Расчет несущей способности швеллера калькулятор. Момент сопротивления швеллера при проектировании перекрытий
Швеллер – вид металлопроката, который отлично себя зарекомендовал в строительстве и машиностроительной отрасли промышленности. Зачастую он применяется для изготовления всевозможных металлоконструкций (крановых мостов, ферм, лестниц, цеховых пролетов и пр.), при монтаже быстровозводимых зданий и сооружений, каркасов гаражей, стеллажей складских помещений, перекрытий, оснований крыш, армирования и усиления прочих конструкций. Основное достоинство – это высокая несущая способность швеллера, которая имеет место благодаря форме его сечения (П-образное), при относительно малой металлоемкости.
Методика расчета размера швеллера, таблица моментов сопротивления швеллера по ГОСТ - смотрите .
Расчет нагрузки на швеллер (расчет на прочность)
П-образный профиль, как горячекатаный, так и гнутый применяется в различных конструкциях и металлоконструкциях, которые чаще всего работают либо на изгиб, либо на изгиб + растяжение/сжатие. Расчет швеллера на прогиб (на прочность) – является обязательным при проектировании изделия, в состав которого входит данный профиль. Он может быть проверочным и проектировочным. Рассмотрим на примере расчет распределенной нагрузки на швеллер, который имеет шарнирное закрепление.
Пусть имеется швеллер 10П, изготовленный из стали 09Г2С. Длина балки составляет 10 метров. Для того, чтобы определить допустимое значение нагрузки на швеллер (допустимые значения), необходимы некоторые справочные данные. Возьмем их из соответствующих ГОСТов и СНиПов.
Предел текучести стали 09Г2С (или нормативное сопротивление) составляет Rун = 345 МПа. Моменты сопротивления швеллера 10П берем из ГОСТ 8240-97, и их значения относительно осей Х и Y составляют: Wx=34,9 см3, Wy=7,37 см3. Максимальный изгибающий момент возникает балке с таким типом закрепления и нагружения посередине, и определяется из выражения: М = W∙Rун.
Произведем расчет допустимого момента для двух случаев расположения швеллера: 1) стенка расположена вертикально; 2) стенка расположена горизонтально. Тогда:
- М1 = 34,9∙345=12040,5 Н∙м
- М2 = 7,37∙345=2542,65 Н∙м
Зная момент, определим допустимые значения распределенной нагрузки на швеллер. Она составит:
q1 = 8∙М1/L2 = 8∙12040,5/102 = 963,24 Н/м или 96,3 кгс/м
q2 = 8∙М2/L2 = 8∙2542,65/102 = 203,4 Н/м или 20,3 кгс/м
Получив значения допустимых распределенных нагрузок на швеллер, можно сделать вывод, что при данных условиях несущая способность швеллера расположенного по вертикали примерно в пять раз больше, чем в случае его расположения по горизонтали.
Момент сопротивления швеллера при проектировании перекрытий
При проектировании перекрытий, несущих металлоконструкций не достаточно одного прочностного расчета нагрузки на швеллер. Чтобы обеспечить надежность проектируемой конструкции, необходимо также произвести расчет на жесткость швеллера. Прогиб в данном случае не должен превышать допустимое значение. Эта проверка профиля является обязательной при проектировании перекрытий для жилых и прочих помещений. Для примера возьмем ту же балку, что и ранее. Распределенная нагрузка, действующая на нее, составляет 50 кгс/м или 500 Н/м. Момент инерции швеллера 10П имеет значение Ix = 175 см4. При проверке балки на жесткость, определяется ее относительный прогиб по формуле:
- f/L = М∙L/(10∙Е∙Ix)≤, где
М – изгибающий момент, Н∙м
L = 1000 см – длина хлыста
E = 2,1∙105 МПа – модуль упругости стали
Ix = 175 см4 – момент инерции сечения швеллера
Момент сопротивления швеллера, изгибающий момент равен: М = q∙L2/8 = 500∙102/8 = 6250 Н∙м.
Тогда относительный прогиб швеллера 10П составит: f/L = 6250∙1000/(10∙2,1∙105∙175) = 0,017 = 1/59
Если сравнивать с допустимыми значениями относительно прогиба согласно СНиПам, то данный швеллер нельзя использовать для межэтажных перекрытий, так как там допустимое значение составляет 1/200. Следовательно, несмотря на обеспечение прочности данной конструкции, необходимо подбирать больший профиль швеллера, и проверять его на жесткость.
Октябрь 23rd, 2014 11:52 ДП |
Швеллер это металлическая конструкция, которая имеет П-образную форму. Обычно их применяют при строительстве зданий и сооружений. Такой металлопрокат используется в качестве балок перекрытий, как различные перемычки, косоуры лестничных маршей и многие другие строительные конструкции. Часто именно швеллер используют как дополнительное усиление для многих элементов.
Швеллеры бывают разного размера и поэтому для каждого вида работ необходимо подбирать специальный металлопрокат. А для этого нужно знать на какую нагрузку его можно рассчитывать. Расчет нагрузки швеллера производится из того какой вид балки, и куда идет нагрузка. Удобней сделать расчет, представляя схему балки.
Виды нагрузок и швеллеров
Вид А. К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно. Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку. Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.
Вид B. К этому типу относятся однопролетные балки, нагрузка распределяется равномерно. Обычно это балки междуэтажных перекрытий.
Вид C. Это шарнирно-опертые балки. Они имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно. Это балки перекрытий, обычно они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.
Вид D. Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых две сосредоточенные силы. Это обычно перемычки, на которые опираются пара балок перекрытий.
Вид.E Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которую опираются балки перекрытия.
Вид F. Это консольные балки, где сосредоточена одна сила. Это может быть козырек над подъездом или входом в дом. Только в данном случае между швеллерами укладываются металлические листы, а них же сверху ставится стенка из кирпича.
Схемы будут выглядеть так: Вид A Вид D Вид B Вид E Вид C Вид F
Строительство трудно себе представить без применения швеллера. Он очень популярен при строении дома, может использоваться в качестве балок перекрытия, перемычек и других видов строительства. Швеллер является распространенным металлопрокатом из всех других доступных.
Важно помнить, что в строительстве следует четко все просчитать и поэтому бездумно покупать и устанавливать швеллер не нужно. Для этого мы и рассмотрим как рассчитать швеллер, для того чтобы избежать непредвиденных ситуаций. Сам расчет производится в специальном калькуляторе по типам и по номеру.
Рассмотрим каждый такой тип, а также приведем пример и узнаем, что он означает:
Тип 1 является балка однопролетная шарнирно-опертая с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером первого типа будет балка с перекрытием между этажами.
Тип 2 является балка консольная с жесткой заделкой и распределенной равномерно нагрузкой. Примером второго типа это козырек, который был выполнен с помощью сварки двух швеллеров с одной стороны к стене и был заполнен пространством ввиде железобетона.
Тип 3 является балка шарнирно-опертая, которая держится с консолью на двух опорах с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером третьего типа будет балка, которая перекрывает балконную плиту наружной стеной.
Тип 4 является балка однопролетная шарнирно-опертая, сосредоточенная одной силой. Примером четвертого типа будет перемычка, на которую опирается всего лишь одна балка перекрытия.
Тип 5 является балка шарнирно-опертая, сосредоточенная двумя силами. Примером пятого типа будет перемычка, на которую могут опираться около двух балок перекрытия.
Тип 6 является балка консольная, сосредоточенная одной силой. Примером шестого типа будет козырек или еще называется парад фантазий, работает по принципу второго типа, только кирпичная стенка находится там, где швеллеры, между которыми располагается металлический лист.
Калькулятор расчета швеллера
Калькулятор очень удобен тем, что вы в режиме онлайн можете производить расчеты швеллера. Подбирать необходимые вам размеры и устанавливать количество швеллеров, которые будут соответствовать определенным стандартам и ГОСТам.
А также сможете узнать массу швеллера, его длину, у вас получатся в результате с левой стороны исходные данные, а справа калькулятор покажет результат по прогибу. По графику вы четко увидите по осям расположение швеллера и какова будет нагрузка выдержки по этим осям, что является наглядным примером дальнейшей работы.
В исходные данные расчетного калькулятора входит:
- длина пролета обозначает L
- нормативная нагрузка измеряется в кг/м
- Fmax
- количество швеллеров минимум один
- расположение по осям (Х или У)
- расчетное сопротивление R
- размер швеллера (с уклоном полок, с параллельными гранями, экономичные, специальные, легкой серии).
Результат расчета изгиба швеллера в калькулятор:
с параллельными гранями:
- Wтреб и Fmax
- расчет по прогибу (Fбалки и запас)
С уклонном полок:
- расчет по прочности (Fбалки и запас)
И также само просчитываются и другие виды балок.
Выводы по работе со швеллером
Можно сделать выводы, что применение швеллера в строительстве набирает обороты и современные технологии позволяют в режиме онлайн прорабатывать всевозможные варианты строительства.
Такой калькулятор вы с легкостью найдете в интернете, предлагается множество различных вариантов и видов калькуляторов. Следует выбирать тот калькулятор, который на ваш взгляд будет самым точным с достоверными результатами.