На главную домой советы по ремонту квартиры
Поиск по сайту
Список кабинетов || Что это за доктор? || Записаться на прием

Основное меню


Технологии выполнения работ


Диагностика и лечение


Инженерные сети и коммуникации


Элементы конструкции


Расчет конструкций


Помещения


Встраиваемая техника


Строительные и отделочные материалы


Дизайн




Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие по деревянным балкам

На мой взгляд, расчет деревянных балок - заняние куда более простое и понятное по сравнению с определением нагрузок, действующих на рассчитываемые деревянные балки. Т.е. для того, чтобы выполнить этот самый расчет, достаточно знать основы сопромата и несколько формул, на все расчеты может уйти несколько минут. А вот сбор нагрузок, действующих на рассматриваемую деревянную балку -это занятие не из простых.

Дело в том, что уже на стадии проектирования для более менее точных расчетов необходимо знать не только состав пирога перекрытия, представляющего собой постоянную нагрузку, но и все возможные длительные и кратковременные нагрузки. Т.е. если это перекрытие жилого дома, то где и какая будет стоять мебель, сколько в этой и на этой мебели будет всего храниться и располагаться, какие на это перекрытие будут нагрузки от людей (и домашних животных) и т.п.

Конечно же самый простой подход в таких случаях - принять общее значение нагрузки с достаточно большим запасом. Например, равномерно распределенная плоская нагрузка 400 кг/м2 (иногда и с учетом собственного веса перекрытия) может быть использована и часто используется для расчета любого перекрытия, не только по деревянным, но и по стальным балкам.

Тем не менее такой подход бывает не всегда оправдан, да и собственный вес перекрытия может быть достаточно большим. И если дополнительные сложности при сборе нагрузок и общее усложнение расчетов вас не пугают, при этом вопрос экономии материалов по ряду причин стоит на первом месте, то имеет смысл выполнить такой расчет более скрупулезно. И расчет этот начинается со сбора нагрузок.

В данной статье мы рассмотрим сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома по деревянных балкам согласно действующим нормативным документам, а также определим нормативные и расчетные значения нагрузок.

Итак, планируется междуэтажное перекрытие по деревянным балкам между первым и вторым этажом в различных помещениях жилого дома. Например, такого:

план помещений второго этажа

Рисунок 515.1. План помещений второго этажа.

экспликация помещений второго этажа

Рисунок 515.2. Экспликация помещений второго этажа.

При этом перекрытия по деревянным балкам планируются во всех помещениях, кроме балкона (впрочем, балкон - это не помещение). А самые нагруженные перекрытия будут в санузле и коридоре, где в качестве напольного покрытия планируется керамогранит. Попробуем сначала собрать нагрузки именно для этих двух помещений.

1. Пример определения нагрузок на перекрытие по деревянным балкам в санузле и коридоре

Сначала определим значения постоянных нагрузок, которые зависят от планируемого пирога перекрытия

1.1. Планируемый состав перекрытия:

1.1.1. Керамогранит, толщиной 1 см.

1.1.2. Плиточный клей.

1.1.3. Выравнивающая стяжка - основание под укладку керамогранита.

1.1.4. Гидроизоляция.

1.1.5. Фанера толщиной 12 мм для перераспределения нагрузок.

1.1.6. Черновой пол из досок толщиной 40 мм.

1.1.7. Балки перекрытия.

1.2. Нормативные значения нагрузок от элементов перекрытия:

1.2.1. При толщине керамогранита t = 1 см (0.01 м) и плотности γ=2100 кг/м3 нормативная плоская равномерно распределенная нагрузка от первого слоя перекрытия составит:

qн1 = t1γ1 = 0.01·2100 = 21 кг/м2

1.2.2. Толщина плиточного клея зависит от множества факторов, предусмотреть которые заранее невозможно, поэтому для дальнейших расчетов примем толщину плиточного клея t = 1 см (0.01 м). Плотность плиточного клея желательно уточнять у производителя, но как правило она близка к плотности обычного цементно-песчаного раствора и составляет около 1800 кг/м3 (т.е. может быть меньше, но вряд ли больше), тогда:

qн2 = t2γ2 = 0.01·1800 = 18 кг/м2

1.2.3. При средней толщине выравнивающей стяжки t = 5 см (а точную толщину стяжки во всех точках рассматриваемого перекрытия определить невозможно, на то она и выравнивающая стяжка, а кроме того учет изменяющейся нагрузки из-за изменения толщины стяжки значительно усложнит расчеты) и при плотности такой же, как и у плиточного клея условно равномерно распределенная нагрузка на перекрытие от 3 слоя составит:

qн3 = t3γ2 = 0.05·1800 = 90 кг/м2

1.2.4. Так как гидроизоляция сама по себе имеет небольшую толщину, а кроме того как правило выполняется из полимерных материалов , имеющих относительно небольшую плотность, то для упрощения расчетов нагрузкой от этого слоя перекрытия можно пренебречь.

1.2.5. Плотность фанеры зависит от различных факторов, в частности от того, из шпона какой древесины она изготовлена. Например, для фанеры из березового шпона плотность может достигать 750-800 кг/м3, для фанеры из хвойных пород древесины - 550-600 кг/м3. Пока будем вести расчет, приняв, что фанера будет из березового шпона, тогда:

qн5 = t5γ5 = 0.012·800 = 9.6 кг/м2

1.2.6. Доски чернового пола скорее всего будут из хвойных пород древесины, но и тут не все просто. Плотность древесины зависит от влажности, так плотность свежепиленного лесоматериала тех же хвойных пород может составлять до 820-850 кг/м3 и при расчете перекрытия по свежепиленным доскам это нужно учитывать.

Тем не менее основные нагрузки на перекрытие будут уже в процессе эксплуатации дома, когда доска уже значительно подсохнет, потому вполне логичным будет принять плотность сосны обыкновенной при влажности до 30%, составляющую около 550 кг/м3, тогда:

qн6 = t6γ6 = 0.04·550 = 22 кг/м2

Примечание: если при устройстве перекрытия будет использоваться высушенная должным образом сосновая доска, то расчет можно вести с учетом плотности около 500-510 кг/м3.

1.2.7. Нагрузка от собственного веса деревянных балок нам на этом этапе не известна и определить мы ее не можем, так как неизвестны размеры поперечного сечения бруса, который мы будем использовать в качестве балок. Если предварительно принять, что при 4 м пролета и шаге балок 1 м сечение балок будет 10х20 см, то при все той же плотности сосны:

qн7 = hbγ6 = 0.2·0.1·550 = 11 кг/м2

Примечание: При необходимости после выполнения расчетов и определения сечения балки значение этой нагрузки можно уточнить и выполнить более точные расчеты, но как правило при расчете перекрытий необходимости в этом не возникает.

Итого:

Так как в рассматриваемых помещениях не планируется тяжелых перегородок по перекрытиям (расчет перекрытий по деревянным балкам с учетом перегородок будет рассмотрен отдельно), то на этом сбор постоянных нагрузок можно считать законченным, тем более, что иногда нагрузку от перегородок относят не к постоянным, а к длительным нагрузкам.

Таким образом постоянная нормативная условно равномерно распределенная плоская нагрузка на балки перекрытия составит:

qнп = Σqн = 21 + 18 + 90 + 9.6 + 22 + 11 = 171.6 кг/м2

1.3. Расчетные значения нагрузок от элементов перекрытия:

Для определения расчетного значения нагрузок необходимо умножить нормативное значение на коэффициент надежности по нагрузке. Определить значение этого коэффициента для различных элементов конструкций можно по следующей таблице:

Таблица 509.1. Коэффициенты надежности по нагрузке (согласно СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия")

коэффициенты надежности по нагрузке для конструкций и грунтов

Как видим, значения коэффициентов для различных элементов конструкции могут быть разными, а потому определим сначала расчетное значение нагрузки от каждого слоя перекрытия

1..3.1. Согласно указанной таблице керамогранит можно рассматривать как плиты отделочного слоя, изготовленные в заводских условиях, в этом случае коэффициент надежности по нагрузке составит 1.2 и тогда

qр1 = qн1γn1 = 21·1.2 = 25.2 кг/м2

1.3.2, 1.3.3. Плиточный клей, как впрочем и стяжка, может рассматриваться, как выравнивающие слои, выполняемые в условиях строительной площадки, тогда для них следует принять коэффициент надежности по нагрузке γn2 = 1.3, соответственно:

qр2 = qн2γn2 = 18·1.3 = 23.4 кг/м2

qр3 = qн3γn2 = 90·1.3 = 117 кг/м2

1.3.5, 1.3.6, 1.3.7. Для деревянных конструкций (или элементов деревянных конструкций) коэффициент надежности по нагрузке составляет γn5 = 1.1, тогда:

qр5 = qн5γn5 = 9.6·1.1 = 10.56 кг/м2

qр6 = qн3γn5 = 22·1.1 = 24.2 кг/м2

qр7 = qн3γn5 = 11·1.1 = 12.1 кг/м2

Итого:

Постоянная расчетная плоская условно равномерно распределенная нагрузка на деревянные балки составит:

qрп = Σqр = 25.2 + 23.4 + 117 + 10.56 + 24.2 + 12.1 = 212.46 кг/м2

1.4. Временные нагрузки на перекрытие

Все остальные нагрузки, в том числе от оборудования, мебели, людей, являются временными.

Так как в коридоре никакого тяжелого оборудования не планируется, то для расчетов перекрытия в коридоре, как в прочем и во всех остальных помещениях, кроме санузла, можно воспользоваться рекомендациями нормативных документов, в частности принять

нормативное значение временной равномерно распределенной нагрузки:

qнв = 150 кг/м2

расчетное значение временной равномерно распределенной нагрузки:

qрв = 150·1.3 = 195 кг/м2

Если в санузле будет установлена относительно небольшая стальная или акриловая ванна, то и для перекрытия в санузле также можно использовать указанные выше значения временных нагрузок. А если планируется большая тяжелая ванна из чугуна, то расчетное и нормативное значения нагрузки на одну из балок могут быть другими.

Значение расчетной эквивалентной равномерно распределенной нагрузки будет зависеть от положения ванны, шага балок перекрытия и длины пролета:

1. Если предварительно принять шаг балок 0.55-0.6 м и такое расположение чугунной ванны размерами 1.7х0.75 м, при котором нагрузки от двух ножек будут передаваться одной балке перекрытия, то при пролете 4 м:

Опорная реакция А составит:

А = Q(l - a + b)/l = 221(4 - 0.45 + 2.83)/4 = 352.5 кг

При этом момент, действующий под второй силой Q, составит:

Мmax = А(l - b) - Q(l - a - b) = 221(4 - 2.83) - 221·0.72 = 253 кгм

Так как момент, действующий в середине балки при равномерно распределенной нагрузке, будет примерно в 1.3 раза больше момента, действующего на расстоянии примерно 1 м от начала балки, где у нас приложена вторая сосредоточенная нагрузка, то эквивалентная линейная равномерно распределенная нагрузка составит:

qл.экв = 8M/1.3l2 = 8·253/(1.3·16) = 97.3 кг/м

При этом с учетом шага балок 0.55 м расчетная эквивалентная плоская равномерно распределенная нагрузка составит:

qрв(2-1) = 97.3/0.55 = 177 кг/м2

Соответственно нормативное значение временной нагрузки составит:

qнв(2-1) = 177/1.3 = 136.1 кг/м2

Как видим, при таком положении ванны (в одном из углов санузла) полученные расчетом значения нагрузки даже меньше рекомендуемых, так что при расчетах можно пользоваться данными из нормативных документов.

2. Если установка ванны планируется так, что ножки ванной будут опираться на одну из балок ближе к середине пролета (а = b = 1.64 м) , то:

Опорная реакция А составит:

А = Q(l - a + b)/l = 221 кг

При этом момент, действующий на участке между первой и второй силой Q, составит:

Мmax = Аа = 221·1.64 = 362.44 кгм

А эквивалентная линейная равномерно распределенная нагрузка составит:

qл.экв = 8M/l2 = 8·362.44/16 = 181.22 кг/м

При этом с учетом шага балок 0.55 м расчетная эквивалентная плоская равномерно распределенная нагрузка составит:

qрв(2-1) = 181.22/0.55 = 329.5 кг/м2

Соответственно нормативное значение временной нагрузки составит:

qнв(2-1) = 177/1.2 = 274.5 кг/м2

Еще раз повторю, такая временная нагрузка при неблагоприятном стечении обстоятельств может действовать только на одну из рассчитываемых балок. Тем не менее, если нет полной уверенности в том, где именно будет стоять ванна или в том, что это положение с годами не будет изменено, то лучше рассчитывать все балки перекрытия на наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок.

На этом сбор нагрузок на перекрытие в санузле и коридоре можно считать законченным.

2. Пример определения нагрузок на перекрытие по деревянным балкам в спальнях и гардеробной

В таких помещениях, как говорилось выше, значение временных нагрузок можно принимать согласно нормативных документов, поэтому единственная нагрузка, которую в данном случае нужно определить, это нагрузка от собственного веса перекрытия.

2.1. Планируемый состав перекрытия:

2.1.1. Линолеум.

2.1.2. Фанера толщиной 1 см.

2.1.3. Доски чернового пола толщиной 4 см.

2.1.4. Балки перекрытия.

2.2. Нормативные значения нагрузок от элементов перекрытия:

При толщине линолеума 0.5 см и плотности 600-800 кг/м3 нагрузка на перекрытие от линолеума составит:

qн1 = t1γ1 = 0.005·800 = 4 кг/м2

Итого:

Так как значения нагрузок от других элементов перекрытия мы уже определили ранее, то теперь можем сразу определить значение нормативной равномерно распределенной нагрузки:

qнп(2-4) = Σqн = 4 + 9.6 + 22 + 11 = 46.6 кг/м2

2.3. Расчетные значения нагрузок от элементов перекрытия:

Согласно таблицы 509.1 линолеум относится к рулонным материалам, тогда

qр1 = 4·1.2 = 4.8 кг/м2

Итого:

Постоянная расчетная плоская условно равномерно распределенная нагрузка на деревянные балки в спальнях и гардеробной составит:

qрп(2-4) = Σqр = 4.8 + 10.56 + 24.2 + 12.1 = 51.66 кг/м2

Примечание: Если в гардеробной (помещение 2-8) будут устанавливаться достаточно тяжелые платяные шкафы вдоль балок перекрытия, то для таких балок следует принять большее значение расчетной нагрузки.

Для наглядности полученные значения постоянных и временных нагрузок для различных помещений можно свести в отдельную таблицу.

На главную домой

Категории:
Оценка пользователей: Нет
Переходов на сайт:1
Комментарии:

Комментариев нет

Добавить свой комментарий:

Имя:

E-Mail адрес:

Комментарий:

Ваша оценка:

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье "Записаться на прием к доктору" (ссылка в шапке сайта).




советы по строительству и ремонту



После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью и адресом электронной почты. Если вы хотите задать вопрос, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Спасибо. Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий к соответствующей статье.

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

На всякий случай кошелек webmoney: R158114101090

Или: Z166164591614


Доктор Лом. Первая помощь при ремонте, Copyright © 2010-2016