Вибір дерев’яного перекриття обумовлений найчастіше екологічністю матеріалу та легкістю монтажу. Перекриття прослужить довго і буде надійним, якщо правильно розрахувати балки. Головна умова визначення необхідних розмірів перерізу — забезпечення міцності конструкції.
Конструкція дерев’яного перекриття

Дерев’яне перекриття поступається за показниками міцності і жорсткості залізобетону, тому його влаштовують у житлових будинках до чотирьох поверхів. Виготовляють балки з лісу хвойних порід (сосна, ялина, ялиця і т. д.). Довжина балок найчастіше становить 5-6,5 м. В кам’яних будівлях балки укладають на відстані (по осі), кратному розміру цегли або блоків.

В зовнішні кам’яні стіни балки закладаються глухим і відкритим способом. Не залежно від способу обробки необхідно передбачити заходи щодо запобігання конденсації парів повітря в гніздах стін. Це відбувається при їх товщині менше ніж у дві цеглини. У більш товстих стінах конденсат у гніздах не утворюється.
Глибина гнізда для опори балки в кам’яних будівлях, виходячи з міцності кладки на стиск, приймається 0,6–0,8 h (h — висота балки). Мінімально допустимий розмір опори становить 150 мм. Зазвичай він приймається 180-200 мм. При цьому балка не повинна доходити до стіни на 3-6 см, щоб забезпечити доступ повітря до її торця.
Балки перекриття просочуються антисептичними складами, а кінець обов’язково ізолюють двома шарами гідроізоляції (толь, пергамін). Місце між стіною і бічною поверхнею балки заповнюється розчином.
Кожну третю балку необхідно з’єднати анкером з зовнішньою стіною. Анкер одним кінцем закладається в стіну, дугою кінець кріпиться до балки. Між собою вони з’єднуються при опорі на внутрішні стіни.
Чорнова підлога настилається двома способами:
Щити або дошки укладаються на черепні бруски за допомогою накладних планок.
Суцільна укладання щитів (дощок) безпосередньо на черепні бруски.
Балки і лаги підбиваються знизу щитами з тонкої дошки, ГКЛ, ГВЛ, ОСП або іншими листовими матеріалами. Стелиться мембранна ізоляція, на яку укладається тепло — і звукоізоляційний шар. Це може бути насипний, плитковий або рулонний утеплювач, закладений між балками.

На теплоізоляції також влаштовується шар пароізоляції. Далі проводиться влаштування чистої підлоги, який може кріпитися до лагів або безпосередньо до балок. Лаги укладаються на балки перекриття. Між утеплювачем і верхнім краєм балок залишається зазор для доступу повітря до дерев’яних конструкцій перекриття.
Покриття підлоги і стелі залежить від експлуатаційних показників приміщення і дизайнерського рішення інтер’єру. По дерев’яних балках можна робити практично будь-пол (дощана, паркет, лінолеум, керамічна плитка тощо).
Балки один до одного кріпляться за допомогою спеціальних металевих виробів.
Визначення розмірів перерізу дерев’яної балки за формулами

Частіше несучі елементи міжповерхового або горищного перекриття являють собою балки з одним проходом і вільним обпиранням на несучу стіну або стовп.

Вони сприймають вигин від ваги всього перекриття і тимчасової корисного навантаження (меблі, люди тощо). Розрахунковим шляхом визначаються необхідні розміри балки. Умовою для цього є задана міцність і жорсткість несучого елемента.
Для визначення навантажень на балку щільність деревини хвойних порід для конструкцій приміщень з нормальним режимом експлуатації приймається 500 кг/м3. Для вологих приміщень і споруд на вулиці — 600 кг/м3.

Межа міцності хвойної деревини, що працює на вигин, становить 75 МПа. Показник жорсткості (модуль пружності Е) визначає її здатність деформуватися при дії будь-яких навантажень.
Для нормальних умов експлуатації конструкцій при дії навантажень:
Е = 10 000 Мпа — уздовж волокон;
поперек волокон показник Е зменшується майже в 50 разів.
На показники надійності деревини також впливає температура. В разі її підвищення межа міцності і модуль пружності зменшуються. При цьому підвищується крихкість дерев’яних виробів. Те ж відбувається і при дії негативних температур.
Для розрахунку будь-якої конструкції визначаються нормативні і розрахункові навантаження. Розрахункове навантаження отримують, помноживши величину нормативного навантаження на n — коефіцієнт надійності (перевантаження), який враховує, в яких умовах працює конструкція.
(далі частина формул не пишеться у вк текстом, дивимося прикладений скрін)
На міцність балка перевіряється за дії максимального моменту вигину:
σ = М/Wр ≤ Rі
σ — напруження в балці;
Wр — розрахунковий момент опору;
Rі — розрахунковий опір вигину, яке для деревини хвойних порід одно 13 МПа.
Підбір перерізу розраховується, виходячи з необхідного моменту опору Wтр:
Wтр = М / Rі
Перевірка жорсткості проводиться на дію нормативних навантажень:
формула
f — граничний прогин балки;
l — розрахунковий проліт балки в см;
f/l — відносний прогин, який не повинен перевищувати: 1/250 — для перекриттів між поверхами; 1/200 — для перекриттів горища;
J — момент інерції в см4;
qн — нормативна навантаження в кг/пог. см;
Е = 10 000 МПа, 100 000 кг/см2 — модуль пружності деревини;
з — гранично допустимий коефіцієнт для відношення l/h, де h — висота перерізу балки: 18,4 — для міжповерхових перекриттів; 23,0 — для горищних перекриттів.
У випадку, коли l ≤ ch, балки перевіряються тільки на міцність. Якщо l > ch, вони перевіряються тільки на твердість.
Для прикладу розрахуємо дерев’яну балку міжповерхового перекриття. Проліт l = 4,5 м; вага перекриття — g = 200 кг/м2; тимчасова навантаження p = 150 кг/м2; відстань на плані між осями балок а = 0,9 м; матеріал балки — сосна Rі = 130кг/см2; m-коефіцієнт умови роботи — 1,0.
Розрахункове навантаження на 1 пог. м елемента:
q = (днп + рнп1) · a = (200 ∙ 1,1 + 150 ∙ 1,4) ∙ 0,9 = 387 кг/пог. м
n, n1 — коефіцієнти надійності постійної і тимчасової корисної навантажень.За спеціально розрахованим таблиць можна підібрати прямокутний перетин елемента — bхh. Приймаємо брус 8х24 см (W = 768 см3). У розглянутому випадку відношення l/h = 450 : 24 = 18,75, а гранично допустиме з = 18,4 — для міжповерхових перекриттів. Виходячи з цього, розрахунок на прогин не проводиться.
Розрахунок дерев’яної балки за графіком

Для зручності підбору балок дерев’яного перекриття за наведеними формулами складені графіки, за якими, маючи значення l і q, знаходять ширину і висоту балки. Горизонтальна лінія а–а визначає кордон, де розрахунок ведеться або на міцність, або на прогин.

Якщо точка перетину l і h нижче лінії а — а, розрахунок ведеться на міцність по розрахункової навантаженні, вище лінії а–а — розрахунок ведеться на прогин з нормативної навантаженні. Даний графік має наступні показники:
Е = 130 кг/см2; f = 1/250 l; Е = 100 000 кг/см2; мн = 1,0.
При зміні цих величин знаходиться відносне підвищення або пониження одержуваних даних. Наприклад, для бруса перетином більше 14 см коефіцієнт умов роботи буде 1,15 і, відповідно, розрахунковий опір Rв = 150 кг/см2, а для колоди коефіцієнт умов роботи дорівнює 1,25, при цьому Rі = 160 кг/см2.
В якості прикладу розглянемо наступний варіант: l = 6,1 м; b = 26 см; l/h = 610:26 = 23,4 > 18,4, отже, розрахунок ведеться на прогин.
Для нормативного навантаження за графіком qн = 360 кг/м за графіком b = 18,3 див.
f = 1/200 l . Так як графік складений для балок горищного перекриття, уточнюємо для міжповерхового перекриття з відносним прогином f/l = 1/250. 200/250 = 0,8; b = 0,8∙18,3 = 14,64 див. Остаточно можна прийняти брус для балки перекриття 15х260 див.

Висота балок при підборі перерізу повинна бути більше ширини, так як в такому положенні вони краще працюють на вигин. Правильно підібраний розмір балок перекриття забезпечить реальну економію матеріалу при забезпеченій надійність і довговічність всієї конструкції.

Рубрики: Дiм

Добавить комментарий