Несущая способность швеллера таблица нагрузок 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.

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.

Вам также может понравиться

Нагрузка на швеллер таблица — ТехПорт

Швеллер – вид фасонного металлопроката с поперечным сечением П-образной формы. Широко используется в строительстве в роли балок перекрытия, перемычек, востребован при отделке фасадов для устройства каркаса под облицовочный материал. Для правильного выбора номера швеллера необходимо знать, какую нагрузку он должен будет выдерживать при эксплуатации, способ закрепления, длину пролета, количество изделий, укладываемых вместе, материал изготовления.

Расчетные схемы для подбора номера швеллера

Каждый случай горизонтальной укладки швеллера можно привести к стандартной расчетной схеме. В зависимости от типа закрепления и распределения нагрузки, выделяют следующие виды балок:

• Однопролетная шарнирно-опертая. Нагрузка распределена равномерно. Пример: профильный прокат, применяемый для устройства межэтажных перекрытий.
• Консольная. Имеет один жестко закрепленный конец, нагрузка равномерно распределена. Обычно по такой схеме изготавливается козырек над подъездом из двух швеллеров, пространство между которыми заполнено армированным бетоном.
• Шарнирно-опертая, имеющая две опоры и консоль для укладки балконных плит.
• Однопролетная шарнирно-опертая, на которую оказывают воздействие две сосредоточенные силы. Обычно на нее укладывают две другие балки.
• Однопролетная с двумя опорами, на которую воздействует одна сосредоточенная сила.

Сбор нагрузок, выдерживаемых швеллером

Для нахождения требуемого номера профиля, помимо расчетной схемы, необходимо определить вес, который должен будет выдержать швеллер. В соответствии со СНиПом 2.01.07-85, выделяют следующие типы нагрузок:

• Постоянные. К ним относятся: вес самого швеллера и конструкций, которые на него опираются.
• Временные. Разделяются на длительные (масса временных перегородок, слоя воды) и кратковременные (вес людей, ветровые и снеговые нагрузки).
• Особые. Возникают в нестандартных ситуациях: при взрывах, из-за деформации основания, в связи с сейсмическим воздействием.

После определения всех исходных параметров можно воспользоваться онлайн-калькулятором или произвести самостоятельные расчеты по формулам.

Швеллер имеет характерную п-образной форму с поперечным сечением. У швеллера существует две части — стенки и полки. На поперечном срезе под стенкой подразумевают «перемычки», а под полками — ножки, имеющие форму буквы «П». Данный металлопрокат используется строителями преимущественно при постройке объектов в машиностроительной сфере, так как он не подвержен коррозии и более долговечен.

  Чем можно заменить крючок для вязания

Швеллер – вид металлопроката, который отлично себя зарекомендовал в строительстве и машиностроительной отрасли промышленности. Зачастую он применяется для изготовления всевозможных 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 прочих конструкций.

Основное достоинство – это высокая несущая способность швеллера, которая имеет место благодаря форме его сечения (П-образное), при относительно малой металлоемкости.

Методика расчета размера швеллера, таблица моментов сопротивления швеллера по ГОСТ – смотрите .

Расчет нагрузки на швеллер (расчет на прочность)

П-образный профиль, как горячекатаный, так и гнутый применяется в различных конструкциях и металлоконструкциях, которые чаще всего работают либо 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.

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:

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

1. Момент сопротивления швеллера, изгибающий момент равен: М = q∙L2/8 = 500∙102/8 = 6250 Н∙м.
2. 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.

Октябрь 23rd, 2014 11:52 ДП |

Швеллер это металлическая конструкция, которая имеет П-образную форму. Обычно их применяют при строительстве зданий и сооружений. Такой металлопрокат используется в качестве балок перекрытий, как различные перемычки, косоуры лестничных маршей и многие другие строительные конструкции. Часто именно швеллер используют как дополнительное усиление для многих элементов.

Швеллеры бывают разного размера и поэтому для каждого вида работ необходимо подбирать специальный металлопрокат. А для этого нужно знать на какую нагрузку его можно рассчитывать. Расчет нагрузки швеллера производится из того какой вид балки, и куда идет нагрузка. Удобней сделать расчет, представляя схему балки.

  Автоматический ввод резерва для генератора

Виды нагрузок и швеллеров

Вид А. К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно. Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку. Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.

Вид B. К этому типу относятся однопролетные балки, нагрузка распределяется равномерно. Обычно это балки междуэтажных перекрытий.

Вид C. Это шарнирно-опертые балки. Они имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно. Это балки перекрытий, обычно они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.

Вид D. Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых две сосредоточенные силы. Это обычно перемычки, на которые опираются пара балок перекрытий.

Вид.E Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которую опираются балки перекрытия.

Вид F. Это консольные балки, где сосредоточена одна сила. Это может быть козырек над подъездом или входом в дом. Только в данном случае между швеллерами укладываются металлические листы, а них же сверху ставится стенка из кирпича.

Схемы будут выглядеть так: Вид A Вид D Вид B Вид E Вид C Вид F

Строительство трудно себе представить без применения швеллера. Он очень популярен при строении дома, может использоваться в качестве балок перекрытия, перемычек и других видов строительства. Швеллер является распространенным металлопрокатом из всех других доступных.

Важно помнить, что в строительстве следует четко все просчитать и поэтому бездумно покупать и устанавливать швеллер не нужно. Для этого мы и рассмотрим как рассчитать швеллер, для того чтобы избежать непредвиденных ситуаций. Сам расчет производится в специальном калькуляторе по типам и по номеру. Рассмотрим каждый такой тип, а также приведем пример и узнаем, что он означает:

Тип 1 является балка однопролетная шарнирно-опертая с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером первого типа будет балка с перекрытием между этажами. Тип 2 является балка консольная с жесткой заделкой и распределенной равномерно нагрузкой.

Примером второго типа это козырек, который был выполнен с помощью сварки двух швеллеров с одной стороны к стене и был заполнен пространством ввиде железобетона. Тип 3 является балка шарнирно-опертая, которая держится с консолью на двух опорах с устойчивой распределенной нагрузкой.

Примером третьего типа будет балка, которая перекрывает балконную плиту наружной стеной. Тип 4 является балка однопролетная шарнирно-опертая, сосредоточенная одной силой. Примером четвертого типа будет перемычка, на которую опирается всего лишь одна балка перекрытия.

Тип 5 является балка шарнирно-опертая, сосредоточенная двумя силами. Примером пятого типа будет перемычка, на которую могут опираться около двух балок перекрытия.

Тип 6 является балка консольная, сосредоточенная одной силой. Примером шестого типа будет козырек или еще называется парад фантазий, работает по принципу второго типа, только кирпичная стенка находится там, где швеллеры, между которыми располагается металлический лист.

Калькулятор расчета швеллера

Калькулятор очень удобен тем, что вы в режиме онлайн можете производить расчеты швеллера. Подбирать необходимые вам размеры и устанавливать количество швеллеров, которые будут соответствовать определенным стандартам и ГОСТам.

А также сможете узнать массу швеллера, его длину, у вас получатся в результате с левой стороны исходные данные, а справа калькулятор покажет результат по прогибу. По графику вы четко увидите по осям расположение швеллера и какова будет нагрузка выдержки по этим осям, что является наглядным примером дальнейшей работы.

• В исходные данные расчетного калькулятора входит: – длина пролета обозначает L – нормативная нагрузка измеряется в кг/м – Fmax – количество швеллеров минимум один – расположение по осям (Х или У) – расчетное сопротивление R – размер швеллера (с уклоном полок, с параллельными гранями, экономичные, специальные, легкой серии). Результат расчета изгиба швеллера в калькулятор: с параллельными гранями: – Wтреб и Fmax – расчет по прогибу (Fбалки и запас) С уклонном полок: – расчет по прочности (Fбалки и запас)
• И также само просчитываются и другие виды балок.

  Ремонт кнопки болгарки своими руками

Выводы по работе со швеллером

Можно сделать выводы, что применение швеллера в строительстве набирает обороты и современные технологии позволяют в режиме онлайн прорабатывать всевозможные варианты строительства.

Такой калькулятор вы с легкостью найдете в интернете, предлагается множество различных вариантов и видов калькуляторов. Следует выбирать тот калькулятор, который на ваш взгляд будет самым точным с достоверными результатами.

Размеры швеллеров Параметры металлопроката указываются в цифрах. Допустим, индекс 5 означает, что высота швеллера составляет 50мм. При этом стандартные размеры балок не должны превышать значения 4м – 12м. Маркировка указывается стандартной. Обозначение швеллеров идет на специальных бирках.

Расчет несущей способности швеллера. Чтобы подыскать металлопрокат, который бы подходил для конкретного случая, вам необходимо провести необходимые расчеты. В основе всех вычислений лежат два показателя: расстояние от одной стены до другой и будущая нагрузка на всю конструкцию.

Прочность металлической балки определяется следующими параметрами:

• форма поперечного сечения;

• площадь поперечного сечения;

• метода закрепления швеллера.

Допустимая нагрузка на швеллер, как правило, указана на маркировке изделия, в виде размера. Чем больше данное число в наименовании металлопроката, тем большую нагрузку он готов выдержать.

Вычисление нагрузки, воздействующей на профиль, представляет собой совокупность воздействий постоянного и переменного характера, а также воздействий от перекрытия. Данный показатель обычно выражают в килограммах на один погонный метр профиля, считая величиной нормативной нагрузки.

Но когда речь заходит о расчете несущей способности стального швеллера, то нормативное воздействие необходимо умножить на коэффициент прочности по нагрузке. А уже к полученному показателю прибавляется вес изделия и вычисляется момент сопротивления.

Этих данных становится достаточно для того, чтобы из имеющего сортамента выбрать необходимый профиль для ваших строительных работ.

Подбор швеллера по нагрузке. Расчеты на жесткость и прочность балки проводятся для определения размеров поперечного сечения металлопроката. И для таких целей необходимы следующие данные:

1. Общая длина швеллера, расстояние между нагрузками;
• Тип, положение и количество опор;
• Расчетная схема нагружения;
• Величина R (расчетного сопротивления) допустимых напряжений материала из которого выпущена балка.

Выбор стальных прокатных профилей по условию прочности делается в следующей последовательности:

1. Будущая конструкция переводится в расчетную схему, в которой указывается текущая нагрузка на балку. При этом те элементы, которые не оказывают влияния на общую схему нагружения, обычно не принимаются в расчет.
• Для получения схемы расчетов строятся эпюры (М) распределения внутренних изгибающих моментов;
• Далее определяется показатель максимального изгибающего момента Mmax и указывается опасное сечение балки;
• Вычисляется момент сопротивления сечения (Wmin), который обеспечивает необходимую прочность конструкции по следующей формуле: Wmin>=Mmax/R, где R – это величина расчетного сопротивления металла, из которого изготовлена балка.
• Заглядываете в сортамент прокатной стали и для нужного сечения швеллера вы выбираете требуемый номер профиля, значение Wx которого больше нашего расчетного показателя Wmin. Если швеллер выпускается из двух и более профилей, то Wmin всего изделия увеличивается на соответствующее число раз.

Расчет нагрузки на швеллер.

• Нужный момент сопротивления балки (Wmin);

• Показатель максимального прогиба для изделия, который перекрывает пролет требуемой длины;

• величину поперечных сил, напряжений и изгибающих моментов, которые возникают в изделии от воздействия нагрузок;

• построение эпюр прогибов;

• проверка и подбор сечения стального металлопроката;

Расчёт выполнен: 09.12.2015 22:54:10

1. Исходные данные: Длина балки: 4.4m
2. Условия закрепления: – слева: шарнирная опора
3. – справа: шарнирная опора
4. Нагрузки на балку: – сосредоточенные силы F[m], kg (1 шт) F = 300 – крутящие моменты M[m], kg·m (1 шт) M = 300 – распределённые нагрузки Q[m], kg/m (2 шт) Q = 0: 300

Q = 12.3: 12.3

• Опорные реакции: R = -465.24 kg
• R = -548.88 kg
• Результаты расчёта балки:

Точки пересечения эпюр с 0, m Эпюра U: (2.108) Эпюра Q: (2.2)

Эпюра M: (0)

Максимумы / минимумы эпюр, привязки в m Mmax = 872.77 kg·m Mmin = 0 kg·m Qmax = 465.24 kg Qmin = -548.88 kg Umax = 50.88 град-2 Umin = -53.03 град-2 Pmax = 0.00 m-3 Pmin = -12.82 m-3 Nmin = 0.00 МПа Nmax = 121.58 МПа Kmin = -9.11 МПа Kmax = 7.72 МПа Smin = 13.38 МПа

1. Smax = 121.83 МПа
2. Сортамент: Швеллеpы с паpаллельными гpанями полок по ГОСТ 8240-89 Элемент: Темы следующих статей:
3. “>

Расчёт балки на прогиб и прочность

Балка занимает роль основополагающего элемента в несущей конструкции. Её функция приравнивается к стержню всей конструкции, который прочно закрепили. При строительстве какого-либо сооружения очень важно осуществить грамотный расчет балки на прогиб и исключить допущение ошибки в расчетах. Прежде всего расчет требуется для определения того, на сколько балка деформируется в процессе эксплуатации сооружения. Если при расчете показатель деформации находится в пределах нормы, то можно определить нужные показатели будущей балки (сечение, материал, размер и так далее).

Делая расчет балки на прочность, необходимо четко знать виды материала, из которого изготавливаются балки (сталь, дерево, бетон, алюминий, стекло и медь).

Далее нужно обратить внимание на то, что типы нагрузок, как и их схемы также различаются. Так, например, распределенная нагрузка означает, что давление оказывается не на одну точку, а распределено по всей площади балки.

Сосредоточенный тип нагрузки характеризует направленность давления на один небольшой участок (точку) балки.

Вместе с типами, существуют четыре схемы нагрузок:

• Шарнир-Шарнир
• Заделка-Шарнир
• Заделка-Заделка»
• Свободный конец

Наш онлайн калькулятор позволяет сделать расчет, комбинируя все виды балок, типы и схемы нагрузок, при этом абсолютно исключив вероятность допущения ошибки в процессе расчета.

Обычно рассчитывают деревянные балки, а также металлические. В процессе вычисления показателя определяется сумма сил, воздействующих на балку, которые направлены перпендикулярно конструкции. Расчет деревянной балки на прогиб осуществляется с учетом материала, т.е.

учитывают вид древесины, её гибкость и многие другие параметры, также важно учесть форму сечения балки и нагрузка какого вида оказывается на балку.

Сравнивая с расчетом балки из древесины, расчет металлической балки на прогиб существенно отличается, поскольку важное внимание уделяют виду соединения: электросварка, заклепки, болты и другие виды соединений.

Все перечисленные выше нюансы позволяют понять, что расчет балки на прогиб — крайне ответственный этап в процессе стройки какого-либо объекта. От него зависит надежность, долговечность и целостность всей конструкции. Наш калькулятор позволит Вам быстро и безошибочно провести предельно точный расчет.

Какие преимущества даёт наш калькулятор?

• экономия времени;
• исключение допущения ошибки;
• предельная точность в расчете;
• приятный и понятный интерфейс;
• дополнительный справочный материал.

Таким образом, созданный нами онлайн калькулятор является незаменимым инструментом в процессе работы специалиста, которому необходимо осуществить расчет балки или любого другого важного показателя.

Как рассчитать и выбрать размер швеллера с учетом нагрузки на изгиб

Швеллер является продукцией прокатного производства, которая имеет U-образное поперечное сечение. В зависимости от технологии производства, швеллеры бывают горячекатаные и гнутые.

Размеры и форма г/к швеллеров общего назначения регламентируются стандартом ГОСТ 8240-97. Ширина проката согласно указанному нормативному документу может быть от 32 до 115 мм, а высота 50 — 400 мм.

В обозначении номера профиля зашифрована высота швеллера в сантиметрах (цифра) и серия или тип профиля (буква).

Размеры гнутого швеллера регламентируются стандартом ГОСТ 8278-83. В соответствии этому документу высота профиля может принимать значение от 25 до 410 мм, толщина швеллера – от 2 до 8 мм, и ширина может быть 26 — 160 мм.

В APEX METAL вы сможете приобрести швеллер наиболее востребованных размеров из стали марок Ст3 и 09Г2С:

• серии П с параллельными гранями — типоразмеры профиля 5П — 30П;
• серии У с уклоном граней — типоразмеры профиля 6,5У — 30У;
• гнутый швеллер с размерами от 50х40х3 до 250х125х6.

Значения высоты и ширины полки, ширины и толщины стенки по ГОСТ 8240-97 смотрите на странице — Как правильно расшифровать условное обозначение швеллера.

Методика расчета швеллера на изгиб

Наиболее часто швеллер используют в качестве элемента, который работает на изгиб. Следовательно, ни один расчет данного профиля не обходится без определения его прочности под воздействием изгибных нагрузок. На сегодняшний день создано множество программных продуктов и калькуляторов расчета швеллера, которые позволяют произвести массовые, прочностные и проверочные расчеты.

Покажем, как самостоятельно всего за 3 шага найти момент сопротивления и подобрать соответствующий размер швеллера с учетом действующих нагрузок.

1. Сначала необходимо определить максимальное значение момента в профиле швеллера, который вычисляется по формуле:

• М = 9,81 х q х l²/ 8 / 1000, где

• q – значение распределенной нагрузки l – длина швеллера.
• 2. Зная изгибающий момент, определяем необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, чтобы обеспечить его прочность:
• Ry – расчетное значение сопротивления материала по пределу текучести (согласно СНиП 2-23-81).

Наименование стали Марка стали по ГОСТ Ry, МПа, с толщиной проката

С245	Ст3пс5, Стсп5	240 МПа (2 — 20 мм), 230 МПа (20 — 30 мм)
С275	Ст3пс	240 МПа (2 — 20 мм)
С345	12Г2С, 09Г2С	335 МПа (2 — 10 мм), 315 МПа (10 — 20 мм), 300 МПа (20 — 40 мм)

3. Сравниваем полученное расчетное значение момента сопротивления швеллера и теоретические значения в таблицах ГОСТ, выбираем требуемый размер проката.

Номер швеллера серии У Момент сопротивления Номер швеллера серии П Момент сопротивления Размер швеллера по ГОСТ 8278 Момент сопротивления

5У	9,1	5П	9,1	50х40х3	5,62
6,5У	15	6,5П	15	60х32х2,5	5,1
8У	22,4	8П	22,5	60х32х3	5,85
10У	34,8	10П	34,9	80х32х4	10,71
12У	50,6	12П	50,8	80х50х4	15,92
14У	70,2	14П	70,4	80х60х4	18,81
16У	93,4	16П	93,8	100х50х3	17,18
18У	121	18П	121	100х50х4	21,57
20У	152	20П	153	100х50х5	25,56
22У	192	22П	193	120х50х3	21,98
24У	242	24П	243	120х60х4	32,25
27У	308	27П	310	120х60х5	38,6
30У	387	30П	389	140х60х5	47,8
40У	761	40П	763	140х60х6	55,08
—	—	—	—	160х50х4	41,76
—	—	—	—	160х60х4	48,84
—	—	—	—	160х60х5	58,38
—	—	—	—	160х80х4	60,01
—	—	—	—	160х80х5	72,69
—	—	—	180х70х6	79,15
—	—	—	—	180х80х5	85,22
—	—	—	—	200х80х4	80,94
—	—	—	—	200х80х6	114,84
—	—	—	—	200х100х6	137,43
—	—	—	—	250х125х6	221,64

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:

1. Максимальное значение момента в профиле швеллера М = 9,81 х 250 х 6²/ 8 / 1000 = 11,04 кН∙м.
2. 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).
3. 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.

Выбор швеллера с точки зрения экономической целесообразности

Расчет стоимости швеллера производится на основании данных о массе и стоимости за тонну:

Характеристика / Наименование Швеллер 12П Швеллер 140х60х5

Вес 1 метра, кг	10,7	9,77
Вес швеллера длиной 6 метров, кг	64,2	58,6
Цена за тонну*	84990 руб.	89590 руб.
Цена за 1 штуку швеллера	5456 руб.	5250 руб.

* Цена по состоянию на июнь 2022 года, актуальные цены на дату покупки сморите в интернет-магазине в разделе Металлопрокат — Швеллер.

Можно заметить, что из условий расчета швеллера на прочность, работающего на изгиб, немного более экономичным решением будет использование горячекатаного швеллера в сравнении с гнутым.

Балка двутавровая

Прайс-лист на балку ГОСТ 19425 серии М, ГОСТ 8239, СТО АСЧМ 20-93, ГОСТ 26020 (Б-нормальную, Ш-широкополочную, К-колонную) для перекрытий.

Уголок металлический

Цены на уголок равнополочный сталь 3 сп/пс и 09Г2С, оцинкованный, неравнополочный ст. 3 для гражданского и промышленного строительства.

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

• Уважаемые гости, как и обещал в статье по расчету деревянных балок на прогиб (ссылка на статью), в данном материале речь пойдет о расчете стальной металлической балки для пролета: швеллера и двутавра.
• В данной статье — расчет и выбор изделий выполняются в полном соответствии с учебной дисциплиной о механике твердого тела (раздел: сопротивление материалов).
• Считаю нужным предупредить, что статья является полностью технической, поэтому не ругайте, знаю, что многие читатели Дзен не любят такое :)))

В предыдущей статье о деревянных балках — я получил много критики в х, что, мол, 21 ВЕК на дворе, полным-полно он-лайн калькуляторов и готовых таблиц в интернете.Конечно, можно довериться он-лайн калькуляторам, но поверьте, уделив 30-40 минут и вникнув самостоятельно — можно перепроверить любой калькулятор и спать спокойнее, потому что все выкладки производятся самостоятельно и результат налицо! А что касается таблиц, то любая из них, взятая из интернета — неизвестного происхождения, и велика вероятность взять недостоверные данные…

Итак, далее приведены выборки горячекатаных стальных изделий согласно соответствующих ГОСТов, по которым в зависимости от итогового расчета — мы выберем подходящую нам балку и её сечение (форму):

Сортамент двутавровСортамент швеллеров

Для примера, в расчете берётся заводская длина стального изделия — 6 м., а также выбирается шаг балок — 0,6 м. (соответственно, данные параметры будут у каждого разные в зависимости от ситуации).

Имея чертеж, проект или набросок размеров комнат на бумаге, нужно определиться с расчетными длинами. Расстояние в свету (Lсв) — это длина перекрываемого пролета. Зная эту длину и минимальное опирание балки на стену Lоп = 120 мм., получаем длину балки (по нашему примеру L= 6 м.).

Иллюстрация автора

Для дальнейшего расчета, требуется знать расстояние между центрами опорных длин (Lo) — это главная величина, участвующая в расчете (см.рисунок выше).

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

Для начала, перед самим расчетом, требуется определиться с функцией помещения. Для жилого помещения — по нормативу, временная нагрузка от пребывания людей составляет 1,5 кПа или 150 кг./м2. (Р1).

По правилам расчета, закладываем запас надежности — 20%, поэтому далее используем коэффициент K1 = 1,2

После определения функции помещения и временной нагрузки, нам требуется посчитать собственный вес квадратного метра пола в сборе (весь пирог), а именно: вес балок, настил пола, потолок, шумоизоляция и т.п.

В качестве примера, для расчета берем собственный вес — 150 кг./кв.м., таким образом Р2 = 150 кг./кв.м. Но, по правилам, уже нужно намеренно завысить надежность на 30%, соответственно К2 = 1,3.

Определяем основные параметры для расчета

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

Расчет

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

Итак, считаем требуемый момент сопротивления W = M/(Yc*Ry),

W = 9.72 / (0.9*240) = 45 куб.см.

Получив момент сопротивления, возвращаемся к таблицам характеристик изделий (иллюстрации в самом начале). В данных таблицах, ГОСТом уже определены значения моментов для различных сечений, исходя из которых и выбираем балку, округляя W в большую сторону:

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

Для полученного момента 45 см3 подходит двутавр №12 со значением W=58.4 или швеллер №12, где W=50.6. Для нашего же примера — выбираем двутавр и далее проводим проверку на прогиб.

Важно сделать оговорку, что если Вас не устраивают балочные двутавры, существуют широкополочные или колонные двутавры, у которых при той же высоте — характеристики будут выше. Тем самым, вы сможете за счет более лучшей несущей способности уменьшить толщину всего перекрытия:Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

После того, как выбор стальной балки произведен, из таблички по соответствующей строке выписываем все характеристики выбранного изделия:

• Статический момент: S = 33,7 см3;
• Момент инерции: I = 350 см4;
• Толщина стенки: d = 4.8 мм.

Производим проверку на прогиб. В случае большого провиса по центру конструкции, нам потребуется взять двутавр, следующий за №12.

1. Проверка:
2. В расчете нам потребуется главная жесткостная характеристика материала — это модуль упругости, для стали он равен:
3. Е = 206 000 МПа.
4. Определяем прогиб по стандартной сопроматовской формуле:

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

Итак, вычисленный прогиб по центру — 3,89 см.

Его необходимо сравнить с эстетико-психологическими параметрами по СНиП (таблица Е.1)

Предельные прогибы

Почему эстетико-психологических? Дело в том, что несмотря на надежность конструкции — провис балки будет «давить на психику», в связи с чем СНиПом предусматриваются допустимые величины прогибов.

Согласитесь, что не хочется нам в доме ловить взглядом выгнутый в дугу потолок и будет казаться, что он вот-вот треснет и свалится на голову.

Согласно таблице, у нас есть предельные прогибы по вертикали для балок: L/ххх. Для того, чтобы сравнить полученное значение с этой характеристикой, требуется рассчитать параметр предельно допустимых величин:

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

При вычислении, как пример — мы брали балку заводской длины — 6 м., поэтому ищем строку L=6м.:

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

Исходя из вычислений и из представленной таблицы, производим сравнение параметров прогиба: L/151 > L/200. Поскольку прогиб сильнее, чем нормативный, то выбранная стальная балка не удовлетворяет условию.

Другими словами, двутавр №12 провиснет при пролете 5,8 м. — на 3,9 см, что неприемлемо по СНиПу. Нам ничего не остается, как выбрать следующий по списку двутавр и снова выполнить проверку.

При двутавре №14, прогиб составляет 2,4 см. и параметр предельно допустимых величин равен Lo/f = 5,88/2,38 = 247.

L/247 < L/200! Выбранный двутавр №14 - прошёл проверку и его можно использовать!

• Пожалуйста, пользуйтесь!
• ___________________________________
• Следующие темы, планируемые на канале: сравнение стоимости при использовании стальных и деревянных балок, а так же серия материалов о вариантах устройства монолитного перекрытия по швеллерам (двутаврам) и организация бетонирования участками (захватками).
• Если данные темы интересны, подписывайтесь на мой канал!

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия? Максимальная нагрузка и прогиб (хозяину на заметку)

1. Расчет деревянной балки
2. Зная тригонометрию, можно не бегать по крыше с рулеткой
3. Как определить высоту объекта на расстоянии?