Kære gæster, som lovet i artiklen om beregning af træbjælker til afbøjning (link til artikel), i dette materiale vil vi fokusere på beregningen af en stålmetalbjælke til et spændvidde: kanal og I-bjælke.
I denne artikel udføres beregningen og udvælgelsen af produkter i fuld overensstemmelse med den akademiske disciplin inden for solid mekanik (afsnit: materialemotstand).
Jeg finder det nødvendigt at advare om, at artiklen er fuldstændig teknisk, så skæld ikke på mig, jeg ved, at mange Zen-læsere ikke kan lide dette :)))
I den forrige artikel om træbjælker - jeg modtog en masse kritik i kommentarerne om, at de siger, at det 21. århundrede i haven er fuld af online-regnemaskiner og færdige tabeller på Internettet.
Selvfølgelig kan du stole på online-lommeregnerne, men tro mig, efter at have brugt 30-40 minutter og selv gå ned i det, kan du Kontroller enhver lommeregner igen og sov mere fredeligt, fordi alle beregninger udføres uafhængigt og resultatet i ansigtet! Hvad angår tabellerne, er nogen af dem taget fra Internettet af ukendt oprindelse, og der er stor sandsynlighed for at tage unøjagtige data ...
Så nedenfor er eksempler på varmvalsede stålprodukter i overensstemmelse med de relevante GOST'er, ifølge hvilke vi afhængigt af den endelige beregning vælger en passende bjælke og dens sektion (form):
For eksempel tages stålproduktets fabrikslængde i beregningen - 6 m, og afstanden mellem bjælkerne vælges også - 0,6 m (henholdsvis disse parametre vil være forskellige for hver afhængigt af situationen).
Når du har en tegning, et projekt eller en skitse af rummets dimensioner på papir, skal du bestemme de estimerede længder. Ryd afstand (Lsv) er længden af det span, der skal dækkes. At kende denne længde og den minimale understøtning af bjælken på væggen Lop = 120 mm., vi får længden af bjælken (i vores eksempel L = 6 m.).
For yderligere beregning skal du kende afstanden mellem referencelængdecentrene (Lo) er den vigtigste mængde, der er involveret i beregningen (se billedet ovenfor).
Til at begynde med skal du inden selve beregningen beslutte rumets funktion. Til boliger - ifølge standarden er tidsbelastningen fra folks ophold 1,5 kPa eller 150 kg / m2. (P1).
I henhold til beregningsreglerne lægger vi en sikkerhedsmargen på 20%, derfor bruger vi koefficienten yderligere K1 = 1,2
Efter at have bestemt rumets funktion og den midlertidige belastning er vi nødt til at beregne den egenvægt af en kvadratmeter af gulvet i samling (hele kagen), og nemlig vægt på bjælker, gulve, loft, lydisolering osv. Som et eksempel tager vi til beregningen den egenvægt - 150 kg / kvm., Således P2 = 150 kg / kvm. Men ifølge reglerne er det allerede nødvendigt bevidst at overvurdere pålideligheden med henholdsvis 30% K2 = 1,3.
Vi bestemmer hovedparametrene til beregningen
Betaling
Så vi overvejer det krævede modstandsmoment W = M / (Yc * Ry),
W = 9,72 / (0,9 * 240) = 45 cc.
Efter at have modtaget modstandsøjeblikket vender vi tilbage til tabellerne over produktegenskaber (illustrationer helt i starten). I disse tabeller har GOST allerede bestemt værdierne for momentene for forskellige sektioner, baseret på hvilke vi vælger strålen og afrunder W opad:
For det opnåede drejningsmoment på 45 cm3 er I-bjælke nr. 12 med en værdi på W = 58,4 eller kanal nr. 12 egnet, hvor W = 50,6. For vores eksempel vælger vi en I-stråle og kontrollerer derefter for afbøjning.
Det er vigtigt at foretage en reservation, at hvis du ikke er tilfreds med I-bjælker, er der bred-flange eller kolonne I-bjælker, som i samme højde har højere egenskaber. På grund af den bedre bæreevne kan du således reducere tykkelsen på hele pladen:
Når valget af stålbjælke er foretaget, skriver vi alle karakteristika for det valgte produkt fra pladen på den tilsvarende linje:
- Statisk øjeblik: S = 33,7 cm3;
- Inerti Moment: I = 350 cm4;
- Vægtykkelse: d = 4,8 mm.
Vi foretager en kontrol af afbøjning. I tilfælde af en stor slap midt i strukturen er vi nødt til at tage I-bjælken ved siden af nr. 12.
Verifikation:
I beregningen har vi brug for materialets hovedstivhedskarakteristik - dette er elastisk modul, for stål er det lig med:
E = 206.000 MPa.
Bestem afbøjningen ved hjælp af standardsopromatformlen:
Så den beregnede centerafbøjning er 3,89 cm.
Det skal sammenlignes med de æstetiske og psykologiske parametre i henhold til SNiP (tabel E.1)
Hvorfor æstetisk og psykologisk? Faktum er, at trods strukturens pålidelighed vil bjælkens sag "lægge pres på psyken", og derfor giver SNiP mulighed for tilladte afbøjninger.
Enig i at vi ikke ønsker at få et blik på det buede loft i huset, og det ser ud til at det er ved at knække og falde på hovedet.
Ifølge tabellen har vi lodrette afbøjninger for bjælker: L / xxx. For at sammenligne den opnåede værdi med denne egenskab er det nødvendigt at beregne parameteren for de maksimalt tilladte værdier:
Ved beregning, som et eksempel - vi tog en bjælke med fabrikslængde - 6 m, så vi leder efter linjen L = 6m:
Baseret på beregningerne og fra den præsenterede tabel sammenligner vi afbøjningsparametrene: L / 151> L / 200. Da afbøjningen er stærkere end standarden, er den valgte stålbjælke opfylder ikke betingelsen.
Med andre ord vil I-bjælke nr. 12 synke med et spændvidde på 5,8 m - med 3,9 cm, hvilket er uacceptabelt ifølge SNiP. Vi har intet andet valg end at vælge den næste I-stråle på listen og kontrollere igen.
Med I-bjælke nr. 14 er afbøjningen 2,4 cm. og parameteren for de maksimalt tilladte værdier er Lo / f = 5,88 / 2,38 = 247.
L / 247
Brug det venligst!
___________________________________
Følgende emner er planlagt til kanalen: omkostningssammenligning ved brug af stål- og træbjælker samt en række materialer om muligheder monolitiske gulvindretninger langs kanaler (I-bjælker) og organisering af beton i sektioner (tager fat).
Hvis disse emner er interessante, kan du abonnere på min kanal!
Beregning af en træbjælke
At kende trigonometri, kan du ikke løbe på taget med et målebånd
Hvordan bestemmes højden på et objekt på afstand?