Как определить нагрузки на чердачные перекрытия в деревянном доме?
Для проекта дома из клеенного бруса необходимо определить сечение балок перекрытия, которые выдержат нагрузки (чердак будет использоваться под жилье). Подскажите, как определить нагрузки на чердачные перекрытия в деревянном доме?
комментировать
в избранное
Свято слав [786]
7 лет назад
Поскольку нет описания конструкции перекрытия, то предлагаю принцип решения задачи с произвольным вариантом. Допустим конструкция перекрытия следующая (слои снизу вверх):
- Шпаклевка 2 мм (удельный вес ок.1300 кг/м3),
- Лист ГКЛ толщ.9,5 мм (уд.вес 1460 кг/м3),
3. Балка деревянная (клеен.брус сосна уд.вес 500 кг/м3),
- Минвата ISOVER (уд. вес 40 кг/м3), укладывать в качестве звукоизоляции между балками.
- Доска обрезная (черный пол) сосна толщ.50 мм (уд.вес 500 кг/м3),
- Подложка под ламинат (15 кг/м3),
- Ламинат толщ.7 мм (уд.вес 900 кг/м3).
Это мы определились с конструктивом. Теперь определим: сколько весит 1 м2 такого перекрытия (с учетом собственного веса балки, в расчет принимаю брус сечением 200х200 мм).
Сбор нагрузок на 1 кв.м. перекрытия:
- Шпаклевка: 0,002х1х1х1300=2,6 кг (0,026 кН),
- Лист ГКЛ толщ.9,5 мм: 0,0095х1х1х1460=13,8 7 кг (0,014 кН),
- Балка деревянная 200х200 мм : 0,2х0,2х1х500=20 кг (0,02 кН),
- Минвата ISOVER толщ.200 мм (2 слоя): 0,2х1х1х40=8 кг (0,008кН),
- Доска обр. толщ.50 мм: 0,05х1х1х500=25 кг (0,025 кН),
- Подложка под ламинат: 0,005х1х1х15=0,075 кг (можно пренебречь),
- Ламинат толщ.7 мм: 0,007х1х1х900=6,3 кг (0,0063 кН).
ИТОГО: 75,78 кг (0,076кН)
Коэффициент надежности по нагрузке 1,3 (смотри СП 20.13330.2011 табл.7.1)
ИТОГО: 75,78х1,3=98,51 кг/м2
- Вес людей мебели и т.д. 150 кг/м2 (табл.8.3 СП 20)
С коэф. 1,3: 150х1,3=195 кг/м2.
ВСЕГО: 98,51+195=293,51 кг/м2.
С учетом коэффициента надежности 1,1 принимаем в расчет: 293,51х1,1=323 кг.
Это мы определили расчетную нагрузку на 1 м2 перекрытия.
Следующий этап расчета — это на основании конструктивной схемы (планов) определить максимальный пролет, затем максимальный изгибающий момент.
Допустим пролет 5м, шаг балок 1м, сечение бруса 200х200 мм, тогда:
Wтреб=721 см3
ВЫВОД: при таких условиях запас прочности 100%, достаточно сечение бруса 100х200 мм.
Вобщем, примерно так.
Если не очень понятно, то посмотрите ссылку:
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
oldes t [36.6K]
7 лет назад
Нагрузки на чердачное перекрытие складываются из суммы, в которой одно из слагаемых – это собственный вес всех конструктивных элементов перекрытия (межбалочного заполнения, самих балок, зашивки), а второе – эксплуатационные нагрузки, в том числе вес людей, которые будут ходить поверх перекрытия. При условии, что в качестве утеплителя используются достаточно легкие материалы (типа минеральной ваты) практика свидетельствует, что нагрузка от собственного веса составляет порядка 50 кг на м кв. Чтобы рассчитать величину эксплуатационной нагрузки, надо воспользоваться указаниями СНиПа 2.01.07-85.
Порядок подсчета нагрузок следующий:
• величина нормативного значения нагрузки умножается на коэффициент запаса – 70х1,3. Результат 91 кг/кв.м;
• сумма двух нагрузок составит 91+50=141 кг/кв.м;
• если для утепления перекрытия будут использоваться более тяжелые материалы или предполагается на чердаке хранить что-то обладающее достаточно большим весом (материалы, вещи и пр.), то значение нормативной нагрузки на чердачное перекрытие следует принимать равным 150, а общая нагрузка составит 150х1.3+50=245кг/кв. м;
• если чердак предполагается использовать в качестве мансарды, то к величине подсчитанной нагрузки надо добавить вес полов и мебели. В этом случае величина нагрузки увеличится до 350-400 кг/кв.м.
Ниже прилагаю таблицу, по которой можно без расчетов, исходя из величины нагрузки в 245 кг/кв.м, определить размеры балок, которые следует использовать для создания чердачного перекрытия.
Расчет балок чердачного перекрытия для частного дома
Чердачное перекрытие должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нужную нагрузку. На прочность перекрытия влияют несколько параметров, которые можно менять — величина пролета, поперечное сечение балок, шаг их установки, связи между балками…
Рассмотрим подробнее, как подобрать балки чердачного перекрытия для частного дома, методику их расчета, варианты конструкций.
Факторы определяющие нагрузку на перекрытие
Нагрузка на чердачное перекрытие создается:
-
весом самого перекрытия;
Если для создания чердачного перекрытия используется только деревянные детали и обычные легкие утеплители, то удельный вес самого перекрытия можно принять равным 50 кг/м кв. без детальных расчетов.
Если дополнительно используется стяжка и простенки, то их удельный вес нужно прибавить. Обычно, при использовании сухой стяжки и легких пустотелых межкомнатных перегородок, удельную нагрузку от деревянного перекрытия и этих конструкций принимают равной не менее 100 кг/м кв.
Определение нагрузки на чердачное перекрытие
Временная эксплуатационная нагрузка может быть разной в зависимости от предназначения и использования чердачного помещения.
-
Если помещение совсем не эксплуатируется, то удельная эксплуатационная нагрузка согласно СНиП принимается не менее 100 кг/м кв. (75 кг х 1,3 — коэфф. надежности ).
Тогда общая удельная нагрузка на чердачное перекрытие составит 100 + 50= 150 кг/м кв.
Определение сечения и шага установки балок
Ранее были определены исходные данные для расчета:
— общая удельная нагрузка на чердачное перекрытие;
— величина пролета между несущими стенами;
Можно воспользоваться таблицами подбора балок для чердачного перекрытия, которые приведены в СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом»,
Для не эксплуатируемого чердака предлагается следующее сечение балок перекрытия и шаг их установки в зависимости от величины перекрытия. Но здесь временная эксплуатационная нагрузка принята 35 кг/м кв. – это весьма редкое посещение чердака только одним человеком. При этом обеспечивается прогиб балки не более 1/360 от длины пролета.
Следующая таблица для межэтажных перекрытий с удельной нагрузкой 240 кг/м кв. Максимальный прогиб балки также предусматривается не более 1/360 кг/м кв.
Также для проектирования балок существуют свои методики расчетов, а на любительском уровне применяются различные программы и калькуляторы. Можно ознакомиться: Калькулятор — Как узнать примерные размеры и сечение балок перекрытия для ознакомления
Какие связи нужно применять между балками из досок
Если в качестве балок используются деревянные доски (не шире 80 мм при высоте до 250 мм), то необходимо предусмотреть меры препятствующие скручиванию балок. Достаточно будет, если доски сверху и снизу будут обшиты (связаны между собой) сплошным настилом из листовых жестких материалов типа ДСП, ЦСП, ОСБ, фанера… толщиной не менее 12 мм, для шага установки балок не более 600 мм.
Стыки обшивки должны располагаться по центру балок. Крепление обшивок осуществляется саморезами с шагом 200 мм на глубину 40 мм.
В результате будет образован каркас, который не только препятствует скручиванию, но и увеличивает сопротивляемость на прогиб и склонность к вибрации.
С одной стороны также каркас может быть сформирован рейками контробрешетки, которые устанавливаются перпендикулярно к балкам с шагом не более 600 мм и сечением не менее 20Х90 мм. Обрешетка может быть обшита менее жестким материалом – ГВЛ, ГКЛ.
Если верхняя сплошная обшивка балок-досок не предусматривается, а также отсутствует контробрешетка, то упрочнение каркаса осуществляют вертикальными распорками. Они вставляются между балок и крепятся к ним металлическими уголковыми элементами, их сечение от 40Х100 мм. Шаг установки таких связей не более 2,1 метра, но обычно их ставят по местам стыка потолочной обшивки, при этом нижнюю контробрешетку не делают.
При выборе досок для перекрытия следует учитывать, что широкие ровные доски дороже чем узкие (при расчете за 1 м куб).
Высоту доски (высоту балки) нужно подбирать исходя из принятого решения о размещения всего слоя утеплителя и строительстве контрообрешетки.
Шаг балок может быть уменьшен, исходя из целесообразности закрепления обшивки, кратности размеру листов.
Расчет деревянной балки чердачного перекрытия
Расчет деревянной балки перекрытия, о котором подробно можно прочитать в статье «Чердачное перекрытие по деревянным балкам», производится в следующем порядке.
Определяются нагрузки на перекрытие в расчете на 1 м 2 . Нагрузки на перекрытие создаются весом деталей перекрытия и временной эксплуатационной нагрузкой — вес людей, материалов, складируемых на перекрытии и т.п.
Для чердачного перекрытия по деревянным балкам с легким эффективным утеплителем постоянную нагрузку от веса перекрытия обычно принимают не делая расчетов в размере 50 кгс/м 2 .
Руководствуясь СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», определяем временную эксплуатационную расчетную нагрузку для чердачного перекрытия: 70 кгс/м 2 х 1,3 = 91 кгс/м 2 ,
где 70 кгс/м 2 — нормативное значение нагрузки на чердачное перекрытие;
1,3 — коэффициент надежности.
Таким образом, общая расчетная нагрузка на чердачное перекрытие в доме составит, округляя в большую сторону, — 150 кг/м 2 (50 кгс/м 2 + 91 кгс/м 2 ).
Если чердак планируется использовать как неотапливаемое помещение, например, для хранения материалов, то расчетную нагрузку следует увеличить. Нормативное значение нагрузки на перекрытие в этом случае принимаем как для межэтажного перекрытия 150 кгс/м 2 .
Тогда расчетная временная эксплуатационная нагрузка составит 150 кгс/м 2 х 1,3 = 195 кгс/м 2 . В результате общая расчетная нагрузка на чердачное перекрытие буде равна 250 кгс/м 2 (50 кгс/м 2 + 195 кгс/м 2 ).
Если чердак в будущем планируется переделать под мансардные отапливаемые помещения с устройством стяжек, полов, перегородок, то общую расчетную нагрузку увеличивают еще на 50 кгс/м 2 , до 300 кгс/м 2 .
По известным нагрузке на перекрытие и длине перекрываемого пролета определяют сечение деревянной балки и расстояние между центрами балок — шаг балок.
Для этого используют таблицы из справочников и программы калькуляторы.
Например, в СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом», таблица Б2, для эксплуатируемого чердака приведены размеры балок из досок:
В таблице Б-2 длина пролетов определена для значения расчетной равномерно распределенной нагрузки на перекрытие не более 2,4 кПа =240 кгс/м 2 ., и максимальном прогибе балки не более 1/360 длины пролета в свету.
В том же СП для не эксплуатируемого чердака предлагаются следующие размеры балок:
В таблице Б-3 расчет сделан для временной эксплуатационной нагрузки всего 0,35 кПа=35 кгс/м 2 ., и максимальном прогибе балки не более 1/360 длины пролета в свету. Такое перекрытие рассчитано на редкое посещение чердака людьми.
Шаг балок не обязательно выбирать тот, что указан в таблице. Для балок из досок выгоднее выбрать шаг, кратный размеру листов подшивки, чтобы листы крепить прямо к балкам, без обрешетки.
Купить товары Для дома и ремонта
10% скидка, но не более 500 руб. по промокоду: DM-AF — на первый заказ, при покупке от 1000 руб. до 31.03.2023
Высоту балки целесообразно выбрать такой, чтобы в межбалочном пространстве разместилась теплозвукоизоляция необходимой по расчету высоты. При этом, следует помнить о том, что цена 1 м 3 широких досок выше, чем узких.
Программу-калькулятор для расчета деревянных балок (файл Excel) можно скачать, если перейти по этой ссылке и в открывшемся окне, в меню слева вверху, выбрать «Файл» > «Скачать».
Для расчета балок чердачного перекрытия в соответствующих окнах программы указывают длину перекрываемого пролета, сечение и шаг балки. В окне программы «при относительном прогибе» следует для чердачного перекрытия выбрать значение 1/200, а в окне «нагрузка по площади» — указать общую нагрузку на перекрытие (150 или 250 или 300 кг/м 2 , как указано выше).
Подбирают сечение и шаг балки таким образом, чтобы запас по прогибу был не менее 1,5 раза.
Следующая статья:
Полы по грунту — общее представление
Предыдущая статья:
Что входит в 400 кг/м2, допустимой нагрузки на перекрытие?
Кто-то мне писал в ответах, что показатель статической нагрузки и к нему нужно ещё прибавить динамискую нагрузку. Т. е. бегающих детей, падающую гирю на пол, и пляшущих гостей на свадьбе))) Но тогда вв чём её отличие от нагрузки на нежилой чердак? На чердаке всё тоже за исключением мебели, но нагрузка 200 кг/м2.
Вопрос задую потому-что балки которые я выбрал выносят нагрузку 507 кг/м2, при допустимой 400 кг/м2.
Дополнен 7 лет назад
Динамическая нагрузка это вообще тупое определение. Я могу при желании и бетонный пол разломать.
Лучший ответ
Динамическая нагрузка, это не только вертолёт приземляющийся на крышу и даже не топот стада слонов, но в основном, ветровые, снеговые нагрузки и устойчивость грунта. Всё остальное усреднённое. Не нужно предполагать что нагрузку воспринимает только балка. Она её передаёт, на стены дома, а они на фундамент. Для того, чтобы распределить нагрузку и делают, или меньше шаг балок или их поперечное сечение. Так же разгружают путём установки колонн, промежуточных перегородок, упоров, ригелей и т. д. Чтобы точно рассчитать нагрузки, простых калькуляторов не достаточно. Тут программы по серьёзнее необходимы, типа САПР Лира или Мономах.
Павел ЗемятинНовичок (0) 7 лет назад
Или логика. Просто посмотреть на балку и можно понять чего она стоит.
Швед Роман Просветленный (49862) Согласен! Вы же не пятиэтажку строите, где расчёты ведёт не один конструктор.
Остальные ответы
во-первых, есть такой показатель-статический и динамический момент инерции а во-вторых, прочность материала чердачного перекрытия и многоэтажного дома разные. И нормы разные. Отсюда и плясать надо для расчетов
Павел ЗемятинНовичок (0) 7 лет назад
400 кг/м2 это для малоэтажных. Деревянное перекрытие.
Алексей Валиев Мыслитель (5197) плюс вес самого чердака
динамика и статика для жилого етажа стоят со знаком плюс . Чердак — не жилое помещение, там пръгать никто не будет
Павел ЗемятинНовичок (0) 7 лет назад
Понятно. Но всё же если я выбрал балку которая выдерживает 507 кг/м2, с шагом 57 см, она подходит по прочности с учётон допустимых 400 кг/м2? Брать с запасом 1000 кг/м2 я не хочу, не целесообразно и перекрытие будет сильно громоздким и бессмысленно мощным для дачного дома.
Степан Искусственный Интеллект (391376) да нормально
Никакие динамические нагрузки не учитываются при расчётах. Только временные и постоянные статические нагрузки.