Двутавр нагрузка: Как построить — Выбор нужного двутавра

Как построить — Выбор нужного двутавра

А знаете ли вы, что, благодаря своей особой Н-образной форме, металлический двутавр является универсальным металлопрокатом, так как обладает повышенной степенью прочности и надежности. Двутавровые балки способны выдерживать существенные динамические и статические нагрузки и широко применяется при возведении строений в качестве вертикальных опор и горизонтальных перекрытий.

Классификация двутавровых балок по ГОСТу

Двутавровые балки классифицируются по ГОСТам на основе теоретических и экспериментальных исследований. Благодаря исследованиям выявляют наиболее востребованные фасонные профили.

Например, зная, что с возрастанием ширины пролета необходимо увеличение высоты стальных балок, мы можем высчитать двутавр, который обеспечит необходимую прочность строения.

Например:

• прочность при шестиметровом пролете обеспечивает двутавр № 20 с высотой профиля 200 мм;
• при уменьшенном до 4 м расстоянии между стенами можно использовать двутавр № 16 с высотой 160 мм.

Классический двутавр с уклоном внутренних граней полок 6-12% (ГОСТ 8239-89) применяют главным образом в качестве элементов, работающих на изгиб, а также в составных сечениях колонн.

Помните, что балки выбирают по номерам, соответствующим высоте профиля в сантиметрах.

Теперь посмотрим на типоразмеры двутавров с параллельными гранями полок (ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93):

• нормальные балочные двутавры (Б), выпускают высотой до 1000 мм, с шириной полок до 320 мм. Я их применяю для эксплуатации под средними нагрузками;
• широкополочные двутавры (Ш), имеют высоту также до 1000 мм при максимальной ширине полок 400 мм. Подходят для разрезки по продольной оси для получения таврогово профиля. Тавр укладывают на один пролет. Целый двутавровый профиль – на один или несколько пролетов. Эти металлоизделия очень массивны. Их можно эсплуатировать в качестве самостоятельного элемента без применения усиливающих деталей;
• колонные двутавры (К), их использование эффективно в колоннах зданий. Они имеют соотношение высоты к ширине полок 1:1 и максимальные размеры 400х400 мм. Это наиболее массивные профили. Имеют широкие, утолщенные полки и стенки. Я использую их в строительстве большепролетных конструкций.

Типовые схемы расположения двутавра

При проведении расчетов для нас важен будет исходный параметр, то есть мне важно знать, как выглядит балка и как крепится. Большинство вариантов сводится к основным схемам:

Расчет нагрузки

Перед началом расчета нам необходимо узнать силы, действующие на двутавровую балку. В зависимости от продолжительности воздействия, силы могут быть временными или постоянные.
Давайте посмотрим, что это за силы в таблице ниже:

Выделяют два типа нагрузки:

1. Нормативные. Их устанавливают по строительным нормам и правилам;
2. Расчетные равны нормативной величине, умноженной на коэффициент надежности.

Давайте рассмотрим примеры.

При усилии менее 200 кг/м2 коэффициент обычно принимают равным 1,3, при более 200 кг/м2 – 1,2.

Шаг между балками принимают равным 1 м. В некоторых случаях, если это допустимо в конкретных эксплуатационных условиях, в целях экономии материалов я советую увеличивать шаг до 1,1 или 1,2 м.

При расчетах берите во внимание марку стали. Например, для использования в условиях высоких нагрузок и при минусовых температурах востребованы двутавровые балки, изготовленные из низколегированных сталей.

Способы выбора оптимального размера сечения профиля

Наиболее точным вариантом подбора номера и типа двутаврового профиля будет проведение профессиональных расчетов. Именно этот способ я использую при проектировании ответственных крупногабаритных объектов. Для обеспечения надежности строения рекомендую отдавать предпочтение профилю с большим номером.

Для примерного определения размера профиля можно воспользоваться таблицей соответствия номера двутавровой балки максимально допустимой нагрузке:

Из этой таблицы видно, что для двутавровой балки номер 10 максимальная длина пролета составляет 4 м при шаге 1,2 м, нагрузка – 400 кг/м2, для номера 16 длина пролета может достигать 6 м, нагрузка, которую он может выдержать, – 300 кг/м2, для профиля 20 – 6 м и нагрузка 400 кг/м2.

И так для того, чтобы выбрать оптимальный размер металлического двутавра, тщательно рассчитывайте размеры и нагрузки на перекрытия. Чтобы увеличить срок эксплуатации здания, покупайте качественные строительные материалы.

Компания «УралСибМет»  вот уже более 10 лет поставляет высококачественный металлопрокат, по доступным ценами и с возможностью доставки по Иркутской области, Бурятии и Забайкальскому краю.

А опытные сотрудники «УралСибМет» помогут сделать расчет и подобрать всех необходимых строительных материалов.

Расчет нагрузки двутавровой балки – максимальные значения + Видео

Расчет нагрузки двутавровой балки проводится для определения номера из списка сортамента при проектировании несущих конструкций зданий и сооружений. Расчет производится согласно формулам и таблицам, а полученные параметры влияют на процесс проектирования и строительства, а также дальнейшие эксплуатационные характеристики конструкции.

1 Применение двутавровой балки и основные параметры

Основная функция двутавра при проектировании различных зданий и сооружений – создание надежной и эффективной несущей конструкции. В отличии от бетонных вариантов несущих конструкций, использование двутавровой балки позволяет добиться увеличения ширины пролетов жилых или коммерческих зданий и уменьшить массу основных несущих конструкций. Таким образом, существенно повышается рентабельность строительства.

Двутавровое балки

Двутавровый швеллер выбирается, исходя из длины и веса. Балки могут быть горячекатаными стандартными или специальными и иметь параллельные или наклонные грани полок. Они изготавливаются из низкоуглеродистой стали различных марок и используются в разных сферах строительства. Согласно нормам ГОСТ 823989, длина двутаврового швеллера может быть от 3 до 12 метров. По типу использования такие балки могут быть балочными, колонными, широкополочными или монорельсными, которые используются для строительства подвесных мостов. Определить тип балки можно по буквенной маркировке в таблице сортамента.

Масса двутавра рассчитывается согласно таблице сортамента, в которой указан конкретный номер и маркировка двутавровой балки, а также показатели ширины, высоты, толщины полок и средняя толщина стенок профиля. Таким образом, для определения массы, согласно таблице, необходимо знать нормативный вес одного погонного метра. Например, балка с номером 45, при весе погонного метра 66,5 кг, имеет длину 15,05 метров.

Помимо расчета массы, который можно провести, используя простой калькулятор, в процессе проектирования необходимо рассчитать максимальную и минимальную нагрузку на изгиб и прогиб (деформацию), чтобы выбрать подходящую под конкретные цели строительства двутавровую балку. Данные расчеты основаны на таких параметрах металлического профиля, как:

• минимальное и максимальное расстояние между полками (стенками) балки с учетом их толщины;
• максимальная нагрузка на будущую конструкцию перекрытия;
• тип и форма конструкции, метод крепления;
• площадь поперечного сечения.

В некоторых случаях для проведения расчетов может понадобиться и шаг укладки, то есть расстояние, через которое балки укладываются параллельно друг другу.

Расчет двутавровой балки, как правило, производится на прочность и прогиб. Для максимально точных расчетов в таблице сортамента и нормах ГОСТ прописаны и такие необходимые параметры, как момент сопротивления, который делится на статистический и осевые моменты. Помимо этого, иногда необходимо знать величину расчетного сопротивления, которая зависит от типа и марки стали, из которой изготовлена двутавровая балка, а также от типа производства (сварная или прокатная). В случае сварного профиля при расчете прочности прибавляется до 30 процентов к вычисленной несущей нагрузке профиля.

2 Выбор металлической балки по номеру и примеры расчета

В таблице сортамента все номера металлического двутавра указаны согласно нормам ГОСТ 823989. Таким образом, выбор номера должен осуществляться с учетом предполагаемой нагрузки на балку, длины пролетов, веса. Например, если максимальная нагрузка на двутавровую балку равна 300 кг/м.п, из таблицы выбирается балка номер 16, при этом пролет будет равен 6 метрам при шаге укладки от 1 до 1,2 метров. При выборе 20-го профиля максимальная нагрузка увеличивается до 500 кг/ м.п, а шаг может быть увеличен до 1,2 метра. Профиль с номерами 10 или 12 означает максимально допустимую нагрузку до 300 кг/м.п и сокращение пролета до 3-4 метров.

Применение балок в строительстве

Таким образом, расчет того, какую нагрузку выдерживает балка, производится так:

• определяется величина нагрузки, которая давит на перекрытие с учетом веса самого профиля (из таблицы), которая рассчитывается на 1 погонный метр профиля;
• полученная нагрузка, согласно формуле, умножается на показатель коэффициента надежности и упругости стали, который прописан в ГОСТ 823989;
• используя таблицу расчетных значений по ГОСТ, необходимо определить величину момента сопротивления;
• исходя из момента сопротивления, выбираем соответствующий номер из таблицы сортамента.

Рассчитывая несущую нагрузку при выборе профиля, рекомендуем выбирать номера балки на 1-2 пункта выше полученных расчетных значений. Несущая способность профиля также рассчитывается при определении нагрузки двутавровой балки на изгиб.

3 Как марки стали влияют на расчеты?

При расчете прочности несущей балки в обязательном порядке учитывается марка стали, которая использовалась в процессе производства, и тип производственного проката. Для сложных конструкций и возведения перекрытий жилых зданий, коммерческих помещений, мостов необходимо выбирать балки из максимально прочных марок стали. Изделия с более высокой прочностью обладают меньшими габаритными размерами, но при этом способны выдерживать большие нагрузки.

Балки на производстве

Таким образом, расчет на прочность рекомендуется проводить несколькими способами, а полученные данные сравнить для получения максимально точных результатов вычислений. При определении прочности необходимо знать нормативные и расчетные напряжения и учитывать такие параметры, как поперечные и продольные силы, а также крутящие моменты. Существует несколько вариантов расчетных калькуляторов, с помощью которых определяется максимально и минимально допустимая нагрузка на прочность.

4 Как вычислить нагрузку на деформацию?

Для определения нагрузки балки на деформацию необходимо учитывать такие параметры, как:

• расчетная и нормативная нагрузка;
• длина и вес перекрытия;
• нормативное сопротивление.

Двутавровые балки для строительства

При этом для некоторых типов балок невозможно рассчитать нагрузку на прогиб, ввиду их формы и видов крепления при строительстве. Следует также понимать, что деформация балки (прогиб) возникает в поворотных углах. Поэтому она сильно зависит от габаритов конструкции, ее назначения, марки стали и других свойств и показателей. Существует несколько формул и вариантов для расчета балки на прогиб, использование которых зависит от расчета деформации внизу и вверху балки. Чаще всего для того, чтобы вычислить максимальную нагрузку на прогиб, специалисты используют универсальную формулу. Величину нагрузки на будущую конструкцию необходимо умножить на ширину пролета в кубическом объеме. Полученный параметр разделите на произведение модуля упругости и величины инерционного момента.

Модуль упругости вычисляется, исходя из конкретной марки стали, момент инерции прописан в ГОСТе по номеру выбранной балки. Полученное число необходимо умножить на коэффициент, равный 0,013. В том случае, если рассчитанный относительный коэффициент деформации больше или меньше, чем прописано в нормативе, то в строительной конструкции необходимо использовать двутавры большего или меньшего типоразмера из таблицы.

Следует понимать, что двутавровая балка, ввиду своей формы, конструкции и веса, довольно редко используется в частном строительстве. Обычно вместо балок применяются более легкие швеллеры или стальные уголки. Но если вы все же используете балку для строительства небольшого частного дома, дачи, то необязательно проводить сложные расчеты по всем видам деформации и нагрузок. Для небольшой конструкции перекрытия достаточно рассчитать максимальную и минимальную нагрузку на изгиб.

Как рассчитать нагрузку стальной двутавровой балки

Двутавровая балка является фасонным прокатом, у которого есть поперечное сечение в форме «Н». Данный вид металлопроката имеет высокие прочностные характеристики. За счет всех параметров изделие широко распространено в строительстве многоэтажек с большими пролетами. Точно выбрать подходящий номер проката могут специалисты благодаря расчетам, где учтены нагрузки двутавра во время эксплуатационного периода.

Крепление Н-образного профиля по схеме

Для удобства расчета максимальной нагрузки на двутавровую балку все способы эксплуатации профиля сводятся к нескольким типовым схемам, различающихся по типу крепления и нагрузкой:

• 2 шарнирные опоры на концах балки: с равномерной нагрузкой и со сосредоточением на центр;
• Консоль. Нагрузка на двутавр равномерно или сосредоточенно;
• 2 шарнирные опоры с вылетом с равномерной по всей длине или сосредоточенной в центре нагрузкой;
• 2 жестко защемленные опоры с разными видами усилий;

Сбор нагрузок на балку осуществляется после выбора формальной схемы.

Сбор нагрузок на двутавр

Чтобы произвести расчеты на предельную прочность и прогиб, определяются все усилия, воздействующие на двутавровую балку:

1. Постоянные. Наличие собственного веса металлического профиля и перекрытия;
2. Временные. К ним относятся 3 вида усилий: длительные (масса временных перегородок), кратковременные (вес людей, ветер, снег и др.), особые (взрывные, вулканические).

В сооружениях с углом ската, превышающим 60°, снеговой покров не входит в расчет. Есть еще одна классификация усилий: расчетные и нормативные. Они определяются нормативными актами.

Выбор номера двутавровой балки

При подборе по предельному состоянию между 2-мя номерами делают выбор в пользу изделия, имеющего более массивное сечение.

Примеры выбора двутавровой балки по номеру:

• 10-ый – пролет 3-4 м, шаг 1 м, воздействие – 300 кг/пм;
• 16-ый – пролет 6 м, шаг 1 м, нагрузка– 300 кг/пм;
• 20-ый пролет 3-4 м, шаг 1,1 / 1,2 м, усилие – 400-500 кг/м.

Чтобы определить номер профиля посредством онлайн-калькулятора, кроме значения типовой схемы крепления двутавра, воздействия усилий и нагрузка, следует указать параметр длины пролета, материал изделия.

Читайте интересное

Какие нагрузки выдерживает двутавровая балка?

Расчет металлоконструкций, необходимых для возведения сооружений промышленного назначения или другого масштабного строительства весьма сложен и включает в себя учет множества факторов. Прежде чем ответить на вопрос, какие нагрузки выдерживает двутавровая балка, инженеру или архитектору необходимо учесть, в частности, собственный вес конструкционного элемента, методику его крепления, длину свободных пролетов.

Что может дать правильная оценка нагрузки и выбор соответствующей маркировки двутавра?

Главное, что дает правильная оценка нагрузки на конструкции из двутавра и выбор соответствующего класса проката — экономическую эффективность строительства. Затраты будут оптимальны, все требования техники безопасности и критерии прочности перекрытия — выполнены. При этом можно получить дополнительные преимущества:

• значительно увеличить размер свободных пролетов;
• снизить массу несущих конструкций, данный показатель может достигать 35% при переходе с квадратного профиля на двутавр;
• повысить рентабельность, получая плановые конечные характеристики реализованного проекта в целом.

Для того чтобы увеличить предел нагрузки, которую способна выдержать двутавровая балка, применяют вспомогательные средства и методы. Это может быть, к примеру, создание дополнительных ребер жесткости или усиление существующих. Последний способ применяется для длинных конструкций из двутавра только в продольном направлении.

Виды нагрузок

На каждую двутавровую балку в конструкции действуют следующие нагрузки: • собственный вес; • изгибающий момент; • поперечная сила.

От правильности выбора номера проката будет зависеть, выдержит ли двутавр планируемую нагрузку на перекрытие, и способен ли он эффективно применяться в той или иной металлоконструкции.

Как выбрать наиболее подходящий сорт проката?

Каждая двутавровая балка маркируется собственным номером, который сразу может дать информацию о собственном весе изделия. Найти такую информацию можно в отраслевых справочниках и ГОСТ 8239-89. Например:

• двутавр с номером 10 имеет массу 9,46 кг на погонный метр, при этом тонна проката — это 105,71 м балки;
• аналогичные показатели для проката №20 — 21 кг на метр и 47,62 м в тонне.

Данные собственного веса используются при расчете методик крепления конца балки и для правильного проектирования несущих конструкций. Расчет уровня нагрузки на каждый из двутавров перекрытия достаточно сложен, поэтому строители и архитекторы часто пользуются усредненными значениями, к примеру:

• для шестиметровых пролетов и нагрузке на перекрытие 300 кг на м.п. можно применять профиль 16, располагая балки с шагом 1 м;
• если применять при нагрузке в 300 профиль 10 с шагом в метр, величина пролета должна быть уменьшена до 4 метров;
• для профиля 20, расположенного с шагом 1. 1 м в 6 м пролете, допускаются нагрузки на перекрытие в 500 кг\м.п.

В общем случае данных, которые приводятся во множестве источников, достаточно для определения необходимого номера профиля. Однако на практике зачастую требуется точное определение нагрузки, которое должна выдерживать двутавровая балка.

Как сделать точный выбор?

Чтобы точно выбрать номер двутавра по необходимой нагрузке, необходимо:

1. Пересчитать давление на 1 погонный метр балки, учитывая необходимую нагрузку на перекрытие и его собственный вес.
2. По требованиям ГОСТ 8239-89 увеличить полученное значение на запас надежности (рекомендуемый коэффициент).
3. По таблице ГОСТ 8239-89 определить момент сопротивления, используя полученную перед этим цифру нагрузки.

После этого достаточно заглянуть в справочную таблицу ГОСТ 8239-89 и определить номер двутавра. Специалисты рекомендуют выбирать прокат на 2 номера выше расчетного, чтобы иметь возможность увеличивать шаг расположения балок до 1.1 метра.

Расчет балок на изгиб и прогиб, крутящие моменты и выбор двутавра для монтажа

Расчет нагрузки двутавровой балки – определяем нагрузку на изгиб

Расчет нагрузки двутавровой балки осуществляется с целью вычисления номера из реестра металлопроката при составлении проекта основных конструкций и сооружений, а так же производства по ГОСТ или СТО АСЧМ. Он выполняется точно по формулам и таблицам, а вычисленные значения оказывают влияние на проектировку и ход строительных работ, также на рабочую функциональность и технические характеристики при эксплуатации.

Сфера применения и параметры металлических двутавров

Главное предназначение двутавра во время проектировки любого типа сооружения заключается в изготовлении безопасной и крепкой несущей конструкции. В отличие от железобетонных опорных оснований, применение двутавровой балки дает возможность наиболее увеличить площадь пролетов частных либо коммерческих строений и снизить предельный вес важных опорных элементов. Благодаря этому, значительно увеличивается прибыльность строительства и решается ряд важных инженерных задач.

Двутавровая балка подбирается из расчета длины и массы. Балочная продукция бывает обычного горячего проката либо специализированного, и иметь параллельные и с наклоном полочные грани. Они производятся из углеродистой или из низколегированной стали и применяются во всех строительных отраслях.

Согласно требованиям стандартизации 8239-89, размер металлического двутавра варьируется от трех до двенадцати метров. По способу применения данные элементы являются балочными, колонными, широко — полочными либо монорельсными, использующиеся при возведении подвесных элементов подкрановых путей и мостов. Определяется категория балки по специальному маркированию в таблице металлопроката, а точнее в ГОСТе и СТО АСЧМ, а правила применения и монтажа регламентированы документацией СНиП (Строительных норм и правил).

Масса двутавра определяется по утвержденному графику, в котором четко указан определенный числовой символ и обозначение балки, а еще немало важные параметры (ширина, высота, объемность полок и оптимальная толщина граней). Таким образом, для вычисления массы, по реестру требуется учесть установленный нетто погонного метра. К примеру, изделие под номером 46, при массе 65,5 кг, обладает длинной 15,5 метров.

Кроме расчетов массы, которые выполняются при помощи обычного калькулятора, во время проектирования важно вычислить наибольшую и наименьшую совокупность сил на предмет повреждения.

Расчеты основываются на следующих характеристиках металлопрофиля:

• Минимальная и максимальная дистанция между полками, беря во внимание их размеры.
• Наибольшая нагрузочная величина на проектируемое сооружение.
• Тип и геометрические формы изделий, способ фиксирования.
• Плоскость поперечного диаметра.
• Возникают ситуации, когда для вычислений требуется укладочный шаг (промежуток укладывания балок относительно друг друга).

Расчет двутавровой балки зачастую производится по критериям безопасности и просчета изгиба. Для достижения наиболее высокоточных значений в таблице металлопроката и основных требованиях указываются все дополнительные значения (момент сопротивления, делящийся на осевой и статический). Кроме этого нужно учитывать нагрузку на двутавр, зависящую от разновидностей металла, из которого изготавливается двутавр, и метод производства (сварка либо прокат). При сварном производстве во время расчетов добавляется около 30% к опорной нагрузке металлопрофиля.

Выбор металлической балки по номеру и примеры расчета

В реестре металлопроката все номера двутавровых швеллеров указаны по всем требованиям ГОСТ стандарта. Таким образом, подбор номера обязан производиться, учитывая рабочую нагрузку, расстояние пролетов и вес продукции. К примеру, если наибольшая нагрузка на двутавр равняется 300 кг/м.п, из таблицы берется двутавровая балка под цифрой 16, при этом промежуточная дистанция равняется шести метрам при укладочном шаге от 1 до 1,2 метров. При подборе 20 металлопрофиля нагрузка на двутавр сильнее – до 500 кг/ м.п, а шаг соответственно до 1,5 метра. Изделие с порядковой нумерацией 10 либо 12 обозначает предельно установленную нагрузку до 300 кг/м.п и уменьшение пролета.

Таким образом, расчетные действия, какую нагрузку может выдержать металлическое изделие, осуществляются так:

• Высчитывается единица нагрузки на двутавр, давящая на опорное основание с учетом массы металлопрофиля, которая рассматривается на один погонный метр изделия.
• Полученная величина, согласно нормативным документам, перемножается на коэффициент прочности стали, указанным в ГОСТ.
• Пользуясь данными расчетных величин, требуется вычислить значение сопротивляющегося момента.
• Далее из полученного результата, выбираем нужный элемент из реестра металлопроката.
• Делая расчеты опорной физической нагрузки при определении профиля, советуем подбирать числа на пару строк больше имеющегося значения. Несущая особенность металлопрофиля определяется при вычислении двутавра на сгибание.

Как марки стали воздействуют на предстоящее проектирование?

При вычислении прочности опорной балки следует учитывать марку металла, использующегося в технологическом процессе, и категорию металлопроката. Для сложнейших металлоконструкций и строений, перекрытий многоэтажных коттеджей, индустриальных комплексах, требуется подбирать элементы из наиболее крепкого металла высшего качества. Продукция с наивысшей прочностью отличается небольшими габаритами, но при этом могут выдерживать существенные нагрузки. Поэтому вычисления на прочность рекомендуется выполнять несколькими методами, а информацию всегда требуется сравнивать для получения наиболее правильных математических расчетов. При определении пределов надежности и безопасности требуется учитывать существующие величины давления и не забывать немаловажные факторы, такие как, поперечные и продольные силы, крутящий момент. Можно применять разные способы калькуляции, при помощи которой можно определить разрешенные пределы надежности.

Как подсчитать предстоящую нагрузку?

С целью определения нагрузочных параметров на деформирование требуется четко придерживаться нижеперечисленных моментов:

• Прогнозируемая и существующая нагрузка.
• Размеры и масса предполагаемой конструкции.
• Нормативная сопротивляемость.

Для многих видов балок нет возможности произвести определение нагрузки на сгибание, ввиду их конфигурации и разновидности установки при возведении сооружений. Деформирование балки (прогиб) образуется в поворотных углах. Поэтому оно очень зависит от общих параметров сооружения, ее предназначения, марки стали и иных функциональных факторов.

Существуют различные варианты уравнений и способов для расчета балки на прогиб, их использование характеризуется расчетом деформирования обоих оснований. Наиболее чаще для проведения любых вычислений максимального нагрузочного давления на прогиб, профессионалы применяют специальную математическую формулу. Величину нагрузки проектируемой опоры следует перемножить на промежуток пролета в кубе. Итоговый результат делится на общую сумму модуля гибкости и величины момента инерции.

Модуль гибкости можно вычислить по марке стали, момент инерции обозначен в правилах стандартизации по цифровому коду исходного материала. Исходные цифры требуется удвоить на коэффициент, который равен 0,013. Если уже имеющийся относительный коэффициент деформирование выше либо ниже, чем обозначено в существующих правилах, то в будущей конструкции следует брать изделия большего либо меньшего диаметра.

Требуется понимание того, что двутавровая балка, из — за своей конфигурации и массы, не очень часто находит применение при строительстве частных одноэтажных сооружений. Зачастую вместо них применяются облегченные швеллеры либо металлические углы. Но если вы все же планируете приобретение балок для постройки маленького домика, то не нужно решать сложнейшие математические задачи по всем критериям деформационных нагрузок. Хватит и элементарных расчетов допустимых пределов.

Расчет нагрузки на двутавр – актуальность выполнения и основные методики

Двутавровая балка – это вид металлопроката, особенностью которого является прием большого веса. При использовании продукции в строительстве необходимо выбрать нужный номер. Для этого на основе данных о длине пролета, виде закрепления рассчитывается прочность и прогиб.

Область применения двутавровой балки

Двутавр – это металлический продукт, который состоит из полок и стенки посередине. Зачастую двутавр используют при проектировании сооружений и создании качественной несущей конструкции. Благодаря изделию можно увеличить пролеты жилого или коммерческого здания, а также уменьшить массу несущих конструкций.

При выборе двутавра необходимо учитывать следующие характеристики:

• высота профиля и средней стенки;

• ширина полок;

• толщина стенки, проката и граненых полок;

• радиус закругления внутри изделия.

Основные параметры для расчета нагрузки

Стоит помнить, что все подсчеты осуществляются на основе справочных обозначений. Так, одним из важных является инерционный момент, значение которого определяется таблицей сортамента, обозначенного в ГОСТах.

Учитывается также центробежный момент, который не внесен в таблицы, поскольку равняется 0.

Влияет на вычисление нагрузки и сопротивление. Данный показатель непосредственно зависит от маркировки стали.

Еще один из признаков – модуль упругости – выходит из особенностей материала, использованного для изготовления двутаврового металлического продукта. В частности речь идет о черном металлопрокате, при котором модуль упругости Е используется для двутавровой стальной балки.

Не нужно забывать о том, что конструкционные характеристики определенного объекта требуют и других параметров расчета, для которых берутся данные из таблицы.

Расчет нагрузки, прогиба и прочности

Для исчисления нагрузки разработаны таблицы, в которых номер балки вычисляется на основе:

Первая характеристика рассчитывается благодаря несущей способности. Стоит обращать внимание на технологию производства (горячекатаный, сварочный, клепаный). Например, при расчете максимальной нагрузки сварного двутавра прибавляется приблизительно 30% к прочности.

Давление на конструкцию рассчитывается с учетом ее веса. Эту цифру умножают на показатель надежности, выбирая момент сопротивления из табличных показаний. Уже в результате процесса определяется профильный номер.

Чтобы проверить двутавровую балку на прочность, нужно акцентировать внимание на нормативных напряжениях, воздействии сил, а также крутящих моментах.

Металл, из которого производится двутавр, имеет значение. Если в его основе содержится черный стальной прокат, то главный критерий – маркировка. Если древесина, то речь идет о породе. Важно знать, что прочность материала уменьшает габариты готового изделия. Вследствие этого снижается давление на конструкцию.

Для определения прочности материала нужно разложить по осям прилагаемую силу, после чего установить максимальные моменты вокруг каждой из них. Полученные показатели сравниваются и определяется наиболее подходящее значение.

Для расчета прогиба выделяются такие параметры:

При этом стоит обращать внимание на предназначение конструкции.  Для того чтобы уменьшить величину прогиба, нужно изменить исходные параметры или уменьшить расстояние между опорными точками.

Компания «Металл Холдинг» предлагает клиентам широкий ассортимент двутавровых балок с указаниями марок, стандартов и габаритов.

Швеллер или двутавр: сравнение основных характеристик

Швеллер и двутавровая балка – самые надежные виды сортового проката, применяющиеся для обвязки фундамента, укрепления стен, установки перекрытий в строительных конструкциях.

Двутавровая балка – это стенка с перпендикулярными полками одинаковой длины (за внешнее сходство с буквой иногда ее называют «Н-профиль»). Швеллер — это профиль в виде стенки с двумя полками, внешне напоминающий букву «П».

Швеллер или двутавр

Следует иметь в виду, что сравнение разумно только для балок и швеллеров с одинаковой высотой стенки и толщиной профиля. Нет смысла сравнивать, например, балку № 14Б1 и швеллер 24П.

В чем же отличия этих профилей, и какими преимуществами обладает каждый из них?

Материал

Для балок применяются сплавы с повышенной прочностью, а для швеллера может применяться обычная углеродистая сталь.

Размер

Балки выпускаются с шириной стенки 100-600 мм, швеллер имеет ширину стенки 50-400 мм.

Вес

Удельная масса 1 погонного метра двутавра будет выше, чем масса швеллера той же ширины полки. Швеллер более удобен в транспортировке, переноске и подведению к месту своего нахождения.

Способ производства

Двутавр сваривается из нескольких составных частей, либо прокатывается горячекатаная цельная балка. Однако, прочностные характеристики катаной балки ниже, чем у сварной. Швеллер же производится методом горячей прокатки, либо холодным гнутьем заготовки.

Применение

Двутавр применяется в качестве несущих балок в производстве высотных конструкций, мостов, промышленных строений. Швеллер более распространен в малоэтажном строительстве и строительстве хозяйственных построек.

Плотность прилегания

Плотность прилегания выше у швеллера, поэтому он лучше подходит для использования в качестве дополнительных ребер жесткости и усиления конструкций. Его проще использовать для усиления уже установленных конструкций, которым требуется усиление.

Прочность

Профиль двутавра равномерно распределяет нагрузку на полки, а жесткость стенки обеспечена с двух сторон. Одна балка способна заменить два швеллера, если нагрузка идет:

а) на поперечное сечение балки (ось X),

б) на торец (если балка используется как опорная колонна).

Если же нагрузка воздействует сбоку (ось Y на рисунке), швеллер выигрывает.

Для расчетных конструкций принимается во внимание не только ширина полок, но и производные характеристики: толщина стенок и полок, радиус закругления между стенками и полкой.

Для выбора подходящего профиля следует смотреть в таблицах к ГОСТ смотреть моменты сопротивления относительно осей X и Y (Wx и Wy). Именно этот параметр характеризует сопротивляемость кручению и изгибу в указанной плоскости. Чем он выше, тем прочнее изделие.

Иногда применяется сваривание двух швеллеров стенка к стенке. Получившийся самодельный двутавр будет на 10% менее прочным, чем изготовленный в заводских условиях. Также применяется способ сваривания швеллеров в виде прямоугольника, концами полок. Однако в таком случае предпочтительнее будет профильная труба.

Существуют также швеллеры с косыми полками, характеристики которых приближены к характеристикам двутавров.

Примерное сравнение близких по размерам двутавров и швеллеров.

Сопротивление изгибу

Если взять одинаковые характеристики двух профилей (материал, длина, толщина) и одинаковые условия применения (способ крепления, длина прогона, нагрузка), то соревнование выиграет балка.

Примерное сравнение близких по размерам двутавров и швеллеров

Цена

Оптовые базы измеряют стоимость проката в тоннах. Отметим, что из-за меньшей удельной массы одна тонна швеллера будет включать в себя больше погонных метров.

Цена профилей для промышленного использования зависит от материала и способа изготовления. Если прокат приобретается на рынке «на глазок», то цена погонного метра простого швеллера будет однозначно меньше цены балки такого же сечения.

Таким образом, определять, какой именно профиль применяется в той или иной ситуации, следует исходя из вышеперечисленных факторов. Если от конструкции требуется многолетняя надежная служба, то лучше заказать расчеты и подбор металлопроката у специалистов.

Балки — поддерживаются с обеих сторон

Напряжение в изгибающейся балке можно выразить как

σ = y M / I (1)

, где

σ = напряжение (Па (Н / м ^{) 2} ), Н / мм ² , psi)

y = расстояние до точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

M = изгибающий момент (Нм, фунт-дюйм)

I = момент инерции (м ⁴ , мм ⁴ , в ⁴ )

Калькулятор ниже можно использовать для расчета максимального напряжения и прогиба балок с одной одиночной или равномерно распределенной нагрузкой.

Балка, поддерживаемая на обоих концах — равномерная непрерывная распределенная нагрузка

Момент в балке с равномерной нагрузкой, поддерживаемой на обоих концах в положении x, может быть выражен как

M _x = qx (L — x) / 2 (2)

где

M _x = момент в положении x (Нм, фунт дюйм)

x = расстояние от конца (м, мм, дюйм)

Максимум момент находится в центре балки на расстоянии L / 2 и может быть выражен как

M _max = q L ² /8 (2a)

где

M _макс = максимальный момент ( Нм, фунт-дюйм)

q = равномерная нагрузка на единицу длины балки (Н / м, Н / мм, фунт / дюйм)

9000 5 L = длина балки (м, мм, дюйм)

Максимальное напряжение

Уравнения 1 и 2a можно объединить, чтобы выразить максимальное напряжение в балке с опорной равномерной нагрузкой на обоих концах на расстоянии L / 2 как

σ _max = y _max q L ² / (8 I) (2b)

где

σ _max = максимальное напряжение (Па (Н / м ² ), Н / мм ² , psi)

y _max = расстояние до крайней точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

• 1 Н / м ² = 1×10 ^-6 Н / мм ² = 1 Па = 1.4504×10 ^-4 фунтов на кв. Дюйм
• 1 фунт / дюйм (фунт / дюйм ² ) = 144 фунта на квадратный дюйм (фунт _на / фут ² ) = 6 894,8 Па (Н / м ² ) = 6,895×10 ^{— 3} Н / мм ²

Максимальный прогиб :

δ _max = 5 q L ⁴ / (384 EI) (2c)

где

δ _макс = максимальный прогиб (м, мм, дюйм)

E = Модуль упругости (Па (Н / м ² ), Н / мм ² , psi)

Прогиб в положении x:

δ _x = qx ( L ³ — 2 L x ² + x ³ ) / (24 EI) (2d)

Примечание! — прогиб часто является ограничивающим фактором при проектировании балки.Для некоторых применений балки должны быть прочнее, чем требуется при максимальных нагрузках, чтобы избежать недопустимых прогибов.

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= q L / 2 (2e)

где

R = сила реакции (Н, фунт)

Пример — Балка с равномерной нагрузкой, метрические единицы

Балка UB 305 x 127 x 42 длиной 5000 мм несет равномерную нагрузку 6 Н / мм .Момент инерции балки составляет 8196 см ⁴ (81960000 мм ⁴ ) , а модуль упругости стали, используемой в балке, составляет 200 ГПа (200000 Н / мм ² ) . Высота балки 300 мм (расстояние от крайней точки до нейтральной оси 150 мм ).

Максимальное напряжение в балке можно рассчитать

σ _max = (150 мм) (6 Н / мм) (5000 мм) ² / (8 (81960000 мм ⁴ ))

= 34.3 Н / мм ²

= 34,3 10 ⁶ Н / м ² (Па)

= 34,3 МПа

Максимальный прогиб балки можно рассчитать

δ _макс = 5 (6 Н / мм) (5000 мм) ⁴ / (( 200000 Н / мм) ² ) ( 81960000 мм ⁴ ) 384)

= 2,98 мм

Расчет балки с равномерной нагрузкой — метрические единицы

• 1 мм ⁴ = 10 ^-4 см ⁴ = 10 ^-12 м ⁴
• 1 см ⁴ = 10 ^-8 м = 10 ⁴ мм
• 1 дюйм ⁴ = 4.16×10 ⁵ мм ⁴ = 41,6 см ⁴
• 1 Н / мм ² = 10 ⁶ Н / м ² (Па)

Расчет балки равномерной нагрузки — Британские единицы

Пример — балка с равномерной нагрузкой, британские единицы

Максимальное напряжение в стальной широкополкой балке W 12 x 35 дюймов, 100 дюймов длиной , момент инерции 285 дюймов ⁴ , модуль упругости 2

00 фунтов на квадратный дюйм

, при равномерной нагрузке 100 фунтов / дюйм можно рассчитать как

σ _макс = y _макс q L ² / (8 I)

= (6.25 дюймов (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ² / (8 (285 дюймов ⁴ ))

= 2741 (фунт / дюйм ² , psi)

Максимальное отклонение может можно рассчитать как

δ _max = 5 q L ⁴ / (EI 384)

= 5 (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ⁴ / ((2

00 фунтов / дюйм

² ) (285 дюймов ⁴ ) 384)

= 0,016 дюйма

Балка, поддерживаемая на обоих концах — нагрузка в центре

Максимальный момент в балке с центральной нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов :

M _max = FL / 4 (3a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой, поддерживаемой на обоих концах:

σ _max = y _max FL / (4 I) (3b) 900 96

, где

F = нагрузка (Н, фунт)

Максимальный прогиб можно выразить как

δ _max = FL ³ / (48 EI) (3c)

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= F / 2 (3d)

Калькулятор балки с одним центром нагрузки — метрические единицы

Калькулятор балки с одним центром нагрузки — британская система мер Единицы

Пример — балка с одной центральной нагрузкой

Максимальное напряжение в стальной широкополочной балке «W 12 x 35», 100 дюймов длиной , момент инерции 285 дюймов ⁴ , модуль упругости 2

00 фунтов на квадратный дюйм

, с центральной нагрузкой 10000 фунтов можно рассчитать как

σ _макс = y _макс FL / (4 I)

= (6.25 дюймов) (10000 фунтов) (100 дюймов) / (4 (285 дюймов ⁴ ))

= 5482 (фунт / дюйм ² , фунт / кв. Дюйм)

Максимальный прогиб можно рассчитать как

δ _макс = FL ³ / EI 48

= (10000 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ³ / ((2

00 фунтов / дюйм

² ) (285 дюймов ⁴ ) 48 )

= 0,025 дюйма

Некоторые типичные пределы отклонения по вертикали

• общее отклонение: пролет / 250
• отклонение под нагрузкой: пролет / 360
• консолей: пролет / 180
• балки деревянных перекрытий в домашних условиях: пролет / 330 (макс. 14 мм)
• хрупкие элементы: пролет / 500
• подкрановые балки: пролет / 600

Балка, поддерживаемая на обоих концах — эксцентричная нагрузка

Максимальный момент в балке с одиночной эксцентричной нагрузкой в ​​точке нагрузки:

M _макс = F ab / L (4a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:

σ _max = y _max F ab / (LI) (4b)

Максимальный прогиб в точке нагрузки можно выразить как

δ _F = F a ² b ² / (3 EIL) (4c)

Силы, действующие на концы:

R ₁ = F b / L (4d)

R ₂ = F a / L (4e)

Балка, поддерживаемая на обоих концах — две эксцентрические нагрузки

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с двумя эксцентрическими нагрузками:

M _max = F a (5a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с двумя эксцентрическими нагрузками, поддерживаемыми на обоих концах:

σ _max = y _max F a / I (5b)

Максимум прогиб в точке нагрузки можно выразить как

δ _F = F a (3L ² — 4 a ² ) / (24 EI) (5c)

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= F (5d)

Вставьте балки в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox Sketchup Extension

Балка, поддерживаемая на обоих концах — трехточечная нагрузка

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с тремя точечными нагрузками:

M _{max 90 049 = FL / 2 (6a)}

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с тремя точечными нагрузками, поддерживаемыми с обоих концов:

σ _max = y _max FL / (2 I) ( 6b)

Максимальный прогиб в центре балки можно выразить как

δ _F = FL ³ / (20.22 EI) (6c)

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= 1,5 F (6d)

Расчет нагрузки на балку

Этот калькулятор нагрузки на балку поможет вам определить реакции на опоры балки с простой опорой из-за точечных вертикальных нагрузок или сил. В этом калькуляторе вы узнаете, что такое реакция опоры , и научитесь основам расчета грузоподъемности балки.

Знание того, как найти опорные реакции, — отличное место для начала при анализе балок, например, при определении отклонения балки. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Что такое реакция поддержки?

Согласно третьему закону движения Ньютона , каждая сила, действующая на объект, имеет равную и противоположную реакцию. Если вы пытаетесь оттолкнуться от чего-то, скажем, стены, вам кажется, что стена также отталкивается от вас. Именно это и описывает третий закон движения Ньютона.

В машиностроении элементы конструкции, такие как балки и колонны, взаимодействуют друг с другом в точках, где они встречаются. Представьте себе балку, которая поддерживается на месте двумя колоннами. Вес балки давит на колонны, и, благодаря третьему закону движения Ньютона, мы можем также сказать, что колонны оказывают на балку эквивалентную противоположную силу реакции. Мы называем эти силы реакции реакциями опоры .

На балке с простой опорой реакции опоры на каждом конце балки могут быть одинаковыми или иметь разные значения.Их значения зависят от приложенных нагрузок на балку. Если на более близком расстоянии к одной опоре находится больше нагрузок, эта опора испытывает большую силу и, следовательно, испытывает большую реакцию.

Как рассчитать опорные реакции в балке?

Поскольку опорные реакции действуют в направлении, противоположном силе, мы можем сказать, что вся система находится в равновесии. Это означает, что балка не движется, а сумма сил и моментов дает ноль. Приравнивая моменты от нагрузки к моментам , обусловленные реакциями опоры , мы можем затем определить реакции на опорах.

Так же, как при расчете крутящего момента, мы также можем выполнить суммирование моментов на каждой опоре, чтобы найти реакции. Ниже мы выражаем суммирование Σ моментов на опоре A, чтобы найти реакцию на опоре B, обозначенную как R B , как показано ниже:

Σ (F * x) - (R B * диапазон) = 0

(F 1 * x 1 ) + (F 2 * x 2 ) + (F 3 * x 3 ) +... + (F n * x n ) - (R B * диапазон) = 0

где:

• F , F 1 , F 2 , F 3 и F n — Точечные нагрузки на балку на расстояниях x , x 1 , x 2 x 3 и x n от опоры A соответственно;
• R B — Реакция на опоре B; и
• пролет — Длина балки между опорой A и опорой B.

Переставив уравнение, мы можем выделить R B следующим образом:

R B * диапазон = (F 1 * x 1 ) + (F 2 * x 2 ) + (F 3 * x 3 ) + ... + ( F n * x n )

R B = ((F 1 * x 1 ) + (F 2 * x 2 ) + (F 3 * x 3 ) +... + (F n * x n )) / пролет ✔

Теперь, когда у нас есть выражение для нахождения R B , и поскольку мы знаем, что общие приложенные силы равны сумме реакций, теперь мы также можем найти реакцию на опоре A R A , используя следующие уравнения:

Σ (F) = Rᴀ + Rʙ

R A = Σ (F) - Rʙ ✔

Пример расчета реакции опоры

Предположим, у нас есть 4.0-метровая балка с простой опорой длиной с приложенной точечной нагрузкой 10,0 килоньютон (кН) на расстоянии 2,0 метра от опоры A и другой точечной нагрузкой 3,5 кН в 1,5 метрах от опоры B , как показано ниже:

Для расчета R _B сформулируем уравнение моментного равновесия следующим образом:

R B = (F 1 * x 1 + F 2 * x 2 ) / интервал

R B = (10 кН * 2.0 м + 3,5 кН * (4,0 м - 1,5 м)) / 4,0 м

R B = (20 кН-м + 3,5 кН * 2,5 м) / 4,0 м

R B = (20 кН-м + 8,75 кН-м) / 4,0 м

R B = 7,1875 кН

Суммируя силы, получаем:

Σ (F n ) = 0

Факс 1 + Факс 2 + (-Rᴀ) + (-Rʙ) = 0

10 кН + 3.5 кН + (-Rᴀ) + (-7,1875 кН) = 0

R A = 10 кН + 3,5 кН - 7,1875 кН

R A = 6,3125 кН

Обратите внимание, что для этого суммирования , мы рассмотрели все нисходящих сил как положительные и все восходящие силы как отрицательные . Основываясь на наших расчетах выше, мы теперь получили реакции на опорах A и B, которые составляют 6,3125 кН и 7,1875 кН , соответственно.

Также обратите внимание, что в этом примере и в калькуляторе нагрузки на балку мы предполагали, что балка невесомая. Однако, если указан вес балки, вы можете рассматривать ее как еще одну направленную вниз точечную нагрузку в центре или центроиде балки.

Использование нашего калькулятора нагрузки на балку

Наш калькулятор легок и прост в использовании. Все, что вам нужно сделать, это ввести пролет балки , величину точечных нагрузок и их расстояния от опоры A .Сначала вы увидите поля только для двух нагрузок (Нагрузка 1 и Нагрузка 2), но как только вы введете значение для x ₂ , появятся поля для Нагрузки 3 и так далее.

Если вы хотите ввести восходящую нагрузку, просто введите отрицательное значение для величины нагрузки. Всего в наш калькулятор нагрузки на балку можно ввести до 11 точечных нагрузок.

Хотите узнать больше?

Теперь, когда вы узнали, как рассчитать допустимую нагрузку на балку, определив реакции на опорах, возможно, вы также захотите узнать больше о том, что такое прогиб балки и изгиб балки.

Калькулятор и таблица веса двутавровой балки и двутавровой балки (бесплатно)

Что такое я луч

Балка двутавровая Сталь

Двутавровая балка также называется стальной балкой (Universal Beam), которая представляет собой длинную стальную полосу с поперечным сечением двутавровой формы. Двутавровая балка делится на обыкновенную двутавровую и световую двутавровую.

Что такое двутавровая балка

Двутавровая балка разработана на основе оптимизации двутавровой стали. Название происходит от того факта, что его раздел совпадает с английской буквой H.Это экономичный высокоэффективный профиль с более разумным соотношением прочности и веса и более оптимизированным распределением площади поперечного сечения.

Каждая часть H-образной стали расположена под прямым углом, поэтому она обладает такими преимуществами, как сильное сопротивление изгибу, экономия затрат, простая конструкция и легкий вес во всех направлениях.

Он часто используется в больших зданиях, где требуется большая перехватывающая способность и хорошая стабильность поперечного сечения, например, в высотных зданиях и мастерских.Кроме того, он также широко используется на судах, мостах, подъемно-транспортном оборудовании, кронштейнах, фундаментах оборудования, фундаментных сваях и т. Д.

Двутавровая балка и двутавровая балка

Что касается разницы между двутавровой балкой и двутавровой балкой, вы можете обратиться к статье ниже.

Двутавровая балка и стальная двутавровая балка (анализ различий 14)

Расчет веса двутавровой балки и расчет веса двутавровой балки

В этой статье мы в основном обсуждаем, как рассчитать вес двутавровой и двутавровой балок.

Для удобства расчетов мы создали два калькулятора: счетчик веса двутавровой балки и счетчик веса двутавровой балки.

С помощью этих двух калькуляторов вы можете легко рассчитать вес двутавровой балки и двутавровой балки.

Конечно, для более подробных расчетов различных металлических весов вы можете обратиться к следующей статье.

Теоретическая формула расчета веса металла (30 типов металлов)

Кроме того, мы также сделали калькулятор тоннажа листогибочного пресса и калькулятор усилия прессования.Если вам интересно, вы можете воспользоваться им, перейдя по ссылке.

Теперь начните использовать калькулятор для расчета веса профиля.

Если вы устали от использования калькулятора для расчета веса двутавровой балки и двутавровой балки, вы можете обратиться к следующей таблице веса двутавровой балки и таблице веса двутавровой балки. Это позволяет быстрее проверять вес двутавровых и двутавровых балок разных размеров.

Поделиться — это забота!

Как спроектировать стальную двутавровую балку: выбор стали правильного размера для характеристик нагрузки

Стальная двутавровая балка обычно имеет следующие важные характеристики или размеры.(См. Рисунок ниже):

Терминология двутавровой балки

• Толщина фланца: Верхние и нижние горизонтальные пластинчатые секции двутавровой балки называются фланцами. Толщина фланцев называется толщиной фланца.
• Ширина фланца: Ширина фланца называется шириной фланца.
• Глубина балки: Высота между верхней и нижней поверхностью стальной двутавровой балки называется глубиной балки.
• Толщина стенки: Вертикальное сечение стальной двутавровой балки называется стенкой, а толщина стенки называется толщиной стенки.
• Радиус скругления: Изогнутая часть, где происходит переход между стенкой и полкой, называется скруглением. Радиус скругления называется радиусом скругления.

Этапы выбора двутавровой балки правильного размера

Общая процедура выбора правильного размера двутавровой балки основана на основных расчетах механического проектирования следующим образом:

• Первый вход, который вам понадобится, — это нагрузка на стальную двутавровую балку. спецификации или детали загрузки на стальную двутавровую балку.

• Нарисуйте диаграмму изгибающего момента для заданных нагрузок, и вы найдете значение максимальных изгибающих моментов (скажем, M ), которые ожидаются для стальной двутавровой балки.

• Выберите приблизительный размер стальной двутавровой балки из стандартной таблицы двутавровых балок.

• Определите момент инерции участка (скажем, I) выбранной стальной двутавровой балки.

• Получите глубину балки (, скажем, d) выбранной стальной двутавровой балки.

• Теперь используйте следующие формулы для расчета напряжения ( f) в балке:

f / (d / 2) = M / I

f — напряжение изгиба

M — момент на нейтральной оси

y — перпендикулярное расстояние к нейтральной оси

I — момент инерции площадки относительно нейтральной оси x

• Сравните рассчитанное значение напряжения изгиба с пределом текучести стали, чтобы проверить коэффициент безопасности вашей конструкции.

Заключение

Выбор двутавровой балки правильного размера — первый шаг к правильному проектированию конструкции. Описанная выше процедура основана на технических характеристиках статической двутавровой балки. В случаях, когда возникают динамические нагрузки, вам необходимо использовать инструменты FEA, такие как ANSYS, Pro Mechanica и т. Д.

См. Также

% PDF-1.4
%
368 0 объект
>
эндобдж
xref
368 172
0000000016 00000 н.
0000003792 00000 н.
0000003993 00000 п.
0000004049 00000 н.
0000005366 00000 н.
0000006512 00000 н.
0000006596 00000 н.
0000006689 00000 п.
0000006789 00000 н.
0000006961 00000 п.
0000007017 00000 н.
0000007121 00000 н.
0000007212 00000 н.
0000007378 00000 н.
0000007434 00000 н.
0000007490 00000 н.
0000007604 00000 н.
0000007775 00000 н.
0000007869 00000 н.
0000007970 00000 п.
0000008116 00000 п.
0000008172 00000 п.
0000008228 00000 п.
0000008373 00000 п.
0000008485 00000 н.
0000008541 00000 н.
0000008671 00000 н.
0000008727 00000 н.
0000008782 00000 н.
0000008893 00000 н.
0000008947 00000 н.
0000009003 00000 н.
0000009119 00000 п.
0000009175 00000 п.
0000009281 00000 п.
0000009337 00000 н.
0000009443 00000 п.
0000009499 00000 н.
0000009605 00000 н.
0000009661 00000 п.
0000009766 00000 н.
0000009822 00000 н.
0000009937 00000 н.
0000009993 00000 н.
0000010098 00000 п.
0000010154 00000 п.
0000010259 00000 п.
0000010315 00000 п.
0000010420 00000 п.
0000010476 00000 п.
0000010532 00000 п.
0000010588 00000 п.
0000010644 00000 п.
0000010750 00000 п.
0000010806 00000 п.
0000010912 00000 п.
0000010968 00000 п.
0000011073 00000 п.
0000011129 00000 п.
0000011234 00000 п.
0000011290 00000 н.
0000011395 00000 п.
0000011451 00000 п.
0000011556 00000 п.
0000011612 00000 п.
0000011717 00000 п.
0000011773 00000 п.
0000011829 00000 п.
0000011885 00000 п.
0000011915 00000 п.
0000011944 00000 п.
0000012133 00000 п.
0000012156 00000 п.
0000016501 00000 п.
0000016524 00000 п.
0000020630 00000 п.
0000020653 00000 п.
0000024863 00000 п.
0000024886 00000 п.
0000029126 00000 п.
0000029149 00000 п.
0000033222 00000 п.
0000033245 00000 п.
0000037210 00000 п.
0000037241 00000 п.
0000037397 00000 п.
0000037569 00000 п.
0000038182 00000 п.
0000038213 00000 п.
0000038244 00000 п.
0000038823 00000 п.
0000038991 00000 п.
0000039405 00000 п.
0000039428 00000 п.
0000043345 00000 п.
0000043368 00000 п.
0000046745 00000 п.
0000046767 00000 п.
0000046846 00000 п.
0000071423 00000 п.
0000071447 00000 п.
0000071681 00000 п.
0000071705 00000 п.
0000071784 00000 п.
0000107905 00000 н.
0000108736 00000 н.
0000108758 00000 н.
0000108990 00000 н.
0000109361 00000 п.
0000109383 00000 п.
0000109629 00000 н.
0000109853 00000 п.
0000109875 00000 п.
0000110427 00000 н.
0000146321 00000 н.
0000146469 00000 н.
0000146490 00000 н.
0000146741 00000 н.
0000146765 00000 н.
0000146844 00000 н.
0000146866 00000 н.
0000146949 00000 н.
0000147032 00000 н.
0000147115 00000 н.
0000147196 00000 н.
0000147279 00000 н.
0000147362 00000 н.
0000147443 00000 н.
0000147526 00000 н.
0000147609 00000 н.
0000147692 00000 н.
0000147775 00000 п.
0000147858 00000 н.
0000147939 00000 п.
0000148022 00000 н.
0000148105 00000 н.
0000148188 00000 п.
0000148271 00000 н.
0000148354 00000 н.
0000148437 00000 н.
0000148520 00000 н.
0000148603 00000 н.
0000148686 00000 н.
0000148769 00000 н.
0000148850 00000 н.
0000148933 00000 н.
0000149140 00000 н.
0000149223 00000 п.
0000149306 00000 н.
0000149387 00000 н.
0000149470 00000 н.
0000149553 00000 п.
0000149634 00000 н.
0000149717 00000 н.
0000149800 00000 н.
0000149883 00000 н.
0000149966 00000 н.
0000150049 00000 н.
0000150130 00000 н.
0000150213 00000 н.
0000150296 00000 н.
0000150379 00000 н.
0000150462 00000 н.
0000150545 00000 н.
0000150628 00000 н.
0000150711 00000 н.
0000150794 00000 н.
0000150877 00000 н.
0000150960 00000 н.
0000151041 00000 н.
0000004200 00000 н.
0000005343 00000 п.
трейлер
]
>>
startxref
0
%% EOF

369 0 объект
>
/ AcroForm 371 0 R
/ OpenAction 370 0 R
/ Контуры 373 0 R
/ PageMode / UseOutlines
>>
эндобдж
370 0 объект
>
эндобдж
371 0 объект
> / Кодировка> >>
/ DA (/ Helv 0 Tf 0 г)
>>
эндобдж
538 0 объект
>
транслировать
HVmlSe> @: I_d3% H ~ u & znk%., & KF 4î] {`w {[c | SZ> H} {yGze

Расчет прочности двутавровой балки на прочность

Калькулятор расчета прочности двутавровой балки для расчета
нормальное напряжение, напряжение сдвига и напряжение фон Мизеса в критических точках данного
сечение двутавра.

Поперечная нагрузка на двутавровую балку может привести к нормальным напряжениям и напряжениям сдвига.
одновременно на любом поперечном сечении двутавра. Нормальное напряжение на данном поперечном сечении изменяется относительно
расстояние y от нейтральной оси, и оно наибольшее в самой дальней точке от
нервная ось.Нормальное напряжение также зависит от изгибающего момента в
сечение и максимальное значение нормального напряжения в двутавровой балке возникает там, где
изгибающий момент наибольший. Максимальное напряжение сдвига возникает на нейтральной оси
двутавровой балки, где сила сдвига максимальна.

Примечание. Для получения дополнительной информации о
см. разделы «Напряжения сдвига в тонкостенных элементах» и «Конструкция
балок и валов на прочность »главы механики материалов
.

Примечание: V и M — поперечная сила и изгибающий момент в сечении, как показано на
фигура. Посетить »
«Калькуляторы прогиба и напряжения несущей балки». Для расчета поперечной силы и изгибающего момента.

Примечание. Предполагается, что на несущую балку действует вертикальная сила сдвига в вертикальной плоскости симметрии.

Примечание: используйте точку «.»как десятичный разделитель.

Примечание. Напряжения являются положительными числами, и это величины напряжений в
луч. Он не делает различий между растяжением и сжатием конструкции.
луч.

Примечание. Эффекты концентраций напряжений не учитываются в расчетах.

Двутавровая балка: Двутавровая балка — разновидность балки.
часто используется в фермах в зданиях.Двутавровая балка обычно изготавливается из
конструкционные стали, подвергнутые горячей и холодной прокатке или сварке. Верхняя и нижняя пластины двутавровой балки называются полками, а вертикальная пластина, соединяющая полки, называется стенкой.

Нормальное напряжение: Напряжение действует перпендикулярно поверхности (поперечному сечению).

Второй момент области:
способность поперечного сечения противостоять изгибу.

Напряжение сдвига: Напряжение, действующее параллельно поверхности (поперечному сечению), имеет режущий характер.

Напряжение: Среднее усилие на единицу площади, которое приводит к деформации материала.

Разница между стальными двутавровыми и двутавровыми балками

Имея почти идентичную форму, неспециалист легко мог бы перепутать стальные двутавровые балки подпорной стены и двутавровые балки. Так чем же именно эти двое отличаются друг от друга? И когда лучше выбрать одно?

Назначение стальных балок

Прежде чем мы углубимся в различия между стальными двутавровыми балками подпорной стены и двутавровыми балками, важно выяснить, почему именно эти опоры необходимы.В основном конструкционные балки используются для придания прочности стенам. Форма балки противостоит силе сдвига, что снижает вероятность разрыва. Стальные балки гарантируют целостность конструкции, добавляя устойчивости и прочности.

Двутавровые балки подпорной стены в сравнении с двутавровыми балками

Разница в форме между двутавровыми и двутавровыми балками подпорной стены может быть незначительной, но она есть. Двутавровые балки изготавливаются из стального проката, и свое название они получили из-за того, что поперечное сечение напоминает заглавную букву H.По сравнению с двутавровой балкой двутавровая балка состоит из более длинных полок и более толстой центральной стенки. Фланцы двутавровой балки сужаются.

Механические различия между двутавровыми балками подпорной стены и двутавровыми балками

Изображение предоставлено Bbanerje, используется по лицензии CC BY-SA 3.0.

1. Двутавровые балки подпорной стенки более просты в механическом отношении, поэтому их производство быстрее и дешевле. Двутавровые балки легче сваривать, чем двутавровые, потому что внешние полки прямые.
2. Поперечное сечение двутавровой балки сильнее поперечного сечения двутавровой балки, что означает, что она может выдерживать большую нагрузку.Для сравнения, поперечное сечение двутавровой балки может выдерживать прямую нагрузку и растяжение, но не может сопротивляться скручиванию, потому что поперечное сечение очень узкое. Это означает, что он может выдерживать силу только в одном направлении.
3. Двутавровые балки подпорной стены тяжелее двутавровых балок, поэтому могут выдерживать большую нагрузку
4. Способ их изготовления означает, что двутавровые балки могут изготавливаться длиной до 330 футов, тогда как двутавровые балки могут изготавливаться только длиной до 100 футов из-за их сложной формы и размеров

Что лучше?

На первый взгляд двутавровые балки подпорной стены кажутся лучшим вариантом, так как они дешевле и быстрее в изготовлении, и, как правило, они обладают большей несущей способностью.Однако, как и в случае с большинством жизненных выборов, окончательное решение зависит от ситуации.

Сталь

уже много лет является предпочтительным материалом в строительной отрасли, поскольку она прочная, легкая и легко монтируется.