Швеллер — использование и нагрузка
Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П». Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков. Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.
Номера, литеры и ГОСТы
По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.
В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).
Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.
Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:
1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л — легкую. Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров. Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).
Самые востребованные размеры швеллеров
Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.
Швеллер 8 применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.
Швеллер 10 широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.
Швеллер 12 очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.
Швеллер 14 — один из наиболее востребованных типов швеллеров. используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.
Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий (в том числе и сложном) многоэтажных домов, в кровельных прогонах.
Благодаря высоким эксплуатационным качествам, «двадцатка» часто применяется в конструкциях с высокими нагрузками — как динамическими, так и статическими.
Встречаются и нестандартные применения швеллеров. Перфорированный (то есть «дырчатый») швеллер позволяет, к примеру, монтировать металлические конструкции без проведения сварочных работ, что значительно сокращает время монтажа. Для перфорации лучше всего подходят швеллеры с большой высотой полок и широким расстоянием между ними. Такие изделия обозначаются буквами ШП — «Швеллер Перфорированный» и чаще всего применяются при строительстве временных конструкций (например — строительных лесов) или складских стеллажей.
Для создания таких сооружений лучше подходят швеллеры с малыми номерами, поскольку вес стеллажа (а значит и швеллера, из которого он собран) не должен быть слишком большим.
При внутренней отделке помещений швеллеры используются в качестве «охранного» каркаса при прокладке проводов электросетей высокого напряжения.
Иногда швеллеры используют еще в качестве направляющего грузоподъемного устройства, в том числе, как пандусы для колясок и тележек.
В общем, применение швеллеров может быть разнообразным, но все-таки главное их назначение — это укрепление конструкций и способность выдерживать длительные нагрузки.
Сколько может весить швеллер
| Номер швеллера | Масса 1 метра в кг | Метров в тонне |
| 5 | 4,84 | 206,6 |
| 6,5 | 5,9 | 169,5 |
| 8 | 7,05 | 141,8 |
| 10 | 8,59 | 116,4 |
| 12 | 10,4 | 96,2 |
| 14 | 12,3 | 81,3 |
| 16 | 14,2 | 70,4 |
| 18 | 16,3 | 61,3 |
| 20 | 18,4 | 54,3 |
| 22 | 21 | 47,6 |
| 24 | 24 | 41,7 |
| 30 | 31,8 | 31,4 |
Условные обозначения в маркировке швеллера — как в них разобраться?
А поскольку главное назначение швеллера состоит в том, чтобы выдерживать нагрузки, то из его маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые позволят эту нагрузку рассчитать, а именно — состав стали, ее прочность, качество прокатки и так далее.
Что же можно узнать из маркировки?
К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88
Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.
Тот же швеллер, но только из стали 09Г2С повышенной точности прокатки получит обозначение 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89, в котором 345 будет означать прочность стали, соответствующую сорту 09Г2С.
А вот в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен гнутый равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм — высота сечения изделия, 80 мм — ширина полок, а 6 мм — толщина полок и стенок)
Виды нагрузок и швеллеров
Вид А. «Козырек над подъездом». К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно. Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку. Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.
Вид B. «Межэтажные перекрытия»Жестко закрепленные однопролетные балки, нагрузка на которые распределена равномерно. Обычно это балки перекрытий между этажами.
Вид C. «Шарнирная балконная опора». Балки имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно, но они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.
Вид D. «Под две перемычки». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых действуют две сосредоточенные силы. Обычно это перемычки, на которые опирается другая пара балок-перекрытий.
Вид E. «Под одну перемычку». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которые опирается одна балки другого перекрытия.
После того как будет уточнено к какому виду относится данный швеллер и куда будет идти основная нагрузка подбирается формула расчета.
Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер
Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:
-Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.
-Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).
Далее необходимо сделать расчет максимально изгибающегося момента.
Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.
Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. ( 1 кНм = 102 кгсм)
Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.
Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).
Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.
Видео по теме:
применение, расчет на прогиб, характеристики
Швеллер – разновидность фасонного металлопроката, получаемая путем горячей прокатки или гибки, имеет поперечное сечение П-образной формы. Массово горячекатаная продукция изготавливается из стали обыкновенного качества (3 пс/3сп) или низколегированных марок. Изделия из низколегированных сталей (наиболее часто – 09Г2С) предназначены для эксплуатации при низких температурах. Исходной заготовкой при производстве гнутого швеллера является полоса, материалы – «черные» и коррозионностойкие стали, алюминий и его сплавы, медь и сплавы на ее основе (бронза, латунь). Профильные изделия из алюминия и его производных могут изготавливаться способом горячей прессовки без или с дальнейшей термообработкой (отжигом, закалкой с естественным или искусственным старением). Наибольшее распространение получил стальной горячекатаный и гнутый швеллер.
Горячекатаный стальной швеллер: нормативы, сортамент, характеристики
Сортамент этой продукции определяется ГОСТом 8240-89. Размер профиля характеризуется номером, который равен (примерно) высоте стенки, взятой в сантиметрах. В соответствии со стандартом выпускают продукцию:
- С уклоном внутренних граней полок. В маркировке после номера присутствует буква «У». Норматив предусматривает производство изделий с высотой стенки 50-400 мм, шириной полки 32-115 мм, толщиной стенки 4,4-8,0 мм, толщиной полки 7,0-13,5 мм. Если в обозначении между номером профиля и буквой «У» присутствует буква «а», это означает, что изделие имеет увеличенную ширину и толщину полок. Основная область применения этого вида швеллера – строительство. Благодаря некоторому утолщению во внутренних углах, профиль обладает повышенными прочностными характеристиками. Такая металлопродукция используется в каркасном строительстве, для устройства перекрытий, сооружения ферм, лестниц, малых архитектурных форм, металлических конструкций различного назначения.
- С параллельными внутренними гранями полок. В маркировке после номера указывается буква «П». Индекс «а» свидетельствует о наличии усиленных полок. В соответствии с нормативом, высота стенки изделий находится в диапазоне 50-400 мм, ширина полки – 32-115 мм, толщина стенки – 4,4-8,0 мм, толщина полки – 7,0-13,5 мм. Этот тип швеллера имеет сферы использования, схожие с изделиями с уклоном внутренних граней полок. Профиль с параллельными внутренними гранями эффективен в тех случаях, когда сопряжение с другими частями конструкции происходит по внутренней поверхности изделия.
Таблица геометрических характеристик горячекатаного швеллера
| Номер швеллера | Высота профиля, см | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Толщина полки, мм | Масса 1 м, кг |
| С уклоном внутренних граней полок | |||||
| 5У | 5 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
| 6,5У | 6,5 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,9 |
| 8У | 8 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 |
| 10У | 10 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
| 12У | 12 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
| 14У | 14 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
| 16У | 16 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
| 16аУ | 16 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
| 18У | 18 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,3 |
| 18аУ | 18 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
| 20У | 20 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
| 22У | 22 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
| 24У | 24 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
| 27У | 27 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
| 30У | 30 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
| 33У | 33 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
| 36У | 36 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
| 40У | 40 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
| С параллельными гранями полок | |||||
| 5П | 5 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
| 6,5П | 6,5 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,9 |
| 8П | 8 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,5 |
| 10П | 10 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
| 12П | 12 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
| 14П | 14 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
| 16П | 16 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
| 16аП | 16 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
| 18П | 18 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,3 |
| 18аП | 18 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
| 20П | 20 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
| 22П | 22 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
| 24П | 24 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
| 27П | 27 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
| 30П | 30 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
| 33П | 33 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
| 36П | 36 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
| 40П | 40 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
Расчет табличного веса швеллера осуществляется с использованием среднего значения плотности различных марок стали – 7,85 г/см3.
Гнутый стальной швеллер: ГОСТ, сортамент, технические характеристики
Исходной заготовкой при производстве гнутого профиля является стальная горяче- или холоднокатаная полоса. Процесс изготовления проходит на профилегибочных агрегатах. Гнутый металлопрофиль можно отличить от горячекатаного по скругленным наружным углам и одинаковой толщине стенки и полок, которая не превышает 8 мм. При гибке устраняются некоторые поверхностные дефекты. В отличие от горячекатаной металлопродукции, которая выпускается только равнополочной, гнутая производится как равно-, так и неравнополочной. Сортамент равнополочных изделий определяется ГОСТом 8278-83, неравнополочных – ГОСТом 8281-80. Их ассортимент гораздо шире перечня горячекатаного проката П-образного профиля. Высота стенки равнополочного профиля – 25-410 мм, ширина полки – 26-65 мм, толщина стенки – 2-8 мм.
Из-за прочности, уступающей аналогичной характеристике горячекатаных металлоизделий, различные марки гнутого швеллера применяются в качестве дополнительных усиливающих элементов в металлоконструкциях, при проведении отделочных работ, мероприятий по реконструкции ветхих строений, в которых невысокая масса металла имеет решающую роль.
Расчет швеллера на нагрузки
Стальной прокат с П-образным поперечным сечением – популярный тип металлопроката, востребованный в строительстве. При использовании швеллера для создания перекрытий и других ответственных строительных конструкций производят расчеты на изгиб и прогиб с помощью формул, таблиц, онлайн-калькуляторов. Для упрощения расчетов условия работы профильных изделий приводят к стандартным схемам. Основные из них:
- Швеллер работает как однопролетная шарнирно-опертая балка, на которую оказывает воздействие распределенная нагрузка, такой тип расчета применяется при использовании металлопроката в межэтажных перекрытиях.
- Консольная балка, жестко закрепленная с одного конца, нагрузка равномерно распределена. Такая схема характерна для козырьков, изготовленных путем приварки проката с одной стороны к выпускам из вертикальной ограждающей конструкции.
- Шарнирно-опертая балка с двумя опорами и консолью. Этот вариант применяется в случае организации пролета с выпуском металлопроката за пределы стены для опирания балконной плиты.
- Однопролетная балка с шарнирной опорой, на которую действуют одна или две сосредоточенные силы. Такая схема применяется для расчета несущей способности швеллера, выполняющего функцию перемычки, на которую опираются одна или две балки перекрытия.
Для онлайн-калькулятора, кроме схемы расчета, понадобятся: длина пролета, расчетная и нормативная нагрузка, расчетное сопротивление, тип швеллера (его площадь калькулятор определит самостоятельно). Результат – расчеты по прочности.
При покупке швеллера в компании ООО «РМК» вычисления для корректного подбора металлопроката вам поможет произвести менеджер.
какие нужны данные, способы расчета, калькулятор
На чтение 7 мин Просмотров 1.8к. Опубликовано Обновлено
В строительных работах разного рода нередко возникает надобность в металлическом каркасе или усилении отдельных элементов кладки. Соответствующий металлопрокат – уголок, швеллер, двутавр – подбирают исходя из допустимой для арматуры нагрузки.
Описание и виды швеллеров
Швеллер – П-образный фасонный профильШвеллер – вид фасонного профиля. Это изделие с П-образной конфигурацией, состоит из стенки и полочек. Последние могут быть параллельными друг другу, с уклоном внутрь, разной длины. Конфигурация и габариты изделия определяют его назначения.
Различают горячекатаный швеллер и гнутый.
Горячекатаный – изготавливается методом горячей прокатки. Полосу стали прогревают до температуры в +1000°С и подают на стан. Валки придают заготовке П-образную форму. У такой балки полки точно параллельны друг другу. Углы жесткие. Такие конструкции чаще всего используются для армирования, так как способны выносить очень высокие несущие нагрузки.
Различают 5 видов горячекатаного швеллера:
- П – элемент с параллельными полочками;
- У – внешние углы граней достигают 90 градусов, а внутри создают уклон за счет разной толщины. Величина наклона не превышает 10%;
- Э – за счет скругления параллельных полочек изделие, в целом, меньше весит, при таких же прочностных характеристиках;
- Л – облегченный вариант с меньшей толщиной стенки и граней;
- С – специальный профиль с конфигурацией, определяемой потребностями промышленной отрасли.
Гнутый профиль отличается скругленными углами внутри и снаружи. Его изготавливают холодным методом. Стальную полосу сгибают на валках без предварительного прогрева. Такая технология дороже, но получаемый швеллер намного прочнее и долговечнее. Его можно использовать для напрягаемого каркаса. Различают 4 варианта:
- В – с наклоненными внутрь гранями;
- П – с параллельными полочками;
- Л – вариант меньшей толщины и массы при других стандартных размерах;
- С – специальный.
Гнутый профиль выносит меньшую несущую нагрузку, однако гораздо устойчивее к кручению, сжатию и растяжению.
На запас прочности
78.57%
На способ изготовления
7.14%
На наличие сертификата качества
14.29%
Проголосовало: 28
Виды нагрузок
Нагрузка на балку бывает 3 видов.
- Постоянная – это масса самой детали, а также конструкций, на которые она опирается.
- Временная – возникает под действием какого-либо фактора. Различают нагрузки длительные, наподобие веса перегородок, массы накапливаемой во время дождя воды, и кратковременные – вес передвигающихся людей, давление ветра, снега.
- Особая – появляется при нестандартных обстоятельствах, например, из-за землетрясений, деформации фундамента.
Нагрузки на швеллер вычисляют самостоятельно по формулам из справочника либо пользуются онлайн-калькулятором. В сложных случаях нужно обращаться к специалисту.
Характеристики швеллеров
Главная задача изделия как армирующей или несущей конструкции – восприятие механической нагрузки. Величина эта зависит от самой детали – толщины, размеров, сорта стали – и внешних параметров – конструкции, предполагаемых нагрузок.
Чтобы выполнить расчет швеллера на прочность, нужно учесть следующие характеристики:
- нормативная нагрузка, допустимая для изделия данного типа – указывается в документации или в справочнике;
- тип – важно учесть конфигурацию полок, продольное и поперечное сечение, поэтому формулы расчета для равнополочного или разнополочного профиля отличаются;
- длина изделия;
- число деталей, которые придется укладывать друг с другом, чтобы создать единую конструкцию;
- типоразмер с максимальным вертикальным прогибом.
Тип стали и габариты балки связаны с показателем нормативного давления. Допустимая нагрузка на швеллер указывается в таблицах.
Как рассчитать швеллер на прогиб и изгиб
Расчет швеллера на прогиб – необходимый элемент при проектировании здания или другого объекта, в составе которого используется балка. Вычисления производят самостоятельно или с помощью специальных онлайн-калькуляторов.
Вручную расчеты выполняются следующим образом. Допустим, используется профиль 10П, сделанный из стали 09Г2С. Он имеет шарнирное крепление. Длина его 10 м. В справочнике находят еще несколько необходимых показателей: предел текучести для указанного сорта стали – 345 МПа, момент сопротивления по осям X и Y – 34,9 и 7,37 соответственно.
Максимальная нагрузка на изгиб при шарнирном закреплении появляется посредине балки и вычисления по формуле: M=W*Ryh.
Вычисляют допустимый момент для 2 вариантов:
- стенка расположена вертикально – 34,9*345=12040,5 H*m;
- стенка горизонтальна – 7,37*345=2542,65 H*m.
Вычислив момент, определяют допустимую нагрузку на швеллер:
- g1=8*12040,5/102=-96,3 кгс/м;
- g2=8*2542,65/102=20,3 кгс/м.
Для данного случая очевидно, что несущая способность у балки, расположенной вертикально, в 5 раз лучше, чем у профиля, установленного горизонтально.
Расчетные схемы
Схема укладки швеллера влияет на формулу расчета. По способу распределения давления и типу крепления различают 5 вариантов.
- Однопролетная с шарнирным опиранием – например, профиль, установленный на стены для межэтажного перекрытия. Нагрузка в этом случае равномерно распределена.
- Консольная – балка жестко закреплена одним концом, второй не опирается. Нагрузка равномерно распределена. Вариант применяют при обустройстве козырька из двух элементов.
- Шарнирно-опертая – более сложной конфигурации. Балка устанавливается на 2 опоры и консоль. Так монтирует балконы, например.
- Однопролетная с шарнирным опиранием, но с давлением, оказываемой двумя конструкциями. Примером служит швеллер, на который опирают 2 балки.
- Однопролетная, устанавливаемая на 2 основания и на которую опирается еще одна балка.
- Консольная, сосредоточенная одной силой.
Валера
Голос строительного гуру
Задать вопрос
При одинаковых размерах профиля, но при разном способе опирания профиль будет выдерживать разную нагрузку. Так что учитывать это нужно даже при строительстве козырька над гаражом.
Исходные данные
Расчет допустимой нагрузки на швеллер проще рассчитать, используя онлайн-калькуляторы. Чтобы получить результат, необходимо указать нужные данные. Список включает:
- тип расчетной схемы;
- длину пролета в метрах;
- нормативную нагрузку – данные о ней получают из соответствующего ГОСТа;
- расчетную нагрузку, то есть ту, что как предполагается, создает конструкция;
- количество изделий, необходимых для перекрытия, козырька, балкона;
- расположение – вертикальное или горизонтальное;
- расчетное сопротивление – зависит от марки стали;
- тип используемого профиля – указывается вид балки, серия – П, У, Э, и толщину стенки.
Достаточно ввести цифры в соответствующие окошки, чтобы получить необходимую величину.
Анализ результата
Калькулятор выдает итог в виде определенных показателей.
- Вес балки – точнее 1 погонного метра изделия. Он позволяет оценить вес будущей балки и учесть нагрузку, которую он создает на стену и фундамент.
- Момент сопротивления швеллера – необходимый для обеспечения стабильности конструкции.
- Максимальный прогиб, допустимый для швеллера, перекрывающего пролет.
- Расчет по прочности указывает момент сопротивления изделия, которое решили использовать. Здесь же указывается главный определяющий параметр – запас, то есть, показатель, указывающий, насколько момент сопротивления выбранного профиля больше или меньше расчетного. Если в результате вычислений появляется значение со знаком «+», швеллер можно использовать, если со знаком «-» – балка не подходит.
- Расчет по прогибу показывает собственно величину прогиба, которая возникает у швеллера под влиянием нормативной нагрузки. Запас определяет, насколько устойчивость профиля превосходит или не дотягивает до предельных.
Каркас в бетонных конструкциях требуется для упрочнения сооружения. Но эту роль он выполняет, только если правильно рассчитана оказываемая нагрузка и верно подобран швеллер, удерживающий эту нагрузку.
Таблица нагрузки на двутавровую балку: расчет нагрузки на прогиб
Двутавр – вид фасонного металлопроката, способный принимать большие нагрузки, по сравнению с уголком и швеллером. В частном строительстве металлопрокат с сечением Н-образного профиля используется только при создании крупногабаритных строений. Для выбора подходящего номера двутавровой балки производят профессиональные расчеты на прочность и прогиб с помощью формул или с использованием онлайн-калькулятора. Исходными данными являются: длина пролета, тип закрепления балки, характер нагрузки, планируемый шаг размещения профильного проката, наличие или отсутствие дополнительных опор, марку стали.
Выбор типа балки, в зависимости от запланированных нагрузок
Производители предлагают металлические двутавры с несколькими типами поперечного сечения, предназначенные для различных эксплуатационных условий. Такая продукция, в зависимости от типа сечения, может применяться в крупногабаритном жилищном строительстве, при возведении зданий промышленного и гражданского назначения, в мостостроении. Для каждого из них в соответствующем стандарте имеется таблица, в которой указаны размерные параметры, масса 1 м, момент и радиус инерции, момент сопротивления. Эти характеристики используются в расчетах на прогиб и прочность.
С уклоном внутренних граней полок 6-12 %
Производство этого металлопроката регламентируется ГОСТом 8239-89. Благодаря скруглению внутренних граней около стенки, обладают высокой прочностью и устойчивостью к прилагаемым усилиям.
С параллельными внутренними гранями полок
Эта продукция выпускается в соответствии с ГОСТом 26020-83, выделяют следующие типы:
- Б – нормальный. Применяется для эксплуатации под средними нагрузками.
- Ш – широкополочный. Может использоваться для разрезки по продольной оси для получения таврового профиля. Тавр укладывается на один пролет. Целый двутавровый профиль – на один или несколько пролетов. Эти металлоизделия очень массивны. Плюсом их использования является возможность использования в качестве самостоятельного элемента без применения усиливающих деталей.
- К – колонный. Это наиболее массивные профили. Имеют широкие, утолщенные полки и стенки. Применяются при устройстве большепролетных конструкций.
Типовые схемы расположения двутавра
Один из исходных параметров, учитываемых в расчетах, – схема закрепления балки и вид прилагаемой нагрузки. Большинство вариантов сводится к основным схемам:
Сбор нагрузок
Перед началом расчета производят сбор сил, действующих на двутавровую балку. В зависимости от продолжительности воздействия,их разделяют на временные и постоянные.
Таблица нагрузок на двутавровые балки
| Постоянные | Собственная масса балки и перекрытия. В упрощенном варианте вес межэтажного перекрытия без цементной стяжки с учетом массы балки принимают равным 350 кг/м2, с цементной стяжкой – 500 кг/м2 | |
| Длительные | Полезные | Зависят от назначения здания |
| Кратковременные | Снеговые, зависят от климатических условий региона | |
| Особые | Взрывные, сейсмические. Для балок, работающих в стандартных эксплуатационных условиях, не учитываются. В онлайн-калькуляторах обычно не учитываются | |
Нагрузки разделяют на нормативные и расчетные. Нормативные устанавливаются строительными нормами и правилами. Расчетные равны нормативной величине, умноженной на коэффициент надежности. При усилии менее 200 кг/м2 коэффициент обычно принимают равным 1,3, при более 200 кг/м2 – 1,2. Шаг между балками принимают равным 1 м. В некоторых случаях, если это допустимо в конкретных эксплуатационных условиях, в целях экономии материалов его принимают равным 1,1 или 1,2 м.
При расчетах принимают во внимание марку стали. Для использования в условиях высоких нагрузок и при минусовых температурах востребованы двутавровые балки, изготовленные из низколегированных сталей.
Способы выбора оптимального размера сечения профиля
Наиболее точным вариантом подбора номера и типа двутаврового профиля является проведение профессиональных расчетов. Именно этот способ применяется при проектировании ответственных крупногабаритных объектов. При строительстве небольших зданий можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Совет! По результатам расчетов онлайн-калькуляторы обычно предлагают два или более вариантов профиля. Для обеспечения надежности строения рекомендуется отдавать предпочтение профилю с большим номером.
Для примерного определения размера профиля можно воспользоваться таблицей соответствия номера двутавровой балки максимально допустимой нагрузке:
| Общая нагрузка, кг/м2 | Длина пролета | ||||||||
| 3 м при шаге, м | 4 м при шаге, м | 6 м при шаге, м | |||||||
| 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | |
| 300 | 10 | 10 | 10 | 10 | 12 | 12 | 16 | 16 | 16 |
| 400 | 10 | 10 | 10 | 12 | 12 | 12 | 20 | 20 | 20 |
| 500 | 10 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 20 | 20 | 20 |
Из этой таблицы видно, что для двутавровой балки номер 10 максимальная длина пролета составляет 4 м при шаге 1,2 м, нагрузка – 400 кг/м2, для номера 16 длина пролета может достигать 6 м, нагрузка, которую он может выдержать, – 300 кг/м2, для профиля 20 – 6 м и нагрузка 400 кг/м2.
Расчет балок на изгиб и прогиб, крутящие моменты и выбор двутавра для монтажа
Расчет нагрузки двутавровой балки – определяем нагрузку на изгиб
Расчет нагрузки двутавровой балки осуществляется с целью вычисления номера из реестра металлопроката при составлении проекта основных конструкций и сооружений, а так же производства по ГОСТ или СТО АСЧМ. Он выполняется точно по формулам и таблицам, а вычисленные значения оказывают влияние на проектировку и ход строительных работ, также на рабочую функциональность и технические характеристики при эксплуатации.
Сфера применения и параметры металлических двутавров
Главное предназначение двутавра во время проектировки любого типа сооружения заключается в изготовлении безопасной и крепкой несущей конструкции. В отличие от железобетонных опорных оснований, применение двутавровой балки дает возможность наиболее увеличить площадь пролетов частных либо коммерческих строений и снизить предельный вес важных опорных элементов. Благодаря этому, значительно увеличивается прибыльность строительства и решается ряд важных инженерных задач.
Двутавровая балка подбирается из расчета длины и массы. Балочная продукция бывает обычного горячего проката либо специализированного, и иметь параллельные и с наклоном полочные грани. Они производятся из углеродистой или из низколегированной стали и применяются во всех строительных отраслях.
Согласно требованиям стандартизации 8239-89, размер металлического двутавра варьируется от трех до двенадцати метров. По способу применения данные элементы являются балочными, колонными, широко — полочными либо монорельсными, использующиеся при возведении подвесных элементов подкрановых путей и мостов. Определяется категория балки по специальному маркированию в таблице металлопроката, а точнее в ГОСТе и СТО АСЧМ, а правила применения и монтажа регламентированы документацией СНиП (Строительных норм и правил).
Масса двутавра определяется по утвержденному графику, в котором четко указан определенный числовой символ и обозначение балки, а еще немало важные параметры (ширина, высота, объемность полок и оптимальная толщина граней). Таким образом, для вычисления массы, по реестру требуется учесть установленный нетто погонного метра. К примеру, изделие под номером 46, при массе 65,5 кг, обладает длинной 15,5 метров.
Кроме расчетов массы, которые выполняются при помощи обычного калькулятора, во время проектирования важно вычислить наибольшую и наименьшую совокупность сил на предмет повреждения.
Расчеты основываются на следующих характеристиках металлопрофиля:
- Минимальная и максимальная дистанция между полками, беря во внимание их размеры.
- Наибольшая нагрузочная величина на проектируемое сооружение.
- Тип и геометрические формы изделий, способ фиксирования.
- Плоскость поперечного диаметра.
- Возникают ситуации, когда для вычислений требуется укладочный шаг (промежуток укладывания балок относительно друг друга).
Расчет двутавровой балки зачастую производится по критериям безопасности и просчета изгиба. Для достижения наиболее высокоточных значений в таблице металлопроката и основных требованиях указываются все дополнительные значения (момент сопротивления, делящийся на осевой и статический). Кроме этого нужно учитывать нагрузку на двутавр, зависящую от разновидностей металла, из которого изготавливается двутавр, и метод производства (сварка либо прокат). При сварном производстве во время расчетов добавляется около 30% к опорной нагрузке металлопрофиля.
Выбор металлической балки по номеру и примеры расчета
В реестре металлопроката все номера двутавровых швеллеров указаны по всем требованиям ГОСТ стандарта. Таким образом, подбор номера обязан производиться, учитывая рабочую нагрузку, расстояние пролетов и вес продукции. К примеру, если наибольшая нагрузка на двутавр равняется 300 кг/м.п, из таблицы берется двутавровая балка под цифрой 16, при этом промежуточная дистанция равняется шести метрам при укладочном шаге от 1 до 1,2 метров. При подборе 20 металлопрофиля нагрузка на двутавр сильнее – до 500 кг/ м.п, а шаг соответственно до 1,5 метра. Изделие с порядковой нумерацией 10 либо 12 обозначает предельно установленную нагрузку до 300 кг/м.п и уменьшение пролета.
Таким образом, расчетные действия, какую нагрузку может выдержать металлическое изделие, осуществляются так:
- Высчитывается единица нагрузки на двутавр, давящая на опорное основание с учетом массы металлопрофиля, которая рассматривается на один погонный метр изделия.
- Полученная величина, согласно нормативным документам, перемножается на коэффициент прочности стали, указанным в ГОСТ.
- Пользуясь данными расчетных величин, требуется вычислить значение сопротивляющегося момента.
- Далее из полученного результата, выбираем нужный элемент из реестра металлопроката.
- Делая расчеты опорной физической нагрузки при определении профиля, советуем подбирать числа на пару строк больше имеющегося значения. Несущая особенность металлопрофиля определяется при вычислении двутавра на сгибание.
Как марки стали воздействуют на предстоящее проектирование?
При вычислении прочности опорной балки следует учитывать марку металла, использующегося в технологическом процессе, и категорию металлопроката. Для сложнейших металлоконструкций и строений, перекрытий многоэтажных коттеджей, индустриальных комплексах, требуется подбирать элементы из наиболее крепкого металла высшего качества. Продукция с наивысшей прочностью отличается небольшими габаритами, но при этом могут выдерживать существенные нагрузки. Поэтому вычисления на прочность рекомендуется выполнять несколькими методами, а информацию всегда требуется сравнивать для получения наиболее правильных математических расчетов. При определении пределов надежности и безопасности требуется учитывать существующие величины давления и не забывать немаловажные факторы, такие как, поперечные и продольные силы, крутящий момент. Можно применять разные способы калькуляции, при помощи которой можно определить разрешенные пределы надежности.
Как подсчитать предстоящую нагрузку?
С целью определения нагрузочных параметров на деформирование требуется четко придерживаться нижеперечисленных моментов:
- Прогнозируемая и существующая нагрузка.
- Размеры и масса предполагаемой конструкции.
- Нормативная сопротивляемость.
Для многих видов балок нет возможности произвести определение нагрузки на сгибание, ввиду их конфигурации и разновидности установки при возведении сооружений. Деформирование балки (прогиб) образуется в поворотных углах. Поэтому оно очень зависит от общих параметров сооружения, ее предназначения, марки стали и иных функциональных факторов.
Существуют различные варианты уравнений и способов для расчета балки на прогиб, их использование характеризуется расчетом деформирования обоих оснований. Наиболее чаще для проведения любых вычислений максимального нагрузочного давления на прогиб, профессионалы применяют специальную математическую формулу. Величину нагрузки проектируемой опоры следует перемножить на промежуток пролета в кубе. Итоговый результат делится на общую сумму модуля гибкости и величины момента инерции.
Модуль гибкости можно вычислить по марке стали, момент инерции обозначен в правилах стандартизации по цифровому коду исходного материала. Исходные цифры требуется удвоить на коэффициент, который равен 0,013. Если уже имеющийся относительный коэффициент деформирование выше либо ниже, чем обозначено в существующих правилах, то в будущей конструкции следует брать изделия большего либо меньшего диаметра.
Требуется понимание того, что двутавровая балка, из — за своей конфигурации и массы, не очень часто находит применение при строительстве частных одноэтажных сооружений. Зачастую вместо них применяются облегченные швеллеры либо металлические углы. Но если вы все же планируете приобретение балок для постройки маленького домика, то не нужно решать сложнейшие математические задачи по всем критериям деформационных нагрузок. Хватит и элементарных расчетов допустимых пределов.
Какую нагрузку выдерживает швеллер | СМЦ «Петровское»…
В наши дни, когда промышленность и строительство стремительно развиваются, металлопрокат считается крайне востребованным среди предприятий различного масштаба. Швеллер (10, 16, 20 или др.) – одна из наиболее популярных его разновидностей, которая используется для многих целей:
- строительства зданий;
- сооружения мостов;
- автомобильного производства, авиа- и кораблестроений;
- усиления фундаментов и несущих конструкций;
- декорирования интерьера и изготовления мебели.
Если для осуществления вашей деятельности необходимо приобрести швеллеры – не торопитесь покупать их в первом попавшемся пункте продажи. Сервисный металлоцентр «Петровское» изготавливает швеллеры, которые полностью соответствуют установленным требованиям ГОСТ. Несмотря на высокое качество швеллеров, которые мы изготавливаем, их стоимость – одна из самых доступных в Киеве и Киевской области. На каждом из складов нашей компании соблюдаются все условия, необходимые для того, чтобы изделия из металла сохраняли свои качества на протяжении всего срока хранения и дальнейшей эксплуатации.
Что представляет собой швеллер 12
В зависимости от того, какими размерами и характеристиками обладает швеллер, может изменяться его несущая способность. На нашем сайте можно заказать швеллер 12 и другие разновидности металлопрофиля. Какими бы не были характеристики швеллера, его основная задача – восприятие и распределение механических нагрузок в различных конструкциях. Стоит помнить, что изделие прогибается под нагрузкой практически в каждом случае.
Небольшой изгиб считается нормальным состоянием каждого швеллера, однако в некоторых случаях степень изгиба может превышать допустимую норму. При критическом изгибе швеллер быстро деформируется, разрушается и прекращает выполнять свою основную функцию. Это может негативно сказаться на прочности и эксплуатационном сроке строения. Поэтому при покупке швеллера стоит обратить внимание на:
- прочность;
- несущую способность детали;
- минимальный момент сопротивления;
- изгибающий момент;
- допустимое напряжение.
Максимально допустимый изгиб – наиболее важный показатель, который влияет не только на надежность швеллера, но и на строение в целом. На этот показатель влияет несколько факторов, наиболее важным среди которых является геометрический размер. Он часто указывается в маркировке швеллера и указывается в цифровом обозначении (швеллер 16, швеллер 13 или швеллер 18). Для определения его несущей способности используется специальная формула, и для исчисления необходимо знать также:
- нормативную нагрузку, которая будет приходиться на изделие;
- конфигурацию полок швеллера, его тип и назначение;
- длину пролета детали;
- количество швеллеров, которые укладываются рядом;
- модуль упругости материала, из которого изготовлена деталь;
- типоразмер, его предельный вертикальный прогиб.
Существуют онлайн-калькуляторы, с помощью которых можно вычислить те или иные параметры швеллеров. Однако сделать это можно самостоятельно с помощью специальной формулы. Полученный показатель дает возможность точно понять, насколько швеллер соответствует характеристикам конструкции.
Какую нагрузку выдерживает швеллер: проводим расчеты
- Чтобы рассчитать максимально допустимый прогиб швеллера, достаточно умножить коэффициент 5/384 умножить на дробь. В числителе дроби при этом указывается произведение расчетное нагрузки на 0.25 длины пролета изделия. В знаменателе дроби нужно указать произведение момента инерции на показатель продольной упругости материала, из которого изделие изготовлено.
- Если нужно рассчитать допустимую нагрузку, которую сможет выдержать швеллер 20, изготовленный из стали 09Г2С, необходимо точно определить длину балки и некоторые справочные данные. Их можно получить, обратившись к нормативам ГОСТ и СНиП. Также при расчетах стоит учесть, как расположена стенка швеллера – горизонтально или вертикально.
- Вышеуказанных данных недостаточно при проектировании перекрытий и различных каркасов. Чтобы убедиться в том, что будущая конструкция будет максимально прочной – нужно произвести расчет швеллера на жесткость. При этом показатель прогиба не должен быть большим, нежели его допустимое значение. Для вычисления относительного прогиба нужно вычислить изгибающий момент, длину хлыста, степень упругости стали и момент инерции сечения швеллера.
Обратившись в наш сервисный металлоцентр, можно заказать металлошвеллеры с характеристиками, которые необходимы именно для вашего строительства. Мы предлагаем своим клиентам качественные толстостенные швеллеры от проверенных производителей. Большинство изделий, представленных у нас, отличаются нагрузочной способностью в несколько тонн. Напомним, это зависит от разновидности швеллера, типа стали, из которого он изготовлен и конструктивных особенностей профиля. Хотите узнать больше о нашей продукции или оформить заказ? Ждем ваших звонков по номерам, указанным на сайте.
расчетные схемы и сбор нагрузок
Швеллер – вид фасонного металлопроката с поперечным сечением П-образной формы. Широко используется в строительстве в роли балок перекрытия, перемычек, востребован при отделке фасадов для устройства каркаса под облицовочный материал. Для правильного выбора номера швеллера необходимо знать, какую нагрузку он должен будет выдерживать при эксплуатации, способ закрепления, длину пролета, количество изделий, укладываемых вместе, материал изготовления.
Расчетные схемы для подбора номера швеллера
Каждый случай горизонтальной укладки швеллера можно привести к стандартной расчетной схеме. В зависимости от типа закрепления и распределения нагрузки, выделяют следующие виды балок:
- Однопролетная шарнирно-опертая. Нагрузка распределена равномерно. Пример: профильный прокат, применяемый для устройства межэтажных перекрытий.
- Консольная. Имеет один жестко закрепленный конец, нагрузка равномерно распределена. Обычно по такой схеме изготавливается козырек над подъездом из двух швеллеров, пространство между которыми заполнено армированным бетоном.
- Шарнирно-опертая, имеющая две опоры и консоль для укладки балконных плит.
- Однопролетная шарнирно-опертая, на которую оказывают воздействие две сосредоточенные силы. Обычно на нее укладывают две другие балки.
- Однопролетная с двумя опорами, на которую воздействует одна сосредоточенная сила.
Сбор нагрузок, выдерживаемых швеллером
Для нахождения требуемого номера профиля, помимо расчетной схемы, необходимо определить вес, который должен будет выдержать швеллер. В соответствии со СНиПом 2.01.07-85, выделяют следующие типы нагрузок:
- Постоянные. К ним относятся: вес самого швеллера и конструкций, которые на него опираются.
- Временные. Разделяются на длительные (масса временных перегородок, слоя воды) и кратковременные (вес людей, ветровые и снеговые нагрузки).
- Особые. Возникают в нестандартных ситуациях: при взрывах, из-за деформации основания, в связи с сейсмическим воздействием.
После определения всех исходных параметров можно воспользоваться онлайн-калькулятором или произвести самостоятельные расчеты по формулам.
Подшипниковые нагрузки — 1 канал 5/8
Руководство по расчету нагрузки на балку
Нагрузкив таблицах нагрузок на балку для канала металлического каркаса UNISTRUT® равны дано как общая равномерная нагрузка (W) в фунтах. Для более привычной формы нагрузки (w) в фунтах на фут или фунтах на дюйм, разделите нагрузку на стол на охватывать.
Нагрузки под заголовками столбцов «Пролет / 180», «Пролет / 240» и «Пролет / 360 ”предусмотрены для установок, в которых прогиб (провисание) нагруженного Канал UNISTRUT® должен быть ограничен.Эти соотношения стандартные инженерной практики и, если применимо, обычно даются Специалист по записи или спецификации проекта. Фактическое отклонение от эти предустановленные отношения равны диапазону (дюймы или футы), разделенному на число 180, 240 или 360. При расчете на один из этих пределов отклонения допустимая равномерная нагрузка обычно меньше значений в столбце заголовок «Максимально допустимая равномерная нагрузка». Для получения дополнительной информации или помощь по этому вопросу, свяжитесь с нами.
Все 5 примечаний под таблицами нагрузок на балки должны быть соблюдены для получения окончательного полезная нагрузка на канал.Несоблюдение этого правила приводит к неправильной работе нагрузка. Эти примечания требуют корректировки максимально допустимой униформы. Нагрузка для:
- Пробитый канал (если применимо)
- Свободная длина
- Масса канала
- Точечная нагрузка на промежуточный пролет (если применимо)
Используйте следующие 5 шагов, чтобы точно определить допустимую рабочую нагрузку канала UNISTRUT®. o
- Шаг № 1: Определите максимально допустимую равномерную нагрузку от Таблица нагрузок
- Шаг № 2: Умножьте на применимый коэффициент пробитого отверстия (при использовании таблицы нагрузок на балку для сплошного канала)
- 0.95 для «КО»
- 0,90 для HS и h4
- 0,85 для «T», «SL» и «WT»
- 0,70 для «DS»
- Шаг 3: Умножение на коэффициент свободной длины
- Шаг 4: Вычесть вес канала
- Шаг 5: Умножить на 50% для загрузки Midpsan ( если Применимо)
Результатом после шага 4 является допустимая общая равномерная нагрузка в фунтах. В Результатом после шага 5 является допустимая точечная нагрузка на середину пролета.
Руководство по расчету балочной нагрузки| Силовая стойка
Руководство по расчету нагрузки на балку
Нагрузки в таблицах нагрузок на балку для канала металлического каркаса POWER-STRUT® даны как общая равномерная нагрузка (W) в фунтах. Для более привычной равномерной нагрузки (w) в фунтах на фут или фунтах на дюйм разделите нагрузку стола на пролет.
Нагрузки под заголовками столбцов «Пролет / 180», «Пролет / 240» и «Пролет / 360» указаны для установок, в которых необходимо ограничить прогиб (провисание) нагруженного канала POWER-STRUT®.Эти соотношения являются стандартной инженерной практикой и, если применимо, обычно даются профессиональным специалистом по документации или спецификациями проекта. Фактическое отклонение от этих предустановленных соотношений равно размаху (дюймы или футы), разделенному на число 180, 240 или 360. При проектировании с использованием одного из этих пределов отклонения допустимая равномерная нагрузка обычно меньше значений в столбце под заголовком «Максимально допустимый» Равномерная нагрузка ». Для получения дополнительной информации или помощи по этому вопросу свяжитесь с нами.
Необходимо соблюдать все 5 примечаний ниже таблиц нагрузок на балки, чтобы получить окончательную полезную нагрузку на канал.В противном случае рабочая нагрузка будет неправильной. Эти примечания требуют корректировки максимально допустимой равномерной нагрузки для:
- пробитого канала (если применимо)
- свободной длины
- веса канала
- точечных нагрузок на промежуточный пролет (если применимо)
Используйте следующие 5 шагов, чтобы точно определить допустимая рабочая нагрузка канала POWER-STRUT®.
- Шаг № 1: Определите максимально допустимую равномерную нагрузку из таблицы нагрузок
- Шаг № 2: Умножьте на применимый коэффициент пробитого отверстия (при использовании таблицы нагрузок на балку для сплошного канала)
- 0.95 для «KO6»
- 0,90 для «H» и «h4»
- 0,85 для «EH», «S» и «WT»
- 0,70 для «SB»
- Шаг № 3: Умножить на свободный Коэффициент длины
- Шаг № 4: Вычесть вес канала
- Шаг № 5: Умножить на 50% для загрузки Midpsan (если применимо)
Результат после этапа № 4 представляет собой допустимую общую равномерную нагрузку в фунтах. Результатом после шага 5 является допустимая точечная нагрузка на середину пролета.
Нагрузки на балку — Калькулятор опорной силы
Онлайн-калькулятор опорной силы балки
Калькулятор ниже можно использовать для расчета опорных сил — R 1 и R 2 — для балок с числом до 6 несимметрично нагружает.
Длина балки (м, фут)
Сила F1 (Н, фунт f ) расстояние от R 1 (м, фут)
Сила F2 (Н, фунт f ) расстояние от R 1 (м, фут)
Сила F3 (Н, фунт f ) расстояние от R 1 (м, фут)
Сила F4 ( Н, фунт f ) расстояние от R 1 (м, фут)
Сила F5 (Н, фунт f ) расстояние от R 1 (м, фут)
Сила F6 (Н, фунт f ) расстояние от R 1 (м, фут)
Для балансирующей балки, нагруженной грузами (или другими силами нагрузки), силы реакции — R — на опорах равно , сила нагрузки — F . Баланс сил может быть выражен как
F 1 + F 2 + …. + F n = R 1 + R 2 (1)
где
F = усилие от нагрузки (Н, фунт f )
R = сила от опоры (Н, фунт f )
Дополнительно для балки в балансе алгебраическая сумма моментов равно нулю .Баланс момента может быть выражен как
F 1 a f1 + F 2 a f2 + …. + F n a fn = R a r1 + R a r2 (2)
где
a = расстояние от силы до общей точки отсчета — обычно расстояние до одной из опор (м, футы)
Пример — A балка с двумя симметричными нагрузками
A 10 м длинная балка с двумя опорами нагружена двумя равными и симметричными нагрузками F 1 и F 2 , каждая по 500 кг .Опорные силы F 3 и F 4 могут быть рассчитаны
(500 кг) (9,81 м / с 2 ) + (500 кг) (9,81 м / с 2 ) = R 1 + R 2
=>
R 1 + R 2 = 9810 N
= 9,8 кН
Примечание! Нагрузка от веса груза — м. — мг. Ньютона — где г = 9.81 м / с 2 .
При симметричных и равных нагрузках опорные силы также будут симметричными и равными. Используя
R 1 = R 2
, приведенное выше уравнение можно упростить до
R 1 = R 2 = (9810 N) / 2
05 = 4905 N
= 4,9 кН
Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox
— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.
Пример — Балка с двумя несимметричными нагрузками
A 10 м длинная балка с двумя опорами нагружена двумя нагрузками, 500 кг расположен 1 м от конца ( R 1 ) , а другая нагрузка 1000 кг расположена на 6 м с того же конца. Баланс сил можно выразить как
(500 кг) (9,81 м / с 2 ) + (1000 кг) (9,81 м / с 2 ) = R 1 + R 2
=>
R 1 + R 2 = 14715 N
= 14.7 кН
Алгебраическая сумма моментов (2) может быть выражена как
(500 кг) (9,81 м / с 2 ) (1 м) + (1000 кг) (9,81 м / с 2 ) (6 м) =? R 1 (0 м) + R 2 (10 м)
=>
R 2 = 6377 (N)
= 6,4 кН
F 3 можно рассчитать как:
R 1 = (14715 Н) — (6377 Н)
= 8338 N
= 8338 N
.3 кН
Вставьте балки в модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox Sketchup Extension
Расчет нагрузки, прогиба и поворота для медицинских опорных конструкций
Благодаря простоте установки и регулировки, канал Unistrut часто используется при строительстве систем поддержки воздушного оборудования. Безопасное и эффективное использование рычагов для катетеризации, радиологического оборудования, осветительных приборов и сервисных стрел, подвешенных на опорных конструкциях Unistrut, требует надлежащих расчетов нагрузки, отклонения и вращения.В этом посте Tech Talk рассказывается, как производить точные расчеты, чтобы обеспечить как оптимальную работу оборудования, так и безопасность вашей установки.
Одной из распространенных ошибок является неправильное использование таблиц нагрузок на балки, которые можно найти в Общем инженерном каталоге Unistrut и на веб-сайте Unistrut Service Company. Обратите внимание, что стандартные «диаграммы балок», показанные ниже, показывают МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОЕ РАВНОМЕРНУЮ НАГРУЗКУ . В большинстве реальных случаев потребуется некоторый «понижающий коэффициент» для правильного определения фактической грузоподъемности стойки.
Чтобы помочь инженерам и архитекторам делать точные расчеты, мы также включаем примечания и примеры расчетов, как показано здесь:
- Балочные нагрузки даны как общая равномерная нагрузка (Вт фунт), а не равномерная нагрузка (фунт / фут или фунт / дюйм).
- Нагрузки на балку основаны на простом пролете и предполагается, что они адекватно закреплены в поперечном направлении. Свободные пролеты могут снизить несущую способность балки. Обратитесь к связанной странице для получения информации о коэффициентах уменьшения для свободной длины от 2 до 20 футов.
Для канала с пробивкой умножьте нагрузки на балку на следующий коэффициент:
- Серия «КО»……. 95%
- Серия «Т» ………. 85%
- Серия «HS» ……. 90%
- Серия «SL» …….. 85%
- «h4» Серия …….. 90%
- Серия «DS» …….. 70%
- Вычтите вес канала из нагрузок на балку.
- Для сосредоточенных точечных нагрузок на середину пролета умножьте нагрузки на балку на 50% и соответствующий прогиб на 80%. Перейдите по этой ссылке для получения информации о других условиях нагрузки.
- Все нагрузки на балку указаны для изгиба вокруг оси 1-1.Пример расчета №1: Вот пример расчета, демонстрирующий графики нагрузки балки и коэффициенты снижения нагрузки.
Допустим, у нас есть 6-дюймовый пролет P1000sl, и мы хотим узнать, какова допустимая нагрузка при точечной нагрузке. Согласно диаграммам, P1000 подходит для максимально допустимой равномерной нагрузки (не нагрузки на фут) в 560 фунтов. Ссылаясь на примечания ниже, мы имеем следующие сокращения нагрузки: — X 0,85 для sl — X 0,5 для точечной нагрузки в центре — уменьшение нагрузки X 0,78 на странице 62 в Общем инженерном каталоге Unistrut (издание 17A) Следовательно, 560 фунтов x.85 x 0,5 x 0,78 = 185 фунтов. Пример расчета №2. Допустим, у нас есть 5-дюймовый пролет P1001, и мы хотим увидеть допустимую нагрузку для точечной нагрузки. Согласно диаграммам, p1001 подходит для максимально допустимой равномерной нагрузки (не нагрузки на фут) 1910 фунтов.
Ссылаясь на примечания ниже, мы имеем следующие сокращения нагрузки: — X 0,5 для точечной нагрузки в центре — X 0,97 уменьшение нагрузки Таким образом, 1 910 фунтов x 0,5 x. 97 = 926 фунтов.
Обратите внимание, что они предполагают, что соединение стойки может выдерживать нагрузку.Вы и ваш инженер несете ответственность за проверку всех расчетов и подключений, а также за проверку того, что все элементы установлены в соответствии с требованиями Unistrut. Сервисная компания Unistrut не несет ответственности за неправомерное использование предоставленной информации. Местные нормы могут диктовать более строгие требования. Катетеризационное и рентгеновское оборудование также очень чувствительно к отклонению и / или вращению. «Типичная» поддержка катетеризации или радиологии требует отклонения <1/16 дюйма, а «типовая» световая или служебная штанга требует <.2 градуса поворота.
Проектирование опор для подвесного медицинского оборудования исключительно с учетом нагрузки на материал без учета отклонения / вращения может поставить под угрозу как производительность вашего оборудования, так и безопасность вашего персонала и пациентов .
Например, несоответствующая конструкция верхней опоры может привести к чрезмерному износу и возможному выходу из строя тормозов и сцеплений рабочей стрелы. При неадекватной опорной решетке стрелы для тяжелых работ вначале могут работать достаточно эффективно, но со временем внутренние компоненты стрелы начнут изнашиваться и будут постоянно выходить из строя.В конце концов, динамическая нагрузка может вызвать отказ опоры, в результате чего оборудование выйдет из строя. Выполнение точных расчетов нагрузки, прогиба и вращения при проектировании подвесной потолочной опорной решетки гарантирует, что ваше медицинское оборудование будет соответствовать спецификациям производителя, сохраняя безопасность лаборантов и пациентов. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно расчетов нагрузки, прогиба и вращения для приложений медицинской опорной сети, обратитесь за помощью в сервисную компанию Unistrut.
Как рассчитать вес груза перед подвесным подъемником
Первое, что вы должны сделать перед подъемом груза, — это определить общий вес груза. Это должно быть определено на ранних этапах планирования подъема, так как все остальное, что касается подвесного подъемника, должно учитывать вес груза, в том числе:
- Оборудование / тип крана, используемого для подъема
- Тип используемых подъемных строп, такелажного оборудования и / или устройств под крюком
- Тип строповой сцепки и угол стропа
Общий вес подъемника нагрузка должна учитывать все подъемные механизмы, задействованные в подъемнике, включая крюк и все остальное, что ниже:
- Блок крюка
- Канаты
- Подъемные балки
- Скобы, подъемные кольца и другое оборудование
- Подъемные стропы
Существует множество различных методов, которые вы можете использовать для определения веса груза, которые мы рассмотрим подробнее в этой статье.
Простые методы определения веса груза
Есть много разных способов легко определить вес груза без каких-либо расчетов или использования специально разработанных датчиков веса или динамометров.
Посмотрите на груз, чтобы увидеть, отмечен ли вес
Нагрузка может быть указана производителем с указанием веса или может быть предварительно рассчитана и промаркирована. Прежде чем выбирать подходящее подъемное и такелажное оборудование, обратите внимание на визуальные обозначения веса груза.
Загрузить знакомство
Если это груз, который вы регулярно поднимаете и перемещаете по своему предприятию, например стальной рулон, связку труб или пиломатериалы, то вы уже знаете вес груза. Во многих случаях ваш мостовой кран, вероятно, был спроектирован с рабочим циклом и грузоподъемностью специально для этого повторяющегося подъема, поэтому вес груза учитывался при постройке крана.
См. Специализированные оттиски или планы дизайна
На распечатках продукта или технических чертежах груза может указываться конечный вес в собранном виде.
Просмотр коносамента или транспортной документации
Если груз был доставлен или транспортирован на ваше предприятие или строительную площадку, в полученных вами транспортных документах должна быть указана информация о весе.
Используйте промышленные весы
Для небольших и легких грузов вы можете использовать промышленные напольные весы, которые обычно используются на производственных участках или в отделе отгрузки и приема на предприятии.
См. Спецификации производителя или данные каталога
Если груз представляет собой изделие или часть оборудования, вес груза может быть указан на:
- Оформление документов от производителя
- Информация на веб-сайте производителя или дистрибьютора
- Технические характеристики продукта в каталоге или брошюре о продукте
Расчет веса груза
Если информация о весе груза не была предоставлена, вам нужно будет выполнить некоторые вычисления, чтобы определить вес груза, который вы собираетесь поднять.В этом разделе мы предоставим вам некоторые базовые расчеты для расчета веса грузов разного размера из разных материалов.
Шаг 1. Определите объем груза
Прямоугольник / квадрат: Объем = длина x ширина x высота
Полый цилиндр: Объем = 3,14 x длина x толщина стенки x (диаметр — толщина стенки)
Сложные формы: В некоторых случаях представьте, что весь объект заключен в прямоугольник, а затем вычислите объем этого прямоугольника.Или разделите объект на два или более прямоугольника меньшего размера, а затем вычислите вес каждой части и сложите их вместе.
Шаг 2. Определите материал, который вы будете поднимать
В таблице ниже можно использовать приблизительные значения веса обычных грузов и материалов:
Материал фунта / кубический фут Материал фунта / кубический фут Алюминий 165 Чугун Asbes 4501 4501 153 Свинец 708 Асфальт 81 Пиломатериалы (ель) 32 Латунь 524 Пиломатериалы (Дуб Пиломатериалы (задние стяжки) 50 Бронза 534 Нефть, моторное 58 Уголь 56 Бумага 6 9028 9028 9028 9028 Цемент 94 Щебень 95 Речной песок 906 28 120 Дизельное топливо 52 Резина 94 Сухая земля (рыхлая) 75 Сталь 480 Бензин 4525 906Стекло 162 Цинк 437 Шаг 3: Определите вес объекта
Умножьте приблизительное количество фунтов на кубический фут материала на расчетный объем груза, чтобы получить вес объекта или груза.
Пример №1: Алюминиевый блок
Вот как можно рассчитать вес груза алюминиевого блока длиной 6 футов, шириной 3 фута и высотой 4 фута:
Объем = длина x ширина x высота
Объем = 6 футов x 3 фута x 4 фута
Объем = 72 кубических фута
Алюминий весит 165 фунтов на кубический фут (исходя из чисел из таблицы выше). Основываясь на этой информации, вы должны выполнить следующий расчет:
Вес блока = 72 кубических фута x 165 фунтов на кубический фут
Вес блока = 11 880 фунтов./ 5,94 тонныПример № 2: Стальная труба
Вот как можно рассчитать вес нагрузки для полой стальной трубы длиной 8 футов, с внешним диаметром 3 фута и толщиной стенки 1,5 дюйма:
Объем = 3,14 x длина x толщина стенки X (диаметр — толщина стенки)
Объем = 3,14 X 8 футов x 1,5 дюйма x (3 фута — 1,5 дюйма)
Преобразование дюймов в футы (1,5 дюйма = 0,125 фута)
Объем = 3.14 x 8 футов x 0,125 фута x (3 фута — 0,125 фута)
Объем = 3,14 x 8 футов x 0,125 футов x 2,875 футов
Объем = 9,03 кубических футов
Сталь весит 480 фунтов на кубический фут (на основе чисел из таблицы выше). Основываясь на этой информации, вы должны выполнить следующий расчет:
Вес стальной трубы = 9,03 кубических футов x 480 фунтов на кубический фут
Вес стальной трубы = 4334 фунта. / 2,17 тонныПример 3: Сложные формы
Вот как можно рассчитать вес груза для объекта неправильной формы, сделанного из бетона.Сначала разделите объект на прямоугольники, а затем рассчитайте вес каждой секции по отдельности, а затем объедините их, как показано ниже:
Объем 1 (сверху) = 4 фута x 2 фута x 3 фута
Объем 1 = 24 кубических фута
Объем 2 (снизу) = 9 футов x 2 фута x 3 фута
Объем 2 = 54 кубических футов
Общий объем = Объем 1 (24 кубических фута) + Объем 2 (54 кубических футов)
Общий объем = 78 кубических футов
Бетон весит 150 фунтов на кубический фут (на основе чисел из таблицы выше).Основываясь на этой информации, вы должны выполнить следующий расчет:
Сложная форма бетона = 78 кубических футов x 150 фунтов на кубический фут
Бетон сложной формы = 11700 фунтов. / 5,85 тонныИспользование тензодатчиков или динамометров для определения веса груза
Кроме того, в оснастку могут быть включены другие устройства, которые обеспечат оператору считывание и определение веса груза, когда он слегка приподнят над землей.Эти устройства, называемые тензодатчиками или динамометрами, монтируются вместе с крюком крана, стропами и оборудованием. Затем нагрузка прикрепляется к датчику нагрузки, и датчик нагрузки вычисляет вес груза, измеряя силу, приложенную к нему с помощью тензодатчика, или гидравлическое или пневматическое давление внутри устройства.
Эти устройства могут отображать измеренный вес груза различными способами. Некоторые из них механические с аналоговым дисплеем, на котором используются стрелка и циферблат — аналогично тому, как работают многие ванные или медицинские весы.Другие могут иметь цифровые дисплеи прямо на самом устройстве, а некоторые даже работают с портативными цифровыми устройствами или компьютерным программным обеспечением, чтобы отправлять показания оператору, который может выполнять удаленный мониторинг и диагностику кранового оборудования.
Другой тип весоизмерительного устройства — это грузозахватная скоба, которая, по сути, представляет собой полностью рассчитанную подъемную скобу со встроенной электроникой и микропроцессорами для определения веса груза, поднятого в воздух. Эти типы устройств также отправляют данные на портативное устройство или удаленную рабочую станцию.
Многие тензодатчики и динамометры поставляются с датчиками перегрузки, которые предупреждают оператора, менеджеров по безопасности или другой назначенный персонал, если кран был перегружен. Перегрузка возникает, когда подъемник превышает номинальную грузоподъемность крана. Перегрузки запрещены в соответствии со стандартами OSHA и ASME B30, они могут вызвать перегрузку и повреждение кранового оборудования, что подвергнет опасности находящихся поблизости сотрудников в случае выхода крана из строя.
При использовании тензодатчиков или динамометров всегда обращайтесь к рекомендациям производителя по плановому обслуживанию и калибровке, чтобы убедиться, что ваше устройство соответствует требованиям и продолжает обеспечивать точные измерения.
Завершение
Планирование подвесного подъемника начинается с понимания веса груза, который вы планируете поднимать и перемещать. Все остальное должно встать на свои места, если вы будете следовать передовым методам подъема и такелажа и составить план подъема до того, как какой-либо груз будет поднят в воздух.
Некоторые из этих передовых методов монтажа включают:
- Всегда определяйте вес груза и учитывайте любые другие предметы, используемые ниже крюка, при расчете или определении общего веса груза.Сюда входят:
- Чан-стропы, стропы из троса и синтетические стропы
- Скобы, крюки, рым-болты, главные звенья и любое другое такелажное оборудование
- Подъемные балки, магниты, С-образные крюки, вакуумные подъемники или другое нижеследующее: крючки
- Определите стиль стропы, который вы будете использовать (цепь, трос или синтетический материал), и тип сцепки (вертикальный, корзина или колье). Рассчитайте угол стропа. Выберите правильное оборудование и стропы для подъемника в зависимости от номинальной и предельной рабочей нагрузки (WLL).
- Осмотрите все такелажное оборудование перед подъемом над головой. Любые предметы, которые выглядят поврежденными, деформированными или имеют неправильный внешний вид, должны быть изъяты из эксплуатации, и квалифицированный специалист может определить, можно ли вернуть оборудование в эксплуатацию или их следует вывести из эксплуатации и утилизировать.
- Надлежащее соединение такелажа и техника должны быть проверены, приподняв груз на несколько дюймов от земли, чтобы убедиться в отсутствии раскачивания, полной фиксации груза и учете центра тяжести.
- Дополнительные факторы окружающей среды могут добавить сопротивление, влияющее на вес груза, и их необходимо учитывать. Вот некоторые примеры:
- Трение или сопротивление, вызванное поднятием груза с илистой поверхности, или грузом, который погружается в химикаты или другие жидкости и выходит из них
- Груз поднимается с наклонной поверхности
- Сильный ветер / порывы ветра
- Никогда не поднимайте груз над землей выше, чем необходимо, определяйте возможные препятствия и используйте слоган, когда это необходимо, для обеспечения дополнительного контроля нагрузки.
В Mazzella Companies мы можем предоставить консультации по подъему и такелажу, чтобы убедиться, что вы используете передовые методы такелажа, подъема и перемещения груза по вашему предприятию. Мы также предлагаем обучение ваших сотрудников в аудиториях и продаем различные подъемные и такелажные изделия, в том числе:
- Мостовые краны
- Подъемники и детали подъемников
- Цепи из сплава, тросы и синтетические стропы
- Такелажные приспособления
- Весоизмерительные датчики и динамометры
Если вам нужна помощь в составлении плана подъема, необходимо пройти обучение монтажу сотрудников или хотите запланировать оценку вашего такелажного оборудования и методов на месте, пожалуйста, свяжитесь с нами сегодня, чтобы поговорить со специалистом по подъемным работам.
Подъемные и такелажные работы
Имя Mazzella является синонимом качественных строп. Качественные стропы Mazzella включают цепи, тросы, нейлон, полиэстер, веревки и высококачественные синтетические стропы.
Мы также предоставляем сборные канаты — большие и малые. Мы производим мостовые тросы, крановые тросы, тросы для сталелитейных заводов и тысячи комплектов OEM. Мы также можем изготовить узлы со стандартной или нестандартной концевой арматурой. Также доступны специальные требования к испытаниям и допускам.
Mazzella также имеет один из крупнейших в отрасли инвентарь канатов, подъемников, деталей подъемников, съемников, оборудования для такелажа и других связанных распределенных продуктов.
Мы также проводим обучение основам подъема и такелажа на месте или онлайн!
Если вам требуется специальный курс обучения для соответствия требованиям OSHA, Mazzella может помочь вам в создании безопасного и надежного рабочего места.
Мы квалифицируем наших инструкторов, требуя от них прохождения внутренней программы обучения инструкторов (которая обучает применимым стандартам и методам обучения OSHA и ASME), обширного практического опыта и дополнительного обучения сторонних организаций, таких как Crosby, CM, Harrington , Горбель и Industrial Training International (ITI).
Позвоните нам по телефону 800.362.4601 или щелкните здесь, чтобы получить необходимые вам подъемные и такелажные изделия или пройти обучение!
Проволочный канат
Мы храним более 2 000 000 футов каната в различных местах… готовых к немедленной доставке! Мы поставляем сборные канаты и производим мостовые кабели, крановые кабели, кабели для сталелитейных заводов и тысячи сборок OEM.
Мы также можем изготовить узлы со стандартными или нестандартными концевыми фитингами. Также доступны специальные требования к испытаниям и допускам.
- Размеры от 1/4 дюйма до 3 дюймов и от 9 мм до 52 мм
- Внутренние и внешние
- На складе и готовы к отправке в тот же или на следующий день из одного из наших многочисленных сервисных центров
Позвоните нам по телефону 800.362.4601 или щелкните здесь, если вам нужны изделия или сборки из троса!
Авторские права 2018. Компании Mazzella.
Калькулятор свойств сечения канала C (C-образной балки)
Калькулятор свойств сечения С-образного сечения для балки с С-каналом с прямым участком (участок без конуса). 3
Минимальный модуль упругости сечения [S yy ] — Радиус вращения [r x ] — ммcmminchft Радиус вращения [r y ] — Центроидное расстояние в направлении x [x c ] — ммcmminchft Расстояние от центра тяжести в направлении y [y c ] — Примечание: используйте точку «.»как десятичный разделитель.
Радиус вращения (Площадь): Расстояние от оси, на которой площадь тела можно считать сосредоточенной, а площадь второго момента этой конфигурации равна ко второму моменту площадь фактического тела относительно той же оси.
Второй момент площади: Способность поперечного сечения сопротивляться изгибу.
Модуль упругости сечения: Момент инерции площади поперечного сечения структурный элемент, деленный на расстояние от центра тяжести до самая дальняя точка участка; мера прочности на изгиб балки.2))
Что такое прогиб?
Прогиб — это степень смещения элемента конструкции под действием нагрузки. Прогиб элементов балки обычно рассчитывается на основе уравнения Эйлера – Бернулли, в то время как прогиб элемента пластины или оболочки рассчитывается с использованием теории пластин или оболочек. 2)) для расчета прогиба балки, прогиб для канала или Z-образного стержня при средней нагрузке формула определяется как степень смещения элемента конструкции под нагрузкой.Прогиб балки обозначается символом ɗ .
Как рассчитать прогиб для канала или Z-образной планки при средней нагрузке с помощью этого онлайн-калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для прогиба для швеллера или Z-образной планки при средней нагрузке, введите наибольшую безопасную нагрузку (Вт) , длину балки (L) , площадь сечения (A) и глубину балки . (D) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить отклонение для канала или Z-бара при расчете нагрузки в середине с заданными входными значениями -> 2.2)) .
.