Прогиб очень похож на изгиб, но при этом от него отличается. Изгиб нас интересует по большей части тогда, когда это касается разрушения от изгиба, что очень плохо. Но когда речь идет о прогибе, в определенных условиях мы можем позволить его возникновение. Упругость – или жесткость – пола – это характерные признаки прогиба. Трещины на гипсокартоне на потолке или увеличение стыков между соседними листами гипсокартона являются прямым доказательством излишнего прогиба.

Прогиб обычно выражается как процент или относительная доля пролета. Две обычные доли, которые встречаются в расчетах прогиба – это 1/240 и 1/360 доля пролета. Если пол провисает на 1 дюйм над 240 дюймами (6 метрами), то это прогиб 1/240. Провисание в половину дюйма на 180 дюймов (4,6 метра) – это пример прогиба 1/360. Валерий Венгеров, автор нескольких хороших книг по строительству частных домов, для первых этажей предпочитает правило 1/360, так как здесь не хочется испытывать слишком большую упругость пола.
Есть также «правила» для потолков. Если Вы устанавливаете на потолок лепнину, то прогиб не должен быть более 1/360. Если гипсокартон с армирующей лентой и шпатлевкой, то можно допустить прогиб 1/240. По СНиПам для стропильной системы допускается прогиб 1/180.

Лично я никогда не использовал для отделки потолка лепнину или гипсокартон, и ещё я редко использую пролеты более 3 метров, потому что практически в каждом проекте, где мне приходится участвовать, требуется установка тяжелых крыш. Итак, прогиб никогда не считался большой проблемой. Для потолков с открытыми досками допускается прогиб стропильной системы до 1/180, а показатели 1/240 будут подходить для любого пола с деревянным потолком под ним.

Как правило, если напольная лага или стропильная система соответствует критериям по разрешенной нагрузке на изгиб, то она будет соответствовать и нормам по прогибу. Просто придерживайтесь стандартных правил.

Обычно мы не представляем вертикальные элементы (например, столбы или даже деревья) в качестве балок, но, фактически, они имеют очень много общего с балками. Интересно, что слово «балка» происходит от древнеанглийского слова, обозначающего дерево или ствол дерева. Когда дерево сгибается под силой ветра, наветренная сторона находится в натяжении, так как дерево наклоняется в ту же сторону, куда дует ветер. Подветренная сторона находится в состоянии сжатия. По сути, так как дерево не имеет опоры сверху, его можно рассматривать как свес, ещё одну разновидность балки. Ветка дерева, растущая из ствола, может считаться свесом, построенным на свесе.

В стоечно-балочной конструкции столбы являются самым прочным компонентом, так как они очень хорошо выдерживают сжимающее давление. Например, брус 150 х 150 с относительно низкой прочностью при сжатии, равной 1 150-1 400 дюймо-фунтов на квадратный дюйм, сможет выдерживать нагрузку в 32 800 фунтов на высоте 2,4 метров. Это 16,4 тонн! Брус 200 х 200 сможет выдерживать 63 000 фунтов, или 31,5 тонну.

Тонны, Вы понимаете? Даже в моем двухэтажном доме с тяжелой земляной крышей пять из семи основных столбов 200 х 200 выдерживают нагрузку примерно 10 000 фунтов каждый и еще два (тоже 200 х 200, из массива дуба) несут нагрузку всего по 15 000 фунтов каждый – это же намного меньше их реальной возможности. (Дубовый столб 200 х 200 вполне может нести на себе нагрузку более 93 000 фунтов при такой же высоте). Одним словом, стоечная часть стоечно-балочных конструкций является очень прочной. По сути, в моем доме пять из семи столбов можно было бы заменить на брусья 100 х 100, если бы не эстетические предпочтения и то, что принято называть «коэффициент гибкости», или КГ. Чисто визуально столбы 100 х 100, несущие на себе балки 200 х 200 или 250 х 250, выглядят просто неправильно, совсем как стропило 100 х 200, установленное не той стороной. Но с точки зрения конструкции, стойки 100 х 100 мм вполне бы справились с такой задачей.

Коэффициент гибкости – это просто соотношение ширины столба к его длине. Столб высотой 2,4 метра шириной всего 100 мм имеет коэффициент гибкости, равный 2,4 метра/100 мм, или 24. Поставьте сюда столб 200 х 200, и КГ станет 12. Чем выше коэффициент, тем тоньше столб. Узкий столб намного больше подвержен прогибу, чем разрушению при сжатии. Допустим, у нас есть брус 100 х 100, который несет на себе определенную нагрузку в качестве столба, и что на одной или нескольких его сторонах есть большие сучки. Хотя сучки могут быть довольно прочными при сжатии, они плохо выдерживают растяжение, так как быстро отделяются от окружающей древесины. Горизонтальная нагрузка, такая как внезапный удар или толчок при землетрясении, легко разрушит этот столб. Такой же результат может быть и от экстремальных вертикальных нагрузок.