Kjære gjester, som lovet i artikkelen om beregning av trebjelker for avbøyning (lenke til artikkel), i dette materialet vil vi diskutere beregningen av en stålmetallbjelke for et spenn: en kanal og en I-bjelke.
I denne artikkelen utføres beregningen og utvalget av produkter i full overensstemmelse med den faglige disiplinen om solid mekanikk (seksjon: materialresistens).
Jeg anser det som nødvendig å advare om at artikkelen er helt teknisk, så ikke skjell meg, jeg vet at mange Zen-lesere ikke liker dette :)))
I forrige artikkel om trebjelker - Jeg fikk mye kritikk i kommentarene om at de sier at det 21. århundre i hagen er full av kalkulatorer på nett og ferdige bord på Internett.
Selvfølgelig kan du stole på online kalkulatorer, men tro meg, etter å ha brukt 30-40 minutter og fordype deg i det selv, kan du kontroller hvilken som helst kalkulator og sov mer fredelig, fordi alle beregninger gjøres uavhengig og resultatet i ansiktet! Når det gjelder tabellene, er noen av dem hentet fra Internett av ukjent opprinnelse, og det er stor sannsynlighet for å ta unøyaktige data ...
Så nedenfor er eksempler på varmvalsede stålprodukter i samsvar med de relevante GOST-ene, ifølge hvilke vi, avhengig av den endelige beregningen, velger en passende bjelke og dens seksjon (form):
For eksempel, i beregningen blir fabrikklengden av stålproduktet tatt - 6 m, og avstanden mellom bjelkene er også valgt - 0,6 m (følgelig vil disse parametrene være forskjellige for hver avhengig av situasjonen).
Å ha en tegning, et prosjekt eller en skisse av dimensjonene til rommene på papir, må du bestemme de estimerte lengdene. Fjern avstand (Lsv) er lengden på spennet som skal dekkes. Å vite denne lengden og den minimale støtten til bjelken på veggen Lop = 120 mm., vi får lengden på bjelken (ifølge vårt eksempel L = 6 m.).
For videre beregning, må du vite avstanden mellom sentrene til referanselengdene (Lo) er hovedmengden som er involvert i beregningen (se bildet over).
Til å begynne med, før selve beregningen, må du bestemme funksjonen til rommet. Til boligkvarter - i henhold til standarden er tidsbelastningen fra oppholdet til mennesker 1,5 kPa eller 150 kg / m2. (P1).
I følge beregningsreglene legger vi en sikkerhetsmargin på 20%, derfor bruker vi koeffisienten videre K1 = 1,2
Etter å ha bestemt funksjonen til rommet og den midlertidige belastningen, må vi beregne egenvekten til en kvadratmeter gulv i forsamlingen (hele kaken), og nemlig: vekt på bjelker, gulv, tak, lydisolasjon, etc. Som et eksempel, for beregningen tar vi egenvekt - 150 kg / kvm., Dermed P2 = 150 kg / kvm. Men ifølge reglene er det allerede nødvendig å bevisst overvurdere påliteligheten med henholdsvis 30% K2 = 1,3.
Vi bestemmer hovedparametrene for beregningen
innbetaling
Så vi vurderer det nødvendige motstandsmomentet W = M / (Yc * Ry),
W = 9,72 / (0,9 * 240) = 45 cc.
Etter å ha mottatt motstandsøyeblikket, går vi tilbake til tabellene med produktegenskaper (illustrasjoner helt i begynnelsen). I disse tabellene har GOST allerede bestemt verdiene til momentene for forskjellige seksjoner, på grunnlag av hvilke vi velger strålen, avrunding W oppover:
For det oppnådde øyeblikket på 45 cm3 er I-stråle nr. 12 med en verdi på W = 58,4 eller kanal nr. 12 egnet, hvor W = 50,6. For vårt eksempel velger vi en I-stråle og deretter sjekker for avbøyning.
Det er viktig å reservere seg for at hvis du ikke er fornøyd med I-bjelker, er det bredflens eller kolonne-I-bjelker, som i samme høyde vil ha høyere egenskaper. På grunn av den bedre bæreevnen kan du redusere tykkelsen på hele platen:
Etter at valget av stålbjelke er gjort, skriver vi ut alle egenskapene til det valgte produktet fra platen på den tilsvarende linjen:
- Statisk øyeblikk: S = 33,7 cm3;
- Treghetsmoment: Jeg = 350 cm4;
- Veggtykkelse: d = 4,8 mm.
Vi foretar en sjekk for avbøyning. I tilfelle en stor slakk i midten av strukturen, må vi ta I-bjelken ved siden av nr. 12.
Kryss av:
I beregningen trenger vi materialets viktigste stivhetskarakteristikk - dette er elastisk modul, for stål er det lik:
E = 206 000 MPa.
Bestem avbøyningen i henhold til standard sopromatformel:
Så den beregnede nedbøyningen er 3,89 cm.
Det må sammenlignes med de estetiske og psykologiske parametrene i henhold til SNiP (tabell E.1)
Hvorfor estetisk og psykologisk? Faktum er at til tross for påliteligheten av strukturen, vil bjelkelengden "legge press på psyken", og derfor sørger SNiP for tillatte avbøyninger.
Enig i at vi ikke vil fange blikket mot det buede taket, og det ser ut til at det er i ferd med å sprekke og falle på hodet.
I følge tabellen har vi vertikale nedbøyninger for bjelker: L / xxx. For å sammenligne den oppnådde verdien med denne karakteristikken, er det nødvendig å beregne parameteren for maksimalt tillatte verdier:
Ved beregning, som et eksempel - tok vi en bjelke med fabrikklengde - 6 m, så vi ser etter linjen L = 6m:
Basert på beregningene og fra presentert tabell, sammenligner vi avbøyningsparametrene: L / 151> L / 200. Siden avbøyningen er sterkere enn standarden, er den valgte stålbjelken tilfredsstiller ikke betingelsen.
Med andre ord vil I-bjelke nr. 12 synke med et spenn på 5,8 m - med 3,9 cm, noe som er uakseptabelt ifølge SNiP. Vi har ikke annet valg enn å velge neste I-stråle på listen og sjekke igjen.
Med I-bjelke # 14 er avbøyningen 2,4 cm. og parameteren for maksimalt tillatte verdier er Lo / f = 5,88 / 2,38 = 247.
L / 247
Vennligst bruk den!
___________________________________
Følgende emner planlagt for kanalen: kostnadssammenligning ved bruk av stål- og trebjelker, samt en serie materialer om alternativer monolitiske gulvinnretninger langs kanaler (I-bjelker) og organisering av betong i seksjoner (griper).
Hvis disse emnene er interessante, kan du abonnere på min kanal!
Beregning av en trebjelke
Å vite trigonometri, kan du ikke løpe på taket med et målebånd
Hvordan bestemme høyden på et objekt på avstand?