Прочность на изгиб швеллера таблица: Расчет швеллера на изгиб, калькулятор швеллера
alexxlab | 02.09.1993 | 0 | Разное
какие нужны данные, способы расчета, калькулятор
Швеллер — это очень востребованное сегодня изделие, изготовленное из металла. Его главным отличительным свойством является сечение П-образной формы. Толщина готового изделия может составлять от 0,4 до 1,5 см, а высота стенок — 5-40 см.
Тонкополочные изделия изготавливаются с помощью обработки гибкой полосы при помощи специальных профильных станов. Швеллеры, производимые из цветных металлов, получают после обработки заготовки прессованием и выдавливанием, а стальные – по технологии горячей прокатки металлической заготовки на сортовых станах.
Виды нагрузок
Нагрузка на балку бывает 3 видов.
- Постоянная – это масса самой детали, а также конструкций, на которые она опирается.
- Временная – возникает под действием какого-либо фактора. Различают нагрузки длительные, наподобие веса перегородок, массы накапливаемой во время дождя воды, и кратковременные – вес передвигающихся людей, давление ветра, снега.
- Особая – появляется при нестандартных обстоятельствах, например, из-за землетрясений, деформации фундамента.
Нагрузки на швеллер вычисляют самостоятельно по формулам из справочника либо пользуются онлайн-калькулятором. В сложных случаях нужно обращаться к специалисту.
Чем заменить вычисление прогиба?
При возведении небольшого дома в частном строительстве не обязательно находить все величины для сложных расчетов. Некоторые параметры могут совсем не влиять на качество строительства. Например, для небольшого домика, дачи определяют одну величину из двух:
- Прогиб двутавровой балки;
- Несущая способность.
При этом прогиб в частном строительстве рассчитывать не обязательно. Однако его величина используется при выборе отделки для потолка, так как тяжелые материалы при неблагоприятных условиях лучше не применять.
Характеристики швеллеров
Главная задача изделия как армирующей или несущей конструкции – восприятие механической нагрузки.
Величина эта зависит от самой детали – толщины, размеров, сорта стали – и внешних параметров – конструкции, предполагаемых нагрузок.Чтобы выполнить расчет швеллера на прочность, нужно учесть следующие характеристики:
- нормативная нагрузка, допустимая для изделия данного типа – указывается в документации или в справочнике;
- тип – важно учесть конфигурацию полок, продольное и поперечное сечение, поэтому формулы расчета для равнополочного или разнополочного профиля отличаются;
- длина изделия;
- число деталей, которые придется укладывать друг с другом, чтобы создать единую конструкцию;
- типоразмер с максимальным вертикальным прогибом.
Тип стали и габариты балки связаны с показателем нормативного давления. Допустимая нагрузка на швеллер указывается в таблицах.
Учет марки стали при определении прочности
Когда выполняется вычисление прочности, учитывается марка стали.
Для сложных климатических условий двутавровая балка изготавливается из не хрупкой стали. Лучше выбирать максимально прочные марки. Здесь следует учитывать, что изделие более высокой прочности может иметь габариты меньше и, значит, величина допустимого давления будет меньше.
Именно поэтому грамотный расчет прочности выполняется в нескольких разных вариантах, затем параметры сравнивают. Для определения прочности надо разложить прилагаемую силу по осям и определить максимальные моменты вокруг этих осей.
Как рассчитать швеллер на прогиб и изгиб
Расчет швеллера на прогиб – необходимый элемент при проектировании здания или другого объекта, в составе которого используется балка. Вычисления производят самостоятельно или с помощью специальных онлайн-калькуляторов.
Вручную расчеты выполняются следующим образом. Допустим, используется профиль 10П, сделанный из стали 09Г2С. Он имеет шарнирное крепление. Длина его 10 м. В справочнике находят еще несколько необходимых показателей: предел текучести для указанного сорта стали – 345 МПа, момент сопротивления по осям X и Y – 34,9 и 7,37 соответственно.
Максимальная нагрузка на изгиб при шарнирном закреплении появляется посредине балки и вычисления по формуле: M=W*Ryh.
Вычисляют допустимый момент для 2 вариантов:
- стенка расположена вертикально – 34,9*345=12040,5 H*m;
- стенка горизонтальна – 7,37*345=2542,65 H*m.
Вычислив момент, определяют допустимую нагрузку на швеллер:
- g1=8*12040,5/102=-96,3 кгс/м;
- g2=8*2542,65/102=20,3 кгс/м.
Для данного случая очевидно, что несущая способность у балки, расположенной вертикально, в 5 раз лучше, чем у профиля, установленного горизонтально.
Расчетные схемы
Схема укладки швеллера влияет на формулу расчета. По способу распределения давления и типу крепления различают 5 вариантов.
- Однопролетная с шарнирным опиранием – например, профиль, установленный на стены для межэтажного перекрытия. Нагрузка в этом случае равномерно распределена.
- Консольная – балка жестко закреплена одним концом, второй не опирается. Нагрузка равномерно распределена. Вариант применяют при обустройстве козырька из двух элементов.
- Шарнирно-опертая – более сложной конфигурации. Балка устанавливается на 2 опоры и консоль. Так монтирует балконы, например.
- Однопролетная с шарнирным опиранием, но с давлением, оказываемой двумя конструкциями. Примером служит швеллер, на который опирают 2 балки.
- Однопролетная, устанавливаемая на 2 основания и на которую опирается еще одна балка.
- Консольная, сосредоточенная одной силой.
Валера
Голос строительного гуру
Задать вопрос
При одинаковых размерах профиля, но при разном способе опирания профиль будет выдерживать разную нагрузку. Так что учитывать это нужно даже при строительстве козырька над гаражом.
Исходные данные
Расчет допустимой нагрузки на швеллер проще рассчитать, используя онлайн-калькуляторы.
Чтобы получить результат, необходимо указать нужные данные. Список включает:- тип расчетной схемы;
- длину пролета в метрах;
- нормативную нагрузку – данные о ней получают из соответствующего ГОСТа;
- расчетную нагрузку, то есть ту, что как предполагается, создает конструкция;
- количество изделий, необходимых для перекрытия, козырька, балкона;
- расположение – вертикальное или горизонтальное;
- расчетное сопротивление – зависит от марки стали;
- тип используемого профиля – указывается вид балки, серия – П, У, Э, и толщину стенки.
Достаточно ввести цифры в соответствующие окошки, чтобы получить необходимую величину.
Анализ результата
Калькулятор выдает итог в виде определенных показателей.
- Вес балки – точнее 1 погонного метра изделия. Он позволяет оценить вес будущей балки и учесть нагрузку, которую он создает на стену и фундамент.
- Момент сопротивления швеллера – необходимый для обеспечения стабильности конструкции.
- Максимальный прогиб, допустимый для швеллера, перекрывающего пролет.
- Расчет по прочности указывает момент сопротивления изделия, которое решили использовать. Здесь же указывается главный определяющий параметр – запас, то есть, показатель, указывающий, насколько момент сопротивления выбранного профиля больше или меньше расчетного. Если в результате вычислений появляется значение со знаком «+», швеллер можно использовать, если со знаком «-» – балка не подходит.
- Расчет по прогибу показывает собственно величину прогиба, которая возникает у швеллера под влиянием нормативной нагрузки. Запас определяет, насколько устойчивость профиля превосходит или не дотягивает до предельных.
Каркас в бетонных конструкциях требуется для упрочнения сооружения. Но эту роль он выполняет, только если правильно рассчитана оказываемая нагрузка и верно подобран швеллер, удерживающий эту нагрузку.
Итоги расчета
Итак, для помещения размером 4,5 х 6 м каркас потолочного перекрытия из железобетонных плит ПК-12-10-8 с распределенной нагрузкой 600 кгс / м2 может быть устроен из двутавровых балок профиля № 16 стали марки С235, расположенных вдоль короткой стороны с шагом 1 м.
Можно рассчитать, что для такого здания понадобится 7 таких балок длиной по 5 м, и, зная массу и цену погонного метра, вычислить общую массу балочного каркаса и его стоимость.
Так, для приведенного примера общее количество погонных метров – 35; масса балочного каркаса из профиля № 16 – 525 кг.
Что такое «балка перекрытия»?
Любая стройка начинается с расчетов, потому что без них построить удастся только красивый штабель из досок, кучку из металлических деталей и баррикаду из мешков с цементом. Не зная, как будут вести себя несущие конструкции, сооружение рискует превратиться в декорации фильма про войну в найкратчайшее время, вопреки вашим планам и возлагаемым ожиданиям.
Красивый штабель из досок
В любом доме есть пол и потолок. На потолок принято вешать люстры, приделывать лепнины. По полу ходят люди, на нем стоит различная мебель, которую жильцы к тому же любят периодически двигать. Представьте себе, что вы купили диван, принесли его домой, втащили в квартиру, а пол под ним вдруг прогнулся и обвалился, а сам предмет мебели весело полетел вниз, по пути пробивая потолки квартир, забирая с собой предметы интерьера соседей… Представили? Вот такая картина ожидала бы вас, если б не было балок перекрытия.
Балки перекрытия дома
Издавна уж так повелось, что плоскости между верхними и нижними ярусами жилища должны поддерживаться прочным «скелетом». До ХХ века эту основу делали из дерева и металла, начиная с прошлого столетия – еще и из железобетона. Не поменялось только название. Подобные «ребра» назывались балками перекрытия в те времена, продолжают так именоваться и сейчас. Эти самые балки выступают основными опорными элементами, а потому их прочность должна быть достаточна не только для того, чтобы держать плоскости в виде пола или потолка, но еще и людей, мебель, а в многоэтажном доме – вес вышерасположенных этажей и конструкций здания.
Номера, литеры и ГОСТы
По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.
В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).
Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.
Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:
1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л — легкую. Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров. Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).
Самые востребованные размеры швеллеров
Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.
Швеллер 8
применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.
Швеллер 10
широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.
Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор).
Калькулятор предусматривает расчёт балок на изгиб и прогиб, из горячекатаного и другого проката следующей номенклатуры:
- уголка равнополочного;
- уголка неравнополочного;
- швеллера с уклоном и с параллельными гранями полок;
- двутавров с уклоном полок и с параллел. гранями полок различных модификаций, а также тавровых балок (тавров).
гранями полок различных модификаций, а также тавровых балок (тавров).Размеры проката углового профиля оговариваются ГОСТ 8509-93 и 8510-86; швеллеров — 8240-97; двутавров — 26020-83; тавров — ТУ 14-2-685-86; (получаемых продольным разрезом пополам горячекатаных двутавров с парал-ыми гранями полок по ГОСТ 26020-83) — смотрите калькулятор веса двутавра.
При вычислении массы 1 метра длины проката плотность стали в этих стандартах принята равной 7,85 г/см3 (7.85 кг/дм3 или 7850кг/м3).
ПРИМЕЧАНИЕ. Размеры выбранного швеллера, двутавра и тавра указываются в строке «РАЗМЕРЫ ВЫБРАННОГО ПРОФИЛЯ»; размеры полок уголков в их таблицах; толщина уголков выбирается отдельно после появления возможных толщин выбранного номера уголка в вышеуказанной строке.
Швеллер в наличии на складе в Москве
Швеллер является продукцией прокатного производства, которая имеет U-образное поперечное сечение. В зависимости от технологии производства, швеллеры бывают горячекатаные и гнутые.
Размеры и форма г/к швеллеров общего назначения регламентируются стандартом ГОСТ 8240-97. Ширина проката согласно указанному нормативному документу может быть от 32 до 115 мм, а высота 50 — 400 мм.
В обозначении номера профиля зашифрована высота швеллера в сантиметрах (цифра) и серия или тип профиля (буква).
Размеры гнутого швеллера регламентируются стандартом ГОСТ 8278-83. В соответствии этому документу высота профиля может принимать значение от 25 до 410 мм, толщина швеллера — от 2 до 8 мм, и ширина может быть 26 — 160 мм.
В APEX L вы сможете приобрести швеллер наиболее востребованных размеров из стали марок Ст3 и 09Г2С:
- серии П с параллельными гранями — типоразмеры профиля 5П — 30П;
- серии У с уклоном граней — типоразмеры профиля 6,5У — 30У;
- гнутый швеллер с размерами от 50х40х3 до 250х125х6.
Значения высоты и ширины полки, ширины и толщины стенки по ГОСТ 8240-97 смотрите на странице — Как правильно расшифровать условное обозначение швеллера.
Виды перекрытий
По назначению перекрытия можно разделить на:
- цокольные — отделяют первый этаж здания от цокольного этажа или подвала
- межэтажные — направлены на разделение между собой этажей здания
- чердачные. Первые . Из названия второго вида следует, что они . Последние отделяют чердачное помещение от жилого здания.
В зависимости от конструктивных особенностей перекрытия их можно разделить на плиточные и балочные:
- Плиточные перекрытия чаще всего монтируют в крупногабаритных каменных домах с использованием железобетонных плит.
- Балочные перекрытия используются при строительстве малоэтажных жилых домов. Для их монтажа могут применяться металлические или деревянные балки.
Основные способы усиления швеллера
Можно встретить различные ситуации, когда необходимо провести мероприятия по усилению той или иной конструкции, выполненной из швеллера или другого вида проката. Существует множество различных способов, которые можно применить для усиления швеллера. Среди них можно выделить несколько типовых ситуаций.
1. На этапе проектирования можно подобрать швеллер большего размера; изготовленный из более прочной марки стали. Если же размеры балки по высоте строго или частично ограничены, то можно использовать швеллер усиленный (серия С горячекатаных швеллеров, которая при совпадающих номерах профиля, обладает большими значениями площади и моментов сопротивления/инерции), составное сечение балки/стержня, которое можно выполнить из двух швеллеров, либо швеллер+полоса/уголок и т.д.
2. В случае, если необходимо усилить уже существующую конструкцию, то можно провести следующие мероприятия.
1) Увеличение сечения швеллера, которое можно осуществить приваркой полосы, уголка, швеллера либо к полкам, либо к стенкам, и этим самым, либо изменить площадь и сопротивление сечения, либо снизить нагрузку, воспринимаемую одним швеллером. 2) Организацией дополнительных распорок, связей ребер, диафрагм с целью увеличения местной или общей устойчивости швеллера и конструкции. 3) Монтаж дополнительных элементов, которые изменяют схему конструкции (шпренгельные элементы, подкосы и т.д.). 4) Бетонирование конструкции — позволяет повысить жесткость и несущую способность колонн и стоек из швеллера и прочего проката.
3. В случае, если элемент конструкции находится в предаварийном состоянии, то усиливать его не стоит, а следует произвести замену.
Конструктивные особенности
Швеллеры 2 вида:
- П-образного сечения прокат горячекатаный;
- П-образного сечения прокат гнутый.
Конструктивное исполнение швеллера с 2 полками в 1 сторону располагает главную ось инерции к стенке со смещением усилий, накладываемых к изделию.
Оно работает на косой изгиб. Лёгким и прочным каркас из швеллера получится, когда швеллер модернизировать. Сделать из него коробчатые стойки. Электрической дуговой сваркой с прерывистым швом соединить швеллеры полками внутрь конструкции. Усиление шва через 1,2-1,5 м упрочняет сборное изделие.
Балке из двутавра не требуется дополнительное усиление. Она выдерживает нагрузки.
Несколько вариантов использования и примеров — Lambda Geeks
В этой статье обсуждается прочность стали на изгиб. Прочность на изгиб — это способность материала сопротивляться или выдерживать приложенное напряжение изгиба.
Прочность – это способность выдерживать или сопротивляться определенной нагрузке. Материал имеет определенное количество прочности, только такое напряжение, которое он может выдержать.
Любое напряжение, превышающее предел прочности, может привести к разрушению материала. Проще говоря, приложенное напряжение должно быть меньше, чем прочность материала, чтобы свести к минимуму разрушение.
Прочность на изгиб или жесткость на изгиб — это способность заготовки выдерживать нагрузку на изгиб. Прочность на изгиб зависит от разрушающей нагрузки, эффективной длины заготовки и размеров поперечного сечения балки.
Математически прочность на изгиб определяется как:
σ b = M.y/I
где
сигма — это прочность на изгиб или максимально допустимое напряжение изгиба, которое может быть приложено до разрушения
M — изгибающий момент
I — момент инерции поперечного сечения заготовки
Что такое изгибающая жесткость? Жесткость на изгиб и прочность на изгиб не совпадают. Как обсуждалось выше, прочность на изгиб — это способность заготовки выдерживать заданное напряжение изгиба.
С другой стороны, жесткость при изгибе говорит о величине деформации, которую заготовка претерпит при заданной величине напряжения изгиба. Жесткость на изгиб зависит от момента инерции поперечного сечения заготовки и модуля жесткости материала заготовки.
Математически жесткость на изгиб может быть определена как-
Жесткость на изгиб = E x I
Где, E — модуль Юнга или модуль жесткости
I — момент инерции поперечного сечения заготовки
Прочность на изгиб из нержавеющей сталиПрочность на изгиб зависит не только от материала, но и от размеров заготовки. В таблице ниже показана прочность на изгиб стержня из нержавеющей стали.
| Base metal | Bending strength (MPa) |
| 700 W | 267 |
| 700 F | 817 |
| 900 W | 750 |
| 900 F | 633 |
Источник данных: Исследование механических свойств труб из аустенитной нержавеющей стали, сваренных методом TIG – Научный рисунок на ResearchGate.
Доступно по адресу: https://www.researchgate.net/figure/Mechanical-properties-of-the-base-steel-and-four-steel-welded-pipes_tbl1_329360548 [по состоянию на 22 января 2022 г.] Прочность стальной трубы на изгиб Стальные трубы широко используются в промышленности. Очень важно знать физические свойства стальных труб и поведение этих труб при различных видах нагрузок.
Прочность стальной трубы на изгиб можно найти по приведенной ниже формуле:0003 d — внутренний диаметр трубы. Труба — это просто полый цилиндр. Предположим, стальной лист имеет глубину d и ширину b. Допустимая нагрузка, действующая на нее, равна P. Прочность на изгиб этой стальной пластины определяется следующим образом: σ = 3M/bd 2 Пластина имеет прямоугольное поперечное сечение, где b – ширина d – глубина прямоугольника M – изгибающий момент Стальные стержни широко используются в строительстве для армирования. Рассмотрим стальной стержень диаметром d. Прочность на изгиб можно определить по следующей формуле: σ = 32M/πd 3 Предположим, что круглый стальной стержень диаметром d имеет допустимое значение силы P. Тогда формула прочности на изгиб для стального стержня будет такой же, как и для стального стержня. Прочность на изгиб стального стержня обсуждается в предыдущих разделах. Рассмотрим стальной швеллер «I», как показано на рисунке ниже. Изображение: Поперечное сечение I-швеллера Чтобы найти момент инерции всего поперечного сечения, складываем отдельные моменты инерции частей А, В и С. Прочность на изгиб этого канала можно записать из основной формулы. σ b =M.y/I Труба квадратного сечения — это просто полая труба квадратного сечения. Эти трубы используются в строительной промышленности и дизайне интерьера. Очень важно знать прочность на изгиб квадратной трубы перед использованием. Модуль поперечного сечения квадратной трубы может быть определен как- σ = bd 3 /3 Следовательно, прочность на изгиб становится равной σ = 3M/ bd 90 8 90 прочность на изгиб стали 
Они также используются в самолетах. Во избежание разрушения конструкции очень важно знать механические свойства используемых стержней.
То есть
Прочность на изгиб можно определить с помощью испытания на изгиб. Испытания на изгиб можно проводить с однократной осевой нагрузкой, трехточечной и четырехточечной нагрузкой.
Рассмотрим трехточечную расстановку. Данные для установки приведены ниже-
Заготовка представляет собой прямоугольный брусок шириной 10 см и глубиной 10 см.
Длина стержня 1 м, нагрузка при разрушении 10 кН.
Чтобы найти прочность на изгиб в трехточечном испытании на изгиб, используется следующая формула: 15 МПа
Как рассчитать предел текучести стали 92Прочность доходности может быть рассчитана с использованием формулы-
S YT = P/A
Заменить значения в вышеупомянутом уравнении,
Устойчиво Диаграмма, полученная в результате этого теста, обычно называется диаграммой напряжения-деформации.
Диаграмма напряжения-деформацииГрафик, показывающий взаимосвязь между напряжением и деформацией, называется диаграммой напряжения-деформации.
На этом графике представлена такая информация, как предел текучести, предел пропорциональности, предел прочности при растяжении образца. Эта диаграмма позволяет легко измерить механические свойства образца.
Прочность балок на изгиб при нелинейном расчете
%PDF-1.7 % 1 0 объект > /Метаданные 2 0 R /Контуры 3 0 R /Страницы 4 0 Р /StructTreeRoot 5 0 R /Тип /Каталог /ViewerPreferences > >> эндообъект 6 0 объект > эндообъект 2 0 объект > ручей приложение/pdf
0391 650.625 540.0 669.375]
/StructParent 3
/Подтип /Ссылка
/Тип /Аннот
>>
эндообъект
73 0 объект
>
/Граница [0 0 0]
/Содержание ()
/Rect [72,0 618,0547 282,6167 630,9453]
/StructParent 4
/Подтип /Ссылка
/Тип /Аннот
>>
эндообъект
74 0 объект
>
/Граница [0 0 0]
/Содержание ()
/Rect [72,0 607,0547 189,9653 619,9453]
/StructParent 5
/Подтип /Ссылка
/Тип /Аннот
>>
эндообъект
75 0 объект
>
/Граница [0 0 0]
/Содержание (\(1992\) – 11-я Международная специализированная конференция по холодногнутым стальным конструкциям)
/Rect [307.0127 618.0547 540.0 630.9453]
/StructParent 6
/Подтип /Ссылка
/Тип /Аннот
>