Kära gäster, som lovat i artikeln om beräkning av träbjälkar för avböjning (länk till artikel), i detta material kommer vi att fokusera på beräkningen av en stålmetallbalk för ett spännvidd: kanal och I-stråle.
I den här artikeln utförs beräkningen och urvalet av produkter i full överensstämmelse med den akademiska disciplinen för solid mekanik (avsnitt: materialmotstånd).
Jag anser att det är nödvändigt att varna för att artikeln är helt teknisk, så skälla mig inte, jag vet att många Zen-läsare inte gillar det här :)))
I den föregående artikeln om träbjälkar - Jag fick mycket kritik i kommentarerna om att de säger att det 21: a århundradet på gården är fullt av online-miniräknare och färdiga bord på Internet.
Självklart kan du lita på miniräknare online, men tro mig, efter att ha spenderat 30-40 minuter och grävt in i det själv kan du kontrollera varje räknare igen och sova lugnare, eftersom alla beräkningar görs oberoende och resultatet på ansiktet! När det gäller tabellerna är någon av dem som hämtats från Internet av okänt ursprung, och det är stor sannolikhet att ta felaktiga uppgifter ...
Så nedan är prover av varmvalsade stålprodukter i enlighet med relevanta GOST, enligt vilka vi, beroende på den slutliga beräkningen, väljer en lämplig balk och dess sektion (form):
Till exempel, i beräkningen tas stålproduktens fabrikslängd - 6 m, och avståndet mellan balkarna väljs också - 0,6 m (respektive, dessa parametrar kommer att vara olika för var och en beroende på situationen).
Att ha en ritning, ett projekt eller en skiss av dimensionerna på rummen på papper måste du bestämma de beräknade längderna. Rensa avstånd (Lsv) är längden på spännvidden som ska täckas. Att känna till denna längd och det minsta stödet för balkens vägg Lop = 120 mm., vi får strålens längd (i vårt exempel L = 6 m.).
För ytterligare beräkning måste du veta avståndet mellan referenslängdernas centrum (Lo) är den största kvantiteten som är involverad i beräkningen (se bilden ovan).
Till att börja med, innan själva beräkningen, måste du bestämma hur rummet fungerar. För bostäder - enligt standarden är tidsbelastningen från människors vistelse 1,5 kPa eller 150 kg / m2. (P1).
Enligt beräkningsreglerna lägger vi en säkerhetsmarginal på 20%, därför använder vi ytterligare koefficienten K1 = 1,2
Efter att ha bestämt rumsfunktionen och den tillfälliga belastningen måste vi beräkna den egna vikten på en kvadratmeter av golvenheten (hela kakan) och nämligen: balkarnas vikt, golv, tak, ljudisolering etc. Som ett exempel, för beräkningen tar vi egen vikt - 150 kg / kvm P2 = 150 kg / kvm. Men enligt reglerna är det redan nödvändigt att medvetet överskatta tillförlitligheten med 30% K2 = 1,3.
Vi bestämmer huvudparametrarna för beräkningen
Betalning
Så vi betraktar det nödvändiga motståndsmomentet W = M / (Yc * Ry),
W = 9,72 / (0,9 * 240) = 45 cc.
Efter att ha fått motståndsögonblicket återgår vi till tabellerna över produktegenskaper (illustrationer i början). I dessa tabeller har GOST redan bestämt värdena på momenten för olika sektioner, baserat på vilka vi väljer strålen och avrundar W uppåt:
För det erhållna ögonblicket på 45 cm3 är I-stråle nr 12 med ett värde av W = 58,4 eller kanal nr 12 lämplig, där W = 50,6. För vårt exempel väljer vi en I-stråle och kontrollerar sedan för avböjning.
Det är viktigt att reservera att om du inte är nöjd med I-balkar finns det I-balkar med bred fläns eller kolonn, som i samma höjd har högre egenskaper. På grund av den bättre bärförmågan kan du således minska tjockleken på hela plattan:
När valet av stålbalk har gjorts skriver vi ut alla egenskaper hos den valda produkten från plattan på motsvarande rad:
- Statiskt ögonblick: S = 33,7 cm3;
- Tröghetsmoment: I = 350 cm4;
- Vägg tjocklek: d = 4,8 mm.
Vi gör en kontroll för avböjning. I fallet med en stor slack i mitten av strukturen måste vi ta I-strålen bredvid nr 12.
Verifiering:
I beräkningen behöver vi materialets huvudstyvhetskaraktäristiska - detta är elastisk modul, för stål är det lika med:
E = 206 000 MPa.
Vi bestämmer avböjningen enligt standard-sopromatformeln:
Så den beräknade avböjningen i mitten är 3,89 cm.
Det måste jämföras med de estetiska och psykologiska parametrarna enligt SNiP (tabell E.1)
Varför estetisk och psykologisk? Faktum är att, trots strukturens tillförlitlighet, kommer strålens nedgång "att sätta press på psyken", i samband med vilken SNiP ger tillåtna avböjningar.
Håller med om att vi inte vill fånga ögonen på det böjda taket och det verkar som att det håller på att spricka och falla på våra huvuden.
Enligt tabellen har vi vertikala avböjningar för balkar: L / xxx. För att jämföra det erhållna värdet med denna egenskap krävs det att beräkna parametern för de maximalt tillåtna värdena:
Vid beräkning, som ett exempel - tog vi en balk med fabrikslängd - 6 m, så vi letar efter linjen L = 6 m:
Baserat på beräkningarna och från den presenterade tabellen jämför vi avböjningsparametrarna: L / 151> L / 200. Eftersom avböjningen är starkare än standarden, vald stålbalk uppfyller inte villkoret.
Med andra ord kommer I-stråle nr 12 att sjunka med ett spännvidd på 5,8 m - med 3,9 cm, vilket är oacceptabelt enligt SNiP. Vi har inget annat val än att välja nästa I-stråle i listan och kontrollera igen.
Med I-balk nr 14 är avböjningen 2,4 cm. och parametern för de maximalt tillåtna värdena är Lo / f = 5,88 / 2,38 = 247.
L / 247
Använd den!
___________________________________
Följande ämnen planeras för kanalen: kostnadsjämförelse vid användning av stål- och träbjälkar, samt en serie material om alternativ monolitiska golvanordningar längs kanaler (I-balkar) och organisering av betong i sektioner (griper).
Om dessa ämnen är intressanta, prenumerera på min kanal!
Beräkning av en träbalk
Att känna till trigonometri, du kan inte springa på taket med ett måttband
Hur bestämmer man objektets höjd på avstånd?