Расчет стальной балки: Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор)
alexxlab | 02.04.2023 | 0 | Разное
Расчет металлической балки
Двутавp колонный (К) по ГОСТ 26020-83
20К1
20К2
23К1
23К2
26К1
26К2
26К3
30К1
30К2
30К3
35К1
35К2
35К3
40К1
40К2
40К3
40К4
Двутавp с уклоном полок по ГОСТ 8239-89
10
12
14
16
18
20
22
24
27
30
33
36
40
45
50
55
60
Двутавp дополнительной серии (Д) по ГОСТ 26020-83
24ДБ1
27ДБ1
36ДБ1
35ДБ1
40ДБ1
45ДБ1
45ДБ2
30ДШ1
40ДШ1
50ДШ1
Двутавp нормальный (Б) по ГОСТ 26020-83
10Б1
12Б1
12Б2
14Б1
14Б2
16Б2
18Б1
18Б2
20Б1
23Б1
26Б1
26Б2
30Б1
30Б2
35Б1
35Б2
40Б1
40Б2
45Б1
45Б2
50Б1
50Б2
55Б1
- 55Б2
60Б1
60Б2
70Б1
70Б2
80Б1
80Б2
90Б1
90Б2
100Б1
100Б2
100Б3
100Б4
Двутавp широкополочный по ГОСТ 26020-83
20Ш1
23Ш1
26Ш1
26Ш2
30Ш2
30Ш3
35Ш1
35Ш2
35Ш3
40Ш1
40Ш2
40Ш3
50Ш1
50Ш2
50Ш3
50Ш4
60Ш1
60Ш2
60Ш3
60Ш4
70Ш1
70Ш2
70Ш3
70Ш4
70Ш5
Двутавp нормальный (Б) по СТО АСЧМ 20-93
10Б1
12Б1
12Б2
14Б1
14Б2
16Б1
16Б2
18Б1
18Б2
20Б1
25Б1
25Б2
30Б1
30Б2
35Б1
40Б1
40Б2
45Б1
45Б2
50Б1
50Б2
50Б3
55Б1
55Б2
60Б1
60Б2
70Б0
70Б1
70Б2
Двутавp широкополочный (Ш) по СТО АСЧМ 20-93
20Ш1
25Ш1
- 30Ш1
30Ш2
35Ш1
35Ш2
40Ш1
40Ш2
45Ш1
50Ш1
50Ш2
50Ш3
50Ш4
60Ш1
60Ш2
60Ш3
60Ш4
70Ш1
70Ш2
70Ш3
70Ш4
80Ш2
90Ш1
90Ш2
100Ш1
100Ш2
100Ш3
100Ш4
Двутавp колонный (К) по СТО АСЧМ 20-93
20К1
20К2
25К1
25К2
25К3
30К1
30К2
30К3
30К4
35К1
35К2
40К1
40К2
40К3
40К4
40К5
Расчет металлической балки перекрытия на прогиб и на жесткость
/в Плита перекрытия /от adminМеталлические балки двутавровые
Кроме повсеместно ведущегося строительства многоэтажных зданий с большим числом квартир, широкое распространение получило сооружение частных домов, причем не только небольших одноэтажных, но и довольно крупных, с двумя и более этажами, иногда и с мансардой наверху или обитаемым чердаком. Для таких домов уже не подходит каркасный метод; материалом часто служит, вместо дерева, кирпич или железобетон. Возведение крупных частных домов должно вестись по всем правилам строительной науки, так как ошибки при проектировании или воплощении проекта могут привести к нежелательным последствиям.
Если строящийся дом представляет собой капитальное здание – из бетона, кирпича, шлакоблока, то для потолочных перекрытий, межэтажных и чердачных, целесообразно применить железобетонные плиты. Наиболее подходящий тип каркаса, способный выдержать вес таких перекрытий, – это каркас, элементом которого является металлическая балка двутаврового профиля.
Именно этот вид проката, установленный своей стенкой вертикально, обладает наибольшей несущей способностью. Естественно, фундамент и стены дома при этом должны быть достаточной прочности, чтобы выдерживать дополнительный вес от 0,5 до 1 тонны – столько металла, в зависимости от количества балок и номера профиля может понадобиться для потолочного перекрытия.
Чтобы избежать лишних затрат и лишнего веса каркаса потолка, а также не допустить обрушения или значительного прогиба балок, необходимо заранее рассчитать их параметры и по результатам расчета подобрать нужный прокат. Расчет сводится к вычислению следующих величин: требуемого момента сопротивления и минимального момента инерции сечения балки, а исходя из последнего – максимального относительного прогиба.
Примечание
Расчет ведется по двум характеристикам – на прочность и на жесткость. По полученным значениям момента сопротивления и момента инерции в таблицах ГОСТ находят требуемый номер проката.
Исходные данные для расчетов
Для каркаса потолочных перекрытий малогабаритных частных домов обычно используется двутавр 10 – 20 номеров. Характеристики этих профилей приводятся в ГОСТ 8239-72 – их линейные размеры, площади сечения, максимальные моменты сопротивления по вертикали Wy и минимальные моменты инерции Jy.
Необходимо знать тип плит, которые будут опираться на балочный каркас, а также размеры несущего периметра дома. Можно применить пустотные железобетонные плиты ПК-12-10-8 (1180 х 990 мм, масса 380 кг), а размеры дома взять 4,5 х 6 м. Балки укладываются вдоль короткой стены; шаг укладки при таком размере плит равен 1000 мм (стыки плит совпадают с продольными осями балок, при минимальном зазоре 1 см). Это потребуется для расчета распределенной нагрузки, и исходя из нее – линейной нагрузки на балку, вес самой балки по сравнению с распределенной нагрузкой мал, и при вычислении линейной нагрузки им можно пренебречь.
Распределенная нагрузка при таком типе плит будет равна 325 кгс / м2. К этому надо добавить нагрузку возможных перегородок на верхней стороне перекрытия (75 кгс / м2) и возможную временную нагрузку (200 кгс / м2). В итоге нагрузка, распределенная по площади:
Q = 325 + 75 + 200 = 600 кгс / м2,
а линейная нагрузка
q = Q * p = 600 кгс / м = 6 кгс / см.
Эта величина используется в дальнейших расчетах.
Расчет на прогиб
Изгибающий момент для каждой балки вычисляется, исходя из величины линейной нагрузки q, шага укладки балок p и длины перекрываемого пролета L. Так как балки укладываются вдоль короткой стороны, то L = 4,5 м = 450 см (конечно, сами балки длиннее – около 5 м, так как опираются на стены, но шарнирными опорами для них служат именно внутренние края стен).
Искомая величина момента, в таком случае:
My = (q * L2) / 8 = 6 * 4502 / 8 = 151875 кгс * см.
Максимальный момент сопротивления сечения балки можно рассчитать, разделив изгибающий момент на расчетное сопротивление стали – например, марки С235, равное 2150 кгс / см2:
Wy = 151875 / 2150 = 70,6 см3.
Это полученное значение надо сравнить с величиной момента сопротивления сечения двутавровой балки. Из таблицы ГОСТ 8239-72 видно, что вычисленный показатель примерно соответствует (с запасом) моменту сопротивления для профиля 14 (81,7 см3). Следовательно, этот номер проката будет удовлетворять требованиям к прочности балок.
Расчет на жесткость
Жесткость балок характеризуется максимальной величиной прогиба при заданных исходных параметрах. В случае распределенной нагрузки прогиб вычисляется по формуле:
f = 5 * q * L4 / (384 * E * Jy), где
- q – линейная нагрузка на балку;
- L – длина пролета;
- E – модуль упругости материала, для стали С235 равный 2,1 * 106 кгс / см2;
- Jy – минимальный момент инерции для данного профиля.
Для принятых ранее исходных данных, с учетом того, что из расчета на прочность наиболее подходящим профилем оказался № 14, для которого Jy, по табличным значениям ГОСТ, равен 572 см4, можно получить:
f = 2,6 см,
а в относительной мере, с учетом того, что длина пролета 450 см – 1 / 172. Это превышает максимально допустимый прогиб, принятый равным 1 / 250.
Поэтому расчет приходится повторить и вычислить прогиб для другого номера проката. Для № 16, у которого момент инерции равен 873 см4, абсолютный прогиб получается 1,74 см, а относительный – 1 / 256, что является приемлемым.
Примеры расчета балок — Калькулятор стальных балок
На этой странице показаны некоторые распространенные строительные работы, для которых можно использовать калькулятор.
1 Пример первый
Жилой дом с учетом ненесущих деревянных стоечных перегородок по лагам перекрытий.
Это типичный пример удаления несущей стены на уровне первого этажа, требуется стальная балка для поддержки балок первого этажа и ненесущих деревянных перегородок над предлагаемым отверстием в стене.
В калькулятор была введена одна UDL (равномерная распределенная нагрузка) с двумя нагрузками:
Первая загрузка: «Деревянный пол (жилой дом)»
Переменная: 1,5 кН/м2, Постоянная: 0,6 кН/м2
Вторая нагрузка: «Перегородки из легких деревянных стоек, на плане этажа»
Переменная: 907 /м2
Была выбрана стальная балка (178 x 102 x 19 UB S275) длиной 3 м.
Калькулятор выдал отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.
Просмотрите отчет, созданный для этого примера
2 Второй пример
Это типичный пример удаления несущей стены на уровне первого этажа, требуется стальная балка для поддержки потолочных балок, ненесущих перегородок с деревянными стойками, балок первого этажа и кирпичной стены над предлагаемым проемом. в стене.
В калькулятор введена одна UDL (равномерная распределенная нагрузка) с четырьмя нагрузками:
Нагрузка 1: «Потолок под наклонной крышей»
Переменная: 0,25 кН/м2 Постоянная: 0,3 кН/м2
Ширина груза, перпендикулярного балке, или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м.
Нагрузка 2: «Кирпичная кладка 102,5 мм + штукатурка или штукатурка с ОБЕИХ сторон»
Переменная: 0 кН/м2, Постоянная: 2,45 кН/м2 Ширина груза, перпендикулярного балке, или высота груза, поддерживаемого балкой: 2,8 м.
Груз 3: «Легкие перегородки из деревянных стоек на плане этажа»
Переменная: 0,25 кН/м2, Постоянная: 0 кН/м2 Ширина груза, перпендикулярного балке, или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м.
Груз 4: «Деревянный пол (жилой дом)»
Переменная: 1,5 кН/м2, Постоянная: 0,6 кН/м2 Ширина груза, перпендикулярного балке, или высота груза, поддерживаемого балкой: 3,5 м.
Была выбрана стальная балка (178 x 102 x 19 UB S275) длиной 3м.
Калькулятор выдал отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.
Просмотрите отчет, созданный для этого примера
3 Пример третий
Отчеты калькулятора показывают, что изгиб, сдвиг и отклонение балки находятся в безопасных пределах для обеих балок.
Просмотр отчета о луче 1
Посмотреть отчет о луче 2
4 Пример четвертый (Стальная коньковая балка)
Калькулятор выдал отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.
Просмотрите отчет, созданный для этого примера
5 Пример пятый (Steel Beam Calc, поддерживающий балки плоской крыши)
Калькулятор выдал отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балки находятся в безопасных пределах.
Просмотрите отчет, созданный для этого примера
6 Пример шестой (чердак)
Калькулятор выдал отчет, пригодный для утверждения строительными нормами, который показывает, что изгиб, сдвиг и прогиб балок находятся в безопасных пределах.
Просмотр отчета о луче 1
Посмотреть отчет о луче 2
Посмотреть отчет о луче 3
Расчетные модули > Балки > Стальная балка с крутильными нагрузками
Модуль Стальная балка с крутильными нагрузками позволяет анализировать и проектировать однопролетную стальную балку для приложенных нагрузок, создающих сдвиг, изгиб и кручение. Это может быть полезным инструментом в ситуациях, когда на балки действуют сосредоточенные или распределенные нагрузки, приложенные эксцентрично, или когда на балки действуют крутящие моменты.
Вкладка «Общие данные»:
Вкладка «Общие данные» позволяет задать длину пролета и условия поддержки почти так же, как эта информация предоставляется в других балочных модулях. Обратитесь к теме для получения дополнительных пояснений, но помните, что этот конкретный модуль ограничен однопролетными условиями. В дополнение к этим фрагментам данных вкладка «Общие данные» также содержит поля ввода для условия поперечной связи сжатой кромки, метода проектирования, свойств материала и опции принудительного значения Cb, равного 1,0, как показано ниже:
Вкладка «Данные пролета балки»:
Вкладка «Данные пролета балки» используется для указания длины пролета, допустимых коэффициентов прогиба и выбора рассматриваемой стальной секции.
Вкладка «Нагрузки на пролет»:
На вкладке «Нагрузки на пролет» можно указать нагрузки на один пролет за раз. Поведение инструментов на этой вкладке очень похоже на инструменты, описанные для использования в других модулях балок, за исключением того, что здесь представлена возможность указывать эксцентриситет нагрузки и возможность указывать, что сосредоточенные моменты следует рассматривать как крутящие моменты. Дополнительные пояснения см. в теме.
Вкладка «Сочетания нагрузок»:
На вкладке «Сочетания нагрузок» представлены анализируемые сочетания нагрузок. Он также предлагает следующие возможности:
• Выбрать другой набор сочетаний нагрузок,
• Изменить значения, используемые в качестве коэффициентов нагрузки, и
• Включить и выключить определенные сочетания.
Дополнительные пояснения см. в разделе.
Модуль «Стальная балка с торсионными нагрузками» предлагает параметры вывода, которые аналогичны параметрам вывода, предоставляемым другими модулями балок, за исключением того, что результаты включают расчетные расчеты на кручение.
Нижняя половина экрана предназначена для отображения результатов. Вертикальная полоса вкладок в левой части экрана позволяет выбирать между расчетами, эскизом и диаграммой, как описано ниже:
Расчеты:
На вкладке “Расчеты” есть четыре подвкладки:
Сводные результаты: Отображает экстремальное нормальное напряжение полки, экстремальное напряжение сдвига полки и стенки, экстремальные прогибы, экстремальные повороты и экстремальные реакции.
Максимальные комбинации: Отображает максимальное отношение напряжений, экстремальные моменты и сдвиги, нормальные напряжения полки из-за изгиба и кручения, напряжение сдвига полки из-за кручения, напряжение сдвига стенки из-за изгиба и кручения, для всех комбинаций нагрузки.
M-V-D: Сводка: Отображает момент, сдвиг, длину без раскосов, нормальное напряжение полки, напряжение сдвига полки, напряжение сдвига стенки и прогибы с небольшим шагом вдоль всех пролетов.