Расчеты деревянных элементов беседки, крыльца, навеса: стропила, опорные балки, опоры, подкосы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ленобласть, от города 30 км. Гатчинский район.

 

Стена 150 мм, от того, что сверху будет залит армопояс, не станет полностью несущей, она станет промежуточной-опорной.
Так как в 30-40 см. от нее и 120-150 см. от 300-ой несущей, большого прогиба LVL не должно быть.

 

Берем примерную раскладку нагрузок от перекрытия жилого помещения и от кровли:


"Промежуточная опорная", нагружена больше несущей.

Если разрезать LVL на промежуточной опоре, то основная несущая будет нагружена несколько больше, но разница не так велика.

 

@Valcon, @SergeChe, опорные стенки на чердаке ведь не обязательно ставить симметрично, можно вторую ставить прямо над стеной 150, чтобы не собирать на эту стенку доп. нагрузку рычагом. И затяжка не обязательно должна быть параллельна перекрытию

 

@Massivevox, а это интересно.
Я просто не знаю, как в этом случае распределятся нагрузки.

@SergeChe, что по этому поводу скажете?

 

Либо не привязывать стойки к затяжке, а пустить их самостоятельно.

 

Тогда затяжка становится еще одной опорой для левого стропила, схема усложняется.

 

Так и стойка не обязана быть вертикальной. Вверху её можно привести где-то на треть длины стропила.

 

Тогда опять схема становится распорной. Опять лишние хитрости.

 

Значит, так.
1. Дело не в расположении опорных стенок стропильной системы. -80 и 1123 - это нагрузки от перекрытия. Левый пролет балки LVL короткий, поэтому она стремится приподняться над основной несущей стеной.
Если разрезать LVL на промежуточной опоре, то нагрузка от перекрытия станет похожей, на основной стене и на промежуточной.
Нагрузка от правой опорной стенки, распределяется 113:647, а будет 0:750.

2. Речь шла, собственно, о том, что нагрузки на основной несущей стене и на промежуточной, примерно одинаковы, на промежуточной может быть даже больше.
То есть, нам нужна стена, на которую можно опереть столько же, сколько на основную. Есть она у нас, можем мы её такую сделать? Если есть - можем обсуждать варианты, если нет - о чем речь?

И давайте не превращать тему в чат, из сообщений по одному предложению.

 

Спасено из удаленной темы

Лично мое мнение – всегда и везде применять неразрезные прогоны – это экстремизм.
Почему:
1. Кто сталкивался с их проектированием – знает, что не для всякой последовательности пролетов можно «нормальным образом» сделать неразрезной прогон, даже если сами пролеты меньше 6 метров, то есть перекрываются пиломатериалом стандартной длины.
2. Часто бывает так, что прогона из двух досок мало, а из четырех – слишком много. Использование нечетного числа рядов досок, требует нестандартных решений.
3. Нагрузки в жилом доме, подвержены влиянию сезонности и человеческого фактора. Как минимум, сильно различаются нагрузки на обвязку зимой и летом. Вполне возможен вариант, когда «зимняя» и «летняя» точки нулевого момента расположены совершенно по-разному.

Ничего не буду предполагать про проектировщиков, но обычно проверяют (если проверяют) по первой схеме (однопролетные балки из 3-х досок), или даже (ну предположим ) по второй (многопролетные балки из 3-х досок). К сожалению, результаты проверки будут далеки от действительности.
Проиллюстрирую примером:

К трем вариантам двухпролетной балки (две однопролетные, двухпролетная, двухпролетная с разрывом в двух досках), я добавлю еще два – двухпролетная с разрывом в одной доске, и двухпролетная, но всего из двух досок.
Для конкретной конфигурации (два пролета по 3 метра, доски 150х50, равномерная нагрузка 6 кН/м), прогибы и напряжения распределятся следующим образом:

Отсюда видно:
- если обвязка фактически выполнена по 3-й схеме, ее реальное поведение будет сильно отличаться от расчета по 1-й и 2-й;
- пакет с разрывом в одной доске, гораздо лучше, чем с разрывами в двух досках (4 лучше 3);
- две целых доски, лучше чем три, в двух их которых стык на средней опоре (5 лучше 3);
- две доски не сильно отличаются от двух досок, плюс разрезанная третья (5 и 4). Прогиб несколько больше, зато экономия материала.

Я думаю, что если бы кто-нибудь серьезно занимался учетом нагрузок и проектированием обвязки, она имела бы другой вид. Где-то (в не нагруженных местах) была бы одна доска на пролет, а где-то две или три. В Т-образных соединениях, не разрезали бы две доски сразу, а максимум одну, а то и ни одной. И т. п.

На всякий случай, выложу результаты моделирования вариантов 3 и 4. Как их интерпретировать, можно посмотреть здесь https://www.forumhouse.ru/posts/26866467/

 

Необходимые пояснения к предыдущему сообщению

Несколько лет назад, в теме одной из строительных компаний шла оживленная дискуссия, как делать многопролетные прогоны, в частности те, что часто называют "нижней обвязкой" по сваям.
Одно из сообщений там, было у меня "любимым", я на него довольно часто ссылался (есть и ссылка в первом сообщении этой темы). Попытавшись сослаться на него в очередной раз, я обнаружил, что его не существует.
Оказалось, что сообщение было удалено вместе с темой, по окончании рекламного контракта с фирмой.
Благодаря отзывчивости и любезной помощи супермодератора @Юзеф, и администратора @Чигса, сообщение было оперативно восстановлено.
Огромное спасибо им за это!

Теперь, о чем шла речь в удаленной теме. Многие думают, что собрав несколько досок в одну балку, они получат примерно одинаковый результат, независимо от расстановки стыков досок. Главное, чтобы доски стыковались на опорах и были хорошо пробиты гвоздями. Это не так,

Особенно ослабляют прогон узлы, в которых одна доска целая, а у одной-двух других на этой опоре стык.
Откуда такие узлы берутся? Вот типичный узел "нижней обвязки", выполненный по любимой многими схеме "ёлочка":

Как видим, на опоре одна доска осталась целой, две другие разрезаны, чтобы врезать поперечный прогон.

Вот в предыдущем сообщении, и была взята минимальная конфигурация прогона (два пролёта) и было выполнено сравнение нескольких конструкций.
На диаграмме: чем правее, тем хуже с прочностью, чем выше, тем хуже с жёсткостью.
В частности, прогон с двумя стыками (вариант 3) в 2.187 раза хуже по прочности, чем варианты 1 и 2.

Проблемы конструирования прогонов, возникают не только с "нижней обвязкой", но и в стропильных системах, опорных балках перекрытий и в некоторых других местах.
Существует относительно универсальный способ делать прогоны, сильно не потеряв в прочности и жёсткости - делать их как неразрезные дощатые прогоны https://www.forumhouse.ru/posts/26006529/
Но, как отмечено в начале предыдущего сообщения, этот способ не всегда применим.
Другой, относительно универсальный способ - делать длинные прогоны как последовательность 2- 3- 4-пролетных составных балок (число пролётов зависит от шага опор). На каждой опоре либо нет стыков вообще, либо стыки сделаны во всех рядах досок. Пример - в верхней части первой картинки в этом сообщении.

 

Немного про перекрытия

Иногда, приходится делать перекрытия с большими пролётами, например 4 метра. Попытаемся перекрыть пролет доской ходового размера 200х50. Я буду брать сечение 195х45, как для сухой строганой доски. Доска естественной влажности, первоначального размера 200х50, в отапливаемом помещении со временем усохнет примерно до 191х47,5 (ГОСТ 6782.1-75), что сопоставимо.
Воспользуемся для оценки конструкции перекрытия калькулятором https://mycalcs.ru/floor/, где перечислены все отечественные нормы, которым должно удовлетворять перекрытие.

Как видим, по прочности проходим еле-еле, трем требованиям не удовлетворяем. Про последнее требование (прогиб не более 2 мм в месте приложения сосредоточенной нагрузки 2 кН) надо заметить, что оно применяется ко всей конструкции пола, а не к его каркасу.
Соответственно, положив поверх балок толстый черновой пол, мы сможем перераспределить часть сосредоточенной нагрузки на соседние балки, уменьшив прогиб балки до, скажем, 50-60% от исходного.

Если перекрытие с единственным пролетом, то у нас остается один путь: увеличивать сечение балок пола, в первую очередь их высоту.
Если же у нас рядом есть другие пролёты, можно попробовать их использовать, для уменьшения напряжений и прогибов.

Предположим, у нас есть соседний пролёт, тоже 4 метра, толщину стены между ними учитывать не будем. Соберём несколько вариантов в табличку и рассмотрим их по очереди. Расчет без учета деформации сдвига, с округленным значением ускорения свободного падения g=10.

0. Нормативные требования. Возьмем из калькулятора.
1. Исходная однопролетная балка. Результаты возьмем оттуда же.
2. Мы где-то нашли 8-метровые доски и перекрыли оба пролёта одной доской. Напряжение при изгибе, осталось таким же. Только теперь максимум достигается не в середине пролета, а на средней опоре.
Прогибы уменьшились в 2.4 раза. Прогиб под сосредоточенной нагрузкой, не так сильно, в 1.38 раза.
Неплохо, но где же такие доски взять?
3. Перекроем пролеты 4-метровыми досками, и соединим их накладкой из такой же доски, длиной 2 м.
Гвоздей 4х100 возьмем 4 группы по 8 штук, в 10 см от места стыка досок и в 10 см от торца накладки.

Пунктиром на графике показана линия изгиба 8-метровой доски. С накладкой похуже, но заметно лучше, чем у двух отдельных досок.
Еще один момент: напряжение в накладке примерно в 1.5 раза выше, чем в досках. Слабовата она.
4. Соединим доски двумя накладками, с двух сторон. Гвоздей тоже 32, каждая накладка прибита 4 группами гвоздей по 4 гвоздя.
Теперь, накладки - не самое напряженное место конструкции. И прогибы немного уменьшились.
5. Возьмем 5-метровые доски, и соединим их на средней стене с большим нахлестом.
Гвозди поставим по 4 штуки, в 10 см от торцов досок

Пунктиром, опять 8-метровая доска, с такой же нагрузкой, как составная конструкция.
С накладкой, мы были ниже пунктирной линии, с нахлестом - выше, то есть прогибы стали ещё меньше.
Расход доски был 12 метров, стал 10. Гвоздей было 32, стало 8.
С нахлёстом, поинтереснее будет.
6. И наконец, неразрезной прогон из двух рядов досок https://www.forumhouse.ru/posts/26006529/
По прочности и жёсткости, эквивалент 8-метровой доски двойной ширины.
Стыки в 1/4 пролета, расход доски 16 м, 16 гвоздей.
Зыбкость уже похожа на ту, которую толстым черновым полом можно привести к нормативным 2 мм.

Выводы: если у Вас перекрытие из нескольких достаточно больших пролетов, а доска 250-300 мм или LVL недоступны по деньгам или наличию, есть и другие варианты, которые стоит прикинуть.