПа

Следующий этап, вычисление расчетной длины (Lo).4)/(E*I) , где:

Е — модуль упругости для древесины, принимается 10 000 МПа.

Итак, f = 0.0130208 * (1.8 * 1195.389)/(10 000 * 12672) = 2.21 см.

Получив прогиб (провис) по вертикальной центральной оси — 2,21 см., нам его требуется сравнить с табличным значением по эстетико-психологическим параметрам (см. таблицу Е.1)

Предельные прогибы

Предельные прогибы

По таблице, мы имеем вертикальные предельные прогибы L/ххх. Чтобы сопоставить наше значение с данной характеристикой, нужно получить параметр предельно допустимых величин, поэтому делим расчетную длину на прогиб Lo/f = 5,88/2,21 = 266. Данный параметр обратно пропорционален длине, поэтому он должен быть выше, а не ниже — чем табличный.

Так как мы в расчете использовали балку длиной 6 м., то находим соответствующую строку и ее значение в таблице Е1:

Полученный нами параметр сравниваем с табличным значением прогиба: L/266 < L/200 (прогиб меньше табличного), следовательно прогиб нашей балки будет меньше, поскольку он свободно вписывается в условие.

Выбранная балка — проходит по всем расчетам! На этом всё! Пожалуйста пользуйтесь!

___________________________________

Далее, на канале планируется серия материалов о способах устранения прогиба балок без подпорок и колонн.

Так же в следующих статьях я опишу расчеты швеллеров и двутавровых балок. Поговорим о широкополочных двутаврах, где и какие разновидности оптимальней применять уменьшая высоту перекрытий и увеличивая прочность.

Если данные темы интересны, подписывайтесь на мой канал!

Зная тригонометрию, вам не придётся скакать по крыше с рулеткой. Практические примеры

Как определить высоту объекта вблизи или на расстоянии? Основные 5 способов!

История о сносе: «А разрешение на стройку? Да ладно, потом получим!»

Расчет деревянной балки перекрытия согласно СП 64.13330.2011

Примечание: Если нагрузка на балку вам уже известна, а вникать в теоретические основы расчета у вас нет никакого желания, то можете сразу воспользоваться калькулятором. Впрочем воспользоваться калькулятором можно и после того, как определены нагрузка и расчетное сопротивление.

Итак планируется междуэтажное перекрытие по деревянным балкам для дома, имеющего следующий план:

Рисунок 515.1. План помещений второго этажа.

1. Общий Расчет балки перекрытия санузла на прочность

Для того, чтобы рассчитать деревянную балку на прочность согласно требований СП, следует сначала определить множество различных данных на основании общих положений расчета балок.

1.1. Виды и количество опор

Деревянные балки будут опираться на стены. Так как мы не предусматриваем никаких дополнительных мер, позволяющих исключить поворот концов балки на опорах, то опоры балки следует рассматривать, как шарнирные (рисунок 219.2).

Рисунок 219.2.

Примечание: Так как концы балок, опирающиеся на каменные стены, для уменьшения риска гниения балок как правило обрабатывают гидроизоляционными материалами, имеющими относительно малый модуль упругости, при этом глубина заделки концов балки в стену не превышает 15-20 см, то даже если на опорные участки таких балок будет опираться каменная кладка, то это все равно не позволяет рассматривать такое опирание, как жесткое защемление.

1.2. Количество и длина пролетов

Согласно плану, показанному на рисунке 515.1, для перекрытия в санузле (помещение 2-1) длина пролета будет составлять около:

l = 4.18 — 0.4 = 3.78 м

При этом балки будут однопролетными, а значит статически определимыми.

1.3. Система координат

Расчет будем производить используя стандартную систему координат с осями х, у и z. При этом балка рассматривается как стержень, нейтральная ось которого совпадает с осью координат х, а начало координат совпадает с началом балки. Соответственно длина балки измеряется по оси х.

1.4. Действующие нагрузки

Все возможные расчетные плоские нагрузки для такого перекрытия мы уже собрали:

q_рп = 212.46 кг/м²

q_рв = 195 кг/м²

Примечание: при объемной чугунной ванне, установленной посредине балок перекрытия, расчетное значение временной нагрузки может быть значительно больше.

Однако такие значения нагрузок можно использовать только при расчете монолитного перекрытия. В нашем же случае балки перекрытия представляют собой крайние или промежуточные опоры для многопролетных балок — досок настила и остального пирога перекрытия.

Таким образом для более точного определения нагрузки на наиболее загруженную балку следует точно знать, доски какой длины будут использоваться в качестве настила по балкам. Если такого знания нет, то я рекомендую рассматривать наиболее неблагоприятный вариант, а именно — доски будут перекрывать 2 пролета, т.е. опираться на 3 балки перекрытия.

В этом случае наиболее нагруженной будет балка — промежуточная опора для таких досок — двухпролетных балок, соответственно значения нагрузок для такой балки следует увеличить в 10/8 = 1.25 раза или на 25%, тогда:

q_рп

 = 212.46·1.25 = 265.58 кг/м²

q_рв = 195·1.25 = 243.75 кг/м²

Если доски будут перекрывать 3 пролета, то значения нагрузок следует увеличить в 1.1 раза (253.4.4). При 4 пролетах — в 8/7 = 1.15 раза (262.7.10) и так далее, тем не менее остановимся на первом варианте, так оно надежнее.

Так как на рассчитываемое перекрытие действует только одна кратковременная нагрузка (особые нагрузки типа взрывной волны или землетрясения мы для нашего перекрытия не предусматриваем), то при рассмотрении основного сочетания нагрузок используется полное значение кратковременной нагрузки согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» п.1.12.3, тогда:

q_р = 265.58 + 243.75 = 509.33 кг/м²

Так как балки рассчитываются не на плоскую, а на линейную нагрузку, то при шаге балок 0.6 м расчетная линейная нагрузка на балку составит:

q

рл = 509.33·0.6 = 305.6 кг/м

1.5. Определение опорных реакций и максимального изгибающего момента

Так как загружение балки равномерно распределенной нагрузкой — достаточно распространенный частный случай, то для определения опорных реакций можно воспользоваться готовыми формулами:

А = В = ql/2 = 305.6·3.78/2 = 577.6 кг

М_max = ql²/8 = 305.6·3.78²/8 = 545.82 кгм или 54582 кгсм

1.6. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов

В нашем частном случае, когда нагрузка является равномерно распределенной, можно опять же воспользоваться готовыми эпюрами, благо их для такого случая построено уже множество:

Рисунок 149.7.2. Эпюры поперечных сил и моментов, действующих в поперечных сечениях 

Для большей наглядности можно нанести полученные значения поперечных сил (опорные реакции — это и есть значения поперечных сил в начале и в конце балки) и максимального изгибающего момента на эпюры.

Примечание: В данном случае эпюра моментов помечена знаком минус, просто потому, что откладывается снизу от оси координат х. А вообще знак для моментов принципиального значения не имеет, так как при действии момента всегда есть и растянутая и сжатая зона поперечного сечения. Таким образом наиболее важно понимать, где при действии момента будет растянутая, а где сжатая зона сечения. Впрочем для деревянных балок это большого значения не имеет.

1.7. Определение требуемого момента сопротивления

Согласно СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» п.6.9 расчет изгибаемых элементов, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования, следует производить, исходя из следующего условия:

M/W_расч ≤ R_и (или R^и_д.ш.) (533.1)

где М — расчетное значение изгибающего момента. В нашем случае (для балки постоянного сечения при действии равномерно распределенной нагрузки) достаточно проверить балку на действие максимального изгибающего момента. В общем случае при достаточно сложной комбинации различных нагрузок или для балок переменного сечения могут потребоваться проверки на прочность в нескольких сечениях. Для определения момента в этих сечениях и используется эпюра моментов.

R_и — расчетное сопротивление древесины изгибу. Определение расчетного сопротивления древесины в зависимости от различных факторов — отдельная большая тема. В данном случае ограничимся тем, что при использовании балок из цельной древесины — сосны 2 сорта расчетное сопротивление изгибу для балок перекрытия санузла может составлять R_и = 113.3 кгс/см².

R^и_д.ш. — расчетное сопротивление для элементов из однонаправленного шпона, но так как в данном случае мы рассматриваем балку из цельной древесины, то возможные значения клееных элементов нас не интересуют

W_расч— расчетный момент сопротивления рассматриваемого поперечного сечения. Для элементов из цельной древесины W_расч = W_нт, где W_нт — момент сопротивления рассматриваемого сечения с учетом возможных ослаблений — момент сопротивления нетто.

Так как для рассчитываемых балок не предусматривается никаких ослаблений в зоне максимального загружения (гвозди крепления досок перекрытия не в счет), то требуемый по расчету момент сопротивления поперечного сечения балки можно определить, преобразовав соответствующим образом формулу (533.1):

W_расч ≥ М/R_и = 54582/113.3 = 481.73 см³

1.8. Определение геометрических параметров сечения

Так как мы предварительно приняли прямоугольное поперечное сечение балок, имеющее размеры b — ширину и h — высоту, то задавшись значением одного из этих параметров, мы можем определить значение другого.

Если принять ширину балок 10 см, исходя из сортамента производимых в ближайших окрестностях лесоматериалов, то требуемую высоту поперечного сечения можно определить по формуле:

(147.4)

h_тр = √6·481.73/10 = 17 см.

Исходя из все того же сортамента, высоту балок следует принять не менее 20 см. Также можно уменьшить шаг балок, например при шаге балок 0.45 м значение расчетного момента сопротивления составит не менее

W_расч = 0.5·481.73/0.6 = 361.3 см³

и тогда минимально допустимая высота сечения

h_тр = √6·361.3/10 = 14.72 см.

А значит можно принять высоту балок равной 15 см. Впрочем, возможны и другие варианты подхода, например, более точно учесть количество пролетов, перекрываемых досками, это позволит уменьшить значение нагрузки на 10-15%.

2. Определение прогиба

Так как для однопролетных балок с шарнирными опорами значение прогиба может стать определяющим, то я рекомендую определять прогиб сразу после определения параметров сечения.

При действии равномерно распределенной нагрузки на однопролетную балку с шарнирными опорами значение прогиба без учета влияния поперечных сил можно определить по следующей формуле:

f₀ = 5ql⁴/(384EI)

где q — нормативное значение нагрузки.

Значения плоских нормативных нагрузок, необходимые для определения прогиба, мы уже определили при сборе нагрузок. Они составляют:

q_нп = 171.6 кг/м²

q_нв = 150 кг/м²

Соответственно с учетом шага балок 0.6 м и перераспределения опорных нагрузок линейная нормативная нагрузка составляет:

q_нл = 0.6·1.25(171.6 + 150) = 241.2 кг/м (2.412 кг/см)

Е = 10⁵ кгс/см², модуль упругости древесины, принимаемый по СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».

I = bh³/12 = 10·20³/12 = 6666.67 см⁴, — момент инерции рассматриваемого прямоугольного сечения балки.

Тогда

f₀ = 5·2.412·378⁴/(384·10⁵·6666.67) = 0.962 см

При действии равномерно распределенной нагрузки на балку значение коэффициента с, учитывающего влияние поперечных сил на значение прогиба, составит согласно таблицы Е.3: 

с = 15.4 + 3.8β (533.2)

Так как высота балки у нас постоянная величина, то β =1 = k и соответственно

с = 15.4 + 3.8 = 19.2

 Тогда при высоте балки h = 0.2 м и пролете l = 3.78 м (h/l = 0.053) значение прогиба с учетом поперечных сил составит:

f = f_o[1 + c(h/l)²]/k = 0.962[1 + 19.2·0.053²]/1 = 1.01 см

Предельно допустимое значение прогиба деревянных балок междуэтажного перекрытия согласно таблицы 19 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» составляет f_д = l/250 = 387/250 = 1.55 см.

Необходимые требования по максимально допустимому прогибу нами соблюдены, мы можем продолжать расчет.

1.9. Проверка по касательным напряжениям (прочность по скалыванию)

При изгибе в сечениях, поперечных и параллельных нейтральной оси балки, будут действовать касательные напряжения. В деревянных балках это может привести к скалыванию древесины вдоль волокон. поэтому касательные напряжения т не должны превышать расчетного сопротивления R_ск скалыванию:

т = QS’_бр/b_расI_бр ≤ R_ск (R^ск_д.ш.) (533.3)

где Q — значение поперечной силы в рассматриваемом поперечном сечении, определяемое по эпюре моментов. В нашем случае максимальные касательные напряжения будут действовать на опорах балки, Q = 557.6 кг

S’_бр — статический момент брутто (т.е. без учета возможных ослаблений сечения) сдвигаемой (скалываемой) части сечения. Статический момент определяется относительно нейтральной оси балки.

b_рас — расчетная ширина сечения рассматриваемого элемента конструкции. В данном случае у нас ширина балки равна b_рас = 10 см.

R_ск — расчетное сопротивление древесины скалыванию. Как и при определении расчетного сопротивления изгибу значение, определенное по таблице 3, следует дополнительно умножить на ряд коэффициентов, учитывающих различные факторы. Впрочем факторы у нас не изменились и потому согласно п.5.а) и определенным ранее коэффициентам расчетное сопротивление скалыванию составит:

R_ск = 1.6·0.9·0.95 = 1.368 МПа (13.95 кгс/см²)

I_бр — момент инерции брутто, т.е. опять же определяемый без учета возможных ослаблений сечения. В данном случае момент инерции брутто совпадает с определенным ранее моментом инерции.

Впрочем, для балок прямоугольного сечения нет большой необходимости при подобных расчетах определять как статический момент полусечения, так и момент инерции. По той причине, что максимальные касательные напряжения действуют посредине высоты балки и составляют:

т = 1.5Q/F (270.3)

Тогда

т = 1.5·557.6/(10·20) = 4.182 кг/см² < 13.95 кг/см²

Требование по прочности по скалыванию соблюдается, причем с 3-х кратным запасом.

На этом расчет деревянной балки постоянного сплошного сечения, устойчивость которой из плоскости изгиба обеспечена другими элементами конструкции, можно считать законченным. Во всяком случае никаких дополнительных требований Сводом Правил в таких случаях не предъявляется.

Тем не менее я рекомендую дополнительно проверить опорные участки балки

1.10. Проверка на прочность опорных участков балки

Любая балка в отличие от показанной на рисунке 219.2 модели имеет опорные участки. На этих опорных участках действуют нормальные напряжения в сечениях, параллельных нейтральной оси балки.

Распределение нормальных напряжений на этом участке зависит от множества различных факторов, в частности от угла поворота поперечного сечения балки на опоре, длины опорных участков и т.п.

Если для упрощения расчетов принять линейное изменение нормальных напряжений от максимума до 0, то примерное значение максимальных нормальных напряжений на опорных участках можно определить по следующей формуле:

σ_у = 2Q/(bl_оп) ≤ R_cм90 (533.4)

где Q — значение поперечной силы согласно эпюры «Q», как и прежде оно составляет Q = 557.6 кг;

b — ширина балки b = 10 см;

l_оп — длина опорного участка, из конструктивных соображений примем l_оп = 10 см;

2 — коэффициент учитывающий неравномерность распределения напряжений на опорном участке;

R_cм90 — расчетное сопротивление смятию поперек волокон. Согласно п.4.а) таблицы 3 и с учетом поправочных коэффициентов расчетное сопротивление смятию поперек волокон составит:

R_см90 = 4·0.9·0.95 = 3.42 МПа (34.8 кгс/см²)

Тогда

2·557.6/(10·10) = 11.15 кг/см² < 34.8 кг/см²

Как видим условие по прочности на опорных участках также соблюдается и снова с хорошим 3-х кратным запасом.

И теперь расчет балки перекрытия санузла можно действительно считать законченным.

Дополнительные проверки на прочность в местах действия сосредоточенных нагрузок здесь не требуются как минимум потому, что при принятой расчетной схеме сосредоточенные нагрузки отсутствуют. Да и рассматривать плоское напряженное состояние балки для определения максимальных напряжений при постоянном сплошном прямоугольном сечении балки и принятой схеме нагрузок и опор на мой взгляд также не требуется.

несущая способность, на двух опорах, пример

В современном индивидуальном строительстве деревянные балки используются почти в каждом проекте. Найти постройку, в которой не используются деревянные перекрытия, практически невозможно. Деревянные балки применяются и для устройства полов, и в качестве несущих элементов, как опоры для межэтажных и чердачных перекрытий.

Формула расчета прогиба балки.

Известно, что деревянные балки, как и любые другие, могут прогибаться под воздействием различных нагрузок. Эта величина – стрелка прогиба – зависит от материала, характера нагрузки и геометрических характеристик конструкции. Небольшой прогиб вполне допустим. Когда мы ходим, например, по деревянному настилу, то чувствуем, как пол слегка пружинит, однако если такие деформации незначительны, то нас это мало беспокоит.

Насколько можно допустить прогиб, определяется двумя факторами:

1. Прогиб не должен превышать расчетных допустимых значений.
2. Прогиб не должен мешать эксплуатации здания.

Чтобы узнать, насколько будут деформироваться деревянные элементы в конкретном случае, нужно произвести расчеты на прочность и жесткость. Подробные и детальные расчеты такого рода – это работа инженеров-строителей, однако, имея навык математических вычислений и зная несколько формул из курса сопротивления материалов, вполне можно самостоятельно рассчитать деревянную балку.

Вспомогательная таблица для расчета количества балок.

Любая постройка должна быть прочной. Именно поэтому балки перекрытия проверяют в первую очередь на прочность, чтобы конструкция могла выдерживать все необходимые нагрузки, не разрушаясь. Кроме прочности конструкция должна обладать жесткостью и устойчивостью. Величина прогиба является элементом расчета на жесткость.

Прочность и жесткость неразрывно связаны между собой. Вначале делают расчеты на прочность, а затем, используя полученные результаты, можно сделать расчет прогиба.

Чтобы правильно спроектировать собственный загородный дом, необязательно знать полный курс сопротивления материалов. Но углубляться в слишком подробные вычисления не стоит, как и просчитывать различные варианты конструкций.

Чтобы не ошибиться, лучше воспользоваться укрупненными расчетами, применяя простые схемы, а высчитывая нагрузки на несущие элементы, всегда делать небольшой запас в большую сторону.

Алгоритм вычисления прогиба

Рассмотрим упрощенную схему расчета, опуская некоторые специальные термины, и формулы для расчета двух основных случаев нагружения, принятых в строительстве.

Нужно выполнить следующие действия:

1. Составить расчетную схему и определить геометрические характеристики балки.
2. Определить максимальную нагрузку на этот несущий элемент.
3. При необходимости проверить брус на прочность по изгибающему моменту.
4. Вычислить максимальный прогиб.

Расчетная схема балки и момент инерции

Расчетную схему сделать довольно просто. Нужно знать размеры и форму поперечного сечения элемента конструкции, способ опирания, а также пролет, то есть расстояние между опорами. Например, если вы укладываете опорные брусья перекрытия на несущие стены дома, а расстояние между стенами 4 м, то пролет будет l=4 м.

Деревянные балки рассчитывают как свободно опертые. Если это балка перекрытия, то принимается схема с равномерно распределенной нагрузкой q. В случае если нужно определить изгиб от сосредоточенной нагрузки (например, от небольшой печки, выложенной прямо на перекрытии), принимается схема с сосредоточенной нагрузкой F, равной весу, который будет давить на конструкцию.4.

Здесь нужно обратить внимание на то, что момент инерции прямоугольного сечения зависит от того, как оно сориентировано в пространстве. Если брус положить широкой стороной на опоры, то момент инерции будет значительно меньше, а прогиб – больше. Этот эффект каждый может прочувствовать на практике. Все знают, что доска, положенная обычным способом, прогибается гораздо сильнее, чем та же доска, положенная на ребро. Это свойство очень хорошо отражается в самой формуле для вычисления момента инерции.

Определение максимальной нагрузки

Для определения максимальной нагрузки на балку нужно сложить все ее составляющие: вес самого бруса, вес перекрытия, вес обстановки вместе с находящимися там людьми, вес перегородок. Все это нужно сделать в пересчете на 1 пог.м балки. Таким образом, нагрузка q будет состоять из следующих показателей:

Расчет на смятие опорных участков балки.

• вес 1 пог.м балки;
• вес 1 кв.м перекрытия;
• временная нагрузка на перекрытие;
• нагрузка от перегородок на 1 кв.3/48*E*J, где:

  F – сила давления на брус, например, вес печи или другого тяжелого оборудования.

  Модуль упругости Е для разных видов древесины различен, эта характеристика зависит не только от породы дерева, но и от вида бруса – цельные балки, клееный брус или оцилиндрованное бревно имеют различные модули упругости.

  Подобные вычисления могут производиться с различными целями. Если вам нужно просто узнать, в каких пределах будут находиться деформации элементов конструкции, то после определения стрелки прогиба дело можно считать завершенным. Но если вас интересует, насколько полученные результаты соответствуют строительным нормам, то необходимо выполнить сравнение полученных результатов с цифрами, приведенными в соответствующих нормативных документах.

  Расчет деревянных балок перекрытий: онлайн калькулятор

  Деревянные брусья для перекрытий в частном строительстве используют часто. Легкость, доступность по цене и возможность самостоятельного монтажа компенсируют способность к возгоранию, поражению грибком и гниению. В любом случае при возведению второго и более этажей просто необходимо произвести расчет деревянных балок перекрытия. Онлайн-калькулятор, который мы представляем в этом обзоре, поможет справиться с этой задачей просто и быстро.

  Деревянные брусья для перекрытия – только качественная древесина

  Читайте в статье

  Польза онлайн-калькулятора для расчета деревянных перекрытий

  Самостоятельные расчеты утомительны и чреваты риском не учесть какой-либо важный параметр. Так, деревянные балки для перекрытий должны обладать определенным сечением, учитывающим возможную нагрузку на них от мебели и техники, находящихся в помещении людей. При таких расчетах крайне важно знать возможный прогиб балки и максимальное напряжение в опасном сечении.

  Разное сечение бруса

  Преимущества калькулятора в следующем:

  • Точность. Формулы расчета учитывают множество параметров. В специальных полях задаются: тип поперечного сечения (круглое или прямоугольное), длину балки между опорами и шаг, параметры используемой древесины, предполагаемую постоянную нагрузку.
  • Сроки. Ввести готовые параметры и получить результат выйдет значительно быстрее, чем рассчитывать вручную требуемые значения.
  • Удобство. Онлайн-калькулятор расчета деревянных балок составлен таким образом, что после введения всех постоянных величин, вам остается просто подбирать сечение балки до тех пор, пока не будет обеспечена необходимая прочность.

  Расчет деревянного бруса для перекрытия: на что обратить внимание

  До расчетов и покупки рекомендовано обратить внимание на типы перекрытий. Брус для надежной связки строительных конструкций, бывает следующих видов:

  • Балки. Массив квадратного или прямоугольного сечения, уложенный с шагом от 60 см до 1 м. Стандартная длина – 6 м, на заказ изготавливаются балки до 15 м.
  • Ребра. Балки, напоминающие широкую (20 см) и толстую доску (7 см). Шаг укладки на ребро не более 60 см. Стандартная длина – 5 м, под заказ – 12 м.
  Ребра перекрытия для одноэтажных построек
  • Комбинация двух типов бруса. Наиболее надежные перекрытия, служащие опорой для пролетов, до 15 м.

  Сначала определяется прогиб балки, максимальное напряжение в опасном сечении и коэффициент запаса прочности. Если значение коэффициента получается меньше 1, то это значит, что прочность не обеспечена. В этом случае необходимо изменить условия расчета (изменить сечение балки, увеличить или уменьшить шаг, выбрать другую породу древесины и т.д.)

  	Длина балок, м
  Шаг укладки, м	2,0	3,0	4,0	5,0
  0,6	75*100	75*200	100*200	150*225
  1	75*150	100*175	150*200	175*250

  Когда нужное сечение найдено требуется рассчитать его кубатуру. Это произведение длины, ширины и высоты. Далее по проекту находим количество балок перекрытия и умножаем на полученный результат.

  Брус

  Итог

  Важно! Для строительства многоэтажных домов не рекомендовано приобретать балки недостаточной длины. Сращивание, даже качественное, снижает надежность конструкций.

  Сращивание двух балок перекрытия = снижение надежности

  Для наглядности пользователю предоставлено видео расчета древесины для перекрытий.

  ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

  Расчет деревянной балки перекрытия на прогиб, пример, таблица

  Применяется и такое конструктивное решение, когда несущие элементы перекрытия являются частью стропильных конструкций. В этом случае балка является конструкцией для формирования свеса, то она  опирается на мауэрлат  и имеет выпуск за внешнюю грань каждой стены примерно на 500 мм. Это конструктивное решение может увеличить её длину примерно на 1 метр.

  Производя подбор и расчет деревянных балок необходимо помнить, что самым оптимальным расстоянием, которое можно перекрывать, применяя эти конструктивные элементы, является 6 метровый пролет.

  При необходимости перекрывать большие расстояния рекомендуется  использование деревянных конструкций прямоугольного или двутаврового сечения изготовленных из клееного бруса или применять промежуточные конструкции, такие как стойки, колонны, декоративные арки и т.п.

  Сбор нагрузок воздействующих на балки

  Диапазон различного вида нагрузок действующих на несущие конструкции достаточно велик. Он различается исходя из целевого применения балки, то есть ответа на вопрос эта балка располагается в междуэтажном или чердачном перекрытии. Конструкции междуэтажных перекрытий несут нагрузку в основном только от веса самого перекрытия, от  процесса жизнедеятельности людей которые там находятся и того производственного процесса который там проходит.

  Так расчетная нагрузка на междуэтажное перекрытие  в жилых зданиях равна 150кг/м2  х 1,3 = 195 кг/м².

  Коэффициент 1,3 обеспечивает надежность работы конструкции. Вес междуэтажного перекрытия включает вес балок, полов, конструкций потолка, утеплителя. При производстве расчетов вес междуэтажного перекрытия лучше всего рассчитывать в каждом случае индивидуально.

  Нагрузка на чердачное перекрытие, эксплуатация которого не предусматривает 70 кг/м2 х 1,3 = 91 кг/м².

  Вес самого чердачного перекрытия включает в себя вес балок, утеплителя, материала зашивки и составляет 50 кг/м2.  В случае, если балка является не только чердачным перекрытием, но и входит в конструкцию стропильной системы здания, то её расчет производится в составе стропильных конструкций.

  В случае, когда величина прогиба превышает указанные величины, это может нанести существенные деформационные изменения в геометрии потолочных конструкций.  Так при длине балки перекрытия 6 метров величина допустимого прогиба будет составлять 17 мм. Если предположить, что потолок в помещении будет из гипсокартонных плит, то образование трещин неминуемо. Поэтому производя расчет, следует сразу же учитывать материал,  из которого будет выполняться конструкция потолка. Если заказчик для оформления потолка будет использовать подвесные конструкции типа «Армстронг», то беспокоиться не о чем, а если для отделки будут применяться материалы на основе гипса, минеральных вяжущих, то возможно стоит увеличить надежность перекрытия и увеличить сечение балок, чтобы полностью исключить возможность прогиба.

  Калькулятор балок – основные расчеты для перекрытий и стропил + видео

  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.

  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.
  

  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: http://remoskop.ru/kolichestvo-dosok-v-kube.html

  Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

  Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

  Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

  Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

  Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: f_нор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м², расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М_max = (q · L²)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

  Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

  Диаметр,  мм	Площадь поперечного сечения, см2, при числе стержней									Масса 1 пог.м, кг	Диаметр,  мм
  	1	2	3	4	5	6	7	8	9
  Проволочная и стержневая арматура
  3	0.071	0.141	0.212	0.283	0.353	0.424	0.5	0.565	0.636	0.052	3
  4	0.126	0.25	0.38	0.5	0.68	0.75	0.88	1	1.18	0.092	4
  5	0.196	0.39	0.59	0.79	0.98	1.18	1.38	1.57	1.77	0.154	5
  6	0.283	0.57	0.85	1.13	1.42	1.7	1.98	2.26	2.55	0.222	6
  7	0.385	0.77	1.15	1.54	1.92	2.31	2.69	3.08	3.46	0.302	7
  8	0.503	1.01	1.51	2.01	2.52	3.02	3.52	4.02	4.58	0.395	8
  9	0.636	1.27	1.91	2.54	3.18	3.82	4.45	5.09	5.72	0.499	9
  10	0.785	1.57	2.36	3.14	3.93	4.71	5.5	6.28	7.07	0.617	10
  12	1.131	2.26	3.39	4.52	5.65	6.78	7.91	9.04	10.17	0.888	12
  14	1.539	3.08	4.61	6.15	7.69	9.23	10.77	12.3	13.87	1.208	14
  16	2.011	4.02	6.03	8.04	10.05	12.06	14.07	16.08	18.09	1.578	16
  18	2.545	5.09	7.63	10.17	12.7	15.26	17.8	20.36	22.9	1.998	18
  20	3.142	6.28	9.41	12.56	15.7	18.84	22	25.13	28.27	2.465	20
  22	3.801	7.6	11.4	15.2	19	22.81	26.61	30.41	34.21	2.984	22
  25	4.909	9.82	14.73	19.64	24.54	29.45	34.36	39.27	44.18	3.85	25
  28	6.153	12.32	18.47	24.63	30.79	36.95	43.1	49.26	55.42	4.83	28
  32	8.043	16.09	24.18	32.17	40.21	48.26	56.3	64.34	72.38	6.31	32
  36	10.179	20.36	30.54	40.72	50.89	61.07	71.25	81.43	91.61	7.99	36
  40	12.561	25.13	37.7	50.27	62.83	75.4	87.96	100.53	113.1	9.865	40
  45	15.904	31.81	47.71	63.62	79.52	95.42	111.33	127.23	148.13	12.49	45
  50	19.635	39.27	58.91	78.54	98.18	117.81	137.45	157.08	176.72	15.41	50
  55	23.76	47.52	71.28	95.04	118.8	142.56	166.32	190.08	213.84	18.65	55
  60	28.27	56.54	84.81	113.08	141.35	169.62	197.89	226.16	254.43	22.19	60
  70	38.48	76.96	115.44	153.92	192.4	220.88	269.36	307.84	346.32	30.21	70
  80	50.27	100.54	150.81	201.08	251.35	301.62	351.89	402.16	452.43	39.46	80
  Семипроволочные канаты класса К-7
  4.5	0.127	0.25	0.38	0.51	0.64	0.76	0.89	1.01	1.14	0.102	4.5
  6	0.226	0.45	0.68	0.9	1.13	1.36	1.58	1.81	2.03	0.181	6
  7.5	0.354	0.71	1.06	1.41	1.77	2.12	2.48	2.83	3.18	0.283	7.5
  9	0.509	1.02	1.53	2.04	2.54	3.05	3.56	4.07	4.58	0.407	9
  12	0.908	1.82	2.72	3.63	4.54	5.45	6.35	7.26	8.17	0.724	12
  15	1.415	2.83	4.24	5.66	7.07	8.49	9.9	11.32	12.73	1.132	15

  Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: W_z = b · h² /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

  Что еще следует знать про нагрузки на балку

  Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.

  Также обязательно следует учитывать массу утеплителя, используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.

  Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

  Бесплатный калькулятор луча | Калькулятор изгибающего момента, поперечной силы и прогиба

  Добро пожаловать в наш бесплатный онлайн-калькулятор диаграмм изгибающего момента и поперечной силы, который может генерировать диаграммы реакций, поперечных сил (SFD) и изгибающих моментов (BMD) консольной балки или просто поддерживаемой балки. Используйте этот калькулятор пролета балки, чтобы определить реакции на опоры, построить диаграмму сдвига и момента для балки и рассчитать прогиб стальной или деревянной балки. Бесплатный онлайн-калькулятор балки для создания реакций, расчета прогиба стальной или деревянной балки, построения диаграмм сдвига и момента балки.Это бесплатная версия нашего полного программного обеспечения SkyCiv Beam. Доступ к нему можно получить из любой из наших Платных учетных записей, которая также включает в себя полное программное обеспечение для структурного анализа.

  Используйте интерактивное окно выше, чтобы просмотреть и удалить длину балки, опоры и добавленные нагрузки. Любые внесенные изменения автоматически перерисовывают диаграмму свободного тела для любой балки с опорой или консольной балкой. Калькулятор реакции балки и расчет изгибающего момента будут запущены после нажатия кнопки «Решить» и автоматически сгенерируют диаграммы сдвига и изгибающего момента.Вы также можете щелкнуть отдельные элементы этого калькулятора балки LVL, чтобы редактировать модель.

  Калькулятор пролета балки легко рассчитает реакции на опорах. Он может рассчитывать реакции на опорах консольных или простых балок. Это включает в себя расчет реакций для консольной балки, которая имеет реакцию изгибающего момента, а также силы реакции x, y.

  Вышеупомянутый калькулятор пролета стальной балки — это универсальный инструмент для проектирования конструкций, используемый для расчета изгибающего момента в алюминиевой, деревянной или стальной балке.Его также можно использовать в качестве калькулятора несущей способности балки, используя его в качестве калькулятора напряжения изгиба или напряжения сдвига. Он способен выдерживать до 2 различных сосредоточенных точечных нагрузок, 2 распределенных нагрузки и 2 момента. Распределенные нагрузки могут быть расположены так, чтобы они были равномерно распределенными нагрузками (UDL), треугольными распределенными нагрузками или трапециевидными распределенными нагрузками. Все нагрузки и моменты могут иметь направление как вверх, так и вниз по величине, что должно учитывать наиболее распространенные ситуации анализа балок.Расчет изгибающего момента и поперечной силы может занять до 10 секунд, и обратите внимание, что вы будете перенаправлены на новую страницу с реакциями, диаграммой поперечной силы и диаграммой изгибающего момента балки.

  Одна из самых мощных функций — использование его в качестве калькулятора отклонения балки (или калькулятора смещения балки). Это можно использовать для наблюдения расчетного прогиба балки с опорой или консольной балки. Возможность добавлять формы сечения и материалы делает его полезным в качестве калькулятора деревянных балок или в качестве калькулятора стальных балок для проектирования балок lvl или i.На данный момент эта функция доступна в SkyCiv Beam, который имеет гораздо больше функций для проектирования деревянных, бетонных и стальных балок.

  SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и совершенствовать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

  (Прогиб — TotalConstructionHelp)

  Балки и перемычки на самом деле являются просто балками. Балка — это конструктивный элемент, который обычно размещается горизонтально и может выдерживать нагрузки, в первую очередь за счет сопротивления изгибу. Изгибающая сила индуцируется в материале балки в результате нагрузок, в том числе ее собственный вес (вес балки) и дополнительные нагрузки (другие нагрузки, называемые временными нагрузками) и статические нагрузки, такие как люди и мебель). Эти нагрузки производят то, что называемые изгибающими моментами в балке, и могут также иметь изгибающие моменты на каждом поддерживаемый конец, когда концы прикреплены к концевым опорам.Фиксированный означает, что они прикреплены таким образом, что некоторая нагрузка на балку переносятся на торцевые соединения (например, стены или колонны). Балки бывают разных размеров и форм. Обычно они либо однородные, либо однородные. или составной. Однородный пучок — это пучок, состоящий из одного материала, например, дерево или сталь. Композит — это композит, сделанный из материалов, которые не совпадают, например как, бетонная балка со стальной арматурой. Некоторые типы балок: Погрузка балки и опоры:

  Все это может показаться ошеломляющим, но это не так. Некоторые эксперты говорят, что инженерия — это на 80% логика и на 20% приложение. Некоторые могут обсудить это. но здесь мы предоставим вам основную инженерную информацию и приложения, которые не всегда доступны. Пока балки нагружаются по-разному. Балка с простой опорой — это обычно используемая балка (как показано выше). Ниже вам будет показано, как все это работает, и как выбрать балку (дерево или стали). Мы также касаемся выбора бетонной балки в секции балки. Простая опорная балка с равномерно распределенной нагрузкой с уравнениями и решениями: В приведенном выше примере есть шаги, необходимые для выбора и проектирования дерева. Луч. Если вы хотите выбрать и спроектировать стальную балку, выполните следующие действия: такой же.Меняются несколько вещей, например, напряжение изгиба в Материал, момент инерции, модуль упругости и сечение Модуль. Все остальные уравнения были бы такими же, если бы у вас было такое же нагрузка (W) и пролет (L). Обычные этапы проектирования балки: Решите, какой материал вы хотите использовать (дерево или сталь). Мы не проектируем Бетонные балки в разделе сайта. Если нагрузка будет тяжелой, вы можете использовать сталь, так как она иметь возможность принимать большую нагрузку на тот же пролет. Если пролет короткий, вероятно, лучше будет использовать дерево. Иногда полевые условия диктуют, что лучше использовать. Определите, какие нагрузки будут на балку. Нагрузка обычно берется из Строительных норм. Код содержит список из того, что минимальные нагрузки для большинства типов использования. В жилых помещениях Кодекс обычно требует, чтобы минимум 40 фунтов на квадратный фут использовался для называется «Жилые помещения». Будьте осторожны, потому что код имеет гораздо большую загрузку Требования к балконам и лестницам. Предоставляется ссылка на Строительный кодекс. в разделе Строительных норм на этом веб-сайте. Иногда условия нагрузки превышают указанные в Кодексе. Имейте в виду, что Кодекс предусматривает минимальные требования, и вы можете превысить минимум. Проверьте пролет (длину) и то, что будет поддерживать балку на каждом конце. Пролет — это расстояние между одной опорой и другой опорой на каждом конце. луча. Как только у вас будет вся вышеуказанная информация, вы запустите Actual Beam. Дизайн. Уравнение Общая нагрузка = Ш x Д предназначено для определения полной нагрузки на балку. Получив полную нагрузку на балку, ее делят на 2, чтобы определить нагрузка, передаваемая на каждый конец балки, которая переносится либо на стена или колонна.Это важно, так как вам нужно убедиться, что стена или колонна может нести нагрузки. Получите момент, максимальный момент должен быть получен, по этой причине Моменты в других точках Луча игнорируются. Мы хотим, чтобы луч быть спроектированным для максимальной безопасности. Для балки с простой опорой и Равномерно распределенная нагрузка M = WL 2 / 8. Итак, у нас есть нагрузка и момент балки. Теперь нам нужно знать будет ли Луч будет деревянным или стальным. Если балка деревянная, то в зависимости от для древесины типичное значение fb (напряжение изгиба) может варьироваться от 1000 фунтов на квадратный дюйм. (фунт на квадратный дюйм) до 1200 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, консервативное значение будет около 1000 фунтов на квадратный дюйм, если вы используете пихту или болиголов, это также можно получить из Строительного кодекса для различных пород дерева.Точно так же, если вы намерены для использования стали значение Fy = 36000 Steel будет fb = 24000 psi (где, fb = 0,66 x Fy). Как видно, Сталь — 24000, а Дерево — 1000, что указывает на то, что сталь примерно в 24 раза прочнее древесины при изгибе. Что также указывало на то, что стальная балка будет меньше деревянной балки. Так если у вас ограниченное пространство, стальная балка может быть лучшим выбором. Теперь нам нужно вычислить Sx (модуль сечения), который требуется для кода. Этот выполняется с использованием уравнения Sx = M / fb. У нас есть М (момент) из нашего вычисления. Просто примените расчеты. Этот расчет — это то, что есть требуется и должно быть минимально допустимым. Вы можете выбрать деревянную балку. из Таблицы сечений древесины, которые доступны в большинстве Руководств по дереву, или из наш веб-сайт, или вы аналогичным образом выбираете стальную балку таким же образом.Естественно, вы можете выбрать деревянный стержень, а затем рассчитать модуль сечения для этого Член, как показано в примере. Модуль сечения должен быть равен или больше чем рассчитанный модуль сечения. Остается один последний шаг — найти отклонение луча, вызванное загрузка. Когда вы кладете груз на балку, она изгибается вниз, и это вертикальное смещение вниз называется прогибом и измеряется в дюймы (или мм).Как видно из примера, мы вычислили максимальное значение Прогиб в центре луча. В примере максимальное отклонение разрешено контролируется Кодексом. Различные допустимые отклонения показаны на пример. Чтобы вычислить отклонение, нам нужна дополнительная информация, который представляет собой E (модуль упругости) материала и I (момент Инерция) для выбранного элемента. (См. Раздел о вычислении момента инерции на этом веб-сайте) Модуль упругости (E) древесины колеблется в районе 11 , для этих в примерах использовалось значение 119000.Если используется сталь, то значение E будет около 2 00, как показано в примерах. Момент инерции (I) может быть вычислен или выбран из таблиц. предоставлено или вычислено. (См. Раздел о вычислении момента инерции) Допустимый прогиб: опорные перекрытия и потолки L / 360, опорные Крыши с уклоном менее 3 дюймов 12 L / 240 и несущие крыши больше чем 3 в 12, наклон L / 180.L = пролеты, например: 12 футов, умножить 12 футов на 12 дюймов = 144 дюйма, разделенные на 360, 240 или 180, в зависимости от того, что применимо. Наконец, сравните вычисленное отклонение с допустимым отклонением. Если Расчетное отклонение больше допустимого отклонения, тогда вы должны выберите больший элемент балки и произведите пересчет. Простая сосредоточенная балка с опорной точкой с уравнениями и решениями:

  Как спроектировать деревянную балку в соответствии с AS 1720.1: 2010

  ClearCalcs позволяет вам спроектировать деревянную балку в соответствии с AS 1720.1: 2010 за несколько простых шагов, с проверками на момент, усилие сдвига, несущую способность и прогиб.

  Основные сведения о настройке проектирования / анализа балки см. В статье « Как использовать калькулятор расчета балки» .

  Видеоурок

  Учебное пособие | Как спроектировать деревянную балку в ClearCalcs для AS1720.1 из ClearCalcs на Vimeo.

  1. Выберите тип балки

  При добавлении нового расчета деревянных балок вы можете выбирать между различными типами деревянных балок для жилых помещений. Лист и расчеты для каждого из них одинаковы, однако некоторые значения и критерии по умолчанию, такие как пределы прогиба и расстояние от центра до центра, были сделаны индивидуальными для каждого типа балки.

  После того, как вы создали деревянную балку, вы можете использовать функцию изменения материала, чтобы быстро переключиться на сталь или наоборот.

  2. Свойства входного ключа

  Подсказка. Если вы когда-нибудь не уверены, что что-то означает в ClearCalcs, просто щелкните метку поля для ссылок, проверок, условных выражений и описаний.

  Выбор элементов

  Селектор элементов можно использовать для фильтрации деревянных секций по степени напряжений или путем указания максимальных требуемых размеров. Селектор показывает сводку критических проверок, чтобы помочь вам определить наиболее оптимальный раздел.

  Значения по умолчанию были установлены для других ключевых свойств, которые вы можете изменить.

  Количество элементов в группе / ламинате — это количество элементов, скрепленных гвоздями по глубине балки.

  Ориентация стержня позволяет выбрать, будет ли балка изгибаться относительно большой или малой оси.

  Общая длина пролета — общая длина балки, включая все отдельные пролеты, в мм.

  Межцентровое расстояние — это расстояние между последующими балками в мм.

  Поиск Боковое ограничение типа используется для определения эффективной длины малой оси балки для потери устойчивости и коэффициента гибкости в соответствии с п. 3.2.3.2 (например, см. Диаграммы ниже). Это зависит от расстояния между ограничителями и от того, находятся ли они на краю растяжения или сжатия балки.

  Необходимо ввести минимальную эффективную длину оси для продольного изгиба в соответствии с типом бокового ограничения (кл.2.3), в мм.

  Эффективная длина при кручении для потери устойчивости относится только к типу бокового ограничения «Непрерывные ограничения на растянутой кромке с ограничителями при кручении».

  Необходимо указать критерии предельного диапазона отклонения , которые рассчитываются независимо для каждого пролета. Для консолей «L» принимается равной удвоенной длине консоли.

  Абсолютные критерии предела прогиба — это максимально допустимый прогиб, независимо от длины пролета.

  Эти два критерия предела прогиба затем используются решателем методом конечных элементов для расчета основного предела прогиба, который является минимумом из двух:

  Категория структуры используется для определения значения коэффициента мощности. Вы должны выбрать одну из трех категорий: «Дом», «Основной структурный элемент» и «Важная структура». Пояснения к категориям представлены в таблице 2.1.

  Должно быть указано положение опор слева (подробнее см. «Как использовать калькулятор расчета балки»).Если расчет пеленга для конкретной опоры не требуется, ячейку «Длина пеленга» можно оставить пустой или установить равной нулю. Значения коэффициента несущей способности, несущей способности и управляющих реакций обновляются автоматически по мере изменения опор и нагрузки.

  Входные нагрузки

  Входные нагрузки разделяются на «Постоянные и приложенные нагрузки» и «Ветровые и другие нагрузки», которые затем используются для выполнения анализа загружения. Нагрузки могут вводиться как распределенные (патч) нагрузки, точечные нагрузки и моментные нагрузки.Для распределенных нагрузок важно указать начальное и конечное положение нагрузки в мм.

  Собственный вес балки включен по умолчанию; однако вы можете отказаться от этого, выбрав «Нет» в раскрывающемся меню рядом с « Включить собственный вес» .

  Затем необходимо указать Характер наложенной нагрузки , чтобы затем определить краткосрочные, долгосрочные и комбинированные коэффициенты на основе таблицы 4.1.

  ClearCalcs также позволяет отслеживать путь нагрузки, что означает, что реакции могут быть связаны между балками и колоннами как точечные нагрузки, щелкнув значок ссылки рядом со строкой нагрузки.Более подробную информацию можно найти в статье ‘ Связанные реакции между балками и колоннами (отслеживание пути нагрузки) ’ .

  Факторы модификации

  Как указано в предположениях, содержание влаги при полной загрузке и равновесное содержание влаги (среднегодовое значение) были установлены на значения по умолчанию, которые можно изменить, введя в поле ввода или выбрав из раскрывающегося списка. меню. Они используются для определения коэффициента частичной приправы k ₄ .

  Температурный коэффициент k ₆ обычно принимается равным 1, если только выдержанная древесина не используется в прибрежных регионах на севере Квинсленда на широте 25 ^o южной широты и во всех регионах к северу от широты 16 ^o южной широты, где используется 0,9.

  Необходимо ввести Число дискретных параллельных элементов , как показано в примере ниже. Предполагается, что два параллельных элемента не образуют дискретную параллельную систему, и более 10 не имеют дополнительных преимуществ.Затем это используется для расчета коэффициента распределения сильных сторон k ₉ .

  Итоговые выводы

  Показаны максимальный момент, сдвиг и требования к подшипникам, а также допустимая нагрузка и процент использования. Также показаны фактические отклонения в эксплуатационной пригодности и регулирующие пределы. Они определяются механизмом анализа методом конечных элементов ClearCalcs.

  Также показаны диаграммы сдвига, изгибающего момента и прогиба, и вы можете выбрать, какой вариант нагружения отображать графически, выбрав из раскрывающегося меню Графический вариант нагружения .Также отображается диаграмма загрузки и реакций.

  AS1720.1: 2010 — Деревянные конструкции

  AS1684.2: 2010 — Жилое строительство с деревянным каркасом: нециклонические районы

  AS1170.0: 2002 — Действия при проектировании конструкций: Общие принципы

  AS1170.1: 2002 — Действия по проектированию конструкций: постоянные, обязательные и другие действия

  AS1170.2: 2011 — Действия по проектированию конструкций: Ветровые воздействия

  Как рассчитать прочность деревянных балок

  Точные расчеты прочности деревянных балок необходимы в строительстве.Недооценка поставит под угрозу безопасность конструкции, а завышение приведет к неоправданно высоким затратам. Прочность деревянных балок выражается в единицах объема и известна как «модуль упругости сечения». Для расчета модуля сечения требуются дополнительные данные о конструкции и нагрузках. Из соображений безопасности этот процесс не должен выполняться неквалифицированными лицами.

  Определите нагрузку на балку. На этом этапе проектирования уже должна быть рассчитана комбинированная временная нагрузка и статическая нагрузка на балку.Статические нагрузки относятся к нагрузкам, которые остаются постоянными на балку (например, кровля и другие постоянные конструкции на верхней части балки), в то время как временные нагрузки относятся к нагрузкам, которые меняются в течение срока службы балки (например, дождь или люди, работающие на балке). крыша).

  • Точные расчеты прочности деревянных балок необходимы в строительстве.
    
  • На этом этапе процесса проектирования уже должна быть рассчитана комбинированная временная нагрузка и статическая нагрузка на балку.

  Убедитесь, что указанная нагрузка учитывает всю нагрузку любого кровельного покрытия или другого компонента, несущего на балку.Например, секция крыши размером 100 квадратных футов и весом 4,54 кг на каждый квадратный фут выдержит 454 кг нагрузки на балку.

  Рассчитайте максимальный изгибающий момент (Mmax). Формула для этого: (вес x длина) / 8. Если ширина в приведенном выше примере составляет 10 футов, это равняется (1000 x 10) / 8, или 1250 фут-фунтам.

  • Убедитесь, что указанная нагрузка учитывает всю нагрузку любого кровельного покрытия или другого компонента, несущего на балку.
    
  • Если луч в приведенном выше примере составляет 10 футов, это равняется (1000 x 10) / 8 или 1250 фут-фунтам.

  Преобразуйте максимальный изгибающий момент из фут-фунтов в дюйм-фунты, а затем разделите на допустимое напряжение волокна при изгибе древесины — (Mmax ​​x 12) / Fb. Информацию о напряжении волокна можно получить у поставщика балки. В этом примере предположим, что напряжение волокна составляет 1000 фунтов на квадратный дюйм. Это составляет (1250 x 12) / 1000, или 15 дюймов B3; Это модуль сечения.

  Определите размер прямоугольной балки подходящего размера. Формула для расчета: (ширина x глубина ²) / 6.Снова, используя приведенный выше пример, цель — 15 дюймов B3; Если вы попробуете 2 X 4, это будет вычислено как (2 x 4²) / 6 = 32/6 = 5,33 дюйма B3 ;, чего будет недостаточно. Расчет для 6 X 8 приведет к (6 x 8²) / 6 = 64 дюйма B3; Этого было бы более чем достаточно, поэтому другой размер мог бы служить также хорошо, но немного снизил бы расходы. Выберите 3 X 6 (18 дюймов B3;).

  Все примеры в этом документе даны в дюймах, для метрических измерений следуйте тем же инструкциям.

  Эти расчеты предполагают равномерную нагрузку по длине балки, например, стропила, балки, перекрытия и т. Д.

  Общая деревянная балка

  Эта программа обеспечивает проектирование и анализ деревянных балок с дополнительными консолями на одном или обоих концах. Для моделирования большинства условий пролета можно использовать различные нагрузки и концевые крепления. Эта программа идеально подходит для проектирования и расчета клееных балок.

  Эта программа предоставляется как альтернатива программе Multi-Span. Это дает возможность более детального анализа, позволяет приложить больше нагрузок, дает прогибы и опорные напряжения, а также позволяет пользователю запрашивать у программы значения в любом месте балки.

  Программа делит балку на 250 пролетов и определяет максимальный сдвиг, момент, прогиб и напряжение в каждом месте.

  Вы можете приложить до семи статических и динамических нагрузок с распределением полной и частичной длины, до восьми точечных статических и динамических нагрузок и до восьми мертвых и живых изгибающих моментов. Эти нагрузки легко указать, указав величину и местоположение относительно левой опоры.

  Балка может иметь фиксированный конец или штифт в различных комбинациях.Исходя из заданных пользователем условий нагружения, допустимых напряжений и концевых креплений, программа рассчитывает максимальные и минимальные сдвиги, моменты и прогибы.

  У пользователя есть опции для задания автоматического расчета веса балки, уменьшения концевых сдвигов за счет нагрузок на расстоянии d от опоры, ввода свободной длины для управления допустимыми напряжениями и установки толщины ламинирования, которая будет использоваться для автоматического определения размеров элементов многослойных балок. .

  Базовое использование

  •	Данные по балке определяют размер и допустимое напряжение для балки, которая будет проанализирована или спроектирована.Ширину необходимо вводить всегда, но глубину можно ввести для анализа балки или выбрать автоматически.

  •	Толщина ламинирования используется программой выбора в качестве минимального приращения, на которое следует отрегулировать глубину луча.

  •	Допустимые напряжения будут изменены в соответствии с коэффициентом продолжительности нагрузки, размерным фактором и гибкостью балки (если применимо).

  •	Плотность луча используется только тогда, когда для параметра Использовать вес луча установлено значение ДА.

  •

  Расчетные данные изменяют допустимые значения и изменяют способ расчета напряжений. Коэффициент продолжительности нагрузки применяется ко всем допустимым напряжениям. Использовать вес балки — это флаг ДА / НЕТ, который автоматически добавляет равномерную нагрузку на балку с учетом ее собственного веса. Уменьшить сдвиг на d также является флагом ДА / НЕТ, который, если установлен в Да, будет вычитать все нагрузки в пределах расстояния Глубина балки от каждой опоры при расчете сдвигов.

  •	Конечные условия определяют, как концы балки прикрепляются к своим опорам.Если информация о консоли вводится для стороны балки, которая была указана как фиксированная, эта информация (включая нагрузки) игнорируется.

  •	Эта программа обеспечивает большую нагрузочную способность для любой части балки. Все Расст. значения позиционируют груз относительно левой опоры. Чтобы приложить нагрузку к левой консоли, введите расстояния как отрицательные.

  •	Сводка дает результаты напряжений для расчета балки.Максимальные моменты даны для центрального пролета и консолей (и их положений). Допустимые и фактические напряжения также приведены для наихудших условий. Реакции и прогибы даны только для случаев статической нагрузки и полных нагрузок.

  •	Динамическая нагрузка ВСЕГДА пропускается, чтобы определить максимальный момент в центральном пролете.

  Автоматический размер луча

  Используя кнопку [Design], вы можете отобразить экран, который позволит вам установить параметры дизайна и изучить базу данных деревянных элементов для выбора тех, которые удовлетворяют вашим критериям.

  •	Укажите максимальные коэффициенты прогиба для статических и полных нагрузок.

  •	Укажите пределы перенапряжения для изгибающих и поперечных сил.

  •	Используйте «Перейти», чтобы начать поиск в базе данных. Ширина балки и толщина ламинирования, уже представленные в расчетной таблице, будут использоваться для определения глубины с учетом изгибных и касательных напряжений и прогибов.

  Допущения и ограничения

  Динамические нагрузки автоматически размещаются в различных комбинациях центрального, левого и правого пролетов консоли для определения максимальных моментов, сдвигов, прогибов и реакций.

  Пример

  Ввод данных для этого примера показан на снимках экрана, которые сопровождают разделы «Вкладки ввода данных» и «Вкладки результатов и графики», которые следует далее.

  Вкладки для ввода данных

  Этот набор вкладок содержит записи для всех входных данных в этом расчете.При вводе данных и переключении между этими вкладками вы можете просматривать желаемую результирующую информацию на вкладках в правой части экрана (расчетные значения, эскизы, диаграммы и т. Д.). Пересчет выполняется после изменения любых данных ввода. После каждого ввода данных вы можете просмотреть результаты на правом наборе вкладок.

  Вкладка «Общие»

  Эта вкладка обеспечивает ввод данных для всех вводимых данных, кроме нагрузок.

  Центральный пролет

  Расстояние между левой и правой опорами балки.

  Левый и правый консоль

  Определяет длину консолей, если применимо.

  Lu: свободные длины

  Эти длины определяют длину свободной кромки сжатия (Le) для использования при расчете допустимых изгибающих напряжений на основе гибкости балки.

  Для консолей вы всегда должны учитывать, предусмотрены ли коленные скобы или другие эквивалентные средства боковой поддержки для стабилизации компрессионной кромки.

  Концевое крепление

  Этот код фиксации используется для определения конечных условий балки.

  •	Pinned-Pinned позволяет использовать консоли на любом конце, и разрешается только вращение концов балки.

  •	Неподвижный-штифт и штифт-фиксированный позволяют одному концу вращаться и иметь консоль, в то время как другой конец жестко прикреплен к ограничивающему элементу (не допускает вращения). Если нагрузки указаны с местоположениями за фиксированной опорой, они игнорируются.

  •	Фиксированный-Фиксированный прикрепляет оба конца балки к жестким граничным элементам. Вся информация о консолях и расположении нагрузки за пределами центрального пролета игнорируется.

  Кнопка [Деревянная секция] и запись

  Используйте эту кнопку для отображения базы данных сечений древесины. В базе данных представлена ​​подборка пиломатериалов, клееных и промышленных пиломатериалов. См. Предыдущую главу, описывающую использование базы данных в Библиотеке проектирования конструкций.При нажатии [Деревянная секция] отобразится следующее окно выбора:

  Глубина и ширина

  Введите ширину и глубину балки, которые вы хотите использовать, или выберите балку из базы данных (см. Выше).

  Тип балки

  Этот выбор определяет способ вычисления коэффициента объема. Если выбрано «Пилено», рассчитывается «Cf». Если выбран «GluLam», рассчитывается «Cv». Если «Изготовлено или так».Сосна », затем рассчитывается коэффициент NO (Cf или Cv).

  Породы древесины: кнопка [Напряжение] и запись

  Это позволяет использовать встроенную базу данных допустимых напряжений NDS & Manufactured lumber для получения допустимых напряжений. Когда вы нажмете кнопку, вы увидите это окно выбора. Пожалуйста, обратитесь к разделу ранее в этом Руководстве пользователя, который дает информацию и способы использования баз данных.

  Fb-Bending: допустимое основание

  Базовое допустимое напряжение изгиба, используемое при проектировании и анализе.Это напряжение будет изменяться в зависимости от гибкости, размерного фактора и коэффициента продолжительности нагрузки.

  Fv-Shear

  Допустимое напряжение сдвига, используемое при проектировании. Это допустимое значение будет изменено на коэффициент продолжительности нагрузки.

  Подшипник Fc

  Допустимое напряжение подшипника перпендикулярно волокну.

  Модуль упругости

  Введите модуль упругости, который будет использоваться при определении прогибов и расчете F’b для балок без подкреплений в поперечном направлении.

  Флаг повторяющегося элемента

  Установите этот флажок, если многопролетную балку можно рассматривать как повторяющийся элемент в соответствии с определениями NDS.

  Коэффициент продолжительности нагрузки

  Коэффициент продолжительности нагрузки, применяемый к допустимым напряжениям изгиба и сдвига. Применение этого коэффициента соответствует NDS.

  Толщина ламинирования

  Вы можете указать толщину ламинирования, которая будет использоваться для определения минимального необходимого приращения глубины.Программа определяет минимальное количество слоев такой толщины, которое необходимо, и завершает полное ламинирование. Оставьте это значение равным нулю для точных расчетов глубины.

  Calc Shear на «глубине» от опоры?

  Этот флаг ДА / НЕТ позволяет отключить автоматическое вычитание всех нагрузок в пределах расстояния «Глубина балки» от опоры (при определении расчетных ножниц).

  Вкладка для равномерных и трапециевидных нагрузок

  Равномерная нагрузка на полный пролет

  Автоматический расчет веса балки

  Установите этот флажок, чтобы программа рассчитывала вес балки и применяла его как равномерные нагрузки к центральному и консольному пролетам.

  Плотность древесины

  Введите плотность балки. Он будет использоваться, только если установлен флажок Auto Calc Beam Weight.

  Постоянные и живые нагрузки центрального пролета

  Введите постоянные постоянные и временные нагрузки, действующие на центральный пролет балки. Эти записи позволяют применять одну постоянную постоянную и постоянную нагрузку

  .

  до центрального пролета.

  Левый и правый консольные мертвые и живые нагрузки

  Введите постоянные постоянные и временные нагрузки, действующие на любую из консолей.Нагрузки действуют по всей длине консоли.

  Трапецеидальные нагрузки

  Этот раздел позволяет вводить нагрузки, которые могут иметь разные конечные величины и могут начинаться и заканчиваться в любом месте вдоль балки.

  — >>> Примечание! Ввод ТОЛЬКО значения «Левый» и оставление «Правого» груза и ОБЕИХ начальных и конечных положений пустыми сделает загрузку однородной по всей длине.

  Нагрузка слева и справа

  Эти записи определяют величины концов нагрузок.Затем величина нагрузки линейно интерполируется между начальной и

  .

  конечных точки. Эти значения могут быть положительными или отрицательными, чтобы указывать направление силы вниз или вверх.

  Левая и правая позиции

  Здесь вводятся начальная и конечная степени нагрузки. Эти значения вводятся как расстояние от ЛЕВОЙ опоры. Для грузов на

  левый кантилевер вводит отрицательное значение. Для нагрузок на правой консоли расположение должно быть больше, чем длина «центрального пролета».

  Вкладка точечных и моментных нагрузок

  Точечные нагрузки

  Живые и мертвые нагрузки

  Эта запись позволяет приложить до восьми сосредоточенных постоянных и динамических нагрузок к любой части всей балки; центральный пролет или консоль.

  Расстояние

  Все расстояния отсчитываются от левой опоры.

  Момент нагрузки

  Живой и мертвый момент

  Этот параметр позволяет приложить до восьми моментов статических и динамических нагрузок к любой части всей балки….. центральный пролет или консоль.

  Расстояние

  Все расстояния отсчитываются от левой опоры.

  Вкладки результатов и графики

  Этот набор вкладок предоставляет рассчитанные значения, полученные в результате вашего ввода на «Вкладки ввода данных». Поскольку пересчет выполняется при каждом вводе данных, информация на этих вкладках всегда отражает точные и текущие результаты, эскиз проблемы или диаграмму напряжения / прогиба.

  Вкладка Сводка / Результаты

  Макс.Коэффициент напряжения

  С учетом всех вариантов размещения динамических нагрузок и изучения максимального момента во всех местах балки, это максимальное отношение напряжений, рассчитанное путем деления этого момента на модуль упругости сечения Sxx балки, умноженный на допустимое напряжение изгиба.

  Максимальный момент и напряжение

  Это максимальный момент, используемый в расчете «Макс. Соотношение напряжений» и результирующее напряжение в балке. Также указаны допустимый момент и напряжение.

  Максимальный сдвиг * 1,5

  Учитывая все варианты размещения для динамических нагрузок и исследуя максимальный сдвиг во всех местах балки, это максимальное значение, умноженное на код, требуемый 1,5 для получения расчетного сдвига. Также приведены действительные и допустимые напряжения

  Максимальный прогиб в средней части

  Учитывая все варианты размещения для динамических нагрузок и исследуя максимальный прогиб по центральному пролету балки, это максимальное значение.Также указано отношение длины к прогибу

  .

  Детали момента

  Приведены более подробные сведения о максимальных значениях для положительных и отрицательных моментов и моментов поддержки.

  Ножницы

  Это максимальный сдвиг, рассчитанный на обоих концах. Динамическая нагрузка автоматически размещается во всех возможных комбинациях расположения, чтобы определить максимальное значение сдвига с каждой стороны опор. (Этот сдвиг не изменяется для нагрузок на расстоянии d от конца балки и не умножается на типичную единицу.5 коэффициент сдвига. См. Эти скорректированные числа в разделе Расчетный сдвиг).

  Реакция

  Для левой и правой опоры даны реакции на мертвую и полную нагрузку. Когда имеются консоли, временная нагрузка на консоль на противоположном от опоры конце не учитывается. Динамическая нагрузка автоматически размещается во всех возможных комбинациях расположения, чтобы определить максимальное значение сдвига с каждой стороны опор.

  Вкладка Сводка / Расчет напряжений

  Анализ изгиба

  Le

  Свободная длина, используемая для расчета допустимого напряжения изгиба для коэффициента «CL».

  Cv

  Этот элемент будет отображаться как «Cv» для клееных балок, если применяется объемный коэффициент, и как «Cf» для распиленных или изготовленных элементов, когда применяется размерный коэффициент.

  руб.

  Коэффициент гибкости луча.

  класс

  Коэффициент уменьшения, который будет применен к Fb: Basic Допустимое для уменьшения допустимого напряжения изгиба на основе длин кромок свободного сжатия.

  Sxx и площадь

  Свойства сечения анализируемой балки.

  Макс. Момент, Требуется Sxx, Fb: Допустимый @ Span

  Это сводка важных значений анализа изгиба в трех критических точках балки.

  Анализ сдвига

  Расчетные ножницы

  При разделении всей балки на 250 приращений максимальные срезы определяются путем приложения динамических нагрузок к различным частям балки для создания максимального эффекта с обеих сторон опор и среднего пролета. Затем вычитаются все нагрузки на расстоянии, равном глубине балки от конца балки, и результат умножается на 1.5.

  Требуемая площадь

  Требуемая площадь поперечного сечения балки, рассчитанная с помощью Design Shear / FV: Допустимая.

  Fv: Допускается

  Fv равно допустимому напряжению сдвига, умноженному на коэффициент продолжительности нагрузки.

  Подшипник

  @ Опоры

  Максимальные реакции на каждой опоре делятся на допустимое напряжение опоры и ширину балки, чтобы определить требуемую длину опоры.

  Вкладка Сводка / Отклонения

  Значения статической и полной нагрузки

  Прогибы от статической нагрузки представляют собой расчетные прогибы, когда введенная статическая нагрузка (и собственный вес балки, если выбрана) применяется ко всему пролету.

  Суммарные прогибы под нагрузкой представляют собой МАКСИМАЛЬНЫЕ прогибы в каждом месте балки.

  Отклонение, расположение и длина / коэффициент сжатия

  В этой области указывается значение отклонения, положение от ЛЕВОЙ опоры (отрицательное значение для левого кантилевера) и отношение длины пролета / отклонения.

  Примечание: отрицательные отклонения направлены вниз

  Примечание. Для консолей коэффициент прогиба рассчитывается как (2,0 * Cant. Length) / (Прогиб в конце).Поскольку для простых пролетных балок с двумя опорами предлагаются пределы коэффициента прогиба, консоль составляет лишь половину эквивалентного пролета.

  Развал

  Это в 1,5 раза больше прогибов от статической нагрузки

  Вкладка «Сводка / запрос»

  Пункты

  Введите меры местоположения от левой опоры для того места, где вы хотите рассчитать подробное значение.

  Используйте «LL» в xxxxxx для запроса

  Этот выбор указывает программе, как применить динамическую нагрузку для этого значения запроса.

  Расчетные значения

  Указывает расчетный момент, сдвиг и прогиб для указанного местоположения.

  Вкладка «Эскиз»

  На этой вкладке представлен эскиз балки с показанными нагрузками и результирующими значениями. Использование кнопки [Печать эскиза] позволяет распечатать эскиз в крупном масштабе на одном листе бумаги.

  Вкладка диаграмм

  Отображает диаграмму момента, сдвига и прогиба балки с приложенными нагрузками и конечными условиями.Обратите внимание на две вкладки …. «Графическая диаграмма» и «Таблица данных». На вкладке «Таблица данных» представлен весь внутренний анализ в точках 1/500 балки.

  Вкладка печати

  Эта вкладка позволяет вам контролировать, какие области расчета следует распечатать. Установка флажка будет означать, что информация, описываемая элементом, будет напечатана. Однако, если для определенного выбора нет информации, он не будет напечатан. Поэтому эти флажки лучше всего описать как «Если эта конкретная область вычислений содержит данные, распечатайте их».

  Вкладка «Примечания»

  Эта вкладка содержит некоторые общие замечания об использовании результатов этой программы.

  Образец распечатки

  Стр. 1

  Стр. 2

  URL-адрес справки: http: // www.ec-software.com/help/index.html?glulam.htm

  (PDF) Расчет деревянных балок, армированных полимерными композитами, с модификацией зоны сжатия древесины

  и конструкций, в том числе объектов культурного наследия, необходимы меры для обеспечения прочности

  и эксплуатационной надежности элементов с сохранением архитектурной

  внешний вид. Наиболее эффективное решение этого вопроса — усиление элементов деревянных конструкций

  .

  Метод армирования деревянных конструкций получил широкое распространение благодаря

  стальной или композитной стержневой арматуре [1-3]. Недостатком метода

  является возможность его применения только для усиления конструкций проекта новостройки

  . Известны способы усиления деревянных элементов фасонным прокатом

  [4]. В настоящее время полимерные композиты на основе стекла, угля и арамидного волокна стали широко использоваться для усиления строительных конструкций.Высокие физико-механические характеристики

  последних в сочетании с коррозионной стойкостью, малой плотностью, радиопрозрачностью

  расширяют сферу применения деревянных конструкций, позволяют снизить трудоемкость на

  монтажа систем армирования в больших объемах. реконструкция или капитальный ремонт

  , позволяющие сохранить архитектурный облик сооружений памятников архитектуры

  .В качестве упрочняющих элементов

  используются полотна и ткани на полимерной матрице [5-8], ламелях [9-13] и ламинатах

  [14-16], установленных в зоне растяжения балочных конструкций. Эффективность таких конструктивных решений может быть повышена локальной модификацией зоны сжатия древесины

  путем пропитки полимерным составом

  при условии обеспечения прочности элемента на сдвиг в области разрыва

  композитного материала и на конструктивном покрытии. обеспечиваются опоры [17,18].

  С точки зрения проектирования конструкций наиболее универсальным методом для

  оценки несущей способности и деформируемости является инженерный метод расчета

  деревянных конструкций по перечисленным геометрическим характеристикам. Этот метод

  позволяет нам достаточно точно определять напряжения и деформации в упругой стадии материала. Для моделирования работы конструкций в упругопластической стадии использован численный расчет

  методом конечных элементов.Применение численных методов

  для решения упругопластических задач приводит к появлению систем нелинейных алгебраических уравнений

  . При решении таких систем могут возникнуть трудности с разветвлением решений

  и выбором начального приближения. Для решения нелинейных задач

  были разработаны специальные методы линеаризации, в которых упругопластическая задача

  разрешается в последовательность упругих.

  Одним из таких методов был метод переменных параметров эластичности, впервые предложенный

  А.А. Ильюшина и получил дальнейшее развитие в трудах И.А. Биргер. Метод основан на представлении

  зависимости напряжения от деформации по теории упругопластических деформаций в

  форме обобщенного закона Гука, в котором параметры упругости зависят от напряженного состояния

  в точке и, следовательно, различны. для разных точек тела.[19]

  В.В. Метод последовательного нагружения Петрова с корректировкой касательного модуля на каждом шаге

  для решения нелинейных задач строительной механики получил широкое распространение

  [19,20].

  Эти методы нашли широкое применение при решении физически нелинейных задач

  , что объясняется ясным физическим смыслом моделируемых процессов. Например,

  можно смоделировать процесс изменения параметров жесткости системы,

  , вызванный конкретными факторами, на основе метода переменных параметров упругости

  , который полностью позволяет описывать процессы ползучести в материал конструкции.

  можно смоделировать испытания реальных конструкций, где нагрузка изменяется от нулевых значений до

  значений, предшествующих разрушению, на основе метода последовательного нагружения [21].

  Для расчета и моделирования реальной эксплуатации композитных деревянных конструкций

  информации, полученной из нормативной документации (строительных правил или технических условий

  на материалы, используемые для армирования), часто недостаточно.Таким образом,

  физико-механические характеристики полимерных композитов с наполнителями из

  однонаправленных лент, тканей или ткани в значительной степени зависят от насыпного веса

  2

  MATEC Web of Conferences 251, 04029 (2018) https : //doi.org/10.1051/matecconf/201825104029

  IPICSE-2018

  Испытание на изгиб деревянной балки

  Цель: Оценить модуль Юнга E древесины и модуль разрыва путем проведения испытания на изгиб

  Оборудование и инструмент:

  Устройство для приложения нагрузки

  Масштаб

  UTM

  Теория и принципы:

  В случае балки с простой опорой и механикой центральной нагрузки прогиб под нагрузкой определяется следующим образом:

  Где

  Вт = приложенная нагрузка.

  L = эффективный пролет балки.

  E = модуль упругости древесины дерева.

  I = момент инерции.

  = Прогиб под нагрузкой.

  Процесс:

  Прежде всего, вставьте гибочное устройство в UTM. Оцените плотность и ширину деревянного бруса. Отрегулируйте опору, необходимую для необходимого места, и прикрепите ее к нижнему столу. Присоедините поперечный тестовый лоток к нижнему концу нижней поперечины. Закрепите его на роликах поперечных испытательных кронштейнов так, чтобы нагрузка приходилась на среднюю точку, и рассчитайте долготу пролета балки в середине опор для средней точки нагрузки.Установите указатель нагрузки на нуль, стимулируя нижнюю таблицу. При приложении нагрузки рефракция, эквивалентная каждой нагрузке, вычисляется по шкале Вернье на UTM. Отметьте точку наибольшего прогиба и максимальную нагрузку.

  Расчет и наблюдения:

  Предельное рабочее напряжение при изгибе древесины = 15,2 Н / мм2

  Коэффициент безопасности (F.S) = 5

  т. Е. Предельное напряжение изгиба, f-max = 15,2 x 5 = 76 Н / мм2

  Из уравнения изгиба

  Z = I / y

  M = f x Z

  Для балок с простой опорой и сосредоточенной нагрузкой в ​​центре,

  Единственное неидентифицированное W может быть вычислено и, таким образом, может быть достигнут диапазон.

  НАГРУЗКА	ПРОГИБ

  Графики:

  Модуль Юнга, E,

  Взять по графику.

  Модуль упругости при разрыве. fmax

  Из уравнения изгиба.

  M / I = f / y = E / R;

  M = f.Z

  Для балки с простой опорой и сосредоточенной нагрузкой в ​​центре

  Максимальный изгибающий момент = WL / 4

  Где Fmax — разрывная нагрузка

  РЕЗУЛЬТАТ:

  1.Модуль Юнга материала деревянной балки = _______ Н / мм2

  2. Модуль упругости = __________ Н / мм2

  Вопросы:

  Определить модуль разрыва.

  Объясните процесс расчета напряжения волокна из-за изгиба балки.

  3. Объясните процесс приложения нецентральной нагрузки к UTM при испытании на изгиб.

  4. Определите уравнение простого изгиба.

  5. Что вы подразумеваете под центральным прогибом балки с простой опорой при сосредоточенной нагрузке?

  6.Объясните, как простой изгиб встроен в систему нагружения.

  7. Эскиз, показывающий изменение напряжения изгиба в поперечном сечении балки.

  8. Изобразите изменение напряжения сдвига в поперечном сечении балки.

  9. Объясните, почему для лучей глубина больше, чем ширина.

  Поделитесь этим на:

  .