Калькулятор расчета на изгиб балки: Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор).

Содержание

Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор). —

Расчет балки онлайн

Для расчета балок первым делом необходимо определить усилия, возникающие в конструкциях. В данном разделе показано, как находить усилия, опорные реакции, прогибы и углы поворота в различных изгибаемых конструкциях. Для самых распространенных из них вы можете воспользоваться онлайн расчетом. Для редких — приведены все формулы определения необходимых значений.

Онлайн расчет балки на двух опорах (калькулятор).

Приведен расчет на момент, прогиб и опорные реакции от сосредоточенной и распределнной силы.

Синие ячейки — ввод данных. (Белые ячейки — ввод координаты для определения промежуточного итога).

Зеленые ячейки — расчетные, промежуточный итог.

Оранжевые ячейки — максимальные значения.

>>> Перейти к расчету балки на двух опорах <<<

Онлайн расчет консольной балки (калькулятор).

Приведен расчет на момент, прогиб и опорные реакции от сосредоточенной и распределнной силы.

Синие ячейки — ввод данных. (Белые ячейки — ввод координаты для определения промежуточного итога).

Зеленые ячейки — расчетные, промежуточный итог.

Оранжевые ячейки — максимальные значения.

>>> Перейти к расчету консольной балки <<<

Расчет однопролетной балки на двух шарнирных опорах.

Рис.1 Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной сосредоточенной нагрузке

Рис.2 Расчет балки на двух шарнирных опорах при двух сосредоточенных нагрузках

Рис.3 Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной равномерно-распределенной нагрузке

Рис4. Расчет балки на двух шарнирных опорах при одной неравномерно-распределенной нагрузке

Рис5. Расчет балки на двух шарнирных опорах при действии изгибающего момента

Расчет балок с жестким защемлением на двух опорах

Рис6. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной сосредоточенной нагрузке

Рис7.

Расчет балки с жестким защемлением на опорах при двух сосредоточенных нагрузках

Рис8. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной равномерно-распределенной нагрузке

Рис9. Расчет балки с жестким защемлением на опорах при одной неравномерно-распределенной нагрузке

Рис10.Расчет балки с жестким защемлением на опорах при действии изгибающего момента

Расчет консольных балок

Рис11. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной сосредоточенной нагрузке

Рис12. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной равномерно-распределенной нагрузке

Рис13. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при одной неравномерно-распределенной нагрузке

Рис14. Расчет однопролетной балки с жестким защемлением на одной опоре при действии изгибающего момента

Расчет двухпролетных балок

Рис15. Расчет двухпролетной балки с шарнирными опорами при одной сосредоточенной нагрузке

Рис16. Расчет двухпролетной балки с шарнирными опорами при одной равномерно-распределенной нагрузке

Рис17. Расчет двухпролетной балки с шарнирными опорами при одной неравномерно-распределенной нагрузке

Калькулятор балок – основные расчеты для перекрытий и стропил + видео

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Калькулятор балок

Укажите размеры балок перекрытий и шаг.

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: https://remoskop.ru/kolichestvo-dosok-v-kube.html

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила.

Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: f_нор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м², расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М_max = (q · L²)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, см², при числе стержней									Масса 1 пог.м, кг	Диаметр, мм
Диаметр, мм	1	2	3	4	5	6	7	8	9	Масса 1 пог.м, кг	Диаметр, мм
Проволочная и стержневая арматура
3	0. 071	0.141	0.212	0.283	0.353	0.424	0.5	0.565	0.636	0.052	3
4	0.126	0.25	0.38	0.5	0.68	0.75	0.88	1	1.18	0.092	4
5	0.196	0.39	0. 59	0.79	0.98	1.18	1.38	1.57	1.77	0.154	5
6	0.283	0.57	0.85	1.13	1.42	1.7	1.98	2.26	2.55	0.222	6
7	0.385	0.77	1.15	1.54	1.92	2. 31	2.69	3.08	3.46	0.302	7
8	0.503	1.01	1.51	2.01	2.52	3.02	3.52	4.02	4.58	0.395	8
9	0.636	1.27	1.91	2.54	3.18	3.82	4.45	5.09	5. 72	0.499	9
10	0.785	1.57	2.36	3.14	3.93	4.71	5.5	6.28	7.07	0.617	10
12	1.131	2.26	3.39	4.52	5.65	6.78	7.91	9.04	10.17	0.888	12
14	1. 539	3.08	4.61	6.15	7.69	9.23	10.77	12.3	13.87	1.208	14
16	2.011	4.02	6.03	8.04	10.05	12.06	14.07	16.08	18.09	1.578	16
18	2.545	5.09	7. 63	10.17	12.7	15.26	17.8	20.36	22.9	1.998	18
20	3.142	6.28	9.41	12.56	15.7	18.84	22	25.13	28.27	2.465	20
22	3.801	7.6	11.4	15.2	19	22. 81	26.61	30.41	34.21	2.984	22
25	4.909	9.82	14.73	19.64	24.54	29.45	34.36	39.27	44.18	3.85	25
28	6.153	12.32	18.47	24.63	30.79	36.95	43.1	49. 26	55.42	4.83	28
32	8.043	16.09	24.18	32.17	40.21	48.26	56.3	64.34	72.38	6.31	32
36	10.179	20.36	30.54	40.72	50.89	61.07	71.25	81.43	91.61	7. 99	36
40	12.561	25.13	37.7	50.27	62.83	75.4	87.96	100.53	113.1	9.865	40
45	15.904	31.81	47.71	63.62	79.52	95.42	111.33	127.23	148.13	12.49	45
50	19. 635	39.27	58.91	78.54	98.18	117.81	137.45	157.08	176.72	15.41	50
55	23.76	47.52	71.28	95.04	118.8	142.56	166.32	190.08	213.84	18.65	55
60	28.27	56.54	84. 81	113.08	141.35	169.62	197.89	226.16	254.43	22.19	60
70	38.48	76.96	115.44	153.92	192.4	220.88	269.36	307.84	346.32	30.21	70
80	50.27	100.54	150.81	201.08	251. 35	301.62	351.89	402.16	452.43	39.46	80
Семипроволочные канаты класса К-7
4.5	0.127	0.25	0.38	0.51	0.64	0.76	0.89	1.01	1.14	0.102	4.5
6	0.226	0.45	0.68	0.9	1.13	1.36	1.58	1.81	2.03	0.181	6
7.5	0.354	0.71	1.06	1.41	1.77	2.12	2.48	2.83	3.18	0.283	7.5
9	0.509	1.02	1.53	2.04	2.54	3.05	3.56	4.07	4.58	0.407	9
12	0.908	1.82	2.72	3.63	4.54	5.45	6.35	7.26	8.17	0.724	12
15	1.415	2.83	4.24	5.66	7.07	8.49	9.9	11.32	12.73	1.132	15

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: W_z = b · h²/6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Что еще следует знать про нагрузки на балку

Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.

Также обязательно следует учитывать массу утеплителя, используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропильной системы!

Как пользоваться онлайн калькулятором расчета балок перекрытия и стропил

Чтобы правильно произвести прочностной расчет балки перекрытия и подобрать необходимый тип двутавровой балки, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором. На основе полученных вычислений можно точно рассчитать количество, необходимое для устройства стропильной системы или укладки лаг. Расчет деревянных балок перекрытия возможен только после того, как будет известно расстояние между стенами (расчетная длина балки). Кроме того, необходимо знание величины предполагаемой нагрузки на всю конструкцию.
Для межэтажных перекрытий, в том числе цокольного, используйте значение 400 кг/м2; для чердачного — 200 кг/м2 (или 250 кг/м2, если нагрузка от стропильной системы передается непосредственно на чердачное перекрытие). Для стропильной системы 220 кг/м2 для Московского региона, для других регионов принимайте значения в зависимости от снегового района.

Заказать бесплатный расчет балок по проекту или проконсультироваться у специалистов нашей компании можно по телефону

+7(495)105-91-63
+7(812)425-65-03
+7(843)207-04-92
+7(4722)77-73-16
+7(800)333-79-86
+7(421)240-08-29
+7(818)246-42-27
+7(861)212-30-63
+7(800)333-37-59

Так же Вы можете прислать чертежи для расчета на [email protected]

Онлайн калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропил

Где используются балки

ПерекрытиеСтропила

Вам необходимо выбрать конструкцию, для которой вы будете использовать балки: будет ли это расчет перекрытий (применяются в качестве лаг) или стропильной системы (используются в качестве стропил).

Компания «ИнтерСити» производит износоустойчивые деревянные двутавры. Благодаря отличным эксплуатационным свойствам, изделия могут использоваться в различных конструкциях. Однако нужно помнить, что самостоятельно производить расчет балки перекрытия «на глаз» не следует. Ошибка может привести к прогибу конструкции под нагрузкой и, как следствие, потере возможности дальнейшей эксплуатации. Последующий ремонт или замена балок — очень трудоемкий и дорогой процесс. Отнеситесь серьезно к подбору и расчету конструкции перекрытий и стропил; излишняя экономия и подбор без расчета по принципу «всегда так строили» может привести к серьезным проблемам.

Расчет деревянных балок перекрытий: онлайн калькулятор

Деревянные брусья для перекрытий в частном строительстве используют часто. Легкость, доступность по цене и возможность самостоятельного монтажа компенсируют способность к возгоранию, поражению грибком и гниению. В любом случае при возведению второго и более этажей просто необходимо произвести расчет деревянных балок перекрытия. Онлайн-калькулятор, который мы представляем в этом обзоре, поможет справиться с этой задачей просто и быстро.

Деревянные брусья для перекрытия – только качественная древесина

Читайте в статье

Польза онлайн-калькулятора для расчета деревянных перекрытий

Самостоятельные расчеты утомительны и чреваты риском не учесть какой-либо важный параметр. Так, деревянные балки для перекрытий должны обладать определенным сечением, учитывающим возможную нагрузку на них от мебели и техники, находящихся в помещении людей. При таких расчетах крайне важно знать возможный прогиб балки и максимальное напряжение в опасном сечении.

Разное сечение бруса

Преимущества калькулятора в следующем:

Точность. Формулы расчета учитывают множество параметров. В специальных полях задаются: тип поперечного сечения (круглое или прямоугольное), длину балки между опорами и шаг, параметры используемой древесины, предполагаемую постоянную нагрузку.
Сроки. Ввести готовые параметры и получить результат выйдет значительно быстрее, чем рассчитывать вручную требуемые значения.
Удобство. Онлайн-калькулятор расчета деревянных балок составлен таким образом, что после введения всех постоянных величин, вам остается просто подбирать сечение балки до тех пор, пока не будет обеспечена необходимая прочность.

Расчет деревянного бруса для перекрытия: на что обратить внимание

До расчетов и покупки рекомендовано обратить внимание на типы перекрытий. Брус для надежной связки строительных конструкций, бывает следующих видов:

Балки. Массив квадратного или прямоугольного сечения, уложенный с шагом от 60 см до 1 м. Стандартная длина – 6 м, на заказ изготавливаются балки до 15 м.
Ребра. Балки, напоминающие широкую (20 см) и толстую доску (7 см). Шаг укладки на ребро не более 60 см. Стандартная длина – 5 м, под заказ – 12 м.

Ребра перекрытия для одноэтажных построек

Комбинация двух типов бруса. Наиболее надежные перекрытия, служащие опорой для пролетов, до 15 м.

Сначала определяется прогиб балки, максимальное напряжение в опасном сечении и коэффициент запаса прочности. Если значение коэффициента получается меньше 1, то это значит, что прочность не обеспечена. В этом случае необходимо изменить условия расчета (изменить сечение балки, увеличить или уменьшить шаг, выбрать другую породу древесины и т.д.)

	Длина балок, м
Шаг укладки, м	2,0	3,0	4,0	5,0
0,6	75*100	75*200	100*200	150*225
1	75*150	100*175	150*200	175*250

Когда нужное сечение найдено требуется рассчитать его кубатуру. Это произведение длины, ширины и высоты. Далее по проекту находим количество балок перекрытия и умножаем на полученный результат.

~~Брус~~

Итог

Важно! Для строительства многоэтажных домов не рекомендовано приобретать балки недостаточной длины. Сращивание, даже качественное, снижает надежность конструкций.

Сращивание двух балок перекрытия = снижение надежности

Для наглядности пользователю предоставлено видео расчета древесины для перекрытий.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Расчет балок часть 1 | Онлайн калькулятор

В данном разделе можно выполнить онлайн расчеты статически определимых балок в условиях прямого поперечного изгиба под действием сосредоточенной нагрузки. Расчеты определяют прогиб, угол поворота и изгибающий момент в произвольно заданной точке балки при различных граничных условиях. Определив наибольший изгибающий момент и соответствующее опасное сечение балки легко подобрать его размеры исходя из допускаемых напряжений в сечении.

Исходные данные:

L – длина балки, в миллиметрах;

a – координата точки приложения сосредоточенной нагрузки, в миллиметрах;

X – координата точки нахождения изгибающего момента, угла поворота и прогиба балки, в миллиметрах;

F – нагрузка, в ньютонах;

I_x – момент инерции сечения относительно оси, перпендикулярной действию нагрузки, в метрах ⁴;

Е – модуль упругости материала балки, в паскалях.

Расчет балки # 1.1

Расчет изгибающего момента, угла поворота и прогиба в произвольно заданной точке консольно закрепленной балки под действием сосредоточенной нагрузки.

Граничные условия:

R_L = 0 – реакция опоры в крайней левой точке;

M_L = 0 – изгибающий момент в крайней левой точке;

θ_R = 0 – угол поворота в крайней правой точке;

Y_R = 0 – прогиб балки в крайней правой точке.

Расчет балки # 2.1

Расчет изгибающего момента, угла поворота и прогиба в произвольно заданной точке балки c защемленным концом и скользящей опорой под действием сосредоточенной нагрузки.

Граничные условия:

R_L = 0 – реакция опоры в крайней левой точке;

θ_L = 0 – угол поворота в крайней левой точке;

θ_R = 0 – угол поворота в крайней правой точке;

Y_R = 0 – прогиб балки в крайней правой точке.

Расчет балки # 3.1

Расчет изгибающего момента, угла поворота и прогиба в произвольно заданной точке балки c защемленным концом и шарнирной опорой под действием сосредоточенной нагрузки.

Граничные условия:

М_L = 0 – изгибающий момент в крайней левой точке;

Y_L = 0 – прогиб балки в крайней левой точке;

θ_R = 0 – угол поворота в крайней правой точке;

Y_R = 0 – прогиб балки в крайней правой точке.

Расчет балки # 4.1

Расчет изгибающего момента, угла поворота и прогиба в произвольно заданной точке балки c защемленными концами под действием сосредоточенной нагрузки.

Граничные условия:

θ_L = 0 – угол поворота в крайней левой точке;

Y_L = 0 – прогиб балки в крайней левой точке;

θ_R = 0 – угол поворота в крайней правой точке;

Y_R = 0 – прогиб балки в крайней правой точке.

Расчет балки # 5.1

Расчет изгибающего момента, угла поворота и прогиба в произвольно заданной точке балки c шарнирными опорами под действием сосредоточенной нагрузки.

Граничные условия:

М_L = 0 – изгибающий момент в крайней левой точке;

Y_L = 0 – прогиб балки в крайней левой точке;

М_R = 0 – изгибающий момент в крайней правой точке;

Y_R = 0 – прогиб балки в крайней правой точке.

Расчет балки # 6.1

Расчет изгибающего момента, угла поворота и прогиба в произвольно заданной точке балки c шарнирной и скользящей опорами под действием сосредоточенной нагрузки.

Граничные условия:

R_L = 0 – реакция опоры в крайней левой точке;

θ_L = 0 – угол поворота балки в крайней левой точке;

М_R = 0 – изгибающий момент в крайней правой точке;

Y_R = 0 – прогиб балки в крайней правой точке.

Расчет деревянных балок перекрытия калькулятор онлайн

Сделать надежное перекрытие можно только с правильно подобранным размером балок. Чтобы определить этот самый точный размер потребуется произвести расчет. Это можно сделать с помощью онлайн программы, которая представляет своего рода калькулятор.

Зачем надо рассчитывать?

Вся нагрузка на межэтажное перекрытие, ложится на деревянные балки, поэтому они являются несущими. От прочности балок перекрытия зависит целостность постройки и безопасность находящихся в ней людей.
Производить расчет деревянных элементов необходимо для выяснения допустимой вертикальной нагрузки, действующей на нее. Строительство новой или реконструкция старой постройки без предварительного расчета сечения несет огромный риск.

Выстроенное наугад перекрытие из слабых деревянных балок может в любой момент обрушиться, что приведет к большим финансовым затратам, а еще хуже, к травматизму людей. Взятые с запасом балки большого сечения создадут лишнюю нагрузку на стены и основание постройки.

Кроме определения прочности, существует расчет прогиба деревянных элементов. Он больше определяет эстетичную сторону строения. Даже если крепкая балка перекрытия выдержит припадающий на нее вес, она может прогнуться. Кроме испорченного внешнего вида, прогнувшийся потолок создаст дискомфорт пребывания в такой комнате. По нормам прогиб не должен превышать 1/250 длины балки.

Онлайн расчет

Сделать расчет всех элементов перекрытия можно через онлайн калькулятор. Это специальная программа, позволяющая подсчитать величину прогиба деревянной балки при заданных параметрах, а также определить оптимальное сечение для определенного перекрытия. Использование онлайн расчета поможет перед началом строительства учесть все нагрузки, припадающие на несущие конструкции. Можно сделать расчет нагрузки 1 м опоры и высчитать количество деревянных элементов необходимых для возведения крыши. Работает онлайн калькулятор просто надо лишь правильно внести требуемые данные.

Общая инструкция проведения онлайн расчета

Интерфейс программы довольно прост и с ним может разобраться даже новичок. Калькулятор состоит из маленьких окошек, куда необходимо вводить данные. После нажатия кнопки «рассчитать», пользователь получает готовый результат расчета.
На разных сайтах оформление программы может отличаться, но принцип ее действия одинаков:

Вначале потребуется выбрать в окошке программы конструкцию, для которой будет производиться расчет деревянных балок. Здесь надо знать ограничение некоторых показателей: максимальная длина элементов перекрытия составляет 12 м, а стропильной системы — 13 м.
Далее, в программу вводят данные максимального размера пролета между элементами перекрытия или опорами стропильной системы.
Указывается планируемое расстояние для монтажа балок. Надо учесть, что все десятичные значения в онлайн калькулятор вписывают с точкой, а не с запятой. Возьмем, к примеру, значение 0.9 м.
Следующими указывают стандартные нагрузки, которые для деревянного перекрытия составляют 400 кг/м2, а для стропильной системы — 220 кг/м2.
Последнее значение, вводимое в онлайн калькулятор, в градусах указывает наклон стропил.

Введенные в программу данные должны быть точными без погрешностей, иначе результат получится неправильным.

Выполнение расчета в ручном режиме

Многие опытные строители не доверяют подобным онлайн программам, предпочитая использовать для расчета обычный калькулятор. Производя в ручном режиме расчет по деревянным балкам, надо учесть следующие рекомендации:

Заход деревянных балок сделанных из бруса в бетонной или кирпичной постройке должен составлять не меньше 150 мм. Если вместо бруса используется доска, ее минимальный заход равен 100 мм. По деревянным домам показатель немного другой. Минимальный заход элемента, изготовленного с бруса или доски, составляет 70 мм;
При использовании металлических крепежей, пролет должен равняться длине конструкции перекрытия. На металлические части припадет вес перекрытия и других элементов;
Стандартная планировка дома имеет ширину пролета 2,5–4 м. Его можно перекрыть шестиметровым элементом. Большие пролеты перекрывают клееным брусом или выстраивают дополнительные стены-перегородки.

Применяя для расчета обычный калькулятор, эти рекомендации помогут сделать крепкое перекрытие.

Определение нагрузки

Перекрытие совместно с находящимися на нем предметами создает деревянным балкам определенную нагрузку. Точно ее высчитать можно только в проектных организациях. Примерный расчет делают калькулятором, пользуясь следующими рекомендациями:

Чердаки утепленные минватой и подшитые доской отличаются минимальной нагрузкой, примерно 50 кг/м2. Расчет нагрузки выполняют по формуле: значение запаса прочности — 1,3 умножают на показатель максимальной нагрузки — 70.
Если вместо минваты применяется более тяжелый теплоизолятор и массивная подшивная доска, нагрузка увеличивается в среднем до 150 кг/м2. Определить общую нагрузку можно следующим образом: значение запаса прочности умножается на средний показатель нагрузки и ко всему приплюсовывается размер требуемой нагрузки.
Делая расчет для мансарды, нагрузку допускают до 350 кг/м2. Это связно с тем, что добавляется вес пола, мебели и др.

С этим определением разобрались, теперь идем далее.

Определение сечения и шага установки элементов перекрытия

Данный процесс требует придерживаться следующих правил:

Соотношение ширины к высоте конструкции приравнивается 1,4/1. Следовательно, ширина элементов перекрытия зависит от этого показателя и может варьироваться от 40 до 200 мм. Толщина и высота деревянных элементов зависит от толщины теплоизоляции примерно 100–3000 мм;
Расстояние между элементами, то есть их шаг, может быть от 300 до 1200 мм. Здесь надо учесть габариты теплоизоляции с подшивочным материалом. В каркасной постройке расстояние между балками приравнивают к шагу каркасных стоек;
Деревянным балкам допускается небольшой изгиб, который для перекрытия чердака составляет — 1/200, а для межэтажного — 1/350;
При нагрузке 400 кг/м2 соотношение шага к сечению составляет 75/100 мм. Вообще, чем больше сечение балок, тем больше расстояние между ними.

Применяя калькулятор для определения сечения, необходимо пользоваться справочными материалами для более точных результатов.

Кроме полученных точных результатов, прочность конструкции зависит от качества материала.

Заготовки используют из хвойных пород дерева, влажностью до 14%. Древесина не должна быть поражена грибком и насекомыми. Ну а чтобы увеличить срок эксплуатации деревянной конструкции, заготовки перед монтажом необходимо обрабатывать антисептиком.
В следующем видео можно понаблюдать пример работы в программе для расчетов перекрытий.

Что еще почитать по теме?

Автор статьи:

Сергей Новожилов — эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Расчет индивидуальной железобетонной балки

При возведении зданий и сооружений для устройства перекрытий и стеновой кладки над различными проемами часто, помимо применения железобетонных балок и перемычек заводского изготовления, возникает необходимость в устройстве индивидуальных монолитных железобетонных балок непосредственно на строительной площадке.

Что касается строительства с применением несъемной опалубки, то индивидуальные балки являются его неотъемлемой структурной частью. При наличии конструкторской проектной документации вопросов по их устройству не возникает.

Но на площадках индивидуальных застройщиков весьма распространена практика строительства по архитектурным проектам, так называемым эскизникам, и расчеты монолитных балок приходится выполнять по ходу строительства.

Разберем, как можно выполнить расчет железобетонной балки самостоятельно.

Что принять за основу расчета (общие рекомендации)

Основными нормативами для расчетов железобетонных конструкций являются методики, изложенные в Пособиях к СНиП 2.03.01-84 и СП 52-101-2003.

Конечно, правильнее применять более «свежие» методики, но, судя по отзывам специалистов, для людей, решивших самостоятельно разобраться и рассчитать вручную железобетонную конструкцию, не имея предварительного опыта и специального образования, проще воспользоваться старой методикой.

При этом нужно учесть, что весь расчет следует выполнять в рамках одних нормативов. Если уж начали рассчитывать по новому, значит, во всем применяйте данные нового СП.

Для примера, как они могут различаться, приведем таблицы расчетных значений сопротивления бетона сжатию:

Расчетные значения сопротивления бетона сжатию (СНиП 2.03.01-84*(1996))

Расчетные значения сопротивления бетона сжатию (СП 52-101-2003)

Разница очевидна и по выбору типа бетона, и по количеству расчетных значений.

В дополнение приведем соответствие классов бетона по СНиП 2.03.01-84 маркам бетона по СНиП II-21-75, все еще используемым в обиходе (соответствие — по столбцам):

Марки бетона (СНиП II-21-75)

М50

М75М100

—

М150

—

М200М250

М300

М350

М400М450

М500

М600

М700

—

М800

Классы бетона (СНиП 2.03.01-84)

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В40

В45

В50

В55

В60

Железобетон – материал, включающий в себя несколько составляющих, поэтому учесть работу каждого элемента в общей структуре балки (под влиянием всех факторов на ее несущую способность) весьма затруднительно и под силу лишь профессионалам, которые имеют опыт практических расчетов на основе сопромата.

Конечно, существуют специальные расчетные программы, но они весьма не дёшевы и имеют их крупные проектные организации. Для единичного же расчета углубляться в изучение этих программных комплексов нет особой целесообразности.

На помощь может прийти универсальная программа расчета железобетонной балки. Ее работа основана на автоматическом расчете основных параметров при введении исходных данных, таких как: длина перекрываемого пролета, тип железобетонной опоры, значения нагрузок и прочее.

Область применения бетонных блоков для стен подвалов довольно обширна. Кроме возведения ленточного фундамента, они применяются при строительстве технических подпольев и стен цокольных этажей, используются для обнесения опасных участков дорог, а также при постройке гаражей.

При строительстве любых сооружений и зданий основным из требований к конструкции является надежность, должное сопротивление деформированию во время воздействия различных нагрузок. О железобетонных балках перекрытия читайте здесь.

Встроенный в программу калькулятор бетонной балки определит количество арматуры, в зависимости от заданного диаметра стержней и сечения.

Ориентирами же могут служить следующие базовые положения:

Вся арматура в железобетонной конструкции должна располагаться внутри бетона не ближе 2см от его поверхности
Арматура должна работать на растяжение, поэтому устанавливать её следует в нижней части конструкции. В верхнем поясе рабочие арматурные стержни устанавливают в случаях, отдельного изготовления балки на строительной площадке с последующим подъемом краном для установки её в проектное положение
Диаметр сечения рабочей (продольной) арматуры принимается не менее 12мм и класс её – АIII
Высота сечения не менее(!) 1/20 части перекрываемого пролета (6м/20 = 0,3м)
Значение отношения высоты к ширине от 2 до 4 (h/b = 2~4)

Также калькулятор железобетонной балки способен выполнить расчет на прочность и рассчитать прогиб.

Определение типа опирания балки

В зависимости от типа опирания (см. Устройство буронабивных свай) выбирается метод расчета. Рассмотрим основные типы опор железобетонных балок на несущие конструкции.

Шарнирный тип опирания.

Таковым считается случай, когда в проектное положение устанавливают предварительно изготовленную железобетонную балку.

Причем конструкцией не предусмотрены никакие закладные детали для последующего жесткого соединения с конструктивными элементами здания. Как правило при таком типе опирания ширина плоскости опирания на несущие конструкции (стены, колонны) не превышает 20см.

Жестко защемленная балка.

Чтобы считать балку жестко защемленной на концах, условия должны быть следующими: балка бетонируется одновременно с прилегающими конструкциями в составе монолитной стены, в ее конструкции имеются закладные детали для последующего жесткого соединения с остальными конструктивными элементами.

При бетонировании создает монолитные узлы соединений конструкций.

Многопролетное опирание.

При необходимости перекрыть несколько последовательно расположенных пролетов опирание балки выполняется на несколько опорных конструкций (колонны, простенки между окон).

Такое опирание рассчитывается как многопролетное в случае, если опоры шарнирные). Если опоры жесткие, то расчет ведется по каждому отдельному пролету, как по самостоятельной балке.

Консольное опирание.

Речь о таком типе опирания ведется, когда один или оба конца балки не имеют опор, а так же при отступе опор от концов на некоторое расстояние (свес с опоры).

Например: часть плиты перекрытия выпущена за пределы стены в виде козырька. Такую плиту можно рассматривать балкой с консольной опорой.

Нагрузки на балку

Еще из курса физики известно: все, что неподвижно закреплено (прибито, приклеено и пр.) на чём-либо – это статическая нагрузка.

Соответственно, движущиеся (прыгающие, сотрясающие и т.п.) объекты создают динамические нагрузки.

Но в свою очередь эти нагрузки в случае строительной физики подразделяются на сосредоточенные и равномерные. К сосредоточенным нагрузкам можно отнести, к примеру, бетонную скульптуру, установленную на перемычке (балке) арки.

С равномерными нагрузками несколько сложнее, так как они подразделяются еще на подгруппы: равномерно распределенные по всей поверхности, равномерно изменяющиеся по длине или ширине и неравномерно изменяющейся, соответственно.

Для сосредоточенной нагрузки единицей измерения принят килограмм (килограмм-сила (кгс), ньютон (Н)).

Единицей измерения для распределенной нагрузки принято отношение кгс/м?, однако, при расчетах сборных железобетонных балок для перекрытия значение распределенной нагрузки принимается на метр погонный (м.п.). Для построения эпюр изгибающих моментов к расчету принимается только длина, а высота и ширина игнорируются.

Чтобы перейти от метров квадратных к погонным, когда идет расчёт балки перекрытия, значение распределенной нагрузки умножим на показатель расстояния между балками перекрытия (их осями).

А если определяем нагрузку на перемычку, то плотность лежащего на перемычке материала конструкции, умножаем на ширину и высоту этой конструкции.

Арматура для изготовления стропильных и подстропильных железобетонных балок должна быть предварительно напряженной, для отдельных типов допускаются исключения предусмотренные ГОСТом.

При изготовлении железобетонных конструкций, плотность укладки бетона контролируют по коэффициенту уплотнения (отношение действительной плотности бетона к ее расчетному значению). О данном виде изделий читайте в этой статье.

От тщательности сбора и расчета нагрузок на балку зависит конструктивная надежность сооружения.

Но если со статическими нагрузками все более-менее ясно, то рассчитать возможные динамические нагрузки на все случаи жизни – занятие неблагодарное и приведет к малообоснованному удорожанию строительства.

Поэтому динамические нагрузки принимаются с различными коэффициентами, приближающими к реалиям возможности возникновения одномоментно различных динамических воздействий в данном конкретном месте.

Приведем некоторые значения, наиболее часто учитываемых при расчетах, нагрузок:

Вес сборных железобетонных плит заводского изготовления (h=220 мм) 310 ~ 350кг/м2;
Объемный вес бетона М200 — 2450 кг/м3;
Полезная нагрузка на перекрытие с учетом различных коэффициентов:
жилые помещения ~200 кг/м2
офисные помещения ~ 250 кг/м2
Вес покрытия пола из керамической плитки с цементно-песчаной стяжкой толщиной 25-30мм ~ 100 кг/м2
Снеговые, дождевые, сейсмические и прочие нагрузки от природных факторов нужно принимать по СНиП 23-01-99*(«Строительная климатология») с учетом климатического района строительства.

Таким образом, выполнить расчет железобетонной балки вручную вполне возможно, но, на наш взгляд, гораздо рациональнее будет потрачено время, если воспользоваться какой-либо программой для расчета.

Мне нравится3Не нравится

Бесплатный калькулятор луча | Калькулятор изгибающего момента, поперечной силы и прогиба

Добро пожаловать в наш бесплатный онлайн-калькулятор диаграмм изгибающего момента и поперечной силы, который может генерировать диаграммы реакций, поперечных сил (SFD) и изгибающих моментов (BMD) консольной балки или просто поддерживаемой балки. Используйте этот калькулятор пролета балки, чтобы определить реакции на опоры, построить диаграмму сдвига и момента для балки и рассчитать прогиб стальной или деревянной балки. Бесплатный онлайн-калькулятор балки для создания реакций, расчета прогиба стальной или деревянной балки, построения диаграмм сдвига и момента балки.Это бесплатная версия нашего полного программного обеспечения SkyCiv Beam. Доступ к нему можно получить из любой из наших Платных учетных записей, которая также включает полное программное обеспечение для структурного анализа.

Используйте интерактивное окно выше, чтобы просмотреть и удалить длину балки, опоры и добавленные нагрузки. Любые внесенные изменения автоматически перерисовывают диаграмму свободного тела для любой балки с опорой или консольной балкой. Калькулятор реакции балки и расчет изгибающего момента запускаются после нажатия кнопки «Решить» и автоматически генерируют диаграммы сдвига и изгибающего момента.Вы также можете щелкнуть отдельные элементы этого калькулятора балки LVL, чтобы редактировать модель.

Калькулятор пролета балки легко рассчитает реакции на опорах. Он может рассчитывать реакции на опорах консольных или простых балок. Это включает в себя расчет реакций для консольной балки, которая имеет реакцию изгибающего момента, а также силы реакции x, y.

Вышеупомянутый калькулятор пролета стальной балки — это универсальный инструмент для проектирования конструкций, используемый для расчета изгибающего момента в алюминиевой, деревянной или стальной балке.Его также можно использовать в качестве калькулятора несущей способности балки, используя его в качестве калькулятора напряжения изгиба или напряжения сдвига. Он способен выдерживать до 2 различных сосредоточенных точечных нагрузок, 2 распределенных нагрузки и 2 момента. Распределенные нагрузки могут быть расположены так, чтобы они были равномерно распределенными нагрузками (UDL), треугольными распределенными нагрузками или трапециевидными распределенными нагрузками. Все нагрузки и моменты могут быть направленными как вверх, так и вниз по величине, что должно учитывать наиболее распространенные ситуации анализа балок.Расчет изгибающего момента и поперечной силы может занять до 10 секунд, и обратите внимание, что вы будете перенаправлены на новую страницу с реакциями, диаграммой поперечной силы и диаграммой изгибающего момента балки.

Одна из самых мощных функций — использование его в качестве калькулятора отклонения балки (или калькулятора смещения балки). Это можно использовать для наблюдения расчетного прогиба балки с опорой или консольной балки. Возможность добавлять формы сечения и материалы делает его полезным в качестве калькулятора деревянных балок или в качестве калькулятора стальных балок для проектирования балок lvl или i.На данный момент эта функция доступна в SkyCiv Beam, который имеет гораздо больше функций для проектирования деревянных, бетонных и стальных балок.

SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и совершенствовать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

Размеры стальной балки

| SkyCiv

Наличие хорошего ресурса для размеров двутавровых балок очень важно при проектировании конструкций.Для нас, как инженера-строителя, важно определить секции, которые не только безопасны, но и рентабельны. С помощью приведенной ниже таблицы размеров стальных балок SkyCiv стремится получить бесплатный ресурс, к которому можно будет получить доступ в любое время через браузер. Приведенная ниже таблица размеров стальных балок поможет инженерам-строителям найти подходящий размер и форму, которые вам нужны для вашего проекта. Эти свойства важны при проверке прочности секции, что является само определение конструкции конструкции.

Таблица размеров стальных балок — это интерактивная таблица, в которой перечислены размерные и геометрические свойства сечения. Эти свойства могут помочь инженерам найти желаемый стальной профиль, который они ищут. Просто выберите систему единиц измерения, библиотеку, прежде чем выбирать форму, чтобы отобразить размеры балки этой формы. Библиотека содержит разделы из Австралии, США, Канады, Великобритании и Европы. Программное обеспечение извлекает размеры балки непосредственно из базы данных Structural 3D, которая является основным программным обеспечением для трехмерного структурного анализа платформы SkyCiv, которое также доступно для использования в веб-браузере.Эта информация обычно требует, чтобы пользователь держал под рукой ручные схемы или схемы стальных балок, что может доставлять неудобства, т. Е. Если у пользователя есть копия. Хотя приобретение руководства по стали требует денежных затрат, мы должны еще раз подчеркнуть, что справочная таблица SkyCiv легко доступна здесь бесплатно.

Некоторые из размеров, которые может отображать этот инструмент:

Размеры двутавровой балки
Размеры S-образной балки
Квадрат полый / HSS Размеры
Круглые размеры из быстрорежущей стали
Ширина балки с широким фланцем Размеры
Т-образная балка Размеры
Размеры каналов
Размеры уголков
Имперские и метрические размеры балки

Приведенные выше размеры стальных секций должны дать пользователю возможность легко получить доступ к свойствам элементов и размерам часто используемых секций в различных библиотеках по всему миру.Мы надеемся, что инженеры найдут ссылки на эти размеры и размеры стальных балок, которые будут полезны для их работы. Опять же, в настоящее время существуют размеры и размеры стали для профилей из Австралии, США, Великобритании, Европы и Канады. Если конкретная библиотека, которую вы используете, недоступна, вы можете связаться с нами здесь. Мы открыты для улучшения и расширения нашей базы данных. Еще одним замечательным аспектом этого инструмента является то, что он может преобразовывать размеры балки из метрических в британские и наоборот. Это экономит время инженера при работе с единичными системами и снижает риск ошибки в расчетах.

Свойства сечения, отображаемые в приведенной выше таблице, включая площадь поперечного сечения (A), полярный момент инерции (J), момент площади (Iz, Iy), модуль сечения и постоянную деформации (Iw). Эти результаты чрезвычайно важны при выборе конструкционной стали для конструкций балок и колонн. Это свойства, которые контролируют количество и тип силы, которую может принять стальной элемент.

Здесь, в SkyCiv, у нас есть ряд программного обеспечения (бесплатного и платного), которое позволяет инженерам моделировать и проектировать свои конструкции.Наш калькулятор свободных балок — это простой в использовании калькулятор, который помогает анализировать консольные балки и балки с простой опорой. Вы также можете воспользоваться нашим калькулятором ферм для быстрого анализа 2D ферм. Для небольших 2D-рам вы можете воспользоваться нашим бесплатным калькулятором несущих рам. Для типичных форм нестандартных размеров стали калькулятор свободного момента инерции является хорошим средством для определения их геометрических характеристик и характеристик сечения.

SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений.Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и совершенствовать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

Расчет луча

| MechaniCalc

Калькулятор балки позволяет анализировать напряжения и прогибы в прямых балках.

Опции

Пример загрузки

Очистить все данные

Входы

Введите данные балки, затем нажмите кнопку «Рассчитать результаты»:

—

Добавить ограничение

Удалить ограничение

Невозможно отобразить сюжет — браузер устарел.

Рассчитать результаты

Предупреждение — Перед решением необходимо исправить следующее:

Дисплейные блоки

Результаты

Результаты анализа пучка подробно описаны ниже. Задача решалась в виде конечно-элементной модели с использованием балочных элементов. Для получения дополнительной информации о том, как были получены эти результаты, обратитесь к справочнику по конечно-элементному анализу и справочнику по напряжению и прогибу балки.

Обзор результатов

Максимальный прогиб и наклон приведены ниже:

	Значение	Расположение
Максимальное отклонение:
Максимальный наклон:

Схема свободного тела (FBD) и деформированная сетка показаны ниже.

Невозможно отобразить сюжет — браузер устарел.

См. Полную информацию о результатах на других вкладках (выше).

Обзор модели

Модель с приложенными силами и ограничениями показана ниже:

Невозможно отобразить сюжет — браузер устарел.

Свойства материала

Материал:

Имущество	Значение
Предел текучести
Максимальная прочность
Модуль упругости
Коэффициент Пуассона

Свойства поперечного сечения

Поперечное сечение:

Имущество	Значение
Высота (Y)
Ширина (X)
Толщина полотна
Толщина фланца
Площадь
Центроидное расстояние (в направлении первичного изгиба)
Момент инерции, центроидный (относительно оси первичного изгиба)

Диаграмма момента сдвига

Диаграммы сдвига и момента показаны ниже.Соблюдаются стандартные условные обозначения для диаграмм момента сдвига:

Сдвиг: положительный сдвиг вызывает вращение балки по часовой стрелке, отрицательный сдвиг вызывает вращение против часовой стрелки.
Момент: Положительный момент сжимает верхнюю часть балки и удлиняет нижнюю часть балки (т.е. заставляет балку «улыбаться»).

Невозможно отобразить сюжет — браузер устарел.

Графики напряжений

Графики напряжений показаны ниже.

Невозможно отобразить сюжет — браузер устарел.

Напряжения рассчитываются на основе следующих уравнений:

Осевое напряжение	Напряжение сдвига	Напряжение изгиба	Напряжение по Мизесу

Графики прогиба

Графики прогиба показаны ниже.Условные обозначения прогибов:

X: положительный направо, отрицательный налево
Y: положительный вверх, отрицательный вниз
Наклон: линейка правой руки (положительное значение против часовой стрелки, отрицательное по часовой стрелке)

Невозможно отобразить сюжет — браузер устарел.

Эта проблема была решена в виде конечно-элементной модели. На этой вкладке представлены результаты для отдельных узлов и элементов модели.

На приведенном ниже графике показана сетка с номерами элементов , помеченными:

Невозможно отобразить сюжет — браузер устарел.

Узловые результаты

Ниже приведены результаты для каждого узла. Следует отметить несколько моментов:

Определенные узлы связаны с точками, и для этих узлов указывается номер связанной точки.
Сначала перечислены все узлы, связанные с точками, за ними следуют узлы, созданные как часть процесса построения сетки.
Для ограниченных степеней свободы могут существовать внешние реакции. Любые узлы, не имеющие ограничений, не будут иметь внешних реакций.

Элементарные результаты

Ниже приведены результаты для каждого элемента. Следует отметить несколько моментов:

Каждый элемент состоит из 2 узлов. В таблице эти узлы обозначаются как «Узел 1» и «Узел 2».
Внутренние реакции даны в терминах глобальной системы координат (т.е. X и Y), а также в локальной системе координат (т.е. «осевой» вдоль оси элемента, «сдвиг» перпендикулярно элементу).

Загрузить результаты в Excel

Загрузите файл Excel на свой компьютер, содержащий узловые и элементарные результаты.

Скачать отчет

Сохраните отформатированный документ Word на свой компьютер с подробным описанием входных данных и результатов анализа.

Скачать входной файл

Сохранить все входные данные в файл. Позже вы можете загрузить этот файл, чтобы продолжить с того места, где вы остановились.

Требуется больше функциональности?

Зарегистрируйтесь, чтобы получить полный доступ ко всем калькуляторам и другому контенту. Типы подписки описаны ниже вместе с преимуществами каждого из них.

Цена
Доступ к калькуляторам
Логин
Создание материалов
Создание сечений
Сохранение файлов
Отчетность

39 долларов США.99 / месяц
249,99 долларов США в год
Полный
Полный Доступ к калькуляторам
Плавающие лицензии
Плавающие лицензии
Учить больше »
Зарегистрироваться сейчас

Просто поддерживаемый калькулятор пучка | calcresource

Предпосылки

Введение

Балка с простой опорой — одна из самых простых конструкций.У него всего две опоры, по одной с каждой стороны. Одна штифтовая опора и роликовая опора. Оба они препятствуют любому вертикальному движению, позволяя, с другой стороны, свободное вращение вокруг них. Роликовая опора также позволяет балке расширяться или сжиматься в осевом направлении, хотя свободному горизонтальному перемещению препятствует другая опора.

Удаление любой из опор или установка внутреннего шарнира приведет к тому, что балка с простой опорой перейдет в механизм, то есть тело перемещается без ограничений в одном или нескольких направлениях.Очевидно, это нежелательно для несущей конструкции. Следовательно, балка с простой опорой не обеспечивает избыточности с точки зрения опор. Если произойдет локальный сбой, вся конструкция рухнет. Эти типы структур, которые не предлагают избыточности, называются критическими или детерминантными структурами . Напротив, конструкция, которая имеет больше опор, чем требуется для ограничения ее свободного движения, называется избыточной или неопределенной конструкцией .

Допущения

Статический анализ любой несущей конструкции включает оценку ее внутренних сил и моментов, а также ее прогибов. Как правило, для плоской конструкции с плоской нагрузкой интересующими внутренними воздействиями являются осевая сила N, поперечная сила сдвига V и изгибающий момент M. Для балки с простой опорой, которая несет только поперечные нагрузки, осевая сила всегда равна ноль, поэтому им часто пренебрегают. Результаты расчетов на странице основаны на следующих предположениях:

Материал однороден и изотропен (другими словами, его характеристики одинаковы во всех точках и в любом направлении)
Материал линейно эластичный
Нагрузки прикладываются статично (они не меняются со временем)
Поперечное сечение одинаково по всей длине балки
Прогибы небольшие
Каждое поперечное сечение, которое изначально является плоским, а также перпендикулярно продольной оси, остается плоской и перпендикулярно отклоненной оси.Это тот случай, когда высота поперечного сечения намного меньше длины балки (в 10 и более раз), а также поперечное сечение не является многослойным (не сечение сэндвич-типа).

Последние два предположения удовлетворяют кинематическим требованиям теории пучка Эйлера-Бернулли, которая здесь также принята.

Условные обозначения

Для расчета внутренних сил и моментов при любом разрезе сечения балки необходимо условное обозначение. Здесь приняты следующие значения:

Осевая сила считается положительной, когда она вызывает натяжение детали.
Сдвигающая сила положительна, когда она вызывает вращение детали по часовой стрелке.
Изгибающий момент является положительным, когда он вызывает растяжение нижнего волокна балки и сжатие верхнего волокна.

Эти правила хотя и не являются обязательными, но достаточно универсальны. Другой набор правил, если его последовательно соблюдать, также даст те же физические результаты.

Символы

E: модуль упругости материала (модуль Юнга)
I: момент инерции поперечного сечения вокруг упругой нейтральной оси изгиба
L: общий пролет балки
R: опора реакция
d: прогиб
M: изгибающий момент
V: поперечная поперечная сила
\ theta: slope

Балка с простой опорой и равномерно распределенной нагрузкой

Нагрузка w распределяется по всему пролету балки с постоянной величиной и направление. 3)} {24 EI}

90 612

Балка с простой опорой и точечной силой в середине

Сила сосредоточена в одной точке, расположенной в середине балки.Однако на практике сила может распространяться на небольшую площадь, хотя размеры этой области должны быть существенно меньше длины пролета балки. В непосредственной близости от приложения силы ожидаются концентрации напряжений, и в результате отклик, предсказываемый классической теорией балки, может быть неточным. Однако это только местное явление. По мере удаления от места расположения силы результаты становятся действительными в силу принципа Сен-Венана.

В следующей таблице представлены формулы, описывающие статический отклик простой балки под действием сосредоточенной точечной силы P, приложенной в середине.2)} {16 E I} &, x> L / 2 \ end {align} \ right.

где:

\ строго {x} = L-x

Балка с простой опорой и точечной силой в произвольном положении

Сила сосредоточена в одной точке в любом месте пролета балки. Однако на практике сила может распространяться на небольшую площадь. Однако, чтобы считать силу сосредоточенной, размеры области приложения должны быть существенно меньше длины пролета балки.В непосредственной близости от силы ожидаются концентрации напряжений, и в результате отклик, предсказываемый классической теорией балки, может быть неточным. Однако это только локальное явление, и по мере удаления от места расположения силы расхождение результатов становится незначительным.

В следующей таблице представлены формулы, описывающие статический отклик простой балки под действием сосредоточенной точечной силы P, приложенной на случайном расстоянии a от левого конца.

Балка с точечной нагрузкой в произвольном положении
Количество	Формула
Реакции:	R_A = {Pb \ over L} R_B = {Pa \ над L}
Концевые уклоны:	\ theta_A = — \ frac {P b (L ^ 2-b ^ 2)} {6E IL} \ theta_B = \ frac {P a (L ^ 2-a ^ 2)} {6E IL}
Предельный изгибающий момент:	M_u = {Pab \ over L}
Предельное усилие сдвига:	V_u = \ left \ {\ begin {выровнено } & {Pb \ over L} &, \ textrm {if:} a \ le L / 2 \\ — & {Pa \ over L} &, \ textrm {if:} a> L / 2 \ end {выровнено} \верно. 2 )} {6E IL}
Предельный изгибающий момент:	M_u = \ left \ {\ begin {align} & {Mb \ over L} &, \ textrm {if:} a \ le L / 2 \ \ — & {Ma \ over L} &, \ textrm {if:} a> L / 2 \ end {align} \ right.2} {2 E I} &, x> a \ end {align} \ right.
где: b = La \ строго {x} = Lx

Балка с простой опорой и треугольной нагрузкой

Нагрузка распределяется по всему пролету балки, однако ее величина не константа, но изменяется линейно, начиная от нуля на левом конце до своего пикового значения w_1 на правом конце. Размеры w_1 — сила на длину. Общее количество силы, приложенной к балке, равно W = {1 \ over2} w L, где L — длина пролета.

Ориентация треугольной нагрузки важна! Формулы, представленные в этом разделе, были подготовлены для случая восходящей нагрузки (слева направо), как показано на схеме. Для нисходящей нагрузки вы можете отразить балку так, чтобы ее левый конец (точка A) был наименее загруженным. Ось x и все результаты также будут отражены.

В следующей таблице представлены формулы, описывающие статический отклик простой балки при линейно изменяющейся (треугольной) распределенной нагрузке, восходящей слева направо.4} {24EIL}

где:

C = \ sqrt {15- \ sqrt {120}} \ left (\ sqrt {15} + \ sqrt {50} \ right) \ приблизительно 22.01237

Балка с простой опорой и трапецеидальной нагрузкой

Нагрузка распределяется по всему пролету балки и имеет линейно изменяющуюся величину, начиная с w_1 на левом конце и заканчивая w_2 на правом конце. Размеры w_1 и w_2 — сила на длину. Общее количество силы, приложенной к балке, равно W = {L \ over2} (w_1 + w_2), где L — длина пролета.

Значения w_1 и w_2 могут быть присвоены произвольно. Первое не обязательно должно быть меньше второго. Они могут принимать даже отрицательные значения (одно или оба). 3} {24EI}

где:

w_x = w_1 + {(w_2-w_1) x \ over L}

901 03

Балка с простой опорой и трапециевидным распределением нагрузки типа плиты

Такое распределение нагрузки типично для балок по периметру плиты.Распределение имеет трапециевидную форму с максимальной величиной w внутри балки, а на двух ее концах становится равной нулю. Размеры (\ w \) — сила на длину. Общее количество силы, приложенной к балке, равно W = w (La / 2-b / 2), где L — длина пролета, а a, b — длины с левой и правой стороны балки соответственно, где распределение нагрузки равно разная (треугольная).

В следующей таблице представлены формулы, описывающие статический отклик простой балки при трапецеидальном распределении нагрузки, как показано на схеме выше.3

Балка с простой опорой и частично распределенной равномерной нагрузкой

Нагрузка распределяется на часть пролета балки с постоянной величиной w, в то время как оставшийся пролет разгружен. Размеры w — сила на длину. Общее количество силы, приложенной к балке, равно W = \ left (L-a-b \ right) w, где L — длина пролета, а a, b — длины без нагрузки с левой и правой стороны балки, соответственно.

В следующей таблице представлены формулы, описывающие статический отклик простой балки при частично распределенной равномерной нагрузке.2} {2 E I} &, x \ ge L-b \ end {align} \ right.

где:

\ острый {x} = Lx

x_a = xa

L_w = Lab

Балка с простой опорой и частично распределенной трапециевидной нагрузкой

Нагрузка распределяется на часть пролет балки, имеющий линейно изменяющуюся величину от w_1 до w_2, а оставшийся пролет не нагружен. Размеры w_1 и w_2 — сила на длину. Общее количество силы, приложенной к балке, равно W = {L-a-b \ over2} (w_1 + w_2), где L — длина пролета, а a, b — длины без нагрузки с левой и правой стороны балки соответственно.

Значения w_1 и w_2 могут быть присвоены произвольно. Первое не обязательно должно быть меньше второго. Они могут принимать даже отрицательные значения (одно или оба).

Это самый общий случай. Формулы для частично распределенных равномерных и треугольных нагрузок можно получить, соответствующим образом задав значения w_1 и w_2. Кроме того, соответствующие случаи для полностью нагруженного пролета можно получить, установив a и b равными нулю.

В следующей таблице представлены формулы, описывающие статический отклик простой балки при частично распределенной трапециевидной нагрузке.3

Статьи по теме

Понравилась эта страница? Поделись с друзьями!

Балки — поддерживаются на обоих концах

Напряжение в изгибаемой балке можно выразить как

σ = y M / I (1)

, где

σ = напряжение (Па (Н / м) ²), Н / мм ², psi)

y = расстояние до точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

M = изгибающий момент (Нм, фунт дюйм)

I = момент инерции (м ⁴, мм ⁴, в ⁴)

Калькулятор ниже можно использовать для расчета максимального напряжения и прогиба балок с одной одиночной или равномерно распределенной нагрузкой.

Балка, поддерживаемая на обоих концах — равномерная непрерывная распределенная нагрузка

Момент в балке с равномерной нагрузкой, поддерживаемой на обоих концах в положении x, может быть выражен как

M _x = qx (L — x) / 2 (2)

где

M _x = момент в положении x (Нм, фунт дюйм)

x = расстояние от конца (м, мм, дюйм)

Максимум момент находится в центре балки на расстоянии L / 2 и может быть выражен как

M _max = q L ²/8 (2a)

где

M _max = максимальный момент ( Нм, фунт-дюйм)

q = равномерная нагрузка на единицу длины балки (Н / м, Н / мм, фунт / дюйм)

9133 2 L = длина балки (м, мм, дюйм)

Максимальное напряжение

Уравнения 1 и 2a могут быть объединены для выражения максимального напряжения в балке с равномерной нагрузкой. на обоих концах на расстоянии L / 2 как

σ _max = y _max q L ² / (8 I) (2b)

где

σ _max = максимальное напряжение (Па (Н / м ²), Н / мм ², psi)

y _max = расстояние до крайней точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

1 Н / м ² = 1×10 ^-6 Н / мм ² = 1 Па = 1.4504×10 ^-4 фунт / кв. Дюйм
1 фунт / дюйм (фунт / дюйм ²) = 144 фунт / кв. Дюйм (фунт _на / фут ²) = 6894,8 Па (Н / м ²) = 6,895×10 ^{— 3} Н / мм ²

Максимальный прогиб :

δ _max = 5 q L ⁴ / (384 EI) (2c)

где

375

375 90 max = максимальный прогиб (м, мм, дюйм)

E = Модуль упругости (Па (Н / м ²), Н / мм ², psi)

Прогиб в положении x:

δ _x = qx ( L ³ — 2 L x ² + x ³) ^{/ (24 EI) (2d)}

Примечание! — прогиб часто является ограничивающим фактором при проектировании балки.Для некоторых применений балки должны быть прочнее, чем требуется при максимальных нагрузках, чтобы избежать недопустимого прогиба.

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= q L / 2 (2e)

где

R = сила реакции (Н, фунт)

Пример — балка с равномерной нагрузкой, метрические единицы

Балка UB 305 x 127 x 42 длиной 5000 мм несет равномерную нагрузку 6 Н / мм .Момент инерции балки составляет 8196 см ⁴ (81960000 мм ⁴) , а модуль упругости стали, использованной в балке, составляет 200 ГПа (200000 Н / мм ²) . Высота балки 300 мм (расстояние от крайней точки до нейтральной оси 150 мм ).

Максимальное напряжение в балке можно рассчитать

σ _max = (150 мм) (6 Н / мм) (5000 мм) ² / (8 (81960000 мм ⁴))

= 34.3 Н / мм ²

= 34,3 10 ⁶ Н / м ² (Па)

= 34,3 МПа

Максимальный прогиб балки можно рассчитать

δ _макс = 5 (6 Н / мм) (5000 мм) ⁴ / (( 200000 Н / мм ²) ( 81960000 мм ⁴) 384)

= 2,98 мм

Калькулятор балки с равномерной нагрузкой — метрические единицы

Расчет балки равномерной нагрузки — Британские единицы

Пример — балка с равномерной нагрузкой, британские единицы

Максимальное напряжение в стальной широкополочной балке W 12 x 35 дюймов, 100 дюймов длиной , момент инерции 285 дюймов ⁴, модуль упругости 2

00 psi

, при равномерной нагрузке 100 фунтов / дюйм можно рассчитать как

σ _max = y _max q L ² / (8 I)

= (6.25 дюймов (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ² / (8 (285 дюймов ⁴))

= 2741 (фунт / дюйм ², psi)

Максимальное отклонение может можно рассчитать как

δ _max = 5 q L ⁴ / (EI 384)
= 5 (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ⁴ / ((2
00 фунтов / дюйм
²) (285 дюймов ⁴) 384)
= 0,016 дюйма

Балка, поддерживаемая на обоих концах — нагрузка в центре

Максимальный момент в балке с центральной нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов :

M _max = FL / 4 (3a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:

σ _max = y _max FL / (4 I) (3b) 901 30

, где

F = нагрузка (Н, фунт)

Максимальный прогиб можно выразить как

δ _max = FL ³ / (48 EI) (3c)

Силы, действующие на концы:

R ₁ = R ₂

= F / 2 (3d)

Калькулятор балки с одним центром нагрузки — метрические единицы

Калькулятор балки с одним центром нагрузки — британская система мер Единицы

Пример — балка с одной центральной нагрузкой

Максимальное напряжение в стальной широкополочной балке шириной 12 x 35 дюймов, 100 дюймов длиной , момент инерции 285 дюймов ⁴, модуль упругости 2

00 psi

, с центральной нагрузкой 10000 фунтов можно рассчитать как

σ _max = y _max FL / (4 I)

= (6.25 дюймов) (10000 фунтов) (100 дюймов) / (4 (285 дюймов ⁴))

= 5482 (фунт / дюйм ², фунт / кв. Дюйм)

Максимальный прогиб можно рассчитать как

δ _макс = FL ³ / EI 48

= (10000 фунтов / дюйм) (100 дюймов) ³ / ((2

00 фунтов / дюйм

²) (285 дюймов ⁴) 48 )

= 0,025 дюйма

Некоторые типичные пределы отклонения по вертикали

Полное отклонение: пролет / 250
отклонение при динамической нагрузке: пролет / 360
консоли: пролет / 180
балки деревянных перекрытий в домашних условиях: пролет / 330 (макс. 14 мм)
хрупкие элементы: пролет / 500
подкрановые балки: пролет / 600

Балка, поддерживаемая на обоих концах — эксцентричная нагрузка

Максимальный момент в балке с одиночной эксцентричной нагрузкой в точке нагрузки:

M _макс = F ab / L (4a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:

σ _max = y _max F ab / (LI) (4b)

Максимальный прогиб в точке нагрузки можно выразить как

δ _F = F a ² b ² / (3 EIL) (4c)

Силы, действующие на торцы:

R ₁ = F b / L (4d)

R ₂ = F a / L (4e)

Балка, поддерживаемая на обоих концах — две эксцентрические нагрузки

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с двумя эксцентрическими нагрузками:

M _max = F a (5a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с двумя эксцентрическими нагрузками, поддерживаемыми на обоих концах:

σ _max = y _max F a / I (5b)

Максимум прогиб в точке нагрузки можно выразить как

δ _F = F a (3L ² — 4 a ²) / (24 EI) (5c)

Силы, действующие на торцы:

R ₁ = R ₂

= F (5d)

Вставьте балки в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox Sketchup Extension

Балка поддерживается на обоих концах — трехточечная нагрузка

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с тремя точечными нагрузками:

M _{max 91 376 = FL / 2 (6a)}

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с тремя точечными нагрузками, поддерживаемыми с обоих концов:

σ _max = y _max FL / (2 I) ( 6b)

Максимальный прогиб в центре балки можно выразить как

δ _F = FL ³ / (20.22 EI) (6c)

Силы, действующие на концах:

девяносто одна тысяча триста тридцать два R +_{1 +} = R ₂

= 1,5 F (6d)

Beam Грузы — Поддержка Калькулятор Силы

Калькулятор Интернет Поддержка Force Beam

Калькулятор ниже может быть использована для расчета сил поддержки — R ₁ и R ₂ — для балок до 6 асимметрично нагрузок.

Длина балки (м, фут)
Сила F1 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F2 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F3 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F4 ( Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F5 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)
Сила F6 (Н, фунт _f) расстояние от R ₁ (м, фут)

Для балансирующей балки, нагруженной грузами (или другими силами нагрузки), силы реакции — R — на опорах равно , сила нагрузки — F . Баланс сил может быть выражен как

F ₁ + F ₂ + …. + F _n = ₁ + R ₂ (1)
где
F = усилие от нагрузки (Н, фунт _f)
R = сила от опоры (Н, фунт _f)

Дополнительно для балки в балансе алгебраическая сумма моментов равно нулю .Баланс момента может быть выражен как

F ₁ a _f1 + F ₂ a _f2 + …. + F _n a _fn = R a _r1 + R a _r2 (2)
где
a = расстояние от силы до общей точки отсчета — обычно расстояние до одной из опор (м, футы)

Пример — A балка с двумя симметричными нагрузками

Длинная балка 10 м с двумя опорами нагружена двумя равными и симметричными нагрузками F ₁ и F ₂, каждая по 500 кг .Опорные силы F ₃ и F ₄ могут быть рассчитаны

(500 кг) (9,81 м / с ²) + (500 кг) (9,81 м / с ²) = R ₁ + R ₂
=>
R ₁ + R ₂ = 9810 N
= 9,8 кН

Примечание! Нагрузка от веса груза — м — мг Ньютон — где г = 9.81 м / с ².

При симметричных и равных нагрузках опорные силы также будут симметричными и равными. Используя

R ₁ = R ₂

, приведенное выше уравнение можно упростить до

R ₁ = _R = (9810 N) / 2 =
4905 N
= 4,9 кН

Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox

— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

Пример — Балка с двумя несимметричными нагрузками

A 10 м длинная балка с двумя опорами нагружена двумя нагрузками, 500 кг расположен 1 м от конца ( R ₁) , а другой груз 1000 кг расположен 6 м с того же конца. Баланс сил можно выразить как

(500 кг) (9,81 м / с ²) + (1000 кг) (9,81 м / с ²) = ₁ + ₂
=>
R ₁ + R ₂ = 14715 N
= 14.7 кН

Алгебраическая сумма моментов (2) может быть выражена как

(500 кг) (9,81 м / с ²) (1 м) + (1000 кг) (9,81 м / с ²) (6 м) =? R ₁ (0 м) + R ₂ (10 м)
=>
R ₂ = 6377 (N)
= 6,4 кН

F ₃ можно рассчитать как:

R ₁ = (14715 Н) — (6377 Н)
= 8338 N
= 8338 N
. 2)`
Калькулятор момента пучка и поперечной силы
Мы используем эти уравнения вместе с граничными условиями и нагрузками для наших балок, чтобы получить замкнутую форму
решения для конфигураций балок, показанных на этой странице (балки с простой опорой и консольные балки).В
Калькулятор балок использует эти уравнения для расчета изгибающего момента, поперечной силы, наклона и прогиба.
диаграммы.
Калькулятор балок — отличный инструмент для быстрой проверки сил в балках. Используйте это, чтобы помочь вам в дизайне
сталь, дерево
и бетонные балки при различных условиях нагружения. Также помните, что вы можете добавлять результаты из балок
все вместе
с использованием
метод
суперпозиция.
Калькулятор стальных, деревянных и бетонных балок
Конечно, не всегда возможно (или практично) получить решение в замкнутой форме для некоторой балки.
конфигурации. Если у вас стальная, деревянная или бетонная балка со сложными граничными условиями и нагрузками
вам лучше решить проблему численно с помощью одного из наших инструментов анализа методом конечных элементов. Если
ты не
беспокоясь о конструктивных кодах и сравнивая потребность в луче и его пропускную способность, попробуйте наши простые в использовании
Калькулятор сдвига и момента.Если вам нужны полные проверки конструкции с помощью AISC 360, NDS, ASD и LRFD для конструкции стальных или деревянных балок
и вы хотите создать свой следующий луч за считанные минуты, вам может понравиться наш
Инструмент Beam Designer.
Конструкция балок из стали по стандарту AISC и дерева NDS
Наша цель с WebStructural — вернуть инженерное сообщество, предоставляя бесплатные,
облачное приложение для проектирования стальных и деревянных балок.

Рассчитываем вес балки, применяя онлайн калькулятор

Скачать калькулятор балки онлайн и бесплатно получить код можно на этой странице

Балка как металлический профиль

Этот вид металлопроката можно отнести к специальному, особому виду прокатных изделий, который используется для изготовления металлоконструкций, которые будут соответствовать всем необходимым техническим требованиям при эксплуатации.

Балка изготавливается из специальной стали, углеродистой или низколегированной. Способ её изготовления – при помощи литья в формы, прокат заготовки горячим или холодным способом.

Её профиль считается сложным, поэтому при её изготовлении затрачивается времени гораздо больше, чем при изготовлении, например, уголка.

Так как балка выполняет очень важную задачу, становясь основой или скелетом для будущего сооружения, к ней предъявляются особые требования, которые зависят от качества изготовления балки.

Виды балок, которые выпускаются из металлопроката

На самом деле существует несколько видов балок, но наиболее востребованными считаются: профиль в буквы «Т», называемый тавровым и профиль в виде буквы «Н» или соединёнными буквами «Т», то есть двутавровыми.

Выбирая тот или другой профиль балки, нужно просчитать наибольшую нагрузку, которую она сможет нести. Для этого используют расчеты, которые есть в формулах по сопромату. Можно использовать онлайн – калькулятор для расчета, который имеется на сайте.

В основном этот вид проката испытывает нагрузку на изгиб и нагрузку на ось. Но не нужно забывать, что при таком виде нагрузок появляется крутящийся момент, который также нужно учитывать при выборе профиля.

По данным расчета выбирают форму сечения, его размеры и материал, из которого изготовлен прокат. Площадь сечения является основным критерием расчета.

По форме сечения они бывают следующие:

Обычные тавровые балки и двухскатные, которые используются между опорами, имеющими среднее расстояние друг от друга.
Двутавровая балка, которая используется между опорами с максимально длинным расстоянием, имеет повышенную стойкость на изгиб.
Балка с сечением в виде прямоугольника, которая используется между опорами с небольшим расстоянием друг от друга. Также применяется в случае, когда крутящийся момент на опору будет увеличен.
Балка с сечением в виде буквы «Г», применяется для фасадов, применение не столь частое.

В свою очередь, двутавровые балки также имеют свои разновидности:

Двутавр, который имеет угол наклона граней полок 6 – 12 градусов. Изготавливается согласно ГОСТа 8239-89.
Двутавр с параллельными гранями полок. Он изготавливается согласно ГОСТа 26020-83 и СТО АСЧМ-20-93.
Двутавр специальный, который изготавливается по ГОСТу 19425-74 и делится, в свою очередь на тип «М» с углом наклоном граней до 12 градусов и тип «С» с углом наклона граней до 16 градусов.
Тавр изготавливается согласно ТУ 14-2-685-86.

Двутавровая балка, общий вид

Промышленность также впускает составные балки, которые изготавливаются на предприятии сварным способом или при помощи болтов.

Также этот прокат разделяется по ассортименту для удобства выбора со склада:

Б – стандартный вид балок;
Ш– широкополочный вид балок;
К– балки колонные двутавровые специальные.

Нормативы по которым выпускается прокат

Выпуск каждого вида проката строго регламентируется государственным стандартом, в котором указаны и размеры проката – величина углов, ширина полок, наклон граней и все размеры, которые входят в площадь поперечного сечения, а также длина проката. Кроме этого регламентируется материал, из которого он изготовлен, а также его технические характеристики.

Общие технические условия для металлопроката оговорены в ГОСТе 27772-88.

По горячекатаному двутавру из стали нужно руководствоваться ГОСТ 8239-89, который разработан для горячекатаных стальных профилей, имеющих уклон внутренних граней полок.

Сечение горячекатаной балки по ГОСТ 8239-89

Согласно ГОСТа:

h – высота двутавра,
b – ширина полки,
s – толщина стенки,
t – средняя толщина полки,
R – радиус внутреннего закругления,
r- радиус закругления полки.

В этом же документе отражены и пределы отклонений при изготовлении профиля.

На основании этого и ряда других ГОСТов был принят ГОСТ 5350-2005, который регламентирует технические условия для проката из стали углеродистой, в том числе и на прокат балки двутавровой, как стандартной, так и специального назначения. Механические свойства стали должны соответствовать таким параметрам, как временное сопротивление, предел текучести, ударной вязкости и другим параметрам, которые указаны в этом ГОСТе.

Наименование профиля двутавра	Высота (h), мм	Ширина полки (b), мм	Толщина стенки (s), мм	Средняя толщина полки (t), мм	Масса 1 м балки, кг	Метров балки в тонне
Балка 10	100	55	4.5	7.2	9.46	105.71
Балка 12	120	64	4.8	7.3	11.5	86.96
Балка 14	140	73	4.9	7.5	13.7	72.99
Балка 16	160	81	5	7.8	15.9	62.89
Балка 18	180	90	5.1	8.1	18.4	54.35
Балка 20	200	100	5.2	8.4	21	47.62
Балка 22	220	110	5.4	8.7	24	41.67
Балка 24	240	115	5.6	9.5	27.3	36.63
Балка 27	270	125	6	9.8	31.5	31.75
Балка 30	300	135	6.5	10.2	36.5	27.4
Балка 33	330	140	7	11.2	42.2	23.7
Балка 36	360	145	7.5	12.3	48.6	20.58
Балка 40	400	155	8.3	13	57	17.54
Балка 45	450	160	9	14.2	66.5	15.04
Балка 50	500	170	10	15.2	78.5	12.74
Балка 55	550	180	11	16.5	92.6	10.8
Балка 60	600	190	12	17.8	108	9.26

ГОСТ 19425-74, в котором указаны параметры для выпуска специальных балок «М» и»С». Серия «М» применяется для подвесных путей, а серия «С» для оборудования шахтных проходов, причем по точности они могут изготовляться как высокой точности – маркируются буквой «А» и обычной точности- маркируются буквой «В».

Балка двутавровая по ГОСТ 19425-74. Профили и вес

Наименование профиля двутавра	Высота (h), мм	Ширина полки (b), мм	Толщина стенки (s), мм	Средняя толщина полки (t), мм	Масса 1 м балки, кг	Метров балки в тонне
Балка 14С	140	80	5.5	9.1	16.9	59.17
Балка 20С	200	100	7	11.4	27.9	35.84
Балка 20Са	200	102	9	11.4	31.1	32.15
Балка 22С	220	110	7.5	12.3	33.1	30.21
Балка 27С	270	122	8.5	13.7	42.8	23.36
Балка 27Са	270	124	10.5	13.7	47	21.28
Балка 36С	360	140	14	15.8	71.3	14.03
Балка 18М	180	90	7	12	25.8	38.76
Балка 24М	240	110	8.2	14	38.3	26.11
Балка З0М	300	130	9	15	50.2	19.92
Балка 36М	360	130	9.5	16	57.9	17.27
Балка 45М	450	150	10.5	18	77.6	12.89

Балки с параллельными гранями полок имеют свой ГОСТ 26020-83

По обозначению: h – высота двутавра, b – ширина полки двутавра, s – толщина основной стенки, t – толщина полки, r – радиус сопряжения.

Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83

Наименование профиля двутавра	Высота (h), мм	Ширина полки (b), мм	Толщина стенки (s), мм	Средняя толщина полки (t), мм	Масса 1 м балки, кг	Метров балки в тонне
			Нормальные двутавры
Балка 10Б1	100	55	4.1		8.1	123.46
Балка 12Б1	117.6	64	3.8		8.7	114.94
Балка 12Б2	120	64	4.4		10.4	96.15
Балка 14Б1	137.4	73	3.8		10.5	95.24
Балка 14Б2	140	73	4.7		12.9	77.52
Балка 16Б1	157	82	4		12.7	78.74
Балка 16Б2	160	82	5		15.8	63.29
Балка 18Б1	177	91	4.3		15.4	64.94
Балка 18Б2	180	91	5.3		18.8	53.19
Балка 20Б1	200	100	5.6		22.4	44.64
Балка 23Б1	230	110	5.6		25.8	38.76
Балка 26Б1	258	120	5.8		28	35.71
Балка 26Б2	261	120	6		31.2	32.05
Балка 30Б1	296	140	5.8		32.9	30.4
Балка 30Б2	299	140	6		36.6	27.32
Балка 35Б1	346	155	6.2		38.9	25.71
Балка 35Б2	349	155	6.5		43.3	23.09
Балка 40Б1	392	165	7		48.1	20.79
Балка 40Б2	396	165	7.5		54.7	18.28
Балка 45Б1	443	180	7.8		59.8	16.72
Балка 45Б2	447	180	8.4		67.5	14.81
Балка 50Б1	492	200	8.8		73	13.7
Балка 50Б2	496	200	9.2		80.7	12.39
Балка 55Б1	543	220	9.5		89	11.24
Балка 55Б2	547	220	10		97.9	10.21
Балка 60Б1	593	230	10.5		106.2	9.42
Балка 60Б2	597	230	11		115.6	8.65
Балка 70Б1	691	260	12		129.3	7.73
Балка 70Б2	697	260	12.5		144.2	6.93
Балка 80Б1	791	280	13.5		159.5	6.27
Балка 80Б2	798	280	14		177.9	5.62
Балка 90Б1	893	300	15		194	5.15
Балка 90Б2	900	300	15.5		213.8	4.68
Балка 100Б1	990	320	16		230.6	4.34
Балка 100Б2	998	320	17		258.2	3.87
Балка 100Б3	1006	320	18		285.7	3.5
Балка 100Б4	1013	320	19.5		314.5	3.18
			Широкополочные двутавры
Балка 20Ш1	193	150	6		30.6	32.68
Балка 23Ш1	226	155	6.5		36.2	27.62
Балка 26Ш1	251	180	7		42.7	23.42
Балка 26Ш2	255	180	7.5		49.2	20.33
Балка 30Ш1	291	200	8		53.6	18.66
Балка 30Ш2	295	200	8.5		61	16.39
Балка 30Ш3	299	200	9		68.3	14.64
Балка 35Ш1	338	250	9.5		75.1	13.32
Балка 35Ш2	341	250	10		82.2	12.17
Балка 35Ш3	345	250	10.5		91.3	10.95
Балка 40Ш1	388	300	9.5		96.1	10.41
Балка 40Ш2	392	300	11.5		111.1	9
Балка 40Ш3	396	300	12.5		123.4	8.1
Балка 50Ш1	484	300	11		114.4	8.74
Балка 50Ш2	489	300	14.5		138.7	7.21
Балка 50Ш3	495	300	15.5		156.4	6.39
Балка 50Ш4	501	300	16.5		174.1	5.74
Балка 60Ш1	580	320	12		142.1	7.04
Балка 60Ш2	587	320	16		176.9	5.65
Балка 60Ш3	596	320	18		205.5	4.87
Балка 60Ш4	603	320	20		234.2	4.27
Балка 70Ш1	683	320	13.5		169.9	5.89
Балка 70Ш2	691	320	15		197.6	5.06
Балка 70Ш3	700	320	18		235.4	4.25
Балка 70Ш4	708	320	20.5		268.1	3.73
Балка 70Ш5	718	320	23		305.9	3.27
			Колонные двутавры
Балка 20К1	195	200	6.5		41.5	24.1
Балка 20К2	198	200	7		46.9	21.32
Балка 23К1	227	240	7		52.2	19.16
Балка 23К2	230	240	8		59.5	16.81
Балка 26K1	255	260	8		65.2	15.34
Балка 26K2	258	260	9		73.2	13.66
Балка 26K3	262	260	10		83.1	12.03
Балка 30К1	296	300	9		84.8	11.79
Балка 30К2	304	300	10		96.3	10.38
Балка 30К3	300	300	11.5		108.9	9.18
Балка 35К1	343	350	10		109.7	9.12
Балка 35К2	348	350	11		125.9	7.94
Балка 35К3	353	350	13		144.5	6.92
Балка 40К1	393	400	11		138	7.25
Балка 40К2	400	400	13		165.6	6.04
Балка 40К3	409	400	16		202.3	4.94
Балка 40К4	419	400	19		242.2	4.13
Балка 40К5	431	400	23		291.2	3.43
			Двутавры дополнительной серии (Д)
Балка 24ДБ1	239	115		5.5	27.8	35.97
Балка 27ДБ1	269	125		6	31.9	31.35
Балка 36ДБ1	360	145		7.2	49.1	20.37
Балка 35ДБ1	349	127		5.8	33.6	29.76
Балка 40ДБ1	399	139		6.2	39.7	25.19
Балка 45ДБ1	450	152		7.4	52.6	19.01
Балка 45ДБ2	450	180		7.6	65	15.38
Балка 30ДШ1	300.6	201.9		9.4	72.7	13.76
Балка 40ДШ1	397.6	302		11.5	124	8.06
Балка 50ДШ1	496.2	303.8		14.2	155	6.45

Если на двутавр существуют ГОСТ ы, то изготовление тавровой балки осуществляется по ТУ 14-2-685-86

Обозначение здесь такое же, как и у двутавровой балки.

Тавры колонные и Тавры ШТ по ТУ 14-2-685-86 имеют следующие размеры

Тавры ШТ по ТУ 14-2-685-86. Наименование профиля, вес.

Наименование профиля двутавра	Высота (h), мм	Ширина полки (b), мм	Толщина стенки (s), мм	Средняя толщина полки (t), мм	Масса 1 м балки, кг	Метров балки в тонне
Балка 13ШТ1	122	180	7	10	21.1	47.39
Балка 13ШТ2	124	180	7.5	12	24.4	40.98
Балка 15ШТ1	142	200	8	11	26.6	37.59
Балка 15ШТ2	144	200	8.5	13	30.2	33.11
Балка 15ШТ3	146	200	9	15	33.9	29.5
Балка 17,5ШТ1	165.5	250	9.5	12.5	37.3	26.81
Балка 17,5ШТ2	167	250	10	14	40.8	24.51
Балка 17,5ШТ3	169	250	10.5	16	45.4	22.03
Балка 20ШТ1	190.5	300	9.5	14	47.8	20.92
Балка 20ШТ2	192.5	300	11.5	16	55.2	18.12
Балка 20ШТ3	194.5	300	12.5	18	61.3	16.31
Балка 25ШТ1	238.5	300	11	15	56.9	17.57
Балка 25ШТ2	241	300	14.5	17.5	68.9	14.51
Балка 25ШТ3	244	300	15.5	20.5	77.7	12.87
Балка 25ШТ4	247	300	16.5	23.5	86.6	11.55
Балка 30ШТ1	286.5	320	12	17	70.7	14.14
Балка 30ШТ2	290	320	16	20.5	80	12.5
Балка 30ШТ3	294	320	18	24.5	102.3	9.78
Балка 30ШТ4	298	320	20	28.5	116.5	8.58

Тавры колонные по ТУ 14-2-685-86. Название профиля и вес

Наименование профиля двутавра	Высота (h), мм	Ширина полки (b), мм	Толщина стенки (s), мм	Средняя толщина полки (t), мм	Масса 1 м балки, кг	Метров балки в тонне
Балка 10KT1	94	200	6.5	10	20.6	48.54
Балка 10KT2	95.5	200	7	11.5	23.2	43.1
Балка 11,5KT1	110	240	7	10.5	25.9	38.61
Балка 11,5KT2	111.5	240	8	12	29.5	33.9
Балка 13KT1	124	260	8	12	32.4	30.86
Балка 13KT2	125.5	260	9	13.5	36.3	27.55
Балка 13KT3	127.5	260	10	15.5	41.3	24.21
Балка 15KT1	144.5	300	9	13.5	42.1	23.75
Балка 15KT2	146.5	300	10	15.5	47.9	20.88
Балка 15KT3	148.5	300	11	17.5	54.1	18.48
Балка 17,5KT1	168	350	10	15	54.6	18.32
Балка 17,5KT2	170.5	350	11	17.5	62.6	15.97
Балка 20KT1	193	400	11	16.5	68.7	14.56
Балка 20KT2	196.5	400	13	20	82.4	12.14

Применение балок в промышленности

Балка, как наиболее мощный металлопрокат, используется в различных областях. В строительстве она выступает как основа перекрытий, перераспределяя нагрузку с перекрытия на несущие конструкции и далее на фундамент. Из неё строится основа здания, которую затем обшивают другими элементами.

Тавровая балка выдерживает меньшую нагрузку, но она также очень востребована. Балки и двойная и одинарная необходима при строительстве мостов, тоннелей, складов, ну и естественно, при строительстве зданий, как жилых, так и промышленных.

Специальные балки с повышенной прочностью используют в качестве монорельса для подъемного оборудования и для строительства туннелей шахт, при строительстве метро и тому подобных ответственных сооружений.

Одно из хороших качеств горячекатаных балок можно назвать то, что они менее подвержены коррозии по сравнению с холоднокатаными.

Балка может быть изготовлена из алюминиевого сплава, в тех случаях, когда нужна лёгкость конструкции. При этом прочность её достаточно высокая.

Поставщики металлопроката

В России есть много металлургических заводов, около 60, но балки выпускают только некоторые из них.

Например, выпускает балку Алапаевский металлургический завод в числе остальных прокатных изделий, Магнитогорский металлургический комбинат выпускает балку горячекатаную, Белорецкий металлургический комбинат, Челябинский металлургический комбинат, Петровск – Забайкальский завод, Оскольский электрометаллургический завод, Омутнинский металлургический комбинат. Другие предприятия выпускают этот прокат при наличии соответствующего заказа, конечно заказ должен быть большим. Так как балка это продукция со специфическими свойствами, её иногда закупают за рубежом.

Заказ балки можно сделать как на предприятии, так и у металлотрейдеров, поставляющих металлопрокат, в Москве их есть много. Желательно работать с крупными организациями, у которых высокий рейтинг.

Для заказа продукции нужно высчитать вес балки. По приведенным здесь размерам выбираете вес одного погонного метра балки нужно вам профиля. Потом вес 1 метра погонного умножаем на длину проката, то есть балки. Для простоты расчета предлагаем использовать наш онлайн калькулятор веса, пользоваться которым очень просто и надёжно. Результат получаете мгновенно.

Как рассчитать швеллер на прогиб и изгиб

Швеллер — это наверно самый популярный металлопрокат, применяемый в строительстве. Посудите сами, он может использоваться в качестве балок перекрытия, косоуров лестниц, перемычек и многих других строительных конструкциях. Также швеллер довольно часто применяется для усилений конструкций.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Но как известно, нельзя бездумно брать тот или иной металлопрокат. Ведь бывает так, что самое большое его сечение не может выдержать приходящуюся на него нагрузку. Поэтому, если Вы хотите применять в строительстве своего сооружения швеллер, необходимо его сначала рассчитать на прогиб и изгиб. А в этом может помочь данный калькулятор.

Расчет швеллера на прогиб и изгиб (подбор номера швеллера по прогибу и прочности) в калькуляторе производится для следующих расчетных схем:

Тип 2 — консольная балка с жесткой заделкой с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: козырек, выполненный путем жесткой приварки двух швеллеров к стене с одной стороны и заполнением пространства между ними железобетоном.

Тип 3 — шарнирно-опертая балка на двух опорах с консолью с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: балки перекрытия, которые выпущены за пределы наружной стены для опирания балконной плиты.

Тип 4 — однопролетная шарнирно-опертая балка с одной сосредоточенной силой. Пример: перемычка с опертой на нее балкой перекрытия.

Тип 5 — однопролетная шарнирно-опертая балка с двумя сосредоточенными силами. Пример: перемычка, на которую опираются уже две балки перекрытия.

Тип 6 — консольная балка с одной сосредоточенной силой. Пример: парад фантазий — тот же козырек, что и в типе 2, только здесь между швеллерами располагается металлический лист, на котором стоит кирпичная стенка.

Также хотелось бы рассказать об особенности данного калькулятора. Она заключается в том, что Вы в режиме онлайн можете одновременно подбирать швеллеры по размеру и по ГОСТам.

Примечание: если Вам еще необходимо рассчитать вес швеллера и затраты на его покупку, то Вам сюда.

Инструкция к калькулятору

Обращаю ваше внимание, что в нецелых числах необходимо ставить точку, а не запятую, то есть, например, 5.7 м, а не 5,7. Также, если что-то не понятно, задавайте свои вопросы через форму комментариев, расположенную в самом низу.

Исходные данные

Расчетная схема:

Длина пролета (L) — пролет, который должна перекрыть балка.

Расстояния (A и B) — расстояния от опор до мест приложения нагрузок. В случае с третьей схемой — длина консоли.

Нормативная и расчетная нагрузки — нагрузки, по которым подбирается швеллер на прогиб и изгиб.

Замечание. Если вам нужно рассчитать балку перекрытия и нагрузка у вас выражена в кг/м2, то перевести ее можно путем умножения на шаг балок. Например, расчетная нагрузка на перекрытие 400 кг/м2, шаг балок 0,6 м, тогда нагрузка, которую нужно указать в графе исходных данных будет равна 400·0,6=240кг/м.

Fmax — отношение длины пролета к единице, подбираемой по таблице E.1 СНиПа «Нагрузки и воздействия», в зависимости от вида конструкции. Наиболее распространенные значения этого параметра приведены в таблице 1.

Количество швеллеров — здесь можно выбрать, количество швеллеров, которые составляют одну балку. Имеется в виду, что швеллеры лежат рядом, а не друг на друге.

Расположение — ориентация швеллера по отношению к приложенной нагрузке (см. рисунок).

Расчетное сопротивление Ry — данный параметр зависит от марки стали. Например, если марка стали С235, то Ry = 230 Мпа. (Примечание: проектировщики иногда для перестраховки Ry берут 210 МПа, так как в России может быть всякое). Наиболее распространенные значения выписаны в таблицу 2.

Дальше Вы выбираете определенный вид швеллера по ГОСТ (в данном случае это ГОСТ 8240-97), который нужно проверить на прогиб и изгиб.

Результат

Вес балки — масса 1 п.м. швеллера. Данный показатель позволяет прикинуть, сколько будет весить балка той или иной длины.

Wтреб — требуемый момент сопротивления швеллера.

Fmax — максимальный прогиб, который допустим для балки, перекрывающей пролет длиной L.

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления выбранного швеллера. Данный параметр можно одновременно узнать для швеллеров с параллельными гранями, с уклоном полок, экономичных, специальных и швеллеров легкой серии.

Запас — здесь показывается, на сколько процентов момент сопротивления выбранной балки превышает требуемый момент сопротивления (положительной значение) или не добирает до него (отрицательное значение). Другими словами, если значение с минусом (-), то балка по прочности не проходит, если с плюсом (+), то проходит.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб, возникающий у выбранного швеллера под действием нормативной нагрузки.

Запас — то же самое, что и по отношению к моменту сопротивления.

Полный расчет балки на прочность и жесткость. Решение задачи

Задача

Произвести полный расчет на прочность и проверить жесткость статически определимой двутавровой двухопорной балки (рис. 1) при следующих данных: F=40кН, q=30 кН/м, a=0,8 м, l=4м, допустимые нормальные и касательные напряжения: [σ]=160 МПа и [τ]=100 МПа, допустимый прогиб балки [f]=l/400

Рис. 1

Решение

Подготовка расчетной схемы к решению задачи:

Определение опорных реакций

Подробно, пример определения опорных реакций для балки рассмотрен здесь

А также в нашем коротком видеоуроке:

Из Σm_в=0

Из Σm_А=0

Построение эпюр Q и М

Подробный пример построения эпюр поперечных сил Q и изгибающих моментов M для балки

Видео про расчет значений Q и M для построения эпюр:

В пролете балки 0 ≤ z₂ ≤ l

Q_II= — R_B+ qz₂= -52+30∙z₂
Q_II(z=0)= -52 кН
Q_II(z=l)= -52+30∙4=68 кН

M_II=R_B∙z₂-qz₂²/2=52z₂-30∙z₂²/2
M_{II (z=0)}= 0
M_{II (z=l)}= -32 кНм

На консоли l ≤ z₁≤ (l+a)

Q_I= — R_B+ ql — R_A=-52+30∙4-108=-40 кН

M_I=R_B z₁-ql(z₁-l/2)+R_A(z₁-l)=52z₁-30∙4(z₁-4/2)+108(z₁-4)
M_{I (z=l)}= -32 кНм
M_{I (z=l+a)}= 0

По этим данным построены эпюры Q и М.

Короткое видео о том, как надо строить эпюры:

Так как М_mах = 45 кНм, то

W_x≥M_max / [σ] = 45∙10³ / 160∙10⁶= 0,281 м³= 281 см³.

О том, как подбирается сечение балки

По сортаменту выбираем двутавр № 24, для которого W_x = 289 см³, I_x= 3460 см⁴, S_max = 163 см³, h = 24 см, b_п = 11,5 см, t = 0,95 см, d = b_c = 0,56 см, h₀ = h-2t = 22,1 см.

Этот двутавр будет работать при максимальном нормальном напряжении в крайнем волокне опасного сечения.

σ_max = M_max / W_x = 45∙10³ / 289∙10^-6= 156∙10⁶ Па = 156 МПа

Проверка сечения балки по касательным напряжениям

Так как Q_max = 68 кН, то

Построение эпюр нормальных σ и касательных τ напряжений в неблагоприятном сечении балки:

Построение эпюры нормальных напряжений

Построение эпюры касательных напряжений

В отношении главных напряжений неблагоприятным является сечение над левой опорой, в котором:

М = -32 кНм и Q = 68 кН.

Значение напряжений в различных точках по высоте двутавра сведены в таблицу 1

Таблица 1

Результаты расчета в примере

Проверка прочности балки по главным напряжениям

Наиболее опасной точкой в неблагоприятном сечении является точка 3. В этой точке σ₁=118 МПа и σ₃= -16 МПа. Проверяем прочность в этой точке по третьей гипотезе прочности согласно неравенству σ₁ — σ₃≤ [σ].

Так как 118 — ( -16) = 134 < 160, то выбранное сечение удовлетворяет условию прочности и по главным напряжениям.

Расчет перемещений сечений (прогибов балки)

Универсальные уравнения МНП для сечения z:

Опорные условия:

1) при z=0: y(z)=0, следовательно, y₀=0

2) при z=l: y(z)=0 находим θ₀

откуда θ₀= -8,48∙10^-3 радиан.

Прогиб в пролете при z=l/2=4/2=2 м.

Аналогично определяется прогиб на конце консоли при z = l + a =4+0,8 = 4,8 м.

Проверка жесткости балки

— пролетной части:

y_c=0,98 см < 1/400 = 400/400 = 1 см

— консольной части:

y_D=0,33 см < 2a/400 = 2∙80/400 = 0,4 см.

Следовательно, принятая двутавровая балка удовлетворяет требуемому условию жесткости.

Другие примеры решения задач >

Отклонение луча: как рассчитать

В приложениях, связанных с перемещением, существует множество ситуаций, когда линейная направляющая или привод не полностью поддерживается по всей своей длине. В этих случаях прогиб (из-за собственного веса компонента и из-за приложенных нагрузок и сил) может повлиять на ходовые качества подшипников и вызвать плохую работу в виде преждевременного износа и заедания.

Изделия, которые могут быть установлены только на концевых опорах, таких как линейные валы или узлы приводов, или в консольной ориентации, например телескопические подшипники, обычно имеют спецификацию на максимально допустимый прогиб.Важно проверить приложение и убедиться, что этот максимальный прогиб не превышен. К счастью, большинство линейных направляющих и приводов можно смоделировать как балки, а их отклонение можно рассчитать с помощью обычных уравнений отклонения балки.

Соображения, касающиеся материалов и конструкции

При расчете прогиба необходимо знать свойства направляющей или привода и условия приложенной нагрузки. Что касается направляющей или привода, важными критериями являются модуль упругости и планарный момент инерции компонента.Модуль упругости является мерой жесткости материала, и его обычно можно найти в каталоге продукции. Момент инерции описывает сопротивление объекта изгибу и иногда предоставляется производителем компонента. Если момент инерции не указан, его можно разумно аппроксимировать, используя уравнение момента инерции для сплошного или полого цилиндра (для линейного круглого вала) или прямоугольника (телескопический подшипник или линейный привод).

Модуль упругости, также известный как модуль Юнга или модуль упругости при растяжении, может быть определен как отношение напряжения (силы на единицу площади) на оси к деформации (отношение деформации по длине) вдоль этой оси.

Планарный момент инерции (также называемый вторым моментом площади или моментом инерции площади) определяет, как точки области распределяются относительно произвольной плоскости и, следовательно, ее сопротивление изгибу.

С точки зрения применения и конструкции критериями, влияющими на прогиб балки, являются тип опоры на концах направляющей или привода, приложенная нагрузка и длина без опоры. Когда компонент является консольным, он может быть смоделирован как фиксированная балка, а когда он поддерживается с обоих концов, он обычно может быть смоделирован как балка с простой опорой.Для консольных балок максимальное отклонение будет происходить, когда нагрузка находится на свободном конце балки, в то время как для балок с простой опорой максимальное отклонение будет иметь место, когда нагрузка находится в центре балки.

При определении общего отклонения имейте в виду, что будут иметь две нагрузки, , которые вызывают отклонение: вес направляющей или самого привода и приложенная нагрузка. Собственный вес компонента почти всегда можно смоделировать как равномерно распределенную нагрузку, оценивая приложенную нагрузку как точечную нагрузку в месте максимального прогиба (на свободном конце консольной балки или в центре балки с простой опорой). обычно обеспечивает наихудший сценарий полного прогиба.

Прогиб консольных балок

Телескопические подшипники часто являются консольными, а некоторые конфигурации декартовых роботов приводят к консольному приводу на оси Y или Z. В этом случае вес балки, который достаточно однороден по длине, вызывает максимальный прогиб на конце балки.

Изображение предоставлено: wikipedia.org

Этот прогиб рассчитывается как:

Где:

q = сила на единицу длины (Н / м, фунт-сила / дюйм)

L = длина без опоры (м, дюйм)

E = модуль упругости (Н / м ², фунт-сила / дюйм ²)

I = планарный момент инерции (м ⁴, дюйм ⁴)

Для создания наихудшего сценария прогиба мы рассматриваем приложенную нагрузку как точечную нагрузку (F) на конце балки, и результирующий прогиб можно рассчитать как:

Сложив прогиб из-за равномерной нагрузки и прогиб из-за приложенной (точечной) нагрузки, получаем общий прогиб на конце балки:

Прогиб свободно опертых балок

Линейные валы и приводы часто закрепляются на концах, оставляя длину без опоры, как у балки с простой опорой.Равномерная нагрузка на балку (собственный вес вала или привода) вызовет максимальный прогиб в центре балки, который можно рассчитать как:

Поскольку это балка с простой опорой, приложенная нагрузка может быть смоделирована как точечная нагрузка в центре балки для наихудшего сценария.

Изображение предоставлено: wikipedia.org

Прогиб из-за приложенной нагрузки в этом состоянии рассчитывается как:

Полный прогиб в центре балки:

Прогиб валов с двумя подшипниками

Когда два подшипника используются на балке с простой опорой, как это обычно бывает с круглыми направляющими вала, приложенная нагрузка распределяется между двумя подшипниками, и максимальное отклонение происходит в двух местах: в положении на каждом подшипнике , когда подшипниковый узел (иногда называемый кареткой или столом) находится в середине вала.

Изображение предоставлено: Thomson Linear

Расчет отклонения балки для этого условия:

Опять же, мы должны добавить прогиб из-за собственного веса балки плюс прогиб из-за приложенной нагрузки, чтобы получить общий прогиб:

Существуют дополнительные сценарии монтажа и нагружения, которые могут возникнуть в некоторых приложениях, например, в приводе с фиксированной опорой на обоих концах. Но, как и в приведенных выше примерах, их можно оценить с помощью стандартных уравнений отклонения балки.Полный список сценариев опор балки и уравнений отклонения можно найти на этой странице Корнельского университета.

Изображение предоставлено: wikipedia.org

Калькулятор

для балок: реакции опор, изгибающий момент, напряжения

Этот онлайн-калькулятор балок рассчитывает сил и моментов в двух подшипниках (= опорные реакции) и углы наклона статически определенных или статически неопределимые балки.Кроме того, поперечная сила , изгибающий момент , , напряжение изгиба и отклонение может быть определено в желаемом месте. Изгибающий момент, поперечная сила и прогиб как функция длины x показаны. графически на двух диаграммах . Расчет максимального изгибающего момента , максимального напряжения изгиба , Максимальное отклонение и связанное с ним положение тоже возможно.

Подшипники могут быть выполнены в виде неподвижного подшипника, подвижного подшипника, фиксированного зажима или свободного конца. В качестве нагрузки, равной нагрузки или точечной нагрузки, или их комбинации, или треугольной нагрузки. (влево или вправо) можно выбрать.

* Чтобы ввести эти значения, выберите в разделе «Поперечное сечение A» -> «Другие профили» -> «Собственный профиль».

** Модуль упругости вводится автоматически при выборе материала и может быть изменен в любой момент; подходящих значений вы можете найти например в википедии.

Осторожно:

Для профилей с отверстием только I, W и максимальное напряжение изгиба правильно рассчитываются с помощью дополнительных функций. Для других значений выберите профиль без отверстия!

С помощью этого калькулятора можно рассчитать опорные силы как статически определенных, так и статически неопределенных систем. Возможны следующие комбинации:

Страница создана в августе 2019 года. Последнее изменение: 24 октября 2020 года.

Калькулятор луча онлайн | Калькулятор изгибающего момента и силы сдвига выступающей балки

NEWS | ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ | ЛИСТ

Бесплатный онлайн-калькулятор предназначен для расчета величины поперечной силы и изгибающего момента в точке свисающей балки, несущей равномерно распределенную нагрузку (UDL), или точечной нагрузки в любой точке по длине.

Он даже обеспечивает количество наивысшего изгибающего момента, в котором его местоположение появляется. Калькуляторы соответствуют установленным формулам для поперечной силы и изгибающего момента нависающей балки и предложены преподавателями колледжа.

В случае объединения нагрузок можно реализовать закон суперпозиции для вычисления результирующих величин.

Примеры нагрузки для выступающей балки: калькулятор предлагает результаты для поперечной силы и изгибающего момента на части выступающей балки, вероятно, по отношению к точечной нагрузке на пролете.Вычисленные величины можно использовать для набросков изгибающего момента и поперечной силы.

Калькулятор также можно использовать для определения ординат диаграммы линий влияния для зданий.

Равномерная нагрузка на балку: калькулятор предлагает результаты для поперечной силы и изгибающего момента на части выступающей балки, вероятно, по отношению к равномерно распределенной нагрузке на участке пролета. Пожалуйста, сделайте ссылку на представление и введите количество нагрузки и пролеты в форму, представленную ниже, а затем нажмите «Рассчитать».

Предполагается, что все восходящие рабочие нагрузки положительны, а нисходящие — отрицательны.

Онлайн-калькуляторы изгибающего момента и поперечной силы выступающей балки.

Пройдите следующий видеоурок, чтобы получить дополнительную информацию.

Лектор: Параг Пал

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.ПРОДУКТЫ}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}
{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}
{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}
{{article.content_lang.display}}
{{l10n_strings.AUTHOR}}
{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}
{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}
Калькулятор прогиба балки и напряжения
На этой странице можно найти прогиб, а также максимальное напряжение. свободно опертой балки, вычислитель всегда учитывает собственный вес балки. и добавляет его к указанным вами нагрузкам.Выбирайте из австралийских стальных профилей, УНИВЕРСАЛЬНЫХ БАЛКОВ, ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ФЛАНЦЕВЫХ КАНАЛОВ, УНИВЕРСАЛЬНЫХ СТОЛБОВ и Z / C PURLINS. Также можно обнаружить отклонение луча правой стороны. Тип материала ограничивается сталью (модуль упругости 210 000 МПа), деревом и алюминием. Все входные значения должны быть метрическими.
Прогиб балки и максимальное напряжение балки.
Прогиб от собственного веса:
Отклонение от нагрузки:
Прогиб от продолжительной нагрузки:
Полный прогиб:
Максимальное напряжение:
3.91 мм
32,01 мм
7,14 мм
43.06 мм
156,48 МПа
Для выбора нестандартных размеров, ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЗНАЧЕНИЯ НИЖЕ из раскрывающегося списка.
Оставьте значение толщины фланца (толщина стенки) пустым, чтобы указать твердое тело.
Единицы должны быть в мм.
Схема прогиба балки.
Ниже приведены неокругленные данные
Модуль упругости: 210000 (Н / мм ²)
Момент инерции: 271188 (мм ⁴)
Перпендикулярное расстояние от нейтральной оси: 38 (мм)
Вес материала.Усилие на мм: 0,0273436 (Н / мм)
Материал: сталь
Сечение: 76X38X1,6 RHS
Сила нагрузки: 700 Н
Непрерывная нагрузка Сила на мм: 0,05 Н / мм
Отклонение балки от собственного веса балки: 3,9073716995894 мм
Отклонение балки от силы в центре балки: 32,009364557265 мм
Отклонение от непрерывной нагрузки, поддерживаемой балкой: 7,1449474458181 мм
Полное отклонение этой балки с простой опорой : 43.061683702672 мм
Максимальное напряжение от центральной силы: 122.60867000015 МПа
Напряжение от собственного веса балки: 11,973437246486 МПа
Напряжение от продолжительной нагрузки: 21,894405357169 МПа
7169 Макс.
Калькулятор
для инженеров — изгибающий момент и поперечное усилие для балки с простой опорой
Избранные ссылки
Калькулятор преобразования напряжения
Расчет главного напряжения, максимального напряжения сдвига и их плоскостей
Калькулятор для анализа подвижной нагрузки
Для определения абсолютного макс.Б.М. из-за движущихся грузов.
Калькулятор преобразования напряжения
Расчет главного напряжения, максимального напряжения сдвига и их плоскостей
Калькулятор момента инерции
Расчет момента инерции плоских секций, например швеллер, уголок, тройник и др.
Калькулятор железобетона
Расчет прочности железобетонной балки
Калькулятор распределения моментов
Решение неопределенных балок
Калькулятор прогиба и уклона
Расчет прогиба и уклона свободно опертой балки для многих случаев нагружения
Калькулятор фиксированной балки
Инструмент для расчета изгибающего момента и поперечной силы для фиксированной балки для многих случаев нагружения
Калькулятор BM и SF для консоли
Расчет SF и BM для консоли
Калькулятор прогиба и наклона консоли
Для многих случаев нагружения консоли
Вычислитель выступающей балки
Для SF и BM многих случаев нагружения выступающей балки
Дополнительные ссылки
Викторина по гражданскому строительству
Проверьте свои знания по различным темам гражданского строительства
Научные статьи
Научные статьи, диссертации и диссертации
Небоскребы мира
Высокие здания во всем мире
Предстоящие конференции
Список конференций, семинаров и практикумов по гражданскому строительству
Профиль инженеров-строителей
Познакомьтесь с выдающимися инженерами-строителями
Профессиональные общества
Мировые профессиональные сообщества инженеров-строителей
Продолжайте посещать, чтобы получать обновления, или присоединяйтесь к нашему списку рассылки, чтобы получать обновления
Поищите на нашем сайте больше…
Расскажите о нас друзьям
Другие полезные ссылки
4 Лучший бесплатный калькулятор изгибающего момента для Windows
Вот список Лучший бесплатный калькулятор изгибающего момента для Windows . Эти калькуляторы свободного луча также полезны в образовательных целях. Студенты, изучающие гражданское строительство, могут использовать это программное обеспечение для определения поперечной силы и изгибающего момента балки.Также они могут научиться рисовать свободные схемы тела балки.
Вы можете рассчитать изгибающий момент балки, выбрав следующие данные:
Типы балок : Вы можете выбрать фиксированную балку, левую консольную балку, правую консольную балку и т. Д.
Типы нагрузок : Предусмотрены различные типы нагрузок, такие как прямоугольная нагрузка, точечная нагрузка, распределенная нагрузка, трапециевидная нагрузка и т. Д.
Помимо расчета изгибающего момента, это программное обеспечение также строит различные диаграммы.Такие диаграммы включают график изгибающего момента, график поперечной силы, график отклонения балки и т. Д.
Вы также можете изменить единицы измерения изгибающего момента.
Мой любимый калькулятор изгибающего момента:

EngiLab — мой любимый калькулятор изгибающего момента. Это продвинутый калькулятор с множеством функций. Вы можете приложить к балке три типа нагрузок, чтобы рассчитать ее изгибающий момент. В дополнение к этому он рисует пять типов диаграмм, которые включают диаграммы осевой силы, поперечной силы, изгибающего момента, и диаграммы деформации балки.Еще одна хорошая часть EngiLab — это создание подробного отчета об анализе балки.

Вам также могут понравиться лучшие бесплатные калькуляторы геометрии, тригонометрический калькулятор и калькулятор индуктивности для Windows.

EngiLab

EngiLab — это специальный калькулятор изгибающего момента для Windows . Помимо расчета изгибающего момента балки, он также предназначен для построения диаграмм осевой силы , поперечной силы, изгибающего момента, а также диаграмм деформации балки и .

В бесплатной версии вы можете нарисовать свободную диаграмму тела балки с максимум 10 узлами. В программном обеспечении предусмотрены различные виды нагрузок, включая узловые нагрузки , элементарные нагрузки и нагрузки на тело (ускорение) . Эти нагрузки доступны на панели инструментов, откуда вы можете разместить их, щелкнув соответствующие значки. Вы также можете открыть предварительно определенные блок-схемы балок в программе для учебных целей. Все эти блок-схемы доступны в папке с примерами, доступной из меню HELP .

После создания диаграммы свободного тела балки нажмите кнопку Run Analysis или нажмите клавишу F5 и позвольте программе проанализировать нарисованную вами диаграмму. Также отображается время, затраченное EngiLab на выполнение анализа. После завершения анализа вы можете отдельно просмотреть диаграммы осевой силы, поперечной силы, изгибающего момента и деформации балки.

Лучшая часть программного обеспечения — это создание подробного отчета по анализу пучка. В результате анализа вы можете просмотреть данные, рассчитанные по смещениям узлов , силам на концах элементов, реакциям опор, отчету о проверке анализа и .В дополнение к этому, вы также можете просмотреть полный отчет здесь.

Смещения узлов : В этом разделе отображается смещение каждого узла по осям x и y и вращение по оси z.
Конечные силы элементов : Здесь отображаются осевая сила, поперечная сила и изгибающий момент в начальной и конечной точках для каждого узла.
Поддержка реакции : Отображает силу X, силу Y и момент Z.

В разделе Полный отчет отображаются проанализированные данные с пояснениями и всеми диаграммами пучков, упомянутыми выше.

Атлас

Atlas — это калькулятор свободного изгибающего момента для Windows . Эта программа полезна для архитекторов и инженеров-строителей, поскольку они могут рассчитать изгибающий момент балки.Его простой интерфейс упрощает использование и понимание. Все необходимые инструменты для расчета изгибающего момента балки доступны в меню инструментов.

Каждый раз, когда вы начинаете новый проект, вы сначала должны выбрать длину балки для расчета. После этого вы будете представлены прямой линией на графике Force vs Distance . Эта прямая линия представляет собой балку, на которую необходимо приложить нагрузки для расчета изгибающего момента. Используйте Force Tool , чтобы приложить нагрузки к балке.Если говорить о поддержке, то есть два типа вспомогательных инструментов, а именно Hinge Tool и Vice Tool .

Этот бесплатный калькулятор изгибающего момента отображает результат как в числовой, так и в графической форме. График представляет как поперечную силу, так и результирующий изгибающий момент. По умолчанию график поперечной силы представлен синим цветом, а график моментов — розовым цветом. Если вы хотите изменить эти цвета, перейдите в «Масштаб »> «Параметры ». Вы можете просмотреть числовые значения в нижней части программного обеспечения.Поскольку поперечная сила и момент изменяются в разных точках балки, вы можете узнать силу и момент в разных точках графика, наведя курсор мыши.

Он поддерживает две единицы изгибающего момента: Ньютон-метр (Н-м) и Фунт-фут (фунт-фут) .

Вы можете сохранить свой проект после завершения.

ПРИМЕЧАНИЕ : Atlas 2.0 поддерживает только одномерные балки.

Анализ BAP-пучка

BAP-Beam Analysis — еще один бесплатный калькулятор изгибающего момента для Windows.Он строит три типа графиков в соответствии с введенными данными: график изгибающего момента , график поперечной силы, график и отклонения балки .

Вы можете определить длину балки и относительный EI (жесткость на изгиб) в свойствах пролета, добавить новый пролет, изменить или удалить существующие пролеты. Нажмите кнопку SC , чтобы выбрать тип поддержки. Вы можете выбрать опору бесплатно, фиксированная, шарнирная, или продвинутая . Вы можете добавить нагрузку на балку, нажав кнопку Load в меню инструментов.Также вы можете выбрать тип точечной нагрузки, прикладываемой к балке.

После ввода всех данных нажмите Analyze , и программа будет готова для расчета изгибающего момента балки. Нажмите кнопку NR , затем Maximum Minimum , и вы получите минимальное и максимальное значения поперечной силы, изгибающего момента и прогиба, а также их расположение на балке. Вы также можете выбрать единицы измерения из представленного списка единиц: Н-м, Н-мм, кН-м, кН-мм, фунт-дюйм, фунт-фут и т. Д.

Нажмите кнопку GR , затем нажмите кнопку Draw , чтобы просмотреть график силы сдвига , изгибающего момента, и отклонения . Наведите курсор мыши, чтобы увидеть поперечную силу, изгибающий момент и прогиб в разных точках балки.

LTBeam

LTBeam — это базовый калькулятор свободного изгибающего момента для Windows.Вы можете рассчитать изгибающий момент четырех разных балок, а именно консольной балки , балки, закрепленной на одном конце и поддерживаемой шарниром на другом конце, балки, поддерживаемой петлями с обоих концов, и фиксированной балки .

В этом программном обеспечении вы можете применять к балке только два типа нагрузок: точечных нагрузок и распределенных нагрузок . Кроме того, количество точечных нагрузок, прикладываемых к балке, ограничено 3.

После ввода значений нагрузок нажмите кнопку Обновить , чтобы нарисовать диаграмму свободного тела , диаграмму поперечного усилия, диаграмму и диаграмму изгибающего момента .Максимальный изгибающий момент отображается в кН-м.

Дополнительной функцией этого программного обеспечения является отображение трехмерного изображения балки.

Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор). —

Расчет балки онлайн

Онлайн расчет балки на двух опорах (калькулятор).

Онлайн расчет консольной балки (калькулятор).

Расчет однопролетной балки на двух шарнирных опорах.

Расчет балок с жестким защемлением на двух опорах

Расчет консольных балок

Расчет двухпролетных балок

Калькулятор балок – основные расчеты для перекрытий и стропил + видео

На чем строится калькулятор балок

Калькулятор балок

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Что еще следует знать про нагрузки на балку

Калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропильной системы!

Как пользоваться онлайн калькулятором расчета балок перекрытия и стропил

Онлайн калькулятор расчета деревянных балок перекрытия и стропил

Расчет деревянных балок перекрытий: онлайн калькулятор

Польза онлайн-калькулятора для расчета деревянных перекрытий

Расчет деревянного бруса для перекрытия: на что обратить внимание

Итог

Расчет балок часть 1 | Онлайн калькулятор

Исходные данные:

Расчет балки # 1.1

Граничные условия:

Расчет балки # 2.1

Граничные условия:

Расчет балки # 3.1

Граничные условия:

Расчет балки # 4.1

Граничные условия:

Расчет балки # 5.1

Граничные условия:

Расчет балки # 6.1

Граничные условия:

Расчет деревянных балок перекрытия калькулятор онлайн

Зачем надо рассчитывать?

Онлайн расчет

Общая инструкция проведения онлайн расчета

Выполнение расчета в ручном режиме

Определение нагрузки

Определение сечения и шага установки элементов перекрытия

Расчет индивидуальной железобетонной балки

Что принять за основу расчета (общие рекомендации)

Определение типа опирания балки

Нагрузки на балку

Бесплатный калькулятор луча | Калькулятор изгибающего момента, поперечной силы и прогиба

| SkyCiv

| MechaniCalc

Входы

Дисплейные блоки

Результаты

Обзор результатов

Обзор модели

Свойства материала

Свойства поперечного сечения

Диаграмма момента сдвига

Графики напряжений

Графики прогиба

Узловые результаты

Элементарные результаты

Требуется больше функциональности?

Просто поддерживаемый калькулятор пучка | calcresource

Предпосылки

Оглавление

Введение

Допущения

Условные обозначения

Символы

Балка с простой опорой и равномерно распределенной нагрузкой

Балка с простой опорой и точечной силой в середине

Балка с простой опорой и точечной силой в произвольном положении

Балка с точечной нагрузкой в ​​произвольном положении

Балка с простой опорой и треугольной нагрузкой

Балка с простой опорой и трапецеидальной нагрузкой

Балка с простой опорой и трапециевидным распределением нагрузки типа плиты

Балка с простой опорой и частично распределенной равномерной нагрузкой

Балка с простой опорой и частично распределенной трапециевидной нагрузкой

Статьи по теме

Балки — поддерживаются на обоих концах

Балка, поддерживаемая на обоих концах — равномерная непрерывная распределенная нагрузка

Балка с точечной нагрузкой в произвольном положении