Расчет нагрузки на уголок металлический – Расчет уголка на прогиб и изгиб

alexxlab | 02.12.2019 | 0 | Разное

Расчет уголка на прогиб и изгиб

Данный онлайн-калькулятор предназначен для того, чтобы Вы могли легко и быстро подобрать размеры уголка в зависимости от приходящейся на него нагрузки. Особенность его в том, что на одной странице возможно сравнение равнополочных (ГОСТ 8509-93) и неравнополочных (ГОСТ 8510-86) уголков. Последние, в свою очередь, можно подбирать в зависимости от расположения его в пространстве, т.е. в зависимости от того, как он будет ориентирован относительно нагрузки.

Содержание:

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Расчет уголков производится на изгиб и прогиб (по прочности и по деформациям) для следующих расчетных схем:

  • Тип 1 - однопролетная шарнирно-опертая балка с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: перемычка из уголка, которая несет плиты перекрытия и небольшую высоту кладки. (Подробнее о расчете перемычек из уголка см. этот калькулятор).
  • Тип 2 - консольная балка с жесткой заделкой с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: железобетонный козырек, выполненный с применением уголка, который жестко (с применением ребер жесткости, ограничивающих любые повороты) приварен к железобетонной стене.
  • Тип 3 - однопролетная шарнирно-опертая балка с консолью с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: тот же козырек, что и в предыдущей схеме, только здесь уголок с одной стороны заводится в стену, а с другой опирается на раскос (на рисунке синий).
  • Тип 4 - однопролетная шарнирно-опертая балка с одной сосредоточенной силой. Пример: перемычка, на которую опирается одна балка перекрытия.
  • Тип 5 - однопролетная шарнирно-опертая балка с двумя сосредоточенными силами. Пример: перемычка, на которую опираются две сосредоточенные силы.
  • Тип 6 - консольная балка с одной сосредоточенной силой. Пример: козырек дома с кирпичной стенкой на нем, построенного в африканской республике (где никогда не выпадает снег) по фантазии африканского архитектора. Уголки этого козырька жестко заделаны в стену, так как описано во второй схеме.

Примечание: рассчитываемый уголок на рисунках с примерами окрашен в красный цвет.

Калькулятор

svoydomtoday.ru

Расчет металлической перемычки

Какой дом не обходится без перемычек? Правильно - никакой! Поэтому если Вы собираетесь строить дом, то Вам может пригодится данный калькулятор. Ведь благодаря ему Вы можете легко произвести расчет любой металлической перемычки (из уголков, швеллера двутавра, трубы и т.д.), которая в будущем будет удерживать конструкции, находящиеся над дверными и оконными проемами.

Содержание:

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Если же Вас интересуют монолитные железобетонные перемычки или перемычки, выполненные непосредственно из уголков, то Вам нужно воспользоваться другими калькуляторами.

Подробнее о калькуляторе. Он способен рассчитать требуемый момент сопротивления (Wтреб) и требуемый момент инерции ( Jтреб), по которым Вы уже подбираете профиль под перемычку.

Для удобства калькулятор имеет 4 режима, в которые заведены наиболее распространенные условия эксплуатации перемычек (типы нагрузок):

  • Тип 1 - перемычка несущей стены с опирающимися на нее плитами перекрытия.
  • Тип 2 - перемычка несущей стены с опирающейся на нее балкой перекрытия.
  • Тип 3 - перемычка несущей стены, на которую помимо элементов стены опираются еще и две балки перекрытия.
  • Тип 4 - перемычка самонесущей стены или перегородки.

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

Инструкция к калькулятору

Перед тем, как приступить к расчету внимательно ознакомьтесь с инструкцией во избежания ошибок.

Исходные данные

Тип 1

Длина пролета (L) - расстояние между краями опор над проемом, который перекрывает металлическая перемычка.

Ширина кладки (В) - данная величина зависит от того, какой вариант ваш (см. рисунок):

  • Вариант 1 - перемычка воспринимает нагрузку от всей толщины стены.
  • Вариант 2 - перемычка воспринимает нагрузку от части стены, например, только от облицовочного кирпича.

Материал кладки - здесь Вы выбираете материал, из которого сделана стена. В случае же, если его не нашлось или Вы используете материал с другой плотностью (так как такие материалы, как пенобетон, керамзитобетон, газосиликат в расчете заведены с максимальными плотностями, т.е. самые тяжелые), то можно выбрать плотность материалов из предложенных.

Сокращения:

с. пуст. - силикатный пустотелый.

с. полн. - силикатный полнотелый.

к. пуст. - керамический пустотелый.

к. полн. - керамический полнотелый.

керам. бетон  - керамзитобетон.

Высота кладки (Н) - здесь нужно быть особенно внимательным. Итак, существует 2 случая (см. рисунок):

  • Случай 1 - когда расстояние между проемами по высоте больше, чем пол пролета, т.е. H>L/2, или над проемом никаких проемов больше нет. В этом случае графа "Н" остается пустой или там ставится цифра 0.
  • Случай 2 - расстояние между проемами меньше, чем пол пролета, H<L/2. В этом случае данная высота указывается.

Расчетное сопротивление R

y - обычно для расчетов используется 210 МПа. Но если Вы уверены, что Вам поставят профиль из стали именно той марки, которой нужно, то данная величина ставится по схеме:

  • марка стали С255 - Ry = 250 МПа.
  • марка стали С345 - Ry = 340 МПа.

Нагрузка от плит перекрытия (q2) - нагрузка, которая передается от вышележащих плит перекрытия на перемычку (через кладку или непосредственно на нее).

Тип 2

Дальше будет рассказываться только о новых переменных.

Нагрузка от балки перекрытия (Q) - нагрузка, возникающая на опоре балки перекрытия и которая передается на перемычку.

Тип 3

Расстояния (А и С) - расстояния от края опор до место приложения нагрузок от балок.

Результат

Fmax - максимально допустимый прогиб для перемычек по СНиП 2.01.07-85* (СП 20.13330.2011). "Нагрузки и воздействия".

Wтреб и Jтреб - требуемые момент сопротивления и момент инерция для профиля, который будет использоваться в качестве металлической перемычки. Подбираются по сортаментам так, чтобы значения W и J профиля были больше, чем W

треб и Jтреб. Также при подборе профиля следует учитывать его ориентацию в пространстве.

Пример подбора профиля для металлической перемычки.

В качестве перемычки будет использоваться неравнополочный уголок по ГОСТ 8510-86. Получаемые значения по расчету Wтреб = 0,61 см3, Jтреб =1,90 см4. И так как мы подбираем профиль по прогибу, то ориентируемся на Jтреб. Ближайшее большее значение по направлению Х у уголка L32х20х4 с Jx = 1,93 см4, по направлению Y - L40x30x4 с Jy = 2,01 см4.

svoydomtoday.ru

Калькулятор веса стального уголка онлайн

Для расчета веса уголка введите размеры полок, толщину стенки и длину изделия в поля калькулятора.

Уголок бывает равнополочный и разнополочный (на иллюстрации изображен разнополочный). С помощью нашего калькулятора можно рассчитать вес и того и другого.

Поделитесь с друзьями в соцсетях...

Похожее

Раздел: Строительные калькуляторы

kalkulyator.life

Гнутый уголок. Расчет в Excel геометрических характеристик.

Опубликовано 17 Июл 2013
Рубрика: Механика | Комментариев нет

В этой статье я продолжу тему о гнутых профилях и расскажу о равнополочном гнутом уголке. Уголок – это профиль металлопроката, имеющий в поперечном сечении «Г» — образный вид. И горячекатаные и гнутые уголки являются самыми простыми и самыми...

...популярными профилями, которые очень широко используются в строительстве. Применение гнутых уголков позволяет проектировать и изготавливать более легкие и ажурные конструкции, чем из горячекатаных профилей.

Как и гнутые швеллеры, гнутые уголки в основном изготавливают в промышленных объемах из стальных полос и лент на профилегибочных станах. В меньших объемах гнутые уголки изготавливают на заводах железобетонных изделий, заводах металлоконструкций и машиностроительных заводах, в том числе и «V» — образной гибкой на листогибочных прессах.

Выполним расчет в Excel геометрических характеристик поперечного сечения равнополочного гнутого уголка.

Гнутые равнополочные уголки выпускаются по ГОСТ 19771-93. Если необходимо изготовить гнутый уголок иных произвольных размеров, то можно легко рассчитать его характеристики в представленной ниже программе.

Хотя гнутые уголки лучше не применять в схемах с изгибающими моментами, тем не менее, в жизни иногда это делать приходится. Программа расчета поможет правильно рассчитать моменты сопротивления при изгибе и кручении. Этих параметров вы не найдете в таблицах ГОСТ 19771-93.

При отсутствии на вашем компьютере программ MS Office расчет в Excel можно заменить расчетом в Calc из бесплатного пакета Open Office.

Как всегда исходные данные — в ячейках со светло-бирюзовой заливкой, а результаты расчетов —  в ячейках со светло-желтой заливкой.

Как видно из чертежа – исходных данных всего три.

Заполняем ячейки исходными данными:

1. Ширину полок уголка В в миллиметрах пишем

в ячейку D3: 120

2. Толщину полок S в миллиметрах —

в ячейку D4: 5

3. Внутренний радиус сгиба R в миллиметрах записываем

в ячейку D5: 7

Весь дальнейший расчет Excel выполнит на основе этих данных и выдаст все геометрические характеристики заданного сечения автоматически. Посмотрим, как он это сделает.

Далее будут представлены формулы и детальное описание программы расчета в Excel геометрических характеристик поперечного сечения гнутого уголка. В конце статьи расположена ссылка на скачивание файла программы.

Гнутый уголок и гнутый швеллер рассчитываются по схожим схемам-алгоритмам, по общей методологии расчетов.

В начале выполним расчет характеристик элементов сечения – прямоугольников №1 и №3 и кольцевого сегмента в угле сгиба №2. Эти промежуточные результаты упростят расчет сечения в целом.

Геометрические характеристики элементов №1 и №3 рассчитаем по формулам:

4., 5. Координаты центра тяжести относительно осей x* и y* xc1, yc3 и yc1, xc3 в миллиметрах рассчитываем

в ячейке D7: =D4/2=2,500     xc1=yc3=S/2

и в ячейке D8: =(D3+D4+D5)/2=66,000     yc1= xc3=(B+S+R)/2

6. Площади A1 и A3 в квадратных сантиметрах рассчитываем

в ячейке D9: =D4/10*(D3/10-D4/10-D5/10)=5,400     A1=A3=S*(B-S-R)

7., 8. Осевые моменты инерции Ix1, Iy3 и Iy1, Ix3 в сантиметрах в четвертой степени считаем

в ячейке D10: =D9*(D3/10-D4/10-D5/10)^2/12=52,488     Ix1=Iy3=A1*(B-SR)^2/12

и в ячейке D11: =D9*(D4/10)^2/12=0.113     Iy1=Ix3=A1*S^2/12

Геометрические характеристики элемента №2 рассчитываем по формулам:

9. Координаты центра тяжести относительно осей x* и y* xc2 и yc2 в миллиметрах рассчитываем

в ячейке D13: =D4+D5- (4*2^0,5*(3*D5^2+3*D5*D4+D4^2)/(6*ПИ()*D5 +3*ПИ()*D4))/2^0,5=5,813     xc2=yc2=S+R— (4*2^0.5*(6*R^2+3 *R*S+S^2)/(6*3.14*R+3*3.14*S))/2^0.5

10. Площадь A2 в квадратных сантиметрах рассчитываем

в ячейке D14: =ПИ()*D4/10*(2*D5/10+D4/10)/4=0,746     A2=3.14*S*(2*R+S)/4

11. Осевые моменты инерции Ix2 и Iy2 в сантиметрах в четвертой степени считаем

в ячейке D15: =ПИ()*((D5/10+D4/10)^4- (D5/10)^4)/16-D14*(4*2^0,5*(3*(D5/10)^2+3*D5/10*D4/10+(D4/10)^2)/(6*ПИ()*D5/10+3*ПИ()*D4/ 10))^2/2=0.074     Ix2=Iy2=3,14*((R+S)^4-R^4)/16- A2*(4*2^0,5*(3*R^2+3*R*S+S^2)/(6*ПИ()*R+3*ПИ()*S))^2/2

12. Центробежный момент инерции Ix2y2 в сантиметрах в четвертой степени считаем

в ячейке D16: =((D5/10+D4/10)^4- (D5/10)^4)/8-D14*(4*2^0,5*(3*(D5/10)^2+3*D5/10*D4/10+(D4/10)^2)/(6*ПИ()*D5/10+3*ПИ()*D4/ 10))^2/2=-0,056     Ix2y2=((R+S)^4-R^4)/8-A2*(4*2^0,5*(3*R^2+3*R*S+S^2)/(6*ПИ()*R+3*ПИ()*S))^2/2

Выполнив все предварительные вспомогательные расчеты характеристик элементов сечения гнутого уголка, приступаем к основным расчетам  всего сечения.

Расчет в Excel выполняем по формулам:

13. Площадь сечения A в квадратных сантиметрах рассчитываем

в ячейке D18: =D9+D9+D14=11,546     A=A1+A3+A2

14. Статические моменты инерции Sx и Sy в сантиметрах в третьей степени считаем

в ячейке D19: =D8/10*D9+D13/10*D14+D7/10*D9=37,424     Sx= Sy=yc1*A1+yc2*A2+yc3*A3

15. Координаты центра тяжести сечения относительно осей x* и y* xc и yc в миллиметрах рассчитываем

в ячейке D20: =D19/D18*10 =32.418     z0=xc=yc=Sx/A

16. Центральные осевые моменты инерции Ix и Iy в сантиметрах в четвертой степени считаем

в ячейке D21: =D9*(D8/10-D20/10)^2+D14*(D13/10-D20/10)^2+D9*(D7/10-D20/10)^2+D10+D15+D11=167.190     Ix=Iy=A1*(yc1-yc)^2+A2*(yc2-yc)^2+A3*(yc3-yc)^2+Ix1+Ix2+Ix3

17. Центральные радиусы инерции сечения ix и iy в сантиметрах считаем

в ячейке D22: =(D21/D18)^0,5=3,805     ix=iy=(Ix/A)^0.5

18. Центробежный момент инерции Ixy в сантиметрах в четвертой степени считаем

в ячейке D23: =(D8/10-D20/10)*(D7/10-D20/10)*D9+(D13/10-D20/10)*(D13/10-D20/10)*D14+(D7/10-D20/10)*(D8/10-D20/10)*D9+D16= -103.283     Ixy=(yc1-yc)*(xc1-xc)*A1+(yc2-yc)*(xc2-xc)*A2+(yc3-yc)*(xc3-xc)*A3+Ix2y2

19. Осевые моменты сопротивления нормального сечения при изгибе Wx и Wy в кубических сантиметрах считаем

в ячейке D24: =D21/(D3/10-D20/10)=19.088     Wx=Wy=Ix/(Bz0)

20., 21. Главные осевые моменты инерции Ix0 и Iy0 в сантиметрах в четвертой степени считаем

в ячейке D25: =D21-D23=270.473     Ix0=IxIxy

и в ячейке D26: =D21+D23=63,906     Iy0=Ix+Ixy

22., 23. Главные радиусы инерции сечения ix0 и iy0 в сантиметрах считаем

в ячейке D27: =(D25/D18)^0,5=4,840     ix=(Ix0/A)^0.5

и в ячейке D28: =(D26/D18)^0,5=2,353     iy=(Iy0/A)^0.5

24., 25. Моменты сопротивления при изгибе Wx0 и Wy0 в кубических сантиметрах считаем

в ячейке D29: =D25/((D3/10-D20/10)/COS (ПИ()/4) - (D3/10-D20/10-D20/10)*COS (ПИ()/4))=31,876     Wx=Ix/((Bz0)/cos(3.14/4) - (Bz0— z0)*cos(3.14/4))

и в ячейке D30: =D26/((D3/10+D4/10)*COS (ПИ()/4) — (D20/10)/COS (ПИ()/4))=15,019     Wy=Iy/((B+S)*cos(3.14/4) — z0/cos(3.14/4))

26. Осевые моменты инерции Ix* и Iy* в сантиметрах в четвертой степени считаем

в ячейке D31: =D21+(D20/10)^2*D18=288,488     Ix*=Iy*=Ix+yc^2*A

27. Момент сопротивления нормального сечения при кручении (приближенно)  в кубических сантиметрах рассчитываем

в ячейке D32: =(D4/10)^2*(D34/10)/3=1,921     =S^2*L/3

28. Массу погонного метра уголка из стали M в килограммах рассчитываем

в ячейке D33: =0,785*D18=9,064     M=0.785*A

29. Длину развертки сечения L в миллиметрах считаем

в ячейке D34: =2*(D3-D4-D5)+(ПИ()/2)*(D4/LN (1+D4/D5))=230,571     L=2*(BRS)+(3,14/2)*(S/ln (1+S/R))

Расчет в Excel характеристик гнутого уголка выполнен.

Тестирование результатов расчетов показало полное соответствие со значениями из ГОСТ 19771-93.

Рекомендую посмотреть близкие затронутой теме статьи «Расчет усилия листогиба», «Расчет длины развертки» и «Всё о гнутом швеллере».

Уважаемые читатели, для получения анонсов статей моего блога прошу оформить подписку в окне «Подпишитесь на новости», расположенном вверху страницы. Введите адрес своей электронной почты и нажмите на кнопку «Получать анонсы статей». Один раз в 7…10 дней к вам на почтовый ящик будет приходить небольшое уведомление о появлении на моем блоге новой статьи, ее название и краткое описание. Если вам что-то не понравится или просто надоест автор или тема, вы прямо в почте всегда можете отказаться от подписки.

Жду ваших комментариев!

Ссылка на скачивание файла: gnutyy-ugolok  (xls 38,0KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

al-vo.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о