Kalkulator obliczeń słupów metalowych. Kalkulatory Excel dla konstrukcji metalowych. Obliczanie kolumny mimośrodowo ściśniętej za pomocą warunkowej elastyczności

1. Uzyskanie informacji o materiale pręta w celu określenia ostatecznej elastyczności pręta metodą obliczeniową lub według tabeli:

2. Uzyskanie informacji o wymiarach geometrycznych przekroju poprzecznego, długości oraz sposobach mocowania końcówek w celu określenia kategorii wędki w zależności od podatności:

gdzie A jest polem przekroju poprzecznego; J m i n - minimalny moment bezwładności (od osi);

μ - współczynnik długości zredukowanej.

3. Wybór wzorów obliczeniowych do wyznaczania siły krytycznej i naprężeń krytycznych.

4. Weryfikacja i trwałość.

Przy obliczaniu według wzoru Eulera warunek stabilności to:

F- działająca siła ściskająca; - dopuszczalny współczynnik stateczności.

Przy obliczaniu według wzoru Yasinsky'ego

Gdzie a, b- współczynniki projektowe w zależności od materiału (wartości współczynników podano w tabeli 36.1)

Jeżeli warunki stateczności nie są spełnione, konieczne jest zwiększenie pola przekroju poprzecznego.

Czasami konieczne jest określenie marginesu stateczności dla danego obciążenia:

Podczas sprawdzania stabilności obliczona wytrzymałość jest porównywana z dopuszczalną:

Przykłady rozwiązywania problemów

Rozwiązanie

1. Elastyczność pręta określa wzór

2. Wyznacz minimalny promień bezwładności okręgu.

Zastępowanie wyrażeń Jmin I A(okrąg przekroju)

1. Współczynnik redukcji długości dla danego schematu mocowania μ = 0,5.
2. Elastyczność pręta będzie

Przykład 2 Jak zmieni się siła krytyczna pręta, jeśli zmieni się sposób mocowania końcówek? Porównaj przedstawione schematy (ryc. 37.2)

Rozwiązanie

Siła krytyczna wzrośnie 4-krotnie.

Przykład 3 Jak zmieni się siła krytyczna podczas obliczania stateczności, jeśli pręt o przekroju dwuteowym (ryc. 37.3a, dwuteownik nr 12) zostanie zastąpiony prętem prostokątnym o tej samej powierzchni (ryc. 37.3) B ) ? Pozostałe parametry konstrukcyjne pozostają bez zmian. Obliczenia przeprowadza się zgodnie ze wzorem Eulera.

Rozwiązanie

1. Określ szerokość przekroju prostokąta, wysokość przekroju jest równa wysokości przekroju dwuteownika. Parametry geometryczne dwuteownika nr 12 zgodnie z GOST 8239-89 są następujące:

powierzchnia przekroju 1 = 14,7 cm2;

minimum osiowych momentów bezwładności.

Warunkowo pole przekroju prostokątnego jest równe polu przekroju dwuteownika. Szerokość paska określamy na wysokości 12 cm.

2. Wyznacz minimum osiowych momentów bezwładności.

3. Siłę krytyczną określa wzór Eulera:

4. Przy innych rzeczach równych stosunek sił krytycznych jest równy stosunkowi minimalnych momentów bezwładności:

5. Zatem stateczność pręta o przekroju dwuteowników nr 12 jest 15 razy większa niż stateczność pręta o wybranym przekroju prostokątnym.

Przykład 4 Sprawdź stabilność pręta. Pręt o długości 1 m jest ściśnięty na jednym końcu, przekrój to kanał nr 16, materiał to StZ, margines stabilności jest trzykrotny. Pręt jest obciążony siłą ściskającą 82 kN (ryc. 37.4).

Rozwiązanie

1. Określamy główne parametry geometryczne przekroju pręta zgodnie z GOST 8240-89. Kanał nr 16: pole przekroju 18,1 cm 2; minimalny moment osiowy przekroju wynosi 63,3 cm 4; minimalny promień bezwładności przekroju g t; n = 1,87 cm.

Maksymalna elastyczność dla materiału StZ λ pre = 100.

Obliczona elastyczność pręta na długości l = 1m = 1000mm

Obliczony pręt jest prętem o dużej elastyczności, obliczenia przeprowadza się zgodnie ze wzorem Eulera.

4. Warunek stabilności

82 kN< 105,5кН. Устойчивость стержня обеспечена.

Przykład 5 na ryc. 2.83 przedstawia schemat konstrukcyjny stojaka rurowego konstrukcji samolotu. Sprawdź stabilność podstawy, gdy [ N y] \u003d 2,5, jeśli jest wykonany ze stali chromowo-niklowej, dla której E \u003d 2,1 * 10 5 i σ pc \u003d 450 N / mm 2.

Rozwiązanie

Do analizy stateczności musi być znana siła krytyczna dla danej zębatki. Konieczne jest ustalenie, według jakiego wzoru należy obliczyć siłę krytyczną, tj. Należy porównać elastyczność zębatki z ostateczną elastycznością jej materiału.

Obliczamy wartość ostatecznej elastyczności, ponieważ nie ma danych tabelarycznych na temat λ, prev dla materiału stojaka:

Aby określić elastyczność obliczonego stojaka, obliczamy cechy geometryczne jego przekroju:

Określ elastyczność stojaka:

i upewnij się, że λ< λ пред, т. е. критическую силу можно опреде­лить ею формуле Эйлера:

Obliczamy obliczony (rzeczywisty) współczynnik stateczności:

Zatem, N y > [ N y] o 5,2%.

Przykład 2.87. Sprawdź wytrzymałość i stabilność danego systemu prętów (ryc. 2.86). Materiałem prętów jest stal St5 (σ t \u003d 280 N / mm 2). Wymagane współczynniki bezpieczeństwa: wytrzymałość [N]= 1,8; zrównoważony rozwój = 2.2. Pręty mają okrągły przekrój d1 = d2= 20 mm, re 3 = 28 mm.

Rozwiązanie

Wycięcie węzła, w którym zbiegają się pręty, i zestawienie równań równowagi dla działających na niego sił (ryc. 2.86)

ustalamy, że dany układ jest statycznie niewyznaczalny (trzy nieznane siły i dwa równania statyki). Oczywiste jest, że aby obliczyć wytrzymałość i stateczność prętów, konieczna jest znajomość wielkości sił wzdłużnych powstających w ich przekrojach, czyli ujawnienie nieokreśloności statycznej.

Sporządzamy równanie przemieszczenia na podstawie diagramu przemieszczenia (ryc. 2.87):

lub podstawiając wartości zmian długości prętów, otrzymujemy

Rozwiązując to równanie razem z równaniami statyki, znajdujemy:

Naprężenia w przekrojach poprzecznych prętów 1 I 2 (patrz rys. 2.86):

Ich współczynnik bezpieczeństwa

Aby określić współczynnik stabilności pręta 3 konieczne jest obliczenie siły krytycznej, a to wymaga określenia elastyczności pręta, aby zdecydować, który wzór znaleźć N Kp należy używać.

A więc λ0< λ < λ пред и крити­ческую силу следует определять по эмпирической формуле:

Współczynnik stabilności

Z obliczeń wynika zatem, że współczynnik stateczności jest zbliżony do wymaganego, a współczynnik bezpieczeństwa znacznie wyższy od wymaganego, tj. wraz ze wzrostem obciążenia układu utrata stateczności pręta 3 bardziej prawdopodobne niż występowanie płynności w pręcikach 1 I 2.

Obliczanie wysiłków w stojakach odbywa się z uwzględnieniem obciążeń przyłożonych do stojaka.

Regały środkowe

Regały środkowe szkieletu budynku pracują i są obliczane jako centralnie ściskane elementy dla działania największej siły ściskającej N od ciężaru własnego wszystkich konstrukcji nawierzchni (G) oraz obciążenia śniegiem i obciążenia śniegiem (P sn).

Rysunek 8 — Ładunki na środkowym stojaku

Obliczenia centralnie skompresowanych środkowych stojaków są przeprowadzane:

a) siła

gdzie jest obliczona odporność drewna na ściskanie wzdłuż włókien;

Pole przekroju netto elementu;

b) stabilność

gdzie jest współczynnik wyboczenia;

jest obliczonym polem przekroju poprzecznego elementu;

Ładunki są odbierane z obszaru pokrycia zgodnie z planem na jeden środkowy regał ().

Rysunek 9 - Obszary ładunkowe środkowej i zewnętrznej kolumny

Ekstremalne stojaki

Na skrajny słupek działają obciążenia wzdłużne względem osi słupka (G i P sn), które są zbierane z kwadratowych i poprzecznych oraz X. Ponadto siła wzdłużna powstaje w wyniku działania wiatru.

Rysunek 10 — Obciążenia na słupku końcowym

G jest obciążeniem wynikającym z ciężaru własnego konstrukcji powłokowych;

X to pozioma siła skupiona przyłożona w punkcie połączenia poprzeczki ze słupkiem.

W przypadku sztywnego zakończenia stojaków dla ramy jednoprzęsłowej:

Rysunek 11 - Schemat obciążeń ze sztywnym ściskaniem stojaków w fundamencie

gdzie - poziome obciążenia wiatrem, odpowiednio, od wiatru w lewo i w prawo, przyłożone do stojaka na styku z nim poprzeczki.

gdzie jest wysokość sekcji nośnej poprzeczki lub belki.

Wpływ sił będzie znaczący, jeśli poprzeczka na podporze ma znaczną wysokość.

W przypadku zawiasowego oparcia regału na fundamencie dla ramy jednoprzęsłowej:

Rysunek 12 - Schemat obciążeń, gdy regały są zawieszone zawiasowo na fundamencie

Dla wieloprzęsłowych konstrukcji ramowych z wiatrem z lewej strony p 2 i w 2 oraz z wiatrem z prawej strony p 1 i w 2 będą równe zeru.

Słupki końcowe są obliczane jako elementy ściśnięte-elastyczne. Wartości siły wzdłużnej N i momentu zginającego M przyjmuje się dla takiej kombinacji obciążeń, przy której występują największe naprężenia ściskające.

1) 0,9 (G + P c + lewy wiatr)

2) 0,9 (G + P c + prawy wiatr)

Dla stojaka będącego częścią ramy maksymalny moment zginający przyjmuje się jako max obliczony dla przypadku wiatru po lewej stronie M l i po prawej stronie M pr:

gdzie e jest mimośrodowością przyłożenia siły wzdłużnej N, która obejmuje najbardziej niekorzystną kombinację obciążeń G, P c , P b - każdy z własnym znakiem.

Mimośrodowość dla słupków o stałej wysokości przekroju jest równa zeru (e = 0), a dla słupków o zmiennej wysokości przekroju przyjmuje się ją jako różnicę między osią geometryczną przekroju referencyjnego a osią zastosowania podłużnicy siła.

Obliczenia ściśniętych - zakrzywionych skrajnych stojaków są wykonywane:

a) siła:

b) na stabilność płaskiego kształtu zakrętu przy braku mocowania lub z szacowaną długością między punktami mocowania l p > 70b 2 / n zgodnie ze wzorem:

Charakterystyki geometryczne zawarte we wzorach są obliczane w sekcji referencyjnej. Z płaszczyzny ramy stojaki są obliczane jako element ściśnięty centralnie.

Obliczanie ściśniętych i ściśniętych zakrzywionych przekrojów kompozytowych jest wytwarzany według powyższych wzorów, jednak przy obliczaniu współczynników φ i ξ wzory te uwzględniają wzrost elastyczności zębatki na skutek podatności wiązań łączących gałęzie. Ta zwiększona elastyczność nazywana jest zmniejszoną elastycznością λ n .

Obliczanie stojaków kratowych można sprowadzić do obliczeń gospodarstw. W tym przypadku równomiernie rozłożone obciążenie wiatrem zostaje zredukowane do obciążeń skupionych w węzłach kratownicy. Uważa się, że siły pionowe G, Pc, Pb są odbierane tylko przez pasy zębate.

P fartuch budynku (ryc. 5) jest niegdyś statycznie niewyznaczalny. Nieoznaczoność ujawniamy na podstawie warunku takiej samej sztywności lewej i prawej rozpórki oraz tej samej wielkości poziomych przemieszczeń przegubowego końca rozpórek.

Ryż. 5. Schemat obliczeń ramy

5.1. Definicja cech geometrycznych

1. Wysokość sekcji regału
. Zaakceptować
.

2. Szerokość przekroju stojaka jest dobierana zgodnie z asortymentem, biorąc pod uwagę ostrość
mm .

3. Pole przekroju poprzecznego
.

moduł przekroju
.

Moment statyczny
.

Moment bezwładności przekroju
.

Promień bezwładności przekroju
.

5.2. Załaduj kolekcję

a) obciążenia poziome

Liniowe obciążenia wiatrem

, (N/m)

,

Gdzie - współczynnik uwzględniający wartość parcia wiatru wzdłuż wysokości (Załącznik Tablica 8);

- współczynniki aerodynamiczne (przy
akceptuję
;
);

- współczynnik bezpieczeństwa obciążenia;

- normatywna wartość parcia wiatru (wg zadania).

Siły skupione od obciążenia wiatrem na poziomie górnej części stojaka:

,
,

Gdzie - część wspierająca gospodarstwa.

b) obciążenia pionowe

Ładunki zbierzemy w formie tabelarycznej.

Tabela 5

Zbieranie ładunku na stojaku, N

Nazwa
Stały
1. Osłona poza panelem
2. Z konstrukcji nośnej
3. Masa netto stojaka (w przybliżeniu)
Całkowity:
Tymczasowy
4. Śnieżny

Notatka:

1. Obciążenie od panelu osłonowego określa się z tabeli 1

,
.

2. Wyznacza się obciążenie belki

.

3. Ciężar własny łuku
zdefiniowane:

Górny pas
;

Dolny pas
;

Regały.

Aby uzyskać obciążenie projektowe, elementy łuku są mnożone przez odpowiadający metalowi lub drewnu.

,
,
.

nieznany
:
.

Moment zginający u podstawy słupa
.

Siła ścinająca
.

5.3. Sprawdź obliczenie

W płaszczyźnie zakrętu

1. Normalny test warunków skrajnych

,

Gdzie - współczynnik uwzględniający dodatkowy moment od siły wzdłużnej.

;
,

Gdzie - współczynnik ustalania (przyjąć 2,2);
.

Podnapięcie nie powinno przekraczać 20%. Jednakże, jeśli minimalne wymiary regałów są akceptowane i
, to podnapięcie może przekroczyć 20%.

2. Sprawdzenie części nośnej pod kątem odprysków podczas zginania

.

3. Sprawdzenie stabilności płaskiej formy deformacyjnej:

,

Gdzie
;
(Tabela 2, dodatek 4).

Z płaszczyzny zakrętu

4. Test stabilności

,

Gdzie
, Jeśli
,
;

- odległość między wiązaniami wzdłuż długości stojaka. W przypadku braku połączeń między regałami, za szacunkową długość przyjmuje się pełną długość regału
.

5.4. Obliczenie mocowania stojaka do fundamentu

Wypiszmy obciążenia
I
z tabeli 5. Projekt mocowania stojaka do fundamentu pokazano na ryc. 6.

Gdzie
.

Ryż. 6. Projekt mocowania stojaka do fundamentu

2. Naprężenia ściskające
, (Pa)

Gdzie
.

3. Wymiary stref ściskanych i rozciąganych
.

4. Wymiary I :

;
.

5. Maksymalna siła rozciągająca w kotwach

, (N)

6. Wymagany obszar śrub kotwiących

,

Gdzie
- współczynnik uwzględniający osłabienie nici;

- współczynnik uwzględniający koncentrację naprężeń w gwincie;

- współczynnik uwzględniający nierówną pracę dwóch kotew.

7. Wymagana średnica kotwy
.

Akceptujemy średnicę zgodnie z asortymentem (załącznik tabela 9).

8. Akceptowana średnica kotwy będzie wymagała wykonania otworu w trawersie
mm.

9. Szerokość trawersu (narożnika) ryc. 4 musi być co najmniej
, tj.
.

Weźmy równoboczny narożnik zgodnie z asortymentem (załącznik Tabela 10).

11. Wartość rozkładu obciążenia w przekroju szerokości regału (Rys. 7 b).

.

12. Moment zginający
,

Gdzie
.

13. Wymagany moment oporu
,

Gdzie - przyjęto obliczeniową wytrzymałość stali na 240 MPa.

14. Dla wstępnie zaakceptowanego narożnika
.

Jeżeli ten warunek jest spełniony przystępujemy do próby napięciowej, jeżeli nie to wracamy do kroku 10 i akceptujemy większy kąt.

15. Naprężenia normalne
,

Gdzie
- współczynnik warunków pracy.

16. Ugięcie poprzeczne
,

Gdzie
Pa jest modułem sprężystości stali;

- ostateczne ugięcie (zaakceptuj ).

17. Dobieramy średnicę śrub poziomych od warunku ich ułożenia w poprzek włókien w dwóch rzędach wzdłuż szerokości stelaża
, Gdzie
- odległość między osiami śrub. Jeśli akceptujemy metalowe śruby, to
,
.

Przyjmijmy średnicę śrub poziomych zgodnie z tabelą zastosowań. 10.

18. Najmniejsza nośność śruby:

a) warunkiem załamania się elementu skrajnego
.

b) zgodnie z warunkami zginania
,

Gdzie
- tabela w załączniku. jedenaście.

19. Liczba śrub poziomych
,

Gdzie
- najmniejsza nośność z punktu 18;
- liczba cięć.

Przyjmijmy liczbę śrub jako liczbę parzystą, ponieważ ułóż je w dwóch rzędach.

20. Długość podszewki
,

Gdzie - odległość między osiami śrub wzdłuż włókien. Jeśli śruby są metalowe
;

- liczba odległości wzdłuż długości plastra.

W praktyce często konieczne jest obliczenie stojaka lub kolumny dla maksymalnego obciążenia osiowego (podłużnego). Siła, przy której zębatka traci swój stabilny stan (nośność), jest krytyczna. Na stabilność stojaka ma wpływ sposób mocowania końców stojaka. W mechanice konstrukcji bierze się pod uwagę siedem metod mocowania końców stojaka. Rozważymy trzy główne metody:

Aby zapewnić pewien margines stabilności, konieczne jest spełnienie następującego warunku:

gdzie: P - siła działająca;

Ustawiony jest pewien współczynnik stabilności

Zatem przy obliczaniu układów sprężystych konieczna jest umiejętność wyznaczenia wartości siły krytycznej Рcr. Jeżeli wprowadzimy, że siła P działająca na zębatkę powoduje tylko niewielkie odchylenia od prostoliniowego kształtu zębatki o długości ι, to można to wyznaczyć z równania

gdzie: E - moduł sprężystości;
J_min - minimalny moment bezwładności przekroju;
M(z) - moment zginający równy M(z) = -P ω;
ω - wielkość odchylenia od prostoliniowego kształtu zębatki;
Rozwiązanie tego równania różniczkowego

Stałe całkowania A i B są określone przez warunki brzegowe.
Po wykonaniu pewnych działań i podstawień otrzymujemy końcowe wyrażenie na siłę krytyczną P

Najmniejsza wartość siły krytycznej będzie przy n = 1 (liczba całkowita) i

Równanie elastycznej linii zębatki będzie wyglądać następująco:

gdzie: z - aktualna rzędna, przy maksymalnej wartości z=l;
Dopuszczalne wyrażenie na siłę krytyczną nazywa się wzorem L. Eulera. Widać, że wartość siły krytycznej zależy od sztywności zębatki EJ min wprost proporcjonalnie oraz od długości zębatki l - odwrotnie proporcjonalnie.
Jak wspomniano, stabilność elastycznego stojaka zależy od sposobu jego zamocowania.
Zalecany margines bezpieczeństwa dla stalowych kołków wynosi
n y =1,5÷3,0; dla drewna n y =2,5÷3,5; dla żeliwa n y =4,5÷5,5
Aby uwzględnić sposób mocowania końców stojaka, wprowadza się współczynnik końców zmniejszonej elastyczności stojaka.

gdzie: μ - współczynnik długości zredukowanej (Tabela) ;
i min - najmniejszy promień bezwładności przekroju stojaka (stół);
ι - długość stojaka;
Wprowadź współczynnik obciążenia krytycznego:

, (tabela);
Dlatego przy obliczaniu przekroju stojaka należy wziąć pod uwagę współczynniki μ i ϑ, których wartość zależy od sposobu mocowania końców stojaka i jest podana w tabelach podręcznika na wytrzymałość materiałów (G.S. Pisarenko i S.P. Fesik)
Podajmy przykład obliczania siły krytycznej dla pręta o pełnym przekroju o kształcie prostokąta - 6 × 1 cm, o długości pręta ι = 2m. Mocowanie końcówek wg schematu III.
Obliczenie:
Zgodnie z tabelą znajdujemy współczynnik ϑ = 9,97, μ = 1. Moment bezwładności przekroju będzie wynosił:

a stres krytyczny będzie wynosił:

Jest oczywiste, że siła krytyczna P cr = 247 kgf spowoduje naprężenie w pręcie tylko 41 kgf / cm 2, czyli znacznie mniej niż granica przepływu (1600 kgf / cm 2), jednak siła ta spowoduje drążek do wygięcia, co oznacza utratę stabilności.
Rozważmy inny przykład obliczania drewnianego stojaka o okrągłym przekroju, ściśniętego na dolnym końcu i zawiasowego na górnym końcu (S.P. Fesik). Długość stojaka 4m, siła ściskająca N=6tf. Dopuszczalne naprężenie [σ]=100kgf/cm 2 . Przyjmujemy współczynnik redukcji naprężenia dopuszczalnego dla ściskania φ=0,5. Obliczamy pole przekroju stojaka:

Określ średnicę stojaka:

Moment bezwładności przekroju

Obliczamy elastyczność stojaka:
gdzie: μ=0,7, na podstawie metody zaciskania końców zębatki;
Określ napięcie w stojaku:

Oczywiście naprężenie w stojaku wynosi 100kgf/cm 2 i jest to dokładnie dopuszczalne naprężenie [σ]=100kgf/cm 2
Rozważmy trzeci przykład obliczenia stojaka stalowego z dwuteownika o długości 1,5 m, sile ściskającej 50 tf, dopuszczalnym naprężeniu [σ]=1600 kgf/cm 2 . Dolny koniec stojaka jest ściśnięty, a górny koniec jest wolny (metoda I).
Aby wybrać przekrój, korzystamy ze wzoru i ustalamy współczynnik ϕ=0,5, a następnie:

Wybieramy z zakresu I-beam nr 36 i jego dane: F = 61,9 cm 2, i min = 2,89 cm.
Określ elastyczność stojaka:

gdzie: μ z tabeli, równe 2, biorąc pod uwagę sposób zaciśnięcia zębatki;
Napięcie projektowe w stojaku będzie wynosić:

5kgf, co jest w przybliżeniu równe dopuszczalnemu napięciu i 0,97% więcej, co jest dopuszczalne w obliczeniach inżynierskich.
Przekrój poprzeczny prętów pracujących w ściskaniu będzie racjonalny przy największym promieniu bezwładności. Podczas obliczania określonego promienia bezwładności
najbardziej optymalne są sekcje rurowe, cienkościenne; dla których wartość ξ=1÷2,25, a dla profili pełnych lub walcowanych ξ=0,204÷0,5

wnioski
Przy obliczaniu wytrzymałości i stabilności stojaków, kolumn należy wziąć pod uwagę sposób mocowania końców stojaków, zastosować zalecany margines bezpieczeństwa.
Wartość siły krytycznej uzyskuje się z równania różniczkowego krzywej osiowej zębatki (L. Euler).
Aby uwzględnić wszystkie czynniki charakteryzujące obciążony regał, wprowadza się pojęcie podatności regału – λ, pod warunkiem współczynnika długości – μ, współczynnika redukcji naprężeń – ϕ, współczynnika obciążenia krytycznego – ϑ. Ich wartości pochodzą z tabel referencyjnych (G.S. Pisarentko i S.P. Fesik).
Podano przybliżone obliczenia rozpórek w celu określenia siły krytycznej - Рcr, naprężenia krytycznego - σcr, średnicy rozpórki - d, podatności rozpórki - λ i innych charakterystyk.
Optymalnym przekrojem dla stojaków i kolumn są cienkościenne profile rurowe o tych samych głównych momentach bezwładności.

Używane książki:
G.S Pisarenko „Podręcznik o wytrzymałości materiałów”.
SP Fesik „Podręcznik wytrzymałości materiałów”.
W I. Anuryev „Podręcznik projektanta-konstruktora maszyn”.
SNiP II-6-74 „Obciążenia i uderzenia, normy projektowe”.

1. Zbieranie ładunków

Przed przystąpieniem do obliczeń belki stalowej konieczne jest zebranie obciążenia działającego na belkę metalową. W zależności od czasu trwania działania obciążenie dzieli się na stałe i tymczasowe.

• ciężar własny metalowej belki;
• ciężar własny podłogi itp.;

• obciążenie długotrwałe (obciążenie użytkowe, pobierane w zależności od przeznaczenia budynku);
• obciążenie krótkotrwałe (obciążenie śniegiem, przyjmowane w zależności od położenia geograficznego budynku);
• obciążenie specjalne (sejsmiczne, wybuchowe itp. Ten kalkulator nie bierze pod uwagę);

Obciążenia na belce dzielą się na dwa typy: projektowe i standardowe. Obciążenia projektowe są używane do obliczania wytrzymałości i stateczności belki (1 stan graniczny). Obciążenia normatywne są ustalane przez normy i służą do obliczania ugięć belki (stan graniczny 2). Obciążenia projektowe są określane przez pomnożenie obciążenia standardowego przez współczynnik obciążenia niezawodnościowego. W ramach tego kalkulatora obciążenie obliczeniowe jest stosowane podczas określania ugięcia belki do krawędzi.

Po zebraniu obciążenia powierzchniowego stropu, mierzonego w kg/m2, należy obliczyć, ile tego obciążenia powierzchniowego przejmuje belka. Aby to zrobić, należy pomnożyć obciążenie powierzchniowe przez stopień belek (tzw. Pas ładunkowy).

Na przykład: Obliczyliśmy, że całkowite obciążenie okazało się Qsurface = 500kg / m2, a krok belek wynosił 2,5m. Wtedy rozłożone obciążenie na metalowej belce będzie wynosić: Qrozkład = 500kg/m2 * 2,5m = 1250kg/m. To obciążenie jest wprowadzane do kalkulatora

2. Spiskowanie

Następnie wykreślany jest wykres momentów siły poprzecznej. Schemat zależy od schematu obciążenia belki, rodzaju podparcia belki. Działka jest zbudowana zgodnie z zasadami mechaniki budowli. Dla najczęściej stosowanych schematów obciążeń i podpór dostępne są gotowe tabele z wyprowadzonymi wzorami na wykresy i ugięcia.

3. Obliczanie wytrzymałości i ugięcia

Po sporządzeniu wykresów obliczana jest siła (1. stan graniczny) i ugięcie (2. stan graniczny). Aby dobrać belkę do wytrzymałości należy znaleźć wymagany moment bezwładności Wtr i wybrać odpowiedni profil metalowy z tabeli asortymentowej. Całkowite pionowe odchylenie graniczne przyjmuje się zgodnie z Tabelą 19 SNiP 2.01.07-85* (Obciążenia i uderzenia). Ustęp 2.a w zależności od rozpiętości. Na przykład maksymalne ugięcie wynosi fult=L/200 przy rozpiętości L=6m. oznacza, że ​​kalkulator wybierze przekrój walcowanego profilu (dwuteownik, ceownik lub dwa ceowniki w skrzynce), którego maksymalne ugięcie nie przekroczy pełnego=6m/200=0,03m=30mm. Aby wybrać profil metalowy zgodnie z ugięciem, należy znaleźć wymagany moment bezwładności Itr, który uzyskuje się ze wzoru na znalezienie maksymalnego ugięcia. A także z tabeli asortymentowej wybierany jest odpowiedni profil metalowy.

4. Dobór belki metalowej z tabeli asortymentowej

Z dwóch wyników selekcji (stan graniczny 1 i 2) wybierany jest profil metalowy o dużym numerze przekroju.