Какие размеры балки для роликов если ширина проема 4 метра

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.

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: https://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: fнор = 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 Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

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: Wz = b · h3 /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.

Автор: Михаил Малофеев
Распечатать

Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор).

1. Сбор нагрузок

Перед началом расчета стальной балки необходимо собрать нагрузку, действующая на металлическую балку. В зависимости от продолжительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные.

К постоянным нагрузкам относятся:

собственный вес металлической балки;
собственный вес перекрытия и т.д.;

К временным нагрузкам относятся:

длительная нагрузка (полезная нагрузка, принимается в зависимости от назначения здания);
кратковременная нагрузка (снеговая нагрузка, принимается в зависимости от географического расположения здания);
особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д. В рамках данного калькулятора не учитывается);

Нагрузки на балку разделяют на два типа: расчетные и нормативные. Расчетные нагрузки применяются для расчета балки на прочность и устойчивость (1 предельное состояние). Нормативные нагрузки устанавливаются нормами и применяется для расчета балки на прогиб (2 предельное состояние). Расчетные нагрузки определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент нагрузки по надежности. В рамках данного калькулятора расчетная нагрузка применяется при определении прогиба балки в запас.

Общий расчет металлоконструкций можно почитать нашем сайте.

Нагрузки можно собрать на нашем сайте.

После того как собрали поверхностную нагрузку на перекрытие, измеряемой в кг/м2, необходимо посчитать сколько из этой поверхностной нагрузки на себя берет балка. Для этого надо поверхностную нагрузку умножить на шаг балок(так называемая грузовая полоса).

Например: Мы посчитали, что суммарная нагрузка получилась Qповерхн.= 500кг/м2, а шаг балок 2,5м. Тогда распределенная нагрузка на металлическую балку будет: Qраспр.= 500кг/м2 * 2,5м = 1250кг/м. Эта нагрузка вносится в калькулятор

2. Построение эпюр

Далее производится построение эпюры моментов, поперечной силы. Эпюра зависит от схемы нагружения балки, вида опирания балки. Строится эпюра по правилам строительной механики. Для наиболее частоиспользуемых схем нагружения и опирания существуют готовые таблицы с выведенными формулами эпюр и прогибов.

3. Расчет по прочности и прогибу

После построения эпюр производится расчет по прочности (1 предельное состояние) и прогибу (2 предельное состояние). Для того, чтобы подобрать балку по прочности, необходимо найти требуемый момент инерции Wтр и из таблицы сортамента выбрать подходящий металлопрофиль. Вертикальный предельный прогиб fult принимается по таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия). Пункт2.а в зависимости от пролета. Например предельный прогиб fult=L/200 при пролете L=6м. означает, что калькулятор подберет сечение прокатного профиля (двутавра, швеллера или двух швеллеров в коробку), предельный прогиб которого не будет превышать fult=6м/200=0,03м=30мм. Для подбора металлопрофиля по прогибу находят требуемый момент инерции Iтр, который получен из формулы нахождения предельного прогиба. И также из таблицы сортамента подбирают подходящий металлопрофиль.

4. Подбор металлической балки из таблицы сортамента

Из двух результатов подбора (1 и 2 предельное состояние) выбирается металлопрофиль с большим номером сечения.

Размеры балок. Вес и обозначение балок

Существует множество видов балок. Их разделяют по назначению: фундаментные, для перекрытий, опорные; по материалу: стальные, деревянные, железобетонные. В большинстве случаев вся информация заложена в обозначении элемента, но понятна она только специалистам. Чтобы выяснить, что скрывается за аббревиатурами в названиях, как узнать размеры балок, определить вес, нужный вид, рассмотрим основные категории строительных изделий.

Общее понятие

Балка – горизонтальный несущий элемент конструктивной системы, имеющий от одной до нескольких точек опоры. Она может перекрывать как один (разрезная), так и несколько пролетов (неразрезная). По материалу балки разделяют на:

Металлические (стальные).
Деревянные.
Железобетонные.

Их применяют в строительстве в качестве несущих конструкций, работающих на изгиб, и в машиностроении (например, как элемент мостового крана).

Металлические балки

Самая большая группа. Классификация, по которой можно получить общее представление о балках из металла:

1. По рабочей схеме:

1.1. Однопролетные (разрезные).

1.2. Многопролетные (неразрезные).

1.3. Консольные (с одной опорой в виде защемления).

Разрезные являются наиболее удобными для изготовления и монтажа в сравнении с многопролетными. Неразрезные балки целесообразно устанавливать на надежные опоры, где нет опасности неравномерного их проседания.

2. По виду сечения:

2.1. Прокатные (однотавровые, двутавровые, сквозные).

2.2. Составные: сварные, болтовые, клепаные.

Самыми распространенными в применении считаются балки двутавровые – они просты при производстве и универсальны в использовании. Далее именно их и рассмотрим.

Параметры балки двутавровой

Металлические изделия отличаются своей надежностью и высокими техническими показателями. Двутавровые балки – не исключение. Их относят к разряду сортового проката, производство ведется по техническим условиям. В свою очередь, ТУ опираются на требования, которым должна соответствовать балка: ГОСТ 535-2005 «Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества» их регламентирует.

По виду профиля балки могут быть:

1) С параллельными полочками:

1.1) Нормальные (Б).

1.2) С широкой полочкой (Ш).

1.3) Колонные (К).

В наименовании изделия вид профиля всегда зашифрован. Например, балка 20б1 размеры подразумевает такие: высота 20 см, Б – нормальная, ширина полочки – 100 мм (10 см).

2) С уклоном внутренних граней:

2.1) Обычные – 6-12% уклона.

2.2) Специальные: М – для подвесных путей кранов и другого оборудования (≤12%).

2.3) С – для армирования стволов шахт (≤16%)

Балка двутавровая: размеры и вес

Данные величины зависят друг от друга, а также от типа стали, примененного для производства. Чтобы определить их, необходимо воспользоваться справочными таблицами. Где их взять?

Существуют сортаменты на основе ГОСТов 8239-89, 19425-74, 26020-83. По типу профиля выбирайте соответствующую таблицу, найдите в ней необходимые размеры балок, для каждого конкретного случая дана масса изделия на 1 погонный метр. Данная величина считается справочной, используется в расчетах, но на деле может незначительно отличаться от фактической (если производство ведут по ТУ).

Например: балка 20б1. Размеры по сортаменту: высота – 200 мм, ширина – 100 мм, толщина стенки – 5,6 мм, размер полочки – 8,5 мм, радиус закругления внутренней грани – 12 мм.

Балка двутавровая, размеры и вес которой указаны в таблице, является эталоном для данного вида. При покупке изделий производитель обязан представить информацию о фактических параметрах элементов клиенту.

Деревянные балки

Наиболее часто применяются в строительстве домов как элементы перекрытия полов, этажей, отделочного слоя потолка, как часть конструкции ферм, стропил для устройства крыш. Элемент представляет собой брус прямоугольного сечения с параметрами по высоте – 140-250 мм, по ширине – 50-160 мм. Длина может составлять от 2 до 5 метров (без учета величины опирания).

По составу брус может быть как цельным, так и клееным (многослойным). Для производства используют хвойные породы деревьев, поскольку они обладают хорошей эластичностью и работают на изгиб, что важно для несущих горизонтальных элементов.

Размеры деревянных балок зависят от величины нагрузки на будущее перекрытие, от типа заполнения объема конструктивного элемента (утеплители, накаты), от величины пролета. Все эти параметры регламентирует ГОСТ 4981-87 «Балки перекрытий деревянные».

Особенности установки

Перед применением деревянные элементы обязательно обрабатывают антисептическими составами, предотвращающими гниение, повреждение микроорганизмами и грызунами, а также повышающими огнестойкость брусьев.

Элементы перекрытий устанавливают в специально устроенные гнезда при ведении каменной кладки либо посредством врубки в верхний венец конструкции стен из различных деревянных материалов. Установку производят от крайних к центральным брусьям. Опорный конец должен быть не короче 15 см.

При укладке бруса на наружные стены свободные концы спиливают под 600, обрабатывают антисептиками и защищают рубероидом или толем.
При заделке балки в каменную кладку, конец бруса необходимо просушить и обработать битумом, чтобы предотвратить его гниение.
Заполнять пространственную нишу в стене следует утеплителем. Можно организовать деревянную коробку.
В толстых стенах обязательно нужно оставлять вентиляционный канал, по которому будет удаляться влага из свободного конца.
При тонких стенах (до двух кирпичей) пространство в нишах допустимо заполнять цементным раствором.
На внутренние стены балки укладывают на рубероидную прослойку.

Брус может быть заменен на бревно, диаметр которого соответствует высоте прямоугольного сечения элемента. Это экономично с точки зрения покупки материала, но стоит помнить, что фиксация должна производиться особым образом при помощи анкеров с заделкой в стены.

Железобетонные балки

Широко применяются в крупном строительстве жилых и общественных зданий.

Классифицируют балки по нескольким параметрам, основным можно считать разделение по назначению и виду сечения одновременно:

Фундаментные. Применяются для устройства оснований промышленных объектов и жилых домов в зонах повышенной сейсмической активности. Могут иметь Т-образный профиль или сечение в виде трапеции.
Стропильные двухскатные или односкатные системы служат для устройства перекрытий крыш в производственных и фермерских комплексах. Имеют выступы для крепления рельсов.
Прямоугольные балки с различными конфигурациями (однотавры, двутавры, L- и T-образные профили) служат для перекрытия пролетов фасадов, перекрытий длиной до 18 метров.

Размеры балок зависят от их назначения и имеют разные параметры. Например, стропильные конструкции имеют длину до 24 м, а рядовые элементы перекрытий могут опираться на пролет до 18 м. Остальные параметры определяются индивидуально для каждого изделия.

Размеры балок перекрытия можно узнать в каталогах Госстандарта или у конкретных производителей, поскольку они могут различаться. ГОСТ 20372-90 «Балки стропильные и подстропильные железобетонные» определяет основные требования к изделиям, материалам и армированию конструкции, на этой основе предприятия создают ТУ.

Основной расчет

Все строительные конструкции в советское время были разделены на серии. Существуют унифицированные каталоги ЖБИ, в которых приведены все виды и размеры блоков, балок, плит, производимых на заводах разных регионов. В табличных сводках представлены размеры всех частей элементов, их расчетная масса. Данная литература до сих пор может использоваться как справочная при проектировании зданий, но инженеры обязательно сравнивают данные ЖБИ с наличием таких изделий у современных поставщиков.

Существует несколько принципов, по которым обсчитывают балки железобетонные. Размеры должны соответствовать таким параметрам:

Высота составляет не менее 5% от длины перекрываемого пролета.
Ширину балки определяют соотношением 5:7 (ширина к высоте).
Армирование изделия производят по схеме: 2 прута снизу и сверху (сопротивление прогибу). Для каркаса берут стальные стержни диаметром 12-14 мм.

Таким образом можно определить требуемые размеры балки для конкретного участка.