Розрахунок навантаження двотаврової балки - максимальні значення + Відео

1. 1 Застосування двотаврової балки і основні параметри
2. 2 Вибір металевої балки по номеру і приклади розрахунку
3. 3 Як марки стали впливають на розрахунки?
4. 4 Як обчислити навантаження на деформацію?

Розрахунок навантаження двотаврової балки проводиться для визначення номера зі списку сортаменту при проектуванні несучих конструкцій будівель і споруд. Розрахунок проводиться відповідно до формул і таблиць, а отримані параметри впливають на процес проектування і будівництва, а також подальші експлуатаційні характеристики конструкції.

1 Застосування двотаврової балки і основні параметри

Основна функція двотавру при проектуванні різних будівель і споруд - створення надійної і ефективної несучої конструкції. На відміну від бетонних варіантів несучих конструкцій, використання двотаврової балки дозволяє домогтися збільшення ширини прольотів житлових або комерційних будівель і зменшити масу основних несучих конструкцій. Таким чином, істотно підвищується рентабельність будівництва.

двотавровий балки

пропонуємо Вам ознайомитися

Двотавровий швелер вибирається, виходячи з довжини і ваги. Балки можуть бути гарячекатані стандартними або спеціальними і мати паралельні або похилі грані полиць. Вони виготовляються з низьковуглецевої сталі різних марок і використовуються в різних сферах будівництва. Згідно з нормами ГОСТ 823989, довжина двотаврового швелера може бути від 3 до 12 метрів. За типом використання такі балки можуть бути балковими, колонними, широкополковий або монорельснимі, які використовуються для будівництва підвісних мостів. Визначити тип балки можна по буквеної маркування в таблиці сортаменту.

Маса двотавру розраховується згідно з таблицею сортаменту, в якій вказано конкретний номер і маркування двотаврової балки, а також показники ширини, висоти, товщини полиць і середня товщина стінок профілю. Таким чином, для визначення маси, згідно з таблицею, необхідно знати нормативний вага одного погонного метра. Наприклад, балка з номером 45, при вазі погонного метра 66,5 кг, має довжину 15,05 метрів.

Крім розрахунку маси, який можна провести, використовуючи простий калькулятор, в процесі проектування необхідно розрахувати максимальну та мінімальну навантаження на вигин і прогин (деформацію), щоб вибрати відповідну під конкретні цілі будівництва двутавровую балку. Дані розрахунки засновані на таких параметрах металевого профілю, як:

• мінімальне і максимальне відстань між полицями (стінками) балки з урахуванням їх товщини;
• максимальне навантаження на майбутню конструкцію перекриття;
• тип і форма конструкції, метод кріплення;
• площа поперечного перерізу.

У деяких випадках для проведення розрахунків може знадобитися і крок укладання, тобто відстань, через яке балки укладаються паралельно один одному.

Розрахунок двотаврової балки, як правило, проводиться на міцність і прогин. Для максимально точних розрахунків в таблиці сортаменту і нормах ГОСТ прописані і такі необхідні параметри, як момент опору, який ділиться на статистичний і осьові моменти. Крім цього, іноді необхідно знати величину розрахункового опору, яка залежить від типу і марки стали, з якої виготовлена ​​двотаврова балка, а також від типу виробництва (зварна або прокатна). У разі зварного профілю при розрахунку міцності додається до 30 відсотків до обчисленої несучої навантаженні профілю.

2 Вибір металевої балки по номеру і приклади розрахунку

У таблиці сортаменту всі номери металевого двотавру вказані згідно з нормами ГОСТ 823989. Таким чином, вибір номера повинен здійснюватися з урахуванням передбачуваного навантаження на балку, довжини прольотів, ваги. Наприклад, якщо максимальне навантаження на двутавровую балку дорівнює 300 кг / м.п, з таблиці вибирається балка номер 16, при цьому проліт буде дорівнює 6 метрам при кроці укладання від 1 до 1,2 метрів. При виборі 20-го профілю максимальне навантаження збільшується до 500 кг / м.п, а крок може бути збільшений до 1,2 метра. Профіль з номерами 10 або 12 означає максимально допустиме навантаження до 300 кг / м.п і скорочення прольоту до 3-4 метрів.

Застосування балок в будівництві

Таким чином, розрахунок того, яке навантаження витримує балка, проводиться так:

• визначається величина навантаження, яка тисне на перекриття з урахуванням ваги самого профілю (з таблиці), яка розраховується на 1 погонний метр профілю;
• отримана навантаження, згідно з формулою, множиться на показник коефіцієнта надійності і пружності стали, який прописаний в ГОСТ 823989;
• використовуючи таблицю розрахункових значень по ГОСТ, необхідно визначити величину моменту опору;
• виходячи з моменту опору, вибираємо відповідний номер з таблиці сортаменту.

Розраховуючи несучу навантаження при виборі профілю, рекомендуємо вибирати номери балки на 1-2 пункти вище отриманих розрахункових значень. Несуча здатність профілю також розраховується при визначенні навантаження двотаврової балки на вигин.

3 Як марки стали впливають на розрахунки?

При розрахунку міцності несучої балки в обов'язковому порядку враховується Марка сталі , Яка використовувалася в процесі виробництва, і тип виробничого прокату. Для складних конструкцій і зведення перекриттів житлових будівель, комерційних приміщень, мостів необхідно вибирати балки з максимально міцних марок сталі. Вироби з більш високою міцністю володіють меншими габаритними розмірами, але при цьому здатні витримувати великі навантаження.

Балки на виробництві

Таким чином, розрахунок на міцність рекомендується проводити декількома способами, а отримані дані порівняти для отримання максимально точних результатів обчислень. При визначенні міцності необхідно знати нормативні та розрахункові напруги і враховувати такі параметри, як поперечні і поздовжні сили, а також крутний момент. Існує кілька варіантів розрахункових калькуляторів, за допомогою яких визначається максимально і мінімально допустиме навантаження на міцність.

4 Як обчислити навантаження на деформацію?

Для визначення навантаження балки на деформацію необхідно враховувати такі параметри, як:

• розрахункова і нормативне навантаження;
• довжина і вага перекриття;
• нормативне опір.

Двотаврові балки для будівництва

При цьому для деяких типів балок неможливо розрахувати навантаження на прогин, з огляду на їх форми і видів кріплення при будівництві. Слід також розуміти, що деформація балки (прогин) виникає в поворотних кутах. Тому вона сильно залежить від габаритів конструкції, її призначення, марки стали і інших властивостей і показників. Існує кілька формул і варіантів для розрахунку балки на прогин, використання яких залежить від розрахунку деформації внизу і вгорі балки. Найчастіше для того, щоб обчислити максимальне навантаження на прогин, фахівці використовують універсальну формулу. Величину навантаження на майбутню конструкцію необхідно помножити на ширину прольоту в кубічному обсязі. Отриманий параметр розділіть на твір модуля пружності і величини інерційного моменту.

Модуль пружності обчислюється, виходячи з конкретної марки стали, момент інерції прописаний в Гості по номеру обраної балки. Отримане число необхідно помножити на коефіцієнт, що дорівнює 0,013. У тому випадку, якщо розрахований відносний коефіцієнт деформації більше або менше, ніж прописано в нормативі, то в будівельній конструкції необхідно використовувати двутаври більшого або меншого типорозміру з таблиці.

Слід розуміти, що двотаврова балка, зважаючи на свою форму, конструкції і ваги, досить рідко використовується в приватному будівництві. Зазвичай замість балок застосовуються більш легкі швелери або сталеві куточки. Але якщо ви все ж використовуєте балку для будівництва невеликого приватного будинку, дачі, то необов'язково проводити складні розрахунки за всіма видами деформації і навантажень. Для невеликої конструкції перекриття досить розрахувати максимальну та мінімальну навантаження на вигин.