Нагрузка на балку двутавровую калькулятор: Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор)

alexxlab | 02.02.1988 | 0 | Разное

Содержание

Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций – Школа ремонта

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Калькулятор балок

Укажите размеры балок перекрытий и шаг.

Материал древесины	CоснаЛиственницаЕль	Предельная нагрузка: – а рекомендуемая 400 кг/м² Данная балка подходит!
Пролёт	см
Размеры балки	x мм
Шаг балок	см

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: https://remoskop. ru/kolichestvo-dosok-v-kube.html

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: f_нор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м², расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М_max = (q · L²)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, см², при числе стержней	Масса 1 пог.м, кг	Диаметр, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Проволочная и стержневая арматура
3	0.071	0.141	0.212	0.283	0.353	0.424	0.5	0. 565	0.636	0.052	3
4	0.126	0.25	0.38	0.5	0.68	0.75	0.88	1	1.18	0.092	4
5	0.196	0.39	0.59	0.79	0.98	1.18	1.38	1.57	1.77	0.154	5
6	0.283	0.57	0.85	1.13	1.42	1.7	1.98	2.26	2.55	0.222	6
7	0.385	0.77	1.15	1.54	1.92	2.31	2.69	3.08	3.46	0.302	7
8	0.503	1.01	1.51	2.01	2.52	3.02	3.52	4.02	4.58	0.395	8
9	0.636	1.27	1.91	2.54	3.18	3.82	4.45	5.09	5.72	0.499	9
10	0. 785	1.57	2.36	3.14	3.93	4.71	5.5	6.28	7.07	0.617	10
12	1.131	2.26	3.39	4.52	5.65	6.78	7.91	9.04	10.17	0.888	12
14	1.539	3.08	4.61	6.15	7.69	9.23	10.77	12.3	13.87	1.208	14
16	2.011	4.02	6.03	8.04	10.05	12.06	14.07	16.08	18.09	1.578	16
18	2.545	5.09	7.63	10.17	12.7	15.26	17.8	20.36	22.9	1.998	18
20	3.142	6.28	9.41	12.56	15.7	18.84	22	25.13	28.27	2.465	20
22	3.801	7. 6	11.4	15.2	19	22.81	26.61	30.41	34.21	2.984	22
25	4.909	9.82	14.73	19.64	24.54	29.45	34.36	39.27	44.18	3.85	25
28	6.153	12.32	18.47	24.63	30.79	36.95	43.1	49.26	55.42	4.83	28
32	8.043	16.09	24.18	32.17	40.21	48.26	56.3	64.34	72.38	6.31	32
36	10.179	20.36	30.54	40.72	50.89	61.07	71.25	81.43	91.61	7.99	36
40	12.561	25.13	37.7	50.27	62.83	75.4	87.96	100.53	113.1	9.865	40
45	15.904	31. 81	47.71	63.62	79.52	95.42	111.33	127.23	148.13	12.49	45
50	19.635	39.27	58.91	78.54	98.18	117.81	137.45	157.08	176.72	15.41	50
55	23.76	47.52	71.28	95.04	118.8	142.56	166.32	190.08	213.84	18.65	55
60	28.27	56.54	84.81	113.08	141.35	169.62	197.89	226.16	254.43	22.19	60
70	38.48	76.96	115.44	153.92	192.4	220.88	269.36	307.84	346.32	30.21	70
80	50.27	100.54	150.81	201.08	251.35	301.62	351.89	402.16	452.43	39.46	80
Семипроволочные канаты класса К-7
4. 5	0.127	0.25	0.38	0.51	0.64	0.76	0.89	1.01	1.14	0.102	4.5
6	0.226	0.45	0.68	0.9	1.13	1.36	1.58	1.81	2.03	0.181	6
7.5	0.354	0.71	1.06	1.41	1.77	2.12	2.48	2.83	3.18	0.283	7.5
9	0.509	1.02	1.53	2.04	2.54	3.05	3.56	4.07	4.58	0.407	9
12	0.908	1.82	2.72	3.63	4.54	5.45	6.35	7.26	8.17	0.724	12
15	1.415	2.83	4.24	5.66	7.07	8.49	9.9	11.32	12.73	1.132	15

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: W_z = b · h²/6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Деревянные балкиМеталло-деревянные балкиБалки перекрытия из ОСББалки перекрытия DommaЖелезобетонные балки

Что еще следует знать про нагрузки на балку

Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.

Также обязательно следует учитывать массу утеплителя, используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.

Пример расположение балок и перекрытий для домаДеревянные балкиМежэтажные легкие перекрытияДопустимые пролеты балокФото балок на складе

Автор: Михаил Малофеев

Двутавровую балку ценят за множество достоинств — устойчивость к внешним воздействиям, способность выдерживать большие нагрузки. Недостатком этого изделия является высокая стоимость, поэтому при выборе этого материала очень важно произвести точный расчет.

В связи с тем, что балка представляет собой 2 палки, которые соединены между собой шейкой, при проведении расчетов учитываются ширина полки, свеса, радиус закругления и сопряжения, высота стенки, профиля, толщина стенки, полки с гранями.

Этот вид металлопроката можно отнести к специальному, особому виду прокатных изделий, который используется для изготовления металлоконструкций, которые будут соответствовать всем необходимым техническим требованиям при эксплуатации.

Выбирая тот или другой профиль балки, нужно просчитать наибольшую нагрузку, которую она сможет нести. Для этого используют расчеты, которые есть в формулах по сопромату. Можно использовать онлайн – калькулятор для расчета, который имеется на сайте.

Выпуск каждого вида проката строго регламентируется государственным стандартом, в котором указаны и размеры проката – величина углов, ширина полок, наклон граней и все размеры, которые входят в площадь поперечного сечения, а также длина проката. Кроме этого регламентируется материал, из которого он изготовлен, а также его технические характеристики.

На основании этого и ряда других ГОСТов был принят ГОСТ 5350-2005, который регламентирует технические условия для проката из стали углеродистой, в том числе и на прокат балки двутавровой, как стандартной, так и специального назначения. Механические свойства стали должны соответствовать таким параметрам, как временное сопротивление, предел текучести, ударной вязкости и другим параметрам, которые указаны в этом ГОСТе.

Наименование профиля двутавра	Высота (h), мм	Ширина полки (b), мм	Толщина стенки (s), мм	Средняя толщина полки (t), мм	Масса 1 м балки, кг	Метров балки в тонне
Балка 10	100	55	4.5	7.2	9.46	105.71
Балка 12	120	64	4.8	7.3	11.5	86.96
Балка 14	140	73	4.9	7.5	13. 7	72.99
Балка 16	160	81	5	7.8	15.9	62.89
Балка 18	180	90	5.1	8.1	18.4	54.35
Балка 20	200	100	5.2	8.4	21	47.62
Балка 22	220	110	5.4	8.7	24	41.67
Балка 24	240	115	5.6	9.5	27.3	36.63
Балка 27	270	125	6	9.8	31.5	31.75
Балка 30	300	135	6.5	10.2	36.5	27.4
Балка 33	330	140	7	11.2	42.2	23.7
Балка 36	360	145	7.5	12.3	48.6	20.58
Балка 40	400	155	8.3	13	57	17. 54
Балка 45	450	160	9	14.2	66.5	15.04
Балка 50	500	170	10	15.2	78.5	12.74
Балка 55	550	180	11	16.5	92.6	10.8
Балка 60	600	190	12	17.8	108	9.26

ГОСТ 19425-74, в котором указаны параметры для выпуска специальных балок «М» и»С». Серия «М» применяется для подвесных путей, а серия «С» для оборудования шахтных проходов, причем по точности они могут изготовляться как высокой точности – маркируются буквой «А» и обычной точности- маркируются буквой «В».

На изделии в зависимости от прокатки может быть нанесена буква «В» (стандартной точности) или «Б» (повышенной). Длина двутавра варьируется от 4 до 12 метров. Изделия бывают мерной, немерной длины или кратной мерной длины.
Выделяют несколько типов двутавровой балки (по назначению):
Балочные — широкополочные и нормальные;
Свайные — сечение имеет высоту, приближенную к размеру полок;
Колонные – имеют практически одинаковую высоту и ширину полок.
Балка двутавровая по ГОСТ 19425-74. Профили и вес
Наименование профиля двутавра Высота (h), мм Ширина полки (b), мм Толщина стенки (s), мм Средняя толщина полки (t), мм Масса 1 м балки, кг Метров балки в тонне
Балка 14С 140 80 5.5 9.1 16.9 59.17
Балка 20С 200 100 7 11.4 27.9 35.84
Балка 20Са 200 102 9 11.4 31.1 32.15
Балка 22С 220 110 7. 5 12.3 33.1 30.21
Балка 27С 270 122 8.5 13.7 42.8 23.36
Балка 27Са 270 124 10.5 13.7 47 21.28
Балка 36С 360 140 14 15.8 71.3 14.03
Балка 18М 180 90 7 12 25.8 38.76
Балка 24М 240 110 8.2 14 38.3 26.11
Балка З0М 300 130 9 15 50.2 19.92
Балка 36М 360 130 9.5 16 57.9 17.27
Балка 45М 450 150 10.5 18 77.6 12.89
Балки с параллельными гранями полок имеют свой ГОСТ 26020-83
По обозначению: h – высота двутавра, b – ширина полки двутавра, s – толщина основной стенки, t – толщина полки, r – радиус сопряжения.
Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83
Как подобрать форму сечения двутавровой балки, в зависимости от назначения?
Горячекатаный металлопрокат с параллельными внутренними полками граней бывает следующих групп, согласно ГОСТу 26020-83:
«Б» – нормальная. Диапазон номеров – 10-60. Толщина стенки составляет до 1/58 ее высоты. Металлопродукция применяется при монтаже перекрытий путепроводов, возведении мостов и эстакад.

«Ш» – широкополочная. Подразделяется на разрезную и неразрезную продукцию. Разрезные изделия, позволяющие получать две тавровые балки, применяют для укладки на один пролет, неразрезные – на один или несколько. Производство таких металлоизделий требует увеличенного (на 10-12%) расхода металла, что можно считать минусом. Плюсы: возможность установки в качестве самостоятельного элемента без дополнительных деталей, что существенно сокращает скорость проведения работ.

«К» – колонная. Особенность сечения этого вида двутавра – увеличенная толщина полок. Продукция выполняет функции несущих элементов строений, применяется для устройства больших пролетов, способна выдерживать значительные крановые нагрузки. В сортаменте это самые тяжелые и износостойкие профили.
Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83
Наименование профиля двутавра Высота (h), мм Ширина полки (b), мм Толщина стенки (s), мм Средняя толщина полки (t), мм Масса 1 м балки, кг Метров балки в тонне
Нормальные двутавры
Балка 10Б1 100 55 4.1 8.1 123.46
Балка 12Б1 117.6 64 3.8 8.7 114.94
Балка 12Б2 120 64 4.4 10.4 96.15
Балка 14Б1 137. 4 73 3.8 10.5 95.24
Балка 14Б2 140 73 4.7 12.9 77.52
Балка 16Б1 157 82 4 12.7 78.74
Балка 16Б2 160 82 5 15.8 63.29
Балка 18Б1 177 91 4.3 15.4 64.94
Балка 18Б2 180 91 5.3 18.8 53.19
Балка 20Б1 200 100 5.6 22.4 44.64
Балка 23Б1 230 110 5.6 25.8 38.76
Балка 26Б1 258 120 5.8 28 35.71
Балка 26Б2 261 120 6 31.2 32.05
Балка 30Б1 296 140 5.8 32.9 30.4
Балка 30Б2 299 140 6 36. 6 27.32
Балка 35Б1 346 155 6.2 38.9 25.71
Балка 35Б2 349 155 6.5 43.3 23.09
Балка 40Б1 392 165 7 48.1 20.79
Балка 40Б2 396 165 7.5 54.7 18.28
Балка 45Б1 443 180 7.8 59.8 16.72
Балка 45Б2 447 180 8.4 67.5 14.81
Балка 50Б1 492 200 8.8 73 13.7
Балка 50Б2 496 200 9.2 80.7 12.39
Балка 55Б1 543 220 9.5 89 11.24
Балка 55Б2 547 220 10 97.9 10.21
Балка 60Б1 593 230 10.5 106.2 9. 42
Балка 60Б2 597 230 11 115.6 8.65
Балка 70Б1 691 260 12 129.3 7.73
Балка 70Б2 697 260 12.5 144.2 6.93
Балка 80Б1 791 280 13.5 159.5 6.27
Балка 80Б2 798 280 14 177.9 5.62
Балка 90Б1 893 300 15 194 5.15
Балка 90Б2 900 300 15.5 213.8 4.68
Балка 100Б1 990 320 16 230.6 4.34
Балка 100Б2 998 320 17 258.2 3.87
Балка 100Б3 1006 320 18 285.7 3.5
Балка 100Б4 1013 320 19.5 314.5 3. 18
Широкополочные двутавры
Балка 20Ш1 193 150 6 30.6 32.68
Балка 23Ш1 226 155 6.5 36.2 27.62
Балка 26Ш1 251 180 7 42.7 23.42
Балка 26Ш2 255 180 7.5 49.2 20.33
Балка 30Ш1 291 200 8 53.6 18.66
Балка 30Ш2 295 200 8.5 61 16.39
Балка 30Ш3 299 200 9 68.3 14.64
Балка 35Ш1 338 250 9.5 75.1 13.32
Балка 35Ш2 341 250 10 82.2 12.17
Балка 35Ш3 345 250 10.5 91.3 10.95
Балка 40Ш1 388 300 9. 5 96.1 10.41
Балка 40Ш2 392 300 11.5 111.1 9
Балка 40Ш3 396 300 12.5 123.4 8.1
Балка 50Ш1 484 300 11 114.4 8.74
Балка 50Ш2 489 300 14.5 138.7 7.21
Балка 50Ш3 495 300 15.5 156.4 6.39
Балка 50Ш4 501 300 16.5 174.1 5.74
Балка 60Ш1 580 320 12 142.1 7.04
Балка 60Ш2 587 320 16 176.9 5.65
Балка 60Ш3 596 320 18 205.5 4.87
Балка 60Ш4 603 320 20 234.2 4.27
Балка 70Ш1 683 320 13.5 169. 9 5.89
Балка 70Ш2 691 320 15 197.6 5.06
Балка 70Ш3 700 320 18 235.4 4.25
Балка 70Ш4 708 320 20.5 268.1 3.73
Балка 70Ш5 718 320 23 305.9 3.27
Колонные двутавры
Балка 20К1 195 200 6.5 41.5 24.1
Балка 20К2 198 200 7 46.9 21.32
Балка 23К1 227 240 7 52.2 19.16
Балка 23К2 230 240 8 59.5 16.81
Балка 26K1 255 260 8 65.2 15.34
Балка 26K2 258 260 9 73.2 13.66
Балка 26K3 262 260 10 83. 1 12.03
Балка 30К1 296 300 9 84.8 11.79
Балка 30К2 304 300 10 96.3 10.38
Балка 30К3 300 300 11.5 108.9 9.18
Балка 35К1 343 350 10 109.7 9.12
Балка 35К2 348 350 11 125.9 7.94
Балка 35К3 353 350 13 144.5 6.92
Балка 40К1 393 400 11 138 7.25
Балка 40К2 400 400 13 165.6 6.04
Балка 40К3 409 400 16 202.3 4.94
Балка 40К4 419 400 19 242.2 4.13
Балка 40К5 431 400 23 291.2 3. 43
Двутавры дополнительной серии (Д)
Балка 24ДБ1 239 115 5.5 27.8 35.97
Балка 27ДБ1 269 125 6 31.9 31.35
Балка 36ДБ1 360 145 7.2 49.1 20.37
Балка 35ДБ1 349 127 5.8 33.6 29.76
Балка 40ДБ1 399 139 6.2 39.7 25.19
Балка 45ДБ1 450 152 7.4 52.6 19.01
Балка 45ДБ2 450 180 7.6 65 15.38
Балка 30ДШ1 300.6 201.9 9.4 72.7 13.76
Балка 40ДШ1 397.6 302 11.5 124 8.06
Балка 50ДШ1 496.2 303.8 14.2 155 6.45
Если на двутавр существуют ГОСТ ы, то изготовление тавровой балки осуществляется по ТУ 14-2-685-86
Обозначение здесь такое же, как и у двутавровой балки.
Тавры колонные и Тавры ШТ по ТУ 14-2-685-86 имеют следующие размеры
Тавры ШТ по ТУ 14-2-685-86. Наименование профиля, вес.
Тавры ШТ по ТУ 14-2-685-86. Наименование профиля, вес.
Наименование профиля двутавра Высота (h), мм Ширина полки (b), мм Толщина стенки (s), мм Средняя толщина полки (t), мм Масса 1 м балки, кг Метров балки в тонне
Балка 13ШТ1 122 180 7 10 21.1 47.39
Балка 13ШТ2 124 180 7.5 12 24.4 40.98
Балка 15ШТ1 142 200 8 11 26.6 37.59
Балка 15ШТ2 144 200 8.5 13 30.2 33.11
Балка 15ШТ3 146 200 9 15 33.9 29.5
Балка 17,5ШТ1 165.5 250 9.5 12. 5 37.3 26.81
Балка 17,5ШТ2 167 250 10 14 40.8 24.51
Балка 17,5ШТ3 169 250 10.5 16 45.4 22.03
Балка 20ШТ1 190.5 300 9.5 14 47.8 20.92
Балка 20ШТ2 192.5 300 11.5 16 55.2 18.12
Балка 20ШТ3 194.5 300 12.5 18 61.3 16.31
Балка 25ШТ1 238.5 300 11 15 56.9 17.57
Балка 25ШТ2 241 300 14.5 17.5 68.9 14.51
Балка 25ШТ3 244 300 15.5 20.5 77.7 12.87
Балка 25ШТ4 247 300 16.5 23.5 86.6 11.55
Балка 30ШТ1 286. 5 320 12 17 70.7 14.14
Балка 30ШТ2 290 320 16 20.5 80 12.5
Балка 30ШТ3 294 320 18 24.5 102.3 9.78
Балка 30ШТ4 298 320 20 28.5 116.5 8.58
Тавры колонные по ТУ 14-2-685-86. Название профиля и вес
Расчет сечения двутавровой балки по нагрузке
Для точного определения необходимого номера и типа Н-образного профиля используются сложные формулы. В расчетах учитывают длину изделия, тип закрепления, наличие или отсутствие ребер жесткости, количество опор, шаг между отрезками металлопроката, нагрузку на перекрытие или со стороны верхнего этажа, марку стали.
В упрощенном варианте нагрузку на перекрытие с учетом собственного веса двутаврового профиля без цементной стяжки принимают равной 350 кг/м2, с цементной стяжкой – 500 кг/м2 (средние значения). Шаг между металлическими балками обычно – 1 м, в некоторых случаях в целях экономии шаг увеличивают до 1,2 м.
Таблица для выбора номера Н-образного профиля, в зависимости от нагрузки, длины пролета и шага между изделиями
Общая нагрузка, кг/м2 Длина пролета
3 м при шаге 4 м при шаге 6 м при шаге
1,0 м 1,1 м 1,2 м 1,0 м 1,1 м 1,2 м 1,0 м 1,1 м 1,2 м
300 10 10 10 10 12 12 16 16 16
400 10 10 10 12 12 12 20 20 20
500 10 12 12 12 12 12 20 20 20
Тавры колонные по ТУ 14-2-685-86. Название профиля и вес
Наименование профиля двутавра Высота (h), мм Ширина полки (b), мм Толщина стенки (s), мм Средняя толщина полки (t), мм Масса 1 м балки, кг Метров балки в тонне
Балка 10KT1 94 200 6. 5 10 20.6 48.54
Балка 10KT2 95.5 200 7 11.5 23.2 43.1
Балка 11,5KT1 110 240 7 10.5 25.9 38.61
Балка 11,5KT2 111.5 240 8 12 29.5 33.9
Балка 13KT1 124 260 8 12 32.4 30.86
Балка 13KT2 125.5 260 9 13.5 36.3 27.55
Балка 13KT3 127.5 260 10 15.5 41.3 24.21
Балка 15KT1 144.5 300 9 13.5 42.1 23.75
Балка 15KT2 146.5 300 10 15.5 47.9 20.88
Балка 15KT3 148.5 300 11 17.5 54.1 18.48
Балка 17,5KT1 168 350 10 15 54. 6 18.32
Балка 17,5KT2 170.5 350 11 17.5 62.6 15.97
Балка 20KT1 193 400 11 16.5 68.7 14.56
Балка 20KT2 196.5 400 13 20 82.4 12.14
Применение балок в промышленности
Балка, как наиболее мощный металлопрокат, используется в различных областях. В строительстве она выступает как основа перекрытий, перераспределяя нагрузку с перекрытия на несущие конструкции и далее на фундамент. Из неё строится основа здания, которую затем обшивают другими элементами.
Тавровая балка выдерживает меньшую нагрузку, но она также очень востребована. Балки и двойная и одинарная необходима при строительстве мостов, тоннелей, складов, ну и естественно, при строительстве зданий, как жилых, так и промышленных.
Специальные балки с повышенной прочностью используют в качестве монорельса для подъемного оборудования и для строительства туннелей шахт, при строительстве метро и тому подобных ответственных сооружений.
Одно из хороших качеств горячекатаных балок можно назвать то, что они менее подвержены коррозии по сравнению с холоднокатаными.
Балка может быть изготовлена из алюминиевого сплава, в тех случаях, когда нужна лёгкость конструкции. При этом прочность её достаточно высокая.
Поставщики металлопроката
В России есть много металлургических заводов, около 60, но балки выпускают только некоторые из них.
Например, выпускает балку Алапаевский металлургический завод в числе остальных прокатных изделий, Магнитогорский металлургический комбинат выпускает балку горячекатаную, Белорецкий металлургический комбинат, Челябинский металлургический комбинат, Петровск – Забайкальский завод, Оскольский электрометаллургический завод, Омутнинский металлургический комбинат. Другие предприятия выпускают этот прокат при наличии соответствующего заказа, конечно заказ должен быть большим. Так как балка это продукция со специфическими свойствами, её иногда закупают за рубежом.
Заказ балки можно сделать как на предприятии, так и у металлотрейдеров, поставляющих металлопрокат, в Москве их есть много. Желательно работать с крупными организациями, у которых высокий рейтинг.
Для заказа продукции нужно высчитать вес балки. По приведенным здесь размерам выбираете вес одного погонного метра балки нужно вам профиля. Потом вес 1 метра погонного умножаем на длину проката, то есть балки. Для простоты расчета предлагаем использовать наш онлайн калькулятор веса, пользоваться которым очень просто и надёжно. Результат получаете мгновенно.
Как подобрать сечение двутавра?
На практике выбор сечения выглядит так:
После построения эпюры нужно произвести анализ и определить положение опасного сечения. Им считается место, в котором максимален изгибающий момент;
Определяется максимально допустимый момент сопротивления;
Подбирается подходящий номер профиля по сортаменту двутавров;
Выполняется проверочный расчет по специальной формуле.
Без соответствующих знаний самостоятельно рассчитать сечение двутавра нелегко. Для этого нужно производить сложные расчеты, учитывать характеристики типа материала и многие другие критерии, поэтому если есть какие-то сомнения, лучше воспользоваться услугами профессионального инженера или специального ПО. Кроме того, материал стоит недешево и приобретать неподходящее изделие нецелесообразно и неэкономично. Грамотные расчеты позволят сэкономить Ваше время и средства.
Расчеты металлической балки перекрытия на прочность и прогиб, онлайн-калькулятор
Несмотря на бушующий в мире экономический кризис, который, к сожалению, затронул и нашу страну, строительство объектов различной важности продолжает производиться. При этом, в последнее время получило новый толчок развития именно промышленное строительство, однако, потребность жителей страны в жилых квадратных метрах не уменьшилось.
Описание ↓
Область применения ↓
Расчет ↓
Онлайн ↓
Пример расчета ↓
Сегодня в строительстве промышленных и гражданских объектов повсеместно применяются металлические балки перекрытия, которые повышают несущую способность всей конструкции.
Описание
Стальные балки перекрытия представляют собой металлический брус определённой длины и определённой формы поперечного сечения. Как правило, металлические балки исполняются из высокопрочной стали марки Ст 5 с формой поперечного сечения типа двутавр и швеллер.
Балки производятся именно в таких формах поперечного сечения, потому что расчёт показывает, что такая форма является более экономически выгодной по сравнению с другими геометрическими фигурами.
Кроме того, расчёты показывают, что балка именно двутаврогого сечения лучше всего воспринимает давление и такие нагрузки, как изгиб, кручение и их совместное действие.
Продолжая перечислять преимущества двутавровых балок, можно отметить немаловажный факт того, что такая форма сечения помогает уменьшить вес конструкции.
Это помогает снизить нагрузку, например, на стены и фундамент здания, если в межэтажном перекрытии использовать металлические балки перекрытия. Также, из преимуществ можно отметить простоту монтажа любой конструкции из балок, скорость выполнения работ.
Для большей экономии использования металла и для облегчения всей конструкции существует сортамент балок двутаврового и швеллерного поперечного сечения. Площадь сечения изменяется от минимальной равной 12 кв. см до максимальной 234 кв. см, соответственно, для номеров профиля 10 и 70б.
Все значения площадей и массы профиля представлены в таблицах ГОСТ 8239-72. Чтобы её произвести, необходимо произвести расчёт профиля по прочностным характеристикам и вычислить подходящую площадь. Точная методика представлена ниже.
Таким образом, видно, что в качестве бруса перекрытия стоит использовать именно стальные балки, так как они во многом выигрывают по сравнению с конкурирующими материалами.
Область применения
Чаще всего, двутавровые балки применяются в промышленном строительстве, а именно, в случае возведения зданий с большими пролётами между опорами.
Благодаря своим механическим характеристикам и стойкости к динамическим воздействиям, металлический брус используют при возведении дорог и мостов и в других случаях необходимости возведения конструкций, выдерживающих большие нагрузки подобного характера.
В последнее время, стальные двутавровые балки стали применять в качестве элемента декора в квартирах и офисах. После покраски, металлическая балка может выглядеть эстетично и иметь практическое применение в бытовом хозяйстве.
Расчет
Чтобы произвести выбор металлического бруса для той или иной конструкции, которая будет нести определённую нагрузку, необходимо произвести расчёт балки на прочность при изгибе. Это можно сделать, рассчитав все параметры самостоятельно по известной методике или воспользоваться онлайн-калькулятором.
Для выбора балки перекрытия, делают проверку из условия на прочность, где максимальная прочность стали должна быть больше суммы отношений максимального изгибающего момента в точке действия той или иной нагрузки к осевому моменту, и поперечных сил и площади поперечного сечения в максимально нагруженной точке.
Для определения всех неизвестных параметров этого условия, вычисления проводят поочерёдно.
Сначала определяют максимально нагруженный участок балки. Для этого, строят эпюру поперечных сил и изгибающих моментов. Чтобы построить эпюру, необходимо вычислить все суммарные изгибающие моменты и поперечные силы, действующие на балку, по участкам.
Как правило, в случае металлического бруса перекрытия, расчётную схему заменяют балкой, лежащей на двух шарнирных опорах. В этих опорах возникают реакции сопротивления, у которых необходимо определить их условия:
Когда реакции определены, балку разбивают на участки по опорам. Первый участок находится от одного конца балки до опоры, второй участок располагается между опорами, третий за последней опорой и так далее. Необходимо знать, что если на одном участке имеется точка изменения нагрузки, то её нужно выделить в отдельный участок.
После того, как участки определены, строятся эпюры поперечных сил и изгибающий моментов, и определяется нагруженный участок. Далее, вычисляется осевой момент сопротивления сечения:
По вычисленному параметру производят выбор номера двутавра из сортамента. На этом расчёт балки считается оконченным.
Онлайн
Рассчитывать металлическую балку и производить её выбор вручную довольно трудоёмко и занимает время, которое не всегда можно выделить занятому человеку. Поэтому, стоит довериться расчётам профессионалов.
Но, если заказчик строительства сомневается в экономической целесообразности произведённого строителями расчёта, можно произвести быстрый автоматический расчёт при помощи сайтов, предлагающих данный товар.
Одним из примеров такого калькулятора может быть портал http://svoydomtoday.ru/building-onlayn-calculators/111-raschet-metallicheskoy-balki-perekritiya.html, который предлагает, находясь на сайте, рассчитать расход материала и выбрать балку из сортамента.
Данный калькулятор требует введения следующих исходных данных:
Сначала нужно ввести условия эксплуатации металлической балки.
После этого характеристики предварительно выбранной металлической балки.
Указать нормативную и расчётную нагрузку на балку и произвести расчёт.
В результате, получается минимально возможный при заданных условиях момент сопротивления балки. Из полученного момента можно выбрать балку по таблице сортамента.
Так же определяется минимально допустимый момент инерции, по которому можно выбрать номер профиля из сортамента. Если для строительства в первую очередь важно не допустить прогиб балки, тогда стоит выбирать балку исходя из полученного момента инерции.

Пример расчета
Металлической балки перекрытия:
Расчет несущей способности:
Чтобы рассчитать несущую способность одной балки нужно из таблицы сортамента выбрать момент осевого сопротивления и по формуле вычислить максимально допустимый изгибающий момент:
Отсюда можно вычислить максимально допустимую равнораспределённую нагрузку на однопролётную балку.
Расчет сечения металлических балок:
Для расчёта необходимого сечения металлической балки можно воспользоваться формулой расчёта момента сопротивления сечения.
После вычисления результата, определить площадь сечения нужно по сортаменту фасонного профиля, выбрав при этом номер двутавра с ближайшим большим значением момента сопротивления.
При расчёте металлической балки пролёта необходимо отнестись ко всему ответственно и внимательно, потому что от расчёта зависит срок эксплуатации здания и его возможная нагрузка. Здания, построенные по ошибочным расчётам, могут разрушиться в любой момент, унеся за собой много жизней.
Статья была полезна?
0,00 (оценок: 0)
Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор). —
Содержание
Калькулятор расчета металлической двутавровой балки на прогиб, прочность
A1 6 ммА1 8 ммA1 10 ммА1 12 ммА1 14 ммА1 16 ммА1 18 ммА1 20 ммА3 35ГС 6 ммА3 35ГС 8 ммА3 35ГС 10 ммА3 35ГС 12 ммА3 35ГС 14 ммА3 35ГС 16 ммА3 35ГС 18 ммА3 35ГС 20 ммА3 35ГС 22 ммА3 35ГС 25 ммА3 35ГС 28 ммА3 35ГС 32 ммА3 35ГС 36 ммА3 25Г2С 8 ммА3 25Г2С 10 ммА3 25Г2С 12 ммА3 25Г2С 14 ммА3 25Г2С 16 ммА3 25Г2С 18 ммА3 25Г2С 20 ммА3 25Г2С 22 ммА3 25Г2С 25 ммА3 25Г2С 28 ммА3 25Г2С 32 ммА3 25Г2С 36 ммA500С 8 ммA500С 10 ммA500С 12 ммA500С 14 ммA500С 16 ммA500С 18 ммA500С 20 ммA500С 22 ммA500С 25 ммА500С 28 ммA500С 32 ммA500С 36 ммA500С 40 ммA400С 8 ммA400С 10 ммA400С 12 ммАт800 12 ммАт800 14 мм10, г/к12, г/к14, г/к16, г/к18, г/к20, г/к30, г/к36, г/к45, г/к24М30М36М45М10Б112Б114Б116Б120Б125Б130Б135Б140Б145Б150Б155Б160Б125Б230Б235Б240Б245Б255Б260Б220Ш125Ш130Ш135Ш140Ш145Ш150Ш130Ш235Ш240Ш250Ш220К125К130К135К140К120К225К230К235К240К220Б1 (09Г2С)25Б1 (09Г2С)30Б1 (09Г2С)35Б1 (09Г2С)40Б1 (09Г2С)45Б1 (09Г2С)50Б1 (09Г2С)55Б1 (09Г2С)60Б1 (09Г2С)25Б2 (09Г2С)30Б2 (09Г2С)35Б2 (09Г2С)40Б2 (09Г2С)45Б2 (09Г2С)55Б2 (09Г2С)20К1 (09Г2С)25К1 (09Г2С)30К1 (09Г2С)35К1 (09Г2С)25К2 (09Г2С)30К2 (09Г2С)35К2 (09Г2С)20Ш1 (09Г2С)25Ш1 (09Г2С)30Ш1 (09Г2С)35Ш1 (09Г2С)45Ш1 (09Г2С)30Ш2 (09Г2С)35Ш2 (09Г2С)50Ш2 (09Г2С)1,5х1250 г/к2,0х1250 г/к2,5х1250 г/к3,0х1250 г/к4,0х1500 г/к5,0х1500 г/к6,0х1500 г/к8,0х1500 г/к10,0х1500 г/к12,0х1500 г/к14,0х1500 г/к16,0х1500 г/к18,0х1500 г/к20,0х1500 г/к25,0х1500 г/к30,0х1500 г/к36,0х1500 г/к40,0х1500 г/к50,0х1500 г/к60,0х1500 г/к80,0х1500 г/к100,0х1500 г/к4,0х1500 г/к (09Г2С)5,0х1500 г/к (09Г2С)6,0х1500 г/к (09Г2С)8,0х1500 г/к (09Г2С)10,0х1500 г/к (09Г2С)12,0х1500 г/к (09Г2С)14,0х1500 г/к (09Г2С)16,0х1500 г/к (09Г2С)18,0х1500 г/к (09Г2С)20,0х1500 г/к (09Г2С)25,0х1500 г/к (09Г2С)30,0х1500 г/к (09Г2С)36,0х1500 г/к (09Г2С)50,0х1500 г/к (09Г2С)0,50х1250 х/к0,60х1250 х/к0,70х1250 х/к0,80х1250 х/к0,90х1250 х/к1,0х1250 х/к1,2х1250 х/к1,4х1250 х/к1,5х1250 х/к1,8х1250 х/к2,0х1250 х/к2,5х1250 х/к3,0х1250 х/к0,50х1250 х/к оц.

0,55х1250 х/к оц.0,70х1250 х/к оц.0,80х1250 х/к оц.1,0х1250 х/к оц.1,2х1250 х/к оц.1,5х1250 х/к оц.2,0х1250 х/к оц.3,0 мм (чечевица)4,0 мм (чечевица)5,0 мм (чечевица)6,0 мм (чечевица)8,0 мм (чечевица)ПВЛ-406ПВЛ-408ПВЛ-410ПВЛ-506ПВЛ-508ПВЛ-51025х25х4,032х32х4,035х35х4,040х40х4,045х45х4,045х45х5,050х50х5,063х63х5,063х63х6,070х70х6,075х75х5,075х75х6,075х75х8,080х80х6,080х80х8,090х90х7,090х90х8,0100х100х7,0100х100х8,0100х100х10,0110х110х8,0125х125х8,0125х125х9,0125х125х10,0125х125х12,0140х140х9,0140х140х10,0160х160х10,0160х160х12,0180х180х12,0200х200х12,0200х200х16,063х40х6,075х50х5,075х50х6,0100х63х6,0100х63х8,05П6,5П8П10П12П14П16П18П20П22П24П27П30П40П5У6,5У8У10У12У14У16У18У20У22У24У27У30У40У80х60х4,0100х50х4,0100х50х5,0120х50х3,0120х60х4,0120х60х5,0160х80х4,0180х80х5,0250х125х6,015х2,515×2,820х2,825х3,232х3,240х3,040х3,550х3,050х3,515×2,820х2,825х3,232х3,240х3,550х3,557х3,057х3,576х3,076х3,589х3,089х3,589х4,0102х3,0102х3,5102х4,0108х3,5108х4,0114х4,0114х4,5127х4,5133х4,0133х4,5159х4,0159х4,5159х5,0159х6,0219х4,5219х5,0219х6,0219х8,0273х5,0273х6,0273х7,0273х8,0325х6,0325х7,0325х8,0426х6,0426х7,0426х8,0426х9,0530х7,0530х8,0530х10,057х3,576х3,589х3,5108х3,5530х7,0530х8,0530х9,0530х10,0530х12,0630х8,0630х9,0630х10,0630х12,0720х8,0720х9,0720х10,0720х11,0720х12,0820х8,0820х9,0820х10,0820х11,0820х12,0530х7,0530х8,0530х9,0530х10,0530х12,0720х8,0720х9,0720х10,0720х11,0720х12,0820х9,0820х10,01020х10,01020х12,01020х14,01220х11,01220х12,01220х14,01420х14,057х3,557х4,057х5,057х6,076х3,576х4,076х5,076х6,083х4,089х3,589х4,089х5,089х6,0102х4,0102х5,0102х6,0108х4,0108х5,0108х6,0114х5,0114х6,0121х6,0127х5,0133х4,0133х4,5133х5,0133х6,0133х8,0146х5,0146х6,0159х5,0159х6,0159х7,0159х8,0168х6,0168х7,0168х8,0219х6,0219х7,0219х8,0219х10,0273х7,0273х8,0273х10,0325х8,0325х10,0377х9,0426х9,0426х10,010х2,014х2,016х2,016х3,018х2,018х3,020х2,022х2,022х2,522х3,025х2,025х3,027х3,028х3,028х4,028х7,032х3,034х3,538х3,038х4,040х3,040х3,542х3,042х5,045х3,045х6,048х3,051х2,551х3,057х3,060х3,063х4,015х1,520х1,520х2,025х1,525х2,030х1,530х2,040х1,540х2,040х2,540х3,050х2,050х3,050х4,060х2,060х3,060х4,080х3,080х4,080х5,0100×4,0100×5,0100×6,0120х4,0120х5,0120х8,0140х5,0140х6,0160х4,0160х5,0160х6,0180х8,0100х4,0100х5,0120х4,0120х5,0140х5,0140х6,0160х5,0160х6,0160х8,020х2,025х2,030х2,040х2,040х3,050х2,050х2,550х3,050х4,060х2,060х3,080х5,080х6,0100х5,0140х5,0140х6,028х25х1,530х20х1,540х20х1,540х20х2,040х25х1,540х25х2,050х25х1,550х25х2,050х25х2,550х30х2,060х30х2,060х30х2,560х30х3,060х40х2,060х40х2,560х40х3,080х40х2,080х40х3,080х40х4,080х60х4,0100х50х3,0100х50х4,0100х60х4,0120х60х4,0120x80x4,0120х80х6,0140x60x4,0150х100х6,0160х80х5,0160х120х4,028х25х2,040х20х2,040х25х2,050х25х2,050х25х2,560х30х2,060х30х2,560х40х2,060х40х2,580х40х2,080х60х4,0120х80х4,0150х100х6,0160х120х4,0Ø 6,5 мм (в бухтах)Ø 8 мм (в бухтах)Ø 10 мм (в бухтах)Ø 12 ммØ 14 ммØ 16 ммØ 18 ммØ 20 ммØ 22 ммØ 25 ммØ 28 ммØ 30 ммØ 32 ммØ 34 ммØ 36 ммØ 40 ммØ 42 ммØ 45 ммØ 50 ммØ 52 ммØ 56 ммØ 60 ммØ 70 ммØ 80 ммØ 90 ммØ 100 ммØ 110 мм10 мм12 мм14 мм16 мм18 мм20 мм25 мм20х4,025х4,025х5,030х4,030х5,040х4,040х5,040х6,050х5,060х5,060х6,080х6,0100х8,0

Расчет
расчет нагрузки, несущая способность, прочность
Двутавр – это металлопрофильная конструкция перекрытия, наклонная или горизонтальная, рассчитанная в первую очередь на изгиб. Прежде всего она находится под воздействием весовой нагрузки, направленной по вертикали. Фактически это первичное воздействие, которому должен противостоять прокатный профиль из металла.
Технические характеристики металлического профиля необходимы, чтобы их правильно применять в строительстве, ведь несмотря на большое разнообразие сфер применения, суть остается одна – создать надежную несущую конструкцию. Она позволяет преобразовывать архитектуру сооружений:
увеличивает ширину пролетов зданий;

значительно, примерно на 35%, уменьшить массу несущих конструкций;
существенно увеличить рентабельность проектов.
Говоря о достоинствах конструкции, нельзя не отметить и минусы, хотя их немного. Основные из них – это
необходимость применять при создании ребер жесткости дополнительную арматуру;
достаточно существенные трудозатраты, которые нужны для ее изготовления.
Однако, следует отметить, что с другой стороны дополнительные ребра жесткости дают возможность:
уменьшить общую металлоемкость сварной металлоконструкции, так как ощутимо уменьшают толщину стенок. Таким образом удается понизить ее стоимость, но целиком сохранить механические характеристики;
помимо этого облегченная конструкция экономична и с точки зрения устройства фундамента, поскольку после снижения общей массы можно использовать фундамент под БМЗ (быстровозводимые здания).

Чтобы найти двутавр, подходящий для конкретного случая, требуется произвести некоторые расчеты. Обычно для этого используют таблицы или онлайн калькуляторы. В их основе лежат заданные два параметра: расстояние от одной стены до другой и будущая нагрузка на строительную конструкцию.
Прочность двутавровой балки определяется такими параметрами, как:
длина,
метод закрепления,
форма,
площадь поперечного сечения.
Большее распространение получили изделия с буквой «Н» в сечении.
На заметку
Жесткость металлической конструкции двутавра в 30 раз превышает жесткость квадратного профиля, а прочность, соответственно, в 7 раз.
Длина данной металлоконструкции бывает разной, к примеру, в случае ГОСТ 8239-89 это 4 –12 метров, то есть в зависимости от сортамента размеры и вес балки двутавровой отличаются. Помимо длины величина веса определяется толщиной металла и размерами граней. Поэтому для выполнения различных расчетов было введено понятие «вес метра балки двутавровой»
.
При покупке сварной конструкции обязательно требуется расчет на прочность, а для конкретного использования еще и расчет на прогиб. Грамотный расчет нагрузки на двутавровую балку позволит обеспечить устойчивость конструкции к проектным воздействиям, то есть способность воспринимать их без разрушения.
Нагрузка собственного веса ↑
Чтобы определить в случае необходимости вес двутавровой балки пользуются специальными таблицами, где расписаны ее характеристики, к примеру, габариты, марка стали и т. д. В таблице представлена теоретическая масса 1 м профиля.
балка двутавровая размеры и вес (ГОСТ 8239-89)
Пример расчета двутавра ↑
Предположим необходимо рассчитать вес двутавра № 12 длиной в 3 метра. Согласно таблице условная масса погонного метра данного профиля равна 11,50 кг. Если перемножить полученные значения, то получим величину общей массы – 34,5 кг.
Точнее значение веса сварной металлоконструкции можно посчитать, используя специальные онлайн калькуляторы, один из которых
предоставлен на нашем сайте в рубрике “Калькуляторы”.
В калькуляторе выбирают соответствующий номер двутавра и вводят необходимый метраж. Как видите, полученное значение больше рассчитанного нами на 0,12 кг.
Несущая способность ↑
Среди всех типов балок двутавровая имеет наибольшую прочность, более того, она устойчива к температурным перепадам. Допустимая нагрузка на двутавр бывает указана на маркировке, как размер. Чем больше число, указанное в его наименовании, тем большую нагрузку может воспринимать балка.
Любой расчет предполагает изначальное знание размеров прокатного или сварного профиля, его длины и ширины. Проясним смысл значения ширины на примере самой популярной балочной опоры – колонны.
Пример расчета
Предположим, что в сечении колонны лежит квадрат со стороной 510 мм, тогда на нее можно будет опереть профиль, для которого ширина не может превышать 460 мм. Это связано с тем, что двутавр придется приваривать к железобетонной подушке, а для сварочных швов понадобится запас, по крайней мере, в 40 мм.
После определения ширины переходят к выбору профиля и расчету нагрузки, воздействующей на профиль. Она представляет собой совокупность воздействий от перекрытия, а также воздействий временного и постоянного характера.
На заметку
Нагрузку, выражающую величину нормативной нагрузки, собирают на длину 1 м профиля.
Но, расчет несущей способности двутавровой балки предполагает учет другого воздействия. Чтобы получить расчетную нагрузку, рассчитанное нормативное воздействие умножается на так называемый коэффициент прочности по нагрузке. Остается к результату прибавить уже подсчитанную массу изделия и найти его момент сопротивления.
Полученных данных достаточно, чтобы из сортамента подобрать профиль, необходимый для изготовления сварного профиля. Как правило, с учетом прогиба конструкции рекомендуется выбирать профиль выше на два порядка.
Важно
Сварная металлическая конструкция должна использовать примерно 70–80% от максимально допустимого прогиба.
Усиление ↑
Если несущая способность двутавра оказывается недостаточной, то возникает необходимость ее усиления. Для различных элементов сварной конструкции этот вопрос решается по-разному.
К примеру, для элементов, воспринимающих нагрузки типа растяжения, сжатия или изгиба, используют такой вариант усиления: увеличивают сечение, иначе говоря, повышают жесткость, скажем, приварив дополнительные детали.
Теоретически – это один из лучших вариантов усиления, однако, при его реализации не всегда удается получить требуемый результат. Дело в том, что элементы в процессе сварочных работ нагреваются, а это несет за собой уменьшение несущей способности.
В какой степени можно ожидать такого понижения зависит от размеров двутавра и режима и направления сварочных работ.
Если для продольных швов максимальное понижение оказывается в пределах 15%, то для швов в поперечном направлении оно может достичь и 40%.
Внимание
Поэтому при усилении двутавра под нагрузкой категорически запрещено накладывать швы в направлении, поперечном к элементу.
Расчетно и экспериментально было доказано, что оптимального результата усиления под нагрузкой можно получить при максимальном напряжении в 0,8 R_y, то есть 80% расчетного сопротивления стали, которая была использована для изготовления двутавра.
© 2021 stylekrov.ru
Калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропильной системы!
Как пользоваться онлайн калькулятором расчета балок перекрытия и стропил
Чтобы правильно произвести прочностной расчет балки перекрытия и подобрать необходимый тип двутавровой балки, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором. На основе полученных вычислений можно точно рассчитать количество, необходимое для устройства стропильной системы или укладки лаг.
Расчет деревянных балок перекрытия возможен только после того, как будет известно расстояние между стенами (расчетная длина балки). Кроме того, необходимо знание величины предполагаемой нагрузки на всю конструкцию.
Для межэтажных перекрытий, в том числе цокольного, используйте значение 400 кг/м2; для чердачного — 200 кг/м2 (или 250 кг/м2, если нагрузка от стропильной системы передается непосредственно на чердачное перекрытие). Для стропильной системы 220 кг/м2 для Московского региона, для других регионов принимайте значения в зависимости от снегового района.
Заказать бесплатный расчет балок по проекту или проконсультироваться у специалистов нашей компании можно по телефону +7(495)105-91-63 +7(812)425-65-03 +7(843)207-04-92 +7(4722)77-73-16 +7(800)333-79-86 +7(421)240-08-29 +7(818)246-42-27 +7(861)212-30-63 +7(800)333-37-59
Так же Вы можете прислать чертежи для расчета на [email protected]
Онлайн калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропил
Где используются балки
ПерекрытиеСтропила
Вам необходимо выбрать конструкцию, для которой вы будете использовать балки: будет ли это расчет перекрытий (применяются в качестве лаг) или стропильной системы (используются в качестве стропил).
Компания «ИнтерСити» производит износоустойчивые деревянные двутавры. Благодаря отличным эксплуатационным свойствам, изделия могут использоваться в различных конструкциях. Однако нужно помнить, что самостоятельно производить расчет балки перекрытия «на глаз» не следует. Ошибка может привести к прогибу конструкции под нагрузкой и, как следствие, потере возможности дальнейшей эксплуатации. Последующий ремонт или замена балок — очень трудоемкий и дорогой процесс. Отнеситесь серьезно к подбору и расчету конструкции перекрытий и стропил; излишняя экономия и подбор без расчета по принципу «всегда так строили» может привести к серьезным проблемам.
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.
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.
Калькулятор подбора деревянных двутавровых балок
SIA I-beams производит износоустойчивые деревянные двутавры. Такие балки показали себя как незаменимый стройматериал при строительстве зданий в Северной Америке, понемногу они начинают завоевывать и рынки Европы.
Чтобы правильно произвести расчет необходимого количества балок, мы создали расчетный калькулятор, который вам поможет быстро и удобно рассчитать шаг между балками и их тип в зависимости от расстояния между стенами и от нагрузок в конкретном случае.
Как пользоваться калькулятором:
Вводим расчетную длину пролета. Для балок перекрытия — это наибольший пролет, т.е. наибольшее расстояние между соседними стенами, на которые опирается балка. Для стропил кровли – это горизонтальное расстояние (проекция мест опоры, обычно расстояние между осями) между местами опора балки (сама балка длиннее, чем эта проекция, т.е. чем больше угол, тем длиннее балка).
Для стропил кровли вводим угол наклона. Угол наклона – наклон стропил к горизонтали.
Вводим шаг – это межцентровое расстояние между соседними балками.
4. Можно изменить постоянную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, постоянную нагрузку рассчитывают по плотности конструкции пола/перекрытия/крыши, помноженной на коэффициент надежности. Согласно EN 1990, коэффициент надежности для постоянных нагрузок — 1,35, а для временных — 1,5.
Можно изменить временную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, величины временной нагрузки принимаются в зависимости от предполагаемого использования перекрытия. Для перекрытий жилых помещений можно принимать временную нагрузку 200 kg/m². При расчете стропильной системы нагрузки от снега принимаются согласно LBN-003-1, таблица 16.2. Для Риги это равняется 125 kg/m².
*В расчетном калькуляторе включено определение расчетной нагрузки при соответствующих коэффициентах надежности: согласно EN 1990 для постоянных нагрузок это — 1,35 а для временных нагрузок — 1,5. В калькулятор вводятся нагрузки без учета коэффициентов надежности. – это повторение из п.4.
*Величина используемой расчетной нагрузки будет индивидуальной — в зависимости от конкретной ситуации.
Когда все упомянутые данные введены в таблицу, можно ознакомиться с результатом. Внизу находится табличка с имеющимися в нашем ассортименте балками. Зеленым цветом закрашены все балки, которые можно использовать, а красным – несущая способность которых не соответствует заданным вами параметрам. Чтобы изменить результат, советуем изменить шаг балок.
схемы крепления, выбор номера профиля
Двутавр – вид фасонного проката с поперечным сечением Н-образной формы, обладающий высокими прочностными характеристиками. Благодаря этому, он широко применяется при строительстве многоэтажных большепролетных сооружений. Точный выбор подходящего номера проката осуществляют специалисты с помощью расчетов, учитывающих нагрузки, которые будет испытывать двутавр во время эксплуатации. Для приблизительного определения номера профиля можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Схемы крепления Н-образного профиля
Для удобства проведения расчетов того, какую максимальную нагрузку может выдержать двутавр, все варианты использования профиля были сведены к нескольким стандартным схемам. Схемы различаются по способу крепления двутавра и приложения нагрузки:
На двух шарнирных опорах, расположенных на концах профиля. Первый вариант – с равномерно распределенным нагружением, второй – со сосредоточенным усилием по центру.

Консоль. С равномерным или сосредоточенным усилием.

На двух шарнирных опорах с вылетом, балка нагружена равномерно по всей длине или сосредоточенно.

Балка на двух жестко защемленных опорах с различными типами усилий.

После выбора формальной схемы осуществляют сбор нагрузок, которые будет испытывать балка.
Сбор нагрузок
Для проведения расчетов на предельные состояния по прочности и прогибу определяют все усилия, которые будут воздействовать на двутавр. К ним относятся:
Постоянные. Собственный вес металлопрофиля и перекрытия.

Временные. К ним относятся три типа усилий: длительные, кратковременные, особые. К длительным, например, относится масса временных перегородок. Кратковременные – вес людей, ветровые, снеговые и другие воздействия. Особые – взрывные, вулканические.

Внимание!  В зданиях, в которых угол ската превышает 60°, воздействие снегового покрова в расчет не принимается.
Существует еще одно разделение усилий – на расчетные и нормативные, определяемые нормативной документацией.
Выбор номера профиля
Для определения номера профиля с помощью онлайн-калькулятора, помимо определения стандартной схемы крепления балки, действия на нее усилий и сбора нагрузок, необходимо указать длину пролета, материал, используемый при изготовлении металлопродукции. При подборе по предельным состояниям между двумя номерами выбирают изделие с более массивным сечением.
Примеры выбора профиля:
двутавр №10 – для пролетов 3-4 м, шаг – 1 м, усилие – 300 кг/пм;

номер 16 – пролет 6 м, шаг 1 м, воздействие – 300 кг/пм;

двутавр №20 рассчитан на более высокую нагрузку – 400-500 кг/м, пролеты – 3-4 м, шаг балок – 1,1, 1,2 м.

Бесплатный калькулятор луча | Калькулятор изгибающего момента, поперечной силы и прогиба
Добро пожаловать в наш бесплатный онлайн-калькулятор диаграмм изгибающего момента и поперечной силы, который может генерировать диаграммы реакций, поперечных сил (SFD) и изгибающих моментов (BMD) консольной балки или просто поддерживаемой балки. Используйте этот калькулятор пролета балки, чтобы определить реакции на опоры, построить диаграмму сдвига и момента для балки и рассчитать прогиб стальной или деревянной балки. Бесплатный онлайн-калькулятор балки для создания реакций, расчета прогиба стальной или деревянной балки, построения диаграмм сдвига и момента балки.Это бесплатная версия нашего полного программного обеспечения SkyCiv Beam. Доступ к нему можно получить из любой из наших Платных учетных записей, которая также включает в себя полное программное обеспечение для структурного анализа.
Используйте интерактивное окно выше, чтобы просмотреть и удалить длину балки, опоры и добавленные нагрузки. Любые внесенные изменения автоматически перерисовывают диаграмму свободного тела для любой балки с опорой или консольной балкой. Калькулятор реакции балки и расчет изгибающего момента будут запущены после нажатия кнопки «Решить» и автоматически сгенерируют диаграммы сдвига и изгибающего момента.Вы также можете щелкнуть отдельные элементы этого калькулятора балки LVL, чтобы редактировать модель.
Калькулятор пролета балки легко рассчитает реакции на опорах. Он может рассчитывать реакции на опорах консольных или простых балок. Это включает в себя расчет реакций консольной балки, которая имеет изгибающий момент, а также силы реакции x, y.
Вышеупомянутый калькулятор пролета стальной балки — это универсальный инструмент для проектирования конструкций, используемый для расчета изгибающего момента в алюминиевой, деревянной или стальной балке.Его также можно использовать в качестве калькулятора несущей способности балки, используя его в качестве калькулятора напряжения изгиба или напряжения сдвига. Он способен выдерживать до 2 различных сосредоточенных точечных нагрузок, 2 распределенных нагрузки и 2 момента. Распределенные нагрузки могут быть расположены так, чтобы они были равномерно распределенными нагрузками (UDL), треугольными распределенными нагрузками или трапециевидными распределенными нагрузками. Все нагрузки и моменты могут быть направленными как вверх, так и вниз по величине, что должно учитывать наиболее распространенные ситуации анализа балок.Расчет изгибающего момента и поперечной силы может занять до 10 секунд, и обратите внимание, что вы будете перенаправлены на новую страницу с реакциями, диаграммой поперечной силы и диаграммой изгибающего момента балки.
Одна из самых мощных функций — использование его в качестве калькулятора отклонения балки (или калькулятора смещения балки). Это можно использовать для наблюдения расчетного прогиба балки с опорой или консольной балки. Возможность добавлять формы сечения и материалы делает его полезным в качестве калькулятора деревянных балок или в качестве калькулятора стальных балок для проектирования балок lvl или i. На данный момент эта функция доступна в SkyCiv Beam, который имеет гораздо больше функций для проектирования деревянных, бетонных и стальных балок.
SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и совершенствовать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.
Размеры стальной балки
| SkyCiv
Наличие хорошего ресурса для размеров двутавровых балок очень важно при проектировании конструкций.Для нас, как инженера-строителя, важно определить секции, которые не только безопасны, но и рентабельны. С помощью приведенной ниже таблицы размеров стальных балок SkyCiv стремится получить бесплатный ресурс, к которому можно будет получить доступ в любое время через браузер. Приведенная ниже таблица размеров стальных балок поможет инженерам-строителям найти подходящий размер и форму, которые вам нужны для вашего проекта. Эти свойства важны при проверке прочности секции, что является само определение конструкции конструкции.
Таблица размеров стальных балок — это интерактивная таблица, в которой перечислены размерные и геометрические свойства сечения. Эти свойства могут помочь инженерам найти желаемый стальной профиль, который они ищут. Просто выберите систему единиц измерения, библиотеку, прежде чем выбирать форму, чтобы отобразить размеры балки этой формы. Библиотека содержит разделы из Австралии, США, Канады, Великобритании и Европы. Программное обеспечение извлекает размеры балки непосредственно из базы данных Structural 3D, которая является основным программным обеспечением для трехмерного структурного анализа платформы SkyCiv, которое также доступно для использования в веб-браузере.Эта информация обычно требует, чтобы пользователь держал под рукой ручные схемы или схемы стальных балок, что может доставлять неудобства, т. Е. Если у пользователя есть копия. Хотя приобретение руководства по стали требует денежных затрат, мы должны еще раз подчеркнуть, что справочная таблица SkyCiv легко доступна здесь бесплатно.
Некоторые из размеров, которые может отображать этот инструмент:
Размеры двутавровой балки
Размеры S-образной балки
Квадрат полый / HSS Размеры
Круглые размеры из быстрорежущей стали
Размеры балки с широким фланцем
Т-образная балка Размеры
Размеры каналов
Размеры уголков
Имперские и метрические размеры балки
Приведенные выше размеры стальных секций должны дать пользователю возможность легко получить доступ к свойствам элементов и размерам часто используемых секций в различных библиотеках по всему миру.Мы надеемся, что инженеры найдут ссылки на эти размеры и размеры стальных балок, которые будут полезны для их рабочего процесса. Опять же, в настоящее время существуют размеры и размеры стали для профилей из Австралии, США, Великобритании, Европы и Канады. Если конкретная используемая вами библиотека недоступна, вы можете связаться с нами здесь. Мы открыты для улучшения и расширения нашей базы данных. Еще одним замечательным аспектом этого инструмента является то, что он может преобразовывать размеры балки из метрических в британские и наоборот. Это экономит время инженера при работе с единичными системами и снижает риск ошибки в расчетах.
Свойства сечения, отображаемые в приведенной выше таблице, включая площадь поперечного сечения (A), полярный момент инерции (J), момент площади (Iz, Iy), модуль сечения и постоянную деформации (Iw). Эти результаты чрезвычайно важны при выборе конструкционной стали для конструкций балок и колонн. Это свойства, которые контролируют количество и тип силы, которую может принять стальной элемент.
Здесь, в SkyCiv, у нас есть ряд программного обеспечения (бесплатного и платного), которое позволяет инженерам моделировать и проектировать свои конструкции.Наш калькулятор свободных балок — это простой в использовании калькулятор, который помогает анализировать консольные балки и балки с простой опорой. Вы также можете воспользоваться нашим калькулятором ферм для быстрого анализа 2D ферм. Для небольших 2D-рам вы можете воспользоваться нашим бесплатным калькулятором несущих рам. Для типичных форм из стали нестандартных размеров калькулятор свободного момента инерции является хорошим средством для определения их геометрических характеристик и характеристик сечения.
SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений.Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и совершенствовать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.
Бесплатный калькулятор луча | ClearCalcs
Как использовать калькулятор свободного луча
Калькулятор луча ClearCalcs позволяет пользователю ввести геометрию и нагрузку луча для анализа за несколько простых шагов. Затем он определяет изгибающий момент, диаграммы сдвига и прогиба, а также максимальные требования, используя мощный механизм анализа методом конечных элементов.
Регистрация учетной записи ClearCalcs откроет дополнительные расширенные функции для проектирования и анализа балок и множества других структурных элементов. ClearCalcs позволяет проектировать из стали, бетона и дерева в соответствии со стандартами Австралии, США и ЕС.
Лист разделен на три основных раздела:
«Ключевые свойства», где пользователь вводит геометрию выбранного сечения и опор балки.
«Нагрузки», где можно ввести распределенные, точечные и приложенные моментные нагрузки,
«Сводка», в котором отображаются основные выходные данные и диаграммы.
Раздел «Комментарии» также включен для того, чтобы пользователь мог оставить какие-либо конкретные примечания по дизайну. Щелчок по любой из меток ввода / свойства дает описательное справочное объяснение.
1. Свойства входных клавиш
Свойства балки и сечения задаются путем ввода непосредственно в поля ввода.
Длина балки — это общая длина балки, включая все пролеты балки, в мм или футах.
Модуль Юнга установлен на значение по умолчанию 200000 МПа или 29000 тысяч фунтов на квадратный дюйм для конструкционной стали, но его можно изменить. Пользователь.
Площадь поперечного сечения зависит от выбранного сечения балки и по умолчанию соответствует значениям для обычной стальной балки.
Второй момент площади (или момент инерции) также зависит от выбранного сечения балки и снова по умолчанию соответствует свойствам обычной стальной балки.
Свойства E, A и Ix для других секций балки можно получить из библиотеки свойств секций ClearCalcs. Кроме того, вы можете создать свой собственный раздел, используя наш бесплатный калькулятор момента инерции.
Положение опор слева позволяет пользователю вводить любое количество опор и указывать их положение по длине балки. Тип опоры может быть закрепленным (фиксированный в перемещении, свободный поворот) или фиксированным (фиксированный как при перемещении, так и при повороте) и выбирается из раскрывающегося меню. Требуется минимум одна фиксированная опора или две штифтовые опоры.
Вычислитель балки также учитывает пролет консолей на каждом конце, поскольку положение первой опоры не обязательно должно быть равно 0 мм, а положение последней опоры не обязательно должно быть равно длине балки.
Реакции на каждой из опор автоматически обновляются по мере добавления, изменения или удаления опор в зависимости от указанной нагрузки.
2. Входные нагрузки
Калькулятор поддерживает различные типы нагрузок, которые можно применять в комбинации. Каждой загрузке может быть присвоено имя пользователем.
Знаковое обозначение, используемое для нагружения (показаны положительные значения):
Распределенные нагрузки указываются в единицах силы на единицу длины, кН / м или plf, вдоль балки и могут применяться между любыми двумя точками.В калькуляторе можно использовать два разных типа:
Равномерная нагрузка имеет постоянную величину по всей длине приложения. Следовательно, начальная и конечная величины, указанные пользователем, должны быть одинаковыми.
Линейные нагрузки имеют разную величину по длине приложения. Различные начальные и конечные величины должны быть указаны пользователем, и они могут использоваться для представления треугольных или трапециевидных нагрузок.
Точечные нагрузки указываются в единицах силы, кН или тысячах фунтов, и площади, приложенной в дискретных точках вдоль балки.Например, они могут представлять реакции других элементов, соединенных с балкой. Пользователь вводит имя, величину и местоположение слева от луча.
В приведенном ниже примере диаграммы из сводного раздела показана двухпролетная неразрезная балка с линейно распределенной нагрузкой на участок и точечной нагрузкой.
3. Итоговые результаты вычислений
После задания нагрузки и геометрии калькулятор автоматически использует механизм конечно-элементного анализа ClearCalcs для определения моментов, поперечных сил и прогибов. Максимальные значения каждого из них выводятся как «Требование момента» , «Требование сдвига» и «Прогиб» вместе с диаграммами по длине балки.
Положительные значения означают отклонение вниз, а отрицательные значения — отклонение вверх. Знаковое соглашение, используемое на диаграммах поперечной силы и изгибающего момента, следующее (показаны положительные значения):
Использование курсора для наведения курсора на любую точку на диаграммах изгибающего момента, поперечной силы или прогиба дает конкретные значения в этом месте вдоль балки.В приведенном ниже примере показаны выходные параметры для двухпролетной неразрезной балки с линейно распределенной коммутационной нагрузкой и точечной нагрузкой.
Балки — поддерживаются на обоих концах
Напряжение в изгибаемой 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)
9014 5 L = длина балки (м, мм, дюйм)
Максимальное напряжение
Уравнения 1 и 2a могут быть объединены для выражения максимального напряжения в балке с 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
82 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 недопустимого прогиба.
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
5 δ _макс. = 5 (6 Н / мм) (5000 мм) ⁴ / (( 200000 Н / мм ²) ( 81960000 мм ⁴) 384)
= 2,98 мм
Калькулятор балки с равномерной нагрузкой — метрические единицы
1 мм ⁴ = 10 ^-4 см ⁴ = 10 ^-12 м
9 900 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», 100 дюймов длиной , момент инерции 285 дюймов ⁴, модуль упругости 2
00 psi
, при равномерной нагрузке 100 фунтов / дюйм можно рассчитать как
σ _max = y _max q L ² / (8 I)
= (6. 25 дюймов (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ² / (8 (285 дюймов ⁴))
= 2741 (фунт / дюйм ², psi)
Максимальный прогиб 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 одной центральной нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:
σ _max = y _max FL / (4 I) (3b) 902 36
, где
F = нагрузка (Н, фунт)
Максимальный прогиб может быть выражен 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 широкополкой балке «W 12 x 35», 100 дюймов длиной , момент инерции 285 дюймов ⁴, модуль упругости 2
00 psi
, с центральной нагрузкой 10000 фунтов можно рассчитать как
σ _max = y _max 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
Полное отклонение: пролет / 250
отклонение при динамической нагрузке: пролет / 360
консоли: 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 одной центральной 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 торцы:
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 модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox Sketchup Extension
Балка, поддерживаемая на обоих концах —
нагрузки
Максимальный момент (между нагрузками) в балке с тремя точечными нагрузками:
M _{max 90 189 = 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)
Нагрузки на балку — Калькулятор опорной силы
Онлайн-калькулятор опорной силы балки
Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета опорных сил — R ₁ и R ₂ — для балок с до 6 асимметричными нагрузками.
Длина балки (м, фут)
Сила F1 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F2 (Н, фунт _{) f}) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F3 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F4 ( Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F5 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F6 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Для балансирующей балки, нагруженной грузами (или другими нагрузочными силами), силы реакции — R — на опорах равно , сила нагрузки — F . Баланс сил может быть выражен как
F ₁ + F ₂ + …. + F _n = R ₁ + R ₂ (1)
где
F = усилие от нагрузки (Н, фунт _f)
R = сила от опоры (Н, фунт _f)
Дополнительно для балки в балансе алгебраическая сумма моментов равно нулю .Баланс момента может быть выражен как
F ₁ a _f1 + F ₂ a _f2 + …. + F _n a _fn = R a _r1 + R a _r2 (2)
где
a = расстояние от силы до общей точки отсчета — обычно расстояние до одной из опор (м, фут)
Пример — A балка с двумя симметричными нагрузками
Длинная балка 10 м с двумя опорами нагружена двумя равными и симметричными нагрузками F ₁ и F ₂, каждая 500 кг . Опорные силы F ₃ и F ₄ могут быть рассчитаны
(500 кг) (9,81 м / с ²) + (500 кг) (9,81 м / с ²) = R ₁ + R ₂
=>
R ₁ + R ₂ = 9810 N
= 9,8 кН
Примечание! Нагрузка от веса груза — м — мг Ньютона — где г = 9.81 м / с ².
При симметричных и равных нагрузках опорные силы также будут симметричными и равными. Используя
R ₁ = R ₂
, приведенное выше уравнение можно упростить до
R ₁ = R ₂ = (9810 N) / 2 2 =
4905 N
= 4,9 кН
Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox
— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.
Пример — Балка с двумя несимметричными нагрузками
A 10 м длинная балка с двумя опорами нагружена двумя нагрузками, 500 кг расположен 1 м от конца ( R ₁) , а другой груз 1000 кг расположен на 6 м с того же конца. Баланс сил можно выразить как
(500 кг) (9,81 м / с ²) + (1000 кг) (9,81 м / с ²) = R ₁ + R ₂
=>
R ₁ + R ₂ = 14715 N
= 14.7 кН
Алгебраическая сумма моментов (2) может быть выражена как
(500 кг) (9,81 м / с ²) (1 м) + (1000 кг) (9,81 м / с ²) (6 м) =? R ₁ (0 м) + R ₂ (10 м)
=>
R ₂ = 6377 (N)
= 6,4 кН
F ₃ можно рассчитать как:
R ₁ = (14715 Н) — (6377 Н)
= 8338 N
= 8338 N
= 8338 N
3 кН
Вставьте балки в модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox Sketchup Extension
Калькулятор расчета прочности двутавровой балки
Расчет на расчет 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, 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 «Расчет балок и валов на прочность »главы механики материалов .
Примечание: V и M — поперечная сила и изгибающий момент в сечении, как показано на фигура. 4
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.
Балка двутавровая: Балка двутавровая — 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.
Калькулятор нагрузки на балку
Этот калькулятор нагрузки на балку поможет вам определить реакции на опорах свободно опертой балки из-за вертикальных точечных 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 инженерном деле элементы конструкции, такие как балки и колонны, взаимодействуют друг с другом в точках пересечения. 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 опорными реакциями .
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 от опорных реакций , 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)) / диапазон ✔
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 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 равновесия моментов следующим образом:
R _B = (F ₁ * x ₁ + F ₂ * x ₂) / промежуток
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 нисходящие силы 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.

Расчет напряжения на участке A МПапсикси
Нормальное напряжение [σ _{x_A}] —
Напряжение сдвига [τ _{xy_A}] —
Напряжение фон Мизеса при A [σ _{v_A}] —
Расчет напряжений на участке B
Нормальное напряжение при B [σ _{x_B}] —
Напряжение сдвига при B [τ _{xy_B}] —
Напряжение фон Мизеса при B [σ _{v_B}] —
Расчет напряжений на участке D
Нормальное напряжение при D [σ _{x_D}] —
Напряжение сдвига при D [τ _{xy_D}] —
Напряжение фон Мизеса при D [σ _{v_D}] —
Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок
Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение прогиба.
Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.
Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт
Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.
Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.
Длина
Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски. Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.
Важно! Если деревянные балки заделываться в стены — это напрямую влияет на их длину и все дальнейшие расчёты.
При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.
Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого также изменится конечная несущая способность.
Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.
Важно! При формировании ската крыши брёвна выносятся за стены на 30—50 сантиметров. Это нужно учесть при подсчёте способности конструкции противостоять нагрузкам.
К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров. В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.
Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным. Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.
Совет! Многие строители при необходимости перекрыть длинный пролёт используют фермы.
Общая информация по методологии расчёта
В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.
Внимание! Представленный в конце странички калькулятор расчета балок на прогиб позволит вам просчитать все значения с минимальными затратами времени. Чтобы воспользоваться программой, достаточно ввести базовые данные.
Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм. Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.
Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.
Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.
Внимание! Лучшим сечением для деревянных балок считается площадь, у которой высота и ширина соотносятся как 1,5 к 1.
Как рассчитать несущую способность и прогиб
Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:
M/W<=Rд
Расшифруем значение каждой переменной в формуле:
Буква М вначале формулы указывает на изгибающий момент. Он исчисляется в кгс*м.
W обозначает момент сопротивления. Единицы измерения см³.
Расчёт прогиба деревянной балки является частью, представленной выше формулы. Буква М указывает нам на данный показатель. Чтобы узнать параметр применяется следующая формула:
M=(ql²)/8
В формуле расчёта прогиба есть всего две переменных, но именно они в наибольшей степени определяют, какой в конечном итоге будет несущая способность деревянной балки:
Символ q показывает нагрузку, которую способна выдержать доска.
В свою очередь буква l — это длина одной деревянной балки.
Внимание! Результат расчёт несущей способности и прогиба зависит от материала из которого сделана балка, а также от способа его обработки.
Насколько важно правильно рассчитать прогиб
Этот параметр крайне важен для прочности всей конструкции. Дело в том, что одной стойкости бруса недостаточно для долгой и надёжной службы, ведь со временем его прогиб под нагрузкой может увеличиваться.
Прогиб не просто портит эстетичный вид перекрытия. Если данный параметр превысит показатель в 1/250 от общей длины элемента перекрытия, то вероятность возникновения аварийной ситуации возрастёт в десятки раз.
Так зачем нужен калькулятор
Представленный ниже калькулятор позволит вам моментально просчитать прогиб, несущую способность и многие другие параметры без использования формул и подсчётов. Всего несколько секунд и данные по вашему будущему дому будут готовы.
Как выбрать двутавровую балку
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.

Двутавр ГОСТ 8239-89    Двутавр нормальный (Б) Двутавр широкополочный (Ш)   Двутавр колонный (К)
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:
шарнирно-опертая балка с равномерно приложенной нагрузкой
с жесткой заделкой одного конца, сила распределена равномерно
    однопролетная с консолью с одной стороны, с дополнительной опорой, нагрузка равномерно распределена
шарнирно-опертая, сила сосредоточенная
шарнирно-опертая, с двумя приложенными силами
консоль с жесткой заделкой, приложена сосредоточенная сила
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:

Постоянные

Собственная масса балки и перекрытия. В упрощенном варианте вес межэтажного перекрытия без цементной стяжки с учетом массы балки принимают равным 350 кг/м², с цементной стяжкой – 500 кг/м²

Длительные

Полезные

Зависят от назначения здания

Кратковременные

Снеговые, зависят от климатических условий региона

Особые

Взрывные, сейсмические. Для балок, работающих в стандартных эксплуатационных условиях, не учитываются. В онлайн-калькуляторах обычно не учитываются

Выделяют два типа нагрузки:
Нормативные. Их устанавливают по строительным нормам и правилам;

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:

Общая нагрузка, кг/ м²

Длина пролета

3м при шаге:

4 м при шаге:

6м при шаге:

1м

1,1м

1,2м

1м

1,1м

1,2м

1м

1,1м

1,2м

300

10

10

10

10

12

12

16

16

16

400

10

10

10

12

12

12

20

20

20

500

10

12

12

12

12

12

20

20

20

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.

‎App Store: Beam Calculator lite
Описание
Калькулятор балок содержит 34 калькулятора для расчета и преобразования различных параметров балок и строительных конструкций. Доступны в имперских и метрических единицах измерения. Самый полный калькулятор луча.
*** Доступны в метрических и британских единицах измерения ***
• Критический изгибающий момент (прямоугольное поперечное сечение)
• Критический изгибающий момент (открытое поперечное сечение)
• Критический изгибающий момент (неравномерный градиент изгибающего момента)
• Коэффициент градиента момента
Дополнительные калькуляторы, доступные для покупки в приложении:
• Максимальное напряжение (осевые и изгибающие нагрузки)
• Максимальное напряжение (большое отклонение из-за изгиба)
• Прогиб (осевое сжатие и изгиб)
• Критическая нагрузка на изгиб
• Напряжение (несимметричный изгиб)
• Суммарное единичное напряжение (внецентренная нагрузка)
• Прогиб (внецентренная нагрузка)
• Напряжение (внецентренная нагрузка)
• Пробная расчетная площадь стали
• Площадь сжатия
• Глубина зоны сжатия
• Расстояние от центра тяжести до волокна с экстремальным сжатием
• Номинальный допустимый момент
• Скорректированная площадь стали
• Коэффициент сбалансированного стального армирования
• Минимальный коэффициент стального армирования
• Максимальный коэффициент стального армирования
• Требуемые размеры балки
• Прочность бетона на сдвиг
• Прочность стали на сдвиг
• Максимально допустимый сдвиг стали
• Максимально допустимый общий сдвиг
• Горизонтальный сдвиг стали Площадь
• Площадь поперечного сечения стального хомута
• Расстояние между вертикальными хомутами
• Расстояние между угловыми хомутами
• Прочность на сдвиг вертикальных хомутов
• Прочность на сдвиг угловых хомутов
• Длина заделки хомутов
• Максимальное расстояние между стальными хомутами на растяжение
*** Доступно на английском, французском, Испанский, итальянский, немецкий и португальский ***
000Z” aria-label=”May 13, 2021″> 13 мая 2021 г.
Версия 5.1
— Быстрое исправление для решения проблемы с разблокировкой заблокированных калькуляторов в приложении.
Рейтинги и обзоры
8 оценок
Нет доступной информации
В App Store 7 лет и всего 1 отзыв? Давай, парень
Разработчик V PUGAZHENTHI указал, что политика конфиденциальности приложения может включать обработку данных, как описано ниже. Для получения дополнительной информации см. политику конфиденциальности разработчика.
Данные, используемые для отслеживания вас
Следующие данные могут использоваться для отслеживания вас в приложениях и на веб-сайтах, принадлежащих другим компаниям:
Расположение
Идентификаторы
Данные об использовании
Диагностика
Данные, связанные с вами
Следующие данные могут быть собраны и связаны с вашей личностью:
Расположение
Идентификаторы
Данные об использовании
Диагностика
Данные, не связанные с вами
Могут быть собраны следующие данные, но они не связаны с вашей личностью:
Методы обеспечения конфиденциальности могут различаться, например, в зависимости от используемых вами функций или вашего возраста. Узнать больше
Информация
Продавец
В ПУГАЖЕНТИ
Размер
16 МБ
Категория
Утилиты
Возрастной рейтинг
4+
Авторское право
© Все права защищены
Цена
Бесплатно
Сайт разработчика
Тех. поддержка
Политика конфиденциальности
Еще от этого разработчика
Вам также может понравиться
Расчет прочности на напряжение двутавровой балки
Калькулятор расчета прочности двутавровой балки для расчета нормальное напряжение, напряжение сдвига и напряжение фон Мизеса в критических точках заданного поперечное сечение двутавровой балки.
Поперечная нагрузка на двутавровую балку может привести к нормальным и касательным напряжениям. одновременно на любом поперечном сечении двутавра. Нормальное напряжение в данном поперечном сечении изменяется по отношению к 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 нормальных напряжений в двутавре возникает там, где изгибающий момент наибольший. Максимальное касательное напряжение возникает на нейтральной оси двутавровой балки, где поперечная сила максимальна.
Примечание. Для получения дополнительной информации о тему см. в разделах «Касательные напряжения в тонкостенных элементах» и «Расчетные балок и валов на прочность» главы механики материалов .
ВХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Параметр Значение
Высота несущей балки [2c]
Ширина структурной балки [w]
I Толщина полки балки [t ₁ ]
Толщина стенки двутавровой балки [t ₂ ]
Сила сдвига [В] кН фунт-сила
Изгибающий момент [М] Н*мкН*млфунт-сила*дюймфунт-сила*фут

Примечание. V и M — поперечная сила и изгибающий момент в сечении, как показано на рис. рисунок.Посетить » Калькуляторы прогиба и напряжения конструкционной балки». Для расчета поперечной силы и изгибающего момента.
Примечание. Предполагается, что конструкционная балка подвергается действию вертикальной поперечной силы в вертикальной плоскости симметрии.

93 94
РЕЗУЛЬТАТЫ
Параметр Значение
Площадь поперечного сечения [A]
Первый момент площади для сечения B [Q _B] —
Первый момент площади сечения D [Q _D ] —
Расчет напряжения на участке A МПапсикси
Нормальное напряжение [σ _{x_A} ] —
Напряжение сдвига [τ _{ху_А} ] —
Напряжение фон Мизеса при A [σ _{v_A} ] —
Расчет напряжения на участке B
Нормальное напряжение в B [σ _{х_В} ] —
Напряжение сдвига в B [τ _{xy_B} ] —
Напряжение фон Мизеса в B [σ _{v_B} ] —
Расчет напряжения на участке D
Нормальное напряжение на D [σ _{x_D} ] —
Напряжение сдвига при D [τ _{xy_D} ] —
Напряжение фон Мизеса в D [σ _{v_D} ] —
Примечание. Используйте точку “.” как десятичный разделитель.
Примечание. Напряжения — это положительные числа, и это величины напряжений в луч. Он не различает растяжение или сжатие конструкции. луч.
Примечание: Влияние концентрации напряжений не учитывается в расчетах.
Двутавровая балка: Двутавровая балка — это тип балки часто используется в фермах в зданиях. Двутавровая балка обычно изготавливается из конструкционные стали методами горячей и холодной прокатки или сварки. Верхняя и нижняя пластины двутавровой балки называются полками, а вертикальная пластина, соединяющая полки, называется стенкой.
Напряжение сдвига: Форма напряжения, действующая параллельно поверхности (поперечному сечению), имеет режущий характер.
Что такое расчет балки? (с картинками)
`;

Д. Пупон
Дата последнего изменения: 13 сентября 2022 г.
Расчет балки — это измерение напряжения и прогиба конструкционной балки при приложении к ней заданной нагрузки. На способность балки сопротивляться изгибу влияют многие факторы, такие как характеристики балки, нагрузка и опоры. Вычисление смещения нагрузки одиночной балки с использованием уравнения балки Эйлера-Бернулли несложно, но в большинстве практических приложений используется программное обеспечение балки. Расчеты луча используются для обеспечения безопасности и предотвращения чрезмерной застройки в различных дисциплинах, таких как строительство и аэронавтика.
Необходимо рассчитать несущую способность балки, чтобы построить конструкции из самых легких и недорогих материалов, при этом выполняя требования безопасности и сохраняя эстетические качества конструкции. Вся дисциплина строительной инженерии посвящена этому анализу и проектированию, гарантируя, что крыши не рухнут под тяжестью снега, что подземные гаражи будут безопасны, когда движение транспорта над головой и что небоскребы, построенные вдоль линий разлома, отвечают требованиям сейсмостойкости. Расчет балки также имеет применение в машиностроении при проверке сопротивления отдельных частей машины нагрузке, например нагрузке, которую может выдержать крыло самолета до развития потенциально опасных напряжений. Наконец, архитекторы должны учитывать деформацию балок при строительстве и ремонте домов из стоек и балок, а также при рассмотрении визуального воздействия провисающих полов, крыш и балконов.
Одним из наиболее важных факторов при расчете несущей способности балки является выбор материалов. Обычно балки изготавливаются из дерева, стали, железобетона или алюминия. Каждый материал имеет различную склонность к упругой деформации, называемую модулем упругости, который относится к способности материала возвращаться на место. В пределе текучести материал будет пластически деформироваться, сохраняя деформацию после снятия приложенной силы.
Форма поперечного сечения балки — вторая характеристика, учитываемая при расчете балки. Балки могут быть прямоугольными, круглыми или полыми, а также иметь множество типов боковых сторон, таких как двутавровые, Z-образные или тавровые балки. Каждая форма имеет свой момент инерции, также известный как второй момент площади, который предсказывает жесткость балки.
Усилие на единицу длины — это еще один параметр, используемый при расчете балки, и он зависит от типа нагрузки. Постоянные нагрузки — это просто вес конструкции, а вынужденные или временные нагрузки — это силы, которым конструкция будет периодически подвергаться, например, снег, движение транспорта или ветер. Большинство нагрузок являются статическими, но особое внимание следует уделять динамическим нагрузкам, землетрясениям, волнам и ураганам, которые повторяются в течение длительного времени. Нагрузка может быть распределена, как правило, равномерно или асимметрично, например, снегопад или куча грязи. Он также может быть сконцентрирован в точке, в центре или с различными интервалами.
Граничные условия для расчета балки зависят от типа опоры балки. Балка может просто поддерживаться с обоих концов, как балка пола между двумя несущими стенами. Он может быть консольным или поддерживаться на одном конце, как балкон или крыло самолета. Граничные условия применяются ко всем точкам по длине балки.
Связь между прогибом балки и статической нагрузкой описывается уравнением балки Эйлера-Бернулли. Другое уравнение, уравнение балки Эйлера-Лагранжа, описывает это соотношение для динамической нагрузки, но из-за сложности его применения обычно используются статические приближения. Можно рассчитать прогиб, изгибающие моменты и поперечную силу балки с учетом приложенной нагрузки. На практике для обобщения этой информации используются диаграммы нагрузки, в которых перечислены распространенные материалы, отвечающие требованиям безопасности для известной нагрузки. Для более сложных приложений калькуляторы балок легко доступны на веб-сайтах компаний и в качестве надстроек для программного обеспечения автоматизированного проектирования (САПР).
Как рассчитать нагрузку на колонну, балку, плиту и стену
Сегодня в этой статье мы поговорим о расчете нагрузки на колонну, балку, стену и плиту | Расчет конструкции колонны | Расчет нагрузки на балку | Расчет нагрузки на стену | Расчет нагрузки на сталь | Расчет нагрузки здания
Что такое колонна?
Сжимающий элемент, т. е. колонна , является неотъемлемой частью каждой железобетонной конструкции . Они передают нагрузку от надстройки к фундаменту. На самом деле, если убрать эти элементы из здания, оно рухнет. Расчет конструкции колонны
Сжатые элементы, встречающиеся в зданиях, мостах, опорных системах резервуаров, заводах и многих других конструкциях, обычно представляют собой колонны, распорки и пьедесталы .
Определение: Колонна представляет собой вертикальный сжатый элемент, который подвергается эффективной длине и осевым нагрузкам из которых в три раза превышает наименьший поперечный размер.
Когда сжимаемый элемент наклонен или горизонтален и испытывает нагрузки, он называется подкосом. Подкосы обычно используются в фермах
Пьедестал представляет собой сжимаемый элемент , эффективная длина которого менее чем в три раза превышает его наименьший поперечный размер.
Функцией колонн является передача нагрузки здания вертикально вниз, чтобы она могла быть доставлена на фундамент . Помимо этого, колонны выполняют еще несколько функций:
Разделение зданий на разные отсеки обеспечивает уединение.
Может обеспечить защиту от взлома и заражения насекомыми.
Обеспечивает комфорт в здании круглый год.
Как загрузить расчет для колонн, балок, стен и перекрытий
Что такое балка?
Когда поперечное сечение элемента конструкции намного меньше его длины, и этот элемент подвергается воздействию боковых сил, он называется балкой.
Балки — элемент конструкции, препятствующий изгибу. Они несут вертикальные гравитационные силы, но также тянут на себя горизонтальные нагрузки.
Балка называется стеновой плитой или плитой порога . Он передает нагрузки на балки, колонны или стены. Ранние строители домов и зданий использовали деревянные балки для поддержки конструкции, но теперь они состоят из алюминия, стали или других подобных материалов.
Для поддержки веса и натяжения мостов, 9В фундаменте использованы балки из предварительно напряженного железобетона 0166 . Мосты и другие крупные сооружения имеют фундаменты, которые часто состоят из предварительно напряженных железобетонных балок. umn Расчет конструкции
Вот наиболее распространенные виды балок, которые используются в настоящее время: свободно опертая балка, фиксированная балка, консольная балка, неразрезная балка и нависающая балка. Колонна Расчет конструкции
Что такое стена ?
Стены делят помещения на отдельные комнаты и обеспечивают безопасность и укрытие. Как правило, стены делятся на два типа: внешние стены (которые защищают здание снаружи) и внутренние стены (которые защищают внутреннюю часть здания).
Внешние стены защищают дом и оберегают его от внешних сил, а перегородки или внутренние стены разделяют комнаты и обеспечивают уединение каждой из них. Расчет конструкции колонны
Что такое плита?
Бетонная плита представляет собой плоскую горизонтальную поверхность из монолитного бетона, распространенную в современных зданиях.
Плиты обеспечивают плоские поверхности зданий , мостов и других конструкций. Эти плиты обычно поддерживаются стенами , железобетонными балками , залитыми монолитно с плитой, стальными балками (либо колоннами, либо опирающимися на грунт) или комбинацией всех трех элементов.
Использование плит в качестве конструкции пола или крыши является обычным явлением в зданиях. Плита имеет глубину (D), которая очень мала по сравнению с ее длиной и шириной. Плиты равномерно распределяют нагрузку на землю и выдерживают большие нагрузки.

Slab Может быть:
Просто поддерживается.
Продолжение. Расчет нагрузки на сталь
Консоль.
Расчет нагрузки на железобетонные колонны, балки, стены и перекрытия:
Колонна = собственный вес x количество этажей
Балки = собственный вес на погонный метр
Нагрузка на стену на погонный метр
Суммарная нагрузка на перекрытие (постоянная нагрузка + динамическая нагрузка + ветровая нагрузка + собственный вес)
В дополнение к вышеуказанной нагрузке на колонны также действуют изгибающие моменты, которые необходимо учитывать при окончательном расчете. Эти инструменты могут сэкономить время и усилия, уменьшив потребность в трудоемких ручных расчетах, что делает их настоятельно рекомендуемыми сегодня при проектировании конструкций. Расчет нагрузки на сталь
Для профессионального проектирования конструкций нам следует использовать передовые программы для проектирования конструкций, такие как STAAD Pro или ETABS. При проектировании конструкций необходимо учитывать некоторые основные допущения.
Расчет нагрузки на колонну:
Мы знаем, что вес бетона составляет около 2400 кг/м3 , что эквивалентно 24,54 кн/м3; мы также знаем, что вес стали составляет около 7850 кг/м3 . ( Примечание: 1 килоньютон равен 101,9716 кг .)

Если принять размер колонны 300 мм x 600 мм и 1% стали, а также стандартную высоту 2,55 метра, собственный вес столбец около 1000 кг на этаж. Это равно 10 кН.
Как загрузить расчет в столбец?
Размер колонны Высота 2,55 м, длина = 300 мм, ширина = 600 мм (2,55 м x 300 мм x 600 мм)
Объем бетона = 0,30 x 0,60 x 2,55 = 0,459 м³
Вес бетона = 0,459 x 2400 = 1101,60 кг
Масса стали (1%) в бетоне = 0,459 x 1% x 7850 = 36,03 кг
Общий вес колонны = 1101,60 + 36,03 = 1137,63 кг = 11,12 кН
При расчетах мы предполагаем, что вес колонны составляет от 10 до 12 кН на этаж.
Расчет нагрузки на балку:
Мы также используем тот же метод расчета для балок. В нашей модели мы предполагаем, что каждый метр балки имеет ширину 350 мм и высоту 650 мм без учета толщины плиты.
Предположим, что каждый (1 м) метр балки имеет размеры
Как рассчитать нагрузку на балку?
350 мм x 650 мм без плиты.
Объем бетона = 0,350 x 0,650 x 1 = 0,2275 м³
Вес бетона = 0,2275 x 2400 = 546 кг
Вес стали (2%) в бетоне = 0,2275 x 2% x 7850 = 35,72 кг
Общий вес колонны = 546 + 35,72 = 581,72 кг/м = 5,70 кН/м
Таким образом, собственный вес составит около 5,70 кН на погонный метр.
Как рассчитать нагрузку на стену :
Мы знаем, что плотность кирпича колеблется от 1800 до 2000 кг/м3 .
Для кирпичной стены толщиной 9 дюймов (230 мм), высотой 3,55 м и длиной 1 м , Расчет нагрузки на сталь
Нагрузка на погонный метр должна быть равна 0,230 x 1 x 3,55 x 2000 = 1633 кг/метр,
, что эквивалентно 16,01 кН/метр.
Этот метод можно использовать для расчета нагрузки любого типа кирпича в зависимости от длины и высоты стены. Расчет нагрузки здания
Для газобетонных блоков и блоков из автоклавного бетона (ACC), таких как Aerocon или Siporex, вес на кубический метр находится в диапазоне от 550 до 650 кг.
Нагрузка на погонный метр должна быть равна 0,230 x 1 x 3,55 x 650 = 530,725 кг
Если вы используете эти блоки для строительства, нагрузка на стену на погонный метр может составлять всего 5,20 кН/метр . Это может значительно снизить стоимость вашего проекта.
Как рассчитать нагрузку на плиту :
Предположим , что плита имеет толщину 150 мм . Расчет нагрузки здания
Таким образом, каждый квадратный метр плиты будет иметь собственный вес
Расчет нагрузки на плиту = 0,150 x 1 x 2400 = 360 кг, что эквивалентно 3,53 кН.
Теперь, если мы считаем, что нагрузка от отделки пола составляет 1 кН на метр, наложенная временная нагрузка составляет 2 кН на метр, а ветровая нагрузка согласно IS 875 составляет около 2 кН на метр.
Учитывая приведенные выше данные, мы можем оценить, что нагрузка на плиту составляет около от 8 до 9 кН на квадратный метр.
Расчет нагрузки здания:
Нагрузка здания представляет собой совокупный вес статической нагрузки конструкции, приложенной или динамической нагрузки, а также ветровой или сейсмической нагрузки, если применимо.
Постоянные нагрузки обусловлены собственным весом конструкции, который остается неизменным на протяжении всего срока службы. Эти нагрузки могут быть нагрузками растяжения или сжатия.
Приложенные или временные нагрузки на здание представляют собой динамические силы или нагрузки, связанные с использованием или пребыванием в здании, включая мебель. Эти нагрузки постоянно меняются и являются одним из наиболее важных соображений при проектировании конструкции. Расчет нагрузки здания
Расчет динамической нагрузки:
динамическая нагрузка здания должна быть рассчитана в соответствии со стандартом IS-875 1987 часть 2.
Для жилых зданий мы обычно рассматриваем значение динамическая нагрузка должна составлять 3 кН/м2. Значение динамической нагрузки варьируется в зависимости от типа здания, для которого мы должны следовать коду IS 875-1987, часть 2.
Расчет статической нагрузки:
объем каждого элемента, такого как фундамент, колонна, балка, плита и стена, и умножьте его на его удельный вес.
Суммирование статической нагрузки всех конструктивных элементов позволяет определить общую стационарную нагрузку здания.
Коэффициент запаса прочности:
Наконец, не забудьте добавить к своим расчетам коэффициент запаса прочности. Это особенно важно для конструкции здания, чтобы оно было безопасным и способным выдерживать нагрузки в течение всего срока службы.
Расчет нагрузки каждой колонны имеет решающее значение для структурной целостности здания.
Коэффициент безопасности равен 1,5 согласно IS 456:2000
Часто задаваемые вопросы
Как загрузить расчет в столбец?
Объем бетона = 0,30 x 0,60 x 3 = 0,54 м³
Вес бетона = 0,54 x 2400 = 1296 кг
Вес стали (1%) в бетоне = 0,54 x 0,01 x 7850 = 42,39 кг
Общий вес колонны = 1296 + 42,39= 1338,39 кг = 13,12 кН
Как рассчитать нагрузку на стену?
Плотность кирпичной стены с раствором 1600-2200 кг/м ³ . Таким образом, мы считаем собственный вес кирпича стены равным 2200 кг/м ³ в этом расчете .
Объем кирпичной стены: Объем кирпичной стены = l × b × h, длина = 1 метр, ширина = 0,152 мм, высота стены = 3,0 метра, объем = 1 м × 0,152 м × 3,0 м, объем кирпичной стены = 0,456 м ³
Собственная нагрузка кирпичной стены: Вес = объем × плотность, Собственная нагрузка = 0,456 м ³ × 2200 кг/м ³ , Собственная нагрузка = 1003,2 кг/м
Переведем в килоньютоны, разделив на 100, получим 10,03 кН/м
Таким образом, статическая нагрузка кирпичной стены, действующая на колонну, составляет около 10,03 кН/м.
Как рассчитать нагрузку на балку?
350 мм x 650 мм без плиты.
Объем бетона = 0,350 x 0,650 x 1 = 0,2275 м³
Вес бетона = 0,2275 x 2400 = 546 кг
Вес стали (2%) в бетоне = 0,2275 x 2% x 7850 = 35,72 кг
Общий вес колонны = 546 + 35,72 = 581,72 кг/м = 5,70 кН/м
Что такое нагрузка на колонну?
Колонна является вертикальным элементом конструкции RCC. Сжатый в осевом направлении надстройкой, он передает свою нагрузку на фундамент.
Что такое расчет статической нагрузки здания?
Собственная нагрузка = объем элемента x удельный вес материалов.

Вычислив объем каждого элемента здания и умножив его на удельный вес материалов, из которых он состоит, можно найти точную статическая нагрузка для каждого компонента здания.
Как выполнить расчет конструкции колонны?
Объем бетона = 0,30 x 0,60 x 3 = 0,54 м³
Вес бетона = 0,54 x 2400 = 1296 кг
Вес стали (1%) в бетоне = 0,54 x 0,01 x 7850 = 42,39 кг
Общий вес колонны = 1296 + 42,39 = 1338,39 кг = 13,12 кН
Как рассчитать нагрузку на фундамент?
Для стены толщиной 6 дюймов, высотой 4 метра и длиной 1 метр нагрузка может быть измерена на погонный метр, что эквивалентно 0,150 x 1 x 4 x 2000 = 1200 кг, что эквивалентно 12 кН/метр . Нагрузку на погонный метр можно измерить для любого типа кирпича, следуя этому методу.
Как рассчитать нагрузку на бетонную плиту?
Размер плиты Длина 3 м x 2,5 м Толщина 0,150 м
Объем бетона = 3 x 2,5 x 0,15 = 1,125 м³
Вес бетонной плиты = 1,125 x 2400 = 2700 кг. Расчет конструкции колонны
Как рассчитать нагрузку на сталь или арматуру?
Размер плиты Длина 3 м x 2,5 м Толщина 0,150 м
Объем бетона = 3 x 2,5 x 0,15 = 1,125 м³
Вес бетона = 1,125 х 2400 = 2700 кг.
Вес стали (1%) в бетоне = 1,125 x 0,01 x 7850 = 88,31 кг.
Общий вес колонны = 2700 + 88,31 = 2788,31 кг/м = 28,21 кН/м.
Как рассчитать нагрузку на балку?
350 мм x 650 мм без плиты.
Объем бетона = 0,350 x 0,650 x 1 = 0,2275 м³
Вес бетона = 0,2275 x 2400 = 546 кг
Вес стали (2%) в бетоне = 0,2275 x 2% x 7850 = 35,72 кг
Общий вес колонны = 546 + 35,72 = 581,72 кг/м = 5,70 кН/м
ДРУГИЕ ПОСТЫ:
Что такое арка | Компоненты Арки | Части арки
Требования к уплотнению засыпки/засыпки подстилающего слоя, базового слоя, асфальта
Что такое анкерная балка | Детали соединительной балки | Преимущества использования анкерной балки
Описание метода для штукатурных работ | Процедура цементно-штукатурных работ
График гибки стержней для коробчатой водопропускной трубы RCC в Excel | Скачать Лист
Вывод:
Полная статья о Как загрузить расчет для колонн, балок, стен и перекрытий | Расчет конструкции колонны | Расчет нагрузки на балку | Расчет нагрузки на стену | Расчет нагрузки на сталь | Расчет нагрузки здания . Благодарим вас за полное прочтение этой статьи на платформе “ Гражданское строительство ” на английском языке. Если вы считаете этот пост полезным, помогите другим, поделившись им в социальных сетях. Если какая-либо формула BBS отсутствует в этой статье, сообщите мне об этом в комментариях.
Бесплатный онлайн калькулятор луча | Civils.ai
Создание диаграмм изгибающих моментов, диаграмм поперечной силы и измерение прогиба для неопределенного пролета балки.
Рассчитайте изгибающий момент, поперечную силу, силы реакции и прогиб, используя свойства реального стального сечения.
Этот инструмент оптимизирован для настольного использования
Длина балки: 10,0 м
Второй момент площади: 473,0 см ⁴
Модуль Юнга: 210,0 ГПа
Загрузка…
Условия поддержки неудовлетворительны, добавьте другую поддержку.
Загрузка. ..
Макс. БМ: Мин. BM:
Макс. SF: Мин. SF:
Макс. отклонение:
Мин. отклонение:
Как работает этот анализ?
Введение
Балки бывают самых разных форм и размеров, поэтому понимание того, как рассчитать силы, действующие на конструкционную балку, может быть затруднено. Но здесь мы дадим вам краткое введение в теорию того, как они устроены. Начиная с теории Напряжение балки .

Что такое напряжение балки и как рассчитать напряжение балки?
Когда мы прикладываем силу где-то вдоль пролета балки, мы создаем внутренние напряжения. Существует два типа напряжений, которые создаются:
Нормальное напряжение: Возникают из-за сил, действующих по длине балки при сжатии или растяжении.
Касательное напряжение: Возникает из-за сил, действующих параллельно направлению нагрузки.
Происхождение этих двух составляющих напряжения можно разделить на две составляющие силы, которые мы называем Изгибающий момент и Поперечная сила .
Типы внешней нагрузки
Простейшие нагрузки, прикладываемые к балке, можно разделить на три категории:
Точечные нагрузки: Это сила, приложенная к одной точке балки.
Распределенные нагрузки: Эта сила распределяется по определенной длине и действует как форма давления.
Сосредоточенный момент: Это чистый момент, действующий на балку в заданном положении.
Типы опор
Простейшие опоры балки можно разделить на три категории:
Штифтовая опора: Ограничивает балку как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, не ограничивая ее вращение.
Роликовая опора: Опора, предназначенная для балки только в одном направлении, без ограничения изгиба или вращения.
Фиксированная опора: Эти опоры обеспечивают фиксацию балки во всех направлениях и препятствуют вращению.
Диаграмма сил свободного тела
Чтобы найти силы, действующие на балку, мы должны следовать процессу создания диаграммы сил свободного тела.
Как рассчитать силы реакции опор на пролет балки?
Сначала мы рисуем балку в масштабе с указанием силовых составляющих приложенных нагрузок, а затем рассчитываем силы реакции опоры.
Для расчета реакций необходимо использовать уравнения равновесия для разрешения внешних сил:
Σ Приложенные вертикальные силы = 0 кН
Σ Приложенные горизонтальные силы = 0 кН
Σ Прикладываемые моменты = 0 кНм
Существует два типа случаев при разрешении внешних условий балки:
Статически определяемые: Где количество уравнений равно количеству неизвестных, и расчеты могут быть решены с помощью ручных вычислений в закрытой форме.
Статически неопределимое: Когда количество неизвестных превышает количество уравнений и необходимо использовать более продвинутые методы, такие как теория сопротивления момента.
Как нарисовать диаграмму поперечной силы?
Чтобы создать диаграмму поперечной силы, вы работаете слева направо поперек балки, суммируя приложенные силы и реакции в каждой точке приложения. Консоли являются наиболее простым примером этого с единственной реакцией на одном конце пролета балки с нулевой силой сдвига на неподдерживаемом конце.
Как нарисовать диаграмму изгибающего момента?
Чтобы создать диаграмму изгибающего момента, вы снова должны работать слева направо поперек балки и вычислять момент слева от каждой интересующей вас точки. наш расчет стальной балки для расчета в соответствии с Еврокодом 3.
Проектировщик стальных профилей
Расчет бетонной балки
Результаты этого анализа затем можно использовать в нашем расчете бетонной балки для расчета в соответствии с Еврокодом 2.
Конструктор бетонных секций
Внесите свой вклад в этот код
Этот код является открытым исходным кодом, и вы можете внести свой вклад в его разработку.
Вы можете найти исходный код на GitHub здесь:
IndeterminateBeam
Специальные кредиты: Джесси Бонанно
Расчет нагрузки на балку, как для рамы прицепа — механические элементы
В качестве упрощенного введения в нагрузку балки в этой статье обсуждаются сложности расчет напряжений и прогибов. Несмотря на то, что рассчитать нагрузку на балку для простых теоретических случаев довольно легко, очень немногие балки на самом деле являются простыми. Рама прицепа, например, представляет собой ряд простых балок, но когда мы собираем их все вместе, она становится намного сложнее.
Сравнительный анализ: сталь и алюминий для рам прицепов и крановых балок
Даже балки, которые кажутся простыми, например верхняя балка козлового крана, не так уж и просты. Изображение из предыдущей статьи, посвященной сравнению стали и алюминия. На нем видно, что напряжение увеличивается вблизи концов главной балки, где простая теория говорит, что напряжение снижается. Дополнительная нагрузка возникает из-за того, что прогиб верхней балки пытается согнуть ногу. Хотя связь достаточно проста, она, безусловно, усложняет точный полный анализ.
Не расстраивайтесь. Даже со всеми сложностями реальности есть способы подобраться «достаточно близко», и в большинстве случаев это «достаточно хорошо».
Начните с концепции нагрузки на балку
Подчеркнем, что это упрощенное введение. Хотя реальность обычно сложна, базовые теоретические концепции по-прежнему применимы, поэтому мы начнем с основ расчета нагрузки на балку. Мы коснулись многих из этих концепций в других статьях, поэтому перейдите по ссылкам для получения дополнительных объяснений.
Загрузка
Во-первых, разберитесь с нагрузками на балку. Какие силы «пытаются» воздействовать на балку? В то время как обсуждение находится в разделе «Выбор лучшего материала для рамы прицепа», это изображение изгиба, сдвига и скручивания показывает концепции. Чтобы начать расчет нагрузки на балку, нужно знать силы и их направления. Они «изгибают» луч? Перекрутить луч? Или попробовать «подстричь» его? Часто это комбинация.
Форма
Во-вторых, что делает форма балки, чтобы противостоять силам. Как и в обсуждении «Формы балок для строительства», форма имеет большое значение в том, как она справляется с силами.
Один пример. Двутавровая балка широко известна своей прочностью, и это правильно. Это инженерная форма, позволяющая выдерживать большие нагрузки при меньшем общем весе. ОДНАКО, это утверждение вводит в заблуждение. Двутавровая балка действительно очень хорошо справляется с изгибающими нагрузками (в вертикальном направлении, если смотреть на это изображение), но не так хорошо справляется с боковыми нагрузками (горизонтальными на изображении) или скручивающими нагрузками. Направление и тип нагрузки имеют значение для каждой формы.
Материал
Свойства материала одинаковы для данного материала независимо от размера или формы балки. Для расчета нагрузки на балку мы используем эти свойства, определяемые в математических терминах физикой материала. 93. Это означает, что стальной блок размером 1 метр на 1 метр на 1 метр весит 7800 кг. Блок алюминия того же размера весит около 2700 кг. Магния больше похоже на 1700 кг. Плотность — это свойство материала, и это просто так.
«Модуль упругости» — это свойство, которое мы используем при нагружении балки для расчета прогиба (изгиба). Мы часто видим его как «Е» в уравнениях. Чтобы сравнить жесткость материалов, мы смотрим на это число. Например, «модуль упругости» стали составляет примерно 30 000 000 фунтов на квадратный дюйм. Алюминий примерно 10 000 000 фунтов на квадратный дюйм. Магний составляет 6 500 000 фунтов на квадратный дюйм. (Английские единицы.) В этих статьях, посвященных сравнению «Сравнить: сталь и алюминий» и особенно в «– Часть 2», показано, как прогиб является важной частью расчета нагрузки на балку.
Прочность
Мы выражаем механическую «прочность» через «напряжение». Силы, воздействующие на балку, создают реакцию, которую мы рассчитываем как напряжение. Если напряжение превышает прочность, то форма материала изменяется. Иногда это хорошо, например, если мы изготавливаем кронштейны и нам нужна новая форма, но иногда это плохо, например, когда балка выходит из строя. (См. эти проблемы с отказом крана.)
Свойства материала (см. выше) не меняются в зависимости от размера или формы. Они также не сильно меняются с различными сплавами. Например, необработанная сталь имеет примерно такую же плотность, как высокопрочная инструментальная сталь. То же самое для алюминиевых сплавов. С другой стороны, прочность у разных сплавов сильно различается. Он также меняется в зависимости от состояния — мы обсуждали ослабление материала вблизи сварного шва.
Чтобы рассчитать нагрузку на балку, нам нужно знать прочность материала и, в частности, прочность, которая важна для нашей ситуации с нагрузкой. Например, предел прочности или предел прочности при растяжении не так важен при анализе рамы прицепа. Элементы рамы будут изгибаться задолго до того, как сломаются, поэтому ключевым моментом является знание предела текучести (изгибной прочности).
Еще одна сила, «Усталость», со временем становится важной. К сожалению, показатели усталости не публикуются, поскольку они зависят от многих факторов, помимо самой балки или материала. Хотя мы должны знать об этом, расчет усталости выходит за рамки этой статьи.
Размер
Это может показаться очевидным. Размер важен для расчета напряжения нагрузки на балку, и он взаимодействует с формой .
Итак, как определить размер для расчетов? Мы делаем это с 2 свойствами.
Первое и самое простое для понимания — это «y», или расстояние от нейтральной оси. Для изгибающих нагрузок, характерных для рамы прицепа, можно использовать это изображение (из статьи о сварке кронштейнов рессор). Глядя на стрелки силы (красная и синяя), мы видим, что центр балки не имеет изгибающей нагрузки. В этом луче, поскольку он симметричен, «нейтральная ось» является центром луча. Это не всегда так, и уголки — хороший тому пример.
«y» (в некоторых источниках используется другая переменная) — это расстояние от нейтральной оси до точки анализа. Поскольку самые высокие силы находятся в самой дальней точке (если смотреть на сечение балки), мы обычно анализируем там. Мы называем это «у-макс».
Во-вторых, это «момент инерции площади», или иногда называемый «секундным моментом площади». Часто в уравнениях мы видим его как «I» (заглавная i). Мы не будем вдаваться в подробности (вы можете найти математические подробности здесь), потому что это сложно, но это связано с количеством материала и его расстоянием от нейтральной оси.
Для двутавровой балки большая часть материала находится на крайних точках (около y-max), что придает форме большее «I» для ее общего веса и размера.
Помните, это сочетание формы и размера. Ширина тоже имеет значение, толщина тоже. Кроме того, если вы складываете лучи, «момент инерции площади» изменяется, чтобы принять полный стек.
Простые инженерные уравнения
Теперь рассмотрим расчет нагрузки на балку. У нас есть немного знаний о нагрузке, свойствах материала, прочности, размере и форме.
Поскольку для начала лучше всего использовать простое, мы будем использовать сплошную балку на простых концевых опорах. Затем одна центральная нагрузка. В верхней части рисунка показаны балка и нагрузки.
Графика включает некоторые уравнения для расчета нагрузки на балку. График сдвига (синий) показывает, как мы представляем, что происходит с силами вдоль балки.
На следующем графике представлены моменты или изгибающие силы вдоль балки.
Наконец, график отклонения. (Между расчетами моментов и отклонениями есть несколько шагов, но они здесь не рассматриваются.)
Это очень простой случай. На самом деле слишком просто для большинства реальных жизненных ситуаций, но дает представление. Итак, что это значит? Если эта балка из титана, 1 ″ x 1 ″ сплошная (25,4 мм x 25,4 мм), длина 6 футов (~ 2 м), с пределом текучести 35 000 фунтов на квадратный дюйм (241 МПа), то она выдержит нагрузку 324 фунта. (147 кг) перед постоянным сгибанием. Центр будет отклоняться чуть более чем на 1,7 дюйма (43 мм) до выхода из строя. Это, конечно, теоретическое, потому что оно основано на опубликованных цифрах. На самом деле это может быть немного больше или немного меньше, потому что вещи никогда не бывают идеальными, но это близко.
Конечно, простые основы не учитывают движения, подпрыгивания или аномалии, которые случаются в реальной жизни.
Расчет нагрузки на балку рамы прицепа
Теперь вопрос, который нам задают довольно часто. Как рассчитать нагрузку на балку прицепа?
Для простоты воспользуемся примером из статьи «Куда идет ось», так как в ней уже есть уравнения для расчета сил и положения. Вот обзор.
Сводка загрузки:
Длина дышла = 42″
Длина станины = 96″
Вес рамы = 450 фунтов
Распределенная нагрузка = 2250 фунтов
Вес ящика для инструментов = 300 фунтов
Нагрузка на дышло = 360 фунтов (12%)
Нагрузка на ось = 2640 фунтов ″ из мяча.
Подробная информация по этим номерам находится в статье «Куда идет ось».
Итак, это состояние нагрузки. Теперь, вот график (ниже), показывающий, как указанная выше нагрузка применяется к прицепу. Это похоже на графики загрузки выше, но здесь 3 графика вместе с масштабированием, поэтому их легко сравнивать от строки к строке.
Для краткости мы пропустим уравнения для этих графиков. Они похожи на приведенные выше уравнения, но с большей сложностью, с несколькими нагрузками, различными типами нагрузок, а не только на концах.
На этом втором графике мы не показываем отклонение, но показываем «Напряжение» для рамы прицепа. Линия Stress выделяет области перехода, например, место, где дека встречается с языком. Поскольку напряжение зависит от размера и формы балки, на этом графике уже учтены балки. Тем не менее, это шаг вперед.
На самом деле мы используем силы и моменты для выбора балок. Применяя свойства балки и материала, мы можем выбрать балки, которые будут выдерживать нагрузки. Строка «Стресс» предназначена для балок в этом примере, но процесс выбора не так прост и поэтому выходит за рамки этой статьи.
Понимание техники
Приведенные выше расчеты являются началом. Начнем с графика нагрузки, показывающего силы. Силы ВВЕРХ должны быть равны силам ВНИЗ. (См. диаграмму сдвига.) Силы также должны суммироваться с НУЛЕМ при расчете силы на соответствующем расстоянии. (См. расчеты в статье о положении оси.) Мы называем это суммированием моментов. Если эти два условия выполняются, то, вероятно, мы все сделали правильно, и остальные расчеты сработают.
Далее идет сила сдвига. Это своего рода проверка правильности расчета нагрузки. (Синяя линия на графике.) Использование графика — это простой способ увидеть относительную величину сил, и он является хорошим ориентиром при анализе загрузки прицепа.
Затем график моментов. (Зеленая линия) Вы можете думать об этом как о сгибании, но это не совсем так. Для таких балок, как на прицепе, изгиб является основным условием, поэтому мы должны быть очень внимательны. Хотя заманчиво просто посмотреть на высокие точки, области, где нагрузка переходит от одного набора лучей к другому, очень важны. Например, место, где заканчивается кровать, а продолжается язык. По нашему опыту, это самое слабое место для большинства прицепов.
Хотя приведенное выше — хороший способ взглянуть на силы, на самом деле все гораздо сложнее. Даже при загрузке, потому что пример статичен (не двигается). Когда все движется, динамика действительно меняет игру.
Еще для расчета нагрузки на балку
Все вышеперечисленное является первым шагом к выбору балок рамы прицепа. Мы сказали, что следующим шагом будет выбор подходящих лучей, но это не совсем так. Следующим шагом является повторение этого процесса для всех возможных условий нагрузки. Мы сделали простую статическую равномерно распределенную нагрузку — например, заполнив прицеп водой, когда нагрузка равномерно распределяется по всей платформе. Это интересно, но не так реалистично. Даже когда вы перевозите песок, обычно в середине есть горб, из-за которого нагрузка распределяется не совсем равномерно.
А как насчет перевозки RZR? Маленький трактор? Или квадроцикл? Поскольку шины соприкасаются с платформой прицепа только в 4 точках, это создает очень разные силы. Мы должны рассчитать нагрузку на балку и для этого случая. Если он загоняет его на прицеп, весь вес приходится на заднюю часть, а это еще один случай нагрузки. Нам нужно сделать еще один расчет нагрузки на балку.
Список загрузки можно продолжить. Как насчет того, чтобы в передней части трейлера стоял холодильник, а рядом с ним стиральная машина и сушилка? (Ничего сзади.) Ага, еще один набор расчетов.
Когда расчеты завершены, следующим шагом будет подумать о том, насколько они реалистичны и какие модификаторы применяются. Например, при перевозке песка вы, скорее всего, наткнетесь на кочку во время движения по дороге. Нам нужно компенсировать динамическими расчетами. Мы, вероятно, не наткнемся на кочку при загрузке квадроцикла. Однако, вероятно, есть некоторый отскок, поэтому наши динамические расчеты для этого отличаются.
Еще один момент: приведенный выше анализ представляет собой 2D-анализ, но большинство трейлеров — 3D . . . Надеюсь, вы уловили идею.
Выбор балок
Как бы нам не хотелось, чтобы это было просто, это не так. К сожалению, именно поэтому многие производители прицепов не занимаются проектированием. Да, это правда. Большинство просто соединяют балки вместе, основываясь на опыте, копировании и том, что «чувствует» себя хорошо. Это работает для большинства, пока это не работает.
Как инженер, занимающийся этим долгое время, я, вероятно, вижу худшее из этого. Люди связываются со мной, поэтому я это вижу, но мало что могу сделать. Как только балка изгибается или сварной шов рвется, время для проектирования уже давно прошло. Что подчеркивает необходимость действительно убедиться, что он достаточно силен в первую очередь.
В общем, мы отклонились от темы. Выбор балки включает в себя объединение всех загружений с соответствующей динамикой и ситуационными модификациями. Да, факторы безопасности также имеют значение. Все это устанавливает потребности, затем мы можем выбрать балки. По сути, мы рассчитываем напряжение любой заданной балки (форма, размер, материал), а затем сравниваем напряжение с прочностью материала. Если напряжение ниже прочности, то, наверное, сработает. Если прогнозируемое напряжение выше, балка может выйти из строя.
Вот суть расчета нагрузки на балку. В то время как для простых балок и единичных вариантов использования это достаточно просто, сложности возникают быстро, когда накладываются динамические и загруженные варианты.
Оптимизация для упрощения
Одно предостережение. Частой целью при проектировании прицепов является минимизация веса. Это хорошая цель, но она обманчива. Если варианты использования хорошо определены, то целесообразна большая оптимизация. Однако оптимизация для одного варианта использования оставит уязвимыми другие области. Я видел много «слишком легких» трейлеров, которые не были сняты. Если вы ищете легкий вес, убедитесь, что вы не жертвуете функциональностью ради восприятия «легкости». Есть способы достичь цели, не прибегая к коротким путям.
Также подумайте о реальных преимуществах. Довольно легко увлечься цифрами, такими как вес, в дизайне. Спросите себя о ценности, например, какова ценность 50 фунтов? Если в этом разница между рамой, в которой вы уверены, и «легкой» рамой, которая может показаться схематичной, то стоит ли это 50 фунтов? А 100 фунтов? Для прицепа, предназначенного для перевозки 3500 фунтов, небольшое увеличение веса рамы незначительно по сравнению со стоимостью неисправной рамы.
Я предлагаю дизайн для решения сложных задач, которые неизбежно возникнут. Всегда есть практический баланс, так что имейте это в виду, если вам нужен легкий вес.
Пусть компьютер рассчитает нагрузку на балку
Примеры здесь простые и двумерные. На самом деле анализ рамы прицепа намного сложнее, поэтому мы используем специальные инструменты САПР.
Иногда на нашем сайте можно увидеть такие цветные изображения. Они получены из FEA, анализа методом конечных элементов, который выполняет для нас все сложные расчеты балки. К сожалению, это загружается одновременно, поэтому полный анализ занимает много времени, особенно с учетом итераций для оптимизации.
Большим преимуществом является то, что он позволяет рассчитать нагрузку на балку так, как не могут рассчитать вышеописанные методы. Это делает сложное легким. Хотя это отличный инструмент, у него есть один существенный недостаток — мусор на входе равен мусору на выходе. Это легко даст красивые картинки, но входные данные должны быть правильными, иначе выходные данные будут мусором. Просто пища для размышлений.
Используя инструменты и инженерные знания, мы производим лучшие чертежи прицепов на рынке. Мы делаем это для планов трейлеров на этом сайте, потому что это правильный способ проектирования. Мы делаем это и для всех нестандартных прицепов, которые мы проектируем.

Общая нагрузка, кг/м2	Длина пролета
	3 м при шаге			4 м при шаге			6 м при шаге
	1,0 м	1,1 м	1,2 м	1,0 м	1,1 м	1,2 м	1,0 м	1,1 м	1,2 м
300	10	10	10	10	12	12	16	16	16
400	10	10	10	12	12	12	20	20	20
500	10	12	12	12	12	12	20	20	20

Расчет напряжения на участке A		МПапсикси
Нормальное напряжение [σ _{x_A}]	—
Напряжение сдвига [τ _{xy_A}]	—
Напряжение фон Мизеса при A [σ _{v_A}]	—
Расчет напряжений на участке B
Нормальное напряжение при B [σ _{x_B}]	—
Напряжение сдвига при B [τ _{xy_B}]	—
Напряжение фон Мизеса при B [σ _{v_B}]	—
Расчет напряжений на участке D
Нормальное напряжение при D [σ _{x_D}]	—
Напряжение сдвига при D [τ _{xy_D}]	—
Напряжение фон Мизеса при D [σ _{v_D}]	—


Двутавр ГОСТ 8239-89	Двутавр нормальный (Б)	Двутавр широкополочный (Ш)	Двутавр колонный (К)

	шарнирно-опертая балка с равномерно приложенной нагрузкой
	с жесткой заделкой одного конца, сила распределена равномерно
	однопролетная с консолью с одной стороны, с дополнительной опорой, нагрузка равномерно распределена
	шарнирно-опертая, сила сосредоточенная
	шарнирно-опертая, с двумя приложенными силами
	консоль с жесткой заделкой, приложена сосредоточенная сила

Постоянные	Собственная масса балки и перекрытия. В упрощенном варианте вес межэтажного перекрытия без цементной стяжки с учетом массы балки принимают равным 350 кг/м², с цементной стяжкой – 500 кг/м²
Длительные	Полезные	Зависят от назначения здания
	Кратковременные	Снеговые, зависят от климатических условий региона
	Особые	Взрывные, сейсмические. Для балок, работающих в стандартных эксплуатационных условиях, не учитываются. В онлайн-калькуляторах обычно не учитываются

Общая нагрузка, кг/ м²	Длина пролета
	3м при шаге:			4 м при шаге:			6м при шаге:
	1м	1,1м	1,2м	1м	1,1м	1,2м	1м	1,1м	1,2м
300	10	10	10	10	12	12	16	16	16
400	10	10	10	12	12	12	20	20	20
500	10	12	12	12	12	12	20	20	20


ВХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Параметр	Значение
Высота несущей балки [2c]
Ширина структурной балки [w]
I Толщина полки балки [t ₁ ]
Толщина стенки двутавровой балки [t ₂ ]
Сила сдвига [В]		кН фунт-сила
Изгибающий момент [М]		НмкНмлфунт-силадюймфунт-силафут

РЕЗУЛЬТАТЫ
Параметр	Значение
Площадь поперечного сечения [A]
Первый момент площади для сечения B [Q _B]	—
Первый момент площади сечения D [Q _D ]	—
Расчет напряжения на участке A		МПапсикси
Нормальное напряжение [σ _{x_A} ]	—
Напряжение сдвига [τ _{ху_А} ]	—
Напряжение фон Мизеса при A [σ _{v_A} ]	—
Расчет напряжения на участке B
Нормальное напряжение в B [σ _{х_В} ]	—
Напряжение сдвига в B [τ _{xy_B} ]	—
Напряжение фон Мизеса в B [σ _{v_B} ]	—
Расчет напряжения на участке D
Нормальное напряжение на D [σ _{x_D} ]	—
Напряжение сдвига при D [τ _{xy_D} ]	—
Напряжение фон Мизеса в D [σ _{v_D} ]	—