Какую нагрузку выдерживает брус 100х100?

Что нужно для расчета нагрузки на брус?

Главным условием любого строительства является простота и надежность конструкции, но чтобы этого добиться, следует произвести правильные расчеты крепости материала. Так как для постройки деревянных домов, мансарды или чердачного помещения используется деревянный сруб к его выбору нужно подходить со всей ответственностью, ведь от того какую нагрузку выдерживает брус (100х100, 50х50, 150х150 и т. д.) напрямую будет зависеть долговечность, надежность и устойчивость построенного дома.

Рассчитываем нагрузку на брус

Для правильного подсчета выдерживаемой брусом нагрузки можно применить особые программы или формулы, но при этом в расчеты придется внести дополнительные нагрузки, напрямую влияющие на крепость конструкции. Чтобы рассчитать нагрузку на брус правильно придется указать снеговые и ветровые воздействия присутствующие непосредственно в регионе застройки, а также характеристики применяемых материалов (теплоизовер, брус и т. д.).

В этой статье мы рассмотрим, какую нагрузку выдержит брус размером 50х50,100х100,150х150 в различных конструкциях, таких как брусовый дом, деревянное перекрытие и стропильная система, а в качестве примера разберем последнюю, ведь это самая ответственная и сложная работа.

Таблица

На фото можно увидеть разновидности бруса, которые отличаются не только по форме, но и выдерживаемой нагрузке.

О чём пойдет речь:

Как влияет сечение сруба на его надежность?

При создании кровли обязательным условием ее надежности является сечение применяемого бруса и порода древесины, что влияет на долговечность.

Выполняя расчет собственноручно, потребуется учесть такие показатели, как:

какую массу имеют все кровельные строительные материалы;
вес отделки мансарды или чердака;
для стропильных опор и балок учитывается расчетное значение;
учитывается тепловое и осадочное воздействие природы.

Помимо этого придется указать:

расстояние между балками;
длина промежутка между стропильных опор;
принцип крепления стропил и конфигурация ее фермы;
тяжесть осадков и воздействие ветров на конструкцию;
остальные факторы, которые могут повлиять на надежность конструкции.

Все эти расчеты можно выполнить собственноручно при помощи специальных формул. Но более простым как по времени, так и по качеству будет расчет нагрузки бруса с помощью специальных программ, а еще лучше, когда эти подсчеты выполнит профессионал.

Каким требованиям должен отвечать брус?

Чтобы вся стропильная система была крепкой и надежной к качеству строительных материалов придется подойти со всей ответственностью. К примеру, на брусе должны отсутствовать дефекты (трещины, сучки и т. п.), а его влажность не превышать показатель в 20%. Помимо этого сруб любого размера (50х50, 100х100, 150х150 и т. д.) обязательно обрабатывается защитными средствами от шашеля и других насекомых, гниения и возгорания.

Также делая выбор материала, придется учесть, что на брус могут оказываться дополнительные нагрузки, такие как:

Непрерывные нагрузки бруса. К их числу относятся непосредственно сам вес всей стропильной системы, в которую входит: облицовочные и кровельные материалы, утеплители и т. д. Полученные данные на каждый материал суммируются.
Кратковременные нагрузки могут быть нескольких видов: особо редкие, непродолжительные и длительного воздействия. К первому виду относятся происшествия, которые случаются весь редко (землетрясения, наводнения и т. д.). Непродолжительными являются ветровые и снеговые воздействия, передвижение людей ремонтирующих крышу и т. п. Длительными нагрузками являются все остальные воздействия, осуществляющиеся в определенном промежутке времени.

Определяем ветровую и снеговую нагрузку на брус

Чтобы определить какую нагрузку выдерживает брус (100х100, 150х150,50х50 и др.) при ветровом и снеговом воздействии можно воспользоваться определенными таблицами.

Для выяснения снегового воздействия на стропила разного сечения применяют формулу S=Sg*µ.

Sg – является расчетным весом снега лежащего на земле, который воздействует на 1 м².

Важно! Это значение нельзя сравнивать с нагрузкой на крышу.

µ – это значение нагрузки на поверхность крыши, что изменяется от горизонтального до наклонного. Данный коэффициент может принимать различные значения, все зависит от уклона крыши.

При уклоне поверхности до 25 градусов µ принимает значение 1.

Когда наклон крыши лежит в диапазоне 25-60 градусов, µ составляет 0,7.

При уклоне в 60 и более градусов коэффициент µ не принимается в расчет так, как практически не воздействует на стропильную систему.

Помимо снеговой нагрузки перед строительством стропильной систему вычисляется ветровая нагрузка на деревянный брус 50 на 50, 100х100 и т. д. Если эти показатели не учесть, в результате все может закончиться плачевно. Для вычисления применяются табличные значения и формула W=Wo*k.

Wо – является табличным значением ветровой нагрузки по каждому отдельному региону.

k – это давление ветра, что имеет различные значения при изменении высоты. Эти показатели также являются табличными.

Изображенная на фото, таблица нагрузок бруса при воздействии стихий, несложная в использовании, нужно только помнить, что в 1-м столбце приведены значения для степных, пустынных регионов, рек, озер, лесостепи, тундр, берегов морей и водохранилищ. В следующей колонке внесены данные относящиеся к городской местности и районов с 10 метровыми препятствиями.

Важно! В расчетах желательно применять информацию по направлению движения ветра, ведь это может внести важную поправку к результатам.

По каким правилам рассчитывается нужное сечение бруса?

На подбор сечения сруба для стропильной системы влияет несколько параметров:

какая длина стропильной стройки;
расстояние между каждым последующим брусом;
полученные результаты расчетов нагрузки для соответствующего района.

На сегодняшний день для каждого определенного района существуют специальные таблицы с уже внесенными данными по нагрузочным значениям для стропильных систем. Как пример можно привести Московскую область:

чтобы установки мауэрлат можно применить брус сечением не ниже 100х100,150х100 и 150х150;
брус 200х100 можно использовать для диагональных ендов и стропильных опор (ног);
прогоны можно создать с древесины 100х100, 150х100 или 200х100;
сруб 150х50 станет оптимальным решением для затяжки;
в качестве стоек лучше всего использовать сруб 150х150 или 100х100;
стропило 150х50 подойдет для карниза, подкосов или же кобылки;
ригели лучше всего установить со стропил 150х100 или 200х100;
В качестве обшивки или лобовой можно применить доску не менее 22х100.

Указанные выше данные являются оптимальными, то есть менее этого значения материал применять нельзя. Также все размеры указаны в миллиметрах.

Подведем итог

Для создания надежной и долговечной деревянной конструкции нужно тщательно просчитать все возможные нагрузки, после чего только приобретать брус. Если правильность расчетов у вас вызывает сомнения лучше всего воспользоваться услугами профессионала или же применить специальную программу, которой будет вычислена допустимая нагрузка на брус (150х150, 100х100 и др.).

Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций

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

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

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.

Читать еще: Профилированный брус лунный профиль

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/м 2 , расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М_max = (q · L 2 )/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Площадь поперечного сечения, см 2 , при числе стержней

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение прогиба.

Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

Длина

Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски. Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.

При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.

Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого также изменится конечная несущая способность.

Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров. В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным. Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.

Общая информация по методологии расчёта

В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм. Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

Как рассчитать несущую способность и прогиб

Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

Расчёт прогиба деревянной балки является частью, представленной выше формулы. Буква М указывает нам на данный показатель. Чтобы узнать параметр применяется следующая формула:

M=(ql 2 )/8

В формуле расчёта прогиба есть всего две переменных, но именно они в наибольшей степени определяют, какой в конечном итоге будет несущая способность деревянной балки:

Символ q показывает нагрузку, которую способна выдержать доска.
В свою очередь буква l — это длина одной деревянной балки.

Насколько важно правильно рассчитать прогиб

Этот параметр крайне важен для прочности всей конструкции. Дело в том, что одной стойкости бруса недостаточно для долгой и надёжной службы, ведь со временем его прогиб под нагрузкой может увеличиваться.

Прогиб не просто портит эстетичный вид перекрытия. Если данный параметр превысит показатель в 1/250 от общей длины элемента перекрытия, то вероятность возникновения аварийной ситуации возрастёт в десятки раз.

Так зачем нужен калькулятор

Представленный ниже калькулятор позволит вам моментально просчитать прогиб, несущую способность и многие другие параметры без использования формул и подсчётов. Всего несколько секунд и данные по вашему будущему дому будут готовы.

Калькулятор для расчёта деревянных балок перекрытия

Одним из самых популярных решений при устройстве межэтажных перекрытий в частных домах является использование несущей конструкции из деревянных балок. Она должна выдерживать расчетные нагрузки, не изгибаясь и, тем более, не разрушаясь. Прежде чем приступить к возведению перекрытия рекомендуем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором и рассчитать основные параметры балочной конструкции.

Необходимые пояснения к расчетам

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

Читать еще: Укладка бруса и сборка углов

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

Какие нагрузки выдержит брус?

Дата публикации: 03.03.2018 00:00

Какие нагрузки выдержит брус?

Брус и бревно издавна использовали на Руси для строительства домов. Деревянные строения имеют целый ряд преимуществ:

Простота возведения здания.
Высокая скорость постройки;
Низкая стоимость.
Уникальный микроклимат. Деревянный дом «дышит», в нем воздух намного легче и приятнее;
Отличные эксплуатационные характеристики;
Деревянный дом хорошо держит тепло. Он теплее кирпичных зданий в 6 раз, а строений из пенобетона в 1, 5 раза;
Различные виды и размеры этого пиломатериала позволяют воплотить в жизнь самые разнообразные проекты и дизайнерские идеи.

Брус

Этот вид строительного материала представляет из себябревно прямоугольного сечения. Он считается самым дешевым пиломатериалом и в то же время очень удобным для строительства.

Изготавливают брус из пиловочных бревен, хвойных пород.

Виды бруса:

Двухкантный — обработаны (срезаны у бревна) только две противоположные стороны, а другие две оставлены закругленными.
Трёхкантный. Здесь срезаны три стороны.
Четырёхкантный–срезаны 4-истороны.

Размеры:

Стандартная длина бруса – 6 метров. Клееный брус – это сборная конструкция, поэтому здесь длина может достигать 18 метров.

Толщина от 100 до 250 мм. Размер шага сечения 25 мм, то есть толщина равняется 100, 125.
Ширина от 100 мм до 275 мм.

К выбору сечения бруса нужно подходить с особой тщательностью. Ведь от того какую нагрузку сможет выдержать этот строительный материал будет зависеть безопасность здания.

Для правильного подсчета нагрузки существуют особые формулы и программы.

Виды нагрузок

1. Постоянные. Это те нагрузки на брус, которые оказывает вся конструкция здания, вес утеплителя, отделочных материалов и кровли.

2. Временные. Эти нагрузки могут быть кратковременными, редкими и длительными. Сюда относятся движения грунта и эрозия, ветровые, снеговые нагрузки, вес людей при строительных работах. Снеговые нагрузки разные, они зависят от региона возведения строения. На севере снежный покров больше, поэтому нагрузка на брус будет выше.

Чтобы расчет нагрузки оказался верным в формулу (ее можно найти в интернете) надо вводить оба типа нагрузок, характеристику строительного материала, его качество, влажность. Особенно тщательно нужно высчитать нагрузку на брус при возведении стропиловки.

Какую нагрузку выдерживает брус 150х150Брус сечением 15 на 15 см широко используют при возведении зданий. Его применяют для изготовления подпорок, опалубка и для возведения стен, так как он выдерживает большие нагрузки. Но размер 15 на 15 лучше использовать для строительства домов в южных районах, на севере понадобиться дополнительное утепление стен, так как этот пиломатериал хранит тепло только при температуре воздуха –15 градусов. Но если использовать клееный брус этого размера, то он по своим теплосберегающим свойствам будет равняться брусу сечением 25 на 20 см.

Какую нагрузку выдерживает брус 100 на 100 мм

Этот брус уже не такой надежный, он выдерживает нагрузку меньше, поэтому его основное применение– изготовление стропиловки и перекрытия между этажами. Необходим он и при сооружении лестниц, изготовления подпорок, арок, оформления мансард, потолка дома. Можно из него сделать и каркас панельного одноэтажного дома.

Какую нагрузку выдерживает брус 50 на 50 мм

Брус 50х50 мм очень востребован. Без этого размера не обойтись при строительстве домов из бруса, та как он является вспомогательным материалом. Он, конечно, не подойдет для возведения стен, так как он выдерживает малую нагрузку, но для возведения обрешеток для внешней отделки стен, каркасов, перегородок необходим именно этот размер. Из бруса 50 на 50 делается каркас стены, на который потом прикрепляется гипсокартон. Здесь можно использовать самые разнообразные крепления от гвоздей до скоб или проволоки.

Вертикальная нагрузка на брус 100х100

История реставрации деревенского участка

Расчёт нагрузки на деревянный брус

Встал вопрос, какого сечения использовать пиломатериалы для постройки. К примеру, по периметру из чего делать пояс?

Тут выход один, надо брать формулу и считать.

Предположим, я решил использовать брус, сечением 10 см * 10 см. Расстояние между опорами — 3-и метра. Предположим, что брус из сосны. Для сосны расчетное сопротивления при изгибе составляет 140 кг/см2.

Теперь «нагрузим» брус массой в 1000 килограмм и посчитаем, какое сопротивление он будет испытывать и уложится ли оно в допустимое.

1,5 * 1000 килограмм * 300 сантиметров
___________________________________________________ = 450 кг/см2

10(высота бруса) * 10(ширина бруса) * 10(высота бруса)

Т.е. расчёты показывают, что при нагрузке в 1 тонну, выбранный брус будет испытывать сопротивление в 3-и раза больше допустимой рабочей величины.

Для бруса сечением 10 сантиметров на 15 сопротивление будет — 200 кг/см2.

Т.е. увеличивая площадь сечения бруса на 5-ть сантиметров мы получаем в 2-а раза более прочную конструкцию.

Таким образом, выбранный брус сечением 10 * 15 сантиметров при нагрузке в 700 килограмм и расстоянии между опорами в 3-и метра будет испытывать рабочее сопротивление, рекомендуемое СНИП-ом. Нагрузка более 2 тонн на данный брус может оказаться критической.

Натурные испытания бруса 10 * 10 показали, что при статической нагрузке по центру, в 80 килограмм, он прогибается на 3 миллиметра. При динамической нагрузке(т.е. имитации ходьбы) прогиб ещё более заметный(4-5 миллиметра).

Из всего перечисленного я делаю вывод, что для пояса моей постройки следует использовать брус сечением не менее 10 * 15 сантиметров.

Дата публикации: 03.03.2018 00:00

Простота возведения здания.
Высокая скорость постройки;
Низкая стоимость.
Уникальный микроклимат. Деревянный дом «дышит», в нем воздух намного легче и приятнее;
Отличные эксплуатационные характеристики;
Деревянный дом хорошо держит тепло. Он теплее кирпичных зданий в 6 раз, а строений из пенобетона в 1, 5 раза;
Различные виды и размеры этого пиломатериала позволяют воплотить в жизнь самые разнообразные проекты и дизайнерские идеи.

Брус

Читать еще: Как стыковать брус по длине?

Изготавливают брус из пиловочных бревен, хвойных пород.

Виды бруса:

Двухкантный — обработаны (срезаны у бревна) только две противоположные стороны, а другие две оставлены закругленными.
Трёхкантный. Здесь срезаны три стороны.
Четырёхкантный–срезаны 4-истороны.

Размеры:

Толщина от 100 до 250 мм. Размер шага сечения 25 мм, то есть толщина равняется 100, 125.
Ширина от 100 мм до 275 мм.

Для правильного подсчета нагрузки существуют особые формулы и программы.

Виды нагрузок

Какую нагрузку выдерживает брус 100 на 100 мм

Какую нагрузку выдерживает брус 50 на 50 мм

Расчет деревянной стойки для беседки подразумевает собой нахождение оптимального сечения данной стойки. Задача это не сложная и сводится к проверке стойки на прочность и устойчивость. Проверку будем проводить согласно своду правил СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции».

Зададимся исходными данными.
1. Беседка размерами AxB = 5х3.2 м
2. Высота беседки H – 2.9 м
3. Материал беседки – сосна, 2 сорт
4. Район строительства – г. Москва (нормативная снеговая нагрузка 150 кг/м2)
5. Перекрытие – по стойкам по длине 5 метров идут балки 200х100, а между балками с шагом 1м идут вспомогательные балки сечением 100х100
6. Плотность дерева 500 кг/м3
7. Стык стойки с фундаментом – жесткий (стойка заливается бетоном на высоту 1 метр)
8. Соединение стойки и перекрытия – шарнирное (через металлические кронштейны)

Схема закрепления стойки получилась «Заделка-Шарнир». Связи между стойками в данном случае не требуются.

Действие ветра не учитываем, поскольку беседка ничем не зашита.

Рассчитывать будем стойку №3. Данная стойка собирает на себя всю нагрузку с грузовой площади №3 (2.5м * 1.6м = 4м2).

Разберем отдельно каждую нагрузку:

1. Расчетная снеговая нагрузка — 150 кг/м2 * 1.4 * 4м2 = 840 кг. Где 150 кг/м2 – нормативная снеговая нагрузка; 1.4 – коэффициент надежности по снеговой нагрузке; 4м2 – грузовая площадь.

2. Расчетная нагрузка от массы балки 200х100 – 0.2м * 0.1м * 2.5м * 500 кг/м3 * 1.2 = 30 кг. Где 0.2м – высота сечения; 0.1м – ширина сечения; 2.5м – длина балки, попавшая в грузовую площадь; 500 кг/м3 – плотность дерева; 1.2 – коэффициент надежности по нагрузке.

3. Расчетная нагрузка от массы вспомогательных балок 100х100 – 0.1м * 0.1м * 1.6м* 500 кг/м3 * 3шт * 1.2 = 28.8 кг. Где 0.1м – ширина и высота сечения; 1.6м – длина балки, попавшая в грузовую площадь; 500 кг/м3 – плотность дерева; 3шт – количество балок, попавших в грузовую площадь; 1.2 – коэффициент надежности по нагрузке.

4. Расчетная нагрузка от массы перекрытия толщиной 50 мм – 0.05м * 4м2 * 500 кг/м3 * 1.2 = 120 кг. Где 0.05м – толщина перекрытия; 4м2 – грузовая площадь; 500 кг/м3 – плотность дерева; 1.2 – коэффициент надежности по нагрузке

5. Собственная масса стойки – для подсчета условно принимаем стойку сечением 100х100. Тогда нагрузка = 0.1м * 0.1м * 2.9м * 500 кг/м3 * 1.2 = 17.4 кг. Где 0.1м – ширина и высота сечения; 2.9м – высота стойки; 500 кг/м3 – плотность дерева; 1.2 – коэффициент надежности по нагрузке.

Теперь просуммируем все нагрузки на стойку:

Также нагрузку мы могли собрать в расчете на сайте.

Нагрузка в калькуляторе 10.438 кН практически совпала с посчитанной нами 10.36 кН. Разница возникла из-за разных плотностей дерева (в калькуляторе принята 600 кг/м3) и коэффициентов надежности для балок и стойки.

Данная проверка выполняется по следующей формуле:

Где P – нагрузка на стойку (10.36 кН)
А – сечение стойки (необходимо найти)
Rc – расчетное сопротивление дерева на сжатие вдоль волокон

Расчетное сопротивление дерева на сжатие вдоль волокон Rс найдем по формуле

Сильно вникать в формулу не будем, но если кратко, то берется расчетное сопротивление в идеальных условиях и умножается на ряд коэффициентов, которые чаще всего уменьшают нам расчетное сопротивление. В нашем случае, согласно пунктов 6.1 и 6.9 СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции», мы умножаем на следующие коэффициенты:

Mдл = 0.66 – коэффициент, характеризующий режим работы балки (для совместного действия постоянной и кратковременной нагрузки).
Mв = 0.9 – нормальные условия эксплуатации (влажность древесины меньше 12%, максимальная относительная влажность воздуха при 20 градусах – 65%)
Mт = 0.8 – для температуры воздуха 50 градусов
Mсс = 0.9 – для срока службы сооружения 75 лет

По таблице 3 данного СП расчетное сопротивление для 2 сорта древесины равно 19,5 МПа. Умножим это сопротивление на вышеперечисленные коэффициенты.

8,34 Мпа – это то сопротивление, которое мы дальше будем принимать в расчетах.

Зная нагрузку на стойку P и расчетное сопротивление дерева на сжатие Rc, найдем площадь сечения А.

Зная необходимую площадь, и то, что она квадратная – найдем сторону квадрата:

Принимаем сечение стойки 50х50 мм.

Проверка на устойчивость выполняется по той же формуле, что и на прочность, за исключением добавлением одного коэффициента ϕ

Устойчивость будем проверять уже для прошедшей проверку на прочность стойки 50х50.

Гибкость такой стойки будет равна:

Где Lрасч – расчетная длина стойки; Lрасч = H * µ = 2900 мм * 0.8 = 2320 мм (для схемы заделка-шарнир µ = 0.8)

ri – радиус инерции; ri = 50 / корень(12) = 14.4 мм (посчитать можно здесь)

Далее, поскольку λ>70, коэффициент ϕ найдем по формуле:

Где А для древесины равен 3000

Зная коэффициент ϕ, проверим стойку сечением 50х50 мм на устойчивость:

Получили значение напряжений 35.72 МПа, что гораздо больше предельно допустимого Rc=8.34 МПа. Следовательно, надо увеличить сечений стойки. Возьмем сечение 75х75 мм.

Подставим коэффициент ϕ в формулу устойчивости:

Условие устойчивости выполняется, значит, окончательно принимаем стойку сечением 75х75 мм.

Также расчет стойки онлайн можно было выполнить у нас на калькуляторе.