Расчет консольной балки, подбор прямоугольного сечения, эпюры онлайн
Назад к примерам
Начать расчет балки
Определение опорных реакций
1. Согласно схеме решения задач статики определяем, что для нахождения неизвестных реакций необходимо рассмотреть равновесие балки.
2. На балку наложена связь в точке A (справа) типа жесткая заделка, поэтому освобождаем балку, заменив действие связи реакциями (HA, RA, MA).
3. Определим реакции опор в соответствии с уравнениями равновесия балки: ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣMA = 0.
ΣFx = 0: HA = 0
ΣFy = 0: - q1*1 + P1 + RA = 0;
ΣMA = 0: q1*1*(1.1+1/2) - 1.1*P1 - M1 + MA = 0;
4. Решаем полученную систему уравнений, находим неизвестные :
HA = 0 (кН)
RA = q1*1 - P1 = 90*1 - 70 = 20.00 (кН)
MA = - q1*1*(1.1+1/2) + 1.1*P1 + M1 = - 90*1*(1.1+1/2) + 1.1*70 + 18 = -49.00 (кН*м), так как момент отрицателен, на расчетной схеме направим его в противоположную сторону.
5. Сделаем проверку, составив дополнительное моментное уравнение отоносительно свободного конца балки:
- q1*1*(1/2) + 1*P1 - M1 + 2.1*RA - MA = - 90*1*(1/2) + 1*70 - 18.00 + 2.1*20.00 - 49.00 = 0
Построение эпюр
Рассмотрим 1-й участок 0 ≤ x1 < 1
Поперечная сила Q:
Q(x1) = - q1*(x1 - 0)
Значения Q на краях участка:
Q1(0) = - 90*(0 - 0) = 0 (кН)
Q1(1) = - 90*1 = -90 (кН)
Изгибающий момент M:
M(x1) = - q1*(x1)2/2
Значения M на краях участка:
M1(0) = - 90*(0 - 0)2/2 = 0 (кН*м)
M1(1) = - 90*12/2 = -45 (кН*м)
Рассмотрим 2-й участок 1 ≤ x2 < 1. 5
Поперечная сила Q:
Q(x2) = - q1*1 + P1
Значения Q на краях участка:
Q2(1) = - 90*1 + 70 = -20 (кН)
Q2(1.50) = - 90*1 + 70 = -20 (кН)
Изгибающий момент M:
M(x2) = - q1*1*[(x2 - 1) + 1/2] + P1*(x2 - 1)
Значения M на краях участка:
M2(1) = - 90*1*(0 + 0.50) + 70*(1 - 1) = -45 (кН*м)
M2(1.50) = - 90*1*(0.50 + 0.50) + 70*(1.50 - 1) = -55 (кН*м)
Рассмотрим 3-й участок 1.5 ≤ x3 < 2.1
Поперечная сила Q:
Q(x3) = - q1*1 + P1
Значения Q на краях участка:
Q3(1.50) = - 90*1 + 70 = -20 (кН)
Q3(2.10) = - 90*1 + 70 = -20 (кН)
Изгибающий момент M:
M(x3) = - q1*1*[(x3 - 1) + 1/2] + P1*(x3 - 1) + M1
Значения M на краях участка:
M3(1.50) = - 90*1*(0.50 + 0.50) + 70*(1.50 - 1) + 18 = -37 (кН*м)
M3(2.10) = - 90*1*(1.10 + 0.50) + 70*(2.10 - 1) + 18 = -49 (кН*м)
Подбор сечения
Прямоугольное сечение балки подбираем из условия прочности при допускаемом напряжении: = 160 (МПа)
, где:
— нормальные напряжения, МПа;
— наибольшее по абсолютной величине значение изгибающего момента, определяемое по эпюре моментов Mx, кН*м;
— момент сопротивления, см3;
— допустимое значение нормального напряжения (расчетное сопротивление), МПа;
Момент сопротивления прямоугольного сечения определим по формуле:
Требуемый момент сопротивления определяем по формуле:
Поскольку дано соотношение сторон
Отметим, что полученные размеры являются минимально необходимыми для обеспечения прочности заданной балки. Следовательно, за окончательные размеры прямоугольного сечения балки принимаем: h=165 (мм), b=85 (мм)
Расчет произведен при помощи онлайн-сервиса SOPROMATGURU.
Назад к примерам
Начать расчет балки
Расчет железобетонной балки онлайн калькулятор с подбором арматуры
Расчет железобетонной балки онлайн включает в себя подбор арматуры данной балки при минимальных усилиях с вашей стороны.
Вам необходимо будет задать следующие данные:
1. Выбрать схему опирания вашей балки (в большинстве случаев это «Шарнир-шарнир»)
2. Задать длину балки (задать желательно расчетную длину балки, она обычно меньше фактической длины на величину
опирания балки, но и фактическая длина хуже не сделает!)
3. Задать нагрузку на жб балку (посчитать нагрузку можно тут
Сбор нагрузок онлайн)
4. Задать размеры сечения балки bxh мм.
5. Выбрать армирование вашей балки (два варианта: арматура только
снизу и арматура сверху и снизу).
Внимание: при расчете балки со схемой «Свободный конец» программа уже учитывает тот факт, что растянутая арматура будет сверху, а сжатая снизу!
6. Выбрать класс бетона и арматуры.
7. Задать защитный слой бетона (задать вы сможете самыми различными способами: по условию эксплуатации, по классу условия эксплуатации, а также просто ввести самому.
Как результат онлайн калькулятор железобетонной балки вам выдаст количество и диаметр подобранной арматуры.
Расчет выполнен согласно «СНБ 5.03.01-02 Бетонные и железобетонные конструкции».
Результаты расчетов принимать справочно.
Характеристика балкиСхема: Шарнир-ШарнирСвободный конец
Нагрузка на балку q кг/м
Ширина сечения b мм
Высота сечения h мм
Длина балки L мм
АрмированиеКол-во арматуры снизу:
1 арматура2 арматуры3 арматуры4 арматуры5 арматур6 арматур7 арматур8 арматур9 арматур10 арматур
+ арматура сверху
Сечение Материал балкиКласс бетона: С8/10 или B10 С12/15 или B15 С16/20 или B20 С20/25 или B25 С25/30 или B30 С30/37 или B35 С35/45 или B45 С40/50 или B50 С45/55 или B55 С50/60 или B60 С55/67 С60/75 С70/85 С80/95 С90/105
Класс арматуры: Гладкая S240, A240, (взамен A-I) Периодического профиля S400, A400 (взамен A-III) Периодического профиля S500, A500 (новый класс) Периодического профиля A600 (взамен A-IV) Периодического профиля A800 (взамен A-V) Периодического профиля A1000(взамен A-VI) Периодического профиля B500 (взамен Вр-I) Периодического профиля Вр1200 (взамен Вр-II) Периодического профиля Вр1300 (взамен Вр-II) Периодического профиля Вр1400(взамен Вр-II) Периодического профиля Вр1500(взамен Вр-II)
Величина защитного слоя «с» По условию эксплуатацииПо классу условия эксплуатации
Задать защитный слой
Условие эксплуатации: Закрытое помещение, нормальная влажностьЗакрытое помещение, повышенная влажностьНа открытом воздухеВ грунте
Если данный калькулятор оказался Вам полезен – не забывайте делиться им с друзьями и коллегами ссылкой в соц. сети, а также посмотреть другие
строительные калькуляторы онлайн, они простые, но здорово облегчают жизнь строителям и тем, кто решил сам строить свой дом с нуля.
Балки и колонны
Прогиб и напряжение, момент инерции, момент сопротивления и техническая информация о балках и колоннах.
Рекламные ссылки
Швеллеры алюминиевые
Размеры и статические параметры швеллеров алюминиевых.
Алюминиевые двутавровые балки
Размеры и статические свойства алюминиевых двутавровых балок – британские единицы.
Балки американского стандарта — S-образная балка
Балки американского стандарта ASTM A6 — Британские единицы измерения.
С-образные стальные швеллеры американского стандарта.
Размеры и статические параметры стальных C-образных профилей по американскому стандарту
Американские широкополочные балки
Американские широкополочные балки ASTM A6 в метрических единицах.
Момент инерции площади — Типовые поперечные сечения I
Типичные поперечные сечения и их момент инерции площади.
Момент инерции площади — типовые поперечные сечения II
Момент инерции площади, момент инерции площади или второй момент площади для типовых профилей поперечного сечения.
Конвертер момента инерции площади
Преобразование между единицами измерения момента инерции площади.
Нагрузки на балку — Калькулятор опорной силы
Расчет нагрузки на балку и опорных сил.
Балки — фиксированные с обоих концов — постоянные и точечные нагрузки
Напряжения, прогибы и опорные нагрузки.
Балки — закрепленные на одном конце и поддерживаемые на другом — постоянные и точечные нагрузки
Опорные нагрузки, моменты и прогибы.
Балки — с опорой на обоих концах — непрерывные и точечные нагрузки
Опорные нагрузки, напряжения и прогибы.
Частота собственных колебаний балок
Расчет частоты собственных колебаний конструкций.
Британские универсальные стальные колонны и балки
Свойства британских универсальных стальных колонн и балок.
Консольные балки – Моменты и прогибы
Максимальные силы реакции, прогибы и моменты – единичные и равномерные нагрузки.
Неразрезные балки — опорные силы момента и реакции
Моменты и опорные силы реакции при распределенных или точечных нагрузках.
Плотность в зависимости от удельного веса и удельного веса
Введение в плотность, удельный вес и удельный вес.
Воздуховоды или трубы, проходящие через стальные балки — Максимальные размеры
Максимальные размеры каналов или труб, проходящих через балки серии K.
Рекламные ссылки
Формула столбца Эйлера
Расчет потери устойчивости колонн.
Несущая способность балок перекрытий
Несущая способность деревянных балок перекрытий бытового назначения — Марка С — метрические единицы.
Полы — Временные нагрузки
Полы и минимальные равномерно распределенные временные нагрузки.
Сила
Третий закон Ньютона — зависимость силы от массы и ускорения.
Клееный брус — Размеры
Стандартный размер клееного бруса.
Стальные балки HE-A
Свойства стальных профилей HE-A.
Стальные балки HE-B
Свойства стальных профилей HE-B.
Стальные балки HE-M
Свойства стальных балок с профилем HE-M.
Горизонтальные стропила крыши — Максимальные пролеты
Пихта Дугласа в горизонтальных стропилах крыши и максимальных пролетах.
Пиломатериалы с номинальным механическим напряжением (MSR) и машинной оценкой (MEL)
Сортировка пиломатериалов в Северной Америке
Максимальный пролет балки перекрытия
№ 1 и № 2 Сорт из пихты Дугласа и балки перекрытия с максимальным пролетом — британские единицы измерения
Двутавровые балки с нормальными полками
Свойства стальных балок двутаврового профиля с нормальными полками.
Радиус вращения в строительстве
Радиус вращения описывает распределение площади поперечного сечения колонн вокруг их центральной оси.
Модуль упругости сечения — Конвертер единиц измерения
Преобразование между единицами модуля упругости сечения.
Мягкая и лиственная древесина – классы прочности конструкции
Классы прочности, напряжение на изгиб и средняя плотность твердой и мягкой древесины
Квадратные полые конструкционные профили – быстрорежущая сталь
Масса, площадь поперечного сечения, моменты инерции – британские единицы
Стальные уголки – равные Полки
Размеры и статические параметры уголков стальных равнополочных — британские единицы.
Уголки стальные равнополочные
Размеры и статические параметры уголков стальных равнополочных — метрические единицы.
Уголки стальные неравнополочные
Размеры и статические параметры уголков стальных неравнополочных — британские единицы.
Уголки стальные неравнополочные
Размеры и статические параметры уголков стальных неравнополочных — метрические единицы.
Колонны из стальных труб — допустимые нагрузки
Допустимые концентрические нагрузки для колонн из стальных труб.
Конструкционные пиломатериалы — размеры сечений
Основные размеры, площадь, моменты инерции и модуль сечения для пиломатериалов — метрические единицы.
Конструкционные пиломатериалы. Свойства
Свойства конструкционных пиломатериалов.
Трехшарнирные арки — постоянные и точечные нагрузки
Опорные реакции и изгибающие моменты.
Фермы
Общие типы ферм.
Стальные балки W – Допустимые равномерные нагрузки
Допустимые равномерные нагрузки.
W-образные балки — американские широкополочные балки
Размеры американских широкополочных балок ASTM A6 (или W-образные балки) — британские единицы.
Вес балок — напряжение и деформация
Напряжение и деформация вертикальных балок под действием собственного веса.
Деревянные балки. Прочность материала
Прочность на изгиб и сжатие пород древесины, используемых в балках.
Деревянные колонны – безопасные нагрузки
Безопасные нагрузки для деревянных колонн.
Деревянные жатки — макс. Поддерживаемый вес
Вес, поддерживаемый двойным или тройным деревянным коллектором.
Древесина, панели и изделия из конструкционной древесины – механические свойства
Плотность, напряжение волокон, прочность на сжатие и модуль упругости чистой древесины, панельных и конструкционных деревянных изделий.
Engineering ToolBox — Расширение SketchUp — 3D-моделирование онлайн!
Добавляйте стандартные и настраиваемые параметрические компоненты, такие как балки с полками, пиломатериалы, трубопроводы, лестницы и т. д., в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox — расширения SketchUp, которое можно использовать с потрясающими, интересными и бесплатными приложениями SketchUp Make и SketchUp Pro. .Добавьте расширение Engineering ToolBox в свой SketchUp из хранилища расширений SketchUp Pro Sketchup!
Перевести
О Engineering ToolBox!
Мы не собираем информацию от наших пользователей. В нашем архиве сохраняются только электронные письма и ответы. Файлы cookie используются только в браузере для улучшения взаимодействия с пользователем.
Некоторые из наших калькуляторов и приложений позволяют сохранять данные приложения на локальном компьютере. Эти приложения будут — из-за ограничений браузера — отправлять данные между вашим браузером и нашим сервером. Мы не сохраняем эти данные.
Google использует файлы cookie для показа нашей рекламы и обработки статистики посетителей. Пожалуйста, прочитайте Конфиденциальность и условия Google для получения дополнительной информации о том, как вы можете контролировать показ рекламы и собираемую информацию.
AddThis использует файлы cookie для обработки ссылок на социальные сети. Пожалуйста, прочитайте AddThis Privacy для получения дополнительной информации.
Реклама в ToolBox
Если вы хотите продвигать свои товары или услуги в Engineering ToolBox — используйте Google Adwords. Вы можете настроить таргетинг на Engineering ToolBox с помощью управляемых мест размещения AdWords.
Citation
Эту страницу можно цитировать как
- Engineering ToolBox, (2009). Балки и колонны . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/beams-t_58.html [День доступа, мес. год].
Изменить дату доступа.
. .
close
Расчетные модули > Балки > Стальные композитные балки
Нужно больше? Задайте нам вопрос
Этот модуль обеспечивает анализ и проектирование стальных профилей AISC, действующих совместно с бетонной плитой, которая непрерывно соединена с сжатой полкой балки с помощью подходящих соединителей, работающих на сдвиг. Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео:
Особенности модуля включают:
• Бетонная плита может быть либо на всю глубину, либо залита на профилированный стальной настил, с ориентацией ребер перпендикулярно или параллельно балке.
•Вместимость шипов может быть рассчитана модулем с использованием стандартной процедуры AISC.
• Обычный или легкий бетон можно использовать как для расчета прочности, так и для расчета прогиба.
• Модуль может анализировать методы строительства как с опорой, так и без опоры.
• Можно выбрать методы проектирования ASD или LRFD.
• Доступна гибкая спецификация срезных шпилек.
•Очень гибкая спецификация нагрузки, включая возможность указывать строительные нагрузки (применяется только к предварительным композитным проверкам), нагрузки, которые применяются как к предварительным, так и к посткомпозитным проверкам (всегда применяются), и нагрузки, которые применимы только к посткомпозитным чекам (наносится после отверждения).
• Широкие возможности сочетания нагрузок.
•Можно использовать множество разделов из баз данных AISC.
Вкладка «Общие данные»
На этой вкладке собраны все входные данные, кроме размера сечения балки и нагрузок.
Категория «Метод анализа» предлагает выбор методов ASD или LRFD.
Категория «Композитные данные» предлагает все необходимые поля ввода для полного указания плиты, ее фактической ширины, информации о стойках и спецификации металлического настила (если применимо).
Для Qn можно ввести значение напрямую или нажать кнопку, чтобы отобразить диалоговое окно расчета мощности стойки:
выбор готового продукта настила или указание вручную требуемых свойств настила.
Нажмите кнопку, чтобы отобразить окно выбора металлического настила, как показано ниже, или просто введите данные поперечного сечения настила в поля ввода размеров:
Частичное комбинированное действие
В этой категории предусмотрено три способа расчета модулем потребности в шипах.
Полное составное указывает модулю использовать количество шпилек, необходимое для обеспечения полного сопротивления сдвигу Vh для соединения плиты с балкой.
Specify % Composite позволяет пользователю ввести процент от максимального составного действия. Затем модуль определит количество шпилек, необходимых для этого Vh’, и выполнит расчет прочности на изгиб.
Рассчитать мин. шпильки указывает модулю рассчитать минимальное количество шпилек (более 25 % составных в соответствии с рекомендациями норм), которые адекватно обеспечивают требуемую допустимую нагрузку на основе приложенного момента.
Вкладка «Данные пролета балки»
В основном это та же вкладка, которая используется для обычной стальной балки, за исключением того, что здесь нет возможности указать длину полки сжатия без связей. Для областей с положительным моментом верхняя полка считается непрерывно закрепленной за счет составного соединения с бетонной плитой.
Примечание. Будьте осторожны в ситуациях, когда приложенная нагрузка может привести к возникновению областей с отрицательным моментом, так как этот модуль считает, что нижний фланец постоянно закреплен.
Вкладка «Нагрузки на пролет»
Эта вкладка в основном аналогична вводу нормальной нагрузки для других модулей проектирования балок, за исключением двух отличий:
должен ли модуль автоматически рассчитывать и применять собственный вес балки и собственный вес плиты.
2- Существует три параметра «Приложение нагрузки», которые позволяют пользователю указать последовательность указанных нагрузок следующим образом: будут учитываться в предварительных составных проверках, но не в посткомпозитных проверках.
Используйте этот тип приложения нагрузки, чтобы указать временную динамическую нагрузку или стационарную нагрузку, которые будут сняты до затвердевания бетона. НЕ используйте этот тип приложения нагрузки для указания постоянных нагрузок, таких как вес бетонной заливки на металлическом настиле. Этот тип нагрузки должен быть указан с помощью следующей опции. |
• Предварительная и посткомпозитная обработка (применяется всегда): Статическая нагрузка, которая будет учитываться при проверках предварительной и посткомпозитной обработки.
Используйте эту опцию для нагрузок, которые будут действовать, пока секция не является составной, и останутся на месте после достижения составного действия. Примеры могут включать вес бетонной заливки металлического настила или собственный вес стальной балки. |
• Только посткомпозит (применяется после отверждения): Любой тип нагрузки, которая будет воздействовать на отвержденный композитный участок. Они будут учитываться только при посткомпозитных проверках.
Используйте этот вариант для нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию только после того, как возникнет сложное действие. Некоторые примеры могут включать вес архитектурной отделки пола или вес постоянного механического оборудования. |
Вкладка «Сочетания нагрузок»
Функция вкладки «Сочетания нагрузок» в модуле «Составная стальная балка» такая же, как и в других модулях балок.
Вкладки результатов. На этом наборе вкладок представлены подробные результаты текущего расчета. Вертикальные вкладки на левом краю экрана позволяют пользователю выбрать три основные области, доступные для просмотра: расчеты, эскиз и диаграмма.
Вкладка «Расчеты» предлагает следующие варианты результатов:
На вкладке «Сводные результаты» представлены максимальные/управляющие значения отношения из всех результатов, представленных на вкладке «Макс. Вкладка «Комбинации». Модуль ищет максимальное отношение напряжения изгиба и представляет компоненты, рассчитанные для создания этого отношения.
Для элемента напряжения изгиба модуль сообщает коэффициент изгиба конструкции, который учитывает все нагрузки, указанные для приложения к балке до отверждения. Результирующий момент сравнивается с мощностью стальной секции, действующей в одиночку (не комбинированно).
Для элемента, представленного в качестве управляющих значений, модуль считает, что все указанные нагрузки применяются к составному сечению. Затем этот момент сравнивается с полным допустимым моментом составного сечения для заданного процента соединения сдвига.
Результаты показывают комбинацию нагрузок, создающую управляющие значения, а также идентификатор пролета и местоположение, в котором было обнаружено управляющее отношение.
Модуль вычисляет максимальный общий прогиб как сумму прогиба некомпозитной стальной секции, выдерживающей все нагрузки, указанные как предварительная и посткомпозитная (прилагается всегда), плюс прогиб составной секции, выдерживающей все нагрузки. нагрузок, указанных как Post Composite Only (применяется после отверждения).
Внимание! Показанный ниже экран, на котором представлена информация о строительных нагрузках, относится только к неподкрепленным балкам. Для опорных балок конструктивная часть моментов неприменима, поэтому она не показана.
На вкладке Max Combinations более подробно представлены значения изгиба и сдвига для всех сочетаний нагрузок. Отображение меняется в зависимости от того, какой метод стресса выбран.
Вот представление сводки значений результатов без опоры, когда в категории «Стресс-метод» выбран «AISC 360-05»:
Ма Приложенный момент – требуемый момент на секции из-за указанной комбинации нагрузок.
Mn/Omega — это несущая способность секции по моменту на этапе нагружения, указанная ссылочной комбинацией нагрузок (либо в предварительном, либо в посткомпозитном состоянии).
(При использовании LRFD допустимая номенклатура изменится на значение Mn, умноженное на Phi.) Категория метода:
На вкладке «Шпильки» представлены требования к соединителям, работающим на сдвиг, для всех секций пролета. При наличии точечных нагрузок на этой диаграмме могут быть указаны более подробные требования к расстоянию из-за изменения сдвига между приложенными точечными нагрузками.
M-V-D В сводке представлены результаты момента, сдвига и прогиба. Ниже показаны четыре скриншота этой вкладки. В зависимости от выбора метода анализа (ASD или LRFD) и выбора опор (с опорой или без опоры) в этих списках будут представлены разные значения и заголовки.
Примечание. В этих дисплеях также будут небольшие различия в зависимости от того, какой параметр выбрал пользователь для метода стресса («AISC 360-05» или «Предыдущий метод»). Поскольку «Предыдущий метод» предлагается в качестве помощи при переходе на ограниченное время, все приведенные ниже снимки экранов основаны на стресс-методе AISC 360-05.
Комбинации ASD/напряжения при обслуживании – БЕЗ КРЕПЛЕНИЯ:
LRFD/Силовые комбинации напряжений — Шотин:
LRFD/Прочность комбинации напряжений — UNSHORED:
Вкладка отклонения имеет две версии, одна для Shored и одна для строительства. Единственными отличиями являются комбинации нагрузок и пояснения к перечисленным приложениям нагрузки.
Отклонения при эксплуатации — БЕЗ ОШИВАНИЯ:
Отклонения при эксплуатации — БЕЗ ОПОРЫ:
В таблице прогибов при эксплуатации без опор столбцы требуют подробного пояснения:
голая стальная балка. Сюда входят все нагрузки, определенные с помощью параметра «Некомпозитные (строительные)», и все нагрузки, определенные с помощью параметра «Предварительно и послекомпозитные (прилагается всегда)» на вкладке «Нагрузки на пролет».
Столбец с пометкой «Снятые строительные нагрузки» показывает отклонение голой стальной балки под действием всех нагрузок, определенных с помощью параметра «Некомпозитный (строительный)» на вкладке «Нагрузки на пролет». Поскольку эти нагрузки снимаются до того, как балка достигает своего рабочего состояния, эти прогибы конструкционной нагрузки удаляются из общего прогиба, так что общий прогиб представляет собой правильный чистый общий прогиб в рабочем состоянии.
В столбце с надписью «Добавлено композитное соединение» показано отклонение составной секции из-за нагрузок, которые возлагаются на секцию после того, как она достигла составного действия. Сюда входят все нагрузки, определенные с помощью параметра «Только посткомпозит (применяется после отверждения)» на вкладке «Нагрузки на пролет».