Подбор двутавра по нагрузке: Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор)

alexxlab | 01.02.2023 | 0 | Разное

2.8Практическая работа № 8 Подбор сечения прокатной балки

По данным таблицы 4 подобрать сечение стальной прокатной балки из двутавра по ГОСТ 8239 – 72*.

Расчетная схема прокатной балки- однопролетная свободно опертая балка, загруженная равномерно распределенной нагрузкой.

Рисунок 8 –Расчетная схема балки

Порядок расчёта

1. Расчётный изгибающий момент м, кН м, определяется по формуле

2. Определяется требуемый момент сопротивления сечения балки W, м3 по формуле

где М – расчётный изгибающий момент, кН∙м;

Ry – расчётное сопротивление стали, кПа;

γс – коэффициент условия работы;

с1 – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, с1=1,1, если σу< 580 Мпа.

3. По сортаменту принимается номер двутавра, выписываются его геометрические характеристики: h, W

x, Ix.

4. По табл. 11, приложения Б определяется предельный прогиб балки 1/п0., который зависит от назначения балки.

  1. Проверяется минимальная высота балки из условия жёсткости. Минимальная высота балки из условия жёсткости определяется по формуле

hmin=(l·n0 /4800) (1 / γf) (19) где γf – коэффициент надёжности по нагрузке, принимается 1,2.

  1. Проверяется условие

h>hmin

Если условие не удовлетворяется , то необходимо увеличить номер профиля.

  1. Проверка прочности принятого сечения профиля

(20)

8. Проверка жесткости

f / l = 1 / n0 , (21)

где 1 / n0 – предельная величина прогиба, см .

Величина относительного прогиба ƒ⁄ l определяется по формуле

ƒ⁄ l =(5 / 384) · (qn· l3) / (E · JX), (22)

где qn – нормативная нагрузка на балку, кН / м;

qn = q / γf .

Назначение балки – второстепенная балка между этажного перекрытия.

Пример расчёта прокатной балки

Подобрать сечение прокатной балки из стали марки ВСт 3кп 2-1 ТУ14–1-3023-80. Пролёт балки l=6,2м. Класс здания – II. Расчётная нагрузка на балку q=17 кН / м. Коэффициент надежности по нагрузке γf = 1,2. Назначение балки – второстепенная балка междуэтажного перекрытия. Балка однопролётная, свободно опертая на главные балки.

Рисунок 9 – Расчетная схема балки

Исходные данные

-Расчётное сопротивление стали Rу = 230 Мпа =230∙103 кПа

-Коэффициент с1 =1,1, т.к. σу < 580 Мпа

  • Коэффициент γн =0,95, т.к. класс здания II.

  • Отношение 1 / п0 = 1 / 250 – для второстепенных балок

  • Модуль упругости стали Е = 20,6∙103 кПа

Порядок расчёта

  1. Максимальный изгибающий момент М определяется по формуле (10)

М = 17∙ 62 / 8 = 76,4 кН∙м

  1. Требуемый момент сопротивления Wтр ,м3, определяется по формуле (11)

Wтр = 76. 4∙0,95 / (1,1∙230∙103) = 0,000303м3 = 303 см3

  1. По сортаменту принимаем двутавр № 27 с характеристиками: выоста балки h=27 см, момент сопротивления W

    х = 371 см2, и момент инерции Ix = 5010 см2.

  2. Минимальная высота балки определяется по формуле (12)

hmin =(600∙250) / (4800 /1,2) = 26,1 см.

26,1 см < 27 см, условие удовлетворяется, значит высота балки принята достаточно.

  1. Проверка принятого сечения балки на прочность по формуле (13)

76.4 / (1,1·371·10-6) ≤ 230∙103∙1 ∕ 0,95

188·103 кПа < 242·103 кПа, условие удовлетворяется, значит прочность обеспечена.

  1. Проверка балки на жёсткость по формулам (14), (15)

Фактический прогиб от нормативной нагрузки qn = q / γf =17 / 1,2 = 14 кн / м определится по формуле (15)

f / l = (5 / 384) ∙ (14∙63) / (20,6∙106 ∙ 5010∙10-8) = 1 /268

Проверяется условие жёсткости по по формуле (14)

1 / 268 < 1 / 250

Условие удовлетворяется, значит жёсткость обеспечена.

Исходные данные к работе см. табл. 14.

Таблица 14 – Исходные данные к практической работе №8

Вариант

Пролет l, м

Расч.нагр. q,кН/м

Класс здания

Марка стали

γf

Примеч.

1

4,5

22

II

ВСТ3 кп 2

1,15

2

4,8

20

I

ВСТ3 кп 6

1,2

3

5,0

21

III

ВСТ3 кп 2-1

1,3

4

5,2

20

I

ВСТ3 пс 6-1

1,15

5

5,4

19

II

ВСТ3 пс 6-2

1,2

6

5,6

18,5

III

ВСТ3 пс 5-1

1,3

7

5,8

17

I

ВСТ3Г пс 5-1

1,15

8

6,0

16

II

ВСТ3 сп 5-2

1,2

9

4,6

23

III

ВСТ3Г пс 5-2

1,3

10

4,9

22,5

I

ВСТ3 кп 2

1,15

11

5,1

19,5

II

ВСТ3 сп 5

1,2

12

5,3

21,0

III

ВСТ3 кп 2-1

1,3

13

5,5

18

I

ВСТ3 пс 6-1

1,15

14

5,7

19

II

ВСТ3 пс 6-2

1,2

15

5,9

18

III

ВСТ3Г пс 5-1

1,3

16

5,8

20

II

ВСТ3 пс 6-1

1,2

17

5,6

19

I

ВСТ3 пс 6-2

1,15

Контрольные вопросы

1. По каким предельным состояниям рассчитываются прокатные балки?

2. При соблюдении каких условий в расчет на прочность вводится коэффициент с ?

3. В чем заключается расчет на жесткость?

4. Что учитывает коэффициент с ?

5. Как определяется максимальный изгибающий момент в однопролетной балке, загруженной равномерно распределенной нагрузкой?

6. Почему расчет по касательным напряжениям в прокатной балке не производится?

2 Расчет балки настила

2.1 Подбор сечения балки настила

Балки настила принимаем из прокатных двутавров по ГОСТ8239-72 (таблица 3.1) [7].

Расчетная погонная нагрузка на балку [1]

, (2.1)

где – коэффициент надежности по нагрузке для равномерно распределенной нагрузки; при полном нормативном значении равномерно распределенной нагрузки 4,0 кПа [5];

– коэффициент надежности по нагрузке; для металлических конструкций [5];

– собственный вес настила; ранее определен Н/м2;

– собственный вес 1 м балки; принимаем Н/м2) [2].

Н/м.

Расчетная схема представлена на рисунке 2.1.

Максимальный изгибающий момент M находим по формуле

. (2.2)

кНм.

Наибольшая поперечная сила определяется по формуле

. (2.3)

Рисунок 2.1 – К расчету балки настила

кН.

Требуемый момент сопротивления сечения балки «нетто» для случая упругопластической работы при изгибе балки в одной из главных плоскостей можно определить по формуле [4]

, (2.4)

где – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций по сечению; предварительно принимаем [1];

– расчетное сопротивление материала; принимаем по [1] в зависимости от марки стали (таблицы 2. 5 и 2.6) МПа;

– коэффициент условий работы; предварительно принимаем .

см3.

По сортаменту [2] принимаем прокатный двутавр № 45, имеющий см3, масса 1 м 66.5 кг, см4.

Определяем соотношения площадей пояса и стенки балки по формуле

, (2.5)

где и – ширина и толщина пояса выбранного двутавра; мм; мм;

– толщина стенки двутавра; мм;

– высота двутавра; мм.

.

По таблице 3.3 [7]принимаем значение .

2.2 Проверка жесткости балки

Проверка второго предельного состояния ведем путем определения прогиба балки от действия нормативных нагрузок при допущении упругой работы материала. Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка деформативности производится по формуле [2]

, (2. 6)

где – значение нормативной нагрузки на балку; определяется по формуле (2.1) с учетом значений, соответствующих выбранной балке настила;

Н/м = 41.91 кН/м.

<,

т.е. условие жесткости балки удовлетворяется

2.3 Проверка прочности балки

Подобранное сечение проверяем на прочность по первой группе предельных состояний от действия касательных напряжений по формуле [4]

, (2.7)

где – наибольшая поперечная сила на опоре;

и – статический момент и момент инерции сечения;

– толщина стенки балки;

– расчетное сопротивление стали сдвигу; определяем по формуле [4]

, (2.8)

МПа.

кН/см2<18. 27·1,0 = 18.27 кН/см2, условие выполняется.

3 Расчет главной балки

Проектирование балок составного сечения выполняем в два этапа: на первом этапе компонуем и подбираем сечения, а на втором – проверяем балку на прочность, устойчивость и жесткость.

Steel Beam Calculator Руководство пользователя

Что нужно знать для использования этого калькулятора – пошаговое руководство

Наш калькулятор прост в использовании, но требует некоторого понимания стальных балок и конструкций. Чтобы облегчить вам жизнь, в этом руководстве пользователя подробно объясняется, какая информация требуется для каждого раздела калькулятора.

1 Детали стальной балки

1.1 Введите длину пролета стальной балки
Введите длину стальной балки.

1.2 Выберите размер стальной балки
Выберите размер стальной балки из выпадающего списка. У вас есть выбор «W Beams», «S Beams» или «Американские стандартные каналы».

W-образные и S-образные балки имеют характерную I-образную форму, в то время как ширина и глубина W-образных балок более схожи, глубина заметно больше ширины S-образной балки. Напротив, американские стандартные каналы имеют форму буквы C. Если вы не уверены, какой размер балки использовать, просто позвольте калькулятору стальной балки выбрать размер балки за вас.

1.3 Минимальный предел текучести
Выберите 36 000 фунтов на кв. дюйм или 50 000 фунтов на кв. дюйм. (Новая сталь обычно выдерживает давление 50 000 фунтов на кв. дюйм.)

2 Сведения о нагрузке

В раскрывающемся меню выберите один из следующих типов нагрузки: «Равномерно распределенная нагрузка», «Частичная равномерно распределенная нагрузка» или «Точечная нагрузка».

  • Для Равномерно распределенных нагрузок и Частичных равномерно распределенных нагрузок выберите «Сведения о загрузке» в раскрывающемся меню и введите ширину ответвления нагрузки. Если вы хотите использовать нагрузку, которой нет в раскрывающемся списке, выберите «Другое».
  • Несколько загрузок можно добавить, нажав «Добавить другую загрузку».
  • Для Точечных нагрузок введите размер Точечной нагрузки по длине балки, имя Точечной нагрузки и Нагрузки.

Вам не нужно добавлять собственный вес стальной балки, так как это автоматически предусмотрено в упаковке.

Для других грузов можно вручную ввести название груза и его вес.

3 Боковая распорка

Если верхняя полка скреплена с боков регулярно расположенными элементами, как правило, по крайней мере через каждые 2 фута, можно считать, что она полностью раскреплена, при условии, что элементы жесткости прикреплены к балке с помощью крепежных деталей, обеспечивающих надежное соединение. Если это не так, выберите «Нет».

Если ваша балка не будет полностью скреплена раскосами, вам необходимо знать длину между ее раскосами. Обычно это то же самое, что и длина пролета балки. Однако, если другая балка будет закреплена под прямым углом к ​​балке по ее длине, это обеспечит раскос. В этом случае следует измерить наибольшее расстояние между элементами раскоса и ввести эти данные.

4 Пределы прогиба

4.1 Предел прогиба динамической нагрузки
Это значение, на которое балка прогибается под нагрузкой. Обычно это ограничено span/360; однако при необходимости вы можете изменить это.

4.2 Общий предел прогиба при динамической и статической нагрузке
Обычно мы рекомендуем размах/240; однако при необходимости вы можете изменить это.

Нажмите кнопку «Выполнить расчет» в нижней части страницы, чтобы сгенерировать отчет о расчете луча. Если вы используете функцию автоматического выбора, вам будет показан список всех размеров стальных балок, которые подходят для ваших требований.

Посмотреть обзор

Умный, быстрый и простой расчет стальной балки всего за несколько минут

Купи сейчас

Калькуляторы

  • Стальная балка

Ресурсы

  • Руководство
  • Примеры

Около

  • Около
  • Цена
  • Контакт
  • Условия
  • Конфиденциальность

Соединенные Штаты

© 2010 – 2023 ООО “Калькулятор стальных балок” (№ компании 07453113)

Как выбрать двутавр?


Разное

Опубликовано 29 марта 2019 г. | by Bibhuranjan

0

Выбор стального двутавра может стать настоящей проблемой, когда не знаешь параметров и необходимой терминологии. Но, тем не менее, выбор правильной стальной двутавровой балки имеет решающее значение, так как это первый шаг к правильному проектированию конструкции. Итак, для того, чтобы правильно подобрать, следует сначала ознакомиться с особенностями и терминологией двутавра.

Особенности двутавровой балки

Обычно двутавровая балка имеет следующие особенности:

– Толщина полки

– Толщина стенки

– Радиус скругления

– Ширина полки

– Глубина балки

Когда вы выбираете двутавр впервые, скорее всего, эти слова не имеют для вас абсолютно никакого смысла , что совершенно неудивительно. Чтобы их понять, нужно изучить терминологию.

Терминология двутавровой балки

Полка – это верхняя и нижняя горизонтальные части двутавровой балки, имеющие форму пластин.

Толщина фланца – толщина вышеупомянутых фланцев.

Толщина стенки – вертикальное сечение двутавра называется стенкой, а его толщина – толщиной стенки.

Радиус скругления – это часть, где происходит переход между стенкой и полками.

Ширина фланца – очевидно, ширина фланцев.

Высота балки – высота между верхней и нижней полками стальной двутавровой балки.

Как выбрать двутавровую балку

Когда вам нужно выбрать двутавровую балку, вам не обойтись без вычислений. Расчет довольно прост, и его можно выполнить, выполнив следующие шаги:

1. Уточните детали нагрузки стальной двутавровой балки

2. Нарисуйте диаграмму изгибающего момента на основании данных деталей. Таким образом, вы сможете найти максимальное значение изгибающего момента.

3. Выбрать расчетный размер стального двутавра.

4. Определить момент инерции площади стального двутавра.

5. Узнайте глубину луча.

Теперь вам нужно рассчитать напряжение изгиба.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *