Пол из двутавра в гараже

Обновлено: 11.05.2024

В данной статье - расчет и выбор изделий выполняются в полном соответствии с учебной дисциплиной о механике твердого тела (раздел: сопротивление материалов).

В предыдущей статье о деревянных балках - я получил много критики в комментариях, что, мол, 21 ВЕК на дворе, полным-полно он-лайн калькуляторов и готовых таблиц в интернете.

Конечно, можно довериться он-лайн калькуляторам, но поверьте, уделив 30-40 минут и вникнув самостоятельно - можно перепроверить любой калькулятор и спать спокойнее, потому что все выкладки производятся самостоятельно и результат налицо! А что касается таблиц, то любая из них, взятая из интернета - неизвестного происхождения, и велика вероятность взять недостоверные данные.

Итак, далее приведены выборки горячекатаных стальных изделий согласно соответствующих ГОСТов, по которым в зависимости от итогового расчета - мы выберем подходящую нам балку и её сечение (форму):

Для примера, в расчете берётся заводская длина стального изделия - 6 м., а также выбирается шаг балок - 0,6 м. (соответственно, данные параметры будут у каждого разные в зависимости от ситуации).

Имея чертеж, проект или набросок размеров комнат на бумаге, нужно определиться с расчетными длинами. Расстояние в свету (Lсв) - это длина перекрываемого пролета. Зная эту длину и минимальное опирание балки на стену Lоп = 120 мм., получаем длину балки (по нашему примеру L= 6 м.).

Для дальнейшего расчета, требуется знать расстояние между центрами опорных длин (Lo) - это главная величина, участвующая в расчете (см.рисунок выше).

Для начала, перед самим расчетом, требуется определиться с функцией помещения. Для жилого помещения - по нормативу, временная нагрузка от пребывания людей составляет 1,5 кПа или 150 кг./м2 . (Р1).

По правилам расчета, закладываем запас надежности - 20%, поэтому далее используем коэффициент K1 = 1,2

После определения функции помещения и временной нагрузки, нам требуется посчитать собственный вес квадратного метра пола в сборе (весь пирог), а именно: вес балок, настил пола, потолок, шумоизоляция и т.п. В качестве примера, для расчета берем собственный вес - 150 кг./кв.м., таким образом Р2 = 150 кг./кв.м . Но, по правилам, уже нужно намеренно завысить надежность на 30%, соответственно К2 = 1,3 .

Определяем основные параметры для расчета

Расчет

Итак, считаем требуемый момент сопротивления W = M/(Yc*Ry),

W = 9.72 / (0.9*240) = 45 куб.см.

Получив момент сопротивления, возвращаемся к таблицам характеристик изделий (иллюстрации в самом начале). В данных таблицах, ГОСТом уже определены значения моментов для различных сечений, исходя из которых и выбираем балку, округляя W в большую сторону:

Для полученного момента 45 см3 подходит двутавр №12 со значением W=58.4 или швеллер №12, где W=50.6. Для нашего же примера - выбираем двутавр и далее проводим проверку на прогиб.

Важно сделать оговорку, что если Вас не устраивают балочные двутавры, существуют широкополочные или колонные двутавры, у которых при той же высоте - характеристики будут выше. Тем самым, вы сможете за счет более лучшей несущей способности уменьшить толщину всего перекрытия:

После того, как выбор стальной балки произведен, из таблички по соответствующей строке выписываем все характеристики выбранного изделия:

Статический момент: S = 33,7 см3;
Момент инерции: I = 350 см4;
Толщина стенки: d = 4.8 мм.

Производим проверку на прогиб. В случае большого провиса по центру конструкции, нам потребуется взять двутавр, следующий за №12.

В расчете нам потребуется главная жесткостная характеристика материала - это модуль упругости, для стали он равен:

Е = 206 000 МПа.

Определяем прогиб по стандартной сопроматовской формуле:

Итак, вычисленный прогиб по центру - 3,89 см.

Его необходимо сравнить с эстетико-психологическими параметрами по СНиП (таблица Е.1)

Почему эстетико-психологических? Дело в том, что несмотря на надежность конструкции - провис балки будет "давить на психику", в связи с чем СНиПом предусматриваются допустимые величины прогибов.

Согласитесь, что не хочется нам в доме ловить взглядом выгнутый в дугу потолок и будет казаться, что он вот-вот треснет и свалится на голову.

Согласно таблице, у нас есть предельные прогибы по вертикали для балок: L/ххх. Для того, чтобы сравнить полученное значение с этой характеристикой, требуется рассчитать параметр предельно допустимых величин:

При вычислении, как пример - мы брали балку заводской длины - 6 м., поэтому ищем строку L=6м.:

Почему-то изначально заложена одна ферма, на которую приходится вся снеговая и конструкционная нагрузка. гораздо рациональней распределить нагрузку на три — четыре фермы с поперечным сечением 300 мм., из профтрубы 40х25 с подкосами из арматуры 14 мм. Фермы при монтаже связать между собой поперечными связями для устойчивости. Потом на них можно настелить пол второго этажа. Вот как-то так. А вообще-то выше уже прозвучало предложение обратиться к инженерам. На Вашем турбогенераторном они еще не перевелись.
Привет Лысьве! Был у вас в командировке лет 40 назад…

Ох уж эти советчики. Чего только не навыдумывают.
г.Пермь — 5 снеговой район = 320кг/м2.
Конструкция перекрытия из дерева = 15кг/м2
Полезная нагрузка на перекрытие (люди, мебель) = 100кг/м2
Конструкция крови (на всидку) = 30кг/м2
Грузовая площадь балки = 6,61м х (7,61/2) = 25,2м2.
Общая нагрузка на всю длину балки = 465кг * 25,2м2 = 11,7т.
Равномерно-распределенная нагрузка = 11,7т / 6,61м = 1,78т. (на метр погонный).

Результат подбора элементов:
— Двутавр — 40Б1.
— Двутавр — 30Ш1.
— Двутавр — 20К2.
-Швеллер — Подбор произвести не удалось. Велики прогибы.

Советую использовать 30Ш1 — у него ширина полки больше. легче будет опирание делать.
Незачто.

Kosmosergik

Советую использовать 30Ш1 — у него ширина полки больше. легче будет опирание делать.
Незачто.

А вместо балки "Двутавр — 30Ш1" — не дешевле рассчитать и сварить ферму? Ферма без расчета может обойтись на 50-100% дороже из-за применения слишком крупного профиля.

Не выдумывайте ерунду.
Ферма длинной 6,6м. из уголков в тоннаже будет весить 200-250кг + работа на изготовление фермы. Двутавр весит 380кг. Где тут выгода 100%?
К тому же конструкция фермы имеет высоту 600-800мм, которая скушает высоту потолка. Оно надо?
Не вводите людей в заблуждение если не компетентны в вопросе.
Фермы рационально использовать в здания больших пролетов. Для гаража это абсолютно бессмысленно.
Это я вам как инженер конструктор говорю.

Имел ввиду, что Ферма без расчета может обойтись на 50-100% дороже, чем расчетная ферма.
Как правило без расчета применяют более прочный прокат, чем того требует расчет. И лишний 3-5-ти кратный запас прочности бывает нецелесообразен.

Если бы конструкции крыши не опиралась на балку(перекрытие), легко рассчитать какой швеллер или двутавр применить, а при такой конструкции крыши вся основная масса крыши опирается на рассчитываемую балку.

После укрепления бетона в яме была снята опалубка и из неё же организована опалубка над нишами и подпорки под эту опалубку. Потом из двутавровой балки 140 мм. сделал обвязку ямы. Увязал сетку из арматуры 12мм. и сварил её с двутаврой. Если бы делал сейчас, то конечно же проложил бы сначала ЭППС, и в яме тоже с наружной стороны использовал бы ЭППС. Но как говорится: поздно пить боржоми …
Бетона ушло 5 куб. м.
По таврам смотровой ямы был сделан уклон в 4 сантиметра в сторону ворот. От стен к таврам уклон 2 сантиметра. В случае мытья полов, а в межсезонье это неизбежно, вода будет стекать от стен к яме и вдоль ямы к воротам.
Чтобы вода не попадала в яму, по периметру к двутавре будет приварен уголок 50 мм.
Воду буду получать из скважины, которую планирую пробить в подвальном помещении, которое организую под ремонтной (смотровой) ямой. До водоносного слоя 4 метра.
После трехнедельной выдержки первый раз замарал новый пол )))

Комментарии 38

Бетонные работы на отлично, а как с гидроизоляцией ?

Плохо. Всё делалось без глубокого анализа. Одно успокаивает — песчаный грунт и глубокий уровень грунтовых вод.

Как определяется длина деревянных балок перекрытия: эксперты FORUMHOUSE рассказывают о нюансах расчёта и самостоятельного изготовления.

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Деревянные балки перекрытия - размеры и нагрузки

Сделали деревянное перекрытие в брусовом доме, а пол трясётся, прогибается, появился эффект «батута»; хотим делать деревянные балки перекрытия 7 метров; нужно перекрыть комнату длиной в 6, 8 метров так, чтобы не опирать лаги на промежуточные опоры; какой должна быть балка перекрытия на пролет 6 метров, дом из бруса; как быть, если хочется сделать свободную планировку – такие вопросы часто задаются форумчанами.

У меня дом примерно 10х10 метров. На перекрытие я «кинул» деревянные лаги, их длина - 5 метров, сечение - 200х50. Расстояние между лагами – 60 см. В процессе эксплуатации перекрытия выяснилось, что когда дети бегают в одной комнате, а ты стоишь в другой, то по полу идёт достаточно сильная вибрация.

И подобный случай далеко не единственный.

Не могу понять, какие балки для межэтажных перекрытий нужны. У меня дом 12х12 метров, 2-х этажный. Первый этаж сложен из газобетона, второй этаж мансардный, деревянный, перекрыт брусом 6000х150х200мм, уложенным через каждые 80 см. Лаги положены на двутавр, который опирается на столб, установленный посередине первого этажа. Когда хожу по второму этажу, то чувствую тряску.

Балки на длинные пролеты должны выдерживать большие нагрузки, поэтому, чтобы возвести прочное и надёжное деревянное перекрытие с большим пролётом, их нужно тщательно рассчитать. В первую очередь, необходимо понять, какую нагрузку сможет выдержать деревянная лага того или иного сечения. И потом продумать, определив нагрузку для балки перекрытия, какие надо будет делать черновое и финишное покрытие пола; чем будет подшиваться потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилым чердаком над гаражом.

Чтобы рассчитать нагрузку на балки перекрытия, нужно сложить:

Нагрузку от собственного веса всех конструкционных элементов перекрытия. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, покрытия пола, потолок и т.д.
Эксплуатационную нагрузку. Эксплуатационная нагрузка может быть постоянной и временной.

При подсчёте эксплуатационной нагрузки учитывается масса людей, мебели, бытовых приборов и т.д. Нагрузка временно возрастает при приходе гостей, шумных торжествах, перестановке мебели, если её отодвинуть от стен в центр комнаты.

Поэтому при расчёте эксплуатационной нагрузки необходимо продумать всё – вплоть до того, какую мебель планируется ставить, и есть ли вероятность в будущем установки спортивного тренажёра, который тоже весит далеко не один килограмм.

За нагрузку, действующую на деревянные балки перекрытия большой длины, принимаются следующие значения (для чердачных и межэтажных перекрытий):

Чердачное перекрытие – 150 кг/кв.м. Где (по СНиП 2.01.07-85), с учётом коэффициента запаса – 50 кг/кв.м – это нагрузка от собственного веса перекрытия, а 100 кг/кв.м - нормативная нагрузка.

Если на чердаке планируется хранить вещи, материалы и прочие, необходимые в быту предметы, то нагрузка принимается равной 250 кг/кв.м.

Для междуэтажных перекрытий и перекрытий мансардного этажа общая нагрузка берётся из расчёта 350-400 кг/кв.м.

Перекрытия досками 200 на 50 и другие ходовые размеры

Вот какие балки на пролете 4 метра допускаются нормативами.

Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам (после расчёта), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят.

Деревянная балка более 6 метров: тонкости

Следует запомнить правило: прочность и жёсткость перекрытия в большей степени зависят от высоты балки и в меньшей степени – от её ширины.

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

50х200 - перекрытие для проема 4 и 5 метров.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить готовые таблицы, представленные гуру нашего форума с ником Roracotta.

Я потратил несколько вечеров, чтобы сделать таблицы, которые будут понятны даже начинающему строителю:

Таблица 1. В ней представлены данные, которые отвечают минимальным требованиям по нагрузке для полов второго этажа – 147кг/кв.м.

Примечание: так как таблицы основаны на американских нормативах, а размеры пиломатериалов за океаном несколько отличаются от сечений, принятых в нашей стране, то применять в расчётах нужно графу, выделенную жёлтым цветом.

Таблица 2. Здесь приведены данные по усреднённой нагрузке для полов первого и второго этажей – 293 кг/кв.м.

Таблица 3. Здесь приведены данные под расчётную увеличенную нагрузку в 365 кг/кв.м.

Как высчитать расстояние между двутавровыми балками

Если внимательно ознакомится с представленными выше таблицами, то становится понятно, что с увеличением длины пролёта, в первую очередь, необходимо делать увеличение высоты лаги, а не её ширины.

Менять жёсткость и прочность лаг в сторону увеличения можно, увеличив её высоту и сделав «полки». То есть – делается деревянная двутавровая балка.

Самостоятельное изготовление деревянной клееной балки

Одно из решений для перекрытия пролётов большой длины – это использование в перекрытиях деревянной балки. Рассмотрим пролет 6 метров – какие балки смогут выдержать большую нагрузку.

По виду поперечного сечения длинная балка может быть:

прямоугольной;
двутавровой;
коробчатой.

Среди самостройщиков нет единого мнения, какое сечение лучше. Если не брать в расчёт покупные изделия (двутавры заводского изготовления), то на первое место выходит простота изготовления в «полевых условиях», без использования дорогостоящего оборудования и оснастки.

Если посмотреть на поперечный срез любого металлического двутавра, то видно, что от 85% до 90% массы металла сосредоточено в «полках». На связующую стенку приходится не более 10-15% металла. Это сделано на основе расчёта.

Какую доску использовать для балок

Фанера к полкам прибивается гвоздями или прикручивается саморезами (только не чёрными, они не работают на срез) и обязательно сажается на клей.

Если установить такой двутавр на шестиметровый пролет с шагом 60 см, то она выдержит большую нагрузку. Дополнительно двутавровая балка для потолка в 6 метров может быть проложена утеплителем.

Также, используя подобный принцип, можно соединить две длинных доски, собрав их в «пакет», и затем поставить их друг на друга на ребро (взять доски в 150х50 или 200х50), в итоге сечение балки составит 300х100 или 400х100 мм. Доски сажаются на клей и стягиваются шпильками или сажаются на глухари/шканты. К боковым поверхностям такой балки также можно прикрутить или прибить фанеру, предварительно смазав её клеем.

Также интересен опыт форумчанина под ником Тарас174, который решил самостоятельно изготовить клееную двутавровую балку, чтобы перекрыть пролёт в 8 метров.

Для этого форумчанин приобрёл листы ОСП толщиной 12 мм, нарезал их по длине на пять равных частей. Затем купил доску 150х50 мм, длиной 8 метров. Фрезой «ласточкин хвост» выбрал посередине доски паз глубиной 12 мм и шириной 14 мм – так, чтобы получилась трапеция с расширением книзу. ОСП в пазы Тарас174 вклеивал при помощи полиэфирной смолы (эпоксидки), предварительно «пристрелив» степлером к торцу плиты полоску стекловолокна шириной 5 мм. Это, по мнению форумчанина, усилило бы конструкцию. Для ускорения просушки склеенный участок прогревали обогревателем.

На первой балке я тренировался «набивал руку». Вторую сделал за 1 рабочий день. По стоимости, с учётом всех материалов, включаю цельную доску в 8 метров, стоимость балки составляет 2000 руб. за 1 шт.

Несмотря на положительный опыт, подобный «самострой» не избежал нескольких критических замечаний, высказанных нашими экспертами. А именно:

Недопустимо использовать в клееных конструкциях свежеспиленную и непросушенную доску, т.к. невозможно предугадать, как поведёт себя такая балка в долгосрочной перспективе.
Нельзя использовать в качестве клея эпоксидную смолу.

Эпоксидные смолы имеют слабую адгезию к древесине. Также уходит много времени, пока они затвердеют. Несущие конструкции клеятся на меламине, резорцине или полиуретане. Эти клеи не только не горят, но и являются термореактивными. Т.е., чем выше температура, тем крепче становится соединение.

Фрезеровка паза под установку ОСП. Балки заводского изготовления фрезеруются так, что паз получается зауженным книзу – т.н. клин. Лист ОСП вклеивается в «полку» в натяг. Это увеличивает плотность прилегания плиты и дерева.
Нетехнологичность работ, что приводит как к увеличению времени на изготовление одной балки, так и её конечной себестоимости.

Для изготовления балки не нужно использовать стеклоткань, прогревать клеевой шов. Всё просто: фрезеруем паз, наносим меламиновый клей, вставляем в паз ОСП, зажимаем струбциной и забиваем под 45 градусов гвоздь. Отступаем на 20 см и повторяем операцию. Гвоздь выполняет функцию временного фиксатора. На всё про всё уходит 2 часа. А через шесть часов балку можно уже устанавливать.

Несмотря на отступление от традиционной технологии, двутавровая балка, изготовленная форумчанином, подверглась серьёзному испытанию на прочность клеевого шва и выдержала его.

Вот испытание, которому подверглись деревянные балки перекрытия 7 метров:

Я закрепил концы балки на двух опорах на семи метровом расстоянии и нагрузил её грузом общей массой более полутонны. Было слышно, как сначала потрескивает шов, но потом звук прекратился. Балка (от горизонтали) прогнулась всего на 20-24 мм.

В реальных условиях одна балка не подвергнется такой сосредоточенной в одном месте нагрузке, поэтому самостоятельный опыт изготовления двутавра можно признать удачным. По мнению форумчанина, это оптимальный вариант, чтобы перекрыть расстояние более 6 метров и сделать свободную планировку в доме. Тем более, что, не смотря на «металлическую прочность» такой конструкции, поднять и смонтировать ее можно и одному человеку.

На FORUMHOUSE вы сможете узнать, в каких случаях и как можно сделать металлические балки перекрытия для пролета 4 метра и 6 метров, и в чем особенности стальной конструкции.

Всем привет. Надеюсь мою тему не снесут сразу же. Нужна помощь квалифицированных голов, потому как я вообще не вытягиваю данную тему сам.

Решил сделать так, прямо на плиты поперек бросить две балки двутавровые, в конце, и почти в начале гаража, по расчетам онлайн калькуляторов с запасом пойдет двутавр 14й. А на них, вдоль гаража, положить две балки двутавровые 20е, длиной 4,8 м, они уже куплены. И этим сформируется смотровая яма.

Вопросов много:
1. Ни как не могу определиться вопросом устойчивости балок. Нужно ли их как то раскреплять? Вроде так называется у строителей. Опасаюсь опрокидывания, особенно продольных балок. На них будет собираться деревянный пол.
2. Как крепить половые доски на двутавре, не ослабляя его? Доска будет толщиной 70 мм, БУ, та самая что была в гараже.
3. Ищу металл на приемке чермета для поперечных балок, нашел отдельно только 14й двутавр 3 метра, и 16й, тоже 3 метра, оба похожи на ГОСТовские, с покатыми полками. А нужно две балки по 3 м. Взгляд упал на швеллера, очень много 10го, по стоимости приемлемо. Что лучше, швеллера сварить коробочкой, или стенка к стенке, и сделать двутавр?
4. Нужно ли на двутавровых балках ребра усиления, в местах где балка будет ложиться на балку?
5. Нужно ли как то увеличивать площадь опирания поперечных балок на плиты перекрытия? Плиты перекрытия, как я знаю не рассчитаны на такую концентрированную нагрузку. Пролет между плитами 1,5 м, но балки будут искать 3 м, на всю ширину гаража. Но нагрузка получиться не малая на плиты все равно. Нагрузка примерно будет следующая, если идти снизу вверх, поперечные балки 14е 6 м = 82 кг, продольные балки 20е почти 10м = 205 кг, половая доска с продольными балками деревянными у стены = 600 кг. Машина 1500 кг. Инструмент и прочий хлам 1000 кг ( с запасом). Итого: почти 3500 кг. Получается весь пол будет опираться на плиты в четырех точках, на каждую точку, нагрузка 875 кг. Ситуация улучшается от того что нагрузка не по центру плит. Но нюанс в том что, стены гаража стоят на этих же плитах перекрытия, внизу подпора нет, и это вроде правильно. АПД. Последний вопрос наверно снимается, по той причине, что у продольных стен будет лежать по брусу, с точным сечением не определился, но под ним будут промежуточные опоры в виде столбиков из кирпича, а на брусья уже ляжет половая доска, значит нагрузка, более менее равномерно распределится по плите.

Читайте также: