как расчитать на какую нагрузку выдержит металл

Как расчитать на какую нагрузку выдержит металл

Перед началом расчета стальной балки необходимо собрать нагрузку, действующая на металлическую балку. В зависимости от продолжительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные.

К постоянным нагрузкам относятся:

К временным нагрузкам относятся:

Нагрузки на балку разделяют на два типа: расчетные и нормативные. Расчетные нагрузки применяются для расчета балки на прочность и устойчивость (1 предельное состояние). Нормативные нагрузки устанавливаются нормами и применяется для расчета балки на прогиб (2 предельное состояние). Расчетные нагрузки определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент нагрузки по надежности. В рамках данного калькулятора расчетная нагрузка применяется при определении прогиба балки в запас.

Нагрузки можно собрать на нашем сайте.

После того как собрали поверхностную нагрузку на перекрытие, измеряемой в кг/м2, необходимо посчитать сколько из этой поверхностной нагрузки на себя берет балка. Для этого надо поверхностную нагрузку умножить на шаг балок(так называемая грузовая полоса).

Например: Мы посчитали, что суммарная нагрузка получилась Qповерхн.= 500кг/м2, а шаг балок 2,5м. Тогда распределенная нагрузка на металлическую балку будет: Qраспр.= 500кг/м2 * 2,5м = 1250кг/м. Эта нагрузка вносится в калькулятор

Далее производится построение эпюры моментов, поперечной силы. Эпюра зависит от схемы нагружения балки, вида опирания балки. Строится эпюра по правилам строительной механики. Для наиболее частоиспользуемых схем нагружения и опирания существуют готовые таблицы с выведенными формулами эпюр и прогибов.

3. Расчет по прочности и прогибу

После построения эпюр производится расчет по прочности (1 предельное состояние) и прогибу (2 предельное состояние). Для того, чтобы подобрать балку по прочности, необходимо найти требуемый момент инерции Wтр и из таблицы сортамента выбрать подходящий металлопрофиль. Вертикальный предельный прогиб fult принимается по таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия). Пункт2.а в зависимости от пролета. Например предельный прогиб fult=L/200 при пролете L=6м. означает, что калькулятор подберет сечение прокатного профиля (двутавра, швеллера или двух швеллеров в коробку), предельный прогиб которого не будет превышать fult=6м/200=0,03м=30мм. Для подбора металлопрофиля по прогибу находят требуемый момент инерции Iтр, который получен из формулы нахождения предельного прогиба. И также из таблицы сортамента подбирают подходящий металлопрофиль.

4. Подбор металлической балки из таблицы сортамента

Из двух результатов подбора (1 и 2 предельное состояние) выбирается металлопрофиль с большим номером сечения.

Источник

Расчет нагрузки на профильную трубу

Выбирая профильный прокат, клиент должен осознать, что точные вычисления возможных нагрузок, в зависимости от линейных и иных параметров стояков – очень важны. Любая создаваемая конструкция рассчитана на конкретный вес.

Категорически запрещается размещать на ней соединения, предметы, масса которых, с учетом воздействия погодных факторов, будет больше допустимой.

Применение профилей

Чтобы знать, для чего нужен расчет нагрузки на профильную трубу, посмотрим, где она используется.

Стояки с профильным сечением нашли свое применение в различных сферах жизнедеятельности человека.

На аналогичных конструкциях размещают барные стойки, телевизионные подставки, поручни, аквариумы. Без них нельзя обойтись в строительстве.

Особую популярность детали приобрели при сооружении объектов в сельском хозяйстве. Они незаменимы при возведении ангаров для хранения зерна, складов, гаражей, иных зданий.

Этот список можно продолжать, но главное, что нужно запомнить:

чтобы конструкции были безопасными, надежными, служили долго необходимо провести расчет вертикальной нагрузки на профильную трубу. Если этого не сделать, то система может не выдержать веса, что приведет к нежелательным последствиям.

Рассчитывать нагрузку обязательно?

Популярность профильных труб объясняется низкой стоимостью, небольшой массой, высокой прочностью при изгибе. Выбирая прокат с прямоугольным или квадратным сечением, большинство заказчиков понимают важность расчета нагрузки на профильную трубу. Учитывается соответствие линейных размеров профилей к возможной силе механического воздействия на деталь.

Что будет, если не учесть возможного воздействия тяжести на конструкцию? О таком думать даже нельзя, поскольку при воздействии максимально допустимого веса возможны 2 варианта:

Не всегда требуется расчет

Если вы решили использовать профильную трубу для сооружения калитки, ограждения, перил, то расчет на изгиб проводить не обязательно, поскольку нагрузка на такие системы – минимальная.

Что нужно учитывать при расчетах

Приступая к монтажу постройки, необходимо ее начертить. Благодаря такому проекту каркаса, можно проводить определенные расчеты. Для этого нужно проставить точные размеры на чертеже, после чего провести вычисления, учитывая суммарное напряжение. Если все сделать точно, то сооружение будет надежным и безопасным.

Для точности и быстроты расчета нагрузки на профильную трубу можно воспользоваться калькулятором или программой SketchUP. (Скачать торрентом — Официальная русская версия! Разрядность: 64bit, Язык интерфейса: Русский, Таблетка: Присутствует)

Расчет будет правильным при соблюдении таких 3-ех условий:

Какая информация еще важна

Выполняя непосредственные вычисления, необходимо владеть информацией о:

1. Типах возможных нагрузок.

Они могут быть:

3. Суммарном напряжении строения.

4. Прочностных характеристиках стали.

Какие методы используют для расчета нагрузок

Для расчета нагрузки на профильную трубу пользуются:

Применяем таблицы

При применении первого метода нужно сопоставление физических характеристик трубы, которая будет применяться для сооружения системы, с табличными данными. Для этого берут значения величин из таблиц 1 или 2, в зависимости от типа профиля.

Таблица 1. Нагрузки для стояков квадратного сечения

Таблица 2. Нагрузки для стояков прямоугольного сечения
(для вычислений используют длинную сторону)

Эти таблицы имеют данные о максимально допустимых массах. При таком воздействии на профиль труба не разрушится, а лишь согнется.

Но стоит увеличить массу хотя бы на 0,5 кг, система может полностью деформироваться, что приведет к разрушению.

В связи с этим, на практике выбирается деталь прямоугольного или квадратного сечения, запас прочности которой был бы большим от минимального хотя бы в 2 раза.

Преимущества табличного метода

Табличный метод отличается высокой точностью. Для его применения нужно обладать информацией о видах опор, способах фиксации на них профилей, типах нагрузок.

Кроме этого, для полных расчетов нагрузок необходимо иметь данные о:

Масса 1 м.п. профиля 15х15х1,5 составляет 0,606 кг. Исходя из этого, можно провести соответствующие вычисления.

После этого переходим к специальным формулам, то есть, к математическому методу. В соотношениях показано, как связаны между собой данные физические величины, как найти неизвестную величину, имея 2 или больше известных параметра и пр.

А может лучше калькулятором?

Быстрее всего можно провести расчеты с применением калькулятора. Особенность такой программы состоит в том, что необходимо ввести нужные параметры, характеристики изделий, линейные размеры, иные свойства будущей конструкции. В конце онлайн калькулятор выдаст расчет нагрузки профильной трубы для заданных параметров.

Что в первую очередь рассчитывают при помощи формул

Вычисляют многие параметры.

Значения физических величин можно отыскать в специальных таблицах.

Нагрузка на трубы круглого сечения

Применение

Круглые трубы можно встретить в любом месте. Опоры, стойки, колонны, емкости – это далеко не полный перечень использования обечаек (обечайка – металлический лист цилиндрической формы без торцов).

Кольцевой трубный профиль можно встретить при прокладке водо-, нефте-, газопроводов как в быту, так ив промышленных масштабах. Они – отличный материал для столбиков ограждений, ворот, калиток.

Благодаря наличию замкнутого контура, круглая труба обладает существенным преимуществом в сравнении со швеллерами, уголками аналогичных линейных параметров.

Многие думают, что для того, чтобы определить прочность стояка, вдоль оси при нагрузке сжимающего характера, нужно иметь данные о величине нагрузки и площади сечения.

В результате деления первого параметра на второй, получил искомую прочность. После сравнения полученного параметра с допускаемым значением, взятого с таблицы, делают вывод о том, можно ли такую нагрузку давать на конкретный стояк, или нельзя.

Если число будет меньше допускаемого, то все хорошо. Но тут есть одно но: вычисления справедливые для растягивания, а не для сжатия.

Пользуемся калькулятором

Для варианта со сжатием круглой стойки, можно провести необходимые расчеты с использованием онлайн калькулятора.

Сначала необходимо ознакомиться с дополнительными понятиями. Сюда относят:

Использование Excel

Существует специальная программа в Excel комплексной проверки расчета стояков относительно устойчивости и прочности. Основу данной программы составляют данные ГОСТа 14249 89. С ее помощью можно вычислить максимальную нагрузку на круглую трубу, а также усилия общего характера на обечайку круглого сечения.

В интернете можно часто встретить такие вопросы: «Какую нагрузку выдерживает круглая труба длиной 3, 4, 6 метров? Как это вычислить с помощью онлайн калькулятора? Можно ли это сделать самостоятельно?»

На эти и другие вопросы постараемся дать подробный ответ. Лучшим объяснением будет практический расчет величины вертикальной нагрузки на круглую трубу. Для примера, возьмем вертикальный круглый стояк диаметром 57 мм длиной 3 метра (чаще всего используется для обустройства навесов, гаражей, иных сооружений) и вычислим, какую нагрузку труба сможет выдержать.

Какие данные нужны

Алгоритм работы с программой состоит в следующем:

Что получилось в результате

Нужно не только уметь пользоваться программой, но также уметь объяснить полученные результаты.

Необходимо сопоставить отношение действующей нагрузки к допускаемой: при получении числа, большего за единицу, труба – перегруженная. В противном случае – заданный вес стояк выдержит, при условии, что расчет нагрузки на трубу круглого сечения проведен правильно.

Вывод

Обобщив вышесказанное, мимолетом напрашивается мысль: во избежание малейших просчетов, которые чреваты серьезными последствиями, не старайтесь проводить вычисления самостоятельно, если вы не специалист. В таком случае все пользователи сооружений останутся живы-здоровы, а конструкция будет приносить только радость.

Источник

Калькулятор расчета металлической балки перекрытия

Длина пролета (L) — длина пролета, который нужно перекрыть.

Шаг балок (Р) — расстояние между балками.

Вид перекрытия — если над перекрываемым помещением находится чердак, выберите “Чердачное”. В остальных случаях — “Межэтажное”.

Длина стены (Х) — имеется в виду стена, на которую будут опираться балки.

Балки

Длина балки — длинна балки, которые вы собираетесь использовать.

Вес 1 пог. м — нужно указать вес одного погонного метра балки, которую вы планируете использовать в перекрытии. Как правило, такую информацию можно получить у продавца. Если таких данных у вас нет, можете указать значение 12 кг.

Расчетное сопротивление R_y — по умолчанию, используется значение 210 МПа, но вообще все зависит от марки стали. Уточняйте в металлопрокате точное значение при покупке, а для подстраховки 210 МПа в качестве вводных данных для расчета будет в самый раз.

Модуль упругости Е — в зависимости, от того, из какого металла балку вы планируете использовать, вводите нужное значение: для стали 200 000 МПа, для алюминия — 70 000 МПа.

Нагрузка

Нагрузка подразумевает массу плиты перекрытия, которая будет ложится на балки, а также стяжка, финишное напольное покрытие, перегородки, мебель прочее. Рассчитать наперед данные значения довольно таки не просто, если у вас нет четкого плана всех дальнейших строительных работ, плана помещения и дизайна интерьера. Но для примера, можете указать значение нормативной нагрузки 500 кг/м2, а расчетной — 600 кг/м2.

Цена за 1 тонну — укажите стоимость одной тонны балки перекрытия. Параметр не является обязательным, поэтому можете пропустить его.

Результаты расчета

W — сопротивление профиля. Посмотреть этот параметр конкретной балки можно в справочных значениях для осей x-x, y-y.

I — минимальный момент инерции, допустим для вашей балки. Смотреть параметр можно там же, где и W.

Количество балок — общее число баллок, требуемых для перекрытия.

Общая масса — общая масса всех балок.Стоимость — общая стоимость балок перекрытия, исходя из указанного значения в поле Цена за 1 т.

Источник

Как расчитать на какую нагрузку выдержит металл

Пример расчета треугольной фермы

При расчете промышленных ферм, перекрывающих большие пролеты и работающих под большими нагрузками, может использоваться до 10-15 видов сечений, точнее профилей с различными параметрами сечения. Это связано с тем, что напряжения в стержнях фермы разные и потому максимально точный подбор сечения при промышленных объемах производства ферм дает ощутимую экономию. В частном же строительстве при изготовлении ферм используются 1-2, максимум 3 вида сечений, не только из экономических, но и из эстетических соображений и потому достаточно рассчитать максимально нагруженные стержни и по этим показателям принимать сечение для остальных стержней фермы. В общем виде это может выглядеть примерно так:

Расчет перемычки из металлических профилей для перегородок

Хорошо, когда при выполнении кладочных работ есть железобетонные перемычки. Инженеры-технологи уже поработали, заложили в перемычки арматуру нужного сечения и указали несущую способность перемычки в маркировке (последняя цифра перед буквой П, чтобы определить нагрузку на погонный метр в килограммах нужно эту цифру умножить на 100). А вот для людей собирающихся делать перемычку из металлических уголков, швеллеров или других прокатных профилей, такого удобства нет. Я тоже не сильно облегчу проблему подбора сечения так как вместо большой всеобъемлющей таблицы приведу

Металлические балки перекрытия

Расчет профнастила для кровли

При устройстве обычной кровли по обрешетке шагом 50-60 см никакого особенного расчета профнастила как правило не требуется. Даже и так называемый стеновой профилированный лист отлично справляется с нагрузками. Однако бывают случаи, когда хочется сделать шаг обрешетки больше или шаг обрешетки обусловлен конструкцией кровли. В таких случаях проверить несущую способность выбранного профлиста, а заодно проверить его на прогиб совсем не помешает. Если профнастил соответствует требованиям ГОСТ 24045-94, то весь расчет займет не более 10 минут, если в разумных пределах воспользоваться «Рекомендациями по применению стальных профилированных настилов нового сортамента в утепленных покрытиях производственных зданий» 1985 года выпуска.

Расчет пола в гараже

Обычно при строительстве гаражей проблемы, как и из чего сделать пол, не возникает. Но ситуации бывают разные, например человек хочет сделать в гараже подвальное помещение для хранения картошки или релаксации после наездов жены. Пример: строится гараж размерами 6х4 м под автомобиль массой 1500 кг. Перекрытие предполагается сделать из досок, уложенных на металлические профили. В наличии имеются профильные трубы 60х60х3.5 мм и возникает вопрос: можно ли использовать профильные трубы и если да, то через какое расстояние их укладывать?

Расчет прочности потолочного профиля для гипсокартона

Гипсокартон прочно и безвозвратно вошел в нашу жизнь, причем случилось это намного раньше, чем в стране появились металлические профили для монтажа гипсокартона. Старые строители еще помнят «сухую штукатурку», ныне называемую гипсокартоном, которая использовалась с 50 годов в строительстве, однако широкого распространения из-за недостатков технологии производства сухой штукатурки и проблем с монтажом листов широкого распространения не получила.

В усовершенствованном виде и под маркой компании Knauf гипсокартон пришел к нам из Германии, но главное, что вместе с листовым материалом пришли и оцинкованные профили каркаса. Продуманная до мелочей система монтажа металлического каркаса и крепления гипсокартонных листов к каркасу превратила отделку стен и потолков в простое и быстрое занятие. Теперь и гипсокартонные листы и все виды профилей, включая потолочные, направляющие и стеновые, а также фурнитуру к ним в виде подвесов, соединительных скоб, саморезов, дюбелей для быстрого монтажа и др. производит множество отечественных фирм.

Расчет металлического косоура

Как правило при устройстве лестничных маршей по металлическим косоурам используются уже готовые типовые решения. Тем не менее никогда не помешает проверить несущую способность косоура, который был принят не по расчету, а исходя из конструктивных соображений и наличия в продаже.

Например, продолжим рассмотрение ситуации, с которой столкнулся один из посетителей сайта. Проектируется 2-х маршевая лестничная клетка, размеры в плане 5800х2600 мм. Под каждой лестничной площадкой на продольные кирпичные стены толщиной 380 мм опираются по 2 стальные балки из двутавра высотой h = 270 мм. Сверху на стальные балки опираются металлические косоуры также из двутавра высотой h = 270 мм. Ну и выше монолитная ж/б площадка высотой h = 110 мм. Впрочем, знать толщину площадки для расчета косоура не нужно.

Максимальная нагрузка на стальную колонну

Как правило определение параметров сечения стальных колонн при уже известной нагрузке производится согласно требований существующих нормативных документов, в частности согласно СНиП II-23-81 (1990) «Стальные конструкции» или СП 16.13330.2011, являющегося актиализированной редакцией вышеуказанного СНиПа. Но иногда перед проектировщиком стоит обратная задача, когда сечение и прочие параметры колонны уже известны и нужно узнать, какую максимальную нагрузку такая колонна выдержит.

Конечно же, решение этой обратной задачи большого труда не составляет. Для этого можно воспользоваться все теми же нормативными документами. Вот только знания площади сечения колонны и ее реальной длины будет не достаточно.

Несущая способность металлической балки

Иногда люди сначала делают перекрытие по металлическим балкам, а потом начинают задумываться, какова несущая способность таких металлических балок или проще говоря, какую нагрузку такая балка выдержит?

Ответ на этот вопрос достаточно прост, так как основные параметры поперечного сечения уже известны во всяком случае их несложно определить по соответствующим таблицам. Вот только виды нагрузки и опорных связей могут быть разными, поэтому каждый случай нужно рассматривать отдельно. Начнем с самого распространенного:

Прогиб стальной пластины, шарнирно опертой по контуру

Особенность работы пластин, с шарнирным опиранием по контуру в том, что чем больше прогиб такой пластины, тем больше ее прочность, как ни странно это звучит.

Дело в том, что геометрическая форма поперечных сечений балок, рассчитываемых на линейную нагрузку, остается неизменной (во всяком случае так предполагается для упрощения расчетов), наличие прогиба никак на эту форму не влияет. А вот геометрическая форма поперечных сечений пластин при наличии прогиба изменяется и там, где прогиб максимальный, изменения формы поперечного сечения также максимально.

А раз изменяется геометрическая форма сечения, значит изменяется момент инерции и момент сопротивления сечения. Так как прогиб увеличивает условную высоту рассматриваемого сечения, то это и приводит к увеличению момента инерции и к увеличению момента сопротивления.

Расчет на устойчивость стальной арки

При расчетах на устойчивость помимо всего прочего необходимо знать расчетную длину и предельно допустимую гибкость рассматриваемого элемента, в данном случае стальной арки. Как ни странно, но в ныне действующих нормативных документах, в частности в СНиП II-23-81* (1990) «Стальные конструкции» нет отдельных требований по проверке устойчивости стальных арок.

Расчет металлической балки под лестничные марши

Недавно один из посетителей обратился ко мне со следующим вопросом:

Добрый вечер Доктор Лом, хочу рассчитать балку под площадкой лестничной клетки, 2х маршевая лестничная клетка размеры в плане 5800х2600, под каждой площадкой на продольные кирпичные стены (380 мм) опираются по 2 стальные балки (двутавр h=270), сверху на стальные балки опираются металлические косоуры (двутавр h=270) ну и выше монолитная ж/б площадка=110 (общая высота 270+270+110=650 мм) если я правильно понимаю на балку приходится распределенная нагрузка от площадки и 4 сосредоточенных силы (по 2 косоура на марш), поправьте если я не прав и подскажите каким примером лучше воспользоваться для расчёта балки?

Расчет стальных однопролетных балок с шарнирными опорами при изгибе согласно СП 16.13330.2011

В связи с этим при расчете стальных балок, работающих на изгиб, помимо обычного и вполне понятного требования к изгибаемым элементам:

Примерный текст свода правил дан курсивом. При этом конечно же рассчитывать стальные балки следует, руководствуясь именно нормативными документами, а данная статья, не более чем мое понимание изложенного в нормативных документах.

Примеры расчета металлических конструкций. Общие положения

Металлические конструкции имеют очень высокие технико-экономические качества по сравнению с деревянными, каменными и даже железобетонными конструкциями. В связи с этим металлические конструкции получили очень широкое распростанение в промышленном и гражданском строительстве. В малоэтажном частном строительстве металлические конструкции используются все чаще и чаще.

Использование металлических конструкций позволяет значительно уменьшить массу строительных конструкций, добиться поточного производства и монтажа на стройплощадке, что в свою очередь значительно сокращает сроки строительства.

05.11.2017. Про усиление стальных конструкций бетоном

Здравствуй, Сережка Ермолаев, мой милый тролик с улицы Институт Ионосферы, дом 1, квартира 13, город Алматы, Казахстан.

Ты молодец, поздравляю тебя.

Я говорил, что «Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта)»?

Говорил. И не просто говорил, а это примечание находится прямо под формой заполнения комментариев, которую ты трижды использовал, чтобы меня потролить.

Я говорил в статье «Записаться на прием к доктору», что:

«UPD 19.09.2017(23.31). Прием окончен с 01.09.2017. Я заскучал. Продолжение следует. Следите за обновлениями. будет ржака. И да. Теперь достучаться до Доктора Лома будет очень сложно, но пробуйте. Мне по-прежнему интересны настоящие люди, а тем более игроки. Возможно вы тот самый, избранный, которому я передам свое знание.

Теперь любой взнос суммой до 30$ рассматривается как помощь доктору на лекарства и детям на пропитание и даже если вы переведете 300 или там 3000$ в вашей местной валюте, то это все равно ни к чему меня не обязывает. Я действительно стар и мне осталось недолго, а так хочется рассказать вам одну занимательную историю, которая стоит больше, чем все ваши деньги и проблемы вместе взятые.»?

Область применения металлических конструкций

Сейчас металлические конструкции очень широко используются при строительстве самых разных зданий и сооружений, в частости в малоэтажном частном строительстве.

Причин этому несколько. Металлические конструкции по сравнению с конструкциями из других строительных материалов имеют значительно большую прочность (что обусловнено плотностью металла или удельным весом), большую эффективность соединений элементов металлических конструкций (вожможны как сварка, так и болтовые соединения), более высокую степень индустриализации изготовления и монтажа. Кроме того металлические конструкции на болтовых соединиях могут быть собраны и разобраны достаточно большое количество раз.

Также к достоинствам металлических конструкций следует отнести относительно малый собственный вес конструкций, высокую водо и газонепроницаемость, возможность быстрого монтажа, соответственно быстрого ввода в эксплуатацию зданий.

Расчет металлических колонн

Часто люди, делающие во дворе крытый навес для автомобиля или для защиты от солнца и атмосферных осадков, сечение стоек, на которые будет опираться навес, не рассчитывают, а подбирают сечение на глаз или проконсультировавшись у соседа.

Источник