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

Расчетная нагрузка на стойку, прикидочно 4300 кг. Если подпереть где-то диагональное стропило под ендовой, то тонны 4.

А зачем нам калькуляторы?
При увеличении высоты балки в 1.5 раза, допустимая нагрузка возрастает в 2.25 раза, а прогиб уменьшается в 1.5*1.5*1.5=3,375 раза.

Интересная придумка - "разрушающая нагрузка". Выглядит так, что "раз - и балка сломалась".
На самом деле, в этом калькуляторе его значение совпадает со средним сопротивлением дерева изгибу, через 50 лет эксплуатации. То есть, через 50 лет 50% балок разрушится, а 50% выстоит.

 

Давайте, разберем еще раз, на этом примере:

Что значит 1.56 в последней строчке. При нормативной нагрузке 240 кг, достаточно сечения 1.56 (выс) х40 см (15.6х400 мм), чтобы прогиб составил 0,45 см (1/200 пролёта).
Что значит 7.00 в предпоследней строчке. При расчетной нагрузке 4300 кг, для сечения 7.00 (выс) х40 см (70х400 мм), напряжение в балке будет равно расчетному сопротивлению дерева, в данном случае 117 кг/см2.

При длине 90 см и нагрузке 4300 в 10 см от края, по прочности было бы достаточно балки 200х100, но примерно в 2 раза превышено напряжение скалывания на ближайшей опоре.
Балка 200х200, будет в самый раз. напряжение 28.7 кг/см2, прогиб 0.2 мм.

P. S. Все 3 раза, число в поле "Нормативная нагрузка" одинаково - 240 кг. Поэтому, значение в нижнем поле (требуемое сечение при нормативной нагрузке) тоже одинаково.

 

Да, все верно, этот калькулятор никаких прогибов не считает.
Только требуемую высоту сечения по прочности и по прогибу.

Речь шла о пролёте 4.5 м и нагрузке расположенной в 40 см от края.
Я брал равномерную нагрузку 20 кг/м (имелся в виду вес балок, утепления и потолка), сечение балки 193х48 мм (усохшее).
Можно посчитать этим https://www.forumhouse.ru/posts/27802654/

Из имеющегося под рукой, можно посчитать еще и вот этой штукой https://www.forumhouse.ru/posts/30954344/
Хотя, она для другого.

В результатах для балки без накладки, можно найти что нужно:


Но вообще, конечно, надо бы написать еще один калькулятор, на несколько пролётов и смешанные нагрузки, с интерфейсом проще, чем здесь https://www.forumhouse.ru/posts/27802654/

 

Такие конфигурации обычно не считают, они неоптимальные.
Есть коробчатые https://www.forumhouse.ru/posts/25354609/ https://www.forumhouse.ru/posts/25376340/
Есть похожие двутавры на гвоздях, или к брусу можно прибить доски сверху и снизу.
Если несколько сотен гвоздей в одну балку не пугают, можно попробовать.

Неустранимая проблема - податливость гвоздевых соединений, вызывающая дополнительный прогиб балки. Поэтому, их настоятельно рекомендуют делать со строительным подъёмом.
Для большой сосредоточенной нагрузки близко от опоры, они не очень подходят - на отрезке от опоры до нагрузки, нужно вбить множество гвоздей, а некуда

 

Для "сделать на объекте", нужен пресс с достаточным размером площадки, молотком это не забивают.
В принципе, бывают мобильные прессы на основе домкрата, но нужна очень мощная С-образная "клипса".
Если речь идет о большой сосредоточенной нагрузке близко к опоре, то не стоит - проблемы те же.

 

Я так и не понял, чем Вам не угодила висячая стропильная система с (опциональной) бабкой? Без бабки, прогиб миллиметров 6, перехлестом лаг на стене или бабкой, можно сделать еще меньше.

Проверочный тест:
1. Идем сюда https://mycalcs.ru/truss/doubledom, вводим параметры, смотрим на усилие растяжения на затяжке. Думаем, куда это всё денется, при отсутствии затяжки.
2. Пробуем посчитать нагрузки, когда одна "слега" на месте, а другая сместилась вниз, из-за прогиба перекрытия. Я не возьмусь
Кстати, суммарная нагрузка на 2 прогона не равна нагрузке на конек, она заметно больше.

 

Калькулятор балок, с рюшечками

Недавно, коллега @a991ru, затронул интересную проблему. Ему понадобилось посчитать балку под сосредоточенной нагрузкой, расположенной близко к опоре. На самом деле, еще лучше было бы посчитать смешанную нагрузку - равномерную плюс сосредоточенную.
А особо и нечем. Вот этот калькулятор https://www.forumhouse.ru/posts/27802654/, недостаточно прост в освоении, калькулятор из файла "Стропила", тоже не очень подошёл.

Появилась мысль - раз уж у меня есть новый расчетный модуль - не сделать ли из него еще один калькулятор балок? Чтобы интерфейс не стал сложнее самого расчета, можно было бы сделать его (для меня ) попроще, не сильно отдаляясь от идеологии расчетного модуля.
Вот, результат такой попытки:

Идеология следующая:
У балки есть несколько "ключевых" точек, в которых меняется поведение функций, описывающих поперечную силу, момент, линию изгиба и т. п. Это начало и конец балки, точки опор, точки приложения сосредоточенных нагрузок или изменения равномерно распределенной нагрузки.
Вот координаты всех этих точек, и надо ввести: кроме точек начала и конца - в произвольном порядке.
Для каждой точки, можно указать приложенную в ней сосредоточенную нагрузку, или насколько в ней изменится равномерная нагрузка.
Можно назначить точку опорой, тогда доступны еще 2 параметра: смещение опоры вверх или вниз по вертикали и смещение опоры под нагрузкой (в миллиметрах смещения на тонну нагрузки).
Всего, таких точек не больше 15-ти, что обусловлено ограничениями старых версий Excel. То есть, как максимум, тут можно посчитать 14-пролётную балку.

Что происходит дальше:
- точки, не попадающие внутрь балки, выбрасываются из рассмотрения. Балка всегда начинается с 0, поэтому проще всего несуществующей точке задать координату -1.
- точки, у которых случайно совпали координаты, сливаются в одну.
- если оказалось так, что у балки меньше 2-х опор, добавляются 1 или 2 опоры по концам балки.
Две диаграммы под полями ввода данных - это упрощенные схемы, для контроля вводимой конфигурации.
Ниже, идут более привычные диаграммы поперечной силы, изгибающего момента, угла наклона линии прогиба и самой линии прогиба.


Это первая версия, к которой я добавлю потом разные "рюшечки", координаты всяких полезных точек на графиках момента и изгиба. ... Наверное, будет выбор материала балки, класса условий эксплуатации и т. д.
Но, в принципе, она уже должна правильно работать, и выдавать самые главные результаты.

Был бы очень признателен, если бы кто-то погонял её и написал в личном сообщении свои замечания - что не работает, что удобно, что неудобно. ... .