Расчет двутавра на прогиб калькулятор: Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор)

какие нужны данные, способы расчета, калькулятор

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.

Содержание

1. Описание и виды швеллеров
2. Виды нагрузок
3. Характеристики швеллеров
4. Как рассчитать швеллер на прогиб и изгиб
5. Расчетные схемы
6. Исходные данные
7. Анализ результата

Описание и виды швеллеров

Швеллер – П-образный фасонный профиль

Швеллер – 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

88.2%

На способ изготовления

5.62%

На наличие сертификата качества

6.18%

Проголосовало: 178

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.

1. Вес балки – точнее 1 погонного метра изделия. Он позволяет оценить вес будущей балки и учесть нагрузку, которую он создает на стену и фундамент.
2. Момент сопротивления швеллера – необходимый для обеспечения стабильности конструкции.
3. Максимальный прогиб, допустимый для швеллера, перекрывающего пролет.
4. 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.
5. 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.

Расчет балки

построение эпюр в балках

Расчетная схема №1851191

Для более удобной и быстрой оплаты Вы можете зарегистрироваться, пополнить счет на сайте и оплачивать со своего счета

Почему не бесплатно? — Сайт создан исключительно на энтузиазме автора и дабы этот энтузиазм не угас, хотелось бы его подкрепить хоть каким-нибудь материальным поощрением. Кроме того, возросшее количество пользователей вынудило перейти на платный хостинг.

Условия оплаты? — Взнос денег считаем спонсорским взносом, поэтому ни о каком возврате речь идти не может, тем более суммы мизерные — практически не о чем спорить.
Но! Если Вы оплатили взнос, но недовольны результатом, Вы всегда можете обратиться за помощью к автору —
Telegram: sopromat_xyz
WhatsApp

А Ваш сайт не сворует мой номер карты, пароли и т.д.??? — Это невозможно! После того, как Вы нажмете «Перевести», Вы будете направлены на страницу Яндекса (можете проверить в адресной строке), и все дальнейшие операции будете производить на сервисе Яндекса, так что со стороны сайта Вам ничего не грозит.

Слева


Справа

Расстояние от левого края балки, м

Шарнирно неподвижная опора

Расстояние от левого края балки, м

Расстояние от левого края балки, м

Значение, кН
плюс — вверх
минус — вниз

Расстояние от левого края балки

Значение, кНм
плюс — по часовой
минус — против

Координата начала, м

Координата конца, м

Значение в начале, кН/м

Значение в конце, кН/м

Название схемы

Общая длина балки, м

Эпюра М на сжатых волокнах (для механиков)

Подбор сечения и прогибы

 подобрать двутавр [σ] = 
МПа

 подобрать круг [σ] = 
МПа

 подобрать квадратное сечение [σ] = 
МПа

 подобрать трубчатое сечение [σ] = 
МПа при d/D=

 подобрать прямоугольное сечение [σ] = 
МПа при h/b=

 записать уравнения начальных параметров для каждого участка и посчитать прогибы и углы поворота  в  промежуточных точках

Какие балки можно здесь расчитать?

Как поставить треугольную нагрузку?

Добавить нагрузки / опоры

Заменим распределенную нагрузку равнодействующей

Q₁ = 6·2 = 12кН

Составим
уравнения равновесия для определения реакций опор

Σ M_A = + P · 2 + M + Q1 · 3 — R_E · 6= + 12 · 2 + 8 + 12 · 3 — R_E · 6=0

Σ M_E = — P · 4 + M — Q1 · 3 + R_A · 6= — 12 · 4 + 8 — 12 · 3 + R_A · 6=0

Из этих уравнений находим реакции опор

R_A = 12. 67кН.

R_E = 11.33кН.

Записываем уравнения поперечных сил и изгибающих моментов на
участках балки
, используя метод сечений

На участке AB: (0 ≤ z₁ ≤ 2 м )

Q(z₁) = + R_A = + 12.67 = 12.667 кН

M(z₁) = + R_A · z = + 12.67 · z

M(0) = 0 кНм

M(2) = 25.333 кНм

На участке BC: (2 ≤ z₂ ≤ 4 м )

Q(z₂) = + R_A — P — q₁·(z — 2) = + 12.67 — 12 — 6·(z — 2)

Q(2) = 0.667 кН

Q(4) = -11.333 кН

M(z₂) = + R_A · z — P·(z — 2) — q₁·(z — 2)²/2 = + 12.67 · z — 12·(z — 2) — 6·(z — 2)²/2

M(2) = 25.333 кНм

M(4) = 14.667 кНм

Поскольку поперечная сила на участке пересекает ноль при z = 2.11 м, в этой точке будет экстремум на эпюре M

M(2.11) = 25.4 кНм

На участке CD: (4 ≤ z₃ ≤ 5 м )

Q(z₃) = + R_A — P — Q₁ = + 12. 67 — 12 — 12 = -11.333 кН

M(z₃) = + R_A · z — P·(z — 2) — Q₁·(z — 3) = + 12.67 · z — 12·(z — 2) — 12·(z — 3)

M(4) = 14.667 кНм

M(5) = 3.333 кНм

На участке DE: (5 ≤ z₄ ≤ 6 м )

Q(z₄) = + R_A — P — Q₁ = + 12.67 — 12 — 12 = -11.333 кН

M(z₄) = + R_A · z — P·(z — 2) + M — Q₁·(z — 3) = + 12.67 · z — 12·(z — 2) + 8 — 12·(z — 3)

M(5) = 11.333 кНм

M(6) = 0 кНм

Максимальный момент в балке составляет M_max = 25.4 кНм. По этому значению
подбираем сечение балки.

Условие прочности при изгибе σ = M_max / W ≤ [σ]

Отсюда, минимально необходимый момент сопротивления вычисляем по формуле W_min=M_max / [σ]

Посмотреть примеры

Не получается решить задачу? Есть вопросы? Нужна помощь?
Обратитесь к авторам сайта через

ВКонтакте
Telegram: sopromat_xyz
WhatsApp: +380936422175

Калькулятор балки онлайн (расчет реакции, изгибающий момент, поперечная сила, осевая сила)

• Расчеты
• Период

Выберите необходимое количество расчетов:

2 расчета

5 расчетов

10 расчетов

Цена: 4. 99$

Выбранный тариф позволяет сделать 2 расчета балок, рам или ферм. Бессрочно.

Выберите нужный период:

1 месяц

3 месяца

12 месяцев

Цена: 39 $

Непродлеваемая подписка. Выбранный тариф позволяет произвести расчет балки, каркаса или фермы за 1 месяц без ограничений по количеству расчетов.

Количество пользователей: 1 (3 IP-адреса в день)

Узнать больше

Куда отправить код доступа ?

Согласитесь с условиями, чтобы продолжить.

Предварительно заполните данные о местоположении в платежной форме по IP-адресу.

Куда был отправлен код доступа ?

Для получения числовых значений диаграмм и подробного текста расчета необходимо Получить код доступа
(пример подробного отчета)

Конструкция рассчитывается с использованием математического аппарата метода конечных элементов. Для получения числовых значений диаграмм и опорных реакций необходимо Получить код доступа

Требуется длина балки!

WebStructural — калькулятор балок

Экстремальные значения

О калькуляторе изгиба балки

Калькулятор прогиба балки 92)`

Калькулятор момента балки и поперечной силы

Мы используем эти уравнения вместе с граничными условиями и нагрузками для наших балок, чтобы получить замкнутую форму
решения для конфигураций балок, показанных на этой странице (просто опертые и консольные балки).
калькулятор балки использует эти уравнения для расчета изгибающего момента, поперечной силы, наклона и прогиба.
диаграммы.

Калькулятор балки — отличный инструмент для быстрой проверки сил в балках. Используйте его, чтобы помочь вам с дизайном
сталь, дерево
и бетонные балки при различных условиях нагрузки. Также помните, что вы можете добавлять результаты из лучей
вместе
с использованием
метод
суперпозиция.

Калькулятор стальных, деревянных и бетонных балок

Конечно, не всегда возможно (или практично) получить решение в замкнутой форме для некоторой балки
конфигурации. Если у вас стальная, деревянная или бетонная балка со сложными граничными условиями и нагрузками
лучше решить задачу численно с помощью одного из наших инструментов анализа методом конечных элементов. Если
вы не
беспокоясь о кодах конструкции и сравнивая требования к лучу и мощность луча, попробуйте наш простой в использовании
Калькулятор сдвига и момента.
Если вам нужны полные проверки конструкции с помощью AISC 360, NDS, ASD и LRFD для проектирования стальных или деревянных балок
и вы хотите спроектировать следующую балку за считанные минуты, вам могут понравиться наши
Инструмент «Конструктор балок».

Бесплатный дизайн стальных и деревянных балок AISC

Наша цель с WebStructural — вернуть инженерному сообществу, предоставив бесплатную,
облачное приложение для проектирования стальных и деревянных балок. Устанавливать нечего, просто перейдите к нашему
Бесплатный конструктор стальных и деревянных балок и начните проектирование! Если вам нравится
инструмент
и решите, что хотите сохранять и распечатывать проекты, которые можно обновить за 19 долларов.
ежемесячно.
Долгосрочного контракта нет. Отмените в любое время, мы сохраним ваши проекты, и вы сможете повторно подписаться позже.