+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Расчет двутавровой балки


Калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропильной системы!

Как пользоваться онлайн калькулятором расчета балок перекрытия и стропил

Чтобы правильно произвести прочностной расчет балки перекрытия и подобрать необходимый тип двутавровой балки, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором. На основе полученных вычислений можно точно рассчитать количество, необходимое для устройства стропильной системы или укладки лаг. Расчет деревянных балок перекрытия возможен только после того, как будет известно расстояние между стенами (расчетная длина балки). Кроме того, необходимо знание величины предполагаемой нагрузки на всю конструкцию.
Для межэтажных перекрытий, в том числе цокольного, используйте значение 400 кг/м2; для чердачного - 200 кг/м2 (или 250 кг/м2, если нагрузка от стропильной системы передается непосредственно на чердачное перекрытие). Для стропильной системы 220 кг/м2 для Московского региона, для других регионов принимайте значения в зависимости от снегового района.

Заказать бесплатный расчет балок по проекту или проконсультироваться у специалистов нашей компании можно по телефону +7(495)105-91-63 +7(812)425-65-03 +7(843)207-04-92 +7(4722)77-73-16 +7(800)333-79-86 +7(421)240-08-29 +7(818)246-42-27 +7(861)212-30-63 +7(800)333-37-59
Так же Вы можете прислать чертежи для расчета на [email protected]

Онлайн калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропил


Где используются балки

ПерекрытиеСтропила

Вам необходимо выбрать конструкцию, для которой вы будете использовать балки: будет ли это расчет перекрытий (применяются в качестве лаг) или стропильной системы (используются в качестве стропил).

Компания «ИнтерСити» производит износоустойчивые деревянные двутавры. Благодаря отличным эксплуатационным свойствам, изделия могут использоваться в различных конструкциях. Однако нужно помнить, что самостоятельно производить расчет балки перекрытия «на глаз» не следует. Ошибка может привести к прогибу конструкции под нагрузкой и, как следствие, потере возможности дальнейшей эксплуатации. Последующий ремонт или замена балок - очень трудоемкий и дорогой процесс. Отнеситесь серьезно к подбору и расчету конструкции перекрытий и стропил; излишняя экономия и подбор без расчета по принципу "всегда так строили" может привести к серьезным проблемам.

Как рассчитать нагрузку стальной двутавровой балки

Двутавровая балка является фасонным прокатом, у которого есть поперечное сечение в форме «Н». Данный вид металлопроката имеет высокие прочностные характеристики. За счет всех параметров изделие широко распространено в строительстве многоэтажек с большими пролетами. Точно выбрать подходящий номер проката могут специалисты благодаря расчетам, где учтены нагрузки двутавра во время эксплуатационного периода.

Крепление Н-образного профиля по схеме

Для удобства расчета максимальной нагрузки на двутавровую балку все способы эксплуатации профиля сводятся к нескольким типовым схемам, различающихся по типу крепления и нагрузкой:

  • 2 шарнирные опоры на концах балки: с равномерной нагрузкой и со сосредоточением на центр;
  • Консоль. Нагрузка на двутавр равномерно или сосредоточенно;
  • 2 шарнирные опоры с вылетом с равномерной по всей длине или сосредоточенной в центре нагрузкой;
  • 2 жестко защемленные опоры с разными видами усилий;

Сбор нагрузок на балку осуществляется после выбора формальной схемы.

Сбор нагрузок на двутавр

Чтобы произвести расчеты на предельную прочность и прогиб, определяются все усилия, воздействующие на двутавровую балку:

  1. Постоянные. Наличие собственного веса металлического профиля и перекрытия;
  2. Временные. К ним относятся 3 вида усилий: длительные (масса временных перегородок), кратковременные (вес людей, ветер, снег и др.), особые (взрывные, вулканические).

В сооружениях с углом ската, превышающим 60°, снеговой покров не входит в расчет. Есть еще одна классификация усилий: расчетные и нормативные. Они определяются нормативными актами.

Выбор номера двутавровой балки

При подборе по предельному состоянию между 2-мя номерами делают выбор в пользу изделия, имеющего более массивное сечение.

Примеры выбора двутавровой балки по номеру:

  • 10-ый – пролет 3-4 м, шаг 1 м, воздействие – 300 кг/пм;
  • 16-ый – пролет 6 м, шаг 1 м, нагрузка– 300 кг/пм;
  • 20-ый пролет 3-4 м, шаг 1,1 / 1,2 м, усилие – 400-500 кг/м.

Чтобы определить номер профиля посредством онлайн-калькулятора, кроме значения типовой схемы крепления двутавра, воздействия усилий и нагрузка, следует указать параметр длины пролета, материал изделия.

Читайте интересное

Калькулятор подбора деревянных двутавровых балок

SIA I-beams производит износоустойчивые деревянные двутавры. Такие балки показали себя как незаменимый стройматериал при строительстве зданий в Северной Америке, понемногу они начинают завоевывать и рынки Европы.

Чтобы правильно произвести расчет необходимого количества балок, мы создали расчетный калькулятор, который вам поможет быстро и удобно рассчитать шаг между балками и их тип в зависимости от расстояния между стенами и от нагрузок в конкретном случае.

Как пользоваться калькулятором:

  1. Вводим расчетную длину пролета. Для балок перекрытия — это наибольший пролет, т.е. наибольшее расстояние между соседними стенами, на которые опирается балка. Для стропил кровли – это горизонтальное расстояние (проекция мест опоры, обычно расстояние между осями) между местами опора балки (сама балка длиннее, чем эта проекция, т.е. чем больше угол, тем длиннее балка).
  2. Для стропил кровли вводим угол наклона. Угол наклона – наклон стропил к горизонтали.
  3. Вводим шаг – это межцентровое расстояние между соседними балками.
  4. 4. Можно изменить постоянную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, постоянную нагрузку рассчитывают по плотности конструкции пола/перекрытия/крыши, помноженной на коэффициент надежности. Согласно EN 1990, коэффициент надежности для постоянных нагрузок — 1,35, а для временных — 1,5.
  5. Можно изменить временную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, величины временной нагрузки принимаются в зависимости от предполагаемого использования перекрытия. Для перекрытий жилых помещений можно принимать временную нагрузку 200 kg/m2. При расчете стропильной системы нагрузки от снега принимаются согласно LBN-003-1, таблица 16.2. Для Риги это равняется 125 kg/m2.

    *В расчетном калькуляторе включено определение расчетной нагрузки при соответствующих коэффициентах надежности: согласно EN 1990 для постоянных нагрузок это — 1,35 а для временных нагрузок — 1,5. В калькулятор вводятся нагрузки без учета коэффициентов надежности. – это повторение из п.4.

    *Величина используемой расчетной нагрузки будет индивидуальной — в зависимости от конкретной ситуации.

  6. Когда все упомянутые данные введены в таблицу, можно ознакомиться с результатом. Внизу находится табличка с имеющимися в нашем ассортименте балками. Зеленым цветом закрашены все балки, которые можно использовать, а красным – несущая способность которых не соответствует заданным вами параметрам. Чтобы изменить результат, советуем изменить шаг балок.

схемы крепления, выбор номера профиля

Двутавр – вид фасонного проката с поперечным сечением Н-образной формы, обладающий высокими прочностными характеристиками. Благодаря этому, он широко применяется при строительстве многоэтажных большепролетных сооружений. Точный выбор подходящего номера проката осуществляют специалисты с помощью расчетов, учитывающих нагрузки, которые будет испытывать двутавр во время эксплуатации. Для приблизительного определения номера профиля можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Схемы крепления Н-образного профиля

Для удобства проведения расчетов того, какую максимальную нагрузку может выдержать двутавр, все варианты использования профиля были сведены к нескольким стандартным схемам. Схемы различаются по способу крепления двутавра и приложения нагрузки:

  • На двух шарнирных опорах, расположенных на концах профиля. Первый вариант – с равномерно распределенным нагружением, второй – со сосредоточенным усилием по центру.
  • Консоль. С равномерным или сосредоточенным усилием.
  • На двух шарнирных опорах с вылетом, балка нагружена равномерно по всей длине или сосредоточенно.
  • Балка на двух жестко защемленных опорах с различными типами усилий.

После выбора формальной схемы осуществляют сбор нагрузок, которые будет испытывать балка.

Сбор нагрузок

Для проведения расчетов на предельные состояния по прочности и прогибу определяют все усилия, которые будут воздействовать на двутавр. К ним относятся:

  • Постоянные. Собственный вес металлопрофиля и перекрытия.
  • Временные. К ним относятся три типа усилий: длительные, кратковременные, особые. К длительным, например, относится масса временных перегородок. Кратковременные – вес людей, ветровые, снеговые и другие воздействия. Особые – взрывные, вулканические.

Внимание!  В зданиях, в которых угол ската превышает 60°, воздействие снегового покрова в расчет не принимается.

Существует еще одно разделение усилий – на расчетные и нормативные, определяемые нормативной документацией.

Выбор номера профиля

Для определения номера профиля с помощью онлайн-калькулятора, помимо определения стандартной схемы крепления балки, действия на нее усилий и сбора нагрузок, необходимо указать длину пролета, материал, используемый при изготовлении металлопродукции. При подборе по предельным состояниям между двумя номерами выбирают изделие с более массивным сечением.

Примеры выбора профиля:

  • двутавр №10 – для пролетов 3-4 м, шаг – 1 м, усилие – 300 кг/пм;
  • номер 16 – пролет 6 м, шаг 1 м, воздействие – 300 кг/пм;
  • двутавр №20 рассчитан на более высокую нагрузку – 400-500 кг/м, пролеты – 3-4 м, шаг балок – 1,1, 1,2 м.

Вес двутавра – калькулятор, таблицы

Калькулятор веса двутавра использует для расчета табличные значения в соответствии со следующми ГОСТ:

  • «ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные». Используется для классификации балок с уклоном внутренних полок.
  • «ГОСТ 26020-83 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок»

Двутавры с параллельными гранями полок имеют следующие разновидности и соответствующие обозначения:

  • Б – нормальные;
  • Ш – широкополочные;
  • К – колонные;
  • Д – дополнительной серии;

Формула для расчета веса двутавровой балки

Помимо определения веса балки по значениям таблиц ГОСТа, можно воспользоваться следующей формулой:

W = ρ × (2 × b × t + (h - 2 × t) × s) × L

h – высота балки, мм
t – толщина полки, мм
b – ширина полки, мм
s – толщина стенки, мм
ρ – плотность металла

Таблицы размеров и веса двутавровых балок

Двутавр с уклоном полок

Номер двутавра h b s t Вес метра, кг Метров в тонне
10 100 55 4.5 7.3 9.46 105.71
12 120 64 4.8 7.3 11.5 86.96
14 140 73 4.9 7.5 13.7 72.99
16 160 81 5 7.8 15.9 62.89
18 180 90 5.1 8.1 18.4 54.35
20 200 100 5.2 8.4 21 47.62
22 220 110 5.4 8.7 24 41.67
24 240 115 5.6 9.5 27.3 36.63
27 270 125 6 9.8 31.5 31.75
30 300 135 6.5 10.2 36.5 27.4
33 330 140 7 11.2 42.2 23.7
36 360 145 7.5 12.3 48.6 20.58
40 400 155 8.3 13 57 17.54
45 450 160 9 14.2 66.5 15.04
50 500 170 10 15.2 78.5 12.74
55 550 180 11 16.5 92.6 10.8
60 600 190 12 17.8 108 9.26

Нормальный двутавр (Б)

Номер двутавра h b s t Вес метра, кг Метров в тонне
10Б1 100 55 4.1 5.7 8.1 123.46
12Б1 117.6 64 3.8 5.1 8.7 114.94
12Б2 120 64 4.4 6.3 10.4 96.15
14Б1 137.4 73 3.8 5.6 10.5 95.24
14Б2 140 73 4.7 6.9 12.9 77.52
16Б1 157 82 4 5.9 12.7 78.74
16Б2 160 82 5 7.4 15.8 63.29
18Б1 177 91 4.3 6.5 15.4 64.94
18Б2 180 91 5.3 8 18.8 53.19
20Б1 200 100 5.6 8.5 22.4 44.64
23Б1 230 110 5.6 9 25.8 38.76
26Б1 258 120 5.8 8.5 28 35.71
26Б2 261 120 6 10 31.2 32.05
30Б1 296 140 5.8 8.5 32.9 30.4
30Б2 299 140 6 10 36.6 27.32
35Б1 346 155 6.2 8.5 38.9 25.71
35Б2 349 155 6.5 10 43.3 23.09
40Б1 392 165 7 9.5 48.1 20.79
40Б2 396 165 7.5 11.5 54.7 18.28
45Б1 443 180 7.8 11 59.8 16.72
45Б2 447 180 8.4 13 67.5 14.81
50Б1 492 200 8.8 12 73 13.7
50Б2 496 200 9.2 14 80.7 12.39
55Б1 543 220 9.5 13.5 89 11.24
55Б2 547 220 10 15.5 97.9 10.21
60Б1 593 230 10.5 15.5 106.2 9.42
60Б2 597 230 11 17.5 115.6 8.65
70Б1 691 260 12 15.5 129.3 7.73
70Б2 697 260 12.5 18.5 144.2 6.93
80Б1 791 280 13.5 17 159.5 6.27
80Б2 798 280 14 20.5 177.9 5.62
90Б1 893 300 15 18.5 194 5.15
90Б2 900 300 15.5 22 213.8 4.68
100Б1 990 320 16 21 230.6 4.34
100Б2 998 320 17 25 258.2 3.87
100Б3 1006 320 18 29 285.7 3.5
100Б4 1013 320 19.5 32.5 314.5 3.18

Широкополочный двутавр (Ш)

Номер двутавра h b s t Вес метра, кг Метров в тонне
20Ш1 193 150 6 9 30.6 32.68
23Ш1 226 155 6.5 10 36.2 27.62
26Ш1 251 180 7 10 42.7 23.42
26Ш2 255 180 7.5 12 49.2 20.33
30Ш1 291 200 8 11 53.6 18.66
30Ш2 295 200 8.5 13 61 16.39
30Ш3 299 200 9 15 68.3 14.64
35Ш1 338 250 9.5 12.5 75.1 13.32
35Ш2 341 250 10 14 82.2 12.17
35Ш3 345 250 10.5 16 91.3 10.95
40Ш1 388 300 9.5 14 96.1 10.41
40Ш2 392 300 11.5 16 111.1 9
40Ш3 396 300 12.5 18 123.4 8.1
50Ш1 484 300 11 15 114.4 8.74
50Ш2 489 300 14.5 17.5 138.7 7.21
50Ш3 495 300 15.5 20.5 156.4 6.39
50Ш4 501 300 16.5 23.5 174.1 5.74
60Ш1 580 320 12 17 142.1 7.04
60Ш2 587 320 16 20.5 176.9 5.65
60Ш3 595 320 18 24.5 205.5 4.87
60Ш4 603 320 20 28.5 234.2 4.27
70Ш1 683 320 13.5 19 169.9 5.89
70Ш2 691 320 15 23 197.6 5.06
70Ш3 700 320 18 27.5 235.4 4.25
70Ш4 708 320 20.5 31.5 268.1 3.73
70Ш5 718 320 23 36.5 305.9 3.27

Колонный двутавр (К)

Номер двутавра h b s t Вес метра, кг Метров в тонне
20К1 195 200 6.5 10 41.5 24.1
20К2 198 200 7 11.5 46.9 21.32
23К1 227 240 7 10.5 52.2 19.16
23К2 230 240 8 12 59.5 16.81
26К1 255 260 8 12 65.2 15.34
26К2 258 260 9 13.5 73.2 13.66
26К3 262 260 10 15.5 83.1 12.03
30К1 296 300 9 13.5 84.8 11.79
30К2 300 300 10 15.5 96.3 10.38
30К3 304 300 11.5 17.5 108.9 9.18
35К1 343 350 10 15 109.7 9.12
35К2 348 350 11 17.5 125.9 7.94
35К3 353 350 13 20 144.5 6.92
40К1 393 400 11 16.5 138 7.25
40К2 400 400 13 20 165.6 6.04
40К3 409 400 16 24.5 202.3 4.94
40К4 419 400 19 29.5 242.2 4.13
40К5 431 400 23 35.5 291.2 3.43

Двутавр дополнительной серии (Д)

Номер двутавра h b s t Вес метра, кг Метров в тонне
24ДБ1 239 115 5.5 9.3 27.8 35.97
27ДБ1 269 125 6 9.5 31.9 31.35
36ДБ1 360 145 12.3 18 49.1 20.37
35ДБ1 349 127 5.8 8.5 33.6 29.76
40ДБ1 399 139 6.2 9 39.7 25.19
45ДБ1 450 152 11 15 52.6 19.01
45ДБ2 450 180 7.6 13.3 65 15.38
30ДШ1 300.6 201.9 9.4 16 72.7 13.76
40ДШ1 397.6 302 11.5 18.7 124 8.06
50ДШ1 496.2 303.8 14.2 21 155 6.45

Сварной двутавр (С)

Номер двутавра h b s t Вес метра, кг Метров в тонне
45БС1 444 200 8 12 64.1 15.6
45БС2 460 300 12 20 133.8 7.47
45БСЗ 448 180 8 14 65.9 15.17
50БС1 482 200 10 16 85.6 11.68
50БС2 482 300 12 16 117.8 8.49
50БСЗ 500 300 12 25 160.1 6.25
50БС4 510 300 14 30 190.8 5.24
55БС1 551 220 10 18 102.6 9.75
55БС2 547 200 10 16 90.7 11.03
60БС1 577 240 12 16 111.6 8.96
60БС2 585 240 12 20 126.7 7.89
60БСЗ 585 320 12 20 151.8 6.59
60ВС4 595 320 14 25 185.5 5.39
60БС5 605 320 16 30 219.2 4.56
60БС6 597 190 12 16 101 9.9
70БС1 685 260 12 20 142.4 7.02
70БС2 685 320 14 20 171.4 5.83
70БСЗ 695 320 14 25 196.5 5.09
70БС4 705 320 16 30 231.7 4.32
70БС5 725 320 20 40 302.2 3.31
70БС6 692 230 12 16 119.9 8.34
80БС1 791 280 14 18 162.1 6.17
80БС2 815 300 18 30 248 4.03
90БС1 895 300 16 20 201.6 4.96
90БС2 927 300 16 36 276.9 3.61
100БС1 995 320 16 25 244.3 4.09
100БС2 1005 320 16 30 269.4 3.71
100БСЗ 1017 320 20 36 329.2 3.04
120БС1 1280 400 12 20 242.4 4.13
120БС2 1280 450 14 20 277.6 3.6
140БС1 1440 400 12 20 257.5 3.88
140БС2 1440 450 12 20 273.2 3.66
140БСЗ 1450 500 14 25 350.1 2.86
160БС1 1640 450 12 20 392 2.55
160БС2 1640 500 12 20 307.7 3.25
160БСЗ 1650 500 14 25 372.1 2.69
160БС4 1650 560 14 25 395.6 2.53
180БС1 1800 560 12 25 384.6 2.6
180БС2 1800 500 14 25 388.6 2.57
180БСЗ 1810 500 14 30 427.8 2.34
180БС4 1810 600 16 30 502.4 1.99
200БС1 2000 560 12 25 403.5 2.48
200БС2 2010 500 16 30 480.4 2.08
200БСЗ 2010 600 16 30 527.5 1.9

Двутавр является стандартным профилем конструктивных элементов. Изготавливается из черного металлопроката или древесины. Сечение напоминает букву «Н». Отличительная особенность балки двутаврового профиля заключается в том, что она имеет в 30 раз более жесткую конструкцию и в 7 раз прочнее балки с квадратным профилем, имеющим аналогичное сечение.

Сфера применения двутавров огромна. Их используют, чаще всего, при строительстве, судостроении, мотостроении и т.д. Двутавры позволяют сделать потолочное перекрытие более жестким.

Изготовление металлических двутавров выполняется согласно установленным нормативам и требованиям ГОСТов и ТУ. Поэтому у них регламентированная форма и состав, позволяющие без проблем рассчитать нужные размеры и параметры, включая вес двутавра. Для этого используйте представленные ниже таблицы ГОСТ и калькулятор для автоматического расчета.

производство, расчет, как сделать своими руками

Если вы слышали об инновационном методе легкого, и, в то же время, прочного и надежного строительства из балок необычного вида и заинтересовались им, значит, эта статья как раз для вас! Давно используемые за рубежом деревянные двутавровые балки перекрытия пока еще в новинку на отечественном рынке, хотя у них куда больше преимуществ, чем у любого другого материала.

А, самое приятное во всем этом то, что их совершенно реально изготовить прямо в домашних условиях при помощи стандартных подручных инструментов. Строите дом своими силами? Тогда познакомьтесь еще с одной технологией, которая облегчит вам жизнь!

Для начала предлагаем вам посмотреть интересное видео про основные характеристики двутавровых балок:

Двутавровые балки особенно популярны за рубежом: в Канаде и европейских странах, а в России они только набирают свою популярность. Причем в некоторых регионах их даже не найти в продаже! Почему? Если мировой опыт показывает, что такой строительный материал действительно качественный и надежный, как так получилось, что двутавровые балки не заняли лидирующие позиции на отечественном рынке?

Дело в том, что истинная русская душа мастера привыкла работать с крепкими и надежными материалами: массивными, которые тяжело поднять и которые внушают уважение одним своим только видом.

И перекрытие издавна привыкли строить из прочных больших и тяжелых деревянных балок или даже цельных бревен, но уж точно не из «хитрых» инновационных конструкций с тонкой перегородкой. А то, что здесь надежность обеспечивают все те же законы физики, без которых не обойтись ни в строительстве, ни в архитектуре – это уже другой вопрос.

И до сих пор большинство российских застройщиков готовы сделать балки перекрытия даже из металла, чем из двух планок и OSB. Хотя на самом деле такие балки обладают целым рядом преимуществ!

Давайте рассмотрим все преимущества двутавровых балок как материала для строительства перекрытия:

Преимущество №1. Удивительная прочность

Благодаря такой гениально продуманной конструкции довольно хрупкие на вид балки оказываются во много раз прочнее и надежнее обычных. Верхняя часть балки работает на изгиб, а нижняя – на растяжение. Т.е. здесь уже речь идет не об одном монолитном элементе, которому приходится принимать на себя оба вида нагрузки одновременно:

Преимущество №2. Точная геометрия

Второй очень важный момент: идеальная геометрия самих балок. Даже со временем они не прогибаются, не выкручиваются, не рассыхаются и не изменяют свои своих параметров. Как утверждают производители, даже через 100 лет такие балки будут вести себя все также, как через год после постройки.

Что это дает? Для начала – безупречно ровное перекрытие, на которое легко монтировать любое половое покрытие, особенно паркет и ламинат. Дело в том, что когда вы имеете дело с брусьями и обычными деревянными балками, то должны знать, что согласно стандартам нормам их прогиб может достигать 3 см! И, поверьте даже это уже ощутимо: пол будет просто «ходить» под вашими ногами. И подобное точно хорошо не скажется ни на одном половом покрытии (кроме дешевого линолеума, пожалуй).

И это нормально: натуральная древесина – материал живой, и для нее свойственно сжиматься, усыхать или, наоборот, набирать в себя влагу. А вот двутавровые балки уже изготавливается из клееной древесины, с применением особо прочного соединяющего состава, и своих размеров они не изменяют.

Преимущество №3. Комфортный вес

Следующий важный аспект: двутавровые балки достаточно легкие, чтобы поднять одну из них самостоятельно, а потому с подобной работой без проблем справляются два обычных рабочих. Что это дает?

Во-первых, вам не понадобится тяжелая техника, которая должна будет поднимать обычные деревянные балки или металлические.

Во-вторых, работы на высоте станут более безопасными, ведь никому на голову не свалится слишком тяжелая балка.

В-третьих, применение двутавровых балок позволят немало сэкономить на фундаменте, ведь нагрузка на него уже будет на порядок меньше. И, если брать во внимание, что до 50% бюджета строительства обычно идет на надежный, крепкий фундамент, который выдержит не только стены, но и не менее тяжелые балки, тогда экономия получается существенной.

Преимущество №4. Изготовление в домашних условиях

Двутавровые балки вы можете изготовить самостоятельно, если будете знать, какими должны быть их параметры и узлы соединения. И в итоге у вас будет не только уверенность в качестве перекрытия, но и немало сэкономленный бюджет.

Преимущество №5. Практичность в утеплении

И, наконец, последний приятный момент: двутавровые балки особенно удобны для утепления междуэтажного перекрытия и последующей отделки потолка:

Единственный неприятный момент заключается в том, что в России качественные двутавровые балки поставляют единицы компаний, и если уж их приобретать, то важно уметь правильно рассмотреть все технологические недочеты. Речь ведь идет о будущем перекрытии!

Вам наверняка интересно узнать, почему двутавровая балка называется именно так? Дело в том, что она состоит из двух основных элементов, которые напоминают соединенные буквы Т. А балка Т-образной формы, в свою очередь, называется тавром. Вот откуда произошло это необычное название.

Что представляет собой такая балка в разрезе? Прежде всего, это заготовка из OSB или фанеры, которые выступают в роли ребер жесткости. А для этого в балках предварительно фрезеруют паз нужной формы. Высота балки получается от 140 до 470 миллиметров, и на практике та оказывается достаточно жесткой на прогиб. Если говорить о выборе проекта балок для стандартного коттеджного строительства с самыми популярными пролетами до 6 м, наиболее выгодной будет балка высотой 302 мм.

Самыми первыми в России стали выпускаться наскоровские балки, и их обозначениями современные производители пользуются до сих пор. Их делят на серии в зависимости от толщины полок: на тонкие балки и широкополочные:

  • Тонкие окантовочные балки серии NJ. Это балки с толщиной полок 38 мм. Такие заготавливают для обустройства периметра внешнего контура перекрытия, там, где необходим проем под лестницу или для других нагруженных мест. Они бывают однослойным и многослойными.
  • Широкополочные балки серии NJH и NJU. Это балки с толщиной полок 64 мм или 89 мм, конкретно для несущих пролетов. Как вы понимаете, в таких местах нагрузка на балки наиболее сильна.

Вот как отличаются обе серии:

Отметим такой важный момент. В интернете часто можно встретить опасное заблуждение, согласно которому изготавливают деревянные двутавровые балки перекрытия: расчет производится по старой таблице наскоровских балок. Хотя на самом деле на то время еще не существовало СНиПов для двутавров, и эта таблица предполагала снеговую нагрузку около 90 кг/м, которые соответствуют как раз Ростовской области.

Но сегодня использовать такие данные неправильно, так как вы понимаете, что снеговая нагрузка может быть намного выше в более северных районах РФ. А поэтому руководствуйтесь только такой таблицей, которую составили уже современные производители:

Помните также, что не все виды двутавровых балок, которые сегодня применяются при строительстве, пригодны для устройства перекрытия. Например, двутавровые балки опалубки.

В заводских условиях двутавры изготавливают из ценной древесины хвойных пород: лиственницы или сосны. Если вы решили приобрести готовые двутавровые деревянные балки, дадим вам пару ценных советов:

  • Пункт 1. Обратите внимание на шов: должен быть заметен небольшой выход клея. Это нормально.
  • Пункт 2. По всей полке вырез должен быть конической формы, а сама OSB должна быть фрезерирована и вставлена правильно.
  • Пункт 3. OSB должна быть через каждые полметра пристрелена скобами прямо в полку. Это помогает сохранять давление до того, как полностью застынет клей.
  • Пункт 4. Вы имеете право попросить сертификат качества продукта и посмотреть, применяется ли нужный тип клея – тот, который допущен для клееных несущих конструкций.
  • Пункт 5. Проверьте, есть ли в сопутствующей документации протокол испытания образцов балок, их номер технических условий и выпуска.

Выглядеть качественные двутавровые балки должны так:

Здесь секрет кроется в том, такие балки предварительно хорошо высушены, тогда как обычная древесина все еще содержит определенный процент влажности. Да и сама конструкция балки позволяет легко прорезать отверстия в перекрытии для проведения канализации, вентиляции газа и воды, а в условиях строительства частного дома или коттеджа это – важный момент.

Что касается клеевого соединения заметим, что некоторые российские застройщики уже давно отказались от заказа сырья от более мелких фирм и приобретают заграничные двутавровые балки, т.к. отечественное производство двутавровых деревянных балок и его итоговое качество не всегда радует. Да и опыта мало, канадская технология пока еще слишком непривычна и не находит в нашей стране большого количества последователей. Вот поэтому порой проще изготовить двутавровую деревянную балку своими руками – здесь нет ничего сложного. А мы расскажем, что и как.

Когда вы приступите к самостоятельному изготовлению заморской балки для строительства своего дома, то у вас уйдет около суток для первого образца, зато на второй день работа пойдет намного быстрее. Все делайте согласно такой пошаговой инструкции:

  • Шаг 1. Приобретите листы OSB толщиной 12 мм и нарежьте их на равные части.
  • Шаг 2. Далее вам понадобятся доски, в которых нужно сделать фрезу «ласточкин хвост» посередине доски, глубиной около 12-14 мм.
  • Шаг 3. Залейте специальный клей в отверстие и вставьте лист OSB.
  • Шаг 4. Чтобы быстро просушить участок, достаточно использовать обогреватель.

Главное при этом ни в коем случае не приобретать свежеспиленные или непросушенные доски, так как они могут непрогнозируемо повести себя в долгосрочной перспективе.

Высоту балки рассчитывайте по такому принципу:

  • Для листа с размерами 2440 мм оптимальным шагом балок будет 305, 406, 488 и 610 мм.
  • Для листа в 2500 мм рациональный шагом будет 312, 417 и 500 мм. А вот двутавровыебалки с шагом более 6 метров уже не применяют.

В заводских условиях двутавровые балки всегда фрезируются так, что прорезь у них получается как бы зауженой книзу, и лист OSB вклеивается в полку внатяг. Так лист и дерево прилегают наиболее плотно.

Для этого используется полиуретановый или меламиновый клей, а сам лист зажимают струбцинами и забивают еще дополнительно под углом 45 градусов по длине через каждые 20 см. На каждую такую балку уходит не более 2 часов, и уже через 6 часов ее можно устанавливать:

Соединяйте балки между собой при помощи специальных блок-вставок:

Вот небольшой видео-урок, как вставлять лист в древесину:

И наконец, самый ответственный этап! Изготавливая деревянные двутавровые балки для строительства своего дома, еще задолго до их монтажа вам нужно точно просчитать пустоты в перекрытиях – для будущей прокладки инженерных коммуникаций. Конечно вы будете проводить сантехнические трубы, электрические кабеля и инженерные системы. И здесь важно определеть все изначально правильно, чтобы потом не допустить ослабление перекрытия.

Сверление отверстий для коммуникаций

А теперь также подойдем вплотную к такому важному вопросу, как правильно сверлить двутавровые деревянные балки. Дело в том, что это необходимо делать еще на земле – до монтажа. И здесь важно соблюсти все правила, иначе даже небольшие отверстия способны ослабить балку по всей длине.  Где именно могут располагаться сквозные отверстия в балках перекрытия зависит от того, по какой технологии они были произведены.

Так, у двутавровых балок отверстия должны быть не более 40 мм. Располагать их разрешено практически в любом месте между таврами, но только не ближе 150 мм к торцу балки или опоры на несущий элемент. Идеально, если такие отверстия будут располагаться прямо по центру относительно полок, а не выше или ниже. А максимально допустимый диаметр отверстия 10 см.

Кроме того следите за тем чтобы расстояние между соседними отверстиями было в 2 раза больше диаметра самого большого из них.

Узлы крепления балок со стеной

Если вы подготовили балки правильно, можете смело приступать их монтажу:

Вот основные узлы крепление двутавровых деревянных балок к стене:

В готовое перекрытие из деревянных двутавров вставьте утеплитель:

А теперь давайте разберем главные ошибки при изготовлении таких балок.

Ошибка №1. Покупка неподготовленной древесины

Если вы беретесь самостоятельно изготовить изготавить такое основание для перекрытия, помните, что в заводских условиях балки готовят по специальной технологии, используя только калиброванный сухой материал. Это позволяет полностью исключить возникновение перекручивания балок так называемым «вертолетом», которое нередко происходит при применении обычных деревянных балок и досок.

Вам наверняка будет интересно посмотреть на сам процесс заводского изготовления таких балок:

Ошибка №2.  Использование неподходящего клеевого состава

Нельзя для склейки элементов двутавровой балки использовать эпоксидную смолу. У нее достаточно слабая адгезия конкретно в древесине, и придется выжидать немало времени, пока она затвердеет. А вот полиуретановый клей как раз подходит хорошо. Главное преимущество его в том, что он не горит и при этом сам термоактивен. Говоря простым языком, чем выше температура, тем крепче становится само изделие.

И уж точно нельзя использовать в качестве клея ПВА, ведь он совершенно не предусмотрен для применения в таких конструкциях.

Ошибка №3. Неправильное сопряжение балок

Речь идет о перерасходе балок. Дело в том, что в отличие от обычных деревянных балок, двутавры не крепятся внахлест. Для их крепления необходимо приложить балки встык и закрепить при помощи перфорированных пластин. Но не перфорированной лентой, применение которой потом приведет к опрокидыванию балки! Причем место установки перфорированных пластин определяется точными инженерными расчетами.

Ошибка №4. Применение не тех крепежных элементов

Еще одна популярная ошибка – это крепление двутавровых балок к стене и заделка их места монтажной пеной. А на самом деле использовать можно исключительно специальные закладные элементы.

Нельзя также применять слабые кронштейны, ведь после этого уже нельзя будет гарантировать несущую способность такого перекрытия и существует риск обрушения всей конструкции.

Не крепят двутавровые балки также обычными саморезами. Ведь сам по себе саморез – это не конструкционный элемент, и он не рассчитан выдерживать повышенную нагрузку, и используется только для крепления легких и не несущих конструкций.

Обратите внимание и на размер кронштейна, достаточность его высоты. Соотношение высоты кронштейна и балки должно стремиться к единице, то есть быть почти одинаковым. Чем меньше кронштейн – тем хуже.

Ошибка №5. Задействование посторонних элементов

Неправильно также использовать дополнительные элементы, которые не были предусмотрены конструкцией. На самом деле стандартное крепление двутавра достаточно жесткое, и еще как-то закреплять его нет необходимости.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, которая поможет разобраться с самыми типичными ошибками монтажа таких балок:

Следуйте нашим советам – и у вас все получится!

Расчет сечения двутавровой балки, веса, нагрузки

Стальная двутавровая балка – вид фасонного проката, поперечное сечение которого имеет форму буквы «Н». Чаще всего применяется в многоэтажном жилом и промышленном строительстве. Для подбора сечения двутавровой балки производят расчеты на прогиб и прочность с помощью формул или онлайн-калькулятора. В качестве исходных данных используют планируемую схему крепления, длину свободного пролета, нагрузки, материал изготовления двутавра.

Расчет прочности двутавровых балок с помощью онлайн-калькуляторов

Онлайн-калькуляторы по результатам вычислений предлагают прокат: с уклоном полок (ГОСТ 8239) или с параллельными внутренними гранями полок (ГОСТ 26020 или СТО АСЧМ 20-93). При расчете сварной балки двутаврового сечения учитывают, что изделие в реальных условиях эксплуатации должно подвергаться прогибу, составляющему не более 80% от расчетного.

Для определения сортамента двутаврового профиля с помощью калькулятора требуется введение исходных данных:

  • характеристик предварительно выбранной металлической балки;
  • условий эксплуатации профиля;
  • длины пролета.

В результате вычислений получают момент сопротивления, минимально возможный в заданных условиях. Расчеты могут быть упрощенными (формальными), произведенными с использованием укрупненных коэффициентов, и уточненными. Используя полученный момент сопротивления, по таблицам, имеющимся в ГОСТах, выбирают номер профиля.

Схемы крепления двутаврового профиля

Сегодня все вычисления на прогиб и прочность формализованы и сведены для удобства к достаточно простым расчетным схемам, различающимся по типу крепления концов двутавра и виду приложения нагрузки:

  • двутавр на двух шарнирных опорах с равномерно распределенной или сосредоточенной по центру нагрузкой;
  • консольная балка с равномерно распределенной или сосредоточенной нагрузкой;
  • двутавровый профиль на двух шарнирных опорах с вылетом с равномерно распределенным усилием и сосредоточенной нагрузкой;
  • жесткозащемленный двутавр с сосредоточенной или равномерно распределенной нагрузкой.

Определение нагрузок

Перед началом расчета собирают все нагрузки, которые будут действовать на балку. К ним относятся постоянные нагрузки, включающие вес самого конструктивного элемента и опирающихся на него конструкций, например, перекрытий. Следующий тип нагрузок – временные, которые разделяются на кратковременные и длительные. К кратковременным относятся: вес людей, ветровые нагрузки, снеговые, ледовые. Длительные: вес временно установленных перегородок, слоя воды. Еще один вид воздействий – особые (взрывы, сейсмическая активность, деформация основания).

Советы! Для высоких кровель с углом наклона ската 60° и более снеговая нагрузка не учитывается. Нормативная нагрузка в квартирах принимается равной 150 кг/м2. Расчет веса двутавровой балки осуществляется по таблицам ГОСТов 8239, 26020 или СТО АСЧМ 20-93.

Расчет балок на прогиб. Максимальный прогиб балки: формула

Балка представляет собой стержневой инженерный элемент, который нагружает силы, перпендикулярные стержню. Деятельность инженеров часто связана с необходимостью расчета прогиба балки под нагрузкой. Эта операция выполняется для того, чтобы ограничить максимальный прогиб балки.

Типы

Сегодня в строительной отрасли можно использовать балки из различных материалов. Это может быть металл или дерево.Каждый случай охватывает различные пакеты. При этом расчет балок на прогиб может иметь некоторые отличия из-за различия конструкции и используемых материалов.

Брус деревянный

Индивидуальное строительство сегодня означает широкое использование деревянного бруса. Почти в каждом доме деревянные полы. Балки из дерева можно использовать как несущие элементы, их применяют при изготовлении перекрытий, а также в качестве опор для перекрытий между этажами.

Не секрет, что она деревянная, как и стальная балка, имеет свойство изгибаться под действием нагрузок.Стрела прогиба зависит от используемого материала, геометрических характеристик конструкции, в которой используется балка, и вида нагрузок.

Допустимый прогиб балки состоит из двух факторов:

  • Соответствие прогиба и предельные значения.
  • Возможность эксплуатации здания с учетом прогиба.

Расчет на прочность позволяет максимально эффективно оценить, какие нагрузки может выдержать здание в процессе эксплуатации.Также эти расчеты позволяют точно определить, какой будет деформация элементов конструкции в каждом конкретном случае. Пожалуй, никто не станет спорить, что детальные и максимально точные расчеты входят в обязанности инженеров-строителей, но, используя несколько формул и навыки математического расчета, можно самостоятельно рассчитать все необходимые величины.

Чтобы правильно рассчитать прогиб балки, необходимо также учитывать тот факт, что в строительстве понятия жесткости и прочности неразделимы.На основании данных прочностных расчетов можно переходить к дальнейшим расчетам жесткости. Стоит отметить, что расчет прогиба балки является одним из обязательных элементов расчета жесткости.

Обратите внимание, что вычисления forSame лучше всего использовать для расширенных вычислений с довольно простыми схемами. При этом также рекомендуется делать небольшой отступ на большей странице. Особенно, если расчеты касаются несущих элементов.

Расчет балок на прогиб. Алгоритм работы

На самом деле алгоритм, по которому, как и расчет, достаточно прост. В качестве примера рассмотрим упрощенную схему расчета, опустив некоторые термины и формулы. Для расчета радиусов прогиба необходимо выполнить ряд шагов в определенной последовательности. Алгоритм расчета следующий:

  • Разработана схема расчета.
  • Определяются геометрические характеристики балки.
  • Рассчитывается максимальная нагрузка для этого элемента.
  • При необходимости проверяется устойчивость балки к изгибающему моменту.
  • Рассчитывается максимальное отклонение.

Как видите, все действия достаточно просты и вполне возможны.

Разработка расчетной схемы балки

Для составления расчетной схемы требуется много знаний. Для этого достаточно знать размеры и форму поперечного сечения элемента, пролет между опорами и способ опирания. Пролет – это расстояние между двумя опорами.Например, в качестве несущих балок используются балки перекрытия несущих стен дома, между которыми 4 м, тогда пролет будет 4 м.

При расчете прогиба деревянной балки учитывают свободно поддерживаемые элементы дизайна. Для балки перекрытия нагрузка рассчитывается равномерно. Обозначается символом q. Там, где нагрузка сосредоточена, принимается окружность сосредоточенной нагрузки, обозначенная буквой F. Величина этой нагрузки равна массе, оказывающей давление на конструкцию.

Момент инерции

Геометрическая характеристика, называемая моментом инерции, важна при расчете прогиба балки. Формула позволяет вычислить это значение, и мы его немного уменьшим.

При расчете момента инерции учтите, что величина этого признака зависит от ориентации элемента в пространстве. При этом наблюдается обратная зависимость между моментом инерции и величиной прогиба. Чем меньше момент инерции, тем больше величина прогиба и наоборот.3/12, где:

b – ширина сечения;

h — поперечное сечение балки.

Расчет максимального уровня нагрузки

Определение максимальной нагрузки на элемент Проект выполняется с учетом многих факторов и показателей. Обычно при расчете уровня нагрузки следует принимать вес 1 м текущей балки, вес 1 м 2 перекрытия, нагрузку временного перекрытия и нагрузку от перегородок на 1 квадратный метр перекрытия. в учетную запись. Также учитывается расстояние между балками, измеряемое в метрах.Например, при расчете максимальной нагрузки на деревянный брус берем средние значения, согласно которым вес перекрытия 60 кг/м², временная нагрузка на перекрытие 250 кг/м², перегородки будут весить 75 кг/м². м². Вес самого бруса очень просто рассчитать, зная его объем и плотность. Допустим, используется деревянный брус сечением 0,15 х 0,2 м. В этом случае его вес будет 18 кг/м. Также, например, расстояние между нахлестами на брусьях соблюдайте равным 600 мм.В этом случае требуемый коэффициент равен 0,6.

В результате расчета максимальной нагрузки получается следующий результат: q = (60 + 250 + 75) * 0,6 + 18 = 249 кг/м

После получения значения можно приступать к расчету максимального прогиба .

Расчет максимального значения прогиба

После расчета балки формула отображает все необходимые элементы. Обратите внимание, что формула, используемая для расчета, может иметь несколько иную точку зрения, если расчеты выполняются для разных видов нагрузок, которые будут воздействовать на балку.4/384 * E * J.

Обратите внимание, что в этой формуле E является постоянной величиной, которая называется модулем упругости материала. Для дерева значение составляет 100 000 кгс/м².

Продолжение расчетов с нашими данными, например, получаем, что для балки из дерева сечением 0,15 х 0,2 м и длиной 4 м максимальный прогиб под действием рассредоточенной нагрузки равен 0,83 см.

Обратите внимание, что при расчете отклонения с учетом схемы сосредоточенной нагрузки формула принимает вид:

f = -F * l ^ 3/48 * E * J, где:

F - сила давления на перекладине.

Также обращаем Ваше внимание на то, что значение Модуля упругости, используемое при расчете, может быть разным для разных пород древесины. Это влияние оказывает не только порода дерева, но и форма древесины. Следовательно, массивная древесина, клееная балка или балка из оцилиндрованного бревна имеют разные модули упругости и, следовательно, разные максимальные значения прогиба.

Вы можете преследовать различные цели, утверждая расчет балки на прогиб. Если вы хотите знать пределы деформации элементов конструкции, то после расчета стрелок прогиба можно остановиться.Если ваша цель установить уровень соответствия найденных показателей строительным нормам, то их следует сравнить с данными, содержащимися в специальных нормативных документах.

Двутавровое сечение

Двутавровые балки используются реже из-за их формы. Однако следует помнить, что такой элемент конструкции выдерживает гораздо большие нагрузки, чем уголок или швеллер, альтернативой которым может быть двутавр.

Расчет прогиба двутавровой балки экономически выгоден, если вы собираетесь использовать ее в качестве мощного конструктивного элемента.

Обратите внимание, что не для всех типов двутавров можно рассчитать прогиб. В каких случаях можно рассчитывать прогиб двутавра? Таких случаев 6, соответствующих шести типам двутавров. Это следующие типы:

  • Однопролетная балка с равномерно распределенной нагрузкой.
  • Консоль с жестким уплотнением на одном конце и равномерно распределенной нагрузкой.
  • Балка однопролетная с консолью с одной стороны, на которую ложится равномерно распределенная нагрузка.
  • Балка однопролетная с шарнирно-сочлененной опорой с сосредоточенной силой.
  • Балка шарнирная однопролетная с двумя сосредоточенными силами.
  • Консоль с жестким уплотнением и концентрированным усилием.

Металлические балки

Расчет максимального прогиба одинаков для стальной балки или детали из другого материала. Важнее всего запомнить те величины, которые являются конкретными и постоянными, например, модуль упругости материала. Работая с металлическими балками, помните, что они могут быть изготовлены из стали или двутавра.

Прогиб металлической стальной балки рассчитывается с учетом того, что постоянная Е в данном случае равна 2 · 105 МПа. Все остальные элементы, например момент инерции, рассчитываются по описанным выше алгоритмам.

Расчет максимального прогиба балки с двумя опорами

В качестве примера рассмотрим схему, на которой балка стоит на двух опорах и к ней в любой точке приложена сосредоточенная сила. До приложения силы балка была прямой, но под действием силы она изменила свой вид и стала кривой из-за деформации.

Предположим, что плоскость XY является плоскостью симметрии балки на двух опорах. Все нагрузки действуют на балку в этой плоскости. В этом случае фактом является то, что кривая, полученная под действием силы, также будет лежать в этой плоскости. Эта кривая называется линией изгиба балки или линией отклонения балки. Алгебраически решить линию упругости балки и вычислить прогиб балки, формула которого будет постоянной для балки с двумя консолями, можно следующим образом.

Прогиб на расстоянии z от левой опоры балки z 0 ≤ z ≤ a

F (z) = (P * a 2 * w 2 ) / (6E * J * l) * (2 * z / a + z / b-z 3 / a 2 * (b)

Прогиб балки на двух опорах на расстоянии z от левой опоры при ≤ z ≤l

f (z) = (- Р * а 2 * ш 2 ) / (6Е * J * л) * (2 * (л-з) / б + (л-з) / а- (л-з) 3 / а + б 2 ) , где P — приложенная сила, E — модуль упругости материала, J — осевой момент инерции.

Для балки с двумя опорами момент инерции рассчитывается следующим образом: 1 ​​ - ширина и высота сечения используемой балки соответственно.

Заключение

В заключение можно сделать вывод, что Самостоятельно рассчитать максимальный прогиб балки разных типов достаточно просто. Как показано в этой статье, главное знать некоторые характеристики, которые зависят от материала и его геометрических особенностей, а также рассчитать по нескольким формулам, где каждый параметр имеет свое объяснение и не взят из ниоткуда.

р >>.

Стальные балки ⋆ Chodor-Projekt ⋆ Architekci i Inżynierowie. Энциклопедия PiWiki

Основными элементами стальных конструкций являются балки и колонны. Балки являются изгибаемыми элементами, а колонны на сжатие. До достижения полной несущей способности сечения (пластического для 1-го класса, или 2-го, упругого для 3-го класса или некритического для 4-го класса) они могут терять общая устойчивость элемента: колонны изгибаются, а балки изгибаются и, следовательно, обычно имеют меньшую несущую способность, чем сечение стержня, из которого они сделаны.

В статье представлены классические стандартные правила определения размеров балок стальных конструкций. Расширение этой темы можно найти в статье Коэффициент потери устойчивости. Бытие и миф, и в действии. Читатель также должен быть знаком с вопросом о пластической несущей способности стальных элементов и конструкций.

Классическая теория изгиба балки Бернулли-Эйлера имеет очень ограниченное применение к стальным балкам, поскольку поперечные сечения стальных балок тонкостенные, а теория Бернулли предназначена для балок с коротким сечением.В случае стальных профилей следует использовать обобщенную теорию балок (стержней) Власова, правильную для тонкостенных профилей. В рамках теории кручения Власова можно объяснить явление потери устойчивости балки через потерю плоской формы изгиба, т. е. кручение. Это явление не может быть объяснено в рамках теории Бернулли и является фундаментальным явлением в стальных конструкциях. На рис.1

Рис. 1. Боковое кручение двутавровой консольной балки

Далее сначала рассматриваются защищенные от коробления балки (рис. 1), а затем нераскрепленные балки, подверженные короблению.

Типичные области применения стальных балок

В таблице 1 перечислены основные типы стальных балок, диапазон используемых пролетов и типичные области применения.

Таб.1 Типовые пролеты и применение стальных балок, Рис.2, Таб.1

Прочность сечения балки на изгиб

На рис.2 показаны этапы работы стальной балки на примере однопролетной балки, нагруженной сосредоточенной силой F в середине пролета. На первом этапе упругой работы балки на нагрузку $F_e$ зависимость (нагрузка-причинное перемещение - в данном случае стрела прогиба) = $(F-\дельта)$, пропорциональна и прямолинейна. При пластификации 1-й точки балки (наиболее напряженная точка - сечение под действием силы F в крайнем зерне сечения) из точки А на рис. 1. начинается стадия нелинейной, упругопластической работы.Нагрузка $F_e$, вызывающая пластификацию первой точки, является упругой способностью балки. После пересечения точки В на диаграмме нагрузка не может увеличиться выше $F_{pl}$ - происходит неограниченное увеличение ведущего смещения без увеличения нагрузки - балка течет - сработал пластический механизм за счет создания пластических шарниров . В статически определимой балке достаточно создать один пластический шарнир - в случае однопролетной балки под действием сосредоточенной силы.Максимальной нагрузкой называют предельную или пластическую грузоподъемность балки.

Рис. 2. Траектория равновесия однопролетной балки

Балки являются элементами с преимущественным изгибом, и их сопротивление измеряется изгибающим моментом, а не нагрузкой. В случае балки, защищенной от потери устойчивости, сопротивление балки можно приравнять сопротивлению сечения $M_{Rd}$, рассчитываемому по формуле:

$$\begin{equation}M_{Rd}=\ dfrac {W_y f_y} {\ gamma_M} \ label {1} ​​\ end {equation} $$

где: индекс прочности сечения $W_y $ зависит от класса сечения:

$$ \ begin {equation} W_y = \begin{case}
W_ {pl, y} , & \ text {для класса сечения 1.2} \\
W_ {el, y}, & \ text {для класса 3} \\
W_ {eff, y }, & \ text {для класса 4} \\
\ end {cases} \ label {1a} \ end {equation} $$

Коэффициент материала для классов поперечного сечения 1, 2 и 3 равен $\gamma_M = \gamma_{M0}$, а для класса 4: $\gamma_M = \gamma_{M1}$.

Соотношение (1) верно, когда поперечное усилие настолько мало, что его влиянием на момент сопротивления можно пренебречь. В норме }”] указано, что малое усилие сдвига составляет не более 50% способности сечения к сдвигу, и тогда пластическую способность сечения можно принять из ($\ref{1}$) для прочности брутто показатель.

Если пояса ослаблены болтовыми отверстиями, убедитесь, что отношение чистой площади $ A_ {f, net} $ к общей площади $ A_f $ хорды не настолько мало, что решающее значение имеет чистое сечение.Предельным считается отношение, принятое для растянутых элементов, т.е. $A_{f,net}/A_f$ в растянутом поясе не менее 0,81 или 0,88 для толщины пояса t < 40 мм соответственно для стали С275 и S355.
Если $A_{f,net}/A_f$ меньше значения этого коэффициента, то сечение натяжного пояса следует принимать за $A_{f,net}$. Отверстия под болты в сжатой зоне (как полка, так и стенка) можно не учитывать, если нет возможного давления болта (например, для овальных отверстий).

На рис. 3 показана траектория равновесия статически неопределимой балки. Потеря несущей способности такой балки происходит не после создания первого пластического шарнира, а только после создания $N=s+1$ шарниров, где $s$ - степень статической неопределенности балки. После создания первого пластического шарнира происходит перераспределение напряжений (изгибающих моментов) и изменение статической схемы балки. При этом важна возможность пластического поворота в потенциальных шарнирах, что возможно для сечения 1 класса.

Рис. 3. Траектория равновесия двухпролетной балки, рис.2

Сопротивление сдвигу сечения балки

Сдвиг в балках может быть значительным в случае коротких балок с большими точечными нагрузками. На рис. 4 представлена ​​система касательных напряжений в сечении I на этапе работы упругой балки. Практически вся сила сдвига передается через перемычку, а изменение напряжения сдвига вдоль перемычки очень мало, поэтому для практического проектирования достаточно точно предполагать постоянное среднее напряжение сдвига по высоте перемычки.

Из гипотезы Губера-Мизеса прочность на сдвиг стали с пределом текучести $f_y$ равна $f_{yv} = \ dfrac {f_y} {\ sqrt {3}}$. Отсюда сопротивление поперечного сечения сдвигу можно определить по формуле (6.18):

$$ \ begin {equation} V_ {pl, Rd} = \ dfrac {A_v \ cdot f_y} {\ sqrt {3 } \ gamma_ {M0}} \ label {2} \ end {equation} $$

и условие сопротивления сдвигу балки принимает вид, (6.17):

$$ \ begin {equation} V_ {Ed} \ le V_ {pl, Rd} \ label {3} \ end {equation} $$

где: $ V_ {Ed} $ - расчетная поперечная сила в поперечном сечении.

Условие $(\ref{3})$ действительно для складских секций. Изгиб при сдвиге должен быть проверен для тонких стен. Принято, что гибкость стенки (стенки сдвига) $\lambda_w = d/t_w$, выше которой стенка может потерять устойчивость, принимается равной $\lambda_w = 69\varepsilon$, т.е. 69 для стали С235; 63,8 для стали S275 и 56,1 для стали S355.

Рис. 4. Распределение касательных напряжений от поперечной силы V в поперечном сечении балки

Площадь поперечного сечения сдвига $A_v$ в формуле ($\ref{2}$) следует выбирать в зависимости по форме поперечного сечения по таблицам профилей или приблизительно считать, что это площадь стен, параллельная действующей поперечной силе,
напр.2 \ label {6} \ end {equation} $$

Расчет классическим кодовым методом

Условие несущей способности однонаправленно изогнутой балки относительно оси y может быть записано как

$$ \ begin {equation } \ dfrac {M_ {Ed}} {M_ {b.Rd}} \ le 1.0 \ label {7} \ end {equation} $$

где: $M_ {Ed} $ - расчетный изгибающий момент, $M_{ b, Rd} $ - несущая способность балки при изгибе из условия поперечной потери устойчивости

Сопротивление продольному изгибу балки можно рассчитать по следующей формуле:

$$ \ begin {equation} M_ {b, Rd} = \ dfrac { \ chi_ {LT} W_y f_y} {\ gamma_ {M1} } \ label {8} \ end {equation} $$

где: показатель прочности сечения $W_y$ зависит от класса сечения по зависимости ($\ ссылка {1a} $).2 \ right] \ label {11} \ end {equation} $$

Обратите внимание, что в формуле ($\ref{9}$) для гибкости балки в знаменателе под корнем стоит сопротивление сечение балки $M_R=W_y\cdot f_y$ зависит от класса сечения по ($\ref{1a}$). Для класса сечений 1: $W_y = W_{pl,y}$, а не $W_{el,y}$, как это используется в некоторых расчетных программах и учебниках.

Параметр несовершенства $ \ alpha_ {LT} $ принимается в зависимости от типа кривой боковой потери устойчивости, присвоенной форме поперечного сечения, на основании табл.2 и табл. 3.

Таблица 2. $ \ Alpha_ {LT} $ параметры несовершенства кривых потери устойчивости

Таблица 3. Назначение кривых боковой потери устойчивости

Особый случай двутавров

Для прокатных и сварных двутавров стандартных кл. 6.3.2.3 позволяет использовать формулы с несколько более благоприятными значениями, чем ($\ref{10}$) и ($\ref{11}$), а именно:

$$\begin{equation}\chi_{ LT} = \ dfrac {1} {\ phi_ {LT} - \ sqrt {\ phi_ {LT} ^ 2 - \ beta \ cdot \ overline \ lambda_ {LT} ^ 2}} \ le 1.0 \ text {и} \ chi_ {LT} \ le 1 / {\ overline \ lambda_ {LT} ^ 2} \ label {12} \ end {equation} $$

$$ \ begin {equation} \ phi_ {LT} = 0,5 \ left [ 1+ \ alpha_ {LT} (\ overline \ lambda_ {LT} - \ overline \ lambda_ {LT, 0}) + \ beta \ cdot \ overline \ lambda_ {LT} ^ 2 \ right] \ label {13} \ end {уравнение}$$

где:
$\overline\lambda_{LT,0} = 0,4$ (максимальное значение),
$\beta = 0,75$ (минимальное значение),
Для катаных двутавров в формуле ( $\ref{13}$) коэффициент неидеальности $\alpha_{LT}$ принимается для кривой потери устойчивости, отличной от ($\ref{11}$), а именно для $h/b\le 2\to$ для кривая «б»; для $h/b>2\to$ для кривой "с".

Упрощенные формулы для случая связей и в зданиях

Стандарт класса 6.3.2.3 дает приближенный метод учета неоднородного распределения моментов между боковыми связями балки, а также упрощенный метод оценка потери устойчивости при кручении балок в зданиях. Эти упрощенные методы утратили свое значение с тех пор, как программа LTBEAM для определения критического момента любой многопролетной балки с любой нагрузкой и боковыми ограничениями стала широко доступна европейским инженерам.В статье мы опускаем исторические, аналитические, приближенные стандартные формулы, а ниже приводим более подробную информацию по применению программы LTBEAM.

Комментарии к перспективам проектирования стальных балок

В данной статье представлен классический типовой подход к расчету стальных балок с небольшим обобщением - рекомендация использовать программу LTBEAM и, следовательно, определять изгибающую гибкость по общей формуле $ (\ ссылка {9). В настоящее время мы находимся на пороге «революции» в методологии проектирования конструкций, когда использование редукционных коэффициентов (на изгиб и кручение) заменяется использованием несовершенных методов, рассмотренных в серии статей «Метод несовершенного проектирования».Наиболее близким к общепринятому является метод общего несовершенства

, реализованный в программе Consteel v.13, который классифицируется как общий метод потери устойчивости, т. е. до сих пор входит в метод потери устойчивости. Этот метод основан на использовании одного коэффициента потери устойчивости для всей конструктивной системы, а не для каждого элемента в отдельности, а также для всех видов неустойчивости (боковая, крутильная и крутильно-крутильная потеря устойчивости)

Расчетный пример

Определить опору мощность балки по оси Е, входящей в красную схему 90 153 90 152 с лодкой на плане главного здания - рис.2. Балка имеет сечение ИПЭ 400-S355 и трехпролетная: длина концевых пролетов 6 м, средних 9 м.

Рис. балки

Геометрические и механические характеристики поперечного сечения балки:
IPE 400 -S 355:
$A$=84,46 см 2 ,$b$=180 мм, $h$=400 мм,
$t_f$ = 13,5 мм, $t_w$ = 8,6 мм, $I_y$ = 23 130 см 4 .
$i_y = 16,55 см, $i_z$ = 1318 см4, $i_z$ = 3,95 см, $
$i_t = 51,08 см4; $ I_w $ = 490 × 103 см2 6,
$ W_ {pl, y} $ = 1307 см 3 ,
$ f_y $ = 355 МПа, $ E $ = 210 ГПа.

Силы поперечного сечения

На рис. 3 представлены диаграммы сил поперечного сечения в балке (осевые силы отсутствуют)

Рис. 3 Диаграммы сил поперечного сечения балки по оси Е

Торсионное кручение

Расчетные силы в пролете составляют:
M Ed = 114,3 кНм,
V Ed = 75,9 кН.

Класс поперечного сечения

Поперечное сечение относится к классу 1, потому что оно прокатано и изогнуто в одну сторону.

Проверка сопротивления сечения

Сопротивление изгибу

$ M_{Ed} = 114,3\кНм$,

$(\ref{1})\to M_{pl, Rd} = W_{pl , y} \cdot f_y/\gamma_{M0} = 1,307\cdot 10^6\cdot 355\cdot10^3/1.3} {1,0 \ cdot \ sqrt {3}} = $ 875 кН. $

$ \ lambda_w = \ dfrac {h_w} {t_w} = \ dfrac {373} {8,6} = $ 43,4,

$

\ lambda_ {w, lim} = 72 \ dfrac {\ varepsilon} { \ eta} = 72 \ dfrac {0,81} {1,0} = $ 58,3,

Так как $\lambda_w <\lambda_{w, lim}$, проверять сопротивление поперечному сечению сдвигу не нужно.

Взаимодействие при сдвиге и изгибе

$ V_ {Ed} = 75,9 \, кН <0,50 \ cdot V_ {pl, Rd} = 0,50 \ cdot 875,0 = 437,5 \, кН $,

поэтому можно проверить взаимодействие на изгиб и сдвиг опущено.

Поперечное сечение имеет достаточную несущую способность

Проверка несущей способности элемента (изгиб с кручением)

На рис. 4 показаны данные для проверки потери устойчивости при поперечном кручении.

Рис. 4 Данные для примера

Определение критического момента M cr

Аналитическая формула

Принятие условий опоры стандартным образом (вилочная опора на опорах) для нагрузки, приложенной к верхней хорды в центре изгиба, критический момент можно получить по следующей формуле):

Для данных: L = 6.00 м, k z = k w = 1,0, C 1 = 1,80 и C 2 = 1,60 и z g = 200 мм, после подстановки в формулу получаем:

$M_900 кр} = 164,7 \, кНм $

Аналитические выражения в критический момент очень сложны, что приводит к частым ошибкам в расчетах, кроме того, практически каждая статическая диаграмма описывается другой формулой, и трудно оценить значения и знак коэффициентов: k z , k w , C 1 , C 2 и другие граничные параметры.Даже если применить правильные аналитические формулы и точно оценить необходимые коэффициенты, результат все равно может существенно отличаться от правильного значения M cr .

Программа LTBeam

В рассматриваемом случае критический момент для проверки определялся численно с помощью программы LTBeam. Для этого установите бесплатную программу LTBeamN (балка, нагруженная моментом и сжимающей силой) по ссылкам в конце статьи после описания программы.

На рис. 5 представлены формы (режимы) кручения, полученные из версии 1.01 этой программы.

Рис. 5 Собственные формы поперечного кручения балки из LTBEAM v. 1.01

Программа LTBeam получила значение

$ M_ {cr} = 175,4 \, кНм $

Это точное значение. Разница между значением, полученным из аналитической формулы (несмотря на сохранение высокой точности), составляет целых 6,5%. Погрешность оценки грузоподъемности будет еще больше, что доказывает малопригодность аналитических методов для практической оценки $M_{cr}$.{-3}} {175,6}} = 1,6 доллара США.

Так как $h/b=400/180=2,2\,>\,$2, кривая потери устойчивости равна "b" (по табл. 2) и $\alpha_{LT} = 0,34$ (по табл. 3 ),

После подстановки значений в формулы получаем:

$(\ref{11})\to\phi_{LT}=2.16$,
$(\ref{10})\to\ chi_{LT} = $0,28, $
(\ref{8}) \ to M_{Rd} = 464\cdot 0,28 = 129,9\, кНм$> $M_{Ed} = 114,3\, кНм$.

Балка имеет достаточную несущую способность.

С помощью программы LTBeamN 1.0.2 можно определить множитель критической нагрузки $\Lambda_{cr}$ При увеличении нагрузки по отношению к множителю происходит коробление балки.$ M_ {cr} = \ Lambda_ {cr} \ cdot M_ {max} $, где $ M_ {max} $ — максимальный изгибающий момент, вызванный заданной нагрузкой (до увеличения на множитель α cr ). Acronymy Ltbeamn поставляется с английского "L Ater T Orsional B B Beam Uckling с N Ormal Force" . Буква N указывает на то, что в текущей версии программы балки могут возникать поперечные и осевые сжимающие нагрузки. с учетом осевой силы.Это новое приложение разработано в VBNet с расширенным пользовательским интерфейсом, позволяющим, среди прочего, анализировать балки переменной высоты.

В программе LTBeamN балка может быть составлена ​​из когерентно связанных элементов, с переменной высотой по всей или части ее длины. Конечный элемент симметричен относительно плоскости изгиба - можно использовать каталожные двутавры или задать пользовательский профиль, указав размеры или геометрические характеристики.Распределение равномерных нагрузок М и N и условия поперечной связи могут быть изменены по длине балки в плоскости за ее пределами.

LTBeam вычисляет критический упругий момент потери устойчивости при кручении Mcr и предоставляет много полезной информации о форме элемента с потерей устойчивости при различных нагрузках и условиях поддержки. Программа может быть использована в случае однопролетных и многопролетных балок, изогнутых относительно более сильной оси инерции для би- и моносимметричных сечений.Учитывается влияние точечных и непрерывных поперечных точечных связей (жестких и гибких). Нагрузки, поперечные связи можно прикладывать на любом расстоянии выше и ниже «центра» поперечного сдвига, а также можно использовать для материалов, отличных от стали, при условии ввода соответствующих данных материала.

Установка Для установки программы распакуйте скачанный архив и запустите файл setup.exe, предварительно удалив предыдущие версии программы.

Отдельные этапы определения балки разделены на 4 вкладки: 1. Ссылки — ввод основных данных, напечатанных на оценочных листах 2. Определение балки — определение основной информации о балке: L = общая длина балки (все пролеты в всего) и материала, 2. Боковые ограничения - определение предельных и промежуточных условий поддержки, 3. Опоры - определение опор 4. Нагрузка - определение нагрузок, 4. Критический момент - обозначение критического момента.

Обратите внимание, что программа LTBeamN не используется для проверки стандартной несущей способности балки, а только для определения критического момента. Это очень полезный инструмент для определения критического момента и, следовательно, коэффициента потери устойчивости при кручении в соответствии с пунктом 2.2.

В современной практике проектирования следует исходить из того, что использование программы LTbeamN незаменимо для каждого инженера.В качестве альтернативы можно использовать более продвинутые программы, такие как ConSteel. С другой стороны, использование формул для определения критического момента стальных балок категорически не рекомендуется, а даже в силу сложности и частых существенных учетных ошибок - даже запрещается.

Пользовательский интерфейс доступен на французском и английском языках. Справка доступна только на французском языке, но ведь работает гугл-переводчик.

Скачать LTBeam v1.0,3 с CTCIM. (сайт автора), или
Скачать LTBeamN v 1.0.3 с πPortal (база этой страницы).

После распаковки пакета и запуска установочного файла следуйте инструкциям.

Библиография статьи _______________
Конец

Нравится:

Нравится Загрузка...

Статьи по теме

.

Двутавровые балки - Разрешение на строительство

Двутавровые балки

Двутавровые и тавровые балки должны иметь толщину стенки не менее 8 см при вертикальном положении балки при ее бетонировании и не менее 5 см при бетонировании их по горизонтали должность (программа лицензирования сборки компьютеров). При опирании элементов покрытия (например, трапециевидных плит, плит-оболочек и т. п.) на балки ширина верхней полки должна быть не менее 20 см. Армирование ненапряженных балок не отличается от рассмотренных в томе Х, а их расчет ведется по правилам, приведенным в томе II Б.B.

Расчет как железобетонных, так и железобетонных балок подробно обсуждается в томе III B.B (программа лицензирования строительства ANDROID).
Сборные балки с традиционным армированием применяют только для меньших пролетов, обычно не превышающих 12 м. Второстепенные балки с малыми нагрузками изготавливают прямоугольного сечения (например, балки системы связей), но обычно они таврового или двутаврового сечения балки (для размещения арматуры или когда необходимо нагрузить их нижние части).

В случае тавровых или двутавровых пролетов часто используется для надлежащего восприятия основных напряжений за счет расширения стенки в опоре до ширины полки (поэтому здесь у нас прямоугольное сечение). Расширение опорного сечения до прямоугольного также позволяет обеспечить устойчивое расположение балки на опорах и уменьшить высоту покрытия. Наиболее рациональным является переменное сечение балок, соответствующее ходу изгибающего момента (строительный ценз). Такие вариации, однако, создают большие трудности реализации (сложная форма форм), поэтому обычно используются формы, лишь в чем-то схожие с вышеперечисленными.Балки с ненапрягаемой арматурой также могут работать как однопролетные на этапе эксплуатации, но их монолитизация при сборке не вызывает больших затруднений (программа устного экзамена).

Здесь используются два метода соединения: железобетонное соединение (заполнение зоны сжатия бетоном и соединение растянутых стержней, например, сваркой) и стальное соединение (сварка или болтовое соединение). Несмотря на неоспоримое экономическое превосходство предварительно напряженных балок, существует большое разнообразие типов балок с традиционным армированием.Ниже приведены еще два интересных решения.

Полка верхняя усиленная

Полка верхняя усилена сварной сеткой, а стенка - сварным стержневым каркасом. Этот тип несущей балки с низкой несущей способностью используется для восприятия нагрузок непосредственно от панелей настила. Тавровая балка, являющаяся несущим элементом покрытия фронтона. Изготавливается с пролетом 12 и 15 м (отзывы о программе). Высокая несущая способность балки была получена за счет использования большой высоты стенки (для балки с пролетом 12 м она составляет 128 см).Относительно небольшой вес элемента был достигнут за счет расположения всех стержней основной нижней арматуры (высококачественная сталь) в одной вертикальной плоскости, что позволило минимизировать толщину стенки. Арматурные стержни соединяются между собой через каждые 0,8-1,0 м и анкеруются в бетон над опорой посредством двух уголков.

Армирование стенки выполнено гнутой стержневой сеткой, а полка балки армирована плоским сварным стержневым каркасом. Бетон марки 300.
Фермы вантобетонные балочные.Эти фермы используются во многих странах как типовые с обычно применяемыми пролетами 9-24 м и даже 30 м. Они могут быть выполнены как единое целое, так и собраны из двух, трех и более сегментов. Несколько типов этого типа ферм приведены ниже (приложение к нормативным актам).
К этому типу ферм относятся универсальные универсальные фермы с постнапряжением KBU с пролетами 9,0 м и 12,0 м, используемые в Польше в качестве стандарта 5 (в зависимости от величины нагрузки).Аналогично вышеперечисленным прогонам изготавливают прогоны с пролетом 12 м. Прогоны типа КБУ - 12/Д двускатные, - прогоны типа КБУ - 12/П, подвесные. Оба типа длиной 11,94 м состоят из трех предварительно напряженных сегментов, как указано выше. два или три кабеля (акция 3 в 1).

.

Расчет критического момента бисимметричных стальных балок двутаврового сечения при сложных режимах нагрузки - Inżynieria i Budownictwo - Volume R. 77, No. 1-2 (2021) - BazTech

Расчет критического момента бисимметричных стальных балок двутаврового сечения в режимах сложной нагрузки - Инженерия и Строительство - Том Р. 77, № 1-2 (2021) - BazTech - Yadda

ЕН

Расчет критического момента стальных балок бисимметричного двутаврового сечения при комбинированном нагружении

PL

Представлены результаты исследования, выполненного в рамках первой авторской кандидатской диссертации по поперечному кручению бисимметричных двутавровых балок.Полученные формулы моментов и элементарные коэффициенты преобразования, относящиеся к состояниям симметрии и антисимметрии, сведены в таблицы. Они позволяют использовать электронную таблицу для определения значения коэффициента эквивалентного момента для определения критического момента в случае нагрузки, состоящей из опорных моментов и пролетной нагрузки. Представлен алгоритм процедуры и численный пример, иллюстрирующий использование предоставленных формул и таблиц.

ЕН

В статье представлены результаты исследований, выполненных в рамках магистерской диссертации первого автора по изучению потери устойчивости при кручении стальных балок бисимметричного двутаврового сечения.Результирующие уравнения для моментов и элементарных коэффициентов преобразования для симметричного и антисимметричного случаев приведены в таблицах. Уравнения, представленные в таблицах, подходят для расчета критических моментов балок при комбинированном нагружении, состоящем из концевых моментов и пролетных нагрузок. Блок-схема и расчетный пример включены, которые иллюстрируют, как блок-схема и таблицы используются в практических приложениях.

Библиогр.10 поз. ил., табл.

  • Варшавский технологический университет, факультет гражданского строительства
  • Варшавский технологический университет, факультет гражданского строительства
  • [1] Битер Р.: боковое выпучивание свободно опертых двутавровых двутавровых балок без ограничений. «Архив строительства», No. 61 (4) / 2015.
  • [2] Gelea Y .: Déversernent élastique d'une poutre à section bi-symétrique soumise à des extrémité et une charge répartie ou concentrée. «Ревю Констракшн Металлик», № 1. 2/2002.
  • [3] Боршт А.М., Гижеёвский М.А., Пенкацка М.: Упругое поперечное выпучивание балок. Архив гражданского строительства (в процессе подготовки).
  • [4] Pękacka M.: Упругое выпучивание стальных двутавровых балок под действием выбранных пролетных нагрузок и опорных моментов. Дипломная работа. Факультет гражданского строительства, Варшавский технологический университет, Варшава 2020.
  • [5] PN-EN 1993-1-1:2006 Проектирование стальных конструкций. Часть 1-1. Общие нормы и правила для зданий.
  • [6] Тимошенко С.П., Гир Дж.М.: Теория упругой устойчивости. 2-е издание, Нью-Йорк, McGraw-Hill, 1991.
  • [7] Трахир Н.С.: Изгибно-крутильное выпучивание конструкций. 1-е издание, Бока-Ратон, CRC Press, 1993.
  • .
  • [8] Трахир Н.С., Брэдфорд М.А., Нетеркот Д.А., Гарднер Л.: Поведение и проектирование стальных конструкций по EC3. 2-е издание, Лондон-Нью-Йорк, Тейлор и Фрэнсис, 2008 г.
  • [9] Дополнительная информация: Упругий критический момент при поперечном выпучивании. SN003a-PL-EU, доступная сталь. https://www.piks.com.pl/access-steel/.
  • [10] Программное обеспечение: LTBeam, Боковой изгиб балок при кручении Ивана Галеа, CTICM, 2002 г. https://ltbeam.software.informer.com/.

Разработка протокола из средств Министерства науки и высшего образования, договор № 461252 по программе «Социальная ответственность науки» - модуль: Популяризация науки и популяризация спорта (2021).

bwmeta1.element.baztech-97c8e887-8cc1-4140-a701-05ef649a95c1

В вашем веб-браузере отключен JavaScript. Пожалуйста, включите его, а затем обновите страницу, чтобы воспользоваться всеми преимуществами..

Как перекрыть пролет 6 метров. Калькулятор луча

Таблица пролетов этажей

Таблица пролетов полов каркасных домов помогает правильно подобрать часть лаг пола, а значит избежать проблем с провисанием пола, скрипом и вибрациями при ходьбе. Наш воспитательный подход — брать больше досок — экономически не оправдан. Доска дешевле бруса, особенно с большим сечением. Чаще всего длина пролетов перекрытий находится в пределах 3,5-4,5 метров и, соблюдая правильное сечение и шаг, можно установить надежный пол.

Напомню, что лаги перекрытия устанавливаются с определенным шагом, кратным большей стороне необработанной доски обшивки, т.е. 305 мм, 407 мм, 488 мм и 610 мм для плиты осб/фанеры размерами 2240 х 1220 мм.

Для растра 305 мм (12 "OC)

Для растра 407 мм (16 "OC)


Для растра 488 мм (19,2 "OC)


Для сетки 610 мм (24" ОС)


Откуда берутся данные в этих таблицах?

Как правильно работать с таблицами и каковы бытовые и нежилые нагрузки?

Квартирой считается все, что находится и движется по полу: люди, предметы.Нежилая нагрузка – это вес строительных элементов. Например, вес лаг перекрытия и плит перекрытия.


Зависит от того, что будет наверху: двуспальная кровать или простое кресло. Окончательным напольным покрытием может быть как светлый ламинат, так и теплая плиточная стяжка.

Обычно для жилых помещений общая нагрузка находится в пределах 200-250 кг на кв.м. Если вы планируете установить чугунную ванну, обратите внимание на ее вес и добавьте в нее много воды и себя.

Для какой породы древесины взяты эти значения?

Поскольку на наших рынках нет системы качества и точной классификации пиломатериалов, в таблицах приведены значения для ели обыкновенной и сосны II класса по североамериканской классификации.

Реальные размеры сечения досок в американских столах меньше, чем в европейских, что делать?

Это правда. Если американцы говорят, что доска 2"х6", а не 50,8мм х 152,4мм.На самом деле это 38,1 мм х 139,7 мм. Сечение доски уменьшается в результате сушки и строгания. Наши лесопилки, дровяные склады и ярмарки тоже не имеют мебельного магазина. Продавцы говорят, что плата имеет размер 50 мм x 150 мм, но на самом деле может быть 40-50 мм x 135-150 мм.

Возможность самонесущего перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение вопроса с балками позволяет «играть» с объемом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие холлы.Но если «деревом» перекрыть расстояние в 3-4 метра несложно, то какие балки использовать для пролетов в 5 м и более — вопрос сложный.

Деревянные потолочные балки - размеры и нагрузки

Сделали в срубе деревянный пол, а пол трясется, прогибается, есть эффект "трамплина"; хотим сделать деревянные потолочные балки длиной 7 метров; нужно перекрыть помещение длиной 6,8 метра, чтобы лаги не опирались на промежуточные опоры; какой должна быть потолочная балка с пролетом 6 метров, дом из дерева; что делать, если вы хотите сделать бесплатную верстку - такие вопросы часто задают форумчане.

Maxinowa Пользователь FORUMHOUSE

Мой дом примерно 10х10 метров. Я «накинул» на потолок деревянные бревна, их длина 5 метров, сечение 200х50. Расстояние между лагами 60 см. В процессе эксплуатации пола выяснилось, что когда дети бегают в одной комнате, а вы стоите в другой, на полу возникают довольно сильные вибрации.

И это не единственная проблема.

elena555 Пользователь FORUMHOUSE

Не знаю, какие лаги для межъярусных перекрытий нужны.Мой дом 12х12 метров, 2 этажа. Первый этаж из газобетона, второй этаж мансардный, деревянный, перекрытый брусом размерами 6000х150х200мм через каждые 80см. Когда я поднимаюсь на второй этаж, меня трясет.

Длиннопролетные балки должны выдерживать большие нагрузки, поэтому для сооружения прочного и надежного длиннопролетного деревянного перекрытия их необходимо тщательно рассчитать. В первую очередь необходимо понять, какую нагрузку может выдержать деревянное бревно из того или иного сечения.А потом подумать, определив нагрузку на балку перекрытия, какой черновой и чистовой пол делать; каким будет подшивной потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилой мансардой над гаражом.

Leo060147 Пользователь FORUMHOUSE

  1. Нагрузка от собственного веса на все конструктивные элементы потолка. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, пола, потолка и т.д.
  2. рабочая нагрузка. Рабочая нагрузка может быть постоянной или временной.

При расчете рабочей нагрузки учитывается вес людей, мебели, бытовой техники и др. Нагрузка временно увеличивается при приходе гостей, шумных торжествах, перестановке мебели, если ее отодвигают от стен к центр комнаты.

Поэтому при расчете эксплуатационной нагрузки нужно хорошо подумать - какую мебель планируется монтировать и можно ли в дальнейшем установить спортивный тренажер, который к тому же весит значительно больше одного килограмма.

Для нагрузки, действующей на деревянные балки длинного перекрытия, приняты следующие значения (для перекрытий на чердаке и между этажами):

  • Мансардный этаж - 150 кг/кв.м. Где (согласно СНиП 2.01.07-85) с учетом запаса прочности - 50 кг/м2 - это нагрузка от собственного веса пола, а 100 кг/м2 - нормативная нагрузка.

Если на чердаке планируется хранить вещи, материалы и другие предметы обихода, нагрузка принимается равной 250 кг/кв.м.

  • Для чердачных перекрытий и перекрытий общую нагрузку принимают равной 350-400 кг/кв.м.

Накладные пластины 200 на 50 и другие размеры для работы

Это балки с пролетом 4 метра, которые разрешены нормативами.

Доски и пиломатериалы чаще всего используются при устройстве деревянных полов. актуальные размеры: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки соответствуют нормам ( после перерасчета ), если планируется перекрыть проем не более четырех метров.

Для перекрытия 6 метров и более размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят.

Брус деревянный свыше 6 метров : тонкости

Балка пролетом 6 метров и более не должна изготавливаться из дерева и досок нынешних размеров.

Помните следующее правило: прочность и жесткость пола больше зависит от высоты балки и меньше от ее ширины.

На балку перекрытия действует распределенная и сосредоточенная нагрузка. Поэтому длиннопролетные деревянные балки проектируют не встык, а с запасом прочности и допустимым прогибом. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию потолка.

50х200 - перекрытие на 4 и 5 метровую яму.

Необходимо обладать знаниями для расчета нагрузки, которую выдержит перекрытие. Чтобы не вникать в формулы прочности материалов (а это точно лишнее при строительстве гаража), обычному программисту достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами для расчета однопролетных деревянных балок.

Leo060147 Пользователь FORUMHOUSE

Строитель-фрилансер обычно не является профессиональным дизайнером. Он просто хочет знать, какие балки нужно установить в перекрытие, чтобы выполнить основные требования по прочности и надежности. Это именно то, что могут сделать онлайн-калькуляторы.

Эти калькуляторы просты в использовании. Для расчета необходимых значений достаточно ввести размеры лаг и длину пролета, который им необходимо перекрыть.

Кроме того, для упрощения задачи вы можете воспользоваться готовыми таблицами, представленными гуру нашего форума под псевдонимом Роракотта .

Роракотта Пользователь FORUMHOUSE

Я провел несколько вечеров, создавая таблицы, которые поймет даже начинающий строитель:

Таблица 1. Приведены данные, отвечающие требованиям минимальной нагрузки на перекрытия второго этажа - 147 кг/кв.м.

Примечание: поскольку таблицы составлены по американским стандартам, а размеры пиломатериалов за рубежом незначительно отличаются от сечений, принятых в нашей стране, в расчетах следует использовать столбец, выделенный желтым цветом.

Таблица 2. Вот данные по средней нагрузке на перекрытия первого и второго этажей - 293 кг/кв.м.

Таблица 3. Здесь приведены данные для расчетной повышенной нагрузки 365 кг/кв.м.

Как рассчитать расстояние между двутавровыми секциями

Если внимательно прочитать представленные выше таблицы, то станет ясно, что при увеличении длины пролета необходимо, в первую очередь, увеличивать высоту бревна, а не его ширину.

Leo060147 Пользователь FORUMHOUSE

Вы можете изменить жесткость и восходящую силу запаздывания, увеличив его высоту и создав «полки». Это значит, что формируется деревянный двутавр.

Собственное производство клееного бруса

Одним из решений для больших пролетов является использование деревянных балок в пролетах. Рассмотрим пролет 6 метров – какие балки выдержат большую нагрузку.

В зависимости от типа сечения длинная балка может быть:

  • прямоугольный;
  • Я лучезарно улыбаюсь;
  • коробчатая.

Среди автостроителей нет единого мнения, какое сечение лучше. Если не брать в расчет покупные изделия (сборные двутавры), то на первом месте стоит простота исполнения в «полевых условиях», без применения дорогостоящего оборудования и приборов.

Дедушка только Пользователь FORUMHOUSE

Если вы посмотрите на сечение любого металлического двутавра, то увидите, что от 85% до 90% массы металла сосредоточено в «полках».Связующая стенка составляет не более 10-15% металла. Делается это на основании расчетов.

Какую доску использовать для балок

По прочности материалов: чем больше сечение «полок» и чем дальше они друг от друга по высоте, тем большую нагрузку выдержит двутавр. Для самостоятельного строителя оптимальной технологией производства двутавра является простая коробчатая конструкция, в которой верхняя и нижняя «полки» выполнены из плиты, уложенной плашмя.(50х150мм, а боковые стенки из фанеры толщиной 8-12мм и высотой 350-400мм (расчетные) и т.д.).

Фанера прибивается к полкам или прикручивается саморезами (только не черными, не подрезными) и надо клеить .

Если установить такой двутавр на пролете шесть метров с шагом 60 см, он выдержит большую нагрузку. Дополнительно радиатор можно оснастить двутавром на потолке длиной 6 метров.

Более того, по аналогичному принципу можно соединить две длинные доски, сложив их в «пучок», а затем положить друг на друга на ребро (брать доски размерами 150х50 или 200х50), в результате, сечение бруса будет 300х100 или 400х100 мм. Доски устанавливаются на клей и стягиваются колышками или устанавливаются на глухари/колышки. К боковым поверхностям такой балки можно также прикрутить или прибить фанеру, предварительно смазав ее клеем.

Также интересен опыт форумчанина с ником Тараса174, , который решил сам сделать клееный двутавр для перекрытия пролета 8 метров.

Для этого форумчанин приобрел плиты ОСБ толщиной 12 мм, разрезал их вдоль на пять равных частей. Потом купил доску 150х50 мм длиной 8 метров. С помощью фрезы типа «ласточкин хвост» выбрал в центре доски паз глубиной 12 мм и шириной 14 мм — так, чтобы получилась трапеция выступом вниз. ОСП в пазах Тарас174 приклеена полиэфирной (эпоксидной) смолой, предварительно "пристреляв" степлером к торцу плиты полосу стекловолокна шириной 5 мм.Это, по словам участника форума, укрепило бы проект. Для ускорения высыхания место склейки нагревали грелкой.

Terrace174 Пользователь FORUMHOUSE

На первом такте я тренировался "набил руку". Второй сделали за 1 рабочий день. По стоимости с учетом всех материалов прилагаю сплошную доску длиной 8 метров, стоимость бруса 2000 руб. за 1 штуку

Несмотря на положительный опыт, такой «скваттер» не избежал критики со стороны наших специалистов.А именно.

назначается после выполнения ряда требований. Так, снятие элементов боковой опалубки, не несущих нагрузки от веса конструкции, допускается только после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность поверхности и кромок углов.
Более жесткие требования предъявляются к снятию несущей опалубки железобетонных конструкций, которую можно снимать только после достижения бетоном расчетного значения прочности:


  • Несущие элементы конструкций пролетом до 2 м - 50%;

  • несущие конструкции из балок, ригелей, ригелей, плит и арок пролетом 2-6 м - не менее 70 %;

  • несущие конструкции пролетом более 6 м - не менее 80 %;

  • несущие конструкции, усиленные сварными несущими каркасами - не менее 25 %.
Можно грубо предположить, что через 3 дня бетон на портландцементе будет иметь прочность около 30%, через 7 дней около 60% прочности и через 14 дней около 80% прочности, исходя из 28-дневной прочности. Однако твердение бетона продолжается и после возраста 28 суток. Так, через 90 дней твердения бетон может набрать дополнительно 30-35% своей прочности.
Стандартные условия твердения бетона: температура 20 ± 5ºC и влажность воздуха выше
90%. Следует помнить, что на практике, как правило, реальные условия не соответствуют нормативам, и процесс твердения бетона либо замедляется, либо ускоряется.Например, при 10ºС через 7 суток бетон набирает 40-50% прочности, а при 5ºС только 30-35%. В случае твердения при температуре 30-35ºС через 3 дня бетон наберет 45% прочности. При отрицательных температурах бетон без специальных добавок вообще не набирает прочности. Поэтому решение о распалубке и нагружении конструкции следует принимать после проведения испытаний бетона на прочность.
Условия получения удельной прочности бетона определяются конструкторской лабораторией на основании результатов испытаний контрольных образцов или методов неразрушающего контроля.На объектах с общим рабочим объемом менее 50 м3, получающих товарный бетон с заводов или установок, расположенных на расстоянии не более 20 км, допускается проводить оценку прочности бетона по данным лаборатории бетонной смеси. изготовителем без изготовления контрольных образцов на месте укладки. Однако настоящее руководство не распространяется на ответственные парные и тонкостенные конструкции: балки, колонны, плиты перекрытий, а также на монолитные соединения сборных конструкций.
Конечно, при строительстве загородных многоквартирных домов замеры прочности бетона обычно не производятся, так как большинство строительных компаний, работающих в сфере частного домостроения, просто не имеют строительных лабораторий. Поэтому в этом случае придется ориентироваться на данные лаборатории производителя бетонной смеси. Кроме того, вы можете самостоятельно провести испытание на прочность бетона. Для этого нужно взять металлический шарик диаметром не менее 20 мм и бросить его с такой же высоты на бетонную поверхность: осмотр и испытание.В зависимости от высоты отскока мяча можно будет, оговорюсь сразу - при большом натяжении определить, достигла ли прочность бетона требуемой величины.
Полная расчетная нагрузка на железобетонную конструкцию может быть разрешена только после достижения бетоном проектной прочности.
Металлическая балка перекрытий в виде двутавра имеет ряд неоспоримых преимуществ. Так, металлическая двутавровая балка может перекрывать большие пролеты со значительной нагрузкой. Кроме того, металлический стальной брус совершенно негорюч и устойчив к биологическим воздействиям.Однако металлическая балка, подвергающаяся воздействию агрессивной среды, может подвергнуться коррозии, поэтому ее необходимо покрыть защитным покрытием.
В большинстве случаев в домостроении металлическая балка имеет шарнирные кронштейны - ее концы не закреплены жестко, например, как в стальной каркасной конструкции. Нагрузка на перекрытие со стальными двутаврами с учетом собственного веса должна рассчитываться без стяжки 350 кг/м 2 и со стяжкой 500 кг/м 2 .
Расстояние между металлическими двутаврами рекомендуется 1000 мм, однако в целях экономии можно увеличить расстояние между металлическими балками до 1200 мм.
В таблице ниже представлен подбор количества двутавровой металлической балки с различными степенями и длинами прогонов.

Пролет 3 м²

пролет 4 м²

Пролет 6 м²

№ Двутавр на шаге

№ Двутавр на шаге

№ Двутавр на шаге

Как видно из таблицы, при общей нагрузке 500 кг/м2 и пролете 6 м выберите двутавр с большим номером и выберите меньшую степень установки балок.

Добавлено: 26 мая 2012, 08:21

Обсуждение на форуме:

Заливали перекрытие между первым и вторым этажом по двутавровой балке №12 пролетом 6 метров с отступом 1 метр от несущей стены первого этажа. Расстояние между двутаврами 2 метра, снизу между ними из арматуры № 12, сверху соединяется ячейка сетки 20, ячейка сетки № 5 10 см. Вопрос: через сколько дней можно снимать опалубку и через сколько можно класть стены, в том числе и на выходе?

.

Конструкция прямой балки переменного сечения по Еврокоду 3

Структурная система и нагрузка

Сварной двутавр из стали S235 имеет следующие размеры в мм:
Высота = 500/300
Ширина = 200
Толщина стенки = 14
Толщина полки = 14
Толщина сварного шва = 4

Pисунок 01 - Структурная система и нагрузка

Расчет по общей методике 6.3.4 EN 1993-1-1

Расчет балки выполняется в виде набора элементов в RF-/STEEL EC3.Поскольку наборы элементов по умолчанию проектируются в RF-/STEEL EC3 по Общему методу, дополнительные настройки не требуются. В Маске "1.7 Knotenlager" und dem damit verbunden Ausschnittsfenster können die Randbedingungen des Stabsatzes sehr gut kontrolliert werden. Кроме того, там можно проверить ориентацию локальной системы координат. Систему локальных осей можно активировать, нажав соответствующую кнопку под графикой частичного вида. Как видно из граничных условий узловых опор, в расчетах по Общей методике имеются степени свободы, характеризующие поврежденность плоскости шпангоута.В этом примере узловые опоры должны быть определены как боковые и торсионные связи. Предустановленные опоры уже соответствуют этому типу опор, поэтому можно сразу приступить к расчету.

Pисунок 02 - 6 - Ввод узловых опор

Расчет по общей методике выполняется и дает результат 0,97. Критический коэффициент α cr, op равен 1,647.

Pисунок 03 - Таблица результатов

Режим повреждения можно проверить в отдельном окне частичного просмотра, которое можно открыть, нажав кнопку [Фигуры персонажа] справа от максимального коэффициента использования.

Pисунок 04 - Форма вибрации

Pиcyнoк 05-12 - Графическое отображение результатов

Расчет по анализу второго порядка с RF-/STEEL Warping Torsion

Для сравнения результатов расчета по Общему методу с анализом второго порядка расчетный вариант дублируется нажатием «Файл» → «Копировать пример». Теперь новый расчетный случай можно адаптировать к расчету по анализу второго порядка.Расчет по расчету второго порядка на кручение выполняется как расчет эквивалентных напряжений и может быть выбран в разделе «Детали» → «Кручение кручение».

Этот метод проектирования доступен только для наборов элементов. Как и в первом расчетном случае, следует проверить и отрегулировать узловые опоры. Как видно в окне ввода для узловых опор, расширение модуля RF-/STEEL Warping Torsion учитывает не четыре, а семь степеней свободы.В нашем примере важно, чтобы концы стержней в направлении X имели свободные опоры; в противном случае осевая сила не будет приложена к элементу.

Pисунок 06 - 6 - Ввод узловых опор

Для следующего расчета важно не только ввести узловые опоры, но, в частности, определить несовершенства. Информацию об этом можно найти, например, в национальном приложении к EN 1993-1-1. В таблице NA.2 приведены соответствующие данные для этого примера: e 0 /1 = 1/300 относится к сварному двутавровому сечению, где h/b > 2.Это значение следует удвоить, если коэффициент гибкости составляет от 0,7 до 1,3. Коэффициент гибкости может быть установлен значением λ cr op в первом расчетном случае по общей методике. В нашем примере предварительное отклонение установлено на 1/300. Наконец, дизайн может быть выполнен.

Pисунок 07-10 - Определение дефектов

Расчет выполнен и возвращает 0,90. Критическое значение потери устойчивости составляет 1,651.

Pисунок 08 - Таблица результатов

Pиcyнoк 09-12 - Графическое отображение результатов

Расчет в соответствии с анализом 2-го порядка с RF-/STEEL Warping Torsion и RF-/STEEL Plasticity

Для более эффективного расчета доступно расширение RF-/STEEL Plasticity дополнительного модуля RF-/STEEL EC3.Это позволяет анализировать внутренние силы в соответствии с анализом второго порядка крутильного кручения в соответствии с методом частичных внутренних сил Киндмана для анализа устойчивости набора элементов или симплекс-методом для общих сечений.

После копирования второго дизайнерского корпуса активировать пластиковый дизайн можно в разделе «Детали» → «Пластика». При копировании второго расчетного случая уже приняты правильные узловые опоры. Тем не менее, необходимо проверить и исправить недостатки.В таблице НА.2 приведено значение 1/200 для пластического сечения сварного двутавра с h/b > 2,

Рисунок 10-10 - Определение дефектов

Теперь можно выполнить расчет.

Рисунок 11 – Таблица результатов

Рисунок 12-12 – Графическое отображение результатов

Резюме

Существует два метода расчета стержней с коническим поперечным сечением из RF-/STEEL EC3. В дополнение к комплексному общему методу по гл.4 EN 1993-1-1, можно выполнить расчет по анализу второго порядка с учетом стесненного кручения в модуле RF-/STEEL Warping Torsion. Кроме того, анализ кручения и кручения можно применять к другим поперечным сечениям и нагрузкам.

Для более эффективного расчета, в дополнение к анализу на кручение и кручение, можно выполнить пластический расчет по Методу частичных внутренних сил (PIFM) или Симплексному методу в расширении модуля RF-/STEEL Plasticity.

Литература
[1] DIN EN 1993-1-1: 2010-12 с NA: 2015-08
.

Расчет прогиба Калькулятор | Расчет прогиба Расчет 9000 1 Отклонение для пустого прямоугольника при распределении нагрузки Прогиб двутавра при распределении нагрузки Прогиб балки I при нагрузке в центре Прогиб балки платформы при распределении нагрузки Прогиб тела прямоугольника под нагрузкой посередине Прогиб палубной балки при заданной нагрузке в центре Прогиб полого цилиндра при распределении нагрузки Прогиб швеллера или Z-образного стержня с нагрузкой в ​​центре Отклонение швеллера или Z-образного стержня при распределении нагрузки Прогиб на угол равный ногам при распределении нагрузки Прогиб для полного цилиндра с грузом в центре Прогиб для полного цилиндра при распределении нагрузки Прогиб полного прямоугольника при распределенной нагрузке Прогиб для пустого прямоугольника с нагрузкой в ​​центре Прогиб на угол равнополки при нагрузке посередине Отклонение пустого цилиндра, когда груз находится в центре .

Смотрите также