Несущая способность деревянных стен

Обновлено: 08.05.2024

5.1 Расчетные сопротивления древесины сосны, ели и лиственницы европейской влажностью 12% для основного сочетания нагрузок (режим В согласно таблице В.1) в сооружениях нормального (2-го согласно приложению Г) уровня ответственности при сроке эксплуатации до 50 лет приведены в таблице 3. Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливают путем умножения величин, приведенных в таблице 3, на переходные коэффициенты , указанные в таблице 5. Расчетные сопротивления LVL из однонаправленного шпона приведены в таблице 4.

Напряженное состояние и характеристика элементов

Расчетные сопротивления, МПа, для сортов (классов) древесины

1 Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон

а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах "б", "в") высотой до 50 см. При высоте сечения более 50 см см. 5.2, д

б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см

в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см

г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении

2 Растяжение вдоль волокон:

а) элементы из цельной древесины

б) клееные элементы

3 Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон

4 Смятие поперек волокон местное:

а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов

б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60°

5 Скалывание вдоль волокон:

а) при изгибе элементов из цельной древесины

б) при изгибе клееных элементов

в) в лобовых врубках для максимального напряжения

г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения

6 Скалывание поперек волокон:

а) в соединениях элементов из цельной древесины

б) в соединениях клееных элементов

7 Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины

8 Срез под углом к волокнам:

1 Расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины (при длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов), за исключением случаев, оговоренных в поз.4 данной таблицы, определяется по формуле

, (1)

где - расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон (поз.3 данной таблицы);

- длина площадки смятия вдоль волокон древесины, см.

2 Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон определяется по формуле

. (2)

2а Расчетное сопротивление древесины растяжению под углом к направлению волокон определяется по формуле

, (2а)

3 Расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом к направлению волокон определяется по формуле

. (3)

4 В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по поз.2, а данной таблицы, следует снижать на 30%.

5 Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа.

Таблица 3 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Расчетные сопротивления, МПа, для сортов/классов прочности LVL

Сжатие в плоскости листа вдоль волокон

Сжатие в плоскости листа поперек волокон

Сжатие из плоскости листа поперек волокон

Смятие местное в плоскости листа поперек волокон в опорных частях конструкций и узловых примыканиях

Растяжение вдоль волокон

Растяжение поперек волокон в плоскости листа

Скалывание вдоль волокон поперек плоскости листа

Скалывание вдоль волокон в плоскости листа

Скалывание поперек волокон в плоскости листа

Коэффициент для расчетных сопротивлений

растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон
, , ,

сжатию и смятию поперек волокон
,

1 Лиственница, кроме европейской

2 Кедр сибирский, кроме кедра Красноярского края

3 Кедр Красноярского края

Твердые лиственные

6 Ясень, клен, граб

Мягкие лиственные

10 Ольха, липа, осина, тополь

Примечание - Коэффициенты , указанные в таблице, для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности 25%), умножаются на коэффициент 0,85.

5.2 Расчетные сопротивления, приведенные в таблицах 3, 4 и 6, в соответствующих случаях следует умножать на коэффициенты условий работы:

а) для различных условий эксплуатации конструкций - на коэффициент , указанный в таблице 7;

б) для конструкций, эксплуатируемых при установившейся температуре воздуха до +35 °С, - на коэффициент 1; при температуре +50 °С - на коэффициент 0,8. Для промежуточных значений температуры коэффициент принимается по интерполяции;

в) для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок, - на коэффициент 0,8;

г) для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных (ветровой, монтажной или гололедной) нагрузок, а также нагрузок от тяжения и обрыва проводов воздушных ЛЭП и сейсмической, - на коэффициент , указанный в таблице 8;

д) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного сечения высотой более 50 см значения расчетных сопротивлений изгибу и сжатию вдоль волокон - на коэффициент , указанный в таблице 9;

е) для растянутых элементов с ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении - на коэффициент 0,8;

ж) для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением, - на коэффициент 0,9;

и) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов, в зависимости от толщины слоев, значения расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон - на коэффициент , указанный в таблице 10;

к) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу - на коэффициент , указанный в таблице 11;

л) в зависимости от срока службы - на коэффициент , указанный в таблице 12.

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2018; М.: Стандартинформ, 2019

Введение

Настоящий свод правил составлен с целью повышения уровня безопасности в зданиях и сооружениях людей и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", выполнения требований Федерального закона от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации", повышения уровня гармонизации нормативных требований с европейскими и международными нормативными документами, применения единых методов определения эксплуатационных характеристик и методов оценки. Учитывались также требования Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" и сводов правил системы противопожарной защиты.

Работа выполнена институтом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко: канд. техн. наук А.А.Погорельцев (руководитель разработки), д-р техн. наук, проф. Л.М.Ковальчук, д-р техн. наук С.Б.Турковский, канд. техн. наук А.Д.Ломакин, канд. техн. наук И.П.Преображенская, канд. техн. наук Ю.Ю.Славик, канд. техн. наук П.Н.Смирнов, инж. И.А.Кондрашев, инж. А.Н.Пьянов, инж. Д.С.Солоницын, инж. М.А.Филимонов, при участии д-ра техн. наук, проф. А.Я.Найчука ("Институт БелНИИС" - НТЦ), д-ра техн. наук, проф. Д.К.Арленинова (МГСУ), д-ра техн. наук, проф. Е.Н.Серова (СПбГАСУ).

Изменение N 2 к СП 64.13330.2017 разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (руководитель - канд. техн. наук А.А.Погорельцев).

Изменение N 3 к СП 64.13330.2017 разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (руководитель разработки - канд. техн. наук А.А.Погорельцев, д-р наук С.Б.Турковский, канд. техн. наук А.Д.Ломакин, канд. техн. наук П.Н.Смирнов, К.А.Устименко, М.А.Филимонов).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил распространяется на методы проектирования и расчета конструкций из цельной и клееной древесины (далее - ДК), применяемых в общественной, жилищной, промышленной и других отраслях строительства в новых, эксплуатируемых и реконструируемых зданиях и сооружениях.

1.2 Настоящий свод правил не распространяется на проектирование ДК гидротехнических сооружений, мостов, фундаментов и свай.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 9077-82 Кварц молотый пылевидный. Общие технические условия

ГОСТ 9463-2016 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 10587-84 Смолы эпоксидно-диановые неотвержденные. Технические условия.

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

ГОСТ 30403-2012 Конструкции строительные. Метод испытания на пожарную опасность

ГОСТ Р 56705-2015 Конструкции деревянные для строительства. Термины и определения

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах"

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)

СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменением N 1)

СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1, N 3, N 4)

СП 451.1325800.2019 Здания общественные с применением деревянных конструкций. Правила проектирования

СП 452.1325800.2019 Здания жилые многоквартирные с применением деревянных конструкций. Правила проектирования

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины и определения по ГОСТ 18288, ГОСТ Р 56705.

4 Общие положения

4.1 ДК подразделяют (классифицируют) по основным признакам: функциональному назначению, условиям эксплуатации, сроку службы (приложение А).

4.2 При проектировании ДК следует руководствоваться требованиями СП 70.13330, предусматривать их защиту от увлажнения, биоповреждения, от коррозии (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред) в соответствии с нормами по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии СП 28.13330, от воздействия огня в случае пожара в соответствии с [1], а также с учетом сейсмических воздействий при строительстве в сейсмических районах согласно СП 14.13330.

4.3 ДК должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (1-я группа предельных состояний) и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации (2-я группа предельных состояний), с учетом характера и длительности действия нагрузок.

4.4 ДК следует проектировать с учетом особенностей изготовления, а также условий их эксплуатации, транспортирования и монтажа.

4.5 ДК в условиях постоянного или периодического длительного нагрева допускается применять, если температура окружающего воздуха не превышает 50°С. Для конструкций из клееной древесины (далее - КДК) температура выше 35°С допускается при относительной влажности воздуха не менее 50%.

4.6 Долговечность ДК должна быть обеспечена конструкционными мерами в соответствии с указаниями раздела 9 и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей их предохранение от увлажнения, биоповреждения и возгорания.

5 Материалы

5.1 Для изготовления ДК следует применять древесину преимущественно хвойных пород. Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других деталей.

Примечание - Для конструкций деревянных опор воздушных линий электропередачи следует применять древесину сосны и лиственницы, а для конструкций опор линий электропередачи напряжением 35 кВ и менее, за исключением элементов стоек и приставок, заглубленных в грунт, и траверс, допускается применять древесину ели и пихты.

5.2 Качество древесины, используемой для элементов несущих ДК, должно соответствовать дополнительным требованиям, указанным в приложении Б.

Прочность древесины соответствующих сортов или классов прочности должна быть не ниже нормативных сопротивлений, приведенных в приложении В.

5.3 В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации (классов условий эксплуатации) следует предъявлять требования к максимальным значениям эксплуатационной влажности древесины и учитывать зависимость ее прочности от этих значений.

Классификация условий эксплуатации приведена в таблице 1, особенности их учета при проектировании и изготовлении конструкций - в таблице А.2 приложения А.

5.4 Не допускается применение КДК 1а, 1б и 2а классов функционального назначения (А.1 приложения А) для класса эксплуатации 1а (относительная влажность воздуха в зоне расположения конструкций менее 45% при температуре не выше 35°С, допускается кратковременное понижение минимальной влажности помещений в течение 2-3 нед. в году). Допускается применение КДК 2б и 3 классов функционального назначения при относительной влажности воздуха не менее 30%.

5.5 В конструкциях из цельной древесины, эксплуатируемых в условиях классов эксплуатации 2, 3 и 4, когда усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливости соединений, допускается применять древесину с влажностью не более 40% при условии ее защиты от гниения.

Класс условий эксплуатации

Эксплуатационная влажность древесины, %

Максимальная относительная влажность воздуха при температуре 20°С, %

В одной из прошлых статей я указал на высокий потенциал по части механической надежности каркасного дома. Сегодня попробуем выразить этот потенциал в цифрах. Рассмотрим основное воздействие на стену каркасного дома - сжатие от веса строительных конструкций и всего находящегося в доме и на доме.

Главный несущий элемент каркасной стены - это стойка. В качестве стоек обычно используются доски толщиной 40. 50 мм и шириной от 100 до 200 мм. Длинная сторона сечения cтойки располагается перпендикулярно плоскости стены. Помимо того, что ширина (высота сечения) стойки задает толщину утеплителя, такое расположение наиболее выгодно с точки зрения строительной механики.

Расчетное сопротивление древесины 2-го сорта сжатию вдоль волокон следует принимать 130 кг/см² - на уровне бетона. Если бы нагрузка приходила бы точно в середину стойки, то одна стандартная стойка 5х15 см могла бы выдержать не менее 10 тонн . Но учет вероятности потери устойчивости снижает эту цифру на 35. 40% (при высоте этажа около 3 метров). Дополнительное влияние изгиба от ветра и внецентренного приложения нагрузки может снизить несущую способность стойки до 3. 4 тонн (и даже меньше).

Результаты проверки стойки 5х15 см высотой 2,8 метра при воздействии вертикальной внецентренной нагрузки 3 тонны и ветра.

Однако не только несущая способность стойки может оказаться лимитирующим фактором нагрузки на каркасную стену. По верху и низу стоек расположены верхняя и нижняя обвязки. И стойка давит на эти обвязки (на верхнюю - в виде реакции), которые сопротивляются смятию поперек волокон . А сопротивление смятию поперек волокон даже с учетом положительного влияния сопротивления соседних незагруженных участков оказывается примерно в 3 раза меньше , чем сопротивление сжатию. Правда, следует отметить, что разрушения при напряжениях, превышающих расчетное сопротивления смятию, не происходит, но становятся недопустимыми деформации узла:

Таким образом, по крайней мере при предварительных расчетах , можно принять допустимую нагрузку для стойки каркасного дома из доски толщиной 50 мм такую, чтобы среднее давление в стойке равнялось 41 кг/см² . То есть, основным лимитирующим фактором чаще всего(но не всегда !) будет являться сопротивление смятию поперек волокон нижней обвязки .

Для стойки 5х15 см вычисленная таким образом допустимая нагрузка составит 3 тонны , для стойки 5х20 см - 4 тонны , для стойки 5х10 см - 2 тонны . Если на стойку приходится большая нагрузка, то следует увеличить сечение. Но если увеличение нагрузки локальное, то стойка просто дублируется (сдваивается или страивается), однако при этом падает расчетное сопротивление смятию. То есть для сдвоенной стойки среднее давление следует ограничить уже 30 кг/см², а для строенной - 27 кг/см². То есть, допустимая нагрузка на стойку из двух досок 5х15 см составит 4,5 тонны, а не 2х3=6.

Так как стойки обычно ставятся с шагом 0,6 метра, то получается, что допустимая нагрузка на 1 п.м. глухой каркасной стены при стойках 5х15 составит около 5 тонн , что, как правило, с лихвой перекрывает реальные цифры нагрузки. При этом надо понимать, что нагрузка на стену считается не путем деления веса дома на периметр стен , а следует выделять отдельные участки стен, по-разному загруженные (если интересно, как это осуществляется - напишите в комментариях).

- максимальная нагрузка на глухой участок стены каркасного дома при стойках 5х15 с шагом 0,6 метра составит 5 тонн/п.м.

PS. Любопытно также проанализировать картинку в "шапке" разрушенного от перегрузки каркасного дома. Как раз на фото заметно, что практически все стойки остались целы, а дом завалился потому что была потеряна жесткость каркаса из-за потери связи между жесткой обшивкой и каркасом. То есть данный дом развалился раньше, чем древесина достигла предельного состояния (расчетного сопротивления). Поэтому этот вопрос нуждается в дополнительном исследовании и возможно выводы в статье в некотором времени будут скорректированы.

Дачные дома, бани и не дорогие дома для постоянного проживания выгодно строить из свеже напиленного бруса естественной влажности.

Такой пиломатериал значительно дешевле профилированного или клееного бруса. Сборка стен дома из строительного бруса достаточно проста и при выполнении определенных правил позволяет построить надежный и долговечный дом.

Надо ли сушить брус?

Сушить приобретённый брус не следует. При естественной сушке в штабеле пиломатериал сильно деформируется — изгибается, скручивается штопором. Сложить из такого покоробленного бруса ровные стены с плотными швами практически невозможно.

После изготовления брус, как можно быстрее, следует уложить в стены. Брус высыхает уже находясь в стене. В стене брусья скреплены между собой и находятся в зафиксированном положении. Деформация бруса при высыхании в стене менее значительна.

Покупайте свеже изготовленный брус , напиленный из леса зимней рубки. Не покупайте лежалый брус с хранения и не храните долго его сами.

При высыхании брусья уменьшаются в размерах, становятся тоньше и короче. Особенно сильно древесина сжимается в направлении поперек волокон. Высота стены в процессе высыхания бруса может уменьшится на 7-10%.

Процесс сушки бруса в стене продолжается довольно долго. Окончательно брус достигает равновесной влажности в течении 3-5 лет. Особенно сильно влажность снижается в первый год сушки. На протяжении всего этого времени меняются и размеры бруса.

При высыхании в брусе появляются глубокие трещины, в которые легко проникает вода и холод.

С этими свойствами древесины строительного бруса приходится серьезно считаться при возведении брусовых домов.

Например, настилать полы, обшивать потолки, отделывать мансарду изнутри можно не дожидаясь усадки сруба. Двери и окна устанавливают сразу, обязательно оставляя усадочные зазоры.

А вот утеплять и отделывать стены снаружи и внутри, устанавливать постоянную лестницу, класть печь, делать внутри каркасные перегородки лучше спустя год — два, когда усадка сруба в основном закончится .

Если стены из бруса не будут обшивать, то одну или две грани бруса до укладки в стену строгают или шлифуют и снимают фаски с ребер.

Как выбрать толщину стен дома из бруса

Стандартный строительный брус в сечении может быть квадратным или прямоугольным и иметь размеры сторон: 100, 150 и 200 мм . По специальному заказу многие производители могут изготовить брус с размером сторон до 250 мм . Но цена 1 м3 бруса нестандартного размера будет заметно выше.

Таким образом, толщина стены дома, заданная размерами бруса , может быть 100, 150 или 200 — 250 мм .

Толщина стен из бруса выбирается, исходя из необходимости обеспечить необходимую прочность, жесткость стен здания. Кроме того, стена должна защищать дом от холода.

Прочность, устойчивость стен зависит не только от их толщины, но и от конфигурации стен дома, наличия и размеров проемов, других конструктивных особенностей дома, а также от качества сборки.

Традиционно считается, что для одноэтажных построек достаточно устойчивыми будут стены из бруса толщиной 100-150 мм. Более высокие здания строят из бруса с толщиной стен 150-200 мм.

Если дом предназначен для постоянного проживания и будет отапливаться круглый год, то деревянные стены домов из бруса утепляют снаружи . Без дополнительного утепления деревянные дома из бруса не соответствуют современным нормам по энергосбережению.

На рисунке, для примера, приведены величины термического сопротивления Rk стен из бруса разной толщины, с утеплением минватой и без. Указаны термические сопротивления каждого слоя и общая величина для стены в целом.

Сравнивая стены из бруса разной толщины легко видеть, что для утепленной стены термическое сопротивление слабо зависит от толщины бруса. Утепленная стена из бруса толщиной 150 мм всего на 12% «теплее» стены толщиной 100 мм. (Rk=2,22 и 2,50).

Отсюда делаем вывод, для брусовой стены с утеплением выгодно использовать брус меньшего сечения. Например, для одноэтажной постройки достаточно сделать стены толщиной 100 мм. из бруса 100х150-200 мм. и утеплить их плитами из минеральной ваты толщиной слоя 100-150 мм.

При выборе размеров бруса и конструкции стен дома необходимо учитывать, что дом со стенами из бруса большей толщины все же имеет другие преимущества. Например, чем больше сечение бруса, тем меньше он коробится при высыхании, тем меньше деформируются стены. Толстая стена дома имеет более высокую теплоемкость — служит хорошим аккумулятором тепла, в доме лучше звукоизоляция и устойчивость к вибрации.

Утепленный фасад дома из бруса обшивают снаружи. Обшивка придает зданию привлекательный вид и защищает утеплитель и стены от атмосферных воздействий. Для обшивки обычно используют сайдинг виниловый или цокольный сайдинг , а также деревянные погонажные изделия — вагонку, блок-хаус, имитацию бревна или бруса и т.п.

Дачные дома для сезонного проживания только летом и кратковременных наездов зимой, а также бани можно не утеплять. Для таких построек лучше выбирать толщину стен из бруса побольше, не менее 150 мм.

Фундамент, нижняя обвязка и цокольное перекрытие дома из бруса

Для дома или бани из бруса вполне достаточно и выгодно устраивать мелко заглубленный фундамент.

В зависимости от грунтовых условий на площадке строительства и размеров здания применяют следующие конструкции мелко заглубленных и не заглубленных фундаментов:

Для дома из бруса без подвала нецелесообразно устраивать фундамент, заглубленный на глубину промерзания . Такие фундаменты, в том числе на винтовых или буронабивных сваях с ростверком, дорогие и не всегда защищают дом от деформаций, вызванных морозным пучением грунта.

Ширину ленты цоколя или ростверка под наружными стенами дома выбирают исходя из следующих соображений:

На цоколь (ростверк) должен поместиться брус стены толщиной — 100, 150 или 200 мм.
Изнутри на цоколь опирают балки цокольного перекрытия. Длина опирания — 140 мм. ;
Снаружи оставляют выступ от стены для обшивки и устройства отлива — 50 — 70 мм .

Таким образом, для несущих стен из бруса толщиной 150 мм. ширина ленты цоколя должна быть не менее 350 мм . ( 150 мм + 140 мм + 60 мм ).

Под самонесущими стенами, где на цоколь опирается только стена, ширину цоколя можно уменьшить до 300 мм . Менее 300 мм . ширину цоколя из железобетона или кладочных материалов делать не рекомендуется для обеспечения поперечной устойчивости ленточного фундамента.

Деревянный дом будет долговечным, если нижние венцы сруба находятся выше снегового покрова в месте стройки. Например, высота снегового покрова в московском регионе 0, 6 м . Высота правильно устроенной отмостки 0,2 м . Тогда, безопасная высота цоколя для деревянного дома должна быть 0,8 м. над планировочной отметкой участка строительства.

Ниже на рисунке показан вариант незаглубленного ленточного фундамента, совмещенного с цоколем, для одноэтажного дома с мансардой и со стенами из бруса.

Два варианта устройства ленточного фундамента для одноэтажного дома из бруса: а — мелко заглубленный фундамент для несущей стены; б — не заглубленный фундамент для несущей стены; в — мелко заглубленный фундамент для самонесущей стены. 1 — лента фундамента; 2 — отверстие продуха; 3 — песчаная подушка; 4 — слой щебня верхний и нижний 5-10 см.; 5 — обратная засыпка; 6 — вертикальная отсыпка площадки строительства; 7 — вертикальная отсыпка откосов вокруг не заглубленного фундамента; 8 — гидроизоляция цоколя нижняя и верхняя.

Ленточный монолитный фундамент — цоколь, показанный на рисунке, рассчитан для строительства дома на слабых заторфованных грунтах «бывшего болота», с высоким уровнем грунтовых вод.

Фундаментную ленту из бетона марки В25 армируют в нижнем и верхнем уровнях тремя продольными прутками основной арматуры класса A-III, диаметром 12 мм . Величина защитного слоя бетона для арматуры в фундаментах — 50 мм .

Для увеличения несущей способности грунта, снижения степени его пучинистости, а также для отвода поверхностных вод от дома, выполняется отсыпка грунта в границах фундамента, плюс снаружи не менее 1,5 метра , поз. 6 на рисунке. Отсыпку производят не пучинистым песчаным грунтом.

Повышение уровня строительной площадки рекомендуется выполнять при любых типах грунтов на участке. На слабых грунтах «бывшего болота» или при высоком уровне грунтовых вод отсыпку для повышения уровня стройплощадки делают обязательно. Об этом, более подробно: «Вертикальная планировка участка при строительстве частного дома» .

Для грунтов с более высокой несущей способностью ширину подошвы фундамента можно уменьшить до 500 — 350 мм .

Песчаную подушку, поз.3, укладывают слоями по 100 мм . на слой втрамбованного в естественный грунт промытого щебня поз.4. Каждый слой песка под подошвой фундамента тщательно трамбуют.

На песчаную подушку под подошву фундамента снова укладывают и трамбуют слой щебня, поз.4. Уплотненный щебень проливают разогретым битумом, который после застывания создает гидроизоляционную пленку под подошвой фундамента. Битумная пленка препятствует уходу в песок цементного молочка при заливке фундамента, а в дальнейшем не пускает воду по капиллярам бетонной ленты фундамента.

Боковые поверхности фундамента, соприкасающиеся с грунтом промазывают за два раза разогретой битумной мастикой. Поверхность бетона перед нанесением мастики грунтуют.

Более подробную информацию об устройстве различных конструкций мелко заглубленных фундаментов читайте по ссылкам, приведенным выше.

Дом с ростверком на сваях с цокольным перекрытием дороже, сложнее в строительстве и эксплуатации, чем дом на мелко заглубленном или не заглубленном фундаменте с полами по грунту .

Традиционно деревянный дом делают с цокольным перекрытием и холодным подполом — оставляют пространство между грунтом и полом нижнего этажа.

Появление новых теплоизоляционных материалов позволяет построить деревянный дом без цокольного перекрытия с более дешевыми, теплыми и долговечными полами по грунту:

Расчет деревянного перекрытия - одна из самых легких задач и не только потому, что древесина - один из самых легких строительных материалов. Почему так, мы очень скоро узнаем. Но сразу скажу, если вас интересует классический расчет, согласно требований нормативных документов, то вам сюда.

При строительстве или ремонте деревянного дома использовать металлические, а тем более железобетонные балки перекрытия как-то не в тему. Если дом деревянный то и балки перекрытия логично сделать деревянными. Вот только на глаз не определишь, какой брус можно использовать для балок перекрытия и какой делать пролет между балками. Для ответа на эти вопросы нужно точно знать расстояние между опорными стенами и хотя бы приблизительно нагрузку на перекрытие.

Понятно, что расстояния между стенами бывают разные, да и нагрузка на перекрытие тоже может быть очень разная, одно дело - расчет перекрытия, если сверху будет нежилой чердак и совсем другое дело - расчет перекрытия для помещения, в котором будут в дальнейшем делаться перегородки, стоять чугунная ванна, бронзовый унитаз и много чего еще.

Примеры расчета стропил и обрешетки

Внимание: в текст статьи были внесены некоторые изменения с целью упрощения процедуры расчета.

Планируется такой себе двухэтажный домик 8х10 м, высота этажа 3 м (с учетом междуэтажных перекрытий). Место строительства - Московская область. Дом с пятью несущими стенами: 4 наружные и одна внутренняя, толщина наружных стен - 0.51 м, толщина внутренней стены - 0.38 м. Кровля - волнистые асбестоцементные листы. Стропильная система - двускатная кровля с опорными стойками по центральной несущей стене, шаг стропил - 1 м, обрешетка - доски необрезные толщиной 25 мм. Чердачное помещение - нежилое.

Примечание: Для большей надежности лучше сделать сплошной настил и дополнительную гидроизоляцию рубероидом перед укладкой шифера, но ограничимся расчетом бюджетного варианта.

Требуется:

Подобрать сечение стропил и обрешетки.

Решение:

Даже такую, казалось бы простую задачу можно решать, принимая во внимание различные факторы.

Определение несущей способности деревянной балки

При проектировании различных конструкций и в частности при расчете деревянных балок нагрузки, действующие на балку, уже известны. Также известна длина пролета или пролетов, если балка многопролетная, шаг балок, а также варианты закрепления на опорах. На основании этих данных, а также с учетом расчетного сопротивления принимаемой древесины и определяются параметры поперечного сечения балки.

Между тем людей, сталкивающихся со строительством один-два раза в жизни, чаще интересует обратный расчет, т.е. определение несущей способности деревянной балки при известном пролете, шаге балок, и параметрах сечения. Или как это часто формулируют пользователи: какую нагрузку выдержит деревянная балка? Происходит это, как я понимаю, из-за того, что сначала делается например перекрытие или другая конструкция на глаз или по советам форумных гуру, а затем все-таки возникает сомнение - достаточно ли принятого сечения и пр.?

Пример расчета деревянной стойки, подкосов на сжатие

Рассчитывается стропильная система двухскатной шиферной кровли для дома в Московской области, имеющая приблизительно следующий вид:

Прогиб фанерного листа с опиранием по контуру

Иногда при устройстве перекрытий лаги делаются в двух направлениях. Таким образом получается как бы решетка и укладываемая на эту решетку фанера может рассматриваться как пластина с опиранием по контуру. Имеет ли смысл рассматривать такой лист как пластину, мы далее и узнаем.

Конечно же в большинстве случаев лист фанеры будет укладываться более чем на одну ячейку решетки и тогда следует рассматривать только часть фанерного листа, перекрывающего только одну ячейку, заменяя не рассматриваемые части листа как минимум жесткими опорами. Однако мы рассмотрим вариант, когда лист фанеры укладывается только на одну ячейку, например в одном из углов помещения. Это вполне вероятно, если размеры фанерных листов не кратны размерам помещения.

Прогиб пола при ходьбе

Любая конструкция под воздействием нагрузки прогибается. Особенно сильно это ощущается при ходьбе по деревянному полу, выполненному по деревянным балкам перекрытия. Причин такого прогиба или как говорят - пружинистости деревянных полов - может быть несколько:

1. Деревянные балки перекрытия (или лаги по балкам перекрытия) были уложены не в одной плоскости или для выставления балок в одной плоскости использовались слишком пластичные материалы;

2. Использовались непрямолинейные балки перекрытия или лаги;

Печка на деревянный пол в вопросах и ответах

Сюда я поместил переписку с одним из читателей по поводу установки печки на деревянный пол по деревянным лагам. Переписка велась несколько месяцев и потому читать вопросы и ответы по установке топки, разбавленные другими вопросами и ответами, было не очень-то удобно

Расчет перекрытия в бильярдной комнате

Как правило плиты и балки перекрытия в жилых зданиях рассчитываются на равномерно распределенную нагрузку.

В действительности даже нагрузка от собственного веса балки, настила и напольного покрытия не может рассматриваться как равномерно распределенная из-за того, что плотность не постоянна и геометрия не идеальна, а уж про нагрузку от всяких там книжных и платяных шкафов, кроватей, диванов, инженерного оборудования, людей и животных и говорить нечего. Нагрузку от мебели и инженерного оборудования более правильно рассматривать как временную статическую условно сосредоточенную нагрузку, точнее несколько нагрузок, передающихся в местах контакта мебели или оборудования с перекрытием, а нагрузку от людей и животных, как временную динамическую, а иногда даже ударную. Впрочем, если вы собираетесь часто ронять шкафы и прочую мебель на пол, то и нагрузку от мебели тоже более правильно рассматривать как ударную.

Расчет деревянных конструкций в вопросах и ответах

Статья, посвященная расчету деревянного перекрытия, обильно поросла комментариями, часто не имеющими прямого отношения к теме статьи и касающимися общих вопросов расчета деревянных конструкций. Чтобы снизить нагрузку на читателя, я решил перенести часть этих вопросов в отдельную статью.

Здесь собраны вопросы по расчету стропил, стоек, многопролетных балок, балок, к которым приложено несколько сосредоточенных нагрузок, расчету деревянного основания под стяжку с последующей укладкой керамической плитки и т.п.

Расчет фанеры для опалубки

Данная переписка извлечена мной из статьи "Расчет деревянного перекрытия", так как занимала там много места да и прямого отношения к теме статьи не имела.

09-05-2015: Виталий

Добрый день, уважаемый Доктор Лом! С праздником Великой Победы Вас и всех форумчан!

Вопрос мой по этой статье таков? Почему Вы, когда рассчитываете максимальный момент для фанеры, уложенной на лаги, не учитываете, рассматривая фанеру как однопролетную балку шириной 1 метр, уложенную на эти лаги, что при изменении расстояния между лагами с 1 метра, например, до 0.75м, изменится не только пролет этой балки но и нагрузка q, приходящаяся на данный пролет, а именно, теперь 400*0.75=300 кг теперь q равно. И тогда результат будет иным, нежели у Вас. Объясните, пожалуйста.

Вопросы по прогибу деревянных конструкций

20-01-2013: Григорий

Скажите пожалуйста что обозначает допустимый прогиб 1/250? Для 4м балки (я так понимаю в центре) допустимый прогиб 16мм. Допустимый для чего? При его прtвышении треснет сама балка? А при каком прогибе будет отпадать напольная плитка и трескается потолок из ГКЛ ?Или допустим я захочу сделать раздвижную дверь от пола до потолка, так для них макс прогиб (в зависимости от конструкции) в некоторых случаях может быть не более 5мм .Как быть в этом случае?

Вопросы по составной балке

В последнее время при устройстве перекрытия по деревянным балкам, особенно при достаточно больших пролетах, люди хотят сэкономить на материале. Причин для этого несколько - доступные размеры сечений деревянного бруса сильно ограничены, а под заказ это сделать достаточно проблематично. Кроме того прямоугольное сечение бруса, который чаще всего и используется для балок перекрытия, является далеко не самым эффективным с точки зрения восприятия действующих нагрузок.

Однако изготовить составную балку тоже не всегда просто. Вопросы возникающие при этом я вынес в данную статью, так как к теме расчета деревянного перекрытия эти вопросы прямого отношения не имеют.

Масса древесины или как определить вес деревянного бруса

Вопрос на первый взгляд кажется до смешного простым, чего там определять, если все размеры бруса и порода древесины известны? Умножаешь объемный вес древесины на объем, всего и делов-то.

Например, имеется деревянный сосновый брус сечением 10х10 см и длиной 200 см. При объемном весе сосны около 500 кг/м 3 вес бруса выйдет 10 кг. Вот только ни объемный вес, ни размеры поперечного сечения для древесины не являются постоянными величинами, а зависят от влажности древесины. А так как строительный лес часто продают свежепиленный, то объемный вес той же свежепиленной сосны может составлять до 820-850 кг/м 3 .

Как усилить деревянную балку

Когда сечение деревянных балок принимается без расчета, а так, на глаз или на основании авторитетного мнения соседа, то с прочностью или величиной прогиба таких балок при расчете на все действующие нагрузки могут возникнуть проблемы. Как правило это обнаруживается уже на стадии эксплуатации, когда просто заменить старые слабые балки на новые - слишком дорого, да и технологически это может быть достаточно сложно. В таких случаях возникает вопрос: а как можно усилить деревянную балку? Впрочем подобный вопрос может возникнуть и тогда, когда задумывается перепланировка.

Балки перекрытия из свежепиленного бруса

23-09-2015: Сергей

Здравствуйте! Пытаюсь разобраться в вопросе подбора сечения балки.

Перекрытие холодного чердака по деревянным балкам. Сосна свежеспил будет закупаться зимой и выдерживаться до начала весны в штабеле, т.е. к установке влажность древесины будет более 20%. Пролет 5,5м.

При вводе по определенным причинам предельных для себя данных (модуль упругости уменьшаю до кгс/м2, однако существует необходимость увеличения общей расчетной нагрузки равномерно-распределенной на чердачное перекрытие до 250кг/м2), при расчете на прогиб практически проходит сечение 140х220(h)мм. при шаге 72см. Т.е. при подсчете имеем прогиб 3см. против 2,8см. положенных.

Вопрос, возможно, не по теме, но задать некому, при возможности, ответьте.

Керамическая плитка на деревянный пол (Допустимая величина прогиба чернового пола под ЦПС)

Когда-то на моем старом сайте был форум, где также можно было задавать различные вопросы. Теперь у меня нет возможности этот форум поддерживать, однако я решил выложить вопросы, задаваемые когда-то на форуме, на основном сайте. Как знать, может кому и пригодится. Ниже приводится переписка по поводу укладки керамической плитки на черновой пол, выполненный из ЦПС (цементно-стружечных плит).

Деревянные лаги перекрытия длиной 14 м

Иногда посетители сайта задают мне достаточно каверзные вопросы и просят объяснить, как возможно то или иное чудо. Например: "Есть здание, в котором нужно положить лаги перекрытия длиной 14 метров. Никто по ним ходить не будет, просто положить, прибить потолок а сверху утеплитель, ну и сама крыша. Есть точно такое же здание, там стоят лаги размером 45 на 150, каждые 0,9м. Между собой стыкуются в торец. Расскажите, как они выдерживают и нормально ли это. Спасибо".

Даже без долгих расчетов понятно, что формулировке вопроса что-то не так, деревянные лаги длиной 14 м изготовить достаточно сложно, да и несущая способность их будет очень низкой. Впрочем, что именно было не так, вы и узнаете из данной статьи.

Расчет деревянной балки, ослабленной отверстиями

03-06-2013: Даниил

Добрый день.Не подскажете как можно подсчитать максимально допустимую нагрузку и прогиб на балку,внутри которой есть отверстия(балка 100/200 сквозь которые проходят коммуникации,диаметры отверстий от 10 до 30мм)

Срощенные деревянные балки

07-06-2013: Евгений

Здравствуйте, подскажите мне пожалуйста вот,что у меня пролет 5 метров, использовал две срощенные между собой через проставки балки сечением 50х250 с разбегом 1 метр,по всем параметрам в калькуляторе все хорошо, но теперь я хочу по вашему совету с верху для усиления вместо доски прибить дсп или фанеру.

Вопрос что лучше выбрать и какой толщины, 25 мм хватит или нужно еще толще, потом пенопласт и и еще один слой, но уже меньший диаметр и покрытие. С низу тоже будет накручен брусок 50х50, между ним утеплитель вата и гипсокартон, все это между балками, хочу чтобы балки остались видны на 150-200 мм для красоты. Как вам мой пирог. Большое человеческое спасибо вам за ответы.

Расчет деревянных балок с учетом больших сосредоточенных нагрузок

Вообще-то по поводу расчета деревянных балок с учетом больших сосредоточенных нагрузок или как минимум сбора нагрузок от ножек бильярдного стола, чугунной ванны или шкафа я уже написал отдельные статьи.

Тем не менее вопросы по расчету таких балок были и возможно будут еще, а потому им место здесь.

Прочность древесины

06-05-2015: Владимр

Здравствуйте! Поражен вашим терпением и внимательностью к вопросам дилетантов типа меня. Прошу ответить на мой вопрос: Где-то увидел простое соотношение - дерево(Сосна) на растяжение крепче чем на сжатие (100:30) в 3,3 раза. Если это верно, то значит ли что, низ балки можно делать менее массивным (в 3-3,3 раза), не теряя значительно в прочности и выигрывая в весе самой балки. Какую нагрузку например может нести П-образная сосновая балка склеенная из дюймовки(толщина стенок 25мм) с габаритами: h=175, ширина=150 в сравнении с такой же полнотелой балкой ? Заранее спасибо.

Керамическая плитка на деревянный пол. Часть 2

Vladislav: 28 янв 2013, 11:56

В общем, остановился пока на таких показателях - прогиб балки 5 мм на 2,9 м, прогиб доски 1,4 мм на 0,7 м. Включив воображение (плитки под рукой нет), мысленно подложил под плитку размером 0,7х0,7 м (расстояние между балками 0,7 м) по центру стержень толщиной 1,4 мм, а на края плитки встал ногами - плитка не сломалась, повторил эксперимент с плиткой размером 0,4х0,4, подложив под нее стержень толщиной 0,8 мм - результат тот же.

Калькуляторы расчета деревянных балок

Здесь собраны ссылки на калькуляторы расчета деревянных балок из сосны и LVL бруса. Калькуляторы пока не on-line, ну то есть их для начала использования нужно сначала скачать, впрочем в некоторых браузерах поддерживается функция онлайн работы с документами xlsx (а именно в таком формате предлагаемые калькуляторы).

С одной стороны это плохо, так как сейчас пользователя больше интересуют онлайн калькуляторы и требовать от него нажатия пары дополнительных кнопок - это явное неуважение к интересам пользователя. С другой стороны у вас после скачивания навсегда останется калькулятор, даже если ресурс, с которого вы его скачали (в данном случае мой) утонет в море времени навсегда, а это очень даже вероятно.

Вопросы по расчету деревянной балки

Статья "Расчет деревянного перекрытия" обросла вопросами гуще, чем днище корабля, 40 лет не заходившего в док - кораллами. В связи с этим для большего удобства чтения основной статьи вопросы, не имеющие прямого отношения к тексту статьи, я перенес сюда.

С точки зрения поисковых систем это не очень хорошо, но для меня удобство пользователей на первом месте, в том смысле, что большинству читателей эти вопросы не интересны, а с ними страница грузится очень долго.

Ну а тем, кому подобные вопросы могут быть интересны, и предназначена данная статья.

Прочность доски для опалубки

04-09-2013: евгений

Какую максимальную нагрузку на см квадратный выдержит сосновая доска длиной 05 метра, шириной 100 мм и толщиной 25 мм, если концы доски закреплены прочно, а вектор силы направлен перпендикулярно ширине?

04-09-2013: Доктор Лом

Если вектор силы направлен перпендикулярно ширине поперечного сечения, то это приведет к появлению касательных напряжений. Как рассчитываются касательные напряжения, в статье описано.

Покрытие пола из ОСП (OSB)

14-06-2016: Евгений

Добрый день! Нуждаюсь в консультации. Имеется квартира СТАЛИНКА с деревянным перекрытием( мой пол является для соседа ниже, потолком) .Хочу демонтировать все свои полы до балок перекрытия( балки имеют размер 250*120 или 150). После выполнить по балкам , монтаж новых лаг 100*100 шагом через 60см. Размер одного пролета 6м на 3м. далее выполнить монтаж по лагам в два слоя OSB-3 12мм +12мм.

Вопросы от Владимир я

31-07-2015: владимир я

подскажите где вы писали что балку опасно, неправильно увеличивать по высоте она тогда теряет устойчивость и несущую способность

31-07-2015: владимир я

подскажите как меняется формула прогиба балки при различном шаге . Например 0.75 или 0. . подставлять в делимое т.е 5*400*0.75*4^2 и . ведь чем балки чаще тем прогиб меньше.

Новый модуль упругости древесины

Честно скажу, обновление модуля упругости древесины произошло совершенно незаметно для меня. И если бы не один из моих читателей, которому нужно было проверить на прочность и жесткость бревна, пролежавшие в перекрытии 150 лет, то я бы об этом никогда и не узнал.

Много лет я думал, что значение модуля упругости древесины давно определено и подтверждено экспериментально. Так в СП 64.13330.2011, основанных на СНиП II-25-80 "Деревянные конструкции", указания по определению модуля упругости укладывались буквально в 2 строки:

"5.3 Модуль упругости древесины и LVL при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равным: вдоль волокон Е = 10 000 МПа; поперек волокон Е₉₀ = 400 МПа."

Расчет деревянного перекрытия 16.02.2016

16.02.2016 Сергей

Уважаемый Доктор Лом!

Очень нужен совет.

16.02.2016 Доктор Лом

Добрый день, Сергей.
Давайте, я для начала проясню несколько деталей.
1. Если сечение квадратное, то определение и момента сопротивления и момента инерции упрощается W = a^3/6, I = a^4/12. Соответственно а = (6W)^1/3. Значок ^ означает степень.
2. При расчете прогиба шаг балок также следует учитывать. Например при шаге 0.5 м расчетная нагрузка уменьшается в 2 раза, а значит и прогиб уменьшается в 2 раза и составит примерно 2.2 см, что конечно больше рекомендуемого на 1 мм, но в принципе приемлемо, если учесть, что такой прогиб будет при максимальной нагрузке. Тем не менее можно еще уменьшить шаг балок, например до 0.45 м или 0.4 м.

О расчетном сопротивлении и модуле упругости древесины

Недавно один из посетителей сайта, прочитавший статью "Расчет деревянного перекрытия", и судя по всему не удосужившийся ознакомиться с другими полезными статьями на сайте, задал следующий вопрос:

А почему формула определения прогиба f=(5ql4)/(384EI) не зависит от расчетного сопротивления класса древесины?

Читайте также: