Оглавление
Момент сопротивления швеллера при проектировании перекрытий
Проектирование межэтажных или кровельных перекрытий, несущих металлоконструкций требует, помимо основного расчета нагрузки, проведение дополнительных вычислений по определению жесткости изделия. Согласно условиям СП величина прогиба не должна превышать допустимых значений, указанных в таблице нормативного документа в соответствии с маркой швеллера.
Проверка жёсткости является обязательным условием при проектировании. Перечисли этапы расчета.
- Сначала собирают распределенную нагрузку, которая действует на швеллер.
- Далее из сортамента берут момент инерции швеллера выбранной марки.
- Третий этап подразумевает определение величины относительного прогиба изделия с помощью формулы: f/L = М∙L/ (10∙Е∙Ix) ≤[f/L]. Ее тоже можно найти в СП металлических конструкций.
- Затем вычисляют момент сопротивления швеллера. Это изгибающий момент, который определяется по формуле: М = q∙L2/8.
- Последний пункт – определение относительного прогиба по формуле: f/L.
Когда все вычисления будут проведены, останется сравнить полученный прогиб с нормативным значением согласно соответствующему СП. Если условие выполняется, выбранная марка швеллера считается актуальной. В обратном случае, если значение сильно выше, подбирают больший профиль.
Как рассчитать швеллер на прогиб и изгиб
Швеллер — это наверно самый популярный металлопрокат, применяемый в строительстве. Посудите сами, он может использоваться в качестве балок перекрытия, косоуров лестниц, перемычек и многих других строительных конструкциях. Также швеллер довольно часто применяется для усилений конструкций.
2. Инструкция к калькулятору
Но как известно, нельзя бездумно брать тот или иной металлопрокат. Ведь бывает так, что самое большое его сечение не может выдержать приходящуюся на него нагрузку. Поэтому, если Вы хотите применять в строительстве своего сооружения швеллер, необходимо его сначала рассчитать на прогиб и изгиб. А в этом может помочь данный калькулятор.
Расчет швеллера на прогиб и изгиб (подбор номера швеллера по прогибу и прочности) в калькуляторе производится для следующих расчетных схем:
Тип 2 — консольная балка с жесткой заделкой с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: козырек, выполненный путем жесткой приварки двух швеллеров к стене с одной стороны и заполнением пространства между ними железобетоном.
Тип 3 — шарнирно-опертая балка на двух опорах с консолью с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: балки перекрытия, которые выпущены за пределы наружной стены для опирания балконной плиты.
Тип 4 — однопролетная шарнирно-опертая балка с одной сосредоточенной силой. Пример: перемычка с опертой на нее балкой перекрытия.
Тип 5 — однопролетная шарнирно-опертая балка с двумя сосредоточенными силами. Пример: перемычка, на которую опираются уже две балки перекрытия.
Тип 6 — консольная балка с одной сосредоточенной силой. Пример: парад фантазий — тот же козырек, что и в типе 2, только здесь между швеллерами располагается металлический лист, на котором стоит кирпичная стенка.
Также хотелось бы рассказать об особенности данного калькулятора. Она заключается в том, что Вы в режиме онлайн можете одновременно подбирать швеллеры по размеру и по ГОСТам.
Примечание: если Вам еще необходимо рассчитать вес швеллера и затраты на его покупку, то Вам сюда.
Инструкция к калькулятору
Обращаю ваше внимание, что в нецелых числах необходимо ставить точку, а не запятую, то есть, например, 5.7 м, а не 5,7. Также, если что-то не понятно, задавайте свои вопросы через форму комментариев, расположенную в самом низу
Исходные данные
Длина пролета (L) — пролет, который должна перекрыть балка.
Расстояния (A и B) — расстояния от опор до мест приложения нагрузок. В случае с третьей схемой — длина консоли.
Нормативная и расчетная нагрузки — нагрузки, по которым подбирается швеллер на прогиб и изгиб.
Замечание. Если вам нужно рассчитать балку перекрытия и нагрузка у вас выражена в кг/м2, то перевести ее можно путем умножения на шаг балок. Например, расчетная нагрузка на перекрытие 400 кг/м2, шаг балок 0,6 м, тогда нагрузка, которую нужно указать в графе исходных данных будет равна 400·0,6=240кг/м.
Fmax — отношение длины пролета к единице, подбираемой по таблице E.1 СНиПа «Нагрузки и воздействия», в зависимости от вида конструкции. Наиболее распространенные значения этого параметра приведены в таблице 1.
Количество швеллеров — здесь можно выбрать, количество швеллеров, которые составляют одну балку. Имеется в виду, что швеллеры лежат рядом, а не друг на друге.
Расположение — ориентация швеллера по отношению к приложенной нагрузке (см. рисунок).
Расчетное сопротивление Ry — данный параметр зависит от марки стали. Например, если марка стали С235, то Ry = 230 Мпа. (Примечание: проектировщики иногда для перестраховки Ry берут 210 МПа, так как в России может быть всякое). Наиболее распространенные значения выписаны в таблицу 2.
Дальше Вы выбираете определенный вид швеллера по ГОСТ (в данном случае это ГОСТ 8240-97), который нужно проверить на прогиб и изгиб.
Результат
Вес балки — масса 1 п.м. швеллера. Данный показатель позволяет прикинуть, сколько будет весить балка той или иной длины.
Wтреб — требуемый момент сопротивления швеллера.
Fmax — максимальный прогиб, который допустим для балки, перекрывающей пролет длиной L.
Расчет по прочности:
Wбалки — момент сопротивления выбранного швеллера. Данный параметр можно одновременно узнать для швеллеров с параллельными гранями, с уклоном полок, экономичных, специальных и швеллеров легкой серии.
Запас — здесь показывается, на сколько процентов момент сопротивления выбранной балки превышает требуемый момент сопротивления (положительной значение) или не добирает до него (отрицательное значение). Другими словами, если значение с минусом (-), то балка по прочности не проходит, если с плюсом (+), то проходит.
Расчет по прогибу:
Fбалки — прогиб, возникающий у выбранного швеллера под действием нормативной нагрузки.
Запас — то же самое, что и по отношению к моменту сопротивления.
Как организовывается проем в кирпичной стене?
Перед запуском работ происходит монтаж горизонтальной перемычки, состоящей из двух швеллеров. Это необходимо, чтобы кирпичная кладка оставалась в целостности. Штробление стены происходит над местом сконструированным проемов с обеих сторон. В получившиеся ниши вставляются П-образные металлопрофили.
Способы вставки:
- Один из не самых лучших способов вмонтировать швеллер в стену — использование изделие с уклонными полками с нахлёстом проёма. Из-за образованного пустого пространства швеллер с течением времени начинает соскальзывать и конструкция теряет прочность. Как правило, такое решение используют не профессионалы или же в случаях, когда нет других материалов укрепить стену.
- Более изощрённый способ монтирования швеллера У в поверхность — заподлицо. В этом случае конструкция прочно держится и не теряет своих качеств в процессе эксплуатации. Из-за силы трения и давления вероятность потери соединения приближена к нулю. Минус данной конструкции в том, что её очень сложно создать — для этого потребуются специальные инструменты и точный замер.
- Один из самых распространённых методов усиления проёма — использование изделия с параллельными полками и монтаж внахлёст. Популярность такого способа обусловлена минимальными трудозатратами — стена не нуждается в ювелирной резке. Помимо этого, такое соединение имеет достаточную прочность, чтобы предотвратить осыпание и трещины в проёме.
- Наконец, самый крепкий и качественный из всех возможных вариантов монтажа — использование швеллера П с монтажом заподлицо. Данный способ эстетичен, его результаты впоследствии легко обрабатываются отделкой. Минус — дороговизна, так как нужно будет воспользоваться алмазной пилой.
Свободные пространства, получившиеся между металлом и кирпичом, затираются цементно-песчаным раствором. Источник
Укладка деревянных балок
Строители знают о недостатках дерева и стараются свести их к минимуму. Перед монтажом перекрытия все деревянные детали обрабатывают антисептиками, предотвращающими гниение, повреждения насекомыми. Места соприкосновения балок из бруса с кирпичом, бетонными плитами и блоками газобетона изолируют различными материалами.
Монтаж межэтажных конструкций начинают с заранее подготовленных несущих балок. Они укладываются параллельно короткой стене жилища. Шаг укладки зависит от ширины пролёта, но в среднем он равняется 1 м. Дальше потребуются несложные материалы, обеспечивающие утепление, а также не обойтись без следующих инструментов:
Процесс укладки деревянного перекрытия из балок и досок
- пилы;
- молотка;
- монтажного ножа;
- рулетки;
- строительного степлера.
Балки укрепляют анкерами в нишах кирпичной стены. Но перед закладкой делают косой срез на торцах бруса и пропитывают его антисептиком. Область соприкосновения древесины с кирпичом просмаливают, оборачивают рубероидом. Концы опор в нишах должны закрываться наглухо. Щели можно ликвидировать монтажной пеной.
Затем на несущие балки укладывают лаги для пола, а под них, чтобы уменьшить колебание конструкции, кладут резиновые прокладки. Снизу выполняют подшивку для потолка. Чердачным и подвальным перекрывающим устройствам необходимо утепление. Межэтажным перегородкам без него можно обойтись, но хорошая звукоизоляция обязательна.
Одним их основных конструкционных элементов, применяющихся для устройства перекрытий чердаков или помещений второго этажа в основном в малоэтажном индивидуальном строительстве, является деревянная или металлическая балка, выполняющая одновременно функции лаги пола и основы для крепления потолочных покрытий. Широкому распространению балочных перекрытий способствовали небольшая стоимость исходных строительных материалов и возможность устройства перекрытий без применения грузоподъемных механизмов.
Исходные данные
Длина пролета (L) — расстояние между двумя внутренними гранями стен. Другими словами, пролет, который перекрывают рассчитываемые балки.
Выбор размера швеллера на примере
Пусть имеется швеллер, длина которой составляет 6 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 6²/ 8 / 1000 = 11,04 кН∙м.
- Необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, Wн = 11,04 х 1000 / 240 = 46,0 см3 (согласно СНиП 2-23-81 для стали С245 Ry = 240 МПа).
- Подбираем по таблице ГОСТ размер швеллера с моментом сопротивления не ниже вычисленного значения 46,0 см3.
Это будет швеллер 12П (У) ГОСТ 8240-97 — значение момента сопротивления 50,8 см3 или швеллер гнутый 140х60х5 ГОСТ 8278-83 — значение момента сопротивления 47,8 см3.
Как усилить швеллер на прогиб
При строительстве ответственных объектов и конструкций применяют швеллера, которые обладают высокой прочностью и способны выдерживать существенные нагрузки, а также возникающие сдвиговые и осевые напряжения без потери несущих свойств. Однако могут наступать такие ситуации, когда здание было возведено с ошибками в расчётах предполагаемых нагрузок или они были изменены в ходе эксплуатации в результате чего был достигнут предел его прочности.
Это означает, что дальнейшая эксплуатация конструкции невозможна, так как велика вероятность создания аварийной ситуации. Поэтому единственным выходом из сложившейся ситуации без изменений условий нагружения будет выполнение усиления конструкции.
Усиление проёма швеллером | Инструкция
При создании, расширении проемов различного характера — оконных, дверных, важно их качественное укрепление. Установка швеллера — самый популярный способ укрепления таких конструкций
Он широко используется для несущих сооружений из железобетона, кирпича. Как только стальной каркас устанавливается, вся нагрузка, которая до этого принималась удаленными частями перегородок, переходит на швеллер.
Подобное усиление положительно сказывается на строении: оно защищено от разрушения, образования трещин. Высота граней швеллера равна от 5 до 40 мм — это выражается цифрой на маркировке. Отличительной характеристикой изделия является п-образный формат. Металлоизделия имеют сопротивление на изгиб, сжатие, выдерживает значительные нагрузки строительных элементов. Они придают любой металлоконструкции дополнительную устойчивость, надежность. Изделия изготавливаются на производстве при ГОСТе 8240-89
Как укрепляют проемы швеллерами?
Для создания металлического каркаса необходимы точные результаты замеров и аккуратно сделанный проём. Если эти условия выполнены успешно, то крепление швеллера происходит быстро, легко, комфортно — нет пыли, грязи, лишнего шума. Еще один бонус — межкомнатные перегородки остаются сохраненными. Приведем краткий пример работ по оформлению проема металлопрофилем:
- перед вырезанием проема специалистами устанавливаются страховочные стойки, которые на период монтажу укрепят конструкцию и примут на себя нагрузку от нее;
- проводится разметка границ будущего проема;
- далее — демонтаж элементов стены;
- после этого проем укрепляется стальной балкой.
Швеллерный элемент монтируется из стоек, расположенных вертикально. Они обрамляют края свободного пространства. К стенкам привариваются полосы из металла горизонтальным форматом. Конструкция крепится к перегородке при помощи болтов, анкеров. В некоторых случаях — химическими анкерами, которые представляют собой капсулы с клеем. Они вкладываются в просверленные отверстия.
Дальше ставятся анкерные болты, которые разбивают клеевую смесь, вызывая химическую реакцию. Введенная смесь твердеет, после чего анкеры закручиваются гайками. Такое соединение имеет высокие качества надежности, оно долговечно, отсутствует потребность в дальнейших ремонтных работах. Индивидуально для каждого проекта рассчитывается расстояние между крепежами. Расчеты производятся инженерами на основании технического заключения. Каждый этап работ подробно описывается в проектной документации.
Как организовывается проем в кирпичной стене?
Перед запуском работ происходит монтаж горизонтальной перемычки, состоящей из двух швеллеров. Это необходимо, чтобы кирпичная кладка оставалась в целостности. Штробление стены происходит над местом сконструированным проемов с обеих сторон. В получившиеся ниши вставляются П-образные металлопрофили.
Способы вставки:
- Один из не самых лучших способов вмонтировать швеллер в стену — использование изделие с уклонными полками с нахлёстом проёма. Из-за образованного пустого пространства швеллер с течением времени начинает соскальзывать и конструкция теряет прочность. Как правило, такое решение используют не профессионалы или же в случаях, когда нет других материалов укрепить стену.
- Более изощрённый способ монтирования швеллера У в поверхность — заподлицо. В этом случае конструкция прочно держится и не теряет своих качеств в процессе эксплуатации. Из-за силы трения и давления вероятность потери соединения приближена к нулю. Минус данной конструкции в том, что её очень сложно создать — для этого потребуются специальные инструменты и точный замер.
- Один из самых распространённых методов усиления проёма — использование изделия с параллельными полками и монтаж внахлёст. Популярность такого способа обусловлена минимальными трудозатратами — стена не нуждается в ювелирной резке. Помимо этого, такое соединение имеет достаточную прочность, чтобы предотвратить осыпание и трещины в проёме.
- Наконец, самый крепкий и качественный из всех возможных вариантов монтажа — использование швеллера П с монтажом заподлицо. Данный способ эстетичен, его результаты впоследствии легко обрабатываются отделкой. Минус — дороговизна, так как нужно будет воспользоваться алмазной пилой.
Свободные пространства, получившиеся между металлом и кирпичом, затираются цементно-песчаным раствором.
Металлопродукцию любыми партиями отгружает база «Сталь-Инвест». Мы поставляет стальные балки, уголки, другую продукцию клиентам со всей России. Позвоните по телефону, указанному на сайте и вы получите всю интересующую вас информацию от специалистов.
Расчет на изгиб швеллера для перекрытий
Произведем расчет швеллера для перекрытия исходя из следующих условий. Имеется помещение, размером 6х8 м. Шаг хлыстов швеллера перекрытия составляет р = 2 м. Логично предположить, что швеллер следует укладывать вдоль короткой стены, что позволит снизить максимальный изгибающий момент, действующий на него. Нормативная нагрузка на один квадратный метр составит 540 кг/м2, а расчетная – 624 кг/м2 (согласно СНиП, учитывая коэффициенты надежности для каждой составляющей нагрузки). Пусть швеллер перекрытия с каждой стороны опирается на стену длиной 150 мм. Тогда рабочая длина швеллера будет составлять:
L = l+2/3∙lоп∙2 = 6+2/3∙0,15∙2 = 6,2 м
Нагрузка на один погонный метр швеллера составит (нормативная и расчетная соответственно):
- qн = 540∙р = 540∙2 = 1080 кг/м = 10,8 кН
- qр = 540∙р = 624∙2 = 1248 кг/м = 12,48 кН
Максимальный момент в сечении швеллера будет равен (для нормативной и расчетной нагрузки):
- Мн = qн∙L2/8 = 10,8∙6,22/8 = 51,9 кН∙м
- Мр = qр∙L2/8 = 12,48∙6,22/8 = 60 кН∙м
Определим необходимый момент сопротивления сечения по выражению:
Wтр = Мр/(γ∙Ry)∙1000, где
Ry = 240 МПа – сопротивление стали С245, расчетное γ = 1 – коэффициент условий работы
Тогда Wтр = 60/(1∙240)∙1000 = 250 см3
Характеристика, классификация и различие изделий
Швеллер изготавливается с помощью прокатки металлических заготовок, для этого используют особые профессиональные станки. Для изготовления продукции используют только высококачественную сталь. Разделяют их по специальным видам:
- для вагоностроения;
- для автомобильного промышленного комплекса;
- обычный.
По классу прочности их делят на:
- высокий класса А;
- повышенная точность класса Б;
- обычный класс В.
По методу изготовления изделие делится:
- стальные горячекатаные;
- стальные гнутые равнополочные;
- стальные гнутые неравнополочные;
- стальные специальные.
В зависимости от точной прокатки, изделие различают:
- У – с уклоном по внутренней грани полки;
- П – параллельная грань полок;
- Л – параллельная полка, легкая серия;
- С – специальная.
Отличие швеллера «У» и «П» заключается в уклоне внутренних углов изделия. Изделие «У» имеет внутренний угол, сглаженный уклон, равный 90 градусов (чаще всего не выдерживает такой величины). Изделие «П» имеет внутренний угол с выдержанным углом 90 градусов.
Горячекатаное изделие изготавливают с помощью горячего проката металла. Изделие производится согласно ГОСТу 19425-74, осуществляют его в разрезе по сферам отраслей. Чаще всего его используют в сфере вагоностроения, например, для вагонеток. Тип и вес у изделий разные, средний вес П-изделия варьируется от 4,8 до 20 кг, вес измеряется в расчете на 1 метр изделия. Ширина изделия колеблется от 5 до 10 сантиметров, а длина – от 2 до 12 метров. В соответствии с ГОСТом могут быть весовые отклонения, не более 5% от физического веса.
Размер и тип изделия нанесен на изделие, промаркирован, состоит из цифрового и буквенного значения. Цифра обозначает расстояние между краями и гранью изделия, а буква указывает на то, под каким углом расположены полки изделия. Стоит отметить, что в самом изделии присутствует низкое содержание углерода и марганца, что позволяет сделать изделие более устойчивым и прочным к низким температурам.
Расчет веса, стоимости
Рассчитать удельную массу достаточно сложно, намного проще использовать готовые (указаны в таблицах) данные либо воспользоваться онлайн-калькулятором – вводится требуемая информация и получаете ответ на вопрос.
При покупке продукции имеет значение цена швеллера – рассчитывается исходя из стоимости погонного метра. Формируется исходя из высоты профиля и марки стали. Если материалом служила высокого качества, с улучшенными прочностными характеристиками, стойко выдерживающая перепады температур низколегированная сталь, то цена такой продукции будет выше, чем подобной из углеродистой.
В конструкциях швеллер в большинстве случаев подвергается прогибу. Выбирая его как заготовку необходимо рассчитать прочность на изгиб при воздействии предполагаемых нагрузок. Для облегчения задачи проще всего воспользоваться калькулятором.
Подбирая изделия важно учитывать такую особенность: у каждого типа есть собственные обозначения. Если стоит 10П, 10Л либо 10У, то числовые данные не означают, что они одинаковые – это разная продукция
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.
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.
Что определяет прочность швеллера
Наиболее часто швеллер используется в конструкциях в качестве элемента, работающего на растяжение/сжатие, изгиб или при приложении обоих типов нагрузки. Как правильно подобрать профиль (необходимое сечение) и материал швеллера в этих случаях, на этот вопрос мы ответим ниже.
При проектировании любой металлоконструкции, обязательным является расчет на прочность. Для стержня, работающего на растяжение/сжатие, данные вычисления осуществляются по выражению:
σ=N/F≤
для балки, которая нагружена изгибающим моментом, расчет на прочность ведется по следующей формуле:
σ=M/W≤Ry, где
σ – напряжения, возникающие в балке/стержне N – продольная сила, вызывающая растяжение/сжатие стержня M – изгибающий момент в сечении балки F – площадь сечения стержня W – момент сопротивления балки , Ry – предел текучести/сопротивление стали
Зная нагрузку, действующие на стержень/балку, можно рассчитать минимально допустимые значения площади или момента сопротивления, и по таблицам швеллеров, подобрать необходимый профиль, обеспечивающий условие прочности.
Следовательно, прочность швеллера, работающего на растяжение/сжатие, определяет марка стали, из которой он изготовлен и площадь сечения; а работающего на изгиб – материал и момент сопротивления.
Кроме того, довольно часто расчета на прочность не достаточно для обеспечения надежности конструкции. Необходимо также проверить ее жесткость. Для балок, подверженных изгибу необходимо определить относительный прогиб, который не должен превышать допустимого значения. Здесь определяющими величинами для стальных балок является ее длина и момент инерции сечения. Зная нагрузки, материал и допустимы относительный прогиб, также можно рассчитать минимально допустимый момент инерции, и по ГОСТу подобрать необходимый швеллер.
Итоги
Для использования швеллерных балок, нужно просчитать нагрузки, которые придется выдерживать металлоизделиям. Также потребуется вычисление степени жёсткости.
Выбор следует проводить из имеющейся классификации нагрузочных характеристик и размеров стальной продукции.
Если возникают проблемы в точности просчётов, рекомендуется использовать онлайн — калькуляторы. При возникших сомнениях такого метода следует обращаться к специалистам по металлоконструкциям, которые поставляют продукцию из металла и знают все тонкости использования и технические характеристики товара. Тогда в расчетах не возникнет ошибок, а в надёжности стройматериала не будет сомнений.
