Расчет швеллера на изгиб, калькулятор швеллера
Швеллер в наличии на складе в Москве
Швеллер является продукцией прокатного производства, которая имеет U-образное поперечное сечение. В зависимости от технологии производства, швеллеры бывают горячекатаные и гнутые.
Размеры и форма г/к швеллеров общего назначения регламентируются стандартом ГОСТ 8240-97. Ширина проката согласно указанному нормативному документу может быть от 32 до 115 мм, а высота 50 — 400 мм.
В обозначении номера профиля зашифрована высота швеллера в сантиметрах (цифра) и серия или тип профиля (буква).
Размеры гнутого швеллера регламентируются стандартом ГОСТ 8278-83. В соответствии этому документу высота профиля может принимать значение от 25 до 410 мм, толщина швеллера – от 2 до 8 мм, и ширина может быть 26 — 160 мм.
В APEX METAL вы сможете приобрести швеллер наиболее востребованных размеров из стали марок Ст3 и 09Г2С:
- серии П с параллельными гранями — типоразмеры профиля 5П — 30П;
- серии У с уклоном граней — типоразмеры профиля 6,5У — 30У;
- гнутый швеллер с размерами от 50х40х3 до 250х125х6.
Значения высоты и ширины полки, ширины и толщины стенки по ГОСТ 8240-97 смотрите на странице — Как правильно расшифровать условное обозначение швеллера.
Методика расчета швеллера на изгиб
Наиболее часто швеллер используют в качестве элемента, который работает на изгиб. Следовательно, ни один расчет данного профиля не обходится без определения его прочности под воздействием изгибных нагрузок. На сегодняшний день создано множество программных продуктов и калькуляторов расчета швеллера, которые позволяют произвести массовые, прочностные и проверочные расчеты.
Покажем, как самостоятельно всего за 3 шага найти момент сопротивления и подобрать соответствующий размер швеллера с учетом действующих нагрузок.
1. Сначала необходимо определить максимальное значение момента в профиле швеллера, который вычисляется по формуле:
- М = 9,81 х q х l²/ 8 / 1000, где
q – значение распределенной нагрузки l – длина швеллера.
2. Зная изгибающий момент, определяем необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, чтобы обеспечить его прочность:
- Wн = M х 1000 / Ry, где
Ry – расчетное значение сопротивления материала по пределу текучести (согласно СНиП 2-23-81).
| Наименование стали | Марка стали по ГОСТ | Ry, МПа, с толщиной проката |
|---|---|---|
| С245 | Ст3пс5, Стсп5 | 240 МПа (2 — 20 мм), 230 МПа (20 — 30 мм) |
| С275 | Ст3пс | 240 МПа (2 — 20 мм) |
| С345 | 12Г2С, 09Г2С | 335 МПа (2 — 10 мм), 315 МПа (10 — 20 мм), 300 МПа (20 — 40 мм) |
3. Сравниваем полученное расчетное значение момента сопротивления швеллера и теоретические значения в таблицах ГОСТ, выбираем требуемый размер проката.
| Номер швеллера серии У | Момент сопротивления | Номер швеллера серии П | Момент сопротивления | Размер швеллера по ГОСТ 8278 | Момент сопротивления |
|---|---|---|---|---|---|
| 5У | 9,1 | 5П | 9,1 | 50х40х3 | 5,62 |
| 6,5У | 15 | 6,5П | 15 | 60х32х2,5 | 5,1 |
| 8У | 22,4 | 8П | 22,5 | 60х32х3 | 5,85 |
| 10У | 34,8 | 10П | 34,9 | 80х32х4 | 10,71 |
| 12У | 50,6 | 12П | 50,8 | 80х50х4 | 15,92 |
| 14У | 70,2 | 14П | 70,4 | 80х60х4 | 18,81 |
| 16У | 93,4 | 16П | 93,8 | 100х50х3 | 17,18 |
|
18У |
121 | 18П | 121 | 100х50х4 | 21,57 |
| 20У | 152 | 20П | 153 | 100х50х5 | 25,56 |
| 22У | 192 | 22П | 193 | 120х50х3 | 21,98 |
| 24У | 242 | 24П | 243 | 120х60х4 | 32,25 |
| 27У | 308 | 27П | 310 | 120х60х5 | 38,6 |
| 30У | 387 | 30П | 389 | 140х60х5 | 47,8 |
| 40У | 40П | 763 | 140х60х6 | 55,08 | |
| - | - | - | - | 160х50х4 | 41,76 |
| - | - | - | - | 160х60х4 | 48,84 |
| - | - | - | - | 160х60х5 | 58,38 |
| - | - | - | - | 160х80х4 | 60,01 |
| - | - | - | - | 160х80х5 | 72,69 |
| - |
|
- | - | 180х70х6 | |
| - | - | - | - | 180х80х5 | 85,22 |
| - | - | - | - | 200х80х4 | 80,94 |
| - | - | - | - | 200х80х6 | 114,84 |
| - | - | - | - | 200х100х6 | 137,43 |
| - | - | - | - | 250х125х6 | 221,64 |
Выбор размера швеллера на примере
Пусть имеется швеллер, длина которой составляет 5 метров и он имеет шарнирное закрепление. На него действует распределенная нагрузка, величина которой составляет 250 кг/м. Расчет ведется в следующей последовательности:
- Максимальное значение момента в профиле швеллера М = 9,81 х 250 х 5²/ 8 / 1000 = 7,7 кН∙м.
- Необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, Wн = 7.7 х 1000 / 240 = 32,08 см3 (согласно СНиП 2-23-81 для стали С245 Ry = 240 МПа).
- Подбираем по таблице ГОСТ размер швеллера с моментом сопротивления, соответствующему вычисленному значению 32,08 см3.
Это будет швеллер 10П (У) ГОСТ 8240-97 — значение момента сопротивления 34,9 см3 или швеллер гнутый 120х60х5 ГОСТ 8278-83 — значение момента сопротивления 38,6 см3.
Вес швеллера 10П длиной 5 метров = 42,95 кг, швеллера 120х60х5, той же длины – 42,7 кг.
В каталоге на сайте APEX METAL приведены актуальные цены за тонну швеллера, соответственно, отсюда получим стоимость 1 штуки швеллера для каждого типоразмера:
- швеллер 10П – 1670 руб
- швеллер 120х60х5 – 1760 руб
Можно заметить, что из условий расчета швеллера на прочность, работающего на изгиб, немного более экономичным решением будет использование горячекатаного швеллера в сравнении с гнутым.
apex-metal.ru
несущая способность, расчет на прогиб, момент сопротивления швеллера
Расчет нагрузки на швеллер (расчет на прочность)
Зачастую швеллер применяется для изготовления металлоконструкций (крановых мостов, ферм, лестниц, цеховых пролетов и пр.), при монтаже быстровозводимых зданий и сооружений, каркасов гаражей, стеллажей складских помещений, перекрытий, оснований крыш, армирования и усиления узлов. Основное достоинство этого проката – высокая несущая способность, которая имеет место благодаря форме его сечения (П-образное), при относительно малой металлоемкости.
Методика расчета размера швеллера, таблица моментов сопротивления швеллера по ГОСТ — смотрите здесь.
П-образный профиль, как горячекатаный, так и гнутый в металлоконструкциях чаще всего работает либо просто на изгиб, либо на изгиб + растяжение/сжатие. Расчет швеллера на прогиб (на прочность) – является обязательным при проектировании изделия, в состав которого входит данный профиль. Он может быть проверочным и проектировочным. Рассмотрим на примере расчет распределенной нагрузки на швеллер, который имеет шарнирное закрепление.
Пусть имеется швеллер 10П, изготовленный из стали 09Г2С. Длина балки составляет 10 метров. Для того, чтобы определить допустимое значение нагрузки на швеллер (допустимые значения), необходимы некоторые справочные данные. Возьмем их из соответствующих ГОСТов и СНиПов.
Предел текучести стали 09Г2С (или нормативное сопротивление) составляет Rун = 345 МПа. Моменты сопротивления швеллера 10П берем из ГОСТ 8240-97, и их значения относительно осей Х и Y составляют: Wx=34,9 см3, Wy=7,37 см3. Максимальный изгибающий момент возникает балке с таким типом закрепления и нагружения посередине, и определяется из выражения: М = W∙Rун.
Произведем расчет допустимого момента для двух случаев расположения швеллера: 1) стенка расположена вертикально; 2) стенка расположена горизонтально. Тогда:
- М1 = 34,9∙345=12040,5 Н∙м
- М2 = 7,37∙345=2542,65 Н∙м
Зная момент, определим допустимые значения распределенной нагрузки на швеллер. Она составит:
q1 = 8∙М1/L2 = 8∙12040,5/102 = 963,24 Н/м или 96,3 кгс/м
q2 = 8∙М2/L2 = 8∙2542,65/102 = 203,4 Н/м или 20,3 кгс/м
Получив значения допустимых распределенных нагрузок на швеллер, можно сделать вывод, что при данных условиях несущая способность швеллера расположенного по вертикали примерно в пять раз больше, чем в случае его расположения по горизонтали.
Момент сопротивления швеллера при проектировании перекрытий
При проектировании перекрытий, несущих металлоконструкций не достаточно одного прочностного расчета нагрузки на швеллер. Чтобы обеспечить надежность проектируемой конструкции, необходимо также произвести расчет на жесткость швеллера. Прогиб в данном случае не должен превышать допустимое значение. Эта проверка профиля является обязательной при проектировании перекрытий для жилых и прочих помещений. Для примера возьмем ту же балку, что и ранее. Распределенная нагрузка, действующая на нее, составляет 50 кгс/м или 500 Н/м. Момент инерции швеллера 10П имеет значение Ix = 175 см4. При проверке балки на жесткость, определяется ее относительный прогиб по формуле:
- f/L = М∙L/(10∙Е∙Ix)≤[f/L], где
М – изгибающий момент, Н∙м
L = 1000 см – длина хлыста
E = 2,1∙105 МПа – модуль упругости стали
Ix = 175 см4 – момент инерции сечения швеллера
Момент сопротивления швеллера, изгибающий момент равен: М = q∙L2/8 = 500∙102/8 = 6250 Н∙м.
Тогда относительный прогиб швеллера 10П составит: f/L = 6250∙1000/(10∙2,1∙105∙175) = 0,017 = 1/59
Если сравнивать с допустимыми значениями относительно прогиба согласно СНиПам, то данный швеллер нельзя использовать для межэтажных перекрытий, так как там допустимое значение составляет 1/200. Следовательно, несмотря на обеспечение прочности данной конструкции, необходимо подбирать больший профиль швеллера, и проверять его на жесткость.
apex-metal.ru
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:
stvybor.ru
Расчет швеллера на прогиб
Расчет швеллера на прогиб. Подробная инструкция.
Строительство трудно себе представить без применения швеллера. Он очень популярен при строении дома, может использоваться в качестве балок перекрытия, перемычек и других видов строительства. Швеллер является распространенным металлопрокатом из всех других доступных.
Важно помнить, что в строительстве следует четко все просчитать и поэтому бездумно покупать и устанавливать швеллер не нужно. Для этого мы и рассмотрим как рассчитать швеллер, для того чтобы избежать непредвиденных ситуаций. Сам расчет производится в специальном калькуляторе по типам и по номеру.
Рассмотрим каждый такой тип, а также приведем пример и узнаем, что он означает:
Тип 1 является балка однопролетная шарнирно-опертая с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером первого типа будет балка с перекрытием между этажами.
Тип 2 является балка консольная с жесткой заделкой и распределенной равномерно нагрузкой. Примером второго типа это козырек, который был выполнен с помощью сварки двух швеллеров с одной стороны к стене и был заполнен пространством ввиде железобетона.
Тип 3 является балка шарнирно-опертая, которая держится с консолью на двух опорах с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером третьего типа будет балка, которая перекрывает балконную плиту наружной стеной.
Тип 4 является балка однопролетная шарнирно-опертая, сосредоточенная одной силой. Примером четвертого типа будет перемычка, на которую опирается всего лишь одна балка перекрытия.
Тип 5 является балка шарнирно-опертая, сосредоточенная двумя силами. Примером пятого типа будет перемычка, на которую могут опираться около двух балок перекрытия.
Тип 6 является балка консольная, сосредоточенная одной силой. Примером шестого типа будет козырек или еще называется парад фантазий, работает по принципу второго типа, только кирпичная стенка находится там, где швеллеры, между которыми располагается металлический лист.
Калькулятор расчета швеллера
Калькулятор очень удобен тем, что вы в режиме онлайн можете производить расчеты швеллера. Подбирать необходимые вам размеры и устанавливать количество швеллеров, которые будут соответствовать определенным стандартам и ГОСТам.
А также сможете узнать массу швеллера, его длину, у вас получатся в результате с левой стороны исходные данные, а справа калькулятор покажет результат по прогибу. По графику вы четко увидите по осям расположение швеллера и какова будет нагрузка выдержки по этим осям, что является наглядным примером дальнейшей работы.
В исходные данные расчетного калькулятора входит:
— длина пролета обозначает L
— нормативная нагрузка измеряется в кг/м
— Fmax
— количество швеллеров минимум один
— расположение по осям (Х или У)
— расчетное сопротивление R
— размер швеллера ( с уклоном полок, с параллельными гранями, экономичные, специальные, легкой серии).
Результат расчета изгиба швеллера в калькулятор:
с параллельными гранями:
— Wтреб и Fmax
— расчет по прочности (Fбалки и запас)
— расчет по прогибу (Fбалки и запас)
С уклонном полок:
— расчет по прочности (Fбалки и запас)
И также само просчитываются и другие виды балок.
Выводы по работе со швеллером
Можно сделать выводы, что применение швеллера в строительстве набирает обороты и современные технологии позволяют в режиме онлайн прорабатывать всевозможные варианты строительства.
Такой калькулятор вы с легкостью найдете в интернете, предлагается множество различных вариантов и видов калькуляторов. Следует выбирать тот калькулятор, который на ваш взгляд будет самым точным с достоверными результатами.
Темы следующих статей:
- рекомендации по дизайну ванной комнаты
- краска с блестками для стен
- как подручными средствами гнуть трубы
- зашить гипсокартоном проём фото
www.laspihills.com
Пример расчета уголка, швеллера и двутавра на прогиб и изгиб
На данной странице представлен пример расчета швеллера. Что касается расчетов уголка и двутавра, то они производится аналогичным образом. Другими словами, данный пример является полезным для следующих калькуляторов:
В примере будут описаны несколько действий, которые должны выполняться последовательно.
Дано.
Район строительства — Нижний Новгород.
Расчетная схема — Тип 1.
Необходимо подобрать швеллер, который будет воспринимать нагрузку от снега.
Действие 1. Внесение исходных данных.
Расчетная нагрузка = 240 кг/м2 — так как город Н.Новгород находится в IV снеговом районе (в соответствии с табл. 10.1 и картой 1 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» [1]).
Fmax = 1/200 — так как пролет балки равен 5 м (пункт 2 табл. E1 [1]).
Расположение — по оси Х (швеллер воспринимает нагрузку вертикально).
Расчетное сопротивление Ry=210 МПа — берется как наихудший вариант для стали.
Действие 2. Выбор предполагающих номеров профилей.
Предположим, что мы рассматриваем два вида профилей: с параллельными гранями и с уклоном полок. Поэтому для первоначального расчета выбираются швеллеры размером 8П И 8У.
После произведенного расчета видно, что в графе «Запас» в том и другом случае стоят отрицательные значения. Это означает, что выбранные швеллеры не способны воспринимать приложенную на них нагрузку. Следовательно, необходимо выбирать профили большего размера.
Действие 3. Корректирующий расчет.
При увеличении профилей до 10П и 10У ситуация аналогичная. Но после того, как профили были увеличены до 12П и 12У в графах «Запас» появились положительные значения. Следовательно, в качестве балки перекрытия можно принять тот или иной профиль (имеется в виду 12П или 12У).
svoydomtoday.ru
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.
spbrmk.ru
Швеллеры: виды и расчет нагрузки
Швеллер это металлическая конструкция, которая имеет П-образную форму. Обычно их применяют при строительстве зданий и сооружений. Такой металлопрокат используется в качестве балок перекрытий, как различные перемычки, косоуры лестничных маршей и многие другие строительные конструкции. Часто именно швеллер используют как дополнительное усиление для многих элементов.
Швеллеры бывают разного размера и поэтому для каждого вида работ необходимо подбирать специальный металлопрокат. А для этого нужно знать на какую нагрузку его можно рассчитывать. Расчет нагрузки швеллера производится из того какой вид балки, и куда идет нагрузка. Удобней сделать расчет, представляя схему балки.
Виды нагрузок и швеллеров
А. 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.
B. К этому типу относятся однопролетные балки, нагрузка распределяется равномерно. Обычно это балки междуэтажных перекрытий.
C. Это шарнирно-опертые балки. Они имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно. Это балки перекрытий, обычно они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.
D. Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых две сосредоточенные силы. Это обычно перемычки, на которые опираются пара балок перекрытий.
E. Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которую опираются балки перекрытия.
F. Это консольные балки, где сосредоточена одна сила. Это может быть козырек над подъездом или входом в дом. Только в данном случае между швеллерами укладываются металлические листы, а них же сверху ставится стенка из кирпича.
Схемы разновидностей нагрузок и швеллеров будут выглядеть так: A, D, B, E, C, F
А
В
С
D
Е
F
После того как будет уточнено к какому виду относится данный швеллер и куда будет идти основная нагрузка подбирается формула расчета.
Обычный способ расчета нагрузки на швеллер
Чтобы произвести вычисления необходимо сделать следующее:
- Сначала собрать всю нагрузку, которая будет направлена на балку – нормативную и расчетную и при этом уже умноженную на коэффициент надежности по нагрузкам.
- Полученный результат нужно умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).
- Далее необходимо вычислить максимально изгибающегося момента. Формула такова: М max будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера (но в квадрате) единица измерения кНм.
- Затем перейти к вычислению требуемого момента сопротивления балки. Формула такова: Wтр будет равен Мmax, который умножается на коэффициенты условий работы и все нужно поделить на произведение 1с равный 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).
Это получится требуемое сечение см кубических. При этом нужно принимать, чтобы номер швеллера был больше требуемого момента сечения. Все данные берутся по ГОСТу.
metavto.ru