Как правильно усилить швеллер от прогиба

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.

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 наличие сертификата качества

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.

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.

Заливка фундамента частного дома своими руками: расчёт размера плиты, пола, арматуры и монтаж опалубкиКрыша из шифера: вид кровли и перекрытий, калькулятор для расчёта листа, можно ли сделать навесКак правильно установить теплицу из поликарбоната на даче: пример проекта, крепление трубами к бетонуЛенточный забор из профнастила: столбы блоками из кирпича, как рассчитать расход материалаСадовая баня самостоятельно: газовая и дровяная печи, утепление стен и цоколя панелями пеноплексаЗачем нужны строительные винтовые сваи: строительство гаража, беседки, пластиковых и деревянных конструкций

Вам также может понравиться

Укрепление потолка швеллером

Фасонный металлический профиль с П-образным сечением называют швеллером. Поперечный срез изделия состоит из стенок (перемычка) и полок (ножки), определяющих его

Помощь в расчете

Предварительные соображения

Калькулятор предусматривает расчёт балок для различных схем их крепления и нагрузки. Нагрузка балок может быть распределённой (“q” на схемах 3,4,5,9,15 и др.) или сосредоточенной (“P” на схемах 1,2,6,7,8 и др.)

Крепление балок может быть: а)консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1,2,3 и другие); б)”заделка – заделка”, когда оба конца балки жестко защемлены (заделаны), схемы 6,7,8,9; в)”шарнир – шарнир”,(схемы 12,13,14,15 и другие),причём левый шарнир неподвижный а правый подвижный; г)”заделка – шарнир”,(схемы 9,10,11 др.)

Жесткая заделка балки предотвращает поворот балки и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости. Подвижный шарнир допускает поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси.

Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки под нагрузкой.

Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложенной к балке нагрузкой зависит также от длины балки, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости (“E”).

Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1)10^5 MПа; легированной (2.1-2.2)10^5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1*10^5 MПа, что составляет 2142000кг/см2.

Из размерных характеристик поперечного сечения балки для расчёта прогиба используется момент инерции сечения (“I”); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки балки относительно опор.

Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных конструкциях и регламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 – 1/250 длины балки.

ПОЭТОМУ НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПРОВЕРЯТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА НА ДОПУСТИМОСТЬ.

Области применения швеллера

Швеллер получил применение на стройплощадках для разных целей:

• как перемычка, балка, перекрытие
• как опорная колонна или лестничная дуга
• как опора при строительстве гаражей и прочее

Также изделие используется при:

• облицовочных фасадных работах как каркас
• возведении мостов, быстромонтируемых сооружений

Какую нагрузку выдерживает швеллер?

Швеллер представляет собой металлопрокат, который активно используется в строительстве. Причём, конкретную сферу строительства определить достаточно сложно (практически невозможно).

Ведь швеллер применяется при строительстве практически любых конструкций. Однако, швеллер выполняется в различных конфигурациях из различных сплавов.

А это означает, что и несущая способность у вариаций швеллера неодинакова.

Швеллер купить в Ростове не составит больших сложностей. Необходимо лишь чётко представлять характеристики швеллера перед приобретением. О том, как осуществить расчёт несущих способностей конструктивного металлопроката, Вы узнаете из нижеприведённой публикации.

Восприятие механических нагрузок

Основной задачей швеллер является именно восприятие и распределение механических нагрузок в строительных конструкциях различного вида. Другими словами, швеллер будет прогибаться под нагрузкой в любом случае.

Однако, существует допустимый изгиб и критический. При критическом изгибе швеллера начинается его пластическая деформация, а затем и разрушение изделия в принципе.

На изгиб швеллера напрямую влияет его геометрический размер.

Ниже перечислены характеристики конструктивного металлопроката, которые в принципе используются для выполнения расчёта на несущие способности:

• нормативная нагрузка;
• тип швеллера (конфигурация полок, специального назначения, облегченный и т.д.);
• длина пролёта швеллера;
• количество швеллеров, укладываемых рядом друг с другом;

Расчёт осуществляется математически. Сопромат предлагает несколько зависимостей, позволяющих с высокой степенью точности определить несущие характеристики швеллера (вне зависимости от типа и конфигурации).

Изготовление швеллера 20

Следуя ГОСТ 8240-97 швеллер 20мм производиться только на предприятиях. Однако при покупке стоит лично удостовериться в этом и проверить изделие на наличие сертификата соответствия.

В противном случае могут возникнуть огромные дефекты при эксплуатации зданий или же вовсе конструкция развалиться. В основном в основе производства лежат сплавы с добавлением конструкционной углеродистой и низколегированной стали.

Такие сплавы имеют специальные марки ст2пс и ст3сп соответственно. В химическом составе сплавы имеют множество разных металлов (например, алюминий).

Швеллер для перекрытий

Рассмотрим более подробно конструкции из швеллера для перекрытия в качестве несущей основы. Именно они воспринимают всю нагрузку, приходящуюся на полы второго этажа. Если для монтажа перекрытия используется П-образный прокат, то необходимо учесть следующие моменты:

• швеллер необходимо укладывать вертикально, так как момент сопротивления сечения в это направлении в несколько раз превышает значение момента в противоположном
• схема укладки следующая – от середины перекрытия профиль должен быть развернут в противоположном направлении, так как центр тяжести швеллера не принадлежит его стенке

Такая схема укладки необходима для компенсации тангенциальных напряжений. Следует помнить, что швеллеры для перекрытия подвержены изгибным напряжениям.

Сколько может весить швеллер

Как различают изделия

Швеллер имеет массу разновидностей, различающихся по номерам. Номер обозначает высоту и размеры. Чтобы определиться какой номер понадобится для работ, требуется учесть:

1. метод прикрепления
2. нагрузку, которую будет нести п-образное изделие
3. материал, используемый для строительства
4. расстояние от одного до 2-го края
5. общее число изделий, которые будут уложены рядом

Специфика изготовления и применения Изготавливают стальной швеллер путем деформации заготовки при повышенных температурах, что придаёт болванке эластичность или на гибочных станках холодным способом. Швеллер бывает оцинкованным.

Различают изделия по уклону граней: прямо-параллельный или у-образный. Все характеристики определяются соответственно ГОСТу.

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

• Сбор нагрузок на балки перекрытия онлайн.
• Расчет прямоугольной трубы
• Расчет квадратной трубы
• Расчет двутавра
• Расчет уголка
• Расчет деревянной балки

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.

Заключение

Усиление швеллера при различных напряжениях и нагрузках требует особого подхода, изучающего их характер. Только так можно подобрать наиболее подходящий способ, который бы обеспечил высокую прочность конструкции. В каждом случае потребуется обязательное проведение расчётов, чтобы внесённые изменения не оказались ошибочными.

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.

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

Расчетная схема:

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.

1. Расчет по прогибу:
2. Fбалки – прогиб, возникающий у выбранного швеллера под действием нормативной нагрузки.
3. Запас – то же самое, что и по отношению к моменту сопротивления.

Какие бывают нагрузки: виды

«А» – заделка профиля жесткая, нагрузка распределяется равномерно. Пример – козырьки над подъездами.

«В» – однопролетные балки, крепление жесткое, нагрузка равномерная – применяют для усиления междуэтажных перекрытий.

«С» – балки выходят за пределы наружной стены, нагрузка – равномерная, есть опоры с консолью. На балконах.

«D» – изделия шарнирно-опертые, однопролетные, находятся под воздействием двух сосредоточенных сил, служат перемычками.

«Е» – балки шарнирно-опертые, однопролетные, находятся под давлением единственной силы. Перемычки.

Расчет нагрузки производят по определенной формуле – на выбор влияет вид.

Как правильно располагать швеллер?

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )

Как усилить швеллер на прогиб-изгиб и на скручивание?

Швеллер представляет собой металлопрокат, который активно используется в строительстве. Причём, конкретную сферу строительства определить достаточно сложно (практически невозможно).

Ведь швеллер применяется при строительстве практически любых конструкций. Однако, швеллер выполняется в различных конфигурациях из различных сплавов.

А это означает, что и несущая способность у вариаций швеллера неодинакова.

О том, как осуществить расчёт несущих способностей конструктивного металлопроката, Вы узнаете из нижеприведённой публикации.

Как усилить швеллер на прогиб-изгиб и на скручивание

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 швеллера на прогиб и изгиб

Одним из самых простых способов усиления швеллера является установка подпоры. Она позволит существенно разгрузить несущую балку без внесения существенных изменений в готовую конструкцию.

Способ соединения должен в полной мере соответствовать типу нагружения: в случае постоянного действия поперечной силы можно выполнять любые соединения деталей способных обеспечить высокую надёжность и прочность, а вот при динамических – стоит использовать клёпаные и болтовые соединения.

В некоторых ситуациях установка подпорки невозможна из-за особенностей эксплуатации объекта.

Следовательно, придётся увеличивать поперечное сечение путём приваривания стальных накладок или уголков в продольном направлении либо приварить еще один швеллер таким образом, чтобы получилась симметричная конструкция.

Благодаря этому основная нагрузка сместится с точки возможного разрыва металла и распределится равномерно по площади балки новой формы.

Ещё одним способом усиления швеллера считается перераспределение нагрузки между всей конструкцией при помощи конструктивных изменений каркаса или его элементов. Это позволит снизить возникшие изгибающие напряжения и обеспечить необходимый запас прочности. Однако при этом не стоит забывать о проведении новых расчётов объекта, так как проблема может стать более серьёзной.

Усиление швеллера на кручение

Чтобы усилить швеллер на скручивание следует обеспечить установку симметричной конструкции методом сварки. Считается, что сварные швы в углах балки способны её ослабить, так как при нагреве металла она может продеформироваться, а накладной металл, особенно при локальной установке, принять на себя нагрузку. Поэтому нужно использовать специальные методы двухсторонней сварки.

Стандартным методом усиления считается приваривание второго швеллера параллельно установленному, чтобы получить в итоге двутавр или коробку.

Оба варианта являются примерно одинаковыми по эффективности, но их реализация возможна только при полном доступе ко всей поверхности стального каркаса, в противном случае придётся разрушать часть отделки, а также устанавливать временные страховочные опоры.

Вторым способом увеличения устойчивости к кручению является выполнение бетонирования. При этом повысится продольная нагрузка на балку из-за общего веса, но улучшится жёсткость.

Заключение

Усиление швеллера при различных напряжениях и нагрузках требует особого подхода, изучающего их характер. Только так можно подобрать наиболее подходящий способ, который бы обеспечил высокую прочность конструкции. В каждом случае потребуется обязательное проведение расчётов, чтобы внесённые изменения не оказались ошибочными.

Как разрезать, согнуть и усилить швеллер?

Собрать металлоконструкцию невозможно без резки, сгибания или усиления компонентов. Взять тот же швеллер. Чаще всего его нужно отрезать в размер, реже — усилить и еще реже — гнуть. Но эти процессы не такие простые, как может показаться с первого раза. В этой статье мы собрали для вас некоторые нюансы при работе со швеллером.

Какой принцип работы швеллера на изгиб?

Во время эксплуатации на швеллер воздействует давление внешнего веса по направлению на изгиб. Поэтому конструкторы просчитывают предстоящие нагрузки заранее. От чего специалисты отталкиваются?

Первое, что вычисляют конструкторы, так это максимальное значение момента в профиле швеллера (М). Используют они для этого сложную формулу. В учет берутся распределительная нагрузка и длина швеллера.

Вторым шагом специалисты ищут значение момента сопротивления сечения швеллера. Для этого тоже есть своя формула. В нее подставляется полученное ранее значение М и данные сопротивления материала по пределу текучести. Для последней величины данные берут с технических таблиц, значения отличаются для разных марок стали.

Полученные результаты из второй формулы специалисты сравнивают с ГОСТ 8278 в категории «момент сопротивления». На основании этого для каждого проекта они подбирают катаный или гнутый швеллер, который подходит под все критерии.

Как режут швеллер

Здесь мы не будем рассказывать, как швеллер разрезать на высокоточных станках. Рассмотрим полевой вариант, когда материалы режут в размер непосредственно на объекте. А там используют болгарку. Поэтому начнем с техники безопасности. Никогда нельзя надеяться на авось.

Очень много примеров, когда диски во время работы разрушались и разлетались повсюду, нанося вред людям и имуществу. Такие инциденты длятся доли секунды, поэтому увернуться от летящих частей диска практически невозможно.

А если не обезопасить себя, то такое воздействие может нанести непоправимый вред здоровью.

Основные правила работы с болгаркой:

• Перед работой убедитесь, что диск целый, не наклонен и расположен ровно. Следите за этим и во время работы.
• При нарезке положите балку на какой-то предмет, чтобы она была приподнята. За счет этого отрезанная часть будет опускаться под собственным весом.
• Во время работы делайте небольшие перерывы, чтобы диск успевал остывать.
• Во время работ находитесь немного сбоку, а не в плоскости реза.
• Диск на болгарке должен быть крепко затянут. Он легче раскрутится после работы, если под него подложить шайбу из картона.
• Ни при каких обстоятельствах не работайте, если кожух с УШМ снят. Без него работать крайне опасно.
• Работать нужно в защитной одежде. Кроме защитного костюма и закрытой обуви обязательно используют очки и перчатки.
• При работе болгаркой следите за тем, чтобы диск вращался от себя. Если по каким-то причинам болгарку вырвет из рук, то она упадет в стороне от вас.

Как согнуть швеллер

Швеллер гнется сложно и без специальных станков высокого давления не обойтись. Если такие траты не предусмотрены, то единственный выход обратиться в компанию, предоставляющую услуги гибки в вашем регионе.

Если положить швеллер на его полку, то сразу видно, что вертикальная плоскость не имеет симметрии к нейтральной линии. Сгибают швеллер по-разному, в зависимости от поставленной задачи.

При изгибе по плоскости, как говорят «на ребро», балку может повести. Чтобы этого не произошло, выставляют систему калибрующих роликов. Если же деталей предусмотрено несколько, то швеллер сваривают «коробкой». Еще балку сгибают плашмя по стенке.

Полки при этом могут выступать как наружу, так и внутрь.

Сгибание швеллера по радиусу производят, используя местный или плавный изгиб. Чтобы сделать местный изгиб, нужно предварительно срезать стенки в месте изгиба в форме треугольника. Дальше в ход идет специальное устройство, которое швеллеры соединяет и жестко сваривает. Но при таком способе будет сильно уменьшена технологическая прочность детали.

При плавном изгибе определенный участок изделия равномерно сгибается. Чтобы это сделать было легче, место сгибания предварительно разогревают газовой горелкой. После жесткой фиксации одного из концов изделие медленно деформируют по заготовленному заранее шаблону.

Как усилить швеллер

Чтобы швеллер противостоял прогибам, изгибам и скручиванию — его усиливают. Способ выбирают исходя из условий эксплуатации.

Усиление на изгиб и прогиб

Чтобы усилить балку на изгиб/прогиб используют три способа: устанавливают подпоры, увеличивают поперечное сечение или перераспределяют нагрузку по всей конструкции.

Установка подборы — один из самых простых способов. Нагрузка на балку снижается без существенных изменений металлоконструкции.

Опоры и балки соединяют исходя из типа нагрузки на них. При динамических воздействиях можно использовать только соединения клепками и болтами. Если же поперечная сила воздействует постоянно, то используются любые виды соединений деталей, которые обеспечивают высокую надежность и прочность.

Еще усилить швеллер на прогиб/изгиб можно, увеличив поперечное сечение. Для этого нужно приварить стальные накладки или уголки в продольном направлении. Если приварить дополнительный швеллер, то конструкция станет симметричной.

Третий способ заключается в следующем: основная нагрузка смещается с проблемной точки и равномерно распределяется по новой форме балки.

Если ни один из выше представленных методов реализовать нельзя, то вносят конструктивные изменения в каркас или его элементы. Для этого переделывают расчет всего объекта.

Усиление на скручивание

Чтобы нивелировать кручение швеллера, используют сварку или бетонирование. При сварке к основной балке приваривают дополнительную, располагая в параллельном направлении.

В итоге получается двутавр или «коробка». При выполнении сварочных работ следует учитывать то, что нагретый во время сварки металл способен ослабить конструкции.

Следственно разумнее использовать особые способы сварки с двух сторон.

Бетонирование улучшает жесткость, но в то же время повышает продольную нагрузку на швеллер. Но в некоторых случаях это единственно верный способ усилить балку на кручение.