Калькулятор деревянной балки перекрытия: прочность и прогиб

Проверяет деревянную балку перекрытия на прочность и прогиб по пролёту, шагу, сечению и нагрузке и подбирает минимальную высоту сечения.

Калькулятор проверяет, выдержит ли деревянная балка перекрытие с заданным пролётом, шагом и нагрузкой и не будет ли пол заметно прогибаться. Если выбранное сечение не проходит, он подскажет минимальную высоту балки при той же ширине.

Как пользоваться

  1. Пролёт — расстояние между опорами в свету, то есть между стенами или прогонами, на которые опирается балка. Сам брус длиннее пролёта на глубину опирания с обеих сторон.
  2. Шаг балок — расстояние между осями соседних балок, обычно 0,4–0,6 м.
  3. Ширина и высота балки — размеры сечения в миллиметрах. Высота — размер по вертикали: балку ставят на ребро.
  4. Постоянная нагрузка — вес самого перекрытия: балок, настила, утеплителя, обшивки потолка, покрытия пола. Для лёгкого деревянного перекрытия с минватой обычно около 50–100 кг/м². Цементная стяжка 50 мм добавляет около 100 кг/м², плитка с клеем — ещё 20–30 кг/м².
  5. Полезная нагрузка — люди, мебель, вещи. Для жилых помещений — 150 кг/м², для неэксплуатируемого чердака по тем же нормам — 70 кг/м².
  6. Сорт древесины — сорт сосны или ели по документам на пиломатериал. Чем ниже сорт, тем больше сучков и меньше расчётная прочность.
  7. Перекрытие — междуэтажное или чердачное. Для чердачного допускается чуть больший прогиб.

Как понимать результат

Главных показателей два, и оба должны быть не больше 100 %. Прочность показывает, какую часть несущей способности балки использует нагрузка: 83 % — запас ещё есть, 110 % — балка может сломаться. Прогиб — насколько расчётный прогиб близок к допустимому. Даже прочная балка с большим прогибом даёт пружинящий пол, трещины в стяжке и плитке, щели у перегородок. На длинных пролётах сечение обычно определяет именно прогиб.

Например, балка 50 × 200 мм на пролёте 4 м с шагом 0,6 м при нагрузках 100 + 150 кг/м² использует 83 % прочности и 92 % допустимого прогиба — проходит. На пролёте 5 м то же сечение не проходит ни по прочности, ни по прогибу, и калькулятор предложит высоту 250 мм.

Минимальная высота балки в миллиметрах при шаге 0,6 м, нагрузках 100 + 150 кг/м², древесине 2-го сорта и междуэтажном перекрытии:

Пролёт Ширина 50 мм Ширина 75 мм Ширина 100 мм Ширина 150 мм
3 м 150 150 125 125
4 м 200 175 175 150
5 м 250 225 200 175
6 м 300 275 250 225

Самый действенный способ усилить перекрытие — увеличить высоту балки: прогиб уменьшается гораздо быстрее, чем при увеличении ширины. Помогают также меньший шаг и промежуточная опора — прогон или несущая перегородка. Если доски нужной высоты нет в продаже, балку собирают из двух сплочённых досок или берут клеёный брус. Подробнее о сечениях, опирании и пироге — в статье деревянное перекрытие.

Частые ошибки

  • Вводят длину бруса вместо пролёта в свету.
  • Забывают про стяжку, плитку или тяжёлые перегородки. Если постоянная нагрузка вырастает со 100 до 200 кг/м², балка 50 × 200 на пролёте 4 м уже не проходит.
  • Путают ширину с высотой или кладут доску плашмя.
  • Подбирают сечение только по прочности и получают пружинящий пол.
  • Делают глубокие врезки и отверстия под коммуникации в середине пролёта. Калькулятор такие ослабления не учитывает.
  • Используют сырой пиломатериал. Он усыхает, коробится и прогибается сильнее. Как выбрать доску по сорту и влажности, разобрано в статье пиломатериал.

Как считает калькулятор

Ориентировочная проверка однопролётной шарнирной балки: прочность по СП 64.13330 (расчётное сопротивление изгибу сосны и ели с учётом длительной нагрузки), прогиб с E = 10 000 МПа. Не учтены ослабления (врезки, отверстия), опирание и влажность — для проекта расчёт делает инженер.

Частые вопросы

Какое сечение балки нужно на пролёт 4 метра?

При шаге 0,6 м, полезной нагрузке 150 кг/м² и постоянной 100 кг/м² проходит доска 50 × 200 мм 2-го сорта: прочность используется на 83 %, прогиб — на 92 % от допустимого. При более тяжёлом перекрытии, например со стяжкой, нужна высота от 225 мм или меньший шаг.

Как рассчитать деревянную балку на прогиб?

Прогиб считают от нагрузки, пролёта и жёсткости сечения и сравнивают с допустимым: для междуэтажных перекрытий это 1/250 пролёта, для чердачных — 1/200. На пролёте 4 м допустимый прогиб — 16 и 20 мм. Калькулятор показывает и расчётный прогиб в миллиметрах, и его долю от допустимого.

Какую нагрузку закладывать на перекрытие?

Полезная нагрузка для жилых помещений — 150 кг/м², для неэксплуатируемого чердака — 70 кг/м². Постоянную считают по реальному составу перекрытия: дерево и минвата весят немного, а стяжка и плитка — заметно больше. Подробнее — в статье нагрузка на перекрытие.

Какой шаг балок перекрытия выбрать?

Чаще всего 0,6 м: между балками удобно укладывать утеплитель шириной 600 мм, а листы обшивки ложатся на опоры. При шаге 1 м та же балка 50 × 200 на пролёте 4 м уже не проходит, и сечение придётся увеличить до 50 × 250.

Что делать, если балка не проходит?

Увеличьте высоту сечения — это действует сильнее всего. Если высота ограничена, уменьшите шаг, соберите балку из двух сплочённых досок или поставьте промежуточную опору, чтобы сократить пролёт. Для пролётов больше 6 м балки из цельной доски обычно уже не подходят, и применяют клеёный брус, деревянные двутавры или фермы.

Нужна проверка расчёта?

Калькулятор даёт ориентир для закупки и планирования. Если конструкция несущая или сомневаетесь в исходных данных — инженер проверит расчёт и решение для вашего объекта.

Калькулятор на ваш сайт

Можно бесплатно поставить этот калькулятор на свой сайт или в блог — скопируйте код.