Подбор балки двутавровой балки: Подбор двутавра для стальной балки по условию прочности

alexxlab | 16.06.2023 | 0 | Разное

Содержание

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.

Как выбрать двутавровые балки

Двутавровая балка – один из наиболее часто используемых видов фасонного металлопроката. Этот элемент применяется во многих областях строительства. Тем важнее сделать правильный выбор среди большого количества разновидностей балок. Ведь части конструкции, произведенные на их основе, подвергаются высоким механическим нагрузкам и применяются в качестве несущих конструкций.

При выборе двутавровых балок существует множество тонкостей, которые необходимо учитывать, чтобы эффективно решать производственные задачи. Подробнее о параметрах этого металлопроката расскажем далее.

Прочность каждой балки критически важна

Основные характеристики двутавра

Первым значительным критерием при выборе двутавровой балки является технология ее производства. Это может быть горячая прокатка или сварка. В первом случае раскаленную заготовку прокатывают через специальный станок. Сварные балки создают по частям, скрепляя полосы стали определенной толщины и длины. Такая технология позволяет снизить массу балки до 10 % и в точности подогнать ее по длине. Однако в качестве несущих зачастую используется именно горячекатаный двутавр.

Прочность проката зависит от марки стали, из которой он произведен. Она делится на углеродистую и низколегированную. К первому типу сталей относится до 80 % черного металлопроката. Разница в стоимости низколегированной и углеродистой стали не слишком высока. Однако низколегированный прокат имеет сравнительно более высокие характеристики. Такая сталь имеет более низкий коэффициент механического старения, лучше сваривается, обладает повышенной устойчивостью к износам, низким температурам и коррозии.

При покупке двутавра важно верно подобрать габариты:

Ширину полок. Она может варьироваться от 5,5 до 40 сантиметров.
Длину. Допустимые значение – 4–24 м. п.
Высоту балки (или ее номер). Может быть от 10 до 100 сантиметров.

Также необходимо учитывать назначение конкретного вида балки. Производитель обозначает этот параметр буквами:

«Б». «Нормальные» балки. Используются для сборки опор и решетчатых колонн различных сооружений.
«К». «Колонные» балки. Устойчивы к сжатию. Используются для создания перекрытий и опорных элементов.
«Ш». Балки с широкими полками. Выдерживают высокие нагрузки на изгиб. Применяются в качестве несущих.
«У». Балки с узкими полками. Подходят для создания каркаса сооружения.
«М». Монорельсовые балки. Используются для сборки подвесных путей, для сборки кранов, опорных стоек.
«Д». «Дополнительные» балки. Это прокат, который изготавливается на заказ по индивидуальным параметрам заказчика.

Подробнее об этом – в статье «Балки Б, Ш, К, М, У: различия и сферы применения».

Подбор сечения двутавровой балки

От того, насколько верно рассчитаны параметры сечения двутавра, зависит выполнение производственных задач. Это очень важный момент, ведь он определяет безопасность множества людей. Основными параметрами сечения двутавровой балки являются:

Общая высота.
Толщина стенки.
Ширина полки. Измеряется каждая.
Свес полки. Это ширина ее части от стенки до края.
Толщина полки с параллельными гранями.
Толщина полки с уклоном внутренних граней.
Радиус закругления кромки полки.
Радиус внутреннего закругления. Это закругление перехода от стенки к полке.

Указанные параметры рассчитываются с учетом СНиП, технологии производства балки, сорта и вида стали. В последнем случае используются знания по сопротивлению материалов. Ведь необходимо определить динамические и статические нагрузки, которые сможет выдерживать определенная балка. Все это сопряжено со сложными инженерными расчетами.

Из двутавров делают такие краны. От расчетов сечения зависит, какие нагрузки выдержит балка

При выборе поставщика двутавровых балок и другого металлопроката стоит учитывать не только выгоду от условий сотрудничества, но и качество продукции. В ряде случаев можно обратиться к производителю за консультацией.

Таблица размеров двутавровых балок и руководство

Двутавровые балки, также известные как двутавровые, W-образные или универсальные балки, являются одним из наиболее распространенных типов стальных балок, используемых в коммерческом и жилом строительстве, а также в гражданском строительстве. инженерные проекты. Воспользуйтесь этой таблицей размеров двутавровой балки и руководством, чтобы выбрать правильную двутавровую балку для своего проекта, а затем купите перепрофилированные МАТЕРИАЛЫ, чтобы найти отличные предложения на новые и бывшие в употреблении двутавровые балки.

Купить двутавровые балки сейчас

Говоря на языке двутавровых балок

Выбор подходящей двутавровой балки для вашего проекта начинается со знания и понимания нескольких основных терминов, которые используются для описания ее конструктивных свойств и характеристик структурной целостности. . В зависимости от того, что вы строите, вам не нужно быть инженером, чтобы выбрать двутавровую балку нужного размера. Вот несколько наиболее важных терминов, которые нужно знать:

Фланец: Полки двутавровой балки представляют собой верхнюю и нижнюю горизонтальные пластины или линии, благодаря которым балка выглядит как заглавная буква «I», если смотреть под углом поперечного сечения.
Толщина полки : Относится к толщине упомянутой выше полки и влияет на несущую способность балки.
Толщина стенки: Это толщина стали в вертикальном сечении двутавровой балки.
Радиус скругления: Относится к области, где происходит переход между стенкой и полками.
Ширина фланца: Относится к ширине фланцев сверху и снизу балки.
Глубина: Это высота между верхней и нижней полками.

Типы и формы двутавровых балок

Как правило, двутавровые балки имеют две наиболее распространенные формы: S-образную и W-образную. S-образные двутавровые балки имеют конические полки. Они больше всего напоминают заглавную букву «I», если смотреть на них крест-накрест. W-образные двутавровые балки имеют прямые или параллельные полки, которые имеют тенденцию быть длиннее, что придает им вид заглавной буквы H при повороте на бок, поэтому их также часто называют двутавровыми балками.

Различия между двутавровыми и двутавровыми балками.

Двутавровые балки изготавливаются из стального проката и обычно тяжелее, чем S-образные двутавровые балки. Это означает, что они могут выдерживать большее усилие, чем двутавровые балки, и их, как правило, используют в коммерческих строительных проектах, где нагрузки выше. Двутавровые балки, как правило, легче и часто используются в проектах жилищного строительства, где слишком большой вес или сила на стене могут создать структурную проблему.

Конструктивно двутавровые балки можно использовать для пролетов до 330 футов, а двутавровые балки можно использовать для пролетов до 100 футов.

Правильный выбор двутавровой балки для вашего проекта

При выборе правильного размера и типа двутавровой балки для вашего проекта важно учитывать приложенную к ней силу, весовую нагрузку, которую она должна выдерживать, а также натяжение и сжатию он подвергнется.

Меньшие двутавровые балки можно использовать для проектов, где давление и вес будут больше, а большие размеры следует использовать для конструкций, которые должны выдерживать большую нагрузку. Вы можете использовать приведенную ниже таблицу в качестве общего руководства, которое поможет вам выбрать правильную длину и толщину для вашей двутавровой балки.

Размеры двутавровой балки американского стандарта

Тип	Балка высота (дюйм)	Фланец ширина (дюйм)	Стенка толщина (дюйм)	Фланец толщина (дюйм)	Вес (фунт/фут)	Сечение площадь (в ² )	Момент инерции при кручении (Дж) (в ⁴ )
Ш4х13	4. 16	4,06	0,28	0,345	13	3,83	0,151
Ш5х16	5.01	5	0,24	0,36	16	4,71	0,192
Ш5х19	5,15	5.03	0,27	0,43	19	5,56	0,316
Ш6х8,5	5,83	3,94	0,17	0,195	8,5	2,52	0,0333
W6x9	5,9	3,94	0,17	0,215	9	2,68	0,0405
Ш6х12	6. 03	4	0,23	0,28	12	3,55	0,0903
Ш6х15	5,99	5,99	0,23	0,26	15	4,43	0,101
Ш6х16	6,28	4.03	0,26	0,405	16	4,74	0,223

Найдите выгодные предложения на двутавровые балки

После того, как вы определились с нужным типом и размером двутавровой балки, проверьте наш ассортимент новых и подержанных двутавровых балок, чтобы узнать, есть ли у нас то, что вам нужно. Поскольку стоимость строительных материалов растет, перепрофилированные МАТЕРИАЛЫ могут сэкономить вам целое состояние по сравнению со стоимостью покупки новых.

Искать на складе двутавровые балки

Подробнее на сайте repurposedMATERIALS

Чтобы узнать о более разумных способах сэкономить деньги и не допустить попадания использованных материалов на свалки, изучите широкий ассортимент использованных и неиспользованных излишков материалов на сайте repurposedMATERIALS сегодня. Найдите идеальные материалы для вашего следующего проекта по непревзойденным ценам!

Купить сейчас

WebStructural – Паровая балка Как сделать

Проектирование стальной балки не так сложно, как вы думаете. Чтобы спроектировать большинство стальных балок, выполните следующие 6 шагов:

Выберите материал — выберите подходящую марку стали для балки, которую вы будете проектировать.
Выберите форму — выберите форму стальной балки, которую вы хотите спроектировать.
Добавить пролеты и опоры — введите расстояние (расстояния), которые вы пытаетесь проложить.
Конфигурирование раскосов — не упускать из виду! Крепление имеет решающее значение при определении несущей способности балки.
Добавить нагрузки — введите нагрузки в зависимости от их типа и загружения.
Выберите метод проектирования. В США существует два распространенных метода проектирования балки (ASD и LRFD). Выберите метод, который вы хотели бы использовать, и укажите пределы отклонения.

В этом руководстве мы будем использовать WebStructural для выполнения каждого из этих шагов. Когда мы закончим, мы получим свободно опертую двухпролетную балку, поддерживающую распределенную нагрузку. WebStructural поможет нам определить правильный размер балки, чтобы безопасно справиться с требованиями к изгибу, требованиям к сдвигу и пределам прогиба. Мы также обеспечим устойчивость балки к поперечному изгибу при кручении. Поскольку мы проектируем стальную балку, мы будем использовать проектные спецификации AISC 360 для всех проверок емкости.

Если вы хотите продолжить, откройте WebStructural на отдельной вкладке и потратьте несколько минут, чтобы ознакомиться с приложением. Вы должны заметить, что интерфейс организован вокруг шести шагов, описанных в этом руководстве. У каждого шага есть соответствующая кнопка, которая запускает диалоговое окно для ввода всей необходимой информации для вашего проекта стали.

Приступим

Шаг 1: Выберите материал

Существует множество различных марок стали, но обычно для каждого типа формы используется одна общая марка. Существует также много различных типов форм, используемых в стальных конструкциях, включая: W, HSS, C и углы, и это лишь некоторые из них. Одним из наиболее часто используемых типов профилей в стальных конструкциях является форма W (широкий фланец). W-формы обычно изготавливаются из 9 класса.Сталь 0014 А992 . В нашем примере мы будем проектировать стальную двутавровую балку W-образной формы. Начнем с выбора подходящего материала для этой формы.

Нажмите кнопку “Изменить материал…” , чтобы открыть диалоговое окно материалов и выберите A992 из списка материалов.

Шаг 2: Выберите фигуру

Теперь давайте выберем нашу форму W из обширной библиотеки форм WebStructural.

Нажмите кнопку “Изменить форму…” , чтобы запустить Shape Dialog и выберите W8X15 из списка. Возможно, вам придется немного прокрутить список, чтобы найти его.

Эта балка имеет глубину примерно 8 дюймов (или высоту), это первое число в названии формы. Вес балки 15 фунтов/фут, второе число в названии формы. Как правило, чем легче балка, тем меньше она стоимость, поэтому, чтобы спроектировать наиболее рентабельную балку, вам нужно выбрать ту, которая имеет наименьший вес, но соответствует вашим критериям проектирования.После того, как мы введем все критерии проектирования и проанализируем нашу балку, мы всегда можем изменить форму и материал, если не соответствует нашим нагрузкам (спросу)

Шаг 3. Добавление пролетов и опор

Пролет — это расстояние между точками опоры на балке. Балка часто представляет собой один пролет, поддерживаемый с обоих концов. Однако это не всегда так. Балки могут поддерживаться в любом месте по их длине или они могут быть консольно закреплены за пределы своих концевых опор. Чтобы добавить или изменить длину пролета в WebStructural, просто нажмите кнопку Добавить или удалить пролеты… или щелкните размер пролета на чертеже. Вы можете добавить диапазон слева или справа от существующих диапазонов.

В нашем примере мы добавим пролет справа и сделаем его равным 4 футам-0 дюймов. Мы также настроим крайний левый пролет на 12 футов 0 дюймов.

Нажмите кнопку Добавить или удалить диапазоны… , затем нажмите кнопку Добавить правый диапазон , чтобы добавить второй диапазон. Убедитесь, что для диапазона 1 установлено значение 12 футов 0 дюймов, а для диапазона 2 — 4 фута 0 дюймов. Нажмите кнопку Close , чтобы сохранить изменения.

Условия поддержки балки можно изменить в WebStructural, просто нажав на опору (серый треугольник под балкой). Щелкнув по опоре, вы переключитесь между тремя типами поддержки (условиями поддержки): Закреплено, исправлено или свободно.

В нашем примере левый пролет будет свободно опираться, а второй пролет будет консольным.

На нашем чертеже нажимайте на крайнюю правую опору, пока на опоре не появится надпись «Бесплатно».

Теперь ваша модель должна выглядеть следующим образом:

Шаг 4. Настройка раскосов

Раскосы — невероятно важный, но часто упускаемый из виду аспект конструкции балки. При изгибе балки действуют силы растяжения и сжатия. Для простой пролетной балки (один пролет между двумя шарнирными опорами) верхняя часть балки будет сжиматься. Именно эти сжимающие силы могут вызвать коробление балки вне плоскости (называемое боковым выпучиванием при кручении или LTB). Чтобы понять этот тип деформации, представьте, что вы сжимаете в руках короткую линейку. Теперь подумайте о сжатии аршина. Какой из них с большей вероятностью будет изгибаться и скручиваться при сжатии? Явно длиннее и стройнее. Именно эта стройность напрямую связана с короблением. Если мы можем зафиксировать балку против этого типа потери устойчивости, то мы часто можем достичь большей прочности на изгиб. WebStructural позволяет задавать раскосы во многих различных распространенных конфигурациях. Опоры пролетов автоматически считаются раскосами. Помните, что непрерывное крепление предполагает, что сжатая сторона балки закреплена. Если вам нужно найти сторону сжатия вашей балки, просто взгляните на диаграмму моментов. Сторона сжатия будет внутренней частью кривой, где бы вы ни видели области высокой кривизны (момент). Если вы не уверены в условиях крепления, вы всегда можете консервативно предположить, что балка полностью не закреплена.

В нашем примере балка имеет непрерывные раскосы, что является конфигурацией раскосов по умолчанию в WebStructural. Итак, все, что нам нужно сделать, это убедиться, что на кнопке крепления написано «Непрерывное крепление».

Шаг 5: Добавление нагрузок

Варианты нагрузки

Балка может воспринимать нагрузки от многих различных источников. Ниже мы перечисляем некоторые из наиболее распространенных типов загружений:

Постоянные нагрузки (D) — это те, которые всегда присутствуют. Подумайте о бетонной плите или весе стены. Эти нагрузки всегда присутствуют и не меняются.

Активные нагрузки (L) обычно представляют собой нагрузки типа «жилой дом». Вы тип Live Load в той структуре, в которой вы сейчас находитесь. Американское общество инженеров-строителей издает книгу (ASCE 7) с рекомендациями по величине динамической нагрузки, которую следует использовать для различных конструкций.

Временные нагрузки на крышу (Lr) аналогичны временным нагрузкам, но относятся к крыше и обычно относятся к строительным или ремонтным работам.

Снеговая нагрузка (S) точно так же, как они звучат, нагрузки вызваны снегом. Местные строительные нормы и правила часто диктуют использование соответствующих грунтовых или расчетных снеговых нагрузок. Обычно это базовые нагрузки. При необходимости следует учитывать дрейф и неуравновешенные состояния.

Другие нагрузки менее распространены в конструкциях балок, но могут включать ветер (W), сейсмические воздействия или землетрясения (E), дождь (R), боковой грунт (H) и т. д.

Типы нагрузок

Балки могут быть нагружены разными способами, но большинство нагрузок, вызывающих изгиб, можно описать как:

Равномерные нагрузки Эти нагрузки имеют единицы силы на единицу длины. В WebStructural единицами по умолчанию для Равномерных нагрузок являются тысячи фунтов на фут (1 тысяча фунтов = 1000 фунтов). Равномерные нагрузки часто используются для упрощения повторяющихся и близко расположенных точечных нагрузок, таких как балки пола или стропила крыши. Чтобы рассчитать подходящую равномерную нагрузку, прикладываемую к балке, просто умножьте площадь ответвления балки на соответствующую нагрузку на площадь. Нагрузки на площадь и другие структурные нагрузки установлены документом Американского общества инженеров-строителей ASCE7 и даны в фунтах на квадратный фут (psf).

Линейные нагрузки Линейные нагрузки очень похожи на равномерные нагрузки, но имеют не постоянную величину, а изменяются по длине. Линейные нагрузки также имеют единицы измерения силы на длину. Линейные нагрузки можно использовать для представления треугольных снежных заносов или балок с балками, установленными под наклонным углом, или многих других нагрузок треугольного и трапециевидного типа.

Точечные нагрузки Точечные нагрузки имеют единицы силы. По умолчанию в WebStructural используется значение в кипах (1 кип = 1000 фунтов). Точечные нагрузки могут быть такими же простыми, как реакция от другого элемента, такого как балка, обрамляющая другую балку, или колонна, сидящая на балке.

Моменты Моменты — это нагрузки, которые вызывают вращение вокруг оси балки и имеют единицы силы, умноженной на длину. По умолчанию в WebStructural используются тысячи футов. Моменты более сложны для тех, кто не знаком с ними, но рассмотрим колонну, приваренную к вершине стальной балки. Если к верхней части колонны приложить силу, это приведет к тому, что балка, к которой она прикреплена, также будет изгибаться, как рычаг. Эта реакция типа изгиба представляет собой момент. Если сила направлена в направлении оси балки (или в направлении пролета), ее можно ввести как момент в WebStructural. Если приложенная сила перпендикулярна оси балки, то возникнет крутящий момент. WebStructural в настоящее время не позволяет вводить скручивающие нагрузки.

Загрузка нашей балки

В нашем примере мы будем использовать стационарную нагрузку D = 0,63 к/фут и динамическую нагрузку L = 1,5 к/фут . Мы позаботимся о том, чтобы также включал собственный вес . Вы можете редактировать нагрузки, щелкнув любую нагрузку на чертеже, нажав кнопку Edit Loads… над чертежом или в главном меню Edit → Loads…

Нажмите кнопку Loads… , чтобы поднимите Loads Dialog . Диалог загрузки позволяет добавлять новые нагрузки или редактировать существующие нагрузки, щелкнув строку в таблице Текущие нагрузки .

Щелкните первую (и единственную) строку в таблице Current Loads . Это вызовет диалог равномерной загрузки. Первое, что нам нужно сделать, это отрегулировать нагрузку так, чтобы она покрывала всю длину нашей балки. Вы можете сделать это, нажав кнопку с надписью Right End . Это изменит конечное положение нагрузки на конец балки.

Теперь добавим нашу динамическую нагрузку . Поскольку наша динамическая нагрузка имеет ту же длину, что и наша статическая нагрузка, мы можем просто добавить величину для случая динамической нагрузки для нашей текущей равномерной нагрузки. В диалоговом окне Равномерная нагрузка установите флажок Показать все загружения . В таблице вариантов нагрузки введите 0,63 в поле постоянной нагрузки (поле D ) и 1,5 в поле динамической нагрузки (поле L ).

Как насчет коэффициентов нагрузки? В зависимости от того, какой метод расчета вы выберете (LRFD или ASD), введенные вами нагрузки будут учтены для вас. Просто введите служебные (нефакторизованные) нагрузки.

Теперь ваша модель должна выглядеть следующим образом:

Шаг 6. Выберите метод проектирования

Метод расчета (ASD или LRFD)

В США принято проектировать сталь одним из двух методов: Коэффициент сопротивления нагрузке Расчет (LRFD) или расчет допустимого напряжения (ASD). Оба метода дают схожие результаты.

Нажмите кнопку Изменить спецификацию дизайна… , чтобы выбрать метод, который вы хотели бы использовать. В этом руководстве мы будем использовать LRFD

Расчетные уравнения

WebStructural автоматически рассчитает ваши нагрузки и применит их в соответствующих расчетных уравнениях. Вы можете просмотреть эти уравнения и исключить те, которые вы не хотите включать в анализ, если хотите.

Чтобы исключить определенные уравнения, щелкните одно из них в таблице уравнений, чтобы переключить его.

Прогиб

Прогиб является важным показателем характеристик балки. Балки с чрезмерным прогибом могут быть достаточно прочными, чтобы выдерживать расчетные нагрузки, но плохо работать. Чрезмерные прогибы могут привести к жалобам пользователей, включая: упругие полы, трещины в отделке зданий, нестабильность механического оборудования и т. д. Международные строительные нормы и правила (IBC) предписывают минимальный прогиб для различных элементов и типов нагрузки. Прогибы обычно описываются как отношение или L (промежуток) к некоторому значению, чтобы обеспечить возможность сравнения и стандартизации. Например, коэффициент отклонения для 0,5-дюймового отклонения на 12-футовом луче составляет:

L / 288 = 12 футов x 12 дюймов/фут (пролет) / 0,5 дюйма (прогиб)

Теперь рассмотрим балку, которая прогибается на 0,75 дюйма и имеет длину 18 футов. Она имеет эквивалентный коэффициент прогиба L/288. Теоретически эти балки имеют одинаковую характеристику прогиба, даже несмотря на то, что балка с большим пролетом имеет больший прогиб. Это связано с тем, что прогиб менее заметен на большем расстоянии. Часто считается, что L/100 приближается к пределу обнаруживаемого прогиба. для человеческого глаза. L/360 считается минимально приемлемым отклонением из-за динамических нагрузок на перекрытия. Однако имейте в виду, что это всего лишь минимум. Вы можете настроить этот параметр в WebStructural для своего конкретного случая использования.

Последние штрихи: дизайн и отчет

Теперь осталось проанализировать нашу балку и просмотреть результаты. После того, как вы введете все свои критерии, просто нажмите на большую зеленую кнопку Calculate . Вот где сияет WebStructural. Приложение выполнит анализ конечных элементов для модели балки. Используя расчетные силы, которые он рассчитывает, он проверяет расчетную мощность балки по стандартам Американского института стальных конструкций (AISC 360). Если вам удалось выбрать подходящий размер луча, вы увидите много зеленого. Это хорошо, это означает, что коэффициенты прочности на изгиб, сдвиг и прогиб меньше 1,0. Эти значения являются процентом емкости. Например, если в вашем отчете указано «Изгиб 0,88», это означает, что выбранная вами конфигурация балки соответствует 88% ее способности к изгибу, согласно AISC.

Нажмите зеленую кнопку Рассчитать под вашим чертежом, чтобы проанализировать и спроектировать эту балку.

Если ваш отчет выделен красным цветом, ваши коэффициенты емкости больше 1,0 и балка не соответствует критериям проектирования. Это означает, что вам нужен больший луч. Просто выберите другую форму с большим моментом инерции и снова нажмите кнопку Calculate .

Если вы все ввели правильно, ваш дизайн должен выглядеть так

Если ваш отчет по дизайну зеленый, то поздравляем!

Балка имеет достаточный размер.

Теперь вы можете прокрутить вниз, чтобы увидеть более подробную информацию о конструкции, например реакции и графики момента, сдвига и прогиба для каждого из проанализированных вариантов нагрузки.

Готовы спроектировать следующую стальную или деревянную балку за считанные минуты?

В WebStructural мы стремимся предоставить вам высококачественные проектные расчеты с прозрачными отчетами, на которые вы можете положиться.

TOP HEADLINES