Расчет квадратной трубы на прогиб и изгиб. Расчет нагрузки на балку

Расчет нагрузки на балку перекрытия. Красивые интерьеры и дизайн

Существуют специальные таблицы, позволяющие рассчитать предельно допустимую нагрузку на балку в зависимости от длины бревна и размера его поперечного сечения. Однако все приведенные величины являются лишь примерными. Для более точных расчетов необходимо учитывать дополнительные факторы, речь о которых пойдет ниже.

Восемь важных факторов при расчете нагрузки на балку перекрытия

Основой надежности крыши, стропил или любой другой несущей конструкции является несущая способность ее элементов, которая зависит от следующих факторов:

• сечение балки
• длина балки
• вид древесины
• расстояние между соединениями балок
• напряжение балки при изгибе
• напряжение на срез
• прогиб балки
• устойчивость балки

В качестве основы расчетов берется предельно допустимая нагрузка на 1 кв.м. площади. Средняя норма нагрузки в обычном жилом здании составляет минимум 200 килоньютонов (кН).

Один килоньютон — это чуть больше ста килограмм

Так как один килоньютон приблизительно равен ста килограммам, можно проводить и грубые расчеты «один к одному». Хотя если говорить точно, то 1 кН равен 101,97 кг. В таблице ниже вы найдете приблизительные значения предельно допустимой нагрузки на балку, выраженные в килограммах на метр:

Сечение (см) Длина балки (м) Нагрузка (кг/м)

6/10	3	1,63
6/10	10	0,73
6/20	3	3,26
6/20	10	1,47
8/10	3	1,80
8/10	10	0,98
8/20	3	3,59
8/20	10	1,96
10/10	3	1,94
10/10	10	1,17
10/20	3	3,87
10/20	10	2,33

Крепления часто бывают самым слабым местом

На безопасность влияют не только характеристики самих балок, но и допустимая предельная нагрузка всей конструкции. Потенциально слабыми местами могут быть:

• удлинения балок
• места соединений
• внешние крепления
• выравнивающая балка

Если вес или длина балок в конструкции превышает допустимую норму, используйте опорные балки или раскосы под балки, которые примут на себя лишний вес. Кроме того, таким образом вы можете использовать имеющиеся под рукой балки малого сечения

Источник: diybook.de

homebuilding.ru

Пример 1.3 Сбор нагрузок на балку перекрытия

Требуется собрать нагрузки на монолитную балку перекрытия жилого дома (балка по оси «2» в осях «Б-В» на рис.1). Размеры сечения балки: h = 0,5 м, b = 0,4 м. Конструкцию пола принять по рисунку в Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания.

Решение

Данный тип здания относится ко II классу ответственности. Коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0.

Состав пола и значения постоянных нагрузок примем из примера 1.1.

Нагрузки, действующие на балку, принимаются линейно распределенными (кН/м). Для этого равномерно распределенные нагрузки на перекрытие умножаются на ширину грузового участка, равному для средних балок шагу рам. В нашем примере см. рис. 1 ширина грузового участка составляет В = 6,6 м. Остается умножить постоянную нагрузку, вычисленную в примере 1.1, на данную величину и записать в таблицу 1:

q1 = 5,89*В = 5,89*6,6 = 38,87 кН/м;

q1p = 6,63*В = 6,63*6,6 = 43,76 кН/м.

Таблица 1

Сбор нагрузок на балку перекрытия

Вид нагрузки	Норм. кН/м	Коэф. γt	Расч. кН/м
Постоянная нагрузка
1. Ж.б. плита + пол	38,87		43,76
2. Собственный вес балки	5,0	1,1	5,5
Всего:	43,87		49,26
Временная нагрузка
1. Полезная нагрузка: кратковременная ν1 длительная р1	6,53 2,29	1,3 1,3	8,49 2,98
2. Перегородки (длительная) р2	3,3	1,3	4,29

 

Вычислим нагрузку от собственного веса балки.

Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). При высоте балки h = 0,5 м и ее ширине b = 0,4 м нормативное значение нагрузки от собственного веса составляет

q2 = 25*h*b*γн =25*0,5*0,4*1,0 =5,0 кН/м.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,1,  тогда расчетное значение составит:

q2р = q2*γt =5*1,1 =5,5 кН/м.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 = 38,87 + 5,0 = 43,87 кН/м;

расчетная:

qр = q1р + q2р = 43,76 + 5,5 = 49,26 кН/м.

Понижающие коэффициенты φ1, φ2, φ3 или φ4, при расчете балок нормативные значения нагрузок, допускается снижать в зависимости от грузовой площади А, м2, рассчитываемого элемента умножением на коэффициент сочетания φ. При грузовой площади А = 6,6*7,2 = 47,52 м2 и при А = 47,52 м2 > А1 = 9,0 м2 для помещений коэффициент сочетания φ1 определяется по формуле:

φ1 = 0,4 + 0,6/ √(А/А1) = 0,4 + 0,6/√(47,52/9,0) = 0,66.

Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0 и коэффициент сочетания φ1 = 0,66, итоговая нормативная кратковременная полезная нагрузка составляет:

ν1 = 1,5*В*γн*φ1 = 1,5*6,6*1,0*0,66 = 6,53 кН/м.

При нормативном значении временной нагрузки менее 2,0 кПа коэффициент надежности по нагрузке  γt принимается равным γt = 1,3. Тогда расчетное значение составляет:

ν1р = ν1*γt = 6,53*1,3 = 8,49 кН/м.

Длительную полезную нагрузку получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35 т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*6,53 = 2,29 кН/м;

р1р = р1*γt = 2,29*1,3 = 2,98 кН/м.

Нормативное значение равномерно распределенной нагрузки от перегородок составляет не менее 0,5 кН/м2. Приводим ее к линейно распределенной нагрузке на балку путем умножения на ширину грузового участка В=6,6 м:

р2 = 0,5*В*γн = 0,5*6,6*1,0 = 3,3 кН/м.

Расчетное значение нагрузки тогда:

р2р = р2*γt = 3,3*1,3 = 4,29 кН/м.

I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и балки) + полезная (кратковременная).

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициент Ψl, Ψt вводить не следует.

q1 = q + ν1 = 43,87 + 6,53 = 50,4 кН/м;

q1р = qр + ν1р = 49,26 + 8,49 = 57,75 кН/м.

II сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и балки) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).

Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψ1 принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψ2 для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.

Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициент Ψl и Ψt = 1,0.

qII = q + ν1 + р2 = 43,87 + 6,53 + 3,3 = 53,7 кН/м;

qIIр = qр+ ν1р + р2р = 49,26 + 8,49 + 4,29 = 62,04 кН/м.

Смотрите так же другие примеры

spravkidoc.ru

Расчет квадратной трубы на прогиб и изгиб

Замкнутые профили, какими являются квадратные, прямоугольные и круглые трубы, - это вариант для тех, у кого нет возможности использовать деревянные конструкции, но есть желание предать будущему сооружению хорошую эстетичность. Например, каркас козырька, сваренный из квадратных труб, выглядит более эстетично, чем тот же козырек, сваренный из уголков.

На данной странице Вам представлен калькулятор способный подбирать сечение квадратной трубы по прочности и деформациям. Другими словами, с помощью данного калькулятора Вы можете произвести расчет квадратной трубы на прогиб и изгиб по ГОСТ 30245-2003 "Профили стальные гнутые замкнутые сварные квадратные для строительных конструкций".

Рассчитать квадратную трубу можно для следующих расчетных схем:

• Тип 1 - балка с одним пролетом с приложенной на нее равномерно распределенной нагрузкой.

• Тип 2 - жестко защемленная консоль с равномерно распределенной нагрузкой.

• Тип 3 - балка лежащая на двух опорах с выведенной консолью с одной стороны.

• Тип 4 - однопролетная шарнирно опертая балка с приложенной на нее сосредоточенной нагрузкой.

• Тип 5 - то же самое, что и тип 4, только с двумя сосредоточенными нагрузками.

• Тип 6 - консоль с жестким защемлением с приложенной на нее сосредоточенной нагрузкой.

svoydomtoday.ru

Расчет деревянной балки перекрытия

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

Конечно, расчет деревянных балок - это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор. С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности - I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу - II группа предельных состояний) следующих балок:

• Тип 1 - цельная деревянная балка.

• Тип 2 - клееная балка из досок.

• Тип 3 - клееная балка из шпона LVL.

• Тип 4 - обрезанное бревно.

Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) "Деревянные конструкции" [1], который можно скачать здесь. Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

Калькуляторы по теме:

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) - расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Шаг балок (Р) - шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Вид перекрытия - здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное - это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) - длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы - предполагаемое время до замены балок.

Температура - максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность - расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений - это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал - порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки - размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины - из какого сорта древесины выполнена балка.

Пропитка - имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб - коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки - максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mд - вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр - стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) - толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kw - коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки - рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) - диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки - момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб - требуемый момент сопротивления.

Запас - в случае, если Wбалки < Wтреб - в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб - значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки - прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax - максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас - Fбалки < Fmax - сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax - сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок - получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем - общая кубатура балок.

Стоимость - количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

svoydomtoday.ru

---

• 
  Деревянное окно своими руками
• 
  Обогреватель из глиняных горшков и свечки
• 
  Обогреватели пион отзывы
• 
  Выключатель с задержкой отключения
• 
  Для чего нужна олифа
• 
  Винтовая лестница из дерева своими руками
• 
  Расширительный бак для отопления своими руками
• 
  На теплом стане мега
• 
  Сделать беседку
• 
  Коптильня своими руками на даче
• 
  Сантехника своими руками