czwartek, 24 lutego 2011

Belka i jej możliwości w konstrukcji domu

Przebudowując budynek, lub dobudowując nową część czasami trzeba przeprojektować istniejącą już konstrukcję. Nowoczesne, modne wnętrza z otwartą przestrzenią wymuszają wyburzanie ścian i generalny remont w istniejących domach..

W mojej pracy bardzo często dostaję do zaprojektowania takie pojedyncze elementy konstrukcyjne. Najczęściej są to belki, które mają podtrzymać stropy lub ściany.

Rodzaje belek

Belka jest poziomym elementem konstrukcyjnym, która podpiera strop lub ścianę. W zależności od konstrukcji domu podczas modernizacji można w nim zastosować kilka rozwiązań. W budownictwie od dziesięcioleci nic się nie zmieniło, więc wybór może paść na jedną z opcji:

Belka stalowa



jest najbardziej uniwersalna i niezależnie od konstrukcji dom (drewniana, murowana) może być stosowana wszędzie. Zalety, jakie posiada stal to lekkość i duża wytrzymałość. Przekrojem najbardziej popularnym jest dwuteownik, ale profile ceowe oraz rurowe też mogą być używane. Belka stalowa jest idealnym rozwiazaniem w modernizowanych domach.

  
Belka żelbetowa wymaga większego nakładu pracy ze względu na "roboty mokre". Głównie używana jest w nowych budynkach o technologii murowanej. Podpiera stropy żelbetowe, prefabrykowane, ściany nad długimi otworami okiennymi i drzwiami. Na przekrój i gabaryty takiego elementu ma wpływ rozpiętość, wielkość obciążenia oraz ilość zbrojenia użytego do wykonania takiej belki. Inną odmianą jest belka prefabrykowana. Szczerze mówiąc oprócz nadproży, to nie spotkałem się z jej szerszym zastosowaniem.

 Belka drewniana stosowana jest głównie w budynkach drewnianych szkieletowych oraz z bali. Na wielkość przekroju wpływa rozpiętość oraz ilość obciążenia. Im przekrój jest większy, tym ma lepsze parametry wytrzymałościowe. Drewno używane na belki mogą być liściaste lub iglaste, z tym że to pierwsze ma dużo większą wytrzymałość. 


Obliczenia

Obliczenia nie są skomplikowane. Ograniczają się do jednego prostego wzoru (dla drewna i stali), ale odradzam przeprowadzenie ich samemu, ponieważ może się to skończyć tragicznie. Lepiej jest zlecić to konstruktorowi, który zrobi to szybko i poprawie.

Główny problem nie są obliczenia matematyczne, ale poprawne zebranie obciążeń. Polskie normy zawierają wytyczne do prawidłowego doboru obciążeń stałych i zmiennych, a w przypadku belek podpierających ściany zewnętrzne również trzeba dodać obciążenia od dachu, wiatru i śniegu.

Obliczenia musza spełniać warunki normowe stanu granicznego nośności oraz stan granicznego użytkowaności. W pierwszym oblicza się wytrzymałość, czyli sprawdza poprawną nośność przekroju na obciążenia. Drugi związany jest z ugięciem konstrukcji. Duże przemieszczenia są objawem wadliwej konstrukcji np. rysy na belkach żelbetowych, lub pęknięcia na ścianach podpieranych przez belkę stalową.

Użycie belek jest idealnym i prostym rozwiązaniem w przebudowie konstrukcji domu. O wiele prostsze jest to  w domach drewnianych oraz o lekkich konstrukcjach murowanych. W Polsce domy są masywne i ciężkie, a co z tym idzie każda taka przeróbka będzie kosztowna. Jednak moda na domy nowoczesne, przestrzenne, przeszklone powoduje, że żaden inwestor nie rezygnuje z takich rozwiązań.

7 komentarzy:

  1. Świetny wpis. Nie chciałbym poprawiać, czy narzucać czegoś, ale powoli PN-EN (eurokody) wypierają dotychczas stosowane normy. Obliczenia przeprowadzane na PN były o wiele łatwiejsze, nie mniej jednak chcąc dokonać rozbudowy nawet poprzez najłatwiejsze elementy (belka swobodnie podparta) należy takie zadania zlecać konstruktorowi.
    @Piotrze czy w UK stosujesz eurokody BS-EN, fajnie jakbyś mógł napisać post związany z podejściem do projektowania jakie panuje w UK.

    Pozdrawiam, świetny wpis.

    OdpowiedzUsuń
  2. Dzięki za uznanie :). Masz rację. Eurokody wypierają powoli krajowe normy, to samo jest w UK. Sądzę, że zanim to się stanie na dobre, minie kolejne kilkadziesiąt lat. Eurokody nie są stworzone do robienia prostych obliczeń "ręcznych". Jest tam mnóstwo współczynników i współczynników od współczynników, a dla przeciętnego projektanta trudno jest się odnaleźć pomiędzy dziesiątakami wzorów. Normy te głównie stosowane są przy dużych projektach oraz do projektowania przy użyciu komputerów. Byłem na szkoleniu z EU odnośnie konstrukcji drewnianych i sam prowadzący krytykował te normy ze względu na błędy oraz biurokratyczne podejście. Bo nie zostały one opracowane przez inżynierów praktyków, a biurokratów, nad czym każdy ubolewa.

    OdpowiedzUsuń
  3. E nie ma co dramatyzować, ofice ofis ogr calc i raz wprowadzone służ na amen.
    Nawet nie trzeba do tego używać jakiś wypasów typu robot itp.
    np w solid edge free2d zlicza moment bezwładności figury lub grupy figur co dużo pomaga, po za tym jest soldis projektant 5 darmowy program do obliczeń
    http://www.soldis.com.pl/ strona.

    OdpowiedzUsuń
  4. "Inną odmianą jest belka prefabrykowana. Szczerze mówiąc oprócz nadproży, to nie spotkałem się z jej szerszym zastosowaniem..." A prefabrykowane belki stropów gęstożebrowych?..Pozdrawiam

    OdpowiedzUsuń
  5. Witaj@ Belki prefabrykowane żelbetowe nie są stosowane na szeroką skalę. Oczywiście nie stoi nic na przeszkodzie żeby taką użyć. Ja również spotkałem się z przypadkami nadproży. Przeważnie prefabrykaty żelbetowe stosuje się przy dużych projektach gdzie główną konstrukcją są belki i słupy. Co do stropów gęstożebrowych, to nie pisałem o tym bo to jest element płyty stropowej.

    OdpowiedzUsuń
  6. Witam, mój sąsiad poprosił mnie o poradę w sprawie wzmocnienia stalowej belki stropowej, otóż ma on pomieszczenie o wymiarach 9m na 15m, te belki stalowe(jest ich 3) są długości 9m i każda jest podparta 2 słupami w odległości 2,7 m od ścian. Sąsiad chce usunąć owe słupy, lecz obawia się( i chyba słusznie) że strop się ugnie lub nawet zawali. Nad tym pomieszczeniem jest poddasze zamieszkałe. Czy mogę liczyć na poradę jak to zrobić? Nie naświetlam bliżej całej konstrukcji, bo nie wiem czy będzie jakiś odzew (blog jest dosyć stary). Sąsiad ma również świadomość, że porady i obliczenia inżynierskie wiążą się z pewnymi kosztami.
    Jeśli zainteresowałem Pana tym zagadnieniem, proszę o odpowiedź na tym blogu, a wszelkie dane podam bardziej szczegółowo.
    Pozdrawiam
    Robert z Kozienic

    OdpowiedzUsuń
  7. Takie belki kojarzą mi się z liczeniem na studiach, nawet to lubiłam, a teraz widzę jak wiele ważnych zastosowań jest w takiej beleczce :)

    OdpowiedzUsuń

Zasady komentowania:
Podpisz się. Konstruktywna krytyka jest w porządku, ale niegrzeczne i niedojrzałe komentarze są kasowane. Komentarze, które mają na celu jedynie reklamowanie jakiejś strony również są kasowane.

Related Posts with Thumbnails